KR100989171B1 - 차량용 방진방음재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 엔진소음이나 진동 등이 전달되는 것을 방지하기 위하여 시공되는 차량용 방진방음재에 관한 것으로, 폴리프로필렌으로 이루어진 시트로 형성된 중간층과; 상기 중간층의 상부와 하부에 각각 형성되며, 폴리에틸렌이 첨가된 혼합섬유로 이루어진 시트로 형성된 상부층 및 하부층;을 포함하는 3개의 층으로 구성되어 그 생산공정이 보다 단순화하여 생산비를 절감할 수 있고, 중량이나 두께가 감소되더라도 그 흡음효과가 유지될 수 있으며, 초음파나 고주파열융착을 통하여 차량에 융착시 쉽게 박리되지 않는 차량용 방진방음재에 관한 것이다.

폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 점탄성수지, 혼합섬유, 방진방음재

Description

차량용 방진방음재{Vibration and sound proof material for vehicles}

본 발명은 차량용 방진방음재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진소음이나 진동 등이 전달되는 것을 방지하기 위하여 시공되는 차량용 방진방음재에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 엔진소음이나 진동이 차량의 실내로 전달되는 것을 방지하고자 차량의 바닥면이나 실내 천정, 도어 트림부분, 본넷트 천정 등에 방진방음재를 시공하는데, 이러한 방진방음재는 주로 부직펠트나 유리섬유와 같은 섬유재나 발포 우레탄폼과 같은 발포폼재를 사용하여 제조된다.

특히, 근래에는 상기 방진방음재로 우수한 방진, 방음효과를 나타내는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephtalate, 이하 PET라 함) 섬유 등을 주재로 하여 제조된 시트를 사용하고 있으나, 하나의 재료로 제작된 방진방음재는 차음효과가 적기 때문에 이를 보강하기 위하여 다른 재료로 제작된 시트들과 적층하여 사용하고 있다.

그 일례로 본 발명자에 의해 선출원된 등록실용 제20-321944호에는 5개의 시트가 적층된 방진방음재가 개시되어 있다.

도 1은 종래 방진방음재를 나타낸 부분절개 사시도로, 이에 도시된 바와 같이 본 발명자가 선출원한 방진방음재는 PET시트층(100)과, 상기 PET시트층(100)의 상부에 형성된 상부 PP시트층(200)과, 상기 PET시트층(100)의 하부에 형성된 하부 PP시트층(200')과, 상기 상부 PP시트층(200)의 상면에 형성된 부직포층(300), 및 상기 하부 PP시트층(200') 하면에 형성된 마감층(400)으로 구성된다.

상기와 같이 여러 재료가 적층되어 제작된 방진방음재는 재료간의 상호작용으로 인해 차량의 내부 바닥면이나 공동주택의 벽면에 적용시 방진 및 방음효과가 극대화되는 효과가 있었다.

그러나 상기 방진방음재는 적어도 5개의 시트를 별도로 제작한 뒤, 상기 시트를 적층하는 공정을 통해 제작해야 하기 때문에 그 생산공정이 복잡하였고, 이에 따라 제품의 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 방진방음재를 차량에 부착시킬 때에 초음파나 고주파열융착을 통해 시공을 하게 되는데, 폴리에틸렌으로 이루어진 차체부품의 경우 이종 물질간의 열융착으로 인해 접착력이 떨어지기 때문에 차체부품에 방진방음재가 장시간 부착되어 있지 못하고, 쉽게 박리되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 3개의 시트로 구성되어 그 생산공정이 보다 단순화할 수 있고, 초음파나 고주파열융착을 통하여 차량에 융착시 쉽게 박리되지 않는 차량용 방진방음재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

폴리프로필렌으로 이루어진 시트로 형성된 중간층과;

상기 중간층의 상부와 하부에 각각 형성되며, 폴리에틸렌이 첨가된 혼합섬유로 이루어진 시트로 형성된 상부층 및 하부층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재를 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 중간층의 시트는 폴리프로필렌과 점탄성수지를 혼합하여 제조된 섬유로 제조되는 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재를 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 점탄성수지는 폴리우레탄, 폴리우레아 중 선택되는 하나 혹은 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재를 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 중간층의 시트에는 점탄성수지가 20~35%가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재를 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 혼합섬유는 폴리에틸렌 외에 폴리프로필렌, 폴리에틸 렌테레프탈레이트, 나일론, 비스코레이온, 폴리카보네이트, 면, 양모, 솜 중 선택되는 하나 혹은 둘 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재를 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 상부층 및 하부층의 시트에는 폴리에틸렌이 30~50%가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재를 제공함으로써 달성된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 차량용 방진방음재는 상부층, 중간층 및, 하부층으로 3개의 층으로 구성되어 있어 그 가공공정 및 생산공정이 보다 단순화될 수 있고, 이를 통해 생산비 절감을 할 수 있을 뿐만 아니라, 중량이나 두께가 감소되더라도 그 흡음효과가 유지될 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 방진방음재를 폴리에틸렌을 함유하고 있는 차량부품에 시공시 차량부품의 물질과 상부층 및 하부층 내에 함유되어 있는 폴리에틸렌 성분이 동종물질로 이루어져 초음파나 고주파 열융착을 통한 시공시 그 접착력이 강화되어 방진방음재가 쉽게 박리되지 않고 장시간 유지될 수 있는 효과를 갖는다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방진방음재의 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명의 차량용 방진방음재는 중간층(10)과, 상기 중간층(10)의 상부와 하부에 각각 형성되는 상부층(20) 및 하부층(30)을 포함한다.

먼저, 상기 중간층(10)은 폴리프로필렌으로 이루어진 섬유를 일반적인 직조공정이나 부직공정을 통해 시트화하여 제조하는데, 상기 중간층(10)을 형성하기 위한 폴리프로필렌 섬유로 직경 3마이크론 이하의 장섬유를 사용하여 통상의 부직공정을 통해 제조된 부직펠트 형상의 시트를 이용하여 형성되도록 할 수 있으며, 이는 그 재질 자체가 가지는 방진 및 방음효과를 통해 소음을 흡수하여 소멸시키는 역할을 수행하게 된다.

이때 상기 중간층(10)의 시트는 폴리프로필렌과 점탄성수지를 혼합하여 제조된 섬유로 제조되는 것이 보다 바람직한데, 상기 폴리프로필렌과 점탄성수지가 혼합되어 제조된 섬유는 부직공정 또는 직조공정을 통해 시트화하여 사용하게 된다.

이러한 상기 점탄성수지는 중간층(10)시트의 섬유조직에 탄성력을 부여하여 시트의 조직감을 보다 탄력적으로 형성될 수 있도록 하며, 상기와 같이 시트에 탄력이 부여됨에 따라 시트내의 기공도가 향상되어 방진방음재가 소음을 더욱 잘 흡수할 수 있도록 함으로써 그 흡음효과를 보다 강화시키도록 하는 것으로, 이러한 점탄성수지는 폴리우레탄이나 폴리우레아 등에서 선택되는 하나 혹은 둘 이상을 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이때 상기 중간층(10)의 시트는 점탄성수지가 20~35% 함유되도록 하는 것이 바람직한데, 만약 점탄성수지가 20%보다 적은 양이 함유되면 방진방음재의 흡음기능이 충분히 향상되기 어렵고, 35%보다 많은 양이 함유되면 상대적으로 폴리프로필 렌의 함유량이 적어져 성형성이 감소할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 중간층(10)의 시트는 120g/m²~900g/m²의 중량을 갖도록 제작하는 것이 좋으며, 시트의 두께는 상기 중량에 따라 그 두께가 변경되어 중량이 작으면 얇게, 중량이 크면 두껍게 형성된다.

이러한 상기 중간층(10)의 상부와 하부에 각각 형성되는 상부층(20) 및 하부층(30)은 방진 및 방음효과를 통해 중간층(10)의 흡음효과를 보강할 뿐만 아니라, 방진방음재를 차량 등에 초음파나 고주파를 통하여 열융착시킨 후 쉽게 박리되지 않도록 하는 중요한 역할을 수행한다.

이와 같은 상기 상부층(20) 및 하부층(30)의 시트는 폴리에틸렌이 첨가된 혼합섬유를 직조공정이나 부직공정을 통해 시트화하여 제조할 수 있는 것으로, 여기서 상기 혼합섬유는 폴리에틸렌 외에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 비스코레이온, 폴리카보네이트, 면, 양모, 기타 잡솜 등 중에서 선택되는 하나 혹은 둘 이상을 혼합한 것이다.

상기와 같은 혼합섬유로 제조된 상부층(20) 및 하부층(30)은 폴리에틸렌과 함께 함유된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 비스코레이온 등과 같은 물질들을 통해 상부층(20) 및 하부층(30)이 방진 및 방음효과를 갖도록 하여 그 흡음효과를 보다 강화시켜 주게 되는 것이다.

또한, 상기 상부층(20) 및 하부층(30)에 함유되어 있는 폴리에틸렌에 의해 추후 차량에 초음파나 고주파 열융착을 통한 시공시 그 부착강도를 강화시켜주는 데, 이는 폴리에틸렌을 기본으로 함유하고 있는 플라스틱 재질의 차량부위에 초음파나 고주파를 통한 열융착시 상부층(20) 및 하부층(30)의 폴리에틸렌과 차량부위의 폴리에틸렌이 동종의 물질로 이루어져 있어 열융착시 상호간의 접착력을 강화시켜주어 방진방음재의 차량 시공후 쉽게 박리되지 않도록 해주는 것이다.

여기서 상기 상부층(20) 및 하부층(30)의 시트는 폴리에틸렌이 30~50%가 함유되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 만약 상기 폴리에틸렌이 30%보다 적은 양을 함유시키면 초음파나 고주파 열융착을 통한 시공시 그 접착력을 충분히 강화시키지 못하여 그 효과가 미미할 수 있으며, 50%보다 많은 양을 함유시키면 방진 및 방음효과를 내는 다른 첨가물질의 양이 감소되어 그 방진방음재의 기능이 충분히 향상되지 못할 수 있기 때문이다.

또한, 상기와 같은 상부층(20) 및 하부층(30)의 시트는 10g/m²~30g/m²의 중량을 갖도록 제작하는 것이 좋으며, 시트의 두께는 상기 중량에 따라 그 두께가 변경되어 중량이 작으면 얇게, 중량이 크면 두껍게 형성된다.

상기와 같은 본 발명의 차량용 방진방음재는 중간층(10), 상부층(20) 및 하부층(30)으로 3개의 층으로 구성되어 있어 그 가공공정 및 생산공정이 보다 단순화될 수 있고, 이를 통해 생산비 절감을 할 수 있을 뿐만 아니라, 중량이나 두께가 감소되더라도 그 흡음효과가 유지될 수 있다.

또한, 본 발명의 방진방음재를 폴리에틸렌을 함유하고 있는 차량부품에 시공시 차량부품의 물질과 상부층(20) 및 하부층(30) 내에 함유되어 있는 폴리에틸렌 성분이 동종물질로 이루어져 초음파나 고주파 열융착을 통한 시공시 그 접착력이 강화되어 방진방음재가 쉽게 박리되지 않고 장시간 유지될 수 있는 효과를 갖는다.

이하 본 발명을 하기한 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

폴리프로필렌 70%와 폴리우레탄 30%를 혼합하여 제조된 섬유를 부직공정을 통해 부직펠트 형상의 중간층 시트를 형성하고, 상기 중간층 시트의 상부와 하부에 폴리에틸렌 50%를 함유하고 있는 혼합섬유를 부직공정을 통해 제조된 부직펠트 형상의 상부층 시트 및 하부층 시트를 각각 형성하여 본 발명의 방진방음재를 제작하되, 상기 방진방음재의 크기는 가로 1000mm×세로 1200mm 이고, 상부층 시트: 중간층 시트: 하부층 시트의 중량비율이 1:20:1이며, 전체중량이 200g이 되도록 제작하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 방진방음재를 제작하되, 그 크기 및 각 층의 중량비율은 동일하게 하고, 전체중량이 300g이 되도록 제작하였다.

<실시예 3>

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 방진방음재를 제작하되, 그 크기 및 각 층의 중량비율은 동일하게 하고, 전체중량이 400g이 되도록 제작하였다.

<비교예 1>

PET 콘쥬게이트 중공섬유로 부직공정을 통해 PET시트를 제조하고, 그 양면으로 직경 3마이크론 이하의 폴리프로필렌 장섬유를 사용하여 부직공정을 통해 제조된 PP시트를 적층한 다음, 상기 PP시트의 외측에 부직포를 각각 부착하여 종래의 방진방음재를 제작하였으며, 상기 방진방음재의 크기는 가로 1000mm×세로 1200mm 이고, 전체중량이 300g이 되도록 제작하였다.

<실험예 1>

상기 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 본 발명의 방진방음재의 흡음율을 측정하기 위해 알파-캐빈 테스트를 실시하여 그 결과를 하기 표 1 및 도 3에 나타내었고, 비교예 1에 의해 제조된 종래 방진방음재의 흡음율을 알파-캐빈 테스트를 사용하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	흡광계수(α)
1/3 Octave Band(Hz)	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
400	0.08	0.16	0.18	0.08
500	0.14	0.22	0.26	0.14
630	0.18	0.29	0.41	0.17
800	0.36	0.48	0.59	0.35
1000	0.48	0.57	0.69	0.45
1250	0.6	0.66	0.84	0.59
1600	0.82	0.87	0.98	0.76
2000	0.83	0.96	1.08	0.81
2500	0.82	0.87	0.98	0.8
3150	0.83	0.86	0.94	0.82
4000	0.97	0.91	1.0	0.97
5000	0.99	1.08	1.08	0.99
6300	0.82	0.92	0.92	0.82
8000	0.95	0.94	0.94	0.96
10000	0.98	1.0	0.99	1

상기 표 1에 보여지는 바와 같이 본 발명의 방진방음재(실시예 1 내지 3)와 비교예 1을 비교하였을 때 실시예 1의 경우 비교예 1 보다 작은 중량을 갖음에도 그 흡음효과는 비슷하게 나타난 것을 알 수 있고, 비교예 1과 동일한 중량을 갖는 실시예 2의 경우 비교예 1에 비하여 그 흡음율이 더 높은 것을 확인할 수 있으며, 실시예 3의 경우 또한 소리의 흡음율이 비교예 1에 비하여 높게 나타난 것을 알 수 있다.

또한, 도 3에 보여지는 바와 같이 본 발명의 방진방음재는 그 중량이 증가함에 따라 흡음율이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 차량용 방진방음재는 종래의 방진방음재보다 작은 중량에서도 우수한 흡음율을 가지고 있기 때문에 차량에 적용시 종래보다 경량화된 방진방음재를 사용하여 우수한 흡음율을 발휘하도록 할 수 있으며, 경량화되었기 때문에 차량의 연비를 감소시킬 수 있는 등 종래의 방진방음재보다 더 유리하게 사용될 수 있다.

도 1은 종래 방진방음재를 나타낸 부분절개 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방진방음재의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 흡음율을 나타낸 그래프.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

10: 중간층

20: 상부층

30: 하부층

Claims (6)

1. 폴리프로필렌으로 이루어진 시트로 형성된 중간층과;

   상기 중간층의 상부와 하부에 각각 형성되며, 폴리에틸렌이 첨가된 혼합섬유로 이루어진 시트로 형성된 상부층 및 하부층;을 포함하고,

   상기 중간층의 시트는 직경 3 마이크론 이하의 장섬유로 이루어진 폴리프로필렌으로 제조된 것이며,

   상기 혼합섬유는 폴리에틸렌 외에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 비스코레이온, 폴리카보네이트, 면, 양모, 솜 중 선택되는 하나 혹은 둘 이상을 혼합한 것이고,

   상기 상부층 및 하부층의 시트에는 폴리에틸렌이 30~50%가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 중간층의 시트는 폴리프로필렌과 점탄성수지를 혼합하여 제조된 섬유로 제조되고,

   상기 점탄성수지는 폴리우레탄, 폴리우레아 중 선택되는 하나 혹은 둘 이상이 혼합되며, 상기 중간층의 시트에 점탄성수지가 20~35%가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 방진방음재.
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