KR20160142913A - 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡음 부재 사이에 왁스를 바르거나 분사한 다음 열 성형함으로써, 왁스가 하나의 막(왁스층)을 이루면서 흡음 부재를 부착하는 접착 기능과 더불어 하나의 차음성능을 얻을 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 흡차음재의 전체 중량을 줄여 결과적으로 자동차 연비를 높일 수 있을 뿐만 아니라 기존 흡차음재와 같거나 높은 흡차음성능을 얻을 수 있게 한 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 흡음 부재의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 왁스를 바르거나 분사하여 차음막 기능의 왁스층을 형성할 수 있게 구성함으로써, 하나 또는 두 개의 왁스층을 통해 다른 차음성능을 얻을 수 있게 하여 차종과 흡차음재의 장착 위치에 따라 달라지는 차음성능에 알맞은 흡차음재를 선택하여 제작·사용할 수 있게 한 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 이러한 왁스층이 흡음 부재의 전체 테두리와 그 중간에 부분적으로 바르거나 분사하는 것과 같이 부분적으로 왁스층(차음층)을 형성할 수 있게 구성함으로써, 이처럼 하나의 흡차음재에 대해서도 부분적으로 다른 흡차음 성능을 얻을 수 있게 한 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재{METHOD FOR MANUFACTURING SOUNDPROOFING MATERIAL AND THE SOUNDPROOFING THEREOF}

본 발명은 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 개의 흡음 부재 사이에 바르거나 분사한 왁스를 열 성형하여 왁스로 막(왁스층)을 형성함으로써, 왁스가 접착 기능과 더불어 차음성능을 갖게 하여 전체 중량을 줄이면서도 흡차음 성능을 높일 수 있게 한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진과 같은 동력 발생장치를 통해 얻은 동력으로 움직이므로, 동력 발생장치에서 발생하거나 주행 중 차체의 떨림이나 차량 주변에서 발생한 소음과 진동이 자동차 실내로 전달되어 승차감을 떨어뜨린다. 이 때문에, 자동차에는 이러한 소음과 진동 등을 없애 승차감을 높일 수 있도록 흡차음재를 사용한다.

이처럼 자동차에 사용하는 흡차음재로는, 후드의 안쪽에 장착하는 후드 인슐레이션, 대시 패널의 안쪽에 장착하는 대시 인너 인슐레이션, 플로어패널 바닥에 장착하는 플로어 인슐레이션, 그리고 엔진룸 내부에 장착하는 엔진룸 인슐레이션 등을 예로 들 수 있다. 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 이러한 흡차음재에 대한 다양한 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1은 자동차용 고내열성 흡차음재에 관한 것으로, 엔진의 소음원과 가장 근접한 부위에 실린더 블록 커버 등으로 적용되어 엔진으로부터 발생하는 소음을 저감시켜 차량의 실내에 정숙성을 개선하는 자동차용 고내열성 흡차음재에 관한 것이다

특허문헌 2는 본 발명의 목적은 우수한 흡차음성을 나타내며, 200℃의 고온 환경에서도 형상 유지가 가능하여 흡차음재로의 기능을 발휘할 수 있도록, 우수한 내열성을 나타내고, 화재의 위험성으로부터 안전성을 확보할 수 있는 자동차용 고내열성 흡차음재의 제조방법을 제공하는 것이다. 다른 목적은 기재층에 상대적으로 가격이 저렴한 무기섬유를 적용하고 표피층에는 크림프가 부여된 슈퍼섬유를 적용하여 원가경쟁력과 표면에 보플 발생이 억제되어 우수한 품질을 나타내는 자동차용 고내열성 흡차음재의 제조방법을 제공하는 것이다

특허문헌 3은 차량의 실내 소음에 대한 차음, 흡음 특성이 우수하고 단위 크기당 중량이 가벼워서 차량의 에너지 효율성을 상대적으로 증대시킬 수 있는 흡차음재를 제공한다.

하지만, 기존 흡차음재는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 통상 흡차음재는, 흡음과 차음성능을 통해 방음 효과를 얻으므로, 적어도 하나의 흡음재와 적어도 하나의 차음재를 겹쳐서 다층 구조로 제작해야 한다. 이 때문에, 흡차음재의 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라 중량이 많이 나간다.

(2) 즉, 각 흡음재와 차음재가 각각 소정의 두께와 중량을 가지므로, 이러한 층을 다층 구조로 제작한 경우 그 두께와 중량이 그대로 흡차음재의 두께와 중량으로 이어진다.

(3) 이는 중량 증가로 자동차의 에너지 소비량이 늘어나 자동차 연비를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 한정된 내부 공간에서 두꺼워진 흡차음재 때문에 자동차 구성품들을 배치하거나 설치하는 데 한계가 있다.

(4) 한편, 이처럼 기존 흡차음재는 다층 구조로 제작해야 하므로 층과 층을 하나로 부착하기 위해 접착제와 같은 부착 수단이 필요하다.

(5) 접착수단 또한 그 사용량이 많지는 않다고 하더라도 흡차음재의 중량을 늘려 연비를 떨어뜨리는 요인으로 작용하기도 한다.

(6) 또한, 접착수단의 경우, 인체에 해를 입힐 수 있어 부착 작업을 하는 동안 작업자의 안전을 위협할 뿐만 아니라 불쾌한 냄새 등을 풍겨 작업환경을 악화시키는 요인으로 작용한다.

한국공개특허 제10-2015-0024966호 (공개일 : 2015.03.10) 한국등록특허 제1499812호 (등록일 : 2015.03.02) 한국등록특허 제1515148호 (등록일 : 2015.04.20)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 흡음 부재 사이에 왁스를 바르거나 분사한 다음 열 성형함으로써, 왁스가 하나의 막(왁스층)을 이루면서 흡음 부재를 부착하는 접착 기능과 더불어 차음성능을 얻을 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 흡차음재의 전체 중량을 줄여 결과적으로 자동차 연비를 높일 수 있을 뿐만 아니라 기존 흡차음재와 같거나 높은 흡차음성능을 얻을 수 있게 한 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 흡음 부재의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 왁스를 바르거나 분사하여 차음막 기능의 왁스층을 형성할 수 있게 구성함으로써, 하나 또는 두 개의 왁스층을 통해 다른 차음성능을 얻을 수 있게 하여 차종과 흡차음재의 장착 위치에 따라 달라지는 차음성능에 알맞은 흡차음재를 선택하여 제작·사용할 수 있게 한 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 이러한 왁스층이 흡음 부재의 전체 테두리와 그 중간에 부분적으로 바르거나 분사하는 것과 같이 부분적으로 왁스층(차음층)을 형성할 수 있게 구성함으로써, 이처럼 하나의 흡차음재에 대해서도 부분적으로 다른 흡차음 성능을 얻을 수 있게 한 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 흡차음재의 제조방법은, 제1흡음 부재(100)를 준비하는 제1 단계; 상기 제1흡음 부재(100) 표면에 왁스(300)를 바르거나 분사하는 제2 단계; 및 상기 왁스(300) 위에 제2흡음 부재(200)를 올려놓고 왁스(300)가 녹으면서 막을 형성할 수 있게 열 성형금형으로 열 성형하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제1흡음 부재(100)와 제2흡음 부재(200)는, 각각 부직포·글라스 울·콜크·발포수지·펠트·극세사·PET 및 폴리 우레탄 폼 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 단계는, 상기 왁스(300)를 상기 제1흡음 부재(100)의 한 면 또는 양쪽 면에 바르거나 분사하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 단계는, 상기 왁스(300)를 상기 제1흡음 부재(100)의 면 전체 또는 부분적으로 바르거나 분사하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상술한 자동차용 흡차음재의 제조방법에 의한 자동차용 흡차음재를 포함한다.

이러한 흡차음재는 대시 인슐레이션 패드 또는 플로어 카펫용 흡차음재인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 흡차음재의 제조방법 및 그 흡차음재는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 왁스를 이용하여 흡음 부재의 부착 기능과 더불어서 하나의 차음층(왁스층) 기능을 할 수 있으므로, 별도로 차음층을 구성하지 않아도 되므로 그만큼 흡차음재의 중량(약 25% 감소)을 줄여 결과적으로 자동차의 연비를 높일 수 있다.

(2) 특히, 왁스는 흡음 부재에 바르거나 분사하는 양이 많지 않더라도 이처럼 흡음 부재의 부착과 하나의 왁스층을 형성할 수 있으므로 중량 증가와 비교하여 흡음과 차음성능을 높일 수 있다.

(3) 또한, 이때 차음효과를 높이기 위해 왁스층의 두께를 두껍게 제작할 수 있고, 이처럼 왁스층의 두께를 두껍게 제작하더라도 그 중량 증가 대비 차음성능을 더욱 높일 수 있다.

(4) 한편, 왁스는 흡음 부재의 한쪽 면이나 양쪽 면에 바르거나 분사하여 왁스층을 쉽게 형성할 수 있으므로, 하나 또는 두 개의 차음막 기능을 할 수 있도록 왁스층을 형성하여 원하는 차음성능을 기대할 수 있다.

(5) 그리고, 왁스는 이처럼 흡음 부재의 면 전체에 대하여 바르거나 분사할 수도 있으나, 부분적으로 왁스를 바르거나 분사하여 구성함으로써, 하나의 흡차음재에 대해서도 부분적으로 다른 흡음과 차음성능을 가진 흡차음재를 제작하여 사용할 수 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 흡음 부재의 준비 단계를 보여주기 위한 사시도.
[도 2]는 본 발명에 따른 흡음 부재 위에 왁스를 바르거나 도포한 상태를 보여주기 위한 사시도.
[도 3]은 본 발명에 따라 왁스를 바른 위에 다른 흡음 부재를 올려놓는 상태를 보여주기 위한 사시도.
[도 4]는 본 발명에 따른 흡차음재의 단면 층 구조를 보여주기 위하여 일부를 확대한 단면도.
[도 5]는 기존의 흡차음재(비교예)와 본 발명에 따른 흡차음재(실시예)의 흡음성능을 비교한 그래프.
[도 6]은 기존의 흡차음재(비교예)와 본 발명에 따른 흡차음재(실시예)의 차음성능을 비교한 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(제조방법)

본 발명에 따른 자동차용 흡차음재의 제조방법은, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 제1흡음 부재(100)와 제2흡음 부재(200) 사이에 왁스(300)를 바르거나 분사한 다음, 열 성형을 통해 이 왁스(300)를 녹여 이들 흡음 부재(100,200)를 부착시키면서 왁스층을 형성하여 차음막 기능을 할 수 있게 구성한 것이다.

특히, 본 발명은 이처럼 왁스(300)로 막(왁스막)을 형성하여 이들 흡음 부재(100,200)의 부착 기능과 더불어 차음막 기능을 얻을 수 있게 구성하므로, 별도로 차음층을 구성하지 않아도 될 뿐만 아니라 왁스(300)의 중량 증가 대비 차음 효과를 한층 더 높일 수 있게 한 것이다.

이하, 3단계에 걸쳐 이루어지는 본 발명에 따른 흡차음재의 제조방법에 관하여 각 단계를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1 단계는, [도 1]과 같이, 제1흡음 부재(100)를 준비하는 단계이다. 이때, 제1흡음 부재(100)는 자동차에 장착하는 위치에 따라 그 형상에 알맞게 미리 자른 형태로 준비할 수도 있고, [도 1]과 같이 미리 정한 크기로 절단한 형태로 준비할 수도 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1흡음 부재(100)는 본 발명이 속한 기술 분야에서 흡음 성능을 얻기 위해 사용하는 흡음재질로 이루어진 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 흡음 재질로는, 예시적으로, 부직포·글라스 울·콜크·발포수지·펠트·극세사·PET 그리고 폴리 우레탄 폼을 예로 들 수 있다. 그리고, 이러한 흡음 재질은 각각 하나씩 단층 구조로 이용할 수도 있고, 이들 재질 중에서 적어도 2개를 선택하여 다층 구조로 제작하여 사용할 수도 있다.

제2 단계는, [도 2]와 같이, 제1흡음 부재(100) 표면에 왁스(300)를 바르거나 분사하는 단계이다. 이때, 왁스(300)는 도장의 마감이나 손질 등에 사용하는 통상의 기술로 이루어진 것을 사용한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 왁스(300)는 제1흡음 부재(100)의 양쪽 면 중에서 적어도 한 면에 바르거나 분사한다. 왁스(300)는 후술하는 제3 단계에서 열 성형함에 따라 하나의 막을 형성하면서 부착 기능과 더불어서 차음막 기능을 한다. 이에, 본 발명에서는 제1흡음 부재(100)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 각각 선택적으로 차음막 기능을 할 수 있게 왁스(300)를 바르거나 분사함으로써, 차음성능을 조절할 수 있다. 즉, 제1흡음 부재(100)에 대해 한쪽 면에 하나의 차음막을 형성할 수도 있고, 양쪽 면에 각각 하나씩 두 개의 차음막을 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 왁스(300)는 제1흡음 부재(100)의 한쪽 면 중에서 부분적으로 바르거나 분사하여 왁스층을 형성할 수도 있다. 예를 들어서, 제1흡음 부재(100)의 테두리 부분에 왁스를 바르거나 분사하여 이 제1흡음 부재(100)가 분리되지 않고 부착된 상태를 유지하게 하면서, 그 내부 공간에 미리 정한 위치에 왁스(300)를 바르거나 도포함으로써, 본 발명에 따른 하나의 흡차음재에 대해서도 부분적으로 흡음성능과 차음성능을 다르게 제작할 수 있다.

제3 단계는, [도 3] 및 [도 4]와 같이 왁스(300) 위에 제2흡음 부재(200)를 올려놓고 일체로 열 성형하는 단계이다. 여기서, 제2흡음 부재(200)는, 제1흡음 부재(100)를 제작하는 데 사용하는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 그 층 구성이나 재질은 서로 다르게 구성할 수도 있다.

이때, 열 성형은 제1흡음 부재(100)에 바르거나 분사한 왁스(300)를 녹여 제1흡음 부재(100)와 제2흡음 부재(200)를 하나로 접합할 수 있는 온도에서 이루어질 수 있게 성형한다. 이러한 열 성형은 통상의 열 성형 금형을 이용한다.

이처럼 이루어진 본 발명의 제조방법으로 따라 이루어진 왁스층은 두 개의 흡음 부재를 서로 접합하는 접착 기능과 더불어 하나의 차음막 기능을 통해 차음성능을 얻을 수 있다. 특히, 왁스는 흡음 부재의 한쪽 또는 양쪽 면에 형성하여 한 번 또는 두 번에 걸쳐 차음성능을 얻거나, 부분적으로 막을 형성할 수 있게 하여 하나의 흡차음재에 대해서도 부분적으로 다른 흡차음 성능을 얻을 수도 있다.

( 흡차음재 )

본 발명은 상술한 제조방법에 따라 제조한 흡차음재를 포함한다. 여기서, 본 발명에 따른 흡차음재의 흡음성능과 차음성능을 시험한 결과는 다음과 같다.

[도 5]는 본 발명에 따른 흡차음재(실시예, 빨간선)와 기존 흡차음재(비교예, 파란선)의 흡음 결과를 보여주는 그래프로이다. 그래프에서, 가로축은 주파수(㎐)를, 세로축은 흡음 성능(Absorption Loss,㏈(A))을 각각 나타낸다. 그리고, 흡음 성능은 잔향실(Reverberation Chamber)에서 측정한 결과이다.

그 결과, 빨간 선으로 표시한 실시예는 낮은 주파수 대역에서는 파란 선으로 표시한 비교예보다 흡음성능이 떨어지나 높은 주파수 대역에서는 그 반대의 성능을 보여주는 것을 알 수 있다. 그 결과, 전체적으로 흡음 성능에서는 실시예와 비교예가 비슷한 흡음 성능을 보인다고 할 수 있다.

[도 6]는 본 발명에 따른 흡차음재(실시예, 빨간선)와 기존 흡차음재(비교예, 파란선)의 차음 결과를 보여주는 그래프로이다. 그래프에서, 가로축은 주파수(㎐)를, 세로축은 차음성능(Insertion Loss,㏈(A))을 각각 나타낸다. 그리고, 차음 성능은 무향실(Anechoic Room)에서 측정한 결과이다.

그 결과, 빨간 선으로 표시한 실시예가 전체 주파수 대역에서는 파란 선으로 표시한 비교예보다 전체적으로 높은 차음성능을 보여주며, 특히 주파수가 높을수록 차음성능의 차이가 커지는 것을 알 수 있으며, 400~8,000㎐ 대역에서 2㏈(A) 정도 향상된 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 흡음 성능에 있어서는 기존 흡차음재와 거의 같은 성능을 나타내나 차음성능에서는 비교예보다 우수한 성능을 나타낼 뿐만 아니라, 특히 흡차음재의 중량에 있어서 기존 비교예보다 약 25% 정도 가벼운 흡차음재를 제작할 수 있어 자동차의 연비를 개선할 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 따라 제작한 흡차음재는 자동차 분야에서 사용하는 여러 종류의 흡차음재를 대신할 수 있으나, 바람직하게는 대시 인슐레이션 패드나 플로어 카펫용 흡차음재로 이용하는 것이 가장 바람직하다.

100 : 제1흡음 부재
200 : 제2흡음 부재
300 : 왁스

Claims (6)

1. 제1흡음 부재(100)를 준비하는 제1 단계;
   상기 제1흡음 부재(100) 표면에 왁스(300)를 바르거나 분사하는 제2 단계; 및
   상기 왁스(300) 위에 제2흡음 부재(200)를 올려놓고 왁스(300)가 녹으면서 막을 형성할 수 있게 열 성형금형으로 열 성형하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡차음재의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1흡음 부재(100)와 제2흡음 부재(200)는, 각각 부직포·글라스 울·콜크·발포수지·펠트·극세사·PET 및 폴리 우레탄 폼 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 흡차음재의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 단계는,
   상기 왁스(300)를 상기 제1흡음 부재(100)의 한 면 또는 양쪽 면에 바르거나 분사하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡차음재의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 단계는,
   상기 왁스(300)를 상기 제1흡음 부재(100)의 면 전체 또는 부분적으로 바르거나 분사하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡차음재의 제조방법.
   
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의한 제조방법으로 제조한 자동차용 흡차음재.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 흡차음재는 대시 인슐레이션 패드 또는 플로어 카펫용 흡차음재인 것을 특징으로 하는 자동차용 흡차음재.

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