KR101272552B1

KR101272552B1 - 자동차 폐 시트의 폴리우레탄 폼을 이용한 흡차음재 제조 방법 및 그에 의해 제조된 흡차음재 조성물

Info

Publication number: KR101272552B1
Application number: KR1020110067079A
Authority: KR
Inventors: 구홍모; 김경남; 양준호; 김용태
Original assignee: 현대자동차주식회사; (주)경북; 기아자동차주식회사
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-06-11
Also published as: CN102864579B; CN102864579A; US9005498B2; DE102011085191B4; KR20130005593A; DE102011085191A1; US20130009087A1

Abstract

본 발명은 폐 시트를 미세 분쇄하고, 이를 통해 얻은 분쇄물에 PET와 같은 폴리에스터 섬유, LM PET와 같은 저융점 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 마를 혼합하고 카딩하는 과정으로부터 흡차음재를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 흡차음재 조성물에 관한 것이다.
본원 발명의 방법을 이용하면 폐 시트의 폴리우레탄 폼을 재활용할 수 있으며, 흡차음 부품에 적용하기 위한 외관 품질 또는 우수한 흡차음 성능의 흡차음 조성물을 얻을 수 있는 장점을 가진다.
본원 발명의 과정을 통해, 정전기 발생을 방지할 수 있고, 표면이 고른 흡차음재를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Description

자동차 폐 시트의 폴리우레탄 폼을 이용한 흡차음재 제조 방법 및 그에 의해 제조된 흡차음재 조성물{Method for Manufacturing for Soundproofing Material Using Polyurethane Foam from Car Seat Foam and the Composition thereof}

본 발명은 자동차 폐 시트 내의 폴리우레탄 폼을 재활용하여 사용하는 흡차음재 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 자동차 폐 시트 내의 폴리우레탄 폼을 회수 및 세척후 적정 크기로 미세 분쇄한 분쇄물을 재활용하는 방법 및 이를 이용한 흡차음재 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 앞쪽 좌석과 뒷쪽 좌석에 사용자의 쿠션감과 편의성을 제공하기 위해 사용되는 시트 폼의 소재인 열경화성 폴리우레탄 폼을 회수 및 세척 후 재활용이 가능하도록 원통형 분쇄기를 이용하여 적정 크기로 분쇄하는 방법과, 상기 폴리우레탄 분쇄물을 주재료로 하여, 여기에 여러 가지 섬유 및 기타 첨가제를 첨가한 후 혼합하여 새로운 물성을 갖는 흡차음재를 제조하는 방법과, 자동차에서 회수된 폐 시트의 소재인 폴리우레탄 폼을 주재료로 하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 및 바인더 역할을 하는 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 혼합하거나 경우에 따라 올레핀계 섬유 및 황마(jute)를 추가로 첨가하여 내열성 및 파단강도 뿐만 아니라 성형품의 우수한 흡음 성능 및 외관 품질을 가지는 재활용 흡차음재 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 흡차음재는 주로 자동차 엔진룸의 후드 인슐레이션 패드나 대쉬 인슐레이션 패드 또는 내장 부품인 러기지 트림류나 대쉬 아이솔레이션 패드 등에 적용되며, 흡음 특성이 요구되는 부품에 주로 사용된다.

자동차용 흡차음재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 주재료인 소재와 잡사가 주재료인 소재, 우레탄 폼 단독 소재 등으로 구성되어 있다.

현재 전량 폐기하고 있는 자동차 부품중의 하나인 시트는 쿠션감을 부여하기 위해 발포 타입의 열경화성 폴리우레탄 폼을 적용하는 부품으로, 전 차종에 적용하고 있다. 상기 시트 폼은 종래 재활용 기술개발이 활발하게 이루어진 열가소성재료 부품과 달리 열경화성 재료로 구성된 부품으로 재활용이 곤란하여 대부분 땅속에 매립시키거나 연소하는 방법으로 처리됨으로써 토양 및 환경을 오염시키는 원인이 되기도 한다.

이와 같은 폐 시트의 폴리우레탄 폼을 재활용하기 위한 상업적인 방법 및 자동차의 흡차음 부품에 적용하기 위한 외관 품질이나 흡차음 성능 등 만족하는 폐 시트 폼 재활용 흡차음재는 전무한 상태이다.

해외의 경우 TOYOTA社에서 RSPP(Recycled sound proofing products, 상품명) 제품을 개발하여 2002년 무렵 일본 내수용 차량인 “라움(RAUM)”에 적용하였으나, 자동차에서 발생되는 폐차잔재물 중 Light Fluff 전체를 선별 공정이나 특별한 추가 절차가 없이 그대로 적용하여 순수한 폴리우레탄(PU) 폼이 아닌 기타 잡사류 및 소물 플라스틱 등이 섞여 있는 조성 상태로 단순한 칩보드(Chip-Board) 타입으로 제작된 부품이다. 그렇기 때문에 본 발명을 통해 개발된 폐 시트 폼 재활용 흡차음재 대비 기술 및 품질 등이 매우 저급한 수준이며, 냄새 및 VOC 문제, 조밀도, 흡음성능 및 제품 외관 등 전반적인 품질 수준에서 판단해 볼 때에 순수한 PU 폼을 선택적으로 재질 선별하여 미세 분쇄, 혼합 및 카딩 기술 등을 적용한 연속식 공정을 통해 고성능 흡차음재로 개발한 본 발명과는 기술적인 부분뿐만 아니라 부가가치 측면에서도 확연하게 열세인 기술임을 확인할 수 있다.

본 발명은 종래 매립 또는 소각되는 폐 시트의 재활용을 위하여 전처리 및 분쇄, 혼합 등의 공정을 통해 자동차 흡차음용 흡차음 재료를 제조하고자, 이를 위해 흡차음재 내에 고른 분산을 위한 PU 폼의 미세 분쇄와 우수한 흡음 성능 및 기계적 물성을 확보하기 위한 흡차음재 조성물을 제조하고자 하였다.

본 발명에서PU 폼이 갖는 우수한 흡음성을 최대한 유지하면서 흡차음재 제조시 고른 분산성과 최종 제품으로 성형시 제품 표면을 매끄럽게 하기 위해 원통형 분쇄기를 활용하여 적정 크기로 분쇄하는 것과, 자동차의 엔진룸 부품(내열성, 흡음성) 또는 내장재(흡음성, 연소성) 부품뿐만 아니라 건설자재 등의 흡차음재로 사용 가능하도록 하였다.

본 발명은 이러한 환경 문제를 야기할 수 있는 자동차 폐부품인 시트 폼을 주재료로 분쇄 및 혼합, 카딩, 니들펀칭, 열성형 및 냉각, 히팅롤링 및 절단하여, 흡차음재로 재사용이 가능하고 물성적으로도 요구 성능에 맞는 제조방법 및 조성물 배합기술을 제공한다.

따라서, 본 발명의 목적은 수거된 폐 시트의 주재료인 폴리우레탄 폼을 미세 분쇄한 분쇄물에 폴리에스터계 섬유(예컨대 PET 섬유), 저융점 폴리에스터계 섬유(예컨대, LM PET 섬유), 폴리프로필렌(Polypropylene) 섬유, 마(예컨대, 황마) 등 신재료를 도입하는 제조 방법 및 이를 통한 새로운 흡차음재 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재활용 흡차음재 제조 방법은, (a) 수거된 폐 시트의 소재인 분쇄된 PU 폼을 주재료로 하고 폴리에스터계 섬유(예컨대 PET 섬유), 저융점 폴리에스터계 섬유(예컨대, LM PET 섬유)를 혼합기로 혼합하거나 추가로 폴리프로필렌(Polypropylene) 섬유와 마(예컨대, 황마)를 추가로 첨가하여 혼합기로 혼합하는 단계와, 상기 단계에서 혼합한 배합물을 카딩, 니들펀칭, 열성형 및 냉각 공정을 거쳐 펠트(FELT) 형태로 형상화한 후 히팅롤링 및 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기의 혼합 단계에서 분쇄된 PU 폼 주재료에 첨가하는 섬유는 PET 및 LM PET를 혼합하거나 PP 섬유와 황마(Jute)를 추가로 혼합 적용하는 것을 예로 들 수 있다.

또한, 종래 개발된 흡차음재 제조 설비로 작업시 혼합 공정중 배합물에 과다 정정기 발생으로 물 분사 스프레이를 보완하였으며, 배합물을 웹(Web) 적층시 부위별 두께 편차를 줄이기 위해 스윙(Swing) 속도 및 진행 속도를 최적화 하였으며, 배합물의 조성물이 PU 폼과 섬유류이기 때문에 발생되는 표면의 고르지 못 한 점을 니들펀칭시 니들 개수 및 니들 틀 폭 및 길이, 니들 심도, 펀칭 횟수 조정으로 표면이 매끄럽도록 공정 최적화가 필요한 것이 특징이다.

또한, 상기 혼합 단계는 흡음성 및 물성, 외관 품질의 개선을 위해 PP 섬유, 마(Jute), 유리섬유를 첨가하는 과정을 추가 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 부직포 융착은 보드 형태 유지 및 PU 폼 이탈 방지를 위해 라미네이팅 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재활용 흡차음재 조성물은 ① 폐 시트 폼 분쇄물 10-80 중량%, ② 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 신재료 10-80 중량%, ③ 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(LM PET) 섬유 신재료 2-50 중량%, ④폴리프로필렌(PP, polyolefine계) 섬유 신재료 2-30 중량%, ⑤마(JUTE) 신재료 2-30중량%, 등 상기의 구성 성분 ①, ② 및 ③ 또는 ①, ②, ③, ④ 및 ⑤로 100 중량%의 구성을 이루는 조성물이다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 일양태에 따르면, 본 발명은 (a) 폐 시트를 미세 분쇄하는 단계; (b) 상기 분쇄단계를 통하여 얻은 폴리우레탄 폼 분쇄물에 폴리에스터(polyester) 섬유, 저융점(Low Melting point) 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 섬유, 열가소성 섬유 및 마를 혼합하는 단계; (c) 상기 혼합단계에서 혼합된 배합물을 카딩하는 단계; (d) 니들펀칭 단계; (e) 열성형 및 냉각 공정 단계; 및 (f) 펠트(FELT) 형태로 형상화한 후 히팅롤링 및 절단하는 단계를 포함하는 흡차음재 제조방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 분쇄물은 그 크기가1-15 mm인 것이며, 보다 바람직하게는 1-6 mm이며, 가장 바람직하게는 2-3 mm이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 폴리에스터 섬유는 폴리글리코르 산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 또는 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)이나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 가장 바람직하게는 폴리에스터 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 열가소성 섬유는 나일론, 아크릴로니트릴 부타다이엔 스타이렌(ABS), 셀룰로이드, 셀룰로오스 아세테이트, 에틸렌-비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 알코올, 폴리옥시메틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리아마이드, 폴리아마이드 이미드, 폴리아릴에테케톤, 폴리부타다이엔, 폴리부틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리사이클로헥실렌 다이메틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에터이미드, 폴리이미드, 폴리락트산, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리프탈아마이드, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리바이닐 아세테이트, 폴리바이닐 클로라이드 또는 스타이렌-아크릴로나이트릴이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. ; 및

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 마는 황마(Jute), 아마(Flax, Linen), 대마(Hemp) 또는 저마(Ramie)이며, 가장 바람직하게는 황마(Jute)이다.

본 발명의 바람직하나 구현예에 따르면, 상기 혼합물은 ① 10-80 중량%의 시트 폼 분쇄물, ② 10-80중량%의 폴리에스터계 섬유 및 ③ 2-50중량%의 저융점 폴리에스터계 섬유로 이루어진 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는 폴리에스터계 섬유는 PET이며, 저융점 폴리에스터계 섬유는 LM PET이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 혼합물은 ④ 폴리프로필렌(PP) 섬유 및 ⑤ 마를 추가적으로 포함한다. 보다 바람직하게는 상기 마는 황마(Jute)이다. 상기 폴리프로필렌 및 마는 그 조성물 함량이 2-30중량%로 이루어져 있는 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는 폴리프로필렌은 20-25중량%, 마는 10-15중량%이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조된 흡차음재 조성물을 제공한다.

상기 조성물에 관한 설명은 본 명세서의 불필요한 반복을 회피하기 위하여 그 기재를 생략한다.

본 발명은 폐 시트를 이용하여 우수한 흡음성을 보유한 재활용 흡차음재로의 실용적인 재활용 방법을 제공함으로써, 폐 시트 재활용으로 인한 원가 절감의 효과를 기대할 수 있고, 종래 매립 또는 소각하던 것을 재활용함으로써 자동차 재활용률 향상으로 자동차의 환경성 향상을 기대할 수 있고, 국내외 폐차 처리법규에 적극적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

보다 구체적으로는 본 발명에서 제공하는 폐 시트를 활용한 재활용 흡차음재 조성물은 기존에 사용되는 신재료 PET 60%와 신재료 LM PET 40% 함유 흡차음재 재료와 동등 이상의 성능을 나타내므로, 약 15-20% 정도의 원가 절감 대체 효과를 기대할 수 있는 장점이 있다. 또한, 폐기물 재활용으로 자원 고갈을 방지하는 환경 친화적인 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 폐 우레탄 시트 조각 및 이를 분쇄하여 얻은 분쇄물 사진이다.
도 2는 본 발명의 흡차음재 조성물을 제조하기 위한 전체적인 제조 방법 과정 및 그에 대한 간략한 설명에 대한 그림이다.
도 3은 본 발명에서 분쇄 단계, 혼합 단계 및 카딩 단계를 통해 종래의 기술보다 개선된 효과를 보여주는 대비그림이다.
도 4는 크기가 6 mm인 폼의 입자를 이용하여 제조한 흡차음재 사진이다.
도 5는 도요타사의 재활용 방음 제품(Recycled sound proofing products, RSRP) 사진이다.
도 6은 3 mm 크기의 폐 시트로 분쇄한 PU 폼50wt%에 신재료 PET 섬유 20wt%와 신재료 LM PET 30wt%를 도입하고, 실시예 1 대비 PU 폼 함량을 10wt% 증가시키고, 신재료 PET 함량을 조정한 후 흡자음재 제작 결과의 흡차음재 사진이다.
도 7은 본 발명의 흡차음재 조성물을 제조하기 위한 전체적인 제조 방법 과정 사진이다.

이하, 본 발명에 따른 폐 시트의 PU 폼 분쇄물을 이용하여 제조한 재활용 흡차음재 조성물과 이 때의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동차에서 수거한 폐 시트를 원통형 분쇄기로 분쇄하여 얻은 PU 폼 분쇄물을 주재료로 한 흡차음재 조성물로, 이에 첨가할 수 있는 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 녹는점이 낮은 폴리에틸렌테레프탈레이트(LM PET) 섬유나 물성 밸런스를 맞추기 위한 목적으로 기타 섬유 등을 첨가할 수 있으며, 유리섬유 등도 첨가할 수 있다.

재활용 흡차음재의 물성 및 외관 품질 개선을 위한 첨가제로는 PP 섬유, 황마(Jute), 유리섬유 등이 있다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 본 흡차음재 조성물은 PU 폼과 PET 및 LM PET신재료를 기재로 하여 0-40 중량%의 PP섬유 및 황마(Jute), 유리섬유가 첨가되어 있는 조성으로 되어 있다.

상기 흡차음재 제조 설비로 제조된 재활용 흡차음재 대표 물성은 인장강도 길이 방향 7.0kgf/cm^2,폭 방향 20.0kgf/cm²이고, 1.0Khz음파에서 흡음계수 0.57, 2.0khz음파에서 흡음계수 0.69, 3.15khz음파에서 0.83이다. 또한, 제조된 흡차음재를 열프레스(200-230℃ & ) 사이에 넣고 30초-200초 내로 예열후 냉간 금형으로 성형한 흡차음 보드 대표 물성은 파열강도 17.0kgf/cm²이다.

상기의 PU 폼은 열경화성 소재로 열이나 압력으로 재가공이 불가능하여 폼 자체를 도 1과 같이 미세(입자 크기: 1-10mm)하게 분쇄하여 사용한다. 분쇄된 PU 폼에 PET와 LM PET를 혼합하여 흡차음재를 제조함으로써 요구 물성 및 최종 제품의 외관 품질을 구현할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고, 흡음재 제조 공정은 하기 도2에서 나타내었다.

실시예 1

수거된 폐 시트를 3mm 크기로 분쇄한 PU 폼 40wt%에 신재료 PET 섬유 30wt%와 신재료 LM PET 30wt%를 도입하였다. PU 폼 대비 신재료 섬유 투입량을 높게 가져갈 경우 제품 외관은 양호하나, 제조 과정에서 섬유들의 뭉침 현상이 부분적으로 발생되었으며, 흡차음재 제조후 흡음성 측면에서 비교예1 보다 다소 열세한 특성을 보였다.

실시예 2

수거된 폐 시트를 3mm 크기로 분쇄한 PU 폼 50wt%에 신재료 PET 섬유 20wt%와 신재료 LM PET 30wt%를 도입하였다. 실시예 1 대비 PU 폼 함량을 10wt% 증가시키고, 신재료 PET 함량을 조정한 후 흡자음재 제작 결과 도6에 알 수 있듯이 PU 폼이 고르게 분산되어 단위 면적당 충진율 높아져 흡음성이 개선되고 제품 외관이 양호한 결과를 보였다.

실시예 3

PU 폼 크기에 따른 작업성 및 제품 외관, 흡음성을 평가하기 위해 PU 폼을 6mm 크기로 분쇄하여 실시예 2와 동일한 배합으로 흡차음재를 제조한 결과 도 4에서 나타난 것과 같이 PU 폼 분산성 및 제품 외관, 흡음성 모두 불리한 결과를 보였다. 폼의 입자가 너무 크게 되면 분산된 폼 주면에 공극이 다수 발생되므로 흡음성이 저하되고 제품의 외관 굴곡면이 발생되는 결과를 보였다. (도 4)

실시예 4

수거된 폐 시트를 3mm 크기로 분쇄한 PU 폼 50wt%에 신재료 PET 섬유 10wt%와 신재료 LM PET 25wt%, 황마 15wt%를 도입하였다. 신재료 PET 대비 가격이 저렴한 황마를 도입하여 가격적인 이점을 얻고자한 배합이며, 흡차음재 제조 결과 3가지(분산성, 외관, 흡음성) 측면에서 실시예 2와 동등한 결과을 보였다.

실시예 5

수거된 폐 시트를 3mm 크기로 분쇄한 PU 폼 50wt%에 신재료 LM PET 10wt%, 마 20wt%, PP 섬유 20wt%를 도입하였다. 녹는점이 낮은 PP 섬유 도입을 통해 제품 성형 온도를 낮게 가져갈 수 있는 이점은 있으나, 내열성이 실시예 2와 3 대비 불리한 결과를 보였다. 분산성 및 외관, 흡음성 측면에서 실시예 2와 동등한 결과을 보였다.

실시예 6 및 7

수거된 폐 시트를 3mm 크기로 분쇄한 PU 폼 60wt%에 신재료 PET 10-30wt%, 신재료 LM PET 10-30wt%를 도입하였다. 실시예 2 대비 PU 폼 함량을 증가시켜 재활용재료의 사용을 극대화 방안에 대한 검토 목적이며, PU 폼의 함량이 증가함으로 분산성이 다소 불리한 것으로 나타났으며, 바인더 함량이 부족할 경우 제품 외관이 저하되는 결과를 보였다.

비교예 1

재활용 PU 폼 분쇄물 적용의 객관적인 실용화 비교를 위해, 현재 시중에서 사용 중인 신재료 흡차음재(PET 60wt%+LM PET 40wt%)를 이용하여 비교 평가하였다.

하기의 표1은 본 발명의 핵심 기술인 배합물의 함량에 따른 제품 내 PU 폼 분산성 및 외관 품질, 흡음성에 대한 결과이다.

구분			실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7	비교예1
재활용 폴리우레탄 폼		비율 (%)	40	50	→	→	→	60	→	-
		중량 (g)	400	500	→	→	→	600	→	-
		폼 크기(mm)	3	→	6	3	→	3	→	-
PET 섬유 (신재료)		비율 (%)	30	20	→	10	-	10	30	60
PET 섬유 (신재료)		중량 (g)	300	200	→	100	-	100	100	600
LM PET 섬유 (신재료)		비율 (%)	30	30	→	25	10	30	10	40
LM PET 섬유 (신재료)		중량 (g)	300	300	→	250	100	300	100	400
PP 섬유		비율 (%)	-	-	-	-	20	-	-	-
PP 섬유		중량 (g)	-	-	-	-	200	-	-	-
황마(Jute)		비율 (%)	-	-	-	15	10
황마(Jute)		중량 (g)	-	-	-	150	100
Total		비율 (%)	→	100	→	→	→	→	→	→
Total		중량 (g)	→	1,000	→	→	→	→	→	→
흡차음재 내 PU 폼 분산성			4	5	3	5	5	4	4	-
제품 외관			5	5	2	5	5	5	3	5
흡음성 (흡음계수)	1kHz		0.4	0.57	0.0.48	0.59	0.60	0.59	0.60	0.49
	2kHz		0.52	0.69	0.65	0.69	0.69	0.69	0.69	0.64
	3.15kHz		0.71	0.83	0.75	0.83	0.82	0.83	0.82	0.77

(1) 흡차음재 내 PU 폼 분산성은 칼을 이용하여 흡차음재를 절단하고 단면을 확인하여 PU 폼의 분산상태를 육안으로 확인하고, 그 결과에 따라 등급은 우수(5), 양호(4), 보통(3), 미흡(2), 불량(1) 기준으로 구분하여 평가하였다.

(2) 제품 외관은 흡차음재를 표면 굴곡을 육안으로 평가하고, 추가로 열프레스로(200-230℃, 1분) 예열후 냉간 금형으로 프레스후 면의 굴곡성을 육안 확인하고 그 결과에 따라 등급은 우수(5), 양호(4), 보통(3), 미흡(2), 불량(1) 기준으로 구분하여 평가하였다.

(3) 흡음성은 잔향실법으로 평가하였다.

한편, 본 발명에서 제공하는 재활용 PU폼 흡차음재 조성물의 각 성분에 대한 상세한 성분은 다음과 같다.

① 폐 시트

본 발명에서 사용된 폐 시트의 폴리우레탄 폼 분쇄물은 자동차 시트 상태 또는 폐차잔재물(일정 크기로 분쇄됨) 형태로 회수되어 재활용시 미세 분쇄 공정이 필요하다. 현재, 재활용 기술 개발이 전무한 상태로 땅 속에 매립하거나 소각함으로 인해 환경공해 문제를 야기시키는 문제가 있다.

② 폴리우레탄 폼

본 발명에서 사용된 폴리우레탄 폼은 열경화성 소재로 열가소성 소재와 달리재활용이 곤란한 소재이다. 폴리올과 이소시아네이트를 혼합하여 발포한 것이며, 현재 자동차 대당 약 10kg 발생된다. 상기의 PU 폼은 10-80 중량%로 포함된다.

③ 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유

본 발명에서 사용되는 PET 섬유는 녹는점이 250-260℃이고, 2-10 데니어(de) 이다. 기계적 강도 및 내열성이 우수하여 흡차음재의 형상 및 내열성을 강화하기 위해 사용한다. 상기의 PET 섬유는 10-80 중량%로 포함된다.

④ 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(LM PET) 섬유

본 발명에서 사용되는 LM PET 섬유는 녹는점이 130-180℃이고, 3-8 데니어(de) 이다. 흡차음재 내에서 바이더 역할을 위해 사용한다. 상기의 LM PET 섬유는 5-50 중량%로 포함된다.

⑤ 폴리프로필렌(PP, polyolefine계) 섬유

본 발명에서 사용되는 PP 섬유는 녹는점이 130-150℃이고, 2-10 데니어(de) 이다. 흡차음재 내에서 바이더 역할과 PET 섬유를 대체하여 적용시 성형 온도를 저하기키기 위해 사용한다. 상기의 PP 섬유는 2-30 중량%로 포함된다.

⑥ 황마(JUTE)

본 발명에서 사용되는 황마는 기계적 강성을 위해 사용한다. 상기의 황마는 2-30 중량%로 포함된다.

한편, 본 발명에서는 위와 같은 ②, ③ 및 ④ 또는 ②, ③, ④, ⑤ 및 ⑥ 조성물에 상기 구성성분 이외에도 각각의 용도에 따라 난연성 부직포를 포함할 수 있다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

(a) 폐 시트를 미세 분쇄하는 단계;
(b) 상기 분쇄단계를 통하여 얻은 폴리우레탄(Poly Urethane, PU) 폼 분쇄물에 폴리에스터(polyester)계 섬유, 저융점(Low Melting point) 폴리에스터계 섬유, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 섬유, 열가소성 섬유 및 마를 혼합하는 단계;
(c) 상기 혼합단계에서 혼합된 배합물을 카딩하는 단계;
(d) 니들펀칭 단계;
(e) 열성형 및 냉각 공정 단계; 및
(f) 펠트(FELT) 형태로 형상화한 후 히팅롤링 및 절단하는 단계를 포함하는 흡차음재의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 분쇄물은 그 크기가1-15 mm인 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리에스터계 섬유는 폴리글리코르 산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 또는 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)인 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 열가소성 섬유는 아크릴로니트릴 부타다이엔 스타이렌(ABS), 셀룰로이드, 셀룰로오스 아세테이트, 에틸렌-바이닐 아세테이트, 에틸렌 바이닐 알코올, 폴리옥시메틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리아마이드, 폴리아마이드 이미드, 폴리아릴에테케톤, 폴리부타다이엔, 폴리부틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리사이클로헥실렌 다이메틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에터이미드, 폴리이미드, 폴리락트산, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리프탈아마이드, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리바이닐 아세테이트, 폴리바이닐 클로라이드 또는 스타이렌-아크릴로나이트릴인 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 마는 황마(Jute), 아마(Flax, Linen), 대마(Hemp) 또는 저마(Ramie)인 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 혼합물은 ① 10-80 중량%의 시트 폼 분쇄물, ② 10-80중량%의 폴리에스터계 섬유 및 ③ 2-50중량%의 저융점 폴리에스터계 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡차음재의 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 혼합물에 ④ 2-60 중량%의 마를 추가적으로 혼합하는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼은 폐 시트 폼 또는 열경화성 폴리우레탄 폼인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 1 항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 흡차음재.