KR20200073793A - 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법이 개시된다. 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법은 소재를 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 분쇄물에 액상바인더를 혼합하는 바인더혼합단계; 상기 바인더혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 건조하는 건조단계; 상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물의 상부면 및 하부면에 표면층을 적층하는 표면층적층단계; 및 상기 표면층적층단계를 통해 제조된 적층체를 압축성형하는 압축성형단계를 포함하며, 상기 분쇄단계는 재활용 소재를 입자크기가 1 내지 3 밀리미터를 나타내도록 분쇄하며, 상기 바인더혼합단계는 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 분쇄물 100 중량부에 액상바인더 350 내지 450 중량부를 혼합할 수 있다.

Description

자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법{Method for manufacturing an insulation pad of vehicle}

본 발명은 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 친환경성, 단열성, 내열성, 내한성 및 연소성이 우수한 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법에 관한 것이다.

인슐레이션 패드는 항공기, 자동차, 기차, 선박 등의 운송기계, 공동주택, 고층건물, 빌딩의 냉난방 공조 시스템 등의 건축구조물; 청소기, 식기세척기, 세탁기, 에어컨, 공기청정기, 컴퓨터, 프로젝터, 음향기기, PDP 등의 가전기기, 및 포크레인 등의 각종 산업용 기계 등의 분야에서 방음재 및 또는 단열재로서 유리하게 사용될 수 있다.

인슐레이션 패드는 단섬유와 같은 일반 섬유를 함유하고 실질적으로 순수한 극세사 만이 층상구조로 방향성 있게 잘 발달되어 있어서 고밀도 구조를 나타낸다. 그러므로 얇고 가벼우면서도 우수한 흡음 특성 및 단열 특성을 나타낸다. 따라서 이를 방음재로 사용하면 소음을 획기적으로 차단하는 것이 가능하며, 단열재로서 사용하면 에너지 절감 효과를 획기적으로 증대시킬 수 있다.

자동차 내장 트림의 시대적 요구 변화로 인해 경량, 친환경 부품의 필요성이 대두되면서 기존 Anti-Noise Pad 생산을 병행함과 동시에 기존 흡음재의 단점 (냄새, 분진발생 등)을 보완하면서 흡음재 개발을 추진해 왔다.

자동차 내장 흡음재로서의 성능과 작업성을 고려한 인슐레이션 패드의 고성능 소재의 제조방법을 개발함과 동시에 소재 자체의 경량화 및 리싸이클링을 고려하여 최적의 흡음조건을 갖춘 소재 생산이 필요하다.

본 발명은 친환경성, 단열성, 내열성, 내한성 및 연소성이 우수한 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법은 소재를 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 분쇄물에 액상바인더를 혼합하는 바인더혼합단계; 상기 바인더혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 건조하는 건조단계; 상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물의 상부면 및 하부면에 표면층을 적층하는 표면층적층단계; 및 상기 표면층적층단계를 통해 제조된 적층체를 압축성형하는 압축성형단계를 포함하며, 상기 분쇄단계는 재활용 소재를 입자크기가 1 내지 3 밀리미터를 나타내도록 분쇄하며, 상기 바인더혼합단계는 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 분쇄물 100 중량부에 액상바인더 350 내지 450 중량부를 혼합할 수 있다.

또한, 상기 액상바인더는 물, 증점제, 섬유질, 강도보강재 및 난연제로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 강도보강재는 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 라텍스 수지, 초산비닐수지, 초산염회비닐 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 건조단계는 80 내지 100℃의 온도에서 10 내지 15시간 동안 이루어질 수 있다.

또한, 상기 부직포는 폴리에틸렌 파우더가 도포된 폴리에스터 부직포일 수 있다.

본 발명에 따르면, 증점제, 섬유질, 강도보강재 및 난연제의 제공으로, 친환경성, 단열성, 내열성, 내한성 및 연소성이 우수한 자동차용 인슐레이션 패드를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 제조방법에 따라 제조된 자동차용 인슐레이션 패드를 나타내는 사진이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 제조방법에 따라 제조된 자동차용 인슐레이션 패드를 나타내는 사진이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법은 소재를 분쇄하는 분쇄단계(S101), 상기 분쇄단계(S101)를 통해 분쇄된 분쇄물에 액상바인더를 혼합하는 바인더혼합단계(S103), 상기 바인더혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 건조하는 건조단계(S105), 상기 건조단계(S105)를 통해 건조된 혼합물의 상부면 및 하부면에 표면층을 적층하는 표면층적층단계 (S107) 및 상기 표면층적층단계(S107)를 통해 제조된 적층체를 압축성형하는 압축성형단계(S109)로 이루어진다.

상기 분쇄단계(S101)는 소재를 분쇄하는 단계로, 자동차 폐기물을 일정한 크기로 절단한 후에 분쇄장치에 투입하고 입자크기가 1 내지 3 밀리미터를 나타내도록 분쇄한다.

자동차 폐기물은 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 섬유류 및 부직포 등과 같이 다양한 재료가 혼합되어 있으며, 물성향상이나 난연성 향상을 위한 각종 첨가제가 혼합되어 있기 때문에, 자동차용 인슐레이션 패드의 재료로 적합한 물성을 나타낸다.

상기 소재의 입자크기가 1 밀리미터 미만이면 쉽게 비산될 뿐만 아니라 상기 바인더혼합단계에서 액상바인더와의 혼합성이 저하되며, 상기 재활용 소재의 입자크기가 3 밀리미터를 초과하게 되면 상기 액상바인더와 균일하게 혼합되지 못하기 때문에 자동차용 인슐레이션 패드로 적용했을 때, 부분적인 물성저하가 발생할 수 있다.

상기 바인더혼합단계(S103)는 상기 분쇄단계(S101)를 통해 분쇄된 분쇄물에 액상바인더를 혼합하는 단계로, 상기 분쇄단계(S101)를 통해 분쇄된 분쇄물 100 중량부 및 액상바인더 350 내지 450 중량부를 교반장치가 구비된 혼합기에 투입하고 150 내지 250 rpm의 속도로 10 내지 20분 동안 교반하여 이루어지는데, 상기 액상바인더는 상기 분쇄단계(S101)를 통해 분쇄된 분쇄물을 결속시킬 뿐만 아니라, 단열성, 내열성 및 연소성이 우수한 자동차용 인슐레이션 패드를 제공하는 역할을 한다.

상기 액상바인더는 물, 증점제, 섬유질, 강도보강재 및 난연제로 이루어지며, 물 100 중량부, 증점제 1 내지 4 중량부, 섬유질 0.5 내지 6 중량부, 강도보강재 5 내지 20 중량부 및 난연제 1 내지 6 중량부로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 액상바인더의 함량이 350 중량부 미만이면 상기 분쇄물을 결속시키는 효과와 단열성, 내열성 및 연소성의 향상효과가 미미하며, 상기 액상바인더의 함량이 450 중량부를 초과하게 되면 자동차용 인슐레이션 패드의 기계적 물성이 저하될 수 있다.

이때, 상기 증점제는 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드, 당류 및 팽윤성이 있는 점토류로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 상기 섬유질은 닥나무 백피, 마섬유, 폐지, 탄소나노섬유, 면사, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리프로필렌 및 펄프로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 강도보강재는 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 라텍스 수지, 초산비닐수지, 초산염회비닐 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 상기 난연제는 수산화알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 건조단계(S105)는 상기 바인더혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 건조하는 단계로, 상기 바인더혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 건조기에 투입하고 80 내지 100℃의 온도에서 10 내지 15시간 동안 건조하여 4.5 내지 7.5 밀리미터의 판형을 나타내도록 건조하여 이루어진다.

상기와 같이 판형으로 건조된 혼합물의 두께가 4.5 밀리미터 미만이면 보호효과가 저하되며, 상기와 같이 판형으로 건조된 혼합물의 두께가 7.5 밀리미터를 초과하게 되면, 보호효과는 크게 향상되지 않으면서 인슐레이션 패드의 중량을 증가시키게 된다.

또한, 상기의 조건으로 이루어지는 건조단계(S105)를 거치면, 상기 바인더 혼합단계(S103)를 통해 혼합된 바인더에 함유된 수분이 제거되는데, 상기 건조온도가 80℃ 미만이면 혼합물의 건조가 제대로 진행되지 않고, 상기 건조온도가 100℃를 초과하게 되면 상기 혼합물에 함유된 성분 중 일부가 탄화되는 현상이 발생할 수 있다.

상기 표면층적층단계(S107)는 상기 건조단계(S105)를 통해 건조된 혼합물의 상부면 및 하부면에 표면층을 적층하는 단계로, 상기 건조단계(S105)를 통해 판형으로 건조된 혼합물의 상부면 및 하부면에 0.01 내지 0.1 밀리미터 두께의 폴리에스터 부직포를 적층하여 이루어지는데, 상기와 같은 두께의 폴리에스터 부직포로 이루어진 표면층은 재활용 소재가 외부로 유출되는 것을 차단하며, 자동차용 배터리 인슐레이션 패드의 외관품질을 개선하는 역할을 한다.

이때, 상기 폴리에스터 부직포는 표면에 폴리에틸렌 파우더가 도포된 것을 사용하는 것이 바람직한데, 상기와 같이 폴리에틸렌 파우더가 도포된 부직포는 상기 압축성형단계(S109)에서 상기 폴리에틸렌 파우더가 용융되어 접착제의 역할을 하기 때문에, 상기 판형의 혼합물에 견고하게 접착되어 표면층을 형성하게 된다.

상기 압축성형단계(S109)는 상기 표면층적층단계(S107)를 통해 제조된 적층체를 압축성형하는 단계로, 상기 표면층적층단계(S107)를 통해 제조된 적층체를 압축성형기에 투입하고 100 내지 120℃의 온도로 압축성형하여 이루어진다.

이때, 상기 압축성형기는 통상적으로 자동차용 배터리 인슐레이션 패드를 제조하는데 이용되는 것이면, 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

S101: 분쇄단계
S102: 바인더혼합단계
S105: 건조단계
S107: 표면적층단계
S109: 압축성형단계

Claims (5)

1. 소재를 분쇄하는 분쇄단계;
   상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 분쇄물에 액상바인더를 혼합하는 바인더혼합단계;
   상기 바인더혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 건조하는 건조단계;
   상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물의 상부면 및 하부면에 표면층을 적층하는 표면층적층단계; 및
   상기 표면층적층단계를 통해 제조된 적층체를 압축성형하는 압축성형단계를 포함하며,
   상기 분쇄단계는 재활용 소재를 입자크기가 1 내지 3 밀리미터를 나타내도록 분쇄하며,
   상기 바인더혼합단계는 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 분쇄물 100 중량부에 액상바인더 350 내지 450 중량부를 혼합하는 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 액상바인더는 물, 증점제, 섬유질, 강도보강재 및 난연제로 이루어지는 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 강도보강재는 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 라텍스 수지, 초산비닐수지, 초산염회비닐 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 건조단계는 80 내지 100℃의 온도에서 10 내지 15시간 동안 이루어지는 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 부직포는 폴리에틸렌 파우더가 도포된 폴리에스터 부직포인 자동차용 인슐레이션 패드의 제조방법.

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