KR20190025337A - 폴리에스테르 수지의 발포 시트를 포함하는 차량용 흡차음재 - Google Patents

폴리에스테르 수지의 발포 시트를 포함하는 차량용 흡차음재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 흡차음재에 관한 것으로, 본 발명에 따른 차량용 흡차음재는, 높은 폐쇄 셀 비율을 갖는 폴리에스테르 발포 시트로 제조됨으로써 외부 소음 차단성 및 경량성이 우수하며, 상기 폴리에스테르 발포 시트는 특정 깊이 및 직경의 비관통형 홀을 포함함으로써 우수한 차단 성능 및 흡음 성능을 동시에 만족한다

Description

폴리에스테르 수지의 발포 시트를 포함하는 차량용 흡차음재{Sound Blocking Material For Vehicle Containing Polyester Foam Sheet}
본 발명은 차량용 흡차음재에 관한 것이다.
자동차는 주행하는 도중 엔진으로부터 소음이 지속적으로 발생하게 되고, 이때 발생한 소음은 대쉬 패널을 통하여 차량의 내부로 침투되거나, 차체의 틈을 통하여 외부로 누출된다. 이로 인해 차량의 내부에 탑승한 사람은 차량의 실내로 침투한 소음으로부터 피해를 받게 되고, 차량의 외부에 있는 사람 또한 엔진으로부터 노출된 소음의 피해를 받게 된다. 따라서 자동차 소음을 감소시키기 위해 차량의 전면에 걸쳐서 다양한 재료가 방음 재료에 적용되고 있다.
일반적으로 방음재료는 대부분 다중 구조를 가지고 있는데, 이는 조성과 밀도가 서로 다른 재료가 조합된 다중층 타입을 사용함으로써 동일재료 중량에 대하여 보다 유리한 흡차음 효과를 얻기 위해서이다. 이러한 다중구조의 방음재료는 크게 흡음재와 차음재를 조합하여 적층한 후 사용하는 방법이 널리 알려져 있다.
상기와 같이 흠음 및 차음효과를 가지는 재료를 사용함에 있어서, 상기 재료를 경량화한 경우에는 연비의 향상도 기대할 수 있다. 최근에는 상기한 차음재와 흡음재의 경량화를 위하여 다양한 종류의 재료가 적용되고 있다.
특히 차음재의 경우 가공성 및 유연성이 우수한 에틸렌 초산 비닐 공중합체(Ethylene Vynyl Acetate: EVA)를 사용하여 차음 성능을 향상시키기 위해 비중이 1.9~2.1의 범위를 가지는 시트 형태로 제조하여 사용되고 있다. 이러한 차음재는 자동차, 철도차량, 빌딩 등의 바닥면이나 벽면 등에 부설되거나, 강판, 부직포, 콘크리트 패널, 목판 등에 맞붙이는 복합재로서 널리 사용되고 있다.
자동차의 경우, 흡차음재는 비중이 무거운 고무 종류인 헤비레이어(Heavy layer)를 재료로 한 제품이 주로 사용되고 있다. 상기 흡차음재는 자동차의 본네트의 내측면이나 대쉬 패널, 또는 자동차 내부의 패널에 접착되어 소음원으로부터 전달된 소음이 일부를 반사시켜 외부로 보내고, 일부는 통과시키며 감쇄시키는 작용을 한다. 이렇게 본네트에 설치된 흡차음재는 엔진으로부터 발생된 소음을 감쇄시키는 한편 외부로 반사시키게 되고, 자동차 내부의 패널에 설치된 흡차음재는 엔진이나 외부의 소음을 외부로 반사시키거나 감쇄시킴으로써 자동차의 실내를 소음의 피해로부터 보호할 수 있도록 한다.
그러나 자동차의 대쉬 패널을 기준으로 절연체(Dash Insulator)나 대쉬 분리 패드(Dash Isolation Pad)부에 사용되는 기존의 흡차음재 조성물은 PVC(Poly Vinyl Chloride), NR(Nature Rubber), EVA(Ethylene Vynyl Acetate) 등의 바인더에 충전제를 첨가하여 사용되어 왔으나, 두께 및 중량에 초점이 맞춰져 있어 바인더 및 충전제의 분산도를 파악하여 흡음 및 차음 성능을 향상시키는 것에는 한계가 있었다.
종래 한국등록특허 제10-0889848호에서는 자동차용 차음재로 EPDM, EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 탄산칼슘(CaCo3), 스테아르산, LLDPE(Linear Low Density Poly Ethylene), 탄성중합체(elastomer) 및 배합유(Process Oil)를 포함하는 자동차용 차음재에 관해 개시되어 있다. 그러나 종래 문헌에서는 차음효과를 위해 비중(1.9~2.1)이 높은 차음재가 사용되고 있다. 즉, 질량 법칙이 차음 성능에 적용되기 때문에 비중이 높은 차음재를 적용하면 차음 성능은 좋아지나, 흡차음재 부품 중량이 비례적으로 높아져 차량 총중량이 증대되는 문제가 있다.
따라서 이러한 기존의 흡차음재 대비 경량화하면서도 흡음 및 차음성능이 우수한 차량용 소재에 대한 개발이 요구되고 있다.
한국등록특허 제10-0889848호.
본 발명의 목적은, 우수한 경량성과 흡음 및 차음 성능을 만족하는 차량용 흡차음재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 폴리에스테르 발포 시트를 포함하고, 상기 폴리에스테르 발포 시트는 표면에 비관통형 홀이 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20개 이상 형성된 구조이며, 상기 비관통형 홀의 깊이는 폴리에스테르 발포 시트 두께의 20 내지 80% 범위인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재를 제공한다.
또한, 본 발명은 표면에 다수의 돌기가 형성된 롤러를 통과시켜 폴리에스테르 발포 시트 표면에 비관통형 홀을 형성하는 단계를 포함하는 차량용 흡차음재 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 흡차음재는, 높은 폐쇄 셀 비율을 갖는 폴리에스테르 발포 시트로 제조됨으로써 외부 소음 차단성 및 경량성이 우수하며, 상기 폴리에스테르 발포 시트는 특정 깊이 및 직경의 비관통형 홀을 포함함으로써 우수한 차음 성능 및 흡음 성능을 동시에 만족한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
종래의 차량용 흡차음재로 사용되는 헤비레이어(heavy layer) 혹은 PVC(Poly Vinyl Chloride), NR(Nature Rubber), EVA(Ethylene Vynyl Acetate), EPDM, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 등의 재료는 중량 및 비중이 높아서 차음 성능은 만족하나, 경량성 및 흡음 성능은 만족하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 높은 폐쇄 셀 비율을 갖는 폴리에스테르 발포 시트를 사용함으로써 경량성 및 차음 성능을 만족하는 동시에 특정 크기의 비관통형 홀을 형성하여 우수한 흡음 성능을 만족하는 차량용 흡차음재를 제공한다.
이러한 본 발명에 따른 차량용 흡차음재는, 폴리에스테르 발포 시트를 포함하고, 상기 폴리에스테르 발포 시트는 표면에 비관통형 홀이 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20개 이상 형성된 구조이며, 상기 비관통형 홀의 깊이는 폴리에스테르 발포 시트 두께의 20 내지 80% 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 비관통형 홀은 소음을 흡수하는 작용을 통해, 차량용 흡차음재의 흡음율을 높이기 위한 것으로, 차량용 흡차음재의 표면에 형성된 것일 수 있다. 상기 비관통형 홀은 차량용 흡차음재의 표면에 형성된 바늘(침) 형상의 무늬, 크랙, 홈, 함몰부, 개방기공 및 구멍의 형태를 모두 포괄하는 의미일 수 있다. 또한, 상기 비관통형 홀은 차량용 흡차음재 제조시에 펀칭 롤러의 사용 혹은 펀치 핀 프레스(Punch Pin Press) 기구의 상하 작용을 통해 형성된 것일 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 폴리에스테르의 종류를 구체적으로 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르 산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
구체적으로 본 발명에서 폴리에스테르 발포 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 발포 시트일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)이며, 이는 상기 폴리에스테르 발포 시트의 DIN ISO4590에 따른 측정값이 셀 중 90 %(v/v) 이상이 폐쇄 셀임을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포 시트 중 폐쇄 셀의 비율은 평균 90 내지 100 % 또는 95 내지 99 %일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 상기 범위 내의 폐쇄 셀을 가짐으로써, 우수한 경량성, 내구성 및 강성을 만족하는 차량용 흡차음재를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포 시트의 셀 수는 1 mm2 당 1 내지 30 셀, 3 내지 25 셀, 또는 3 내지 20 셀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀의 평균 크기는 100 내지 800 ㎛ 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 셀의 평균 크기는 100 내지 700 ㎛, 200 내지 600 ㎛ 또는 300 내지 600 ㎛ 범위일 수 있다. 이때, 셀 크기의 편차는 예를 들어, 5 % 이하, 0.1 내지 5 %, 0.1 내지 4 % 내지 0.1 내지 3 % 범위일 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 균일한 크기의 셀들이 균일하게 발포된 것을 알 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포 시트는 평균 두께가 1 내지 5mm일 수 있다. 상기 폴리에스테르 발포 시트의 평균 두께는 구체적으로 1.1 내지 4.3mm, 1.2 내지 4mm, 1.3 내지 3.5mm 혹은 1.5 내지 3mm일 수 있다. 폴리에스테르 발포 시트가 상기 범위의 평균 두께를 가질 경우 차량용 흡차음재의 차음 성능을 만족하면서 중량이 감소되어 경량화를 구현할 수 있고, 비관통형 홀의 형성이 용이하여 뛰어난 흡음 성능을 나타내게 된다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 차량용 흡차음재의 평균 평량은 200 내지 2000 g/m2 범위일 수 있다. 구체적으로 상기 평균 평량은 250 내지 1500 g/m2, 300 내지 1000 g/m2, 350 내지 950 g/m2, 400 내지 900 g/m2, 450 내지 880 g/m2, 500 내지 850 g/m2 혹은 550 내지 810 g/m2 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트의 평량이 상기 범위를 만족함으로써 경량성 향상되며, 이에 따라 본 발명에 따른 차량용 흡차음재를 이용한 작업 시 운반 및 시공이 용이한 효과가 있으며, 차량의 무게를 감소시켜 자동차 연비 절감에 효과적으로 작용하게 된다.
본 발명에 따른 비관통형 홀의 평균 직경은 구체적으로 1mm 이하, 0.95mm이하, 0.05 내지 0.9mm, 0.1 내지 0.85mm, 0.15 내지 0.8mm, 0.2 내지 0.75mm, 0.25 내지 0.72mm, 0.3 내지 0.7mm, 0.25 내지 0.35mm, 0.25 내지 0.55mm, 0.45 내지 0.55mm, 0.45 내지 0.75mm 혹은 0.65 내지 0.75mm일 수 있다. 비관통형 홀의 평균 직경이 상기 범위일 경우, 차량용 흡차음재의 차음 성능의 저하 없이 흡음 성능을 월등히 향상시키게 된다. 상기 비관통형 홀의 평균 직경은 홀 입구의 평균 직경을 의미하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비관통형 홀의 깊이는 폴리에스테르 발포 시트 두께의 20 내지 80% 범위일 수 있다. 구체적으로 비관통형 홀의 깊이는 폴리에스테르 발포 시트 두께의 20 내지 80%, 25 내지 75%, 30 내지 70%, 35 내지 65%, 40 내지 60%, 45 내지 55% 혹은 50% 일 수 있다. 비관통형 홀의 평균 깊이가 상기 범위로 적절하게 형성될 경우, 차량용 흡차음재의 휨강도 혹은 차음 성능이 저하되는 것을 방지하는 동시에 흡음 성능을 향상시키게 된다.
하나의 예로서, 비관통형 홀의 평균 깊이는 0.25 내지 2mm일 수 있다. 구체적으로, 상기 비관통형 홀의 평균 깊이는 0.3 내지 내지 1.95mm, 0.35 내지 1.9mm, 0.4 내지 1.85mm, 0.45 내지 1.8mm, 0.5 내지 1.7mm, 0.45 내지 0.55mm, 1.15 내지 1.25mm, 1.65 내지 1.75mm, 0.45 내지 1.25mm 혹은 1.15 내지 1.75mm 일 수 있다. 상기 비관통형 홀은 펀칭 롤러(punching roller)에 의해 형성된 것일 수 있으며, 상기 비관통형 홀 형성 방법은 펀치 핀 프레스(Punch Pin Press) 혹은 롤러 핀 프레스(Pin Press)등의 다양한 방법이 사용될 수 있다. 비관통형 홀의 평균 깊이가 상기 범위로 적절하게 형성될 경우, 차량용 흡차음재의 휨강도 및 차음 성능이 저하되는 것을 방지하는 동시에 흡음 성능을 향상시키게 된다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 비관통형 홀은, 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
1.2≤D1/D2≤6.5
수학식 1에서,
D1은 비관통형 홀의 평균 깊이를 의미하고,
D2는 비관통형 홀의 평균 직경을 의미한다.
상기 수학식 1은, 비관통형 홀의 평균 깊이에 대한 비관통형 홀의 평균 직경의 비율을 의미하는 것일 수 있으며, 상기 비관통형 홀의 평균 깊이에 대한 비관통형 홀의 평균 직경의 비율(D1/D2)은 구체적으로, 1.2 6.5, 1.25 내지 6, 1.3 내지 5.8, 1.35 내지 5.5, 1.4 내지 5, 1.45 내지 5, 1.5 내지 4.8, 1.55 내지 4.5, 1.6 내지 4 혹은 2.5 내지 3.8 일 수 있다. 비관통형 홀의 평균 깊이에 대한 비관통형 홀의 평균 직경 비율이 상기 범위일 경우, 차량용 흡차음재의 흡음 성능 차음 성능이 모두 향상되는 효과를 구현할 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포 시트는 표면에 비관통형 홀이 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20개 이상 형성된 구조일 수 있다. 구체적으로 상기 비관통형 홀은 발포시트 표면 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20 내지 100개, 25 내지 95개, 30 내지 90개, 35 내지 85개, 40 내지 80개, 45 내지 75개, 50 내지 70개 혹은 55 내지 65개 형성된 구조일 수 있다. 비관통형 홀이 폴리에스테르 발포 시트 표면 면적을 기준으로 상기 범위로 적절하게 형성될 경우, 차량용 흡차음재의 강도가 약해지는 것을 방지함과 동시에 차음 성능을 만족시키면서 우수한 흡음 성능을 구현하게 된다.
본 발명에 다른 차량용 흡차음재는 흡음성능 평가 시, KS F 2805 에 따라 측정한 흡음률이 0.4NRC 이상일 수 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 차량용 흡차음재의 상기 흡음률은 0.45 내지 3NRC, 0.5 내지 2.5NRC, 0.55 내지 2 혹은 0.6 내지1NRC 일 수 있다. 본 발명에 따른 차량용 흡차음재는 특정 직경 및 깊이를 갖는 비관통형 홀을 형성함으로써 상기 범위의 우수한 흡음률을 만족하며, 차량 내부 및 외부에서의 소음을 효과적으로 흡음할 수 있다. 하나의 예로서, 상기 평균 흡음률(NRC)은 KS F 2805-1972(잔향실법의 흡음률 측정방법)에 따라 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz 에서 측정된 각각의 흡음계수 값의 평균값을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 흡음재는 차음성능 평가 시, KS F 2080에 따라 측정한 투과손실 값이 10dB 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 투과손실 값은 차음률을 의미할 수 있으며, 상기 차음률은 10 내지 50dB, 12 내지 45dB, 13 내지 40dB, 14 내지 30dB, 20 내지 30dB, 혹은 15 내지 27dB일 수 있다. 본 발명에 따른 차량용 흡차음재는 높은 폐쇄 셀 비율을 갖는 폴리에스테르 발포 시트 표면에 특정 크기의 비관통형 홀을 형성함으로써, 상기 범위의 우수한 흡음률 및 차음률을 동시에 만족하며, 차량 내부 및 외부에서의 소음을 효과적으로 흡음 및 차음할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 표면에 수지층이 코팅된 것일 수 있다. 상기 수지층은 폴링스테르 발포 시트 표면에 코팅됨으로써 차량용 흡차음재의 우수한 압축강도를 구현할 수 있다. 구체적으로 상기 수지층은 폴리에스테르계 수지의 코팅층일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지의 코팅층일 수 있다.
상기 수지층은 하기 화학식 1의 반복단위를 포함하는 수지로 형성된 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
m 및 n은 반복단위의 몰 분율을 나타내고, 각각 1 내지 100의 정수이다.
본 발명에서 상기 화학식 1의 반복단위를 포함하는 수지는 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(이하, PETG라 함) 수지일 수 있다. 이러한 PETG 수지는 사이클로헥산디메탄올(CHDM)이 공중합된 구조일 수 있다. 상기 사이클로헥산디메탄올은 수지의 결정화를 방지하는 역할을 하여, 사이클로헥산디메탄올이 공중합된 PETG는 비결정성 영역을 가지게 된다. 따라서, 상기 PETG 수지는 점도유지가 용이하여 폴리에스테르 수지 시트와 수지층의 밀착성을 부여하게 된다.
상기 수지층은 평균 두께 0.01 내지 0.2mm 혹은 0.05 내지 0.15mm로 형성될 수 있다. 상기 수지층이 폴리에스테르 발포 시트 표면에 코팅됨으로써, 차량용 흡차음재의 중량을 증가시키지 않으면서, 굴곡강도 및 압축강도의 물성을 향상시키며, 우수한 차음 성능을 구현할 수 있다.
본 발명에서 비관통형 홀은 상기 수치층이 코팅된 폴리에스테르 발포 시트 표면에 형성된 것일 수 있다. 따라서, 상기 수지층의 코팅으로 인해 비관통형 홀이 막히는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는, 친수화 기능, 방수 기능, 난연 기능 또는 자외선 차단 기능을 가질 수 있으며, 계면활성제, 자외선 차단제, 친수화제, 난연제, 열안정제, 방수제, 셀 크기 확대제, 적외선 감쇠제, 가소제, 방화 화학 약품, 안료, 탄성폴리머, 압출 보조제, 산화방지제, 기핵제, 공전 방지제 및 UV 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 폴리에스테르 발포 시트는 증점제, 기핵제, 열안정제 및 발포제를 포함할 수 있다. 상기 증점제는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)이 사용될 수 있다.
상기 기핵제의 예로는, 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼리움, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 그라스 비드 등의 무기 화합물을 들 수 있다. 이러한 기핵제는 폴리에스테르 발포 시트의 기능성 부여, 가격 절감 등을 역할을 할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 탈크(Talc)가 사용될 수 있다.
상기 열안정제는, 유기 또는 무기 인 화합물일 수 있다. 상기 유기 또는 무기 인 화합물은, 예를 들어, 인산 및 그 유기 에스테르, 아인산 및 그 유기 에스테르일 수 있다. 예를 들어, 상기 열안정제는 상업적으로 입수 가능한 물질로서, 인산, 알킬 포스페이트 또는 아릴 포스페이트일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서 열안정제는 트리페닐 포스페이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 폴리에스테르 발포 시트의 열적 안정성을 향상시킬 수 있는 것이라면, 통상적인 범위 내에서 제한 없이 사용 가능하다.
상기 발포제의 예로는, N2, CO2, 프레온, 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 메틸클로라이드 등의 물리적 발포제 또는 아조디카르본아마이드(azodicarbonamide)계 화합물, P,P'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드)[P,P'-oxy bis (benzene sulfonyl hydrazide)]계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민(N,N'-dinitroso pentamethylene tetramine)계 화합물 등의 화학적 발포제가 있으며, 구체적으로 본 발명에서는 CO2가 사용될 수 있다.
상기 난연제는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 브롬 화합물, 인 또는 인 화합물, 안티몬 화합물을 포함할 수 있다. 브롬 화합물은 예를 들어, 테트라브로모 비스페놀 A 및 데카브로모디페닐에테르 등을 포함하고, 인 또는 인 화합물은 방향족 인산에스테르, 방향족 축합 인산에스테르, 할로겐화 인산에스테르 및 적인 등을 포함하고, 안티몬 화합물은 삼산화안티몬 및 오산화안티몬 등을 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 음이온계　계면　활성제(예를 들어, 지방산염, 알킬황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰 산염, 알킬술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염 등), 비이온계　계면　활성제(예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 유도체, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 알킬알칸올아미드 등), 양이온계 및 양성 이온계　계면　활성제(예를 들어, 알킬아민염, 제 4 급 암모늄염, 알킬베타인, 아민옥사이드 등) 및 수용성 고분자 또는 보호 콜로이드(예를 들어, 젤라틴, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌블록코폴리머, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 알긴산나트륨, 폴리비닐알코올 부분 비누화물 등) 등을 포함할 수 있다.
상기 방수제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 실리콘 계열, 에폭시 계열, 시아노아크릴산 계열, 폴리비닐아크릴레이트 계열, 에틸렌비닐아세테이트 계열, 아크릴레이트 계열, 폴르클로로프렌 계열, 폴리우레탄 수지와 폴리에스터 수지의 혼합체 계열, 폴리올과 폴리 우레텐 수지의 혼합체 계열, 아크릴릭 폴리머와 폴리우레탄 수지의 혼합체 계열, 폴리이미드 계열 및 시아노아크릴레이트와 우레탄의 혼합체 계열 등의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 자외선 차단제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 유기계 또는 무기계 자외선 차단제일 수 있으며, 상기 유기계 자외선 차단제의 예로는 p-아미노벤조산 유도체, 벤질리데네캠포 유도체, 신남산 유도체, 벤조페논 유도체, 벤조트리아졸 유도체 및 이들의 혼합물을 들 수 있고, 상기 무기계 자외선 차단제의 예로는 이산화티탄, 산화아연, 산화망간, 이산화지르코늄, 이산화세륨 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 차량용 흡차음재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 흡차음재 제조방법은 표면에 다수의 돌기가 형성된 롤러를 통과시켜 폴리에스테르 발포 시트 표면에 비관통형 홀을 형성하는 단계를 포함한다.
구체적으로 상기 롤러의 표면에 형성된 돌기는 롤러 표면 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20개 이상 형성된 구조일 수 있다. 구체적으로 상기 돌기는 롤러 표면 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20 내지 100개, 25 내지 95개, 30 내지 90개, 35 내지 85개, 40 내지 80개, 45 내지 75개, 50 내지 70개 혹은 55 내지 65개 형성된 구조일 수 있다.
또한, 롤러의 표면에 형성된 돌기는, L/D(평균 길이/평균 직경)가 0.2 내지 6.5이며, 롤러 표면에 형성된 돌기의 평균 길이(L)는 0.25 내지 2mm 이고, 롤러 표면에 형성된 돌기의 평균 직경(D)은 0.2 내지 0.9mm일 수 있다. 상기 돌기의 L/D(평균 길이/평균 직경)는, 구체적으로 0.5 내지 6, 1.3 내지 5.5, 1.5 내지 2 혹은 2.5 내지 4범위일 수 있다.
상기 롤러 표면에 형성된 돌기의 평균 길이(L)는 0.25 내지 내지 1.95mm, 0.3 내지 1.9mm, 0.35 내지 1.85mm, 0.4 내지 1.75m, 1.1 내지 1.75mm, 혹은 1.5 내지 1.8mm 일 수 있다. 또한, 상기 롤러 표면에 형성된 돌기의 평균 직경은 구체적으로 0.25 내지 0.85m, 0.28 내지 0.82mm, 0.3 내지 0.8mm 혹은 0.29 내지 0.75mm 일 수 있다
상기 롤러 표면에 형성된 돌기의 평균 직경(D)은 돌기 전체 길이의 길이 방향으로 50%가 되는 지점의 평균 직경을 의미하는 것일 수 있다.
상기 범위의 평균 길이 및 평균 직경을 갖는 돌기가 표면에 형성된 롤러를 사용함으로써, 폴리에스테르 발포 시트 표면에 용이하게 비관통형 홀을 형성할 수 있으며, 이에 따라 본 발명은 공정성 및 작업성이 향상된 차량용 흡차음재 제조방법을 제공할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3
본 발명에 따른 차량용 흡차음재를 제조하기 위해, 먼저 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 100중량부를 130℃에서 건조하여 수분을 제거하였고, 제 1 압출기에 상기 수분이 제거된 PET 수지와 상기 수분이 제거된 PET 수지 100중량부를 기준으로, 피로멜리틱 디언하이드리드 0.5중량부, 탈크 0.5중량부 및 Irganox(IRG 1010) 0.1중량부를 혼합하고, 280℃로 가열하여 수지 용융물을 제조하였다. 그런 다음, 제1압출기에 발포제로서 부탄을 PET 수지 100중량부를 기준으로 3중량부 투입하고 압출발포 하여 폴리에스테르 발포 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에스테르 발포 시트의 밀도는 약 350kg/m3, 두께는 약 2mm, 평량은 약 700g/m2 였다.
그런 다음, 상기 제조된 폴리에스테르 발포 시트 표면에 비관통형 홀을 형성하기 위해, 펀칭 롤러(Punching roller)를 이용하여, 실시예 1 내지 3의 단위면적당 비관통형 홀의 개수, 비관통형 홀의 평균 직경 및 비관통형 홀의 평균 깊이를 하기 표 1과 같이 조절하여 차량용 흡차음재를 제조하였다.
비교예 1
단위면적당 비관통형 홀의 개수, 비관통형 홀의 평균 직경 및 비관통형 홀의 평균 깊이를 하기 표 1에 기재된 것과 같이 조절한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 차량용 흡차음재를 제조하였다.
실험예 : 차량용 흡차음재의 흡음 및 차음 성능 평가
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 차량용 흡차음재에 대하여 흡음률 및 차음률을 측정하였다. 측정 방법은 하기 기재하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
1) 흡음률 측정
KS F 2805 잔향실법 측정방법을 이용하여 0~10,000 Hz 의 흡읍률을 측정하고, NRC(noise reduction coefficient) 값을 산출하였다. NRC는 250, 500, 1,000 및 2,000 Hz에서의 흡음률 평균값을 나타낸 것이다.
2) 차음률 측정
KS F 2862에 의거한 Apamat 측정장비를 활용하여 주파수 1 내지 8,000 Hz의 투과손실 값을 구했다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
가공
조건		 단위면적(1cmX1cm)당 비관통형 홀의 개수(개) 30 45 56 15
비관통형 홀의 직경(mm) 0.3 0.7 0.5 0.2
비관통형 홀의 깊이(mm) 0.5 1.2 1.7 0.2
흡음률(NRC) 0.6 0.8 0.9 0.2
차음률(dB) 20 15 27 32
상기 표 1을 보면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우, 단위면적당 비관통형 홀의 개수, 비관통형 홀의 평균 직경 및 비관통형 홀의 평균 깊이를 적절하게 조절하여 비관통형 홀을 형성함으로써 흠음률 및 차음률이 동시에 우수한 결과를 보였다. 그러나, 비교예 1의 경우, 단위면적당 비관통형 홀의 개수, 비관통형 홀의 평균 직경, 및 비관통형 홀의 평균 깊이를 작게 형성하여 차음률은 높으나 흡음률이 현저히 낮은 결과를 보였다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 흡차음재는 단위면적당 비관통형 홀의 개수, 비관통형 홀의 평균 직경 및 비관통형 홀의 평균 깊이를 특정 범위로 적절하게 조절하여 형성함으로써, 우수한 흡음 및 차음 성능을 동시에 구현 가능함을 확인하였다.

Claims (12)

  1. 폴리에스테르 발포 시트를 포함하고,
    상기 폴리에스테르 발포 시트는 표면에 비관통형 홀이 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20개 이상 형성된 구조이며,
    상기 비관통형 홀의 깊이는 폴리에스테르 발포 시트 두께의 20 내지 80% 범위인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포 시트는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포 시트는 평균 두께가 1 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비관통형 홀은 평균 직경이 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  5. 제1항에 있어서,
    차량용 흡음재의 흡음성능 평가 시, KS F 2805 에 따라 측정한 흡음률이 0.4NRC 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  6. 제1항에 있어서,
    차량용 흡음재의 차음성능 평가 시, KS F 2080에 따라 측정한 투과손실 값이 10dB 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  7. 제1항에 있어서,
    폴리에스테르 발포 시트는 표면에 수지층이 코팅된 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수지층은 폴리에스테르계 수지의 코팅층인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수지층은 하기 화학식 1의 반복단위를 포함하는 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재:
    [화학식 1]
    Figure pat00002

    상기 화학식 1에서,
    m 및 n은 반복단위의 몰 분율을 나타내고, 각각 1 내지 100의 정수이다.
  10. 표면에 다수의 돌기가 형성된 롤러를 통과시켜 폴리에스테르 발포 시트 표면에 비관통형 홀을 형성하는 단계를 포함하는 차량용 흡차음재 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    롤러의 표면에 형성된 돌기는 롤러 표면 가로 1cm, 세로 1cm의 단위면적당 평균 20개 이상 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    롤러의 표면에 형성된 돌기는, L/D(평균 길이/평균 직경)가 0.2 내지 6.5이며, 롤러의 표면에 형성된 돌기의 평균 길이는 0.25 내지 2mm 이고, 롤러의 표면에 형성된 돌기의 평균 직경은 0.2 내지 0.9mm인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재 제조방법.

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