KR20220169992A - 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층을 포함하는 자동차용 흡음재에서, 상기 PET 섬유층의 양쪽 면 중 어느 한쪽 면에 멜트 브로운(Melt-Blown)층을 일체로 구성함으로써, 초극세화된 섬유가 상온에서 공기로 냉각되면서 벨트에 적층되어 부직포 웹을 구성함에 따라 흡음 성능을 한층 더 높일 수 있게 한다. 특히, 본 발명은 이러한 초극세화 섬유로 PP 섬유를 이용함으로써, 친환경 열가소성 수지인 PP를 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 입자 크기가 작아 흡음 성능을 높이면서도 미세 먼지나 유해물질을 차단하는 효과를 함께 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 이처럼 흡음재가 들어가는 곳이라면 자동차 어디든지 적용할 수 있음으로, 자동차 전반에 걸쳐 흡음 성능을 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PET 섬유층의 적어도 한쪽 면에 멜트 브로운(Melt-blown)을 추가하여 구성함으로써, 초극세화 섬유를 상온에서 냉각하여 형성된 부직포 웹으로 이루어진 멜트 브로운을 통해 흡음 성능을 개선할 수 있게 한 것이다.
일반적으로, 자동차에는, [도 1]과 같이, 엔진룸에서 발생하거나 자동차 하부에서 엔진룸 등을 통해 자동차 실내로 유입하는 소음을 차단하여 흡음 성능을 개선할 수 있게 흡음재가 사용된다. 이러한 흡음재는, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 흡음 성능이 우수한 재질로 제작되어 자동차 곳곳에 다양하게 설치된다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1396914호
익스트렉션 체임버의 내측 면에 흡음 체임버를 구비함으로써, 실내 측으로 유입한 외기가 흡음 체임버를 통과하는 동안 흡음 체임버로 흡음하여 실내 측으로 유입오는 소음을 줄여 차량의 정숙성을 높일 수 있게 한 자동차용 익스트렉션 체임버를 제공하는 데 그 목적이 있다. 특히, 본 발명은 이러한 흡음 체임버로서 그 굵기가 3~10D인 PET 섬유를 이용하고, 외기가 실내 측으로 유입하는 통기구의 단면적이 익스트렉션 체임버의 전면 대비 20~60%의 크기로 형성함으로써, 기존과 같이 충분한 외기의 유입이 가능하게 하면서도 소음 저감 효과를 동시에 얻을 수 있는 자동차용 익스트렉션 체임버를 제공하는데 다른 목적이 있다. 또한, 실질적으로 외기가 유동하는 흡음 체임버의 내부에 요홈부를 형성하고 곡률지게 따라서 외기가 유동할 수 있게 하여 외기가 흡음 체임버 내에서 체류하는 시간을 늘리고 동시에 접촉 면적을 넓혀줌으로써, 흡음 체임버 내에서의 흡음 효과를 더욱더 높일 수 있게 한 자동차용 익스트렉션 체임버를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2019-0047786호
PET 펠트 섬유층에 경질의 폴리우레탄층을 분사 방식으로 발포 성형한 다음, 이를 소정의 두께로 압착 성형한 뒤에 여러 개의 천공을 관통 형성함으로써, 기존 소재보다 약 30% 정도의 중량 감소와 더불어 중고주파 대역에서 소음 성능을 개선할 수 있게 한 자동차용 언더 커버를 제공하는 데 그 목적이 있다. 특히, PET 펠트 섬유층에 경질의 폴리우레탄층을 분사 방식으로 발포하여 성형하므로, 인체에 해로운 성분을 사용하지 않으므로, 안전하면서 쾌적한 환경에서 작업할 수 있고, 또한 폐기할 때도 안전하게 폐기할 수 있게 한 자동차용 언더 커버를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-1968655호
흡음성능 개선을 위한 니들 펀칭 결속 차량용 타공 언더 커버와 그 제조방법에 관한 것으로, 차량의 소음(noise), 진동(vibration), 불쾌감(harshness)의 NVH 성능을 개선하기 위해 PET 층 사이에 유리섬유 복합시트를 공급하여 니들펀칭함으로써, 경량화 및 트리밍부에서의 유리섬유 이탈을 막아 유리섬유에 의한 분진을 개선하고 중량과 원가를 절감하고 PET 층과 유리섬유 복합시트 사이에 타공 PP 필름을 공급하여 접합성능을 유지하면서 흡음성능 유지를 위한 니들 펀칭 결속 차량용 타공 언더 커버와 그 제조방법에 관한 것이다. 이러한 PET 외피층과 상부 PP 필름, 유리섬유 복합시트, 하부 PP 필름 및 PET 내피층으로 이루지며 핫프레스에 의해 성형이 되어 일체형이 되도록 하되; 상기 PET 외피층과 PET 내피층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)로 이루어지며, 상기 유리섬유 복합시트는 상기 PET 외피층과 PET 내피층의 사이에서 외측으로 유리섬유가 유출되지 않는 심도 깊이를 설정하고, 상기 상·하부 PP 필름에는 타공이 일정한 간격에 형성되어 있도록 하고, 핫프레스를 예열한 후 언더 커버를 성형하는 차량용 타공 언더 커버에서; 상기 PET 외피층과 PET 내피층은 200~400gsm(g/㎡)으로 이루어지며 4~6 데니아의 원사를 제공하여 1~5mm의 두께를 갖도록 성형하는 것을 포함하고; 상기 유리섬유 복합시트는 유리섬유 길이를 80~100mm의 장섬유로 이루어지며 6~20㎛의 두께를 갖는 원사를 제공하여 500~1,000gsm으로 이루어지고; 상기 PET 외피층과 상부 PP 필름, 유리섬유 복합시트, 하부 PP 필름 및 PET 내피층을 상, 하부 PP 필름이 핫프레스를 통하여 프레스성형하는 언더 커버의 두께는 테두리부 및 마운팅 좌면의 강성을 요구하는 부분은 1.0~3.0mm의 두께가 되도록 하고, NVH(noise, vibration, harshness) 성능을 만족하기 위한 두께는 2~5mm의 범위가 되도록 성형하는 것과, 상기 핫프레스는 온도가 180~220℃를 유지하도록 70~80초간 예열하고, PET 외피층과 상부 PP 필름, 유리섬유 복합시트, 하부 PP 필름 및 PET 내피층을 15~20℃가 유지되는 핫프레스에 공급해 90~110초간 냉간 성형하되; 상기 상·하부 PP 필름은 4~6mm 크기의 타공이 형성되고, 타공의 간격이 5~9mm가 되도록 함으로써 핫프레스 가공으로 형성된 구멍이 막히지 않고 유지되도록 성형하는 것을 특징으로 하는 것이다.
하지만, 이러한 기존의 흡음재는 다음과 같은 문제가 발생한다.
(1) 자동차에 장착되는 흡음재의 흡음 성능에 한계가 있어 자동차에서 요구되는 흡음 성능을 만족시키는데 어려움이 있다.
(2) 특히, 근래 들어 주행할 때 요구되는 자동차 환경에서의 요구 흡음 성능이 점점 더 높아짐에 따라 기존의 흡음재로는 흡음 성능을 개선하는데 한계가 있다.
(3) 이에, 흡음 성능을 높이려면 흡음재의 두께가 두꺼워져야 함에 따라 그만큼 자동차 중량이 무거워져서 자동차 연비가 떨어진다.
(4) 이에, 전체 중량이 크게 늘지 않으면서도 흡음 성능이 우수한 흡음재 개발이 요구된다.
본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, PET(polyethylene terephthalate) 섬유층을 포함하는 자동차용 흡음재에서, 상기 PET 섬유층의 양쪽 면 중 어느 한쪽 면에 멜트 브로운(Melt-Blown)층을 일체로 구성함으로써, 초극세화된 섬유가 상온에서 공기로 냉각되면서 벨트에 적층되어 부직포 웹을 구성함에 따라 흡음 성능을 한층 더 높일 수 있게 한 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 이러한 초극세화 섬유로 PP(polypropylene) 섬유를 이용함으로써, 친환경 열가소성 수지인 PP를 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 입자 크기가 작아 흡음 성능을 높이면서도 미세 먼지나 유해물질을 차단하는 효과를 함께 얻을 수 있게 한 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이처럼 흡음재가 들어가는 곳이라면 자동차 어디든지 적용할 수 있음으로, 자동차 전반에 걸쳐 흡음 성능을 개선할 수 있게 한 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재는, PET(polyethylene terephthalate) 섬유층(100)을 포함하는 자동차용 흡음재에서; 상기 PET 섬유층(100)에는, 적어도 한쪽 면에 멜트 브로운(Melt-Blown)층(110)이 일체로 구성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 멜트 브로운층(110)은, PP(polypropylene)로 이루어진 초극세 나노섬유로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 멜트 브로운층(9110)은, 망사 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 자동차용 흡음재는, 자동차용 언더 커버, 트렁크에 장착되는 익스트렉션 체임버, 변속기를 보호하는 변속기 커버, 자동차 내장재용 부직포, 또는 플로어 카펫에 이용되는 흡음재인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재는 다음과 같은 효과가 있다.
(1) PET(polyethylene terephthalate) 섬유층을 포함하는 흡음재에서, 상기 PET 섬유층의 적어도 한쪽 면에 멜트 브로운(Melt-Blown)층을 부착해서 일체로 구성함으로써, 흡음 성능이 우수한 멜트 브로운층을 통해 흡음재의 성능을 한층 더 높일 수 있다.
(2) 특히, 상기 멜트 브로운층은 PP(polypropylene)로 이루어진 초극세 나노섬유로 이루어진 것을 이용함으로써, 기존 PET로만 이루어진 흡음재와 비교하여 대략 2배 정도의 흡음 성능이 개선된다.
(3) 또한, 이처럼 멜트 브로운층은 초극세 나노섬유로 제작됨에 따라 나노 섬유가 엉켜서 만드는 부직포 웹의 홈 크기가 미세하여 넓은 주파수 대역에 걸쳐 흡음 성능을 높일 수 있다.
(4) 이러한 자동차용 흡음재는 자동차용 언더 커버, 트렁크에 장착되는 익스트렉션 체임버, 변속기를 보호하는 변속기 커버, 자동차 내장재용 부직포, 그리고 플로어 카펫 등 자동차에서 사용되는 모든 흡음층에 적용할 수 있어 자동차 전반에 걸쳐 흡음 성능을 개선할 수 있다.
(5) 이는, 흡음 성능이 높아진 만큼 다른 흡음재, 예를 들어서 PET 섬유층의 두께를 얇게 제작하더라도 자동차에서 요구하는 흡음 성능을 맞출 수 있게 되어 자동차의 전체 중량을 줄여 연비를 개선할 수 있다.
[도 1]은 자동차에서 흡음재가 사용되는 위치를 보여주는 자동차의 평면도이다.
[도 2]는 종래 PET 섬유층으로 이루어진 흡음재를 보여주는 단면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따라 흡음재의 적어도 한쪽 면에 멜트 브로운층이 일체로 이루어진 층 구조를 보여주는 단면도이다.
[도 4]는 종래 PET 섬유층으로만 이루어진 비교예와 PET 섬유층에 PP 멜트 브로운 층이 일체로 이루어진 실시예에 대해, 주파수 변화에 따른 흡음 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
[도 2]는 종래 PET 섬유층으로 이루어진 흡음재를 보여주는 단면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따라 흡음재의 적어도 한쪽 면에 멜트 브로운층이 일체로 이루어진 층 구조를 보여주는 단면도이다.
[도 4]는 종래 PET 섬유층으로만 이루어진 비교예와 PET 섬유층에 PP 멜트 브로운 층이 일체로 이루어진 실시예에 대해, 주파수 변화에 따른 흡음 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
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 일 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.
[자동차용 흡음재의 구성]
본 발명에 따른 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, PET 섬유층(100), 그리고 상기 PET 섬유층(100)의 적어도 한쪽 면에 일체로 구성되는 멜트 브로운(Melt-Blown)층(110)이 포함된다.
특히, 상기 멜트 브로운층(110)은 초극세 나노섬유를 공기로 건조하여 벨트 위에 쌓이게 해서 부직포 웹이 만들어지게 구성함으로써, 부직포 웹의 공기층을 이용해서 자동차의 흡음재 성능을 한층 더 높일 수 있게 한 것이다.
이때, 상기 멜트 브로운층(110)은 PP(polypropylene)로 이루어진 초극세 나노섬유를 이용함으로써, 열가소성 수지인 PP를 이용해서 쉽게 제작하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 재활용할 수 있게 한 것이다.
또한, 상기 멜트 브로운층(110)은 망사 구조의 스크림 형태로 형성함으로써, 흡음재가 잘 찢어지지 않게 하면서도 구조적 강성을 보강하여 흡음재의 형상을 유지하면서도 흡음 성능을 높일 수 있게 한 것이다.
그리고 이러한 본 발명에 따른 자동차용 흡음재는 자동차용 언더 커버, 트렁크에 장착되는 익스트렉션 체임버, 변속기를 보호하는 변속기 커버, 자동차 내장재용 부직포, 그리고 플로어 카펫 등 자동차에서 흡음재가 필요한 곳이라면 어디든지 이용할 수 있게 한 것이다.
이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
가. PET
섬유층
PET(polyethylene terephthalate) 섬유층(100)은, [도 3]과 같이, PET 섬유를 이용해서 제작되는 층으로, 이 폴리에스터(PET)계 섬유는 텔레프탈산(TA)이나 디메틸에스터인 디메틸텔레프탈라이트(DMT)와 디올과의 축합 중합을 통해 얻는다.
특히, PET섬유는 융점이 260℃, 인장강도 4.5∼9.5g/d, 비중 1.37∼1.39, 흡습도 0.4％(표준상태)로, 필라멘트(장섬유)와 스테이플(단섬유)은 거의 같은 정도로 제조되고 있다. 또한, 상기 PET 섬유는 내열성, 열가소성이 우수한 소재로 잘 알려졌다. 또한, PET 섬유는 염색가공이 쉽기 때문에 내장재 등으로 사용될 때 원하는 색상으로 쉽게 염색하여 사용할 수도 있다.
이러한 PET 섬유층(100)은 본 발명이 속한 기술분야에서 흡음재로 주로 사용하게 되는데, 이처럼 흡음재로 이용되는 통상의 기술로 제작된 것을 이용할 수 있다.
나.
멜트
브로운층
멜트 브로운(Melt-Blown)층(110)은, [도 3]과 같이, 합성수지를 고온에서 녹여 고압의 바람에 불리게 하여 초극세화 섬유를 얻고, 이 초극세화 섬유가 바람에 날려 상온에서 냉각되면서 부직포 웹 형태로 이루어진 층을 말한다.
이때, 상기 멜트 브로운 층(110)에 이용되는 합성수지로는 경화성 수지를 이용할 수 있으며, 그 중에서도 PP(polypropylene)를 이용해서 제작된 초극세 나노섬유를 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 멜트 브로운 층(110)은 망사 형태의 스크림으로 제작하여 사용함으로써, 상술한 PET 섬유층(100)의 쉽게 찢어지거나 변형되지 않게 하면서도 구조적 강성을 보강할 수 있게 제작하는 것이 더욱 바람직하다.
이러한 멜트 브로운 층(110)은 일종의 부직포로, 본 발명에 따른 자동차용 흡음재의 구조적 강성을 보강할 뿐만 아니라 흡음 성능을 개선하게 한다.
[흡음
성능 시험
]
이에, 아래에서는 [도 2]와 같이 PET 섬유층으로만 이루어진 비교예와 본 발명에 따라 PET 섬유층의 한쪽 면에 스크림 형태로 이루어진 멜트 브로운 층을 일체로 구성한 실시예에 대해 주파수 변화에 따른 흡음 시험 결과는, 아래의 [도 4]와 같다. [도 4]에서, 가로축은 주파수(1/3 Octave Center Frequency[㎐])를, 세로축은 흡음율(Absorption Coefficient)을, 붉은 선은 비교예의 흡음 시험 그래프를, 파란 선은 실시예의 흡음 시험 그래프를 각각 보여준다.
그 결과, [도 4]와 같이, 기존 실시예의 흡음 성능에 비해 주파수가 높아질수록 실시예의 흡음 성능이 더 커져서 대략 2배 정도 흡음 성능이 향상된 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 PET 섬유층의 양쪽 면 중에서 어느 한쪽 면에 멜트 브로운 층을 구성함으로써, PET 섬유층으로 구성했을 때와 비교하여 2배 정도 높은 흡음 성능을 얻을 수 있게 된다. 이에, PET 섬유층의 두께를 얇게 하면서도 흡음재에서 요구하는 흡음 성능을 만족하게 할 수 있어 경량으로도 제작할 수 있다. 또한, 본 발명은 이러한 흡음재를 자동차용 언더 커버, 트렁크에 장착되는 익스트렉션 체임버, 변속기를 보호하는 변속기 커버, 자동차 내장재용 부직포, 그리고 플로어 카펫에도 적용할 수 있게 하여, 자동차 전반에 걸쳐 사용되는 흡음재에는 어떠한 것에라도 적용하여 사용할 수 있게 된다.
100: PET 섬유층
110: 멜트 브로운(Melt-Blown) 층
110: 멜트 브로운(Melt-Blown) 층
Claims (4)
- PET(polyethylene terephthalate) 섬유층(100)을 포함하는 자동차용 흡음재에서,
상기 PET 섬유층(100)에는,
적어도 한쪽 면에 멜트 브로운(Melt-Blown)층(110)이 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재.
- 제1항에서,
상기 멜트 브로운층(110)은,
PP(polypropylene)로 이루어진 초극세 나노섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재.
- 제1항에서,
상기 멜트 브로운층(9110)은,
망사 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
상기 자동차용 흡음재는,
자동차용 언더 커버, 트렁크에 장착되는 익스트렉션 체임버, 변속기를 보호하는 변속기 커버, 자동차 내장재용 부직포, 또는 플로어 카펫에 이용되는 흡음재인 것을 특징으로 하는 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210080476A KR20220169992A (ko) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 흡음 성능이 개선된 자동차용 흡음재 |
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ID=84539763
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR101396914B1 (ko) | 2012-12-06 | 2014-05-19 | (주)대한솔루션 | 자동차용 익스트렉션 챔버 |
| KR101968655B1 (ko) | 2018-07-23 | 2019-04-16 | 현대합성공업 주식회사 | 흡음성능 개선을 위한 차량용 타공 언더커버와 그 제조방법 |
| KR20190047786A (ko) | 2017-10-30 | 2019-05-09 | 주식회사 대솔오시스 | 자동차용 언더커버 |
-
2021
- 2021-06-22 KR KR1020210080476A patent/KR20220169992A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
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