KR20230003792A - 자동차용 흡음재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층에 서멀 본딩 부직포를 일체로 부착하여 흡음재를 구성함으로써, 열을 사용하여 일체로 성형하는 서멀 본딩 부직포를 이용함에 따라 접착제를 이용하지 않아 친환경적이면서도 기존 PET 섬유층으로만 이루어진 흡음재와 비교하여 흡음 성능을 개선할 수 있다. 이때, PET 섬유층의 양쪽 면에 각각 서멀 본딩 부직포를 부착하여 일체로 구성함으로써, 친환경적인 서멀 본딩 부직포를 이용하여 자동차용 흡음재의 구조적 강성을 강화하면서도 흡음 성능을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 서멀 본딩 부직포 재질로 폴리프로필렌을 이용함으로써, 기저귀나 마스크 그리고 위생용 냅킨 등에 사용되는 친환경적이면서도 열이나 압력 등을 이용하여 일체로 쉽게 제작할 수 있다.
Description
본 발명은 자동차용 흡음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층의 양쪽 면 중 적어도 한쪽 면에 서멀 본딩(Thermal Bonding) 부직포를 일체로 부착함으로써, 접착제를 사용하지 않고 제작된 서멀 본딩 부직포를 통해 친환경적이면서도 주파수 대역 전반에 걸쳐 흡음 성능을 개선할 수 있게 한 것이다.
일반적으로 자동차에는 자동차 구성에서 발생하는 소음이나 외부에서 자동차 안이나 실내로 들어오는 소음, 그리고 자동차 하부의 노면에서 유입하는 소음을 줄이려고 다양한 흡음재(A)가 사용된다. 상기 흡음재(A)에는, [도 1]과 같이, 후드(B), 헤드라이너(H), 러기지 트레이(T), 그리고 트렁크 플로어(F) 등 자동차 곳곳에서 이용된다. 이러한 흡음재(A)는 흡음 성능을 개선하려고, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 흡음재질로만 제작하거나 흡·차음 재질을 함께 사용하는 다층 구조로 제작하여 사용된다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1582647호
극세사를 이용한 자동차용 다층구조 흡음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 극세사흡음층과 차음층이 형성된 하드층 및 상기 하드층의 상부면에 형성되는 펠트소프트층으로 이루어지며, 극세사흡음층을 제조하는 극세사흡음층제조단계, 상기 극세사흡음층의 상부면에 융점이 140℃ 이하인 저융점 고분자 수지로 이루어진 접착층을 형성하는 접착층형성단계, 면밀도가 100 내지 2400g/m2인 펠트흡음층을 제조하는 펠트흡음층제조단계, 상기 극세사흡음층의 상부면에 형성된 접착층에 상기 펠트흡음층제조단계를 통해 제조된 펠트흡음층을 적층하는 적층단계, 상기 적층단계를 통해 적층된 적층체에 형성된 펠트흡음층의 상부면에 차음층을 형성하는 차음층형성단계, 면밀도가 600 내지 3000g/m2인 펠트소프트층을 제조하는 펠트소프트층제조단계, 상기 차음층형성단계를 통해 제조된 적층체에 형성된 차음층에 상기 펠트소프트층제조단계를 통해 제조된 펠트소프트층을 적층하고 결합하는 펠트소프트층결합단계 및 상기 펠트소프트층결합단계를 통해 제조된 적층체를 성형하는 성형단계를 통해 제조된다. 상기와 같이 극세사흡음층이 형성된 자동차용 다층구조 흡음재는 중량을 증가시키지 않고도 자동차의 실내로 유입되는 소음과 자동차의 실내에서 발생하는 소음을 흡수하여 저감시키는 효과를 나타낸다.
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1520276호
자동차 내장용 고내열성 흡음재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기재층, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 코팅층 및 상기 코팅층이 형성된 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되며, 아라미드 부직포로 이루어진 표피층으로 이루어지며, 아라미드 부직포를 카딩하여 형성된 섬유웹을 니들링한 후에, 함침용액에 함침하는 기재층제조단계, 아라미드 부직포를 카딩하여 형성된 섬유웹을 니들링하는 표피층형성단계, 상기 표피층형성단계를 통해 제조된 표피층의 일면에 코팅용액을 그라비아 코팅하는 코팅층형성단계, 상기 코팅층형성단계를 통해 일면에 코팅층이 형성된 표피층을 상기 기재층제조단계를 통해 제조된 기재층의 상부면과 하부면에 적층하되, 상기 코팅층이 상기 기재층 방향을 향하도록 적층하는 적층단계 및 상기 적층단계를 통해 제조된 적층체를 성형하는 성형단계를 통해 제조된다. 상기의 과정을 통해 제조되는 자동차 내장용 고내열성 흡음재는 내열성과 형태안정성이 우수하여 자동차의 엔진커버 및 각종 내장재로 활용될 수 있다.
(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-1549060호
극세사를 이용한 자동차용 흡음재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 극세사흡음층을 제조하는 극세사흡음층제조단계, 상기 극세사흡음층의 상부면에 융점이 140℃ 이하인 저융점 고분자 수지로 이루어진 접착층을 형성하는 접착층형성단계, 면밀도가 100 내지 2400g/m2인 펠트흡음층을 제조하는 펠트흡음층제조단계, 상기 극세사흡음층의 상부면에 형성된 접착층에 상기 펠트흡음층제조단계를 통해 제조된 펠트흡음층을 적층하는 적층단계, 상기 적층단계를 통해 적층된 적층체에 형성된 펠트흡음층의 상부면에 차음층을 형성하는 차음층형성단계, 상기 차음층형성단계를 통해 제조된 적층체를 금형에 투입하고 성형하는 성형단계 및 상기 성형단계를 통해 성형된 성형물의 상부면에 합성수지를 발포하여 소프트층을 형성하는 발포소프트층형성단계로 이루어진다. 상기의 방법을 통해 제조되는 극세사흡음층이 형성된 자동차용 흡음재는 중량을 증가시키지 않고도 자동차의 실내로 유입되는 소음과 자동차의 실내에서 발생하는 소음을 흡수하여 저감시키는 효과를 나타낸다.
하지만, 흡음층으로 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층을 이용하는 기존의 자동차용 흡음재는 다음과 같은 문제가 발생한다.
(1) PEP 섬유로만 이루어진 흡음재는 PET 섬유를 통해 흡음할 수 있는 주파수 대역에 한계가 있다.
(2) 이에, 자동차 곳곳에 설치되는 흡음재는 장착 위치에 따라 흡음 성능이 달라져야 한다. 이는, PET 섬유층으로만 이루어진 흡음층을 적용하면 장착 위치에 따라 흡음 성능이 떨어질 수 있다.
(3) 따라서, 흡음재 성능을 높이거나 장착하는 위치에 따라 달라지는 흡음 성능을 개선하려면, 흡음재의 두께가 두꺼워져야 한다. 하지만, 흡음재의 두께가 두꺼워지면 그만큼 흡음재의 중량의 무거워져서 자동차의 연비를 떨어뜨리는 한 가지 요인으로 작용한다.
(4) 또한, 연비를 고려하여 적절한 두께로 흡음재를 얇게 제작함에 따라, 특정 주파수 대역의 소음이 커지게 되어 쾌적한 실내 환경을 해치는 요인이 되기도 한다.
(5) 한편, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, PEP 섬유층에 새로운 흡음층을 추가할 수도 있으나, 이처럼 새로운 흡음층을 추가할 때는 다음과 같은 문제가 발생한다.
(6) 추가된 흡음층만큼 중량이 늘어나게 되어 PET 섬유층의 두께를 두껍게 제작할 때와 같이 중량 증가로 인해 자동차 연비를 떨어뜨릴 수 있다.
(7) 통상 흡음재를 제작할 때 접착제 등을 이용함에 따라, 오랫동안 반복해서 작업해야 하는 작업자에게는 인체에 해를 가할 수도 있다.
본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, PET(polyethylene terephthalate) 섬유층에 서멀 본딩(Thermal Bonding) 부직포를 일체로 부착하여 흡음재를 구성함으로써, 열을 사용하여 일체로 성형하는 서멀 본딩 부직포를 이용함에 따라 접착제를 이용하지 않아 친환경적이면서도 기존 PET 섬유층으로만 이루어진 흡음재와 비교하여 흡음 성능을 개선할 수 있게 한 자동차용 흡음재를 제공하는데 그 목적이 있다.
이때, 본 발명은 상기 PET 섬유층의 양쪽 면에 각각 서멀 본딩 부직포를 부착하여 일체로 구성함으로써, 친환경적인 서멀 본딩 부직포를 이용하여 자동차용 흡음재의 구조적 강성을 강화하면서도 흡음 성능을 한층 더 높일 수 있게 한 자동차용 흡음재를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 서멀 본딩 부직포 재질로 폴리프로필렌(PP:polypropylene)을 이용함으로써, 기저귀나 마스크 그리고 위생용 냅킨 등에 사용되는 친환경적이면서도 열이나 압력 등을 이용하여 일체로 쉽게 제작할 수 있게 한 자동차용 흡음재를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 흡음재는, PET(polyethylene terephthalate) 섬유층(100)으로만 이루어지거나, PET 섬유층(100)을 포함하여 이루어진 자동차용 흡음재에서; 상기 PET 섬유층(100)에는, 적어도 한쪽 면에 서멀 본딩(Thermal Bonding) 부직포(110)가 일체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 서멀 본딩 부직포(110)는, 폴리프로필렌(PP:polypropylene), PET, 복합사, 또는 인견사(Viscos Rayon)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서멀 본딩 부직포(110)는, 상기 PET 섬유층(100)의 양쪽 면에 각각 일체로 성형된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 흡음재는 다음과 같은 효과가 있다.
(1) PET(polyethylene terephthalate) 섬유층에 서멀 본딩(Thermal Bonding) 부직포를 일체로 부착하여 흡음재를 형성함으로써, 주파수 대역 전반에 걸쳐 흡음 성능을 개선할 수 있다.
(2) 또한, 상기 서멀 본딩 부직포는 열과 압력 등을 가해 성형하므로, 접착제를 사용하지 않고 서멀 본딩 부직포를 성형할 수 있어 친환경적이면서도 흡음 성능을 높일 수 있다.
(3) 또한, 상기 서멀 본딩 부직포는 폴리프로필렌(PP:polypropylene)을 이용하여 성형함으로써, 폴리프로필렌(PP)은 탄소와 수소 외에 불순물이 없어 환경호르몬이 배출되지 않아 인체에 해가 없을 뿐만 아니라 높은 열에도 잘 견디면서도 원하는 색상과 중량으로 쉽게 제작하여 사용할 수 있다.
(4) 특히, PP 서멀 본딩 부직포는 기저귀나 마스크 그리고 위생용 냅킨 등을 제작할 때 사용할 만큼 인체에 해가 없고 친환경적이면서도 열이나 압력 등을 이용하여 원하는 형태로 쉽게 제작할 수 있다.
[도 1]은 자동차에서 흡음재가 사용되는 위치를 보여주는 자동차의 측면도이다.
[도 2]는 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층으로만 이루어진 종래 흡음재를 보여주는 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 단면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따라 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층의 한쪽 면에 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 서멀 본딩 부직포를 부착하여 제작된 흡음층을 보여주는 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 단면도이다.
[도 4]는 PET 섬유층으로만 이루어진 흡음재(비교예)와, PET 섬유층의 한쪽 면에 PP 서멀 본딩 부직포를 부착하여 이루어진 흡음재(실시예)에 대해 주파수(㎐) 변화에 따른 흡음 성능(Absorption Coefficient)을 알파 캐빈 장치를 통해 측정한 그래프를 보여준다.
[도 2]는 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층으로만 이루어진 종래 흡음재를 보여주는 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 단면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따라 PET(polyethylene terephthalate) 섬유층의 한쪽 면에 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 서멀 본딩 부직포를 부착하여 제작된 흡음층을 보여주는 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 단면도이다.
[도 4]는 PET 섬유층으로만 이루어진 흡음재(비교예)와, PET 섬유층의 한쪽 면에 PP 서멀 본딩 부직포를 부착하여 이루어진 흡음재(실시예)에 대해 주파수(㎐) 변화에 따른 흡음 성능(Absorption Coefficient)을 알파 캐빈 장치를 통해 측정한 그래프를 보여준다.
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 자동차용 흡음재에는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, PET(polyethylene terephthalate) 섬유층(100)으로만 이루어지거나, PET 섬유층(100)이 포함된다.
특히, 상기 PET 섬유층(100)에는 적어도 한쪽 면에 서멀 본딩(Thermal Bonding) 부직포(110)가 일체로 이루어지게 구성함으로써, 서로 다른 재질로 이루어진 층 구조를 통해 주파수(1/3 Octave Center Frequency[㎐]) 전체 대역에서 흡음 성능을 개선할 수 있게 한 것이다.
또한, 상기 서멀 본딩 부직포(110)는 폴리프로필렌(PP:polypropylene)으로 이루어진 것을 이용함으로써, 열과 압력을 이용해서 제작함에 따라 환경호르몬이 배출되지 않아 인체에 해가 없고, 높은 열에도 잘 견디면서도 원하는 색상과 중량으로 쉽게 제작하여 사용할 수 있게 한 것이다.
그리고 상기 서멀 본딩 부직포(110)는 PET 섬유층(100)의 양쪽 면에 각각 하나씩 일체로 구성함으로써, 주파수 대역 전반에 걸쳐 흡음 성능을 한층 더 높일 수 있게 한 것이다.
이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
가. PET(polyethylene terephthalate) 섬유층
PET 섬유층(100)은, [도 3]과 같이, 내열성과 열가소성이 우수하여 의류용 섬유 등에 많이 이용되는 PET(polyethylene terephthalate)를 섬유화하고 이를 층 구조로 성형된 것이다. 이때, PET 섬유는 접착제를 이용해서 성형할 수도 있으나, 열과 압력을 가해 일체로 성형하는 것이 바람직하다. 이러한 PET 섬유층(100)은 본 발명이 속한 기술분야에서 이용되는 통상의 기술로 제작된 것을 이용할 수도 있다.
나. 서멀 본딩(Thermal Bonding) 부직포
서멀 본딩 부직포(110)는, [도 3]과 같이, 섬유에 접착제를 사용하지 않고 열과 압력을 가해 제작된 부직포를 말한다.
특히, 상기 서멀 본딩 부직포(110)는 이처럼 열적 결합 방식을 이용해서 제작되는 부직포로, 접착제나 기계적 결속 방법을 사용하지 않고 열가소성 섬유를 서로 열융착시켜서 웹을 결속하게 만든다.
이에, 상기 서멀 본딩 부직포(110)는 접착제를 이용하지 않고 열이나 압력을 이용해서 부착하여 섬유조직을 결합함에 따라, 위생적이면서도 친환경적으로 기저귀나 위생용 냅킨 등에도 사용되는 부직포이다.
한편, 이러한 서멀 본딩 부직포(110)는 부직포의 재질이나 용도에 따라 열풍, 캘린더, 적외선 그리고 초음파 등을 이용해서 제작할 수 있다. 여기서, 열풍 방식으로 접착하는 방법은 대류를 이용하여 열전달이 이루어지게 하여 접착하는 방식이고, 캘린더 접착 방식은 두 개 이상의 롤러 사이를 섬유가 통과하게 하면서 열과 압력을 가하면서 열전도가 이루어지게 하여 섬유를 용융 접착하는 방식이다. 이때, 롤러는 매끄러운 롤러를 이용하여 부직포 면 전체 면이 접착하게 구성할 수도 있고, 엠보싱 롤러와 매끄러운 롤러를 이용하여 점(Point) 방식으로 접착하게 구성할 수도 있다. 적외선(infrared ray) 조사법은 장파장 복사에너지인 적외선을 열로 변환시켜 부직포 섬유가 영 융착하게 해서 접착하는 방식이고, 초음파 접착법은 전기에너지를 통해 만들어진 기계적 진동 에너지로 변환하여 부직포 섬유를 접합하는 방식이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 서멀 본딩 부직포(110) 제작에 사용할 수 있는 재질로는, 폴리프로필렌(PP:polypropylene), PET, 복합사, 그리고 인견사(Viscos Rayon)를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 재질로 이루어진 서멀 본드 부직포는 섬유를 이용한 단섬유 부직포 인장강도가 낮고, 인장 신율이 높으며, 다른 재질의 부직포에 비해 부드러운 느낌을 주기 때문이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 서멀 본딩 부직포(110)의 재질로는 폴리프로필렌(PP:polypropylene)을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 이는, PP 서멀 본딩 부직포는 티백(tea bag), 다시 백, 기저귀, 생리대 등 위생 제품에 많이 쓰일 분만 아니라 자동차용 흡음재의 구조적 강성을 보강해 줄 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 서멀 본딩 부직포(110)는, [도 3]에서 PET 섬유층(100)의 한쪽 면에만 일체로 부착된 것을 예로 들어 보여주고 있으나, 이에 한정하지 않고 PET 섬유층(100)의 양쪽 면에 각각 일체로 부착함으로써, 흡음 성능을 개선하면서도 흡음재의 구조적 강성을 충분히 보완할 수 있게 구성하는 것이 가장 바람직하다.
이처럼 이루어진 본 발명에 따라 서멀 본딩 부직포를 갖춘 PET 섬유층으로 이루어진 실시예와 PET층으로만 이루어진 비교예에 대해, 주파수에 대한 흡음 시험 결과는, 아래의 [도 4]와 같다. [도 4]에서, 가로축은 주파수(1/3 Octave Center Frequency[㎐])를, 세로축은 흡음성능(Absorbing Coefficient)를, 검은 선 그래프는 비교예의 흡음 성능을 측정한 그래프이고, 파란선 그래프는 실시예의 흡음 성능을 각각 나타낸다.
그 결과, [도 4]와 같이, 주파수 전반에 걸쳐 흡음 성능이 향상한 것을 알 수 있고, 특히 주파수가 높아질수록 흡음 성능이 더 좋아지는 것을 알 수 있다.
100: PET 섬유층
110: 서멀 본딩 부직포
110: 서멀 본딩 부직포
Claims (3)
- PET(polyethylene terephthalate) 섬유층(100)으로만 이루어지거나, PET 섬유층(100)을 포함하여 이루어진 자동차용 흡음재에서,
상기 PET 섬유층(100)에는,
적어도 한쪽 면에 서멀 본딩(Thermal Bonding) 부직포(110)가 일체로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재.
- 제1항에서,
상기 서멀 본딩 부직포(110)는,
폴리프로필렌(PP:polypropylene), PET, 복합사, 또는 인견사(Viscos Rayon)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재.
- 제1항 또는 제2항에서,
상기 서멀 본딩 부직포(110)는,
상기 PET 섬유층(100)의 양쪽 면에 각각 일체로 성형된 것을 특징으로하는 자동차용 흡음재.
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|---|---|---|---|
| KR1020210085311A KR20230003792A (ko) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 자동차용 흡음재 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230003792A true KR20230003792A (ko) | 2023-01-06 |
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ID=84924049
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR101520276B1 (ko) | 2013-08-22 | 2015-05-18 | 주식회사 금호 엔.티 | 자동차 내장용 고내열성 흡음재 및 그 제조방법 |
| KR101549060B1 (ko) | 2014-04-18 | 2015-09-02 | 엔브이에이치코리아(주) | 극세사를 이용한 자동차용 흡음재의 제조방법 |
| KR101582647B1 (ko) | 2014-04-08 | 2016-01-08 | 엔브이에이치코리아(주) | 극세사를 이용한 자동차용 다층구조 흡음재 및 이의 제조방법 |
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2021
- 2021-06-30 KR KR1020210085311A patent/KR20230003792A/ko not_active Application Discontinuation
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