KR20230121430A - Anti-vibration material using carbon fiber and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소섬유를 이용한 방진재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 탄소섬유 직조물인 탄소섬유층 및 액화 PU(Polyurethane) 수지인 방진층을 포함하고 상기 탄소섬유층 및 상기 방진층이 연속되게 적층되고, 상기 방진층이 경화되어 상기 탄소섬유층과 일체화되는 탄소섬유를 이용한 방진재를 제공할 수 있다.
또한, 틀에 탄소섬유 직조물인 탄소섬유층 및 액화 PU(Polyurethane) 수지인 방진층을 연속되게 적층하는 적층단계, 상기 방진층을 경화시켜 탄소섬유를 이용한 방진재를 생성하는 경화단계 및 상기 탄소섬유를 이용한 방진재를 상기 틀로부터 이탈시켜 마감하는 마감단계를 포함하는 탄소섬유를 이용한 방진재 제조방법을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a vibration-proof material using carbon fiber and a method for manufacturing the same, which includes a carbon fiber layer that is a woven carbon fiber material and a vibration-proof layer that is a liquefied PU (Polyurethane) resin, wherein the carbon fiber layer and the vibration-proof layer are continuously laminated, and the vibration-proof layer is continuously laminated. It is possible to provide an anti-vibration material using carbon fibers in which the layer is cured and integrated with the carbon fiber layer.
In addition, a lamination step of continuously stacking a carbon fiber layer, which is a carbon fiber weave, and an anti-vibration layer, which is a liquefied Polyurethane (PU) resin, on a frame, a curing step of curing the anti-vibration layer to produce a vibration-isolation material using carbon fiber, and It is possible to provide a method for manufacturing a dustproof material using carbon fiber, which includes a finishing step of separating the dustproof material from the mold and finishing the dustproof material.

Description

탄소섬유를 이용한 방진재 및 그 제조방법{Anti-vibration material using carbon fiber and its manufacturing method}Anti-vibration material using carbon fiber and its manufacturing method

본 발명은 탄소섬유를 이용한 방진재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 탄소섬유층에 탄소섬유 직조물, 방진층에 액화 PU(Polyurethane) 수지가 적용되고, 탄소섬유층과 방진층이 연속되게 적층되며, 방진층이 경화됨에 따라 일체화되어 형태 복원력이 우수하고 높은 방진 특성을 가지는 탄소섬유를 이용한 방진재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration damping material using carbon fiber and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a carbon fiber layer, a carbon fiber weave, and a liquefied PU (Polyurethane) resin to an anti-vibration layer, and the carbon fiber layer and the anti-vibration layer are continuously laminated, It relates to an anti-vibration material using carbon fiber, which is integrated as the anti-vibration layer is cured, has excellent shape resilience and high anti-vibration properties, and a manufacturing method thereof.

종래부터 자동차, 철도차량, 가전기기, 사무기기, 주택 설비 또는 공작기계 등의 분야에 사용되는 각종 부품은, 그 운전 시에 진동음이 발생하기 쉽다.Conventionally, various parts used in fields such as automobiles, railway vehicles, home appliances, office equipment, housing equipment, or machine tools tend to generate vibration noise during operation.

이로 인해, 진동음이 장치에 그대로 전달되어 장치 내부의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.Due to this, there is a problem in that the vibration sound is transmitted to the device as it is, shortening the life of the device.

또한, 근래에 들어서는 지진에 의해 건물이나 구조물이 파손되는 것을 방지할 수 있는 방진구조 또는 보강구조를 필요로 하고 있다.In addition, there is a need for an anti-vibration structure or a reinforcing structure capable of preventing damage to buildings or structures due to recent earthquakes.

아파트, 빌라, 주택 등과 같은 건물의 경우에는 지진 등 외부 충격이나 진동과 층간 소음 등 내부 충격이나 진동을 감소시키기 위하여 다양한 수단이 사용되고 있다.In the case of buildings such as apartments, villas, and houses, various means are used to reduce external shocks or vibrations such as earthquakes and internal shocks or vibrations such as noise between floors.

건물이나 구조물 또는 장치에 가해지는 충격 및 진동 등을 저감하기 위하여 건물이나 구조물 또는 장치의 층 간, 바닥 또는 부품과 부품 사이에 방진재를 사용할 수 있다.In order to reduce shock and vibration applied to a building, structure, or device, vibration-proof materials may be used between floors, floors, or between parts of a building, structure, or device.

방진재는 대개 천연고무 또는 네오프렌 고무 등의 합성고무를 성형하여 제작하는데 건물, 구조물 또는 장치 등의 바닥에 설치하는 경우 바닥을 이중구조로 형성한 후 그 사이에 방진재를 배치시키거나 건물이나 구조물 또는 장치 등의 외부 지반과 접하는 부분에 방진재를 부착하여 사용할 수 있다.Anti-vibration materials are usually manufactured by molding synthetic rubber such as natural rubber or neoprene rubber. When installed on the floor of a building, structure or device, the floor is formed in a double structure and then a vibration-proof material is placed between them or a building, structure or device It can be used by attaching anti-vibration material to the part in contact with the external ground.

진동 차단 및 충격 흡수의 목적으로 사용되는 방진재는 진동에너지를 빠르게 열에너지로 변환시켜 소산시키도록 하는 유연성이 높도록 하는 한편, 탄성력이 높아 장시간 사용하였을 때 영구적으로 압축되는 비율이 낮은 것이 바람직하다.It is preferable that the anti-vibration material used for the purpose of blocking vibration and absorbing shock has high flexibility to quickly convert and dissipate vibration energy into thermal energy, while having high elasticity and low permanent compression ratio when used for a long time.

이때, 탄성력이 낮은 경우 하중에 따라 변형된 부분이 원상태로 복귀가 어렵고 이에 따라 진동 및 충격을 저감시키는 효과가 크게 저하되는 문제점이 발생하기 때문이다.At this time, when the elastic force is low, it is difficult for the part deformed according to the load to return to its original state, and accordingly, a problem in that the effect of reducing vibration and shock is greatly reduced occurs.

그러나, 방진재의 탄성력과 유연성은 서로 상충되는 부분이 있어 방진재의 탄성력이 높으면 유연성이 낮아지고 유연성이 높으면 탄성력이 저하되는 것이 일반적이다.However, elasticity and flexibility of the vibration isolating material conflict with each other, so that when the elasticity of the vibration isolating material is high, the flexibility is lowered, and when the flexibility is high, the elasticity is generally lowered.

따라서, 기존의 방진재를 대체할 수 있는 탄성이 높으면서도 유연한 방진재의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a flexible anti-vibration material with high elasticity that can replace the existing anti-vibration material.

종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-0309315호 "자착성 고무-아스팔트계 방음, 방진재 및 그 제조방법"이 있다.As a prior art, there is Korean Patent Registration No. 10-0309315 entitled "Self-attaching rubber-asphalt-based soundproofing and dustproofing material and manufacturing method thereof".

상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 탄성이 높으면서도 유연한 탄소섬유 직조물과 충격흡수 및 소음차단 효과가 뛰어난 PU(Polyurethane) 수지를 사용함으로써, 형태 복원력이 우수하고 높은 방진 특성을 가지는 탄소섬유를 이용한 방진재 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a carbon fiber having excellent shape resilience and high anti-vibration properties by using a highly elastic yet flexible carbon fiber weave and a PU (Polyurethane) resin having excellent shock absorption and noise blocking effects. It is an object of the present invention to provide a dustproof material and a manufacturing method thereof.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재는 탄소섬유 직조물인 탄소섬유층 및 액화 PU(Polyurethane) 수지인 방진층을 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the anti-vibration material using carbon fiber according to an embodiment of the present invention may include a carbon fiber layer made of a woven carbon fiber material and an anti-vibration layer made of a liquefied polyurethane (PU) resin.

여기서, 상기 탄소섬유층 및 상기 방진층이 연속되게 적층되고, 상기 방진층이 경화되어 상기 탄소섬유층과 일체화될 수 있다.Here, the carbon fiber layer and the antivibration layer may be continuously laminated, and the antivibration layer may be cured to be integrated with the carbon fiber layer.

또한, 상기 탄소섬유를 이용한 방진재는 복합섬유로 격자 패턴을 가지며 형성되어 상기 탄소섬유층에 적층되는 뼈대층을 더 포함할 수 있다.In addition, the vibration-proof material using the carbon fiber may further include a skeleton layer formed of composite fibers having a lattice pattern and laminated on the carbon fiber layer.

여기서, 상기 복합섬유는 폴리케톤 섬유 10 내지 20 중량부, 엽맥 섬유 10 내지 20 중량부, LM(Low Melting) 섬유 3 내지 6 중량부 및 실리콘 고무 파우더 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.Here, the composite fiber may include 10 to 20 parts by weight of polyketone fiber, 10 to 20 parts by weight of leaf vein fiber, 3 to 6 parts by weight of LM (Low Melting) fiber, and 1 to 5 parts by weight of silicone rubber powder.

또한, 상기 탄소섬유를 이용한 방진재는 탄성소재로 내부에 중단으로부터 상측 및 하측으로 이동할수록 좁아지는 형태의 다수의 쐐기 홈, 상기 쐐기 홈의 중단에 양 측으로 돌출되는 한 쌍의 에어 캐비티 홈 및 상면과 하면에 각각 하측, 상측으로 이동할수록 넓어지는 형태의 결합 홈이 형성된 보강층을 더 포함할 수 있다.In addition, the anti-vibration material using carbon fiber is an elastic material, and has a plurality of wedge grooves that narrow as it moves upward and downward from the middle inside, a pair of air cavity grooves protruding to both sides at the middle of the wedge groove, and an upper surface and It may further include a reinforcing layer formed with coupling grooves in a form that widens as they move downward and upward, respectively, on the lower surface.

여기서, 상기 보강층은 액체 상태의 상기 방진층이 상기 결합 홈에 침투되고 상기 방진층의 경화에 따라 일체화 될 수 있다.Here, the reinforcing layer may be integrated as the anti-vibration layer in a liquid state is penetrated into the coupling groove and the anti-vibration layer is cured.

또한, 상기 보강층은 상기 쐐기 홈에 충진되는 탄소소재의 미세구슬을 포함할 수 있다.In addition, the reinforcing layer may include fine beads of a carbon material filled in the wedge groove.

여기서, 상기 미세구슬은 상기 보강층의 형태변화에 따라 상기 에어 캐비티 홈으로 이동하여 채워질 수 있다.Here, the microbeads may move to and fill the air cavity groove according to the shape change of the reinforcing layer.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재의 제조방법은 틀에 탄소섬유 직조물인 탄소섬유층 및 액화 PU(Polyurethane) 수지인 방진층을 연속되게 적층하는 적층단계, 상기 방진층을 경화시켜 탄소섬유를 이용한 방진재를 생성하는 경화단계 및 상기 탄소섬유를 이용한 방진재를 상기 틀로부터 이탈시켜 마감하는 마감단계를 포함할 수 있다.In addition, the method for manufacturing a vibration-proof material using carbon fiber according to an embodiment of the present invention includes a lamination step of continuously stacking a carbon fiber layer, which is a woven carbon fiber material, and an anti-vibration layer, which is a liquefied PU (Polyurethane) resin, on a frame, and curing the anti-vibration layer. A curing step of generating a dustproof material using carbon fibers and a finishing step of separating and finishing the dustproof material using carbon fibers from the frame may be included.

또한, 상기 적층단계는 상기 탄소섬유층에 복합섬유로 격자 패턴을 가지며 형성되는 뼈대층을 적층할 수 있다.In addition, in the laminating step, a skeleton layer formed of composite fibers having a lattice pattern may be laminated on the carbon fiber layer.

여기서, 상기 복합섬유는 폴리케톤 섬유 10 내지 20 중량부, 엽맥 섬유 10 내지 20 중량부, LM(Low Melting) 섬유 3 내지 6 중량부 및 실리콘 고무 파우더 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.Here, the composite fiber may include 10 to 20 parts by weight of polyketone fiber, 10 to 20 parts by weight of leaf vein fiber, 3 to 6 parts by weight of LM (Low Melting) fiber, and 1 to 5 parts by weight of silicone rubber powder.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재 및 그 제조방법은 탄성이 높으면서도 유연한 탄소섬유 직조물과 충격흡수 및 소음차단 효과가 뛰어난 PU(Polyurethane) 수지가 사용되어, 형태 복원력이 우수하고 높은 방진 특성을 가질 수 있다.As described above, the vibration-proof material using carbon fiber and the manufacturing method using carbon fiber according to an embodiment of the present invention use a highly elastic yet flexible carbon fiber weave and PU (Polyurethane) resin with excellent shock absorption and noise blocking effects, and thus have excellent shape resilience. and can have high anti-vibration properties.

또한, 격자 패턴을 갖는 뼈대층을 적용하여, 면적 전체의 균일한 탄성을 확보하고 방진재의 꺼짐 현상을 방지할 수 있다.In addition, by applying a skeleton layer having a lattice pattern, it is possible to secure uniform elasticity over the entire area and prevent the dustproof material from turning off.

또한, 형태가 변형된 후에도 공기층을 확보할 수 있는 에어 캐비티 홈이 형성된 보강층을 적용하여, 외력에 의한 형태변형에도 높은 방진 특성을 유지할 수 있다.In addition, by applying a reinforcing layer formed with an air cavity groove capable of securing an air layer even after the shape is deformed, high anti-vibration properties can be maintained even when the shape is deformed by external force.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재에 뼈대층이 형성된 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 뼈대층을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재에 보강층이 형성된 모습을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 보강층을 도시한 단면도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 도 4의 보강층이 형태가 변형되는 모습을 도시한 예시도이다.
도 7은 도 5에 미세구슬이 충진된 모습을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
1 is a cross-sectional view showing a dustproof material using carbon fibers according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which a skeleton layer is formed on a vibration-proof material using carbon fibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing the bone layer of Figure 2;
4 is a cross-sectional view showing a state in which a reinforcing layer is formed on a dustproof material using carbon fibers according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating the reinforcing layer of FIG. 4 .
6 (a) and (b) are exemplary views showing how the shape of the reinforcing layer of FIG. 4 is deformed.
7 is a cross-sectional view showing a state in which the microbeads are filled in FIG. 5;
8 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing a dustproof material using carbon fibers according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다 양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용 한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수 의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것이 존재함을 지정하려 는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that a combination of features, numbers, steps, components, etc. described in the specification exist, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of combinations of steps, components, etc. is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, and detailed descriptions of configurations are omitted. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

이하, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 for explaining an embodiment.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재(이하, '방진재'라 약칭함)에 대하여 첨부한 도 1 내지 도 7을 기초로 이하에서 설명하기로 한다.First, a vibration-proof material (hereinafter, abbreviated as 'vibration-proof material') using carbon fiber according to an embodiment of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 7 attached.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a dustproof material using carbon fibers according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 방진재(1)는 건물, 구조물 또는 장치 등 다양한 분야에 사용함으로써 형태 복원력이 우수하고 높은 방진 특성을 가질 뿐만 아니라, 소음을 효과적으로 차단하는 특성을 갖는 방진재(1)이다.The anti-vibration material 1 according to the embodiment of the present invention is a anti-vibration material 1 having excellent shape resilience and high anti-vibration properties by being used in various fields such as buildings, structures, or devices, as well as effectively blocking noise.

도 1을 참조하면, 방진재(1)는 탄소섬유층(100) 및 방진층(200)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the anti-vibration material 1 may include a carbon fiber layer 100 and an anti-vibration layer 200 .

구체적으로, 방진재(1)는 한 쌍의 탄소섬유층(100) 사이에 방진층(200)을 배치하는 형태로 형성될 수 있다.Specifically, the anti-vibration material 1 may be formed in the form of disposing the anti-vibration layer 200 between a pair of carbon fiber layers 100 .

또한, 방진재(1)는 최하단과 최상단에 탄소섬유층(100)이 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.In addition, it is preferable that the carbon fiber layer 100 is formed at the lowermost and uppermost ends of the vibration-proof material 1, but is not limited thereto.

탄소섬유층(100)은 탄소섬유 직조물일 수 있다.The carbon fiber layer 100 may be a carbon fiber woven material.

구체적으로, 탄소섬유층(100)은 식물. 석유(Petroleum), 콜타르(Coal tar)를 통해 제조되는 피치(Pitch)를 사용하여 생성된 피치계 탄소섬유 직조물일 수 있다.Specifically, the carbon fiber layer 100 is a plant. It may be a pitch-based carbon fiber woven fabric produced using pitch manufactured through petroleum and coal tar.

이러한, 탄소섬유층(100)은 700GPa 이상 800GPa 이하의 탄성계수를 갖고, 3000MPa 이상 4000MPa 이하인 인장강도 즉, 높은 탄성률과 우수한 인장강도를 가질 수 있다.The carbon fiber layer 100 may have an elastic modulus of 700 GPa or more and 800 GPa or less, and a tensile strength of 3000 MPa or more and 4000 MPa or less, that is, a high elastic modulus and excellent tensile strength.

이에, 탄소섬유층(100)은 높은 탄성으로 진동을 흡수하여 방진특성을 나타낼 수 있으며, 우수한 인장강도로 외력(EF)을 견딜 수 있다.Thus, the carbon fiber layer 100 can absorb vibration with high elasticity to exhibit vibration-proof properties, and can withstand external force (EF) with excellent tensile strength.

방진층(200)은 액화 PU(Polyurethane) 수지일 수 있다.The anti-vibration layer 200 may be a liquefied polyurethane (PU) resin.

이때, 방진층(200)은 고체 상태가 아닌 액체 상태의 액화 PU 수지가 탄소섬유층(100)에 적층되어 액화 PU 수지의 일부가 탄소섬유층(100)에 스며들 수 있다.At this time, in the anti-vibration layer 200, liquefied PU resin in a liquid state rather than a solid state is laminated on the carbon fiber layer 100 so that a part of the liquefied PU resin can permeate the carbon fiber layer 100.

이후, 방진층(200)은 소정의 두께를 가지며 경화되어 경화된 PU 수지 자체의 높은 탄성률을 가질 수 있다.Thereafter, the anti-vibration layer 200 may have a predetermined thickness and have a high elastic modulus of the cured PU resin itself by being cured.

또한, 방진층(200)은 경화된 PU 수지로 탄성기억 특성을 가져 외력(EF)이 사라졌을 경우, 원래의 형태로 돌아가는 복원력이 높아질 수 있다.In addition, the anti-vibration layer 200 is cured PU resin and has an elastic memory property, so that when the external force EF disappears, the restoring force to return to its original form can be increased.

이러한, 탄소섬유층(100) 및 방진층(200)은 연속되게 적층되고 방진층(200)이 경화되어 일체화될 수 있다.The carbon fiber layer 100 and the antivibration layer 200 may be continuously laminated and the antivibration layer 200 may be cured to be integrated.

구체적으로, 탄소섬유층(100) 및 방진층(200)은 사용자가 요구하는 형태의 틀에 투입되고 탄소섬유층(100)에 액화 PU 수지인 방진층(200)의 일부가 스며들 수 있다.Specifically, the carbon fiber layer 100 and the anti-vibration layer 200 are put into a mold of a form required by the user, and a part of the anti-vibration layer 200, which is a liquefied PU resin, may permeate the carbon fiber layer 100.

이때, 방진층(200)은 소정의 두께를 가지도록 투입될 수 있다.At this time, the anti-vibration layer 200 may be injected to have a predetermined thickness.

이후, 탄소섬유층(100) 및 방진층(200)은 서로 접합된 상태로 방진층(200)이 경화됨으로써 일체화되어 방진재(1)를 이룰 수 있다.Thereafter, the carbon fiber layer 100 and the anti-vibration layer 200 may be integrated by curing the anti-vibration layer 200 in a bonded state to form the anti-vibration material 1 .

이에, 방진재(1)는 탄소섬유층(100) 및 방진층(200)의 높은 탄성률로 진동을 흡수할 수 있고, 우수한 복원력을 가질 수 있다.Thus, the anti-vibration material 1 can absorb vibration with the high modulus of elasticity of the carbon fiber layer 100 and the anti-vibration layer 200, and can have excellent restoring force.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재에 뼈대층이 형성된 모습을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 뼈대층을 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a state in which a bone layer is formed on a vibration-proof material using carbon fiber according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing the bone layer of FIG. 2 .

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 방진재(1)는 뼈대층(300)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the anti-vibration material 1 according to the embodiment of the present invention may further include a skeleton layer 300 .

뼈대층(300)은 탄성을 가지며, 형태를 유지하는 강도를 가진 층으로 복합섬유로 이루어지며 격자 패턴을 가지며 형성되어 탄소섬유층(100)에 적층될 수 있다.The skeleton layer 300 is a layer having elasticity and strength to maintain its shape, and is made of composite fibers and may be formed with a lattice pattern and laminated on the carbon fiber layer 100 .

구체적으로, 도 3을 참조하면 뼈대층(300)은 탄소섬유층(100)에 대응되는 크기로 형성되되, 일정한 간격과 형태로 격자 패턴을 가지며 형성될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 3 , the skeleton layer 300 may be formed in a size corresponding to that of the carbon fiber layer 100 and may have a lattice pattern at regular intervals and shapes.

이때, 뼈대층(300)의 격자 패턴에 액화 PU 수지의 방진층(200)이 고르게 침투되어 적층될 수 있다.At this time, the anti-vibration layer 200 of liquefied PU resin can be evenly penetrated and stacked in the lattice pattern of the skeleton layer 300 .

또한, 뼈대층(300)에 사용되는 복합섬유는 폴리케톤 섬유 10 내지 20 중량부, 엽맥 섬유 10 내지 20 중량부, LM(Low Melting) 섬유 5 내지 10 중량부 및 실리콘 고무 파우더 1 내지 5 중량부로 형성될 수 있다.In addition, the composite fibers used in the skeleton layer 300 include 10 to 20 parts by weight of polyketone fibers, 10 to 20 parts by weight of leaf vein fibers, 5 to 10 parts by weight of LM (Low Melting) fibers, and 1 to 5 parts by weight of silicone rubber powder. can be formed

폴리케톤 섬유는 일산화탄소와 에틸렌(ethylene), 프로필렌(Propylene) 등의 올레핀(Olefin)으로 제조된 고분자 섬유이다.Polyketone fibers are polymer fibers made of carbon monoxide and olefins such as ethylene and propylene.

이와 같이 제조된 폴리케톤 섬유는 0.885g/cm3 이하의 초저밀도 올레핀인 엘라스토머나 0.885g/cm3 ~ 0.915g/cm3 사이의 폴리오레핀인 플라스토머 등의 밀도가 낮은 올레핀을 사용하여 고무와 비슷한 정도의 탄성을 가질 수 있다.The polyketone fiber prepared as described above uses low density olefins such as elastomers, which are ultra-low density olefins of 0.885 g/cm 3 or less, or plastomers, which are polyolefins between 0.885 g/cm 3 and 0.915 g/cm 3 . can have a similar degree of elasticity.

또한, 폴리케톤 섬유는 자체적으로 우수한 내충격성, 내화학성, 내마모성을 가질 수 있다.In addition, the polyketone fiber itself may have excellent impact resistance, chemical resistance, and abrasion resistance.

그러나, 폴리케톤 섬유는 장기적인 내열 노화에 따라 물성저하가 일어나는 문제가 있다.However, polyketone fibers have a problem in that physical properties deteriorate due to long-term heat-resistant aging.

또한, 폴리케톤 섬유를 다른 섬유에 적용하기 위해서는 섬유 자체로만은 접착성에 제한점이 있어 표면에 젖음성, 접착성 등을 부여하는 것이 필요하다.In addition, in order to apply the polyketone fiber to other fibers, it is necessary to impart wettability, adhesiveness, etc. to the surface because the adhesiveness of the fiber itself is limited.

이러한 폴리케톤 섬유는 10 중량부 미만으로 혼합될 경우 뼈대층(300)의 탄성 및 기본 물성이 저하될 수 있으며, 20 중량부 초과로 혼합될 경우 장기적인 사용시 내열에 따른 노화로 인한 물성저하가 일어날 수 있고, 복합섬유의 접착저하로 균열이 발생할 수 있다.When these polyketone fibers are mixed in less than 10 parts by weight, elasticity and basic physical properties of the skeleton layer 300 may deteriorate, and when mixed in more than 20 parts by weight, physical properties may deteriorate due to aging due to heat resistance during long-term use. and cracks may occur due to deterioration of adhesion of composite fibers.

또한, 폴리케톤 섬유는 10 내지 50㎛의 굵기를 갖는 것이 바람직하다.In addition, the polyketone fiber preferably has a thickness of 10 to 50 μm.

이때, 폴리케톤 섬유는 굵기가 10㎛ 미만으로 형성될 경우 탄성, 내마모성, 내화학성 등의 충분한 기본 물성이 나타나지 못할 수 있으며, 50㎛ 초과로 다른 섬유들과의 접합이 불완전하여 뼈대층(300)의 형태를 이루지 못할 수 있다.At this time, when the polyketone fiber is formed with a thickness of less than 10 μm, sufficient basic physical properties such as elasticity, abrasion resistance, and chemical resistance may not be exhibited, and bonding with other fibers is incomplete when the thickness exceeds 50 μm, so that the skeleton layer 300 may not be in the shape of

엽맥 섬유는 식물의 잎사귀로 제조된 천연섬유이다.Vein fiber is a natural fiber made from the leaves of plants.

예를 들면, 엽맥 섬유는 아바카, 사이잘 마, 파인애플 섬유 등이 있다.For example, leaf vein fibers include abaca, sisal hemp, and pineapple fibers.

구체적으로, 엽맥 섬유는 식물의 잎사귀의 줄기, 즉 잎 맥관(脈管)을 사용하여 섬유가 단단하고 다양하게 가공이 가능하여 아주 얇은 크기로 가공할 수 있다.Specifically, leaf vein fibers can be processed into very thin sizes because the fibers are hard and can be processed in various ways using the stems of leaves of plants, that is, leaf veins.

여기서, 엽맥 섬유는 15 내지 50㎛의 굵기로 가공하여 여러 겹으로 폴리케톤 섬유를 감싸도록 접착하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to process the leaf vein fibers to a thickness of 15 to 50 μm and adhere them so as to surround the polyketone fibers in several layers.

이때, 엽맥 섬유는 굵기가 15㎛ 미만으로 형성될 경우 뼈대를 이루지 못하고 파단되거나 형태를 유지하지 못할 수 있으며, 50㎛ 초과로 형성될 경우 폴리케톤 섬유의 탄성, 내충격성, 내화학성 등의 기본 물성을 저하시킬 수 있다.At this time, if the thickness of the leaf vein fiber is less than 15㎛, it may not form a skeleton and may be broken or may not maintain its shape. can lower

또한, 엽맥 섬유는 흡습성이 우수하여 LM 섬유의 접착이 용이하게 이루어질 수 있다.In addition, the leaf vein fibers have excellent hygroscopicity, so that the LM fibers can be easily bonded.

이에, 엽맥 섬유는 접착 특성을 가져 폴리케톤 섬유에 쉽게 적용됨으로써, 뼈대층(300)의 뼈대를 이룰 수 있다.Accordingly, the leaf vein fiber has an adhesive property and is easily applied to the polyketone fiber, thereby forming the skeleton of the skeleton layer 300.

LM 섬유는 폴리에스테르(Polyester)를 원료로 하는 섬유로, 녹는점이 낮고 접착성이 뛰어난 친환경 섬유이다.LM fiber is a fiber made of polyester, and is an eco-friendly fiber with a low melting point and excellent adhesion.

구체적으로 LM 섬유는 폴리케톤 섬유와 엽맥 섬유 사이에 배치하여 접착성을 제공함으로써, 폴리케톤 섬유와 엽맥 섬유를 접착시킬 수 있다.Specifically, the LM fiber may be disposed between the polyketone fiber and the leaf vein fiber to provide adhesion, thereby bonding the polyketone fiber and the leaf vein fiber.

이에, LM 섬유는 폴리케톤 섬유의 탄성과 엽맥 섬유의 경도를 유지하면서 일체화시킬 수 있다. Thus, LM fibers can be integrated while maintaining the elasticity of polyketone fibers and the hardness of leaf vein fibers.

이러한 LM 섬유는 5 중량부 미만으로 혼합될 경우 폴리케톤 섬유와 엽맥 섬유의 접착저하로 뼈대층(300)에 균열이 발생할 수 있으며, 10 중량부 초과로 혼합될 경우 폴리케톤 섬유와 엽맥 섬유의 기본 물성을 헤치고 오히려 접착 정도가 약해질 수 있다.When these LM fibers are mixed in an amount of less than 5 parts by weight, cracks may occur in the skeleton layer 300 due to a decrease in adhesion between the polyketone fibers and the vein fibers, and when mixed in an amount exceeding 10 parts by weight, the base of the polyketone fibers and the vein fibers It can damage physical properties and rather weaken the degree of adhesion.

실리콘 고무 파우더는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 성분을 포함하는 실리콘 고무의 미분말이다.Silicone rubber powder is a fine powder of silicone rubber containing a polydimethylsiloxane component.

구체적으로, 실리콘 고무 파우더는 LM 섬유로 접착되어 일체화된 폴리케톤 섬유와 엽맥 섬유에 파우더 코팅 공법으로 코팅되어 뼈대층(300)의 표면 평활성을 부여하고, 복원력을 보다 더 향상시킬 수 있다.Specifically, the silicone rubber powder is coated with the powder coating method on the polyketone fiber and the leaf vein fiber, which are integrated by being bonded to the LM fiber, to impart surface smoothness to the skeleton layer 300 and to further improve the restoring force.

여기서, 파우더 코팅 공법은 건조된 미분말을 도료로 사용하여 코팅 대상이 되는 물체에 미분말 도료를 접착시킨 다음 경화시킴으로써 도막을 형성하는 공법이다.Here, the powder coating method is a method of forming a coating film by using dried fine powder as a paint, adhering the fine powder paint to an object to be coated, and then curing the fine powder paint.

이러한 실리콘 고무 파우더는 1 중량부 미만으로 혼합될 경우 뼈대층(300)의 표면 평활성이 저하될 될 수 있으며, 5 중량부 초과로 혼합될 경우 도막이 두꺼워져 폴리케톤 섬유와 엽맥 섬유의 기본 물성을 헤칠 수 있다.When such silicone rubber powder is mixed in less than 1 part by weight, the surface smoothness of the skeleton layer 300 may be deteriorated, and when mixed in more than 5 parts by weight, the coating film becomes thick and damages the basic physical properties of polyketone fibers and leaf vein fibers. can

이렇게 형성된 뼈대층(300)은 방진재(1) 면적 전체의 균일한 탄성을 확보하여 진동을 흡수할 수 있고, 꺼짐 현상을 방지할 수 있다.The skeleton layer 300 formed in this way secures uniform elasticity over the entire area of the anti-vibration material 1, can absorb vibration, and can prevent a turning off phenomenon.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재에 보강층이 형성된 모습을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 보강층을 도시한 단면도이며, 도 6의 (a) 및 (b)는 도 4의 보강층이 형태가 변형되는 모습을 도시한 예시도이고, 도 7은 도 5에 미세구슬이 충진된 모습을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a state in which a reinforcing layer is formed on a vibration-proof material using carbon fiber according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the reinforcing layer of FIG. 4, and FIG. 6 (a) and (b) are FIG. 4 is an exemplary view showing how the shape of the reinforcing layer is deformed, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing the state in which the microbeads are filled in FIG. 5 .

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 방진재(1)는 보강층(400)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the anti-vibration material 1 according to the embodiment of the present invention may further include a reinforcing layer 400 .

보강층(400)은 방진층(200) 사이에 형성될 수 있다.The reinforcing layer 400 may be formed between the anti-vibration layers 200 .

구체적으로, 보강층(400)은 상면과 하면에 방진층(200)이 형성되고, 각각의 방진층에 탄소섬유층(100)이 형성될 수 있다.Specifically, the reinforcing layer 400 may have antivibration layers 200 formed on upper and lower surfaces, and carbon fiber layers 100 may be formed on each antivibration layer.

또한, 보강층(400)은 방진층(200)의 총 두께보다 작거나 같은 두께로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the reinforcing layer 400 is preferably formed to a thickness equal to or less than the total thickness of the anti-vibration layer 200 .

도 5를 참조하면, 보강층(400)은 탄성소재로 형성되며, 쐐기 홈(410), 에어 캐비티 홈(420) 및 결합 홈(430)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the reinforcing layer 400 is formed of an elastic material, and a wedge groove 410, an air cavity groove 420, and a coupling groove 430 may be formed.

여기서, 탄성소재로는 실리콘, 고무 등이 사용될 수 있다.Here, silicone, rubber, etc. may be used as the elastic material.

이에, 보강층(400)은 외력(EF)이 가해졌을 경우, 포아송 효과(PE)가 나타날 수 있다.Accordingly, when an external force (EF) is applied to the reinforcing layer 400, a Poisson effect (PE) may appear.

여기서, 포아송 효과(PE)는 물체에 외력(EF)이 가해졌을 경우, 가해진 외력(EF)과 직각인 두 방향으로 확장하려는 성질을 뜻한다.Here, the Poisson effect (PE) refers to the property of expanding in two directions perpendicular to the applied external force (EF) when an external force (EF) is applied to the object.

쐐기 홈(410)은 탄성소재로 내부에 중단으로부터 상측 및 하측으로 이동할수록 좁아지는 형태로 형성될 수 있다.The wedge groove 410 is an elastic material and may be formed in a shape that becomes narrower as it moves from the middle to the upper and lower sides.

구체적으로, 쐐기 홈(410)은 내부에 공기층을 형성할 수 있다.Specifically, the wedge groove 410 may form an air layer therein.

이때, 쐐기 홈(410)은 내부에 공기층이 형성됨으로써, 진동이 공기층과의 마찰에 따라 진동 에너지의 감쇠가 일어날 수 있다.At this time, since an air layer is formed inside the wedge groove 410, vibration energy may be attenuated according to friction with the air layer.

에어 캐비티 홈(420)은 쐐기 홈(410)의 중단에 양 측으로 돌출될 수 있다.The air cavity groove 420 may protrude to both sides at the middle of the wedge groove 410 .

구체적으로, 에어 캐비티 홈(420)은 방진재(1)에 외력(EF)이 가해져 발생하는 포아송 효과(PE)에 의해 쐐기 홈(410)이 내측으로 좁혀졌을 경우, 양 측의 에어 캐비티 홈(420)이 연통될 수 있다.Specifically, when the wedge groove 410 is narrowed inward by the Poisson effect (PE) generated when an external force (EF) is applied to the dustproof material 1, the air cavity groove 420 on both sides of the air cavity groove 420 ) can be communicated.

이에, 에어 캐비티 홈(420)은 방진재(1) 위에 물건이 올려지는 등의 외력(EF)이 가해졌을 경우에도 공기층을 유지하여 진동을 감쇠시킬 수 있다.Accordingly, the air cavity groove 420 maintains an air layer to damp vibration even when an external force (EF) is applied, such as when an object is placed on the anti-vibration material 1 .

결합 홈(430)은 상면과 하면에 각각 하측, 상측으로 이동할수록 넓어지는 형태의 결합 홈(430)이 형성될 수 있다.Coupling grooves 430 may be formed on the upper and lower surfaces of the coupling grooves 430 that become wider as they move downward and upward, respectively.

구체적으로, 결합 홈(430)은 액체 상태인 방진층(200) 즉, 액화 PU 수지가 결합 홈(430)의 형태대로 침투하고, 이후, 방진층(200)이 경화되어 과 결합될 수 있다.Specifically, the anti-vibration layer 200 in a liquid state, that is, the liquefied PU resin may permeate into the coupling groove 430 in the form of the coupling groove 430, and then, the anti-vibration layer 200 may be cured and bonded thereto.

또한, 결합 홈(430)은 각각 하측, 상측으로 이동할수록 넓어지는 형태로 형성됨으로써, 방진층(200)과 더욱 안정적으로 결합될 수 있다.In addition, the coupling groove 430 is formed in a shape that widens as it moves downward and upward, respectively, so that it can be more stably coupled with the anti-vibration layer 200 .

도 6의 (a) 및 (b)를 참조하여 보강층(400)의 형태변형을 정리하자면, (a)는 보강층(1)에 외력(EF)을 가한 상태이다.Referring to FIG. 6 (a) and (b), the shape deformation of the reinforcing layer 400 is summarized, (a) is a state in which an external force EF is applied to the reinforcing layer 1.

이때, 쐐기 홈(410)은 공기층이 형성되어 있으나, 포아송 효과(PE)에 의해 쐐기 홈(410)이 내측으로 힘을 받는 것을 확인할 수 있다.At this time, although the air layer is formed in the wedge groove 410, it can be seen that the wedge groove 410 receives force inward due to the Poisson effect (PE).

또한, 도 6의 (b)는 (a)의 상태에서, 보강층(400)에 외력(EF)이 계속 가해져 포아송 효과(PE)를 받아 쐐기 홈(410)이 좁혀져 공기층이 줄어든 상태를 나타낸 것이다.In addition, (b) of FIG. 6 shows a state in which the external force (EF) is continuously applied to the reinforcing layer 400 in the state of (a) and the wedge groove 410 is narrowed by the Poisson effect (PE), thereby reducing the air layer.

이때, 에어 캐비티 홈(420)은 연통된 상태가 되어 공기층을 유지하는 것을 확인할 수 있다.At this time, it can be confirmed that the air cavity groove 420 is in a communication state and maintains the air layer.

이러한, 보강층(400)은 진동 에너지를 감쇠하여 방진 특성을 높일 수 있으며, 외력이 가해진 상태에서도 공기층을 확보하여 높은 방진 특성을 유지할 수 있다.The reinforcing layer 400 can attenuate vibration energy to increase anti-vibration properties, and maintain high anti-vibration properties by securing an air layer even when an external force is applied.

도 7을 참조하면, 보강층(400)은 쐐기 홈(410)에 충진되는 탄소소재의 미세구슬(440)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the reinforcing layer 400 may include carbon fine beads 440 filled in the wedge groove 410 .

미세구슬(440)은 탄소소재로 형성됨으로써, 높은 탄성률과 우수한 인장강도를 가질 수 있다.The microbeads 440 may have a high elastic modulus and excellent tensile strength by being formed of a carbon material.

또한, 미세구슬(440)은 쐐기 홈(410) 내부에서 소재적 특성에 의해 진동을 흡수하며, 진동에 의해 움직이면서 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있다.In addition, the microbeads 440 may absorb vibration due to material characteristics inside the wedge groove 410 and may attenuate vibration energy while moving by the vibration.

또한, 미세구슬(440)은 외력에 의해 쐐기 홈(410)이 좁혀지더라도 공기층이 확보된 에어 캐비티 홈(420)으로 이동하여 채워질 수 있다.In addition, even if the wedge groove 410 is narrowed by an external force, the microbeads 440 may move to and fill the air cavity groove 420 in which the air layer is secured.

이에, 미세구슬(440)은 보강층(400)의 형태가 변형된 상태에서도 진동을 흡수하고 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있다.Accordingly, the microbeads 440 can absorb vibration and attenuate vibration energy even when the shape of the reinforcing layer 400 is deformed.

이하, 실시 예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.

단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[실시 예 1][Example 1]

탄소섬유 직조물인 탄소섬유층 및 액화PU(Polyurethane)인 방진층을 연속되게 적층하고, 방진층을 경화시켜 방진재를 제조하였다.A carbon fiber layer, which is a woven carbon fiber material, and an anti-vibration layer, which is liquefied PU (Polyurethane), were continuously laminated, and the anti-vibration layer was cured to prepare an anti-vibration material.

이때, 탄소섬유층은 750GPa의 탄성계수 및 3500MPa의 인장강도를 갖는 탄소섬유 직조물로 형성되었고, 최하단과 최상단에 배치하였다.At this time, the carbon fiber layer was formed of a woven carbon fiber having a modulus of elasticity of 750 GPa and a tensile strength of 3500 MPa, and was disposed at the bottom and top.

[실시 예 2][Example 2]

탄소섬유층에 적층되고 격자 패턴 사이에 방진층이 침투되는 뼈대층을 더 포함하는 것을 제외하고 실시 예 1과 동일하게 방진재를 제조하였다.An antivibration material was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a skeleton layer laminated on the carbon fiber layer and in which the antivibration layer penetrated between the grid patterns was further included.

이때, 뼈대층은 복합섬유로 이루어졌으며, 복합섬유는 15㎛ 굵기의 폴리케톤 섬유 15 중량부, 20㎛ 굵기의 엽맥 섬유 15 중량부, LM 섬유 8 중량부 및 실리콘 고무 파우더 3 중량부로 제조되었다.At this time, the skeleton layer was made of composite fibers, and the composite fibers were made of 15 parts by weight of polyketone fibers with a thickness of 15 μm, 15 parts by weight of leaf vein fibers with a thickness of 20 μm, 8 parts by weight of LM fibers, and 3 parts by weight of silicone rubber powder.

[실시 예 3][Example 3]

방진층 사이에 보강층을 더 포함하는 것을 제외하고 실시 예 1과 동일하게 방진재를 제조하였다.An anti-vibration material was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a reinforcing layer was further included between the anti-vibration layers.

이때, 보강층은 실리콘으로 형성되어 상면 및 하면에 방진층이 배치되며, 방진층의 총 두께의 2/3 두께로 형성되었다.At this time, the reinforcing layer is formed of silicon, and anti-vibration layers are disposed on the upper and lower surfaces, and the thickness is 2/3 of the total thickness of the anti-vibration layer.

[실시 예 4][Example 4]

보강층에 미세구슬이 충진된 것을 제외하고 실시 예 4와 동일하게 방진재를 제조하였다.An anti-vibration material was prepared in the same manner as in Example 4, except that the reinforcing layer was filled with fine beads.

이때, 미세구슬은 탄소소재로 제조되었다.At this time, the microbeads were made of carbon material.

[비교 예 1][Comparative Example 1]

시중에서 판매되는 방진재 중 천연고무로 제조된 방진재를 무작위로 선발하였다.Among the anti-vibration materials sold on the market, a vibration-isolation material made of natural rubber was randomly selected.

[비교 예 2][Comparative Example 2]

시중에서 판매되는 방진재 중 코르크로 제조된 방진재를 무작위로 선발하였다.Among the anti-vibration materials sold on the market, the anti-vibration materials made of cork were randomly selected.

[비교 예 3][Comparative Example 3]

뼈대층을 이루는 복합 섬유의 재료 함량을 제외하고 실시 예 2와 동일하게 방진재를 제조하였다.A dustproof material was manufactured in the same manner as in Example 2, except for the material content of the composite fibers constituting the skeleton layer.

이때, 복합섬유는 15㎛ 굵기의 폴리케톤 섬유 8 중량부, 20㎛ 굵기의 엽맥 섬유 8 중량부, LM 섬유 1 중량부 및 실리콘 고무 파우더 0.5 중량부로 제조되었다.At this time, the composite fibers were prepared from 8 parts by weight of polyketone fibers having a thickness of 15 μm, 8 parts by weight of leaf vein fibers having a thickness of 20 μm, 1 part by weight of LM fibers, and 0.5 parts by weight of silicone rubber powder.

[비교 예 4][Comparative Example 4]

방진층 사이에 보강층을 더 포함하는 것을 제외하고 실시 예 3과 동일하게 방진재를 제조하였다.An anti-vibration material was prepared in the same manner as in Example 3, except that a reinforcing layer was further included between the anti-vibration layers.

이때, 보강층은 실리콘으로 형성되어 상면 및 하면에 방진층이 배치되며, 방진층의 총 두께의 2배 두께로 형성되었다.At this time, the reinforcing layer is formed of silicon, and anti-vibration layers are disposed on the upper and lower surfaces, and the thickness is twice the total thickness of the anti-vibration layer.

[실험 예 1] 방진재의 방진성능 평가[Experimental Example 1] Evaluation of anti-vibration performance of anti-vibration materials

고조파(harmonic) 신호분석기, 신호증폭기, 가속도계 센서, PEI(Polyetherimide) 소재의 진동판, 임팩트 해머 등으로 이루어진 방진성능 평가장치를 통해 방진재의 방진성능을 평가하였다.The anti-vibration performance of the anti-vibration material was evaluated through an anti-vibration performance evaluation device consisting of a harmonic signal analyzer, signal amplifier, accelerometer sensor, PEI (Polyetherimide) diaphragm, and impact hammer.

실시 예 1 내지 4 및 비교 예 1 내지 4의 방진재를 동일한 크기로 제단하여 준비하고, 방진성능 평가장치 동일한 세기의 진동을 발생시켜 방진성능을 평가하였다.The anti-vibration materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared by being cut into the same size, and the anti-vibration performance was evaluated by generating vibrations of the same intensity in the anti-vibration performance evaluation device.

방진성능은 진동의 감쇠정도를 백분율로 변환하여 확인하였다.The anti-vibration performance was confirmed by converting the degree of damping of vibration into a percentage.

그 결과는 표 1과 같다.The results are shown in Table 1.

방진성능(%)Anti-vibration performance (%) 방진성능(%)Anti-vibration performance (%) 실시 예 1Example 1 96.396.3 비교 예 1Comparative Example 1 89.189.1 실시 예 2Example 2 97.497.4 비교 예 2Comparative Example 2 88.488.4 실시 예 3Example 3 97.997.9 비교 예 3Comparative Example 3 92.292.2 실시 예 4Example 4 98.298.2 비교 예 4Comparative Example 4 97.897.8

상기 표 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시 예 1 내지 4, 비교 예 3 및 비교 예 4가 시중에 판매중인 비교 예 1 및 비교 예 2에 비해 방진성능이 좋은 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that Examples 1 to 4, Comparative Example 3 and Comparative Example 4 of the present invention have better dustproof performance than Comparative Example 1 and Comparative Example 2 on the market.

또한, 실시 예 1 보다 뼈대층이 추가된 실시 예 2, 보강층이 추가된 실시 예 3 및 실시 예 4가 방진성능이 더 우수한 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that Example 2, in which a skeleton layer is added, and Examples 3 and 4, in which a reinforcing layer is added, have better anti-vibration performance than Example 1.

또한, 실시 예 4와 같이 보강층에 미세구슬이 형성되었을 때, 미세구슬이 형성되지 않은 실시 예 3보다 방진성능이 다소 우수하다는 것을 확인할 수 있다.In addition, when the fine beads are formed in the reinforcing layer as in Example 4, it can be seen that the anti-vibration performance is slightly better than that of Example 3 in which the fine beads are not formed.

한편, 비교 예 3의 경우 실시 예 1과 실시 예 2에 비해 방진성능이 현저히 떨어지는 것으로 보아 뼈대층을 이루는 복합섬유의 재료 구성비에 따라 방진성능이 달라지는 것으로 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of Comparative Example 3, it can be seen that the anti-vibration performance is significantly lower than that of Examples 1 and 2, so that the anti-vibration performance varies depending on the material composition ratio of the composite fibers constituting the skeleton layer.

또한, 비교 예 4의 경우 실시 예 3과 방진성능이 거의 차이가 없는 것으로 보아 보강층의 두께는 방진성능과 관련이 적은 확인할 수 있다.In addition, in the case of Comparative Example 4, since there is almost no difference in anti-vibration performance from Example 3, it can be confirmed that the thickness of the reinforcing layer has little relation to the anti-vibration performance.

[실험 예 2] 방진재의 복원력 평가[Experimental Example 2] Evaluation of resilience of anti-vibration material

KS M 3802의 시험방법에 따라 잔류 압입률을 통해 방진재의 복원력을 평가하였다.According to the test method of KS M 3802, the resilience of the anti-vibration material was evaluated through the residual indentation rate.

실시 예 1 내지 4 및 비교 예 1 내지 4의 방진재를 동일한 크기로 제단하여 준비하고, 방진재와 동일한 크기의 강판으로 222N의 하중을 5분간 가하였다.The anti-vibration materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared by being cut into the same size, and a load of 222 N was applied for 5 minutes using a steel plate having the same size as the anti-vibration material.

이후, 하중을 제거하고 60분 후 다이얼 게이지를 통해 압입량을 읽고 시험 전 방진재의 두께와 시험 후 압입량에 따른 방진재의 두께를 통해 잔류 압입률을 산출하여 백분율로 변환함으로써 확인하였다.Thereafter, the load was removed, and after 60 minutes, the indentation amount was read through a dial gauge, and the residual indentation rate was calculated through the thickness of the dustproof material before the test and the thickness of the dustproof material according to the indentation amount after the test, and it was confirmed by converting to percentage.

잔류 압입률이 낮으면 방진재에 압력이 잔류하여 요철이 발생한 것으로, 복원력이 좋은 것으로 판단될 수 있으며, 잔류 압입률이 높을 경우에는 복원력이 좋지 않은 것으로 판단될 수 있다.If the residual indentation rate is low, the pressure remains in the anti-vibration material, resulting in irregularities, and it can be determined that the resilience is good, and if the residual indentation rate is high, it can be determined that the resilience is not good.

그 결과는 표 2와 같다.The results are shown in Table 2.

잔류 압입율(%)Residual indentation rate (%) 잔류 압입율(%)Residual indentation rate (%) 실시 예 1Example 1 1.91.9 비교 예 1Comparative Example 1 3.83.8 실시 예 2Example 2 1.31.3 비교 예 2Comparative Example 2 5.55.5 실시 예 3Example 3 2.22.2 비교 예 3Comparative Example 3 3.63.6 실시 예 4Example 4 2.12.1 비교 예 4Comparative Example 4 3.43.4

상기 표 1 에 나타난 바와 같이, 실시 예 1 내지 4가 시중에 판매중인 비교 예 1 및 비교 예 2에 비해 방진성능이 좋은 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, it can be confirmed that Examples 1 to 4 have better dustproof performance than Comparative Examples 1 and 2 on the market.

또한, 뼈대층이 추가된 실시 예 2가 실시 예 1, 실시 예 3 및 실시 예 4보다 잔류 압입률 즉, 복원력이 더 우수한 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the residual indentation rate, that is, the restoring force, of Example 2, in which the skeleton layer is added, is superior to Examples 1, 3, and 4.

또한, 실시 예 3 및 실시 예 4는 실시 예 1에 복원력이 떨어졌으나, 큰 차이는 없는 것으로 확인할 수 있다.In addition, Example 3 and Example 4 have a lower restoring force than Example 1, but it can be confirmed that there is no significant difference.

한편, 비교 예 3의 경우 실시 예 1과 실시 예 2에 비해 복원력이 현저히 떨어지는 것으로 보아 뼈대층을 이루는 복합섬유의 재료 구성비에 따라 복원력이 달라지는 것으로 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of Comparative Example 3, it can be confirmed that the restoring force varies according to the material composition ratio of the composite fibers constituting the skeleton layer, as the restoring force is significantly lower than that of Examples 1 and 2.

또한, 비교 예 4의 경우에도 실시 예 1과 실시 예 3에 비해 복원력이 현저히 떨어지는 것으로 보아 이 거의 차이가 없는 것으로 보아 보강층의 두께에 따라 복원력이 달라지는 것으로 확인할 수 있다.In addition, even in the case of Comparative Example 4, since the restoring force is significantly lower than that of Examples 1 and 3, it can be confirmed that the restoring force varies depending on the thickness of the reinforcing layer, as there is almost no difference.

다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재 제조방법(이하, '방진재 제조방법'이라 약칭함)에 대하여 첨부한 도 8을 기초로 이하에서 설명하기로 한다.Next, a method for manufacturing a dustproof material using carbon fibers according to an embodiment of the present invention (hereinafter, abbreviated as 'method for manufacturing a dustproof material') will be described below based on FIG. 8 attached.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유를 이용한 방진재 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing a dustproof material using carbon fibers according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 방진재 제조방법은 방진재(1)를 제조하는 방법으로, 탄소섬유 직조물과 액화 PU(Polyurethane) 수지를 이용하여 건물, 구조물 또는 장치 등 다양한 분야에 사용함으로써 형태 복원력이 우수하고 높은 방진 특성을 가질 뿐만 아니라, 소음을 효과적으로 차단하는 특성을 갖는 방진재(1)를 제조할 수 있다.The method for manufacturing the anti-vibration material according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing the anti-vibration material 1, and has excellent shape resilience by using carbon fiber fabric and liquefied Polyurethane (PU) resin in various fields such as buildings, structures, or devices. It is possible to manufacture the anti-vibration material 1 having not only high anti-vibration properties but also a property of effectively blocking noise.

여기서, 방진재(1)는 상기에서 설명한 방진재(1)와 실질적으로 동일한 것이다.Here, the anti-vibration material 1 is substantially the same as the anti-vibration material 1 described above.

도 8을 참조하면, 방진재 제조방법은 적층단계(S10), 경화단계(S20) 및 마감단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the method for manufacturing a dustproof material may include a laminating step (S10), a curing step (S20), and a finishing step (S30).

적층단계(S10)는 틀에 탄소섬유 직조물인 탄소섬유층(100) 및 액화 PU(Polyurethane) 수지인 방진층(200)을 연속되게 적층하는 단계이다.The laminating step (S10) is a step of continuously laminating the carbon fiber layer 100, which is a carbon fiber weave, and the antivibration layer 200, which is a liquefied PU (Polyurethane) resin, on a frame.

이때, 적층단계(S10)는 탄소섬유층(100)이 최초, 최후에 투입되어 방진재(1)의 최하단 및 최상단에 배치되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.At this time, in the lamination step (S10), it is preferable that the carbon fiber layer 100 is put in first and last and disposed at the bottom and top of the dustproof material 1, but it is not limited thereto.

또한, 적층단계(S10)는 방진층(200)이 액체 상태의 액화 PU 수지로 틀에 투입되어야 한다.In addition, in the lamination step (S10), the anti-vibration layer 200 should be put into the mold as a liquefied PU resin in a liquid state.

또한, 적층단계(S10)는 탄소섬유층(100)에 액화 PU 수지인 방진층(200)이 적층되면서 방진층(200)의 일부가 탄소섬유층(100)에 스며들 수 있다.In addition, in the laminating step (S10), a part of the anti-vibration layer 200 may permeate the carbon fiber layer 100 while the anti-vibration layer 200, which is a liquefied PU resin, is laminated on the carbon fiber layer 100.

경화단계(S20)는 방진층(200)을 경화시켜 방진재(1)를 생성하는 단계이다.The curing step (S20) is a step of generating the anti-vibration material 1 by curing the anti-vibration layer 200.

구체적으로, 경화단계(S20)는 적층단계(S10)에서 일부가 스며든 상태의 방진층(200)이 경화되면서 탄소섬유층(100)과 방진층(200)이 일체화될 수 있다.Specifically, in the curing step (S20), the carbon fiber layer 100 and the anti-vibration layer 200 may be integrated while the anti-vibration layer 200 partially permeated in the lamination step (S10) is cured.

마감단계(S30)는 방진재(1)를 틀로부터 이탈시켜 마감하는 단계이다.The finishing step (S30) is a step of separating the dustproof material 1 from the frame and finishing it.

이후, 사용자의 요구에 따라 방진재(1)를 제단하여 사용할 수 있다.Thereafter, the anti-vibration material 1 may be cut and used according to the user's request.

앞서 설명한 적층단계(S10)에서 탄소섬유층(100)에 복합섬유로 격자 패턴을 가지며 형성되는 뼈대층(300)을 적층할 수 있다.In the above-described laminating step (S10), a skeleton layer 300 formed of composite fibers having a lattice pattern may be laminated on the carbon fiber layer 100.

이때, 적층단계(S10)는 뼈대층(300)이 먼저 적층되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.At this time, in the stacking step (S10), it is preferable that the skeleton layer 300 is stacked first, but is not limited thereto.

구체적으로, 적층단계(S10)는 탄소섬유층(100)에 뼈대층(300)이 먼저 적층되었을 경우, 액화 PU 수지인 방진층(200)은 뼈대층(300)이 탄소섬유층(100)에 적층된 후 틀에 투입되어 뼈대층(300)의 격자 패턴에 고르게 침투되어 적층될 수 있다.Specifically, in the lamination step (S10), when the skeleton layer 300 is first laminated on the carbon fiber layer 100, the anti-vibration layer 200, which is liquefied PU resin, is composed of the skeleton layer 300 laminated on the carbon fiber layer 100. After being put into the mold, it can be evenly penetrated into the lattice pattern of the skeleton layer 300 and stacked.

이와 반대로, 적층단계(S10)는 탄소섬유층(100)에 방진층(200)이 먼저 적층되었을 경우, 뼈대층(300)의 격자 패턴에 먼저 투입된 방진층(200)이 침투되어 뼈대층(300)은 중력으로 인해 탄소섬유층(100) 위에 적층될 수 있다.Contrary to this, in the stacking step (S10), when the anti-vibration layer 200 is first laminated on the carbon fiber layer 100, the anti-vibration layer 200 first introduced into the lattice pattern of the skeleton layer 300 permeates the skeleton layer 300. may be stacked on the carbon fiber layer 100 due to gravity.

또한, 적층단계(S10)에서 방진층(200)에 보강층(400)이 형성될 수 있다.In addition, the reinforcing layer 400 may be formed on the anti-vibration layer 200 in the stacking step (S10).

구체적으로, 적층단계(S10)는 탄소섬유층(100)이 투입된 후 1차로 방진층(200)이 투입되어 적층되고 그 위에 보강층(400)이 투입되어 적층되며 이후 다시 방진층(200)이 투입되어 적층됨으로써, 보강층(400)이 방진층(200) 사이에 형성될 수 있다.Specifically, in the lamination step (S10), after the carbon fiber layer 100 is added, the anti-vibration layer 200 is first added and laminated, and the reinforcing layer 400 is added and laminated thereon, and then the anti-vibration layer 200 is added again. By being laminated, the reinforcing layer 400 may be formed between the anti-vibration layers 200 .

이때, 적층단계(S10)는 액화 PU 수지인 방진층(200)이 보강층(400)의 결합 홈(430)의 형태대로 침투될 수 있다.At this time, in the stacking step (S10), the anti-vibration layer 200, which is a liquefied PU resin, may be infiltrated in the shape of the coupling groove 430 of the reinforcing layer 400.

이후, 경화단계(S20)가 진행됨에 따라 결합 홈(430) 내부에 방진층(200)의 일부가 침투된 상태로 경화되어 방진층(200)과 보강층(400)이 안정적으로 결합될 수 있다.Thereafter, as the curing step (S20) proceeds, a part of the anti-vibration layer 200 penetrates into the coupling groove 430 and is cured so that the anti-vibration layer 200 and the reinforcing layer 400 can be stably bonded.

이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As above, a specific part of the content of the present invention has been described in detail, for those skilled in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. It will be clear. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

1 : 방진재
100 : 탄소섬유층
200 : 방진층
300 : 뼈대층
400 : 보강층
410 : 쐐기 홈
420 : 에어 캐비티 홈
430 : 결함 홈
440 : 미세구슬
EF : 외력
PE : 포아송 효과
1: anti-vibration material
100: carbon fiber layer
200: anti-vibration layer
300: skeleton layer
400: reinforcement layer
410: wedge groove
420: air cavity groove
430 Defect groove
440: fine beads
EF: external force
PE: Poisson effect

Claims (8)

탄소섬유 직조물인 탄소섬유층 및
액화 PU(Polyurethane) 수지인 방진층을 포함하고,
상기 탄소섬유층 및 상기 방진층이 연속되게 적층되며, 상기 방진층이 경화되어 상기 탄소섬유층과 일체화되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 이용한 방진재.
A carbon fiber layer, which is a carbon fiber weave, and
Including a dustproof layer that is a liquefied PU (Polyurethane) resin,
The carbon fiber layer and the anti-vibration layer are continuously laminated, and the anti-vibration layer is cured to be integrated with the carbon fiber layer.
제 1항에 있어서,
상기 탄소섬유를 이용한 방진재는,
복합섬유로 격자 패턴을 가지며 형성되어 상기 탄소섬유층에 적층되는 뼈대층을 더 포함하는 탄소섬유를 이용한 방진재.
According to claim 1,
The anti-vibration material using the carbon fiber,
A vibration-proof material using carbon fibers, further comprising a skeleton layer formed of composite fibers having a lattice pattern and laminated on the carbon fiber layer.
제 1항에 있어서,
상기 복합섬유는,
폴리케톤 섬유 10 내지 20 중량부, 엽맥 섬유 10 내지 20 중량부, LM(Low Melting) 섬유 3 내지 6 중량부 및 실리콘 고무 파우더 1 내지 5 중량부를 포함하는 탄소섬유를 이용한 방진재.
According to claim 1,
The composite fiber,
10 to 20 parts by weight of polyketone fibers, 10 to 20 parts by weight of leaf vein fibers, 3 to 6 parts by weight of LM (Low Melting) fibers, and 1 to 5 parts by weight of silicone rubber powder.
제 1항에 있어서,
상기 탄소섬유를 이용한 방진재는,
탄성소재로 내부에 중단으로부터 상측 및 하측으로 이동할수록 좁아지는 형태의 다수의 쐐기 홈, 상기 쐐기 홈의 중단에 양 측으로 돌출되는 한 쌍의 에어 캐비티 홈 및 상면과 하면에 각각 하측, 상측으로 이동할수록 넓어지는 형태의 결합 홈이 형성된 보강층을 더 포함하고,
상기 보강층은,
액체 상태의 상기 방진층이 상기 결합 홈에 침투되고 상기 방진층의 경화에 따라 일체화 되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 이용한 방진재.
According to claim 1,
The anti-vibration material using the carbon fiber,
A plurality of wedge grooves made of elastic material that narrow as they move upwards and downwards from the middle to the inside, a pair of air cavity grooves protruding to both sides at the middle of the wedge grooves, and the upper and lower surfaces of the grooves as they move downward and upward, respectively Further comprising a reinforcing layer formed with a widening coupling groove,
The reinforcing layer is
The anti-vibration material using carbon fiber, characterized in that the anti-vibration layer in a liquid state penetrates into the coupling groove and is integrated as the anti-vibration layer is cured.
제 4항에 있어서,
상기 보강층은,
상기 쐐기 홈에 충진되는 탄소소재의 미세구슬을 포함하고,
상기 미세구슬은,
상기 보강층의 형태변화에 따라 상기 에어 캐비티 홈으로 이동하여 채워지는 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 이용한 방진재.
According to claim 4,
The reinforcing layer is
Including fine beads of carbon material filled in the wedge groove,
The microbeads,
Anti-vibration material using carbon fiber, characterized in that it moves to and fills the air cavity groove according to the shape change of the reinforcing layer.
틀에 탄소섬유 직조물인 탄소섬유층 및 액화 PU(Polyurethane) 수지인 방진층을 연속되게 적층하는 적층단계;
상기 방진층을 경화시켜 탄소섬유를 이용한 방진재를 생성하는 경화단계 및
상기 탄소섬유를 이용한 방진재를 상기 틀로부터 이탈시켜 마감하는 마감단계를 포함하는 탄소섬유를 이용한 방진재 제조방법.
A lamination step of continuously stacking a carbon fiber layer, which is a carbon fiber weave, and an anti-vibration layer, which is a liquefied PU (Polyurethane) resin, on a frame;
A curing step of curing the anti-vibration layer to produce an anti-vibration material using carbon fiber; and
A method for manufacturing a dustproof material using carbon fibers comprising a finishing step of separating the dustproof material using the carbon fibers from the frame and finishing.
제 6항에 있어서,
상기 적층단계는,
상기 탄소섬유층에 복합섬유로 격자 패턴을 가지며 형성되는 뼈대층을 적층하는 것을 특징으로 탄소섬유를 이용한 방진재 제조방법.
According to claim 6,
In the layering step,
A vibration-proof material manufacturing method using carbon fibers, characterized in that by laminating a skeleton layer formed with a grid pattern of composite fibers on the carbon fiber layer.
제 7항에 있어서,
상기 복합섬유는,
폴리케톤 섬유 10 내지 20 중량부, 엽맥 섬유 10 내지 20 중량부, LM(Low Melting) 섬유 3 내지 6 중량부 및 실리콘 고무 파우더 1 내지 5 중량부를 포함하는 탄소섬유를 이용한 방진재 제조방법.
According to claim 7,
The composite fiber,
10 to 20 parts by weight of polyketone fibers, 10 to 20 parts by weight of leaf vein fibers, 3 to 6 parts by weight of LM (Low Melting) fibers, and 1 to 5 parts by weight of silicone rubber powder.
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