KR20210100230A - Pet펠트를 이용한 자동차용 흡차음재 및 그 제조방법 - Google Patents

Pet펠트를 이용한 자동차용 흡차음재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경적이면서 종래의 흡차음재 보다 흡차음성, 강성 및 내열성이 현저히 향상된 차량용 흡차음재 및 그 제조방법를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 내열성이 우수한 차량용 흡차음재는, 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 함유하는 상부펠트층 및 하부펠트층; 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 개재되며, 열가소성 폴리오레핀을 함유하는 차음층; 을 포함한다.

Description

PET펠트를 이용한 자동차용 흡차음재 및 그 제조방법{PET Noise absorbent fabric using PET felt and manufacturing method of the same}
본 발명은 차량용 흡차음재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 엔진의 커버에 주로 사용되어 소음을 흡수 및 차단하는 내열성이 우수한 차량용 흡차음재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 주행 중인 자동차에는 다양한 경로를 통해, 차량 실내로 외부 소음이 유입된다. 타이어와 지면 간의 마찰음, 배기 계통의 고온, 고압의 연소가스 유동으로 발생하는 소음, 엔진에서 발생하여 차체 또는 공기를 통해 전달되는 엔진 투과 소음은 승객의 귀로 전달되어 차량의 정숙감을 저해하는 요소가 된다.
엔진 투과 소음을 억제하기 위하여, 일반적으로 엔진 커버 또는 후드 인슐레이터를 사용하고 있으나, 그것만으로는 엔진 투과 소음을 원하는 수준까지 제거하는 데에는 다소 한계가 있다.
따라서 자동차에는 전방과 좌측 측면, 그리고 바닥에 흡음재를 장착하는데, 예컨대 엔진룸에서 발생하는 소음을 차단하기 위하여 엔진룸과 차실을 구분하는 대쉬 패널에 흡음재가 설치되며, 차체의 측면을 통해 유입되는 소음을 차단하기 위하여 사이드 패널에도 흡음재를 부착하고 있다.
이러한 흡음재를 사용하는 재질로 통상 유리섬유, 우레탄 폼, 잡사 펠트를 사용한다. 주로 사용되는 우레탄 폼의 경우 냄새가 유독하며, 가연성으로 인하여 사고 시 유독성 가스가 발생될 우려가 있고, 흡음재로 제조하는 경우에 발포두께가 얇은 경우 성형이 어려운 문제점이 있다.
또한 최근 친환경적 요인과 재활용 가능 여부에 대한 각국의 규제가 점차적으로 강화되고 있는 추세여서 우레탄폼 보다는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)과 같은 열가소성 수지를 기반으로 하는 섬유 펠트와, 흡음 및 단열 성능의 향상을 위하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 펠트가 널리 사용되고 있다.
이러한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 함유한 흡음재에 관해 등록특허 제10-893690호, 폴리우레탄 스크랩을 재생사용한 흡/차음용 자동차 내장재, (등록일 : 2009년 04월 09일)에는 폐 폴리우레탄 스크랩을 압축성형하여 제조된 폴리우레탄 시트와 폴리우레탄 시트의 외측으로 PET 시트를 적층하여 열융착으로 상호 결합한 흡/차음용 자동차 내장재를 제안하였다. 그러나 여전히 활용이 어려운 폴리우레탄 시트를 기본으로 하여 펠트나 재활용 잡사 등을 다시 재활용할 수 있는 친환경적인 흡음재라고 하기에는 다소 부족하며, 1액형 접착제를 사용하여 폐 폴리우레탄폼을 압축, 공극을 메움으로써 흡음률과 휘발성유기화합물 (Volatileorganic compounds, VOC) 규제에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다.
한편, 음향 특성에 따른 차량의 NVH(Noise, Vibration, Harness) 성능을 향상시키기 위하여, 중대형 고급차종에 서는 주로 고중량, 고후도의 흡음재를 사용한다. 이 경우 폴리우레탄 폼이 소음을 가장 많이 감소시키며, 차량 정숙성 또한 향상되나, 상기한 바와 같이 재활용이 불가하여 친환경적인 소재가 아니며, 고후도로 제작되는 경우 차체의 중량을 증가시켜 연비를 저해하는 요소로 작용하게 된다.
등록특허 제10-893690호, 폴리우레탄 스크랩을 재생사용한 흡/차음용 자동차 내장재, (등록일 : 2009년 04월 09일)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 친환경적이면서 종래의 흡차음재 보다 흡차음성, 강성 및 내열성이 현저히 향상된 차량용 흡차음재 및 그 제조방법를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 내열성이 우수한 차량용 흡차음재는, 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 함유하는 상부펠트층 및 하부펠트층; 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 개재되며, 열가소성 폴리오레핀을 함유하는 차음층; 을 포함하되, 상기 상부펠트층과 상기 하부펠트층은 각각 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40중량%와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 60중량%를 포함하며, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 융점이 170~190℃이며 상기 융점에서 녹기 시작하는 재질이다.
상기 상부펠트층과 상기 하부펠트층은, 상기 차음층에 적층 구비되며, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 열융착하여 제조된 견면펠트층; 상기 견면펠트층에 적층 구비되며, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 니들 펀칭하여 제조된 고강성펠트층; 을 포함한다.
상기 견면펠트층은 평량이 200 내지 400g/㎡이고, 상기 고강성펠트층은 평량이 400 내지 600g/㎡이다.
상기 차음층은, 열가소성 폴리오레핀 25~35 중량%, LDPE 20~35 중량%, 무기물 30~40 중량% 및 나머지는 프레스 오일과 불순물로 이루어진다.
상기 차음층은 평량이 400 내지 600g/㎡이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 내열성이 우수한 차량용 흡차음재 및 그 제조방법은, 상기 저융점 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 열융착하여 견면펠트층을 형성하는 제1단계; 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 니들펀칭하여 고강성펠트층을 형성하는 제2단계; 차음층를 형성하는 제3단계; 상기 고강성펠트층, 상기 견멸펠트층, 상기 차음층, 상기 견멸펠트층, 상기 고강성펠트층을 순서대로 적층하고 열과 압력을 가하여 합지하는 제4단계; 를 포함한다.
상기 제3단계에서는, 상기 고강성펠트층, 상기 견멸펠트층, 상기 차음층, 상기 견멸펠트층, 상기 고강성펠트층을 순서대로 적층하여 오븐기에 넣고, 270~430℃온도로 예열하는 예열단계; 예열된 제품을 냉각금형에 안착하고, 7~13℃의 온도로 100~130kg/㎠의 압력을 가하여 40~60초 동안 제품을 냉각하는 냉각단계; 를 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 흡차음재 및 그 제조방법은 상기 상부펠트층과 하부펠트층에 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유가 40중량% 포함되고, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 180℃부터 녹기 시작하는 RM180℃ 소재를 사용함으로써, 내열성이 향상되는 효과가 있으며, 내열 사이클 조건이 높은 제품에 적용하여 사용할 수 있게 된다.
상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 열가소성 폴리오레핀을 함유하는 차음층이 구비됨으로써, 친환경적이면서 종래의 흡차음재 보다 흡차음성, 강성 및 내열성이 현저히 향상되는 효과가 있다.
상기 상부펠트층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질을 기반으로 제작됨에 따라 종래에 사용하던 우레탄폼 보다 친환경적이고, 재활용이 가능하여 각종 규제를 피할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡차음재의 단면 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡차음재의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 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.
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 출원에서, "포함하다" 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.
또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한 본 출원에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡차음재의 단면 구조도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡차음재의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡차음재는 상부펠트층(100), 하부펠트층(200) 및 차음층(300)으로 이루어진다.
상기 상부펠트층(100)은 후술할 상기 차음층(300)의 상부에 배치되는 것으로, 펠트 재질로 이루어진다.
좀더 구체적으로 상기 상부펠트층(100)은 견면펠트층(110)과 고강성펠트층(120)으로 이루어진다.
상기 견면펠트층(110)은 후술할 상기 차음층(300)의 일면에 적층 구비되며, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 열융착하여 제조된 된다.
여기에서 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 원사 굵기는 3데니아 이다.
또한, 상기 견면펠트층(110)은 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 섬유가 40중량%, 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 60중량%로 혼합되어 형성된다.
여기에서 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 융점이 180~250℃이고, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 융점이 170~190℃이다.
좀더 정확하게 상기 저융점 폴리에틸렌 테르프탈레이트 섬유는 상기 융점이 180℃이며 180℃에서 녹기 시작하는 성질을 갖는 RM180℃인 소재이다.
이와 같이 상기 견면펠트층(110)에 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유가 40중량% 포함됨으로써, 낮은 온도에서도 변형이 가능하여 가공성을 향상시키고, 다양한 형상으로 제조를 용이하게 하는 효과가 발생 된다.
또한, 상기 견면펠트층(110)은 평량이 500g/㎡으로 구성된다.
경우에 따라 상기 견면펠트층(110)은 평량이 400 내지 600g/㎡ 일 수도 있는데, 평량이 600g/㎡ 이상이 될 경우 흡차음 성능은 향상되나 중량이 증가되어 차량의 효율을 감소시킬 수 있고, 400g/㎡이하가 될 경우 흡차음 성능이 감소되므로 바람직 하지 않다.
또한, 상기 상부펠트층(100)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질을 기반으로 제작됨에 따라 종래에 사용하던 우레탄폼 보다 친환경적이고, 재활용이 가능하여 각종 규제를 피할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 고강성펠트층(120)은 상기 견면펠트층(110)에 적층 구비되는 것으로, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 니들펀칭하여 제조된다.
여기에서 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 원사 굵기는 3데니아 이다.
또한, 상기 고강성펠트층(120)은 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 섬유가 40중량%, 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 60중량%로 혼합되어 형성된다.
여기에서 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 170~190℃에서 모두 녹는 재질로, 좀더 정확하게는 융점이 180℃이며 180℃에서 녹기 시작하는 성질을 갖는 RM180℃인 소재이다.
또한, 상기 고강성펠트층(120)은 평량이 300g/㎡으로 구성된다.
경우에 따라 상기 견면펠트층(110)은 평량이 200 내지 400g/㎡ 일 수도 있는데, 평량이 400g/㎡ 이상이 될 경우 흡차음 성능은 향상되나 중량이 증가되어 차량의 효율을 감소시킬 수 있고, 200g/㎡이하가 될 경우 흡차음 성능이 감소되므로 바람직 하지 않다.
한편, 상기 하부펠트층(200)은 후술할 상기 차음층(300)의 하부에 적층되는 것으로, 상기 상부펠트층(100)과 동일하게 상기 견면펠트층(210)과 상기 고강성펠트층(220)으로 이루어진다.
상기 하부펠트층(200)은 상기 견면펠트층(210)이 후술할 상기 차음층(300)의 타면에 적층되고, 상기 고강성펠트층(220)이 상기 견면펠트층(110)에 적층된다.
이러한 상기 하부펠트층(200)의 상기 견면펠트층(210)과 상기 고강성펠트층(220)은 상기 상부펠트층(100)의 견면펠트층(110) 및 고강성펠트층(120)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 차음층(300)은 상기 상부펠트층(100)과 하부펠트층(200) 사이에 개재되며, 열가소성 폴리오레핀을 함유하는 재질이다.
이러한 상기 차음층(300)은 일반적으로 차량용 내장 표피재로 사용되는 TPO(Thermaplastic olefin)시트라 불리는 것으로, 환경친화성, 경량성, 담가 및 냄새 등에서 종래의 내장재보다 성능이 좋아 최근 많이 사용되고 있는 재질이다.
좀더 구체적으로 상기 차음층은, 열가소성 폴리오레핀 25~35 중량%, LDPE 20~35 중량%, 무기물 30~40 중량% 및 나머지는 프레스 오일과 불순물로 이루어지며, 열가소성 폴리오레핀, LPDE 및 무기질을 배합한 재료를 진공성형 또는 압연 등의 방법으로 시트 형상으로 성형한다.
이러한 상기 차음층(300)은 평량 500g/㎡이며 경우에 따라 400 내지 600g/㎡에서 조절 가능하다.
위 구성으로 이루어진 내열성이 우수한 차량용 흡차음재의 제조방법은, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 열융착하여 견면펠트층(110)을 형성하는 제1단계, 상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 상기 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 니들펀칭하여 고강성펠트층(120)을 형성하는 제2단계, 상기 차음층(300)를 형성하는 제3단계, 상기 고강성펠트층(120), 상기 견멸펠트층, 상기 차음층(300), 상기 견멸펠트층, 상기 고강성펠트층(120)을 순서대로 적층하고 열과 압력을 가하여 합지하는 제4단계를 포함한다.
여기에서 상기 제4단계에서는, 상기 고강성펠트층(120), 상기 견멸펠트층, 상기 차음층(300), 상기 견멸펠트층, 상기 고강성펠트층(120)을 순서대로 적층하여 오븐기에 넣고, 270~430℃온도로 예열하는 예열단계와, 예열된 제품을 냉각금형에 안착하고, 7~13℃의 온도로 100~130kg/㎠의 압력을 가하여 40~60초 동안 제품을 냉각하는 냉각 단계를 거치게 된다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
100 : 상부펠트층 200 : 하부펠트층
300 : 차음층 110, 210 : 견면펠트층
120, 220 : 고강성페펠트층

Claims (2)

  1. 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 함유하는 상부펠트층 및 하부펠트층;
    상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 개재되며, 열가소성 폴리오레핀을 함유하는 차음층; 을 포함하되,
    상기 상부펠트층과 상기 하부펠트층은,
    상기 차음층에 적층 구비되며, 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40중량%와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 60중량%를 열융착하여 제조되고, 평량이 200 내지 400g/㎡인 견면펠트층;
    상기 견면펠트층에 적층 구비되며, 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40중량%와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 60중량%를 니들펀칭하여 제조되고, 평량이 400 내지 600g/㎡인 고강성펠트층; 을 포함하고,
    상기 차음층은,
    열가소성 폴리오레핀 25~35 중량%, LDPE 20~35 중량%, 무기물 30~40 중량% 및 나머지는 프레스 오일과 불순물로 이루어지고, 평량이 400 내지 600g/㎡이며,
    상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 융점이 180℃이며 상기 융점에서 녹기 시작하는 재질인 RM180℃인 소재로 이루어지는 차량용 흡차음재.
  2. 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40중량%와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 60중량%를 열융착하여 제조되고, 평량이 200 내지 400g/㎡인 견면펠트층을 형성하는 제1단계;
    저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40중량%와 레귤러 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 60중량%를 니들펀칭하여 제조되고, 평량이 400 내지 600g/㎡인 고강성펠트층을 형성하는 제2단계;
    열가소성 폴리오레핀 25~35 중량%, LDPE 20~35 중량%, 무기물 30~40 중량% 및 나머지는 프레스 오일과 불순물로 이루어지고, 평량이 400 내지 600g/㎡인 차음층를 형성하는 제3단계;
    상기 고강성펠트층, 상기 견면펠트층, 상기 차음층, 상기 견면펠트층, 상기 고강성펠트층을 순서대로 적층하고 열과 압력을 가하여 합지하는 제4단계; 를 포함하되,
    상기 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 융점이 180℃이며 상기 융점에서 녹기 시작하는 재질인 RM180℃인 소재로 이루어지며,
    상기 제3단계에서는,
    상기 고강성펠트층, 상기 견면펠트층, 상기 차음층, 상기 견면펠트층, 상기 고강성펠트층을 순서대로 적층하여 오븐기에 넣고, 270~430℃온도로 예열하는 예열단계;
    예열된 제품을 냉각금형에 안착하고, 7~13℃의 온도로 100~130kg/㎠의 압력을 가하여 40~60초 동안 제품을 냉각하는 냉각단계; 를 포함하는 차량용 흡차음재의 제조방법.
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CN114234435A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 珠海格力新材料有限公司 一种提升隔音棉性能的改善方法、系统、装置及隔音棉

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KR100893690B1 (ko) 2008-07-03 2009-04-17 엔피에프(주) 폴리우레탄 스크랩을 재생사용한 흡/차음용 자동차 내장재

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