KR20060123475A - Automotive dash insulators containing viscoelastic foams - Google Patents

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KR20060123475A
KR20060123475A KR1020067013957A KR20067013957A KR20060123475A KR 20060123475 A KR20060123475 A KR 20060123475A KR 1020067013957 A KR1020067013957 A KR 1020067013957A KR 20067013957 A KR20067013957 A KR 20067013957A KR 20060123475 A KR20060123475 A KR 20060123475A
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KR
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foam
sound
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viscoelastic foam
barrier layer
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Application number
KR1020067013957A
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Korean (ko)
Inventor
제이 엠. 투도르
사에드 제이. 시아보샤니
시아오동 디. 타오
그레고리 제이. 코르치나크
Original Assignee
다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
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Abstract

Sound insulating systems including viscoelastic foams are described. The sound insulating system includes a sound-absorbing layer. The sound-absorbing layer can include viscoelastic foams. An optional barrier layer is adjacent to the sound-absorbing layer. Additionally, an optional substrate layer is adjacent to the sound- absorbing layer, and is spaced and opposed from the optional barrier layer. The sound insulating system is particularly well adapted to be employed as vehicle dashmats.

Description

점탄성 발포체를 함유하는 자동차용 대시 인슐레이터 {AUTOMOTIVE DASH INSULATORS CONTAINING VISCOELASTIC FOAMS}Automotive dash insulator with viscoelastic foam {AUTOMOTIVE DASH INSULATORS CONTAINING VISCOELASTIC FOAMS}

<관련 출원과의 연계><Link to related application>

본 출원은 2004년 1월 12일에 출원된 미국 가출원 제60/535,933호의 이점을 청구한다. 상기 출원의 개시 내용은 본원에 참고로 포함된다.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 60 / 535,933, filed January 12, 2004. The disclosure of this application is incorporated herein by reference.

본 발명은 일반적으로는 차음계 (sound insulating system)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 점탄성 발포체를 함유하는 차음재계 (sound insulator system)에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to sound insulating systems. More specifically, the present invention relates to a sound insulator system containing a viscoelastic foam.

자동차 제조자들은 자동차에서 전체적인 소음 및 진동을 감소시키기 위하여 노력해왔다. 소음, 진동 및 불쾌한 소리 (즉, "NHV")를 제한하는 것은 자동차 설계에 있어서 중요한 고려 사항이 되었다. 종래, 엔진 소음은 전형적으로 전체적인 자동차 소음을 좌우하였다. 예컨대 타이어, 바람 및 배기장치와 같은 다른 소음 공급원으로부터의 소음 또한 엔진 소음을 감소시키는 것 만큼 중요해지고 있다. 보다 최근에는, 자동차 내부 소음 감소가 자동차에서 소음을 감소시키고자 하는 소비자의 요구의 직접적인 결과가 되었다.Automotive manufacturers have tried to reduce overall noise and vibration in automobiles. Limiting noise, vibration and unpleasant sounds (ie, "NHV") has become an important consideration in automotive design. Conventionally, engine noise has typically dominated overall vehicle noise. Noise from other noise sources, such as tires, wind and exhaust, for example, is also becoming as important as reducing engine noise. More recently, noise reduction in automobiles has become a direct result of the consumer's desire to reduce noise in automobiles.

따라서, 자동차 내부 소음을 감소시키기 위해 상당한 노력이 행해졌다. 이러한 노력 중 하나가 대시매트 (dashmat) 또는 대시 인슐레이터계 (dash insulator system)로도 불리는 장벽 개념을 사용하는 것이었다. 자동차의 엔진으로부터 내부로의 소음을 감소시키기 위하여 이러한 대시매트가 사용된다. 전형적으로, 이러한 대시매트는 방화벽과 같은 기판 상에 또는 그것과 인접하게 배치되어 엔진으로부터 방화벽을 통해 자동차 내부로 통과하는 소음의 양을 감소시킨다. 대시매트 기술에 대한 일반적인 기재는 미국 특허 출원 공보 제2003/0180500 A1호에서 찾아 볼 수 있으며, 이것의 전문은 특별히 본원에 참고로 포함된다.Thus, considerable efforts have been made to reduce noise inside the automobile. One of these efforts was to use the concept of a barrier, also called a dashmat or dash insulator system. This dash mat is used to reduce noise from the engine of the vehicle to the interior. Typically, such dash mats are placed on or adjacent to a substrate, such as a firewall, to reduce the amount of noise passing from the engine through the firewall into the interior of the vehicle. A general description of dash mat technology can be found in US Patent Application Publication No. 2003/0180500 A1, the entirety of which is specifically incorporated herein by reference.

종래의 대시매트는 전형적으로 보통 발포체 (슬랩 (slab) 또는 캐스트 (cast) 발포체)로 제조되는 연계제거기, 및 전형적으로 열가소성 폴리올레핀 (TPO) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 시트 (EVA)로 제조되는 장벽으로 제조된다. 이러한 대시매트는 모두 전체적인 엔진 구획의 소음을 감소시키기 위한 것이다. 이러한 장벽 유형 대시매트는 목적하는 소음 감소 결과를 얻기 위하여, 전형적으로 비교적 무겁다. Conventional dashmats are typically made with a delinker, usually made of foam (slab or cast foam), and a barrier, typically made of thermoplastic polyolefin (TPO) or ethylene vinyl acetate sheet (EVA). . These dash mats are all intended to reduce the noise of the entire engine compartment. Such barrier type dashmats are typically relatively heavy, in order to achieve the desired noise reduction results.

대시매트의 성능의 중요한 부분은 발포체의 특성에 좌우되는 것으로 생각된다. 발포체 성능은 일반적으로 발포체의 전달 손실, 흡수, 탄성율 및 감쇠 특징의 함수인 것으로 생각된다.An important part of the performance of the dashmat is believed to depend on the properties of the foam. Foam performance is generally considered to be a function of the transfer loss, absorption, modulus and damping characteristics of the foam.

보다 최근에는, 경량 대시매트가 사용되어 왔다. 경량 개념은 흡수성 물질, 예컨대 쇼디 (shoddy) 면직물을 이용한다. 이러한 유형의 대시매트의 목적은 엔진 소음을 차단하기 보다는, 엔진 소음이 엔진 구획에서 자동차 내부로 이동할 때 엔 진 소음을 흡수하고 방산시키는 것이다. 또한 이러한 경량 대시매트계는 자동차의 전체 중량을 감소시킨다. 이러한 유형의 경량 대시매트계에 대한 일반적인 기재는 미국 특허 제6,145,617호 및 동 제6,296,075호에서 찾아 볼 수 있으며, 이들의 전문은 특별히 본원에 참고로 포함된다.More recently, lightweight dash mats have been used. The lightweight concept uses absorbent materials such as shody cotton fabrics. The purpose of this type of dash mat is not to block engine noise, but to absorb and dissipate engine noise as it moves from the compartment to the interior of the car. This lightweight dash mat system also reduces the overall weight of the vehicle. General descriptions of this type of lightweight dash mat system can be found in US Pat. Nos. 6,145,617 and 6,296,075, the entirety of which is specifically incorporated herein by reference.

임의의 유형의 대시매트의 주요 기능은 자동차 내부에서의 소음 수준을 감소시키는 것이다. 종래에는, 질량 법칙에 따른 소음 차단이 우수한 소음 전달 손실 및 소음 감소를 제공한다고 생각되었다. 전달 손실 및 소음 감소는 대시매트계의 성능을 정량화하는데 사용되는 전형적인 측정 매개변수이다.The main function of any type of dash mat is to reduce the noise level inside the car. It has conventionally been thought that noise isolation in accordance with the law of mass provides excellent noise transfer loss and noise reduction. Transmission loss and noise reduction are typical measurement parameters used to quantify the performance of the dashmat system.

종래의 대시매트가 자동차 내부에서의 소음 수준을 감소시키는데 다소 성공적이기는 하였지만, 완전히 만족스럽지는 못하였다. 보다 구체적으로, 인슐레이션 발포체 (insulation foam) (즉, 연계제거기)는 적합한 흡음 특성을 갖지 않고 있다는 점에서 비교적 효과가 없었다. 따라서, 소음은 발생원에 상관없이, 차단 또는 방산되지 않거나, 그렇지 않을 경우 그것이 대시매트를 통해 자동차 내부로 이동하면서 충분히 감소되지 않는다. 또한, 초기의 인슐레이션 발포체는 기판 또는 장벽층의 진동으로 인한 소음을 방지하는데 있어서 덜 효과적이다.While conventional dash mats have been somewhat successful in reducing noise levels inside automobiles, they have not been completely satisfactory. More specifically, insulation foam (ie, decoupling) was relatively ineffective in that it did not have suitable sound absorption properties. Thus, noise is not blocked or dissipated, regardless of the source, or otherwise it is not sufficiently reduced as it moves inside the vehicle through the dash mat. In addition, early insulation foams are less effective at preventing noise due to vibration of the substrate or barrier layer.

따라서, 개선된 전달 손실 성능 특성을 가져서 방화벽을 통과하여 오는 엔진 구획 소음 및 자동차 작동 동안 다른 공급원으로부터 승객 구획으로 오는 소음 모두를 감소시킬 수 있는 대시매트를 제공하는 것이 바람직할 것이다.Accordingly, it would be desirable to provide a dash mat that has improved propagation loss performance characteristics to reduce both engine compartment noise passing through the firewall and noise coming from the passenger compartment from other sources during vehicle operation.

<발명의 개요><Overview of invention>

본 발명의 제1 실시양태에 따라, 약 0.2 내지 약 1.0 범위의 흡수 계수 및 약 0.3 내지 약 2.0 범위의 감쇠 손실 계수 (damping loss factor)를 포함하는 흡음층 (sound-absorbing layer)을 포함하는 차음계가 제공된다.According to a first embodiment of the invention, a difference comprising a sound-absorbing layer comprising an absorption coefficient in the range of about 0.2 to about 1.0 and a damping loss factor in the range of about 0.3 to about 2.0 A musical scale is provided.

본 발명의 또다른 실시양태에 따라, 약 0.2 내지 약 1.0 범위의 흡수 계수 및 약 0.3 내지 약 2.0 범위의 감쇠 손실 계수를 포함하는 흡음층을 포함하는 차음계가 제공된다. 상기 계는 상기 흡음층에 결합된, 유체 흐름에 대해 실질적으로 불침투성인 장벽층을 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a sound insulation is provided that includes a sound absorbing layer comprising an absorption coefficient in the range of about 0.2 to about 1.0 and an attenuation loss coefficient in the range of about 0.3 to about 2.0. The system further includes a barrier layer substantially impermeable to fluid flow, coupled to the sound absorbing layer.

본 발명의 또다른 실시양태에 따라, 점탄성 발포체를 포함하는 흡음층을 포함하는 차음계가 제공된다. 점탄성 발포체는 약 1000 Hz 내지 약 6000 Hz 범위의 주파수에서 약 0.7 내지 약 1 범위의 흡수 계수, 및 약 0.4 내지 1.6 범위의 감쇠 손실 계수를 포함한다. 상기 계는 상기 점탄성 발포체에 결합된, 유체 흐름에 대해 실질적으로 불침투성인 장벽층을 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a sound insulation is provided that includes a sound absorbing layer comprising a viscoelastic foam. The viscoelastic foam includes an absorption coefficient in the range of about 0.7 to about 1 and a damping loss coefficient in the range of about 0.4 to 1.6 at a frequency in the range of about 1000 Hz to about 6000 Hz. The system further includes a barrier layer substantially impermeable to fluid flow, coupled to the viscoelastic foam.

본 발명은 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.The invention will be more fully understood from the detailed description of the invention and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일반적인 교시에 따른 예시적인 차음계의 단면도이고;1 is a cross-sectional view of an exemplary sound scale according to the general teachings of the present invention;

도 1A는 본 발명의 일 실시양태에 따른, 기판에 부착된 도 1에 도시된 차음계의 단면도이고;1A is a cross-sectional view of the sound insulation shown in FIG. 1 attached to a substrate, in accordance with an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일 실시양태에 따른, 예시적인 흡음층의 수직 입사 흡수 계수 특성을 비교한 그래프도이고;2 is a graph comparing the vertical incident absorption coefficient characteristics of an exemplary sound absorbing layer, in accordance with an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따른, 예시적인 흡음층의 탄성률 및 감쇠율 을 측정하기 위한 예시적인 시험 장치의 개략도이고;3 is a schematic diagram of an exemplary test apparatus for measuring the modulus and damping rate of an exemplary sound absorbing layer, in accordance with an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 차음계와 종래의 차음계의 전달 손실 특성을 비교한 그래프도이고;4 is a graph comparing transmission loss characteristics of a sound insulation system according to the present invention and a conventional sound insulation system;

도 5는 본 발명에 따른 차음계과 종래의 차음계의 표면 무게 특성을 비교한 그래프도이고;5 is a graph comparing surface weight characteristics of a sound insulation system according to the present invention and a conventional sound insulation system;

도 6은 본 발명의 일 실시양태에 따른, 소정의 목표 프로파일과의 관계에 있어서 본 발명에 따른 차음계와 종래의 차음계의 전달 손실 특성을 비교한 그래프도이고;6 is a graphical representation comparing the propagation loss characteristics of a sound insulation and a conventional sound insulation according to the invention in relation to a given target profile, according to one embodiment of the invention;

도 7은 본 발명의 일 실시양태에 따른, 본 발명의 차음계와 종래의 차음계의 평균 노이즈 감소 특성에 있어서의 데시벨 개선을 비교한 그래프도이고;FIG. 7 is a graph comparing decibel improvements in average noise reduction characteristics of a sound insulation system of the present invention and a conventional sound insulation system according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 8은 감쇠 시험 결과를 나타내는 그래프이고;8 is a graph showing attenuation test results;

도 9는 감쇠 시험 결과를 나타내는 그래프이고;9 is a graph showing attenuation test results;

도 10은 삽입 손실 시험 결과를 나타내는 그래프이고;10 is a graph showing insertion loss test results;

도 11은 감쇠 시험 결과를 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing the attenuation test results.

바람직한 실시양태(들)에 대한 다음의 기재는 사실상 단지 대목표인 것이며, 본 발명, 그의 응용 또는 용도를 제한하려는 것은 아니다.The following description of the preferred embodiment (s) is in fact only a target and is not intended to limit the invention, its application or use.

도 1은 본 발명의 일 실시양태의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같은 차음계 (일반적으로 10으로 나타냄)가 있다. 차음계 (10)는 바람직하게는 다층계를 포함한다. 차음계 (10)는 바람직하게는 흡음층 (일반적으로 12로 나타냄)을 포함한다. 임의의 장벽층 (일반적으로는 14로 나타냄)은 바람직하게는 흡음층 (12)에 인접해있다. 상기 계 (10)는 도 1A에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 임의의 기판 (일반적으로 14로 나타냄), 예컨대 방화벽에 제거가능하게 또는 영구적으로 고정되거나 달리 부착되어 작동할 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 기판 (16)은 바람직하게는 흡음층 (12)에 인접하고, 장벽층 (14)으로부터 이격되거나, 반대측에 위치한다.1 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention. There is a sound insulation (generally indicated by 10) as shown in FIG. The sound insulation system 10 preferably includes a multilayer system. The sound insulation 10 preferably comprises a sound absorbing layer (generally indicated by 12). Any barrier layer (generally indicated by 14) is preferably adjacent to the sound absorbing layer 12. It should be appreciated that the system 10 can operate as is preferably removable or permanently fixed or otherwise attached to any substrate (generally indicated at 14), such as a firewall, as shown in FIG. 1A. . The substrate 16 is preferably adjacent to the sound absorbing layer 12, spaced apart from the barrier layer 14, or located on the opposite side.

계 (10)는 바람직하게는 프론트-오브-대시판 (front-of-dash panel)을 통한 자동차의 내부로의 소음 전달을 감소시키기 위해 바람직하게 사용되는 다층 대시매트를 제공한다. 상기 계 (10)는 소음 차단 특성 이외에, 바람직하게는 흡음을 통해 자동차 내부에서의 소음 수준을 감소시킨다. 또한, 상기 계 (10)는 바람직하게는 엔진 구획에 사용되어 자동차의 외부로의 소음 배출을 감소시킬 수 있다. 또한 상기 계 (10)는 바람직하게는 내부 및(또는) 외부 환경에 대한 음질 인지를 강화시킨다. 또한, 상기 계 (10)는 다른 자동차 성분, 예컨대 바퀴칸, 펜더, 엔진 구획, 도어 패널, 지붕 (예를 들어, 헤드라이너), 바닥체 처리 (예를 들어, 카페트 배킹), 트렁크 및 포장 선반 (예를 들어, 포장 트레이 라이너)에 대한 라이너 (그러나, 이에 한정되지 않음)로 도입될 수 있다. 또한, 상기 계 (10)는 비자동차 용도에 도입될 수 있다.The system 10 preferably provides a multi-layer dashmat that is preferably used to reduce noise transmission into the interior of the vehicle through the front-of-dash panel. The system 10 reduces the noise level in the vehicle interior, preferably through sound absorption, in addition to the noise blocking characteristic. In addition, the system 10 may preferably be used in an engine compartment to reduce noise emissions to the exterior of the vehicle. The system 10 also preferably enhances sound quality perception of the internal and / or external environment. The system 10 also includes other automotive components such as wheelcars, fenders, engine compartments, door panels, roofs (e.g. headliners), flooring (e.g. carpet backings), trunks and pavement shelves. (Eg, but not limited to) for liner to packaging tray liner. In addition, the system 10 can be incorporated into non-motor vehicle applications.

흡음층 (12)은 바람직하게는 발포체 물질 (18)을 포함한다. 발포체 물질 (18)은 바람직하게는 점탄성 발포체, 보다 바람직하게는 점탄성 가요성 발포체, 보다 더 바람직하게는 점탄성 가요성 폴리우레탄 발포체를 포함한다. 메모리 또는 기질 (temper) 발포체로도 불리는 점탄성 발포체는 실질적으로 개방형 기포 (open-celled)이며, 일반적으로 압축 후에 복구가 느리다는 것을 특징으로 한다.Sound absorbing layer 12 preferably comprises foam material 18. Foam material 18 preferably comprises a viscoelastic foam, more preferably a viscoelastic flexible foam, even more preferably a viscoelastic flexible polyurethane foam. Viscoelastic foams, also referred to as memory or temper foams, are substantially open-celled and are generally characterized by a slow recovery after compression.

또한 대시매트계에서 본 발명에 따른 점탄성 발포체의 사용은 아마도 일반적으로 매스틱 (mastic)으로 불리는 진동 감쇠 물질에 대한 대체물로서 사용될 수 있다.The use of the viscoelastic foams according to the invention in the dashmat system can also be used as a substitute for vibration damping materials, which are generally referred to as mastic.

점탄성 발포체가 본 발명의 실시에 있어서 바람직하기는 하지만, 본원에 기재된 필수 특성을 갖는 다른 발포체가 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 발포체 물질 (18)은 임의의 천연 또는 합성 발포체, 즉 슬랩 및 몰드 (mold)를 모두 포함할 수 있다. 발포체 물질 (18)은 개방형 또는 폐쇄형 기포 또는 이들의 조합일 수 있다. 발포체 물질 (18)은 라텍스 발포체 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리에스테르 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 또한 발포체 물질 (18)은 재생된 발포체, 발포체 함침 섬유 매트 또는 마이크로-기포 엘라스토머 발포체를 포함할 수 있다. 또한, 발포체 물질 (18)은 유기 및(또는) 무기 충전제를 포함할 수 있다. 또한, 난연제, 무적제, 자외선 차단제, 열 안정화제, 안료, 착색제, 냄새 제어제 등과 같은 (그러나, 이에 한정되지 않음) 추가의 첨가제가 발포체 물질 (18)로 도입될 수 있다.Although viscoelastic foams are preferred in the practice of the present invention, other foams having the essential properties described herein may be used alone or in combination. Thus, foam material 18 may comprise any natural or synthetic foam, ie both slabs and molds. Foam material 18 may be an open or closed bubble or a combination thereof. Foam material 18 may include latex foam polyolefins, polyurethanes, polystyrenes, polyesters, and combinations thereof. Foam material 18 may also include recycled foam, foam-impregnated fiber mats or micro-bubble elastomer foams. In addition, the foam material 18 may include organic and / or inorganic fillers. In addition, additional additives such as, but not limited to, flame retardants, invincibles, sunscreens, heat stabilizers, pigments, colorants, odor control agents, and the like may be introduced into the foam material 18.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 발포체 물질 (18)은 비교적 높은 흡수 계수를 갖는다. 본 발명의 조작에 대해 특정 이론에 얽매임없이, 비교적 높은 흡수 계수는 발포체 물질 (18)내에서 소리의 소산을 통해 전체적인 전달 손실을 증가시킬 것이라고 생각된다.According to a preferred embodiment of the invention, the foam material 18 has a relatively high absorption coefficient. Without being bound by a particular theory to the operation of the present invention, it is believed that a relatively high absorption coefficient will increase the overall transmission loss through dissipation of sound within the foam material 18.

도 2는 다양한 발포체의 흡음을 나타낸다. VE는 점탄성 발포체를 의미한다. PCF는 Ib/ft3으로 표시되는 밀도 측정치이다. 사용된 특정 VE 발포체는 포멕스 (FOAMEX) H300-10N이었다. 슬랩 발포체는 멜아민 (Melamine)이고, 캐스트 발포체는 폴리우레탄 발포체였다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 발포체 물질 (18)은 약 0.2 이상, 보다 바람직하게는 약 0.4 이상, 보다 더 바람직하게는 약 0.7 이상, 가장 바람직하게는 약 1.0의 흡수 계수를 갖는다. 가장 바람직한 실시양태에서, 흡수 계수는 약 1000 Hz 내지 약 6000 Hz 범위의 주파수에서 약 0.7 내지 1 범위이다.2 shows the sound absorption of various foams. VE means viscoelastic foam. PCF is a density measure expressed in lb / ft 3 . The specific VE foam used was FOAMEX H300-10N. The slab foam was Melamine and the cast foam was polyurethane foam. According to a preferred embodiment of the invention, the foam material 18 has an absorption coefficient of at least about 0.2, more preferably at least about 0.4, even more preferably at least about 0.7 and most preferably at least about 1.0. In the most preferred embodiment, the absorption coefficient is in the range of about 0.7 to 1 at a frequency in the range of about 1000 Hz to about 6000 Hz.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 발포체 물질 (18)은 비교적 낮은 탄성율을 갖는다. 본 발명의 조작에 대해 특정 이론에 얽매임없이, 비교적 낮은 탄성율은 발포체 물질 (18)이 기판 (16) (예를 들어, 방화벽 또는 자동차의 강철 구조물)에 보다 균일하게 접촉하게 하고, 우회전달 소음이 자동차 내부로 들어가는 것을 방지할 것으로 생각된다. 따라서, 비교적 낮은 탄성률을 갖는 것이 바람직하다. 낮은 탄성률은 발포체층 (18)이 기판에 보다 용이하게 정합되게 한다. 탄성률이 너무 높을 경우, 발포체 (18)가 너무 경화되어 기판과 용이하게 정합되지 않을 것이다. 그러나, 탄성률은 구조가 보존되지 않을 정도로 너무 낮아서는 안된다.According to a preferred embodiment of the invention, the foam material 18 has a relatively low elastic modulus. Without being bound by a particular theory to the operation of the present invention, a relatively low modulus of elasticity allows the foam material 18 to more uniformly contact the substrate 16 (e.g., a firewall or steel structure of an automobile), and the right moon noise It is thought to prevent entry into the car. Therefore, it is desirable to have a relatively low elastic modulus. Low modulus of elasticity allows the foam layer 18 to more easily mate to the substrate. If the modulus of elasticity is too high, the foam 18 will be too hard to mate easily with the substrate. However, the modulus of elasticity should not be so low that the structure is not preserved.

일반적으로, 최소 탄성률은 발포체 기포가 그의 구조를 유지하기에 충분할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 발포체 물질은 약 4x103 Pa 내지 약 1x106 Pa 범위의 탄성률을 갖는다.In general, the minimum elastic modulus will be sufficient for the foam bubbles to maintain their structure. According to a preferred embodiment of the invention, the foam material has a modulus of elasticity in the range of about 4 × 10 3 Pa to about 1 × 10 6 Pa.

또다른 바람직한 실시양태에서, 탄성률은 약 1x104 내지 약 1x105 범위이다. 이들 범위는 도 3에 도시된 시험 장치에 따라 측정된다.In another preferred embodiment, the modulus of elasticity ranges from about 1 × 10 4 to about 1 × 10 5 . These ranges are measured according to the test apparatus shown in FIG. 3.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 발포체 물질 (18)은 비교적 높은 감쇠 손실 계수 (tan delta)를 갖는다. 본 발명의 조작에 대해 특정 이론에 얽매임없이, 비교적 높은 감쇠 손실 계수는 대시매트의 전체 전달 손실을 증가시키는 자동차의 강철 구조물에서의 진동이 감소되게 하는 것으로 생각된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 발포체 물질 (18)은 약 0.3 이상, 보다 바람직하게는 약 0.4 이상, 보다 더 바람직하게는 약 1.0 이상의 감쇠 손실 계수 (tan delta)를 갖는다.According to a preferred embodiment of the present invention, the foam material 18 has a relatively high damping loss factor (tan delta). Without being bound by a particular theory to the operation of the present invention, it is believed that a relatively high damping loss factor causes vibrations in the steel structure of the automobile to increase the overall transmission loss of the dashmat. According to a preferred embodiment of the present invention, foam material 18 has a tan delta of at least about 0.3, more preferably at least about 0.4, even more preferably at least about 1.0.

본 발명의 또다른 바람직한 실시양태에 따르면, 발포체 물질 (18)은 약 0.3 내지 약 2.0 범위, 보다 바람직하게는 약 0.4 내지 약 2.0 범위, 보다 더 바람직하게는 약 0.4 내지 약 1.6 범위의 감쇠 손실 계수 (tan delta)를 갖는다. 이러한 값은 도 3에 도시된 시험 장치에 따라 측정된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the foam material 18 has a damping loss factor in the range of about 0.3 to about 2.0, more preferably in the range of about 0.4 to about 2.0, even more preferably in the range of about 0.4 to about 1.6. (tan delta) This value is measured according to the test apparatus shown in FIG. 3.

비제한적인 예로서, 상기 요구를 만족시키는 발포체 물질은 다우 (Dow) 실험용 점탄성 폴리우레탄 발포체 #76-16-06HW, #76-16-08HW, #76-16-1OHW, #056-53-01HW 및 #056-53-29HW; 포멕스 2 pcf (세제곱 피트 당 파운드) 및 포멕스 H300-10N 3 pcf 점탄성 발포체 (산업적으로 용이하게 입수가능함); 카르펜터 (Carpenter) 2.5 pcf 점탄성 발포체 (산업적으로 용이하게 입수가능함); 및 레제트 앤드 플래트 (Leggett and Platt) 점탄성 발포체 2501OMF 및 3001OMF (산업적으로 용이하게 입수가능함)를 포함한다.As a non-limiting example, foam materials that meet the above requirements include Dow experimental viscoelastic polyurethane foams # 76-16-06HW, # 76-16-08HW, # 76-16-1OHW, # 056-53-01HW And # 056-53-29HW; Formex 2 pcf (lbs per cubic foot) and Formex H300-10N 3 pcf viscoelastic foam (commercially available); Carpenter 2.5 pcf viscoelastic foam (commercially available); And Leggett and Platt viscoelastic foams 2501OMF and 3001OMF (available industrially).

흡음층 (12)의 두께는 특정 용도에 따라 달라질 수 있다. 약 6 mm 내지 약 100 mm, 보다 바람직하게는 약 12 mm 내지 약 50 mm, 보다 더 바람직하게는 약 12 mm 내지 약 25 mm의 두께가 바람직하지만, 두께는 특정 용도에 따라 상기 범위외로 변할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 두께는 흡음층 (12)의 강성도에 대해 베어링 (bearing)을 갖는다. 또한 흡음층 (12)의 두께는 변할 수 있고, 불균일할 수 있다는 것을 인지할 것이다.The thickness of the sound absorbing layer 12 may vary depending on the particular application. A thickness of about 6 mm to about 100 mm, more preferably about 12 mm to about 50 mm, even more preferably about 12 mm to about 25 mm is preferred, although the thickness may vary outside of the range depending on the particular application. Will recognize that. The thickness has a bearing on the stiffness of the sound absorbing layer 12. It will also be appreciated that the thickness of the sound absorbing layer 12 may vary and may be non-uniform.

또한, 흡음층 (12)은 서로 인접한 물질의 조합을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 즉, 흡음층 (12)은 유사한 또는 상이한 물질의 하나 이상의 부층 (sublayer)을 포함할 수 있다.In addition, it should be understood that the sound absorbing layer 12 may include a combination of materials adjacent to each other. That is, the sound absorbing layer 12 can include one or more sublayers of similar or different materials.

본 발명의 흡음층의 수직 입사 흡수 계수는 ASTM E1050에 따라 측정되었다. 도 2를 참조하면, 3개의 샘플 발포체들, 즉 다우 #76-16-10HW 및 #76-16-08HW, 및 레제트 앤드 플래트 30010MF의 수직 입사 흡수 계수 프로파일이 도시되어 있다. 이들 3개의 샘플 발포체가 흡수 계수의 바람직한 범위, 즉 1000 내지 8000 Hz 범위에 있다는 것에 주목하여야 한다.The vertical incident absorption coefficient of the sound absorbing layer of the present invention was measured according to ASTM E1050. Referring to FIG. 2, the vertical incident absorption coefficient profile of three sample foams, namely Dow # 76-16-10HW and # 76-16-08HW, and Rezette and Platt 30010MF, is shown. It should be noted that these three sample foams are in the preferred range of absorption coefficients, ie in the range from 1000 to 8000 Hz.

본 발명의 흡음층의 탄성률 및 감쇠율은 플레이트, 진탕기 및 2개의 촉진도 측정기를 사용하여 측정하였다. 도 3을 참조하면, 일례의 시험 장치의 계략도가 도시되어 있다. 전달률을 촉진도 측정기 (1) 및 촉진도 측정기 (2) 사이에서 측정하고, 계의 제1 공진 주파수를 결정한다. 그 후, 탄성률은 하기 식에 의해 결정되었다:The elastic modulus and the damping rate of the sound absorbing layer of the present invention were measured using a plate, a shaker and two accelerometers. Referring to FIG. 3, a schematic diagram of an example test apparatus is shown. The transfer rate is measured between the acceleration measuring device 1 and the acceleration measuring device 2, and the first resonance frequency of the system is determined. Then, the modulus of elasticity was determined by the following formula:

Figure 112006049538346-PCT00001
Figure 112006049538346-PCT00001

식 중, In the formula,

E = 탄성률 (Pa)E = modulus of elasticity (Pa)

ω = 각주파수 (rad/s)ω = angular frequency (rad / s)

m = 플레이트 중량 (kg)m = plate weight (kg)

t = 발포체 두께 (m)t = foam thickness (m)

W = 플레이트 폭 (m)W = plate width (m)

L = 플레이트 길이 (m).L = plate length (m).

감쇠율은 반치 대역폭 기술을 사용하여 전달률로부터 측정하였다.The attenuation rate was measured from the transfer rate using a half bandwidth bandwidth technique.

장벽층 (14)은 바람직하게는 비교적 얇은 실질적으로 불침투성 층을 포함한다. 장벽층 (14)은 실질적으로 유체 흐름이 그것을 통해 통과할 수 없다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 장벽층 (14)은 열가소성 올레핀을 포함한다. 비제한적인 예로서, 장벽층 (14)은 바람직하게는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 고-충격 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 (예를 들어, 충전된 폴리프로필렌), 폴리우레탄 (예를 들어, 성형된 폴리우레탄), 에틸렌 비닐 아세테이트 등의 시트를 포함한다. 또한, 장벽층 (14)은 강도 부여를 위해 천연 또는 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 장벽층 (14)은 바람직하게는 임의의 특정 용도를 위해 흡음층 (12) 및(또는) 기판 (16)과 정합을 형성하여 유지할 수 있는 형태이다. 또한, 장벽층 (14)은 유기 및(또는) 무기 충전제를 포함할 수 있다. 또한, 난연제, 무적제, 자외선 차단제, 열 안정화제, 안료, 착색제, 냄새 제어제 등과 같은 (그러나, 이에 한정되지 않음) 추가의 첨가제가 장벽층 (14) 조성물에 도입될 수 있다.Barrier layer 14 preferably comprises a relatively thin, substantially impermeable layer. Barrier layer 14 is substantially free of fluid flow therethrough. According to a preferred embodiment of the invention, the barrier layer 14 comprises thermoplastic olefins. As a non-limiting example, the barrier layer 14 is preferably acrylonitrile-butadiene-styrene, high-impact polystyrene, polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene (eg filled polypropylene), polyurethane ( For example, molded polyurethane), ethylene vinyl acetate, and the like. In addition, the barrier layer 14 may comprise natural or synthetic fibers for imparting strength. In addition, barrier layer 14 is preferably in a form capable of forming and maintaining a match with sound-absorbing layer 12 and / or substrate 16 for any particular application. In addition, the barrier layer 14 may comprise organic and / or inorganic fillers. In addition, additional additives such as, but not limited to, flame retardants, invincibles, sunscreens, heat stabilizers, pigments, colorants, odor control agents, and the like may be incorporated into the barrier layer 14 composition.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 장벽층 (14)은 약 15 중량％의 폴리프로필렌, 약 25 중량％의 열가소성 엘라스토머 (예를 들어, 크라톤 (Kraton; 등록상표), 상업적으로 입수가능함), 약 55 중량％의 탄산칼슘 충전제 및 약 5 중량％의 첨가제 (예를 들어, 가공 보조제, 착색제 등)로 이루어진다.According to a preferred embodiment of the present invention, barrier layer 14 comprises about 15% by weight polypropylene, about 25% by weight thermoplastic elastomer (eg, Kraton®, commercially available), About 55% by weight calcium carbonate filler and about 5% by weight additives (eg, processing aids, colorants, etc.).

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 장벽층 (14)은 바람직하게는 약 0.9 이상, 보다 바람직하게는 약 1.4 이상, 보다 더 바람직하게는 약 1.6 이상의 비중을 갖는다. 또한, 장벽층 (14)은 약 0.1 kg/m2 이상의 표면 무게를 갖는 것이 바람직하다. 장벽층 (14)은 0.4 kg/m2 이상의 표면 무게를 갖는 것이 더욱 바람직하다.According to a preferred embodiment of the invention, barrier layer 14 preferably has a specific gravity of at least about 0.9, more preferably at least about 1.4 and even more preferably at least about 1.6. In addition, the barrier layer 14 preferably has a surface weight of at least about 0.1 kg / m 2 . More preferably, the barrier layer 14 has a surface weight of at least 0.4 kg / m 2 .

흡수층 (12)에서와 같이, 장벽층 (14)은 다양한 두께를 가질 수 있다. 장벽층의 두께는 0.1 내지 50 mm인 것이 바람직하다. 또한, 두께는 특정 용도에 따라 바람직한 범위외에서도 변할 수 있으며, 또한 두께는 불균일할 수 있다는 것을 이해한다.As with the absorber layer 12, the barrier layer 14 can have various thicknesses. The thickness of the barrier layer is preferably 0.1 to 50 mm. In addition, it is understood that the thickness may vary outside the desired range depending on the particular application, and the thickness may also be nonuniform.

단일 장벽층 (14)이 도시되어 있지만, 다양한 두께의 다중 장벽층 (14)이 사용될 수 있다는 것을 이해한다. 따라서, 각각의 장벽층 (14)은 유사한 또는 상이한 물질의 하나 이상의 부층을 포함할 수 있다.Although a single barrier layer 14 is shown, it is understood that multiple barrier layers 14 of various thicknesses may be used. Thus, each barrier layer 14 may comprise one or more sublayers of similar or different materials.

주지한 바와 같이, 장벽층 (14)은 임의의 용도에 대해 계 (10)의 형태가 기판 (16)과 정합하기 위해 형성되고 유지될 수 있는 바람직한 형태이다. 흡음층 (12)을 장벽층 (14)과 조합하기 위하여, 임의의 적합한 제조 기술이 사용될 수 있다. 몇가지 이러한 예로는 열 적층에 의해 또는 다양한 층 사이에 접착제를 도포함으로써 다양한 층을 결합시키는 것을 포함한다. 이러한 접착제는 열 활성화될 수 있다. 또한 다양한 층은, 층을 가열한 후 형성 도구에서 압력을 가하거나, 접착제를 층에 도포한 후 형성 도구에서 압력을 가함으로써 형태를 형성하는 공정 동안 접착될 수 있다.As noted, the barrier layer 14 is a preferred form in which the form of the system 10 can be formed and maintained for mating with the substrate 16 for any use. In order to combine the sound absorbing layer 12 with the barrier layer 14, any suitable manufacturing technique can be used. Some such examples include bonding the various layers by thermal lamination or by applying an adhesive between the various layers. Such adhesives can be heat activated. The various layers may also be adhered during the process of forming the form by heating the layer and then applying pressure in the forming tool or applying an adhesive to the layer and then applying pressure in the forming tool.

또한 계 (10)는 캐스트 발포체 도구에서 장벽층 (14) 물질, 예컨대 중합체 필름을 금형의 중앙부에 삽입한 후, 발포체, 예컨대 점탄성 폴리우레탄 발포체를 도구의 양 측으로 주사함으로써 제조될 수 있다. 또한 흡음층 (12) 및 장벽층 (14)을 함께 및(또는) 독립적으로 생성한 후, 이들을, 예를 들어 기계적 조임쇠, 열 융해, 초음파 융해 및(또는) 접착제 (예를 들어, 아교, 테이프 등)를 사용하여 통상적인 방법에 의해 고정시킴으로써 계 (10)를 형성할 수 있다.The system 10 may also be prepared by inserting a barrier layer 14 material, such as a polymer film, into the center of the mold in a cast foam tool and then injecting a foam, such as a viscoelastic polyurethane foam, to both sides of the tool. It is also possible to produce the sound absorbing layer 12 and the barrier layer 14 together and / or independently, and then to produce them, for example mechanical fasteners, thermal melting, ultrasonic melting and / or adhesives (eg glues, tapes). Etc.) can be used to form the system 10 by fixing in a conventional manner.

기판 (16)은 임의의 수의 적합한 물질로 이루어질 수 있다. 비제한적인 예로서, 기판 (16)은 금속, 천연 섬유 매트, 합성 섬유 매트, 쇼디 패드, 가요성 폴리우레탄 발포체, 경질 폴리우레탄 발포체 및 이들의 조합물로 이루어질 수 있다.Substrate 16 may be made of any number of suitable materials. As a non-limiting example, the substrate 16 can be made of metal, natural fiber mats, synthetic fiber mats, shoddy pads, flexible polyurethane foams, rigid polyurethane foams, and combinations thereof.

흡음층 (12)을 기판 (16)에 고정시키거나 달리 부착시키는 것과 관련하여, 임의의 수의 적합한 방법이 사용될 수 있다. 비제한적인 예로서, 기계적 조임쇠, 열 융해, 초음파 융해 및(또는) 접착제 (예를 들어, 아교, 테이프 등)가 사용될 수 있다.Regarding securing or otherwise attaching the sound absorbing layer 12 to the substrate 16, any number of suitable methods may be used. By way of non-limiting example, mechanical fasteners, thermal melting, ultrasonic melting and / or adhesives (eg, glues, tapes, etc.) may be used.

분석은 종래 경량 슬랩 발포체 구조물에 비해 본 발명의 점탄성 발포체를 대시매트에 사용하는 것에 대한 성능 이점을 증명하기 위하여 수행되었다. 대시매트 성능은 0.8 mm 강철 패널 및 대시매트계 (즉, 점탄성 발포체 흡음층 및 열가소성 올레핀 장벽층)의 전달 손실을 시험함으로써 측정되었다. 전달 손실은 통계적 에너지 분석법이라 불리는 시뮬레이션 방법을 사용하여 평가하였다. 이 분석법은 발포체 및 다른 물질의 물성을 이용하여 전달 손실 및 다른 정량을 100 내지 10,000 Hz의 주파수 범위내에서 평가하였다.The analysis was performed to demonstrate the performance advantage of using the viscoelastic foam of the present invention in dash mats over conventional lightweight slab foam structures. Dashmat performance was measured by testing the transfer loss of 0.8 mm steel panels and dashmat systems (ie, viscoelastic foam sound absorbing layer and thermoplastic olefin barrier layer). Transfer losses were assessed using a simulation method called statistical energy analysis. This assay utilized the properties of foams and other materials to evaluate transfer loss and other quantifications in the frequency range of 100 to 10,000 Hz.

분석에 있어서의 설계 변수는 (1) 발포체 유형: (a) 종래 경량 슬랩 발포체; (b) 다우 점탄성 발포체 (제형 #76-16-10HW); 및 (c) 포멕스 2 pcf 점탄성 발포체; (2) 장벽층 (예를 들어, 열가소성 올레핀) 비중: 1.2, 1.4 및 1.6; 및 (3) 발포체 두께: 13 mm 및 18 mm이었다. 장벽층 두께가 2.4 mm에서 일정하게 유지되었다는 것을 주의하여야 한다.The design parameters in the analysis were: (1) foam type: (a) conventional lightweight slab foam; (b) Dow viscoelastic foam (Formulation # 76-16-10HW); And (c) pomex 2 pcf viscoelastic foam; (2) barrier layers (eg, thermoplastic olefins) specific gravity: 1.2, 1.4 and 1.6; And (3) foam thicknesses: 13 mm and 18 mm. Note that the barrier layer thickness remained constant at 2.4 mm.

대시매트 제조는 일반적으로는 도 1A에 도시된 바와 같은 전형적인 흡음/장벽층계에 따라 시뮬레이션되었다. 전달 손실은 설계 변수의 각각의 조합에 대해 평가되었다.Dashmat fabrication was generally simulated according to a typical sound absorption / barrier stair system as shown in FIG. 1A. Transfer losses were assessed for each combination of design variables.

도 4를 참조하면, 발포체 두께 18 mm에서 다양한 발포체 유형 및 다양한 비중 장벽층을 사용한 형상 사이의 비교가 도시되어 있다. 시험 절차를 하기에 기재한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 발포체 유형을 점탄성 발포체 중 어느 것으로 변경하는 것은 특히 1000 내지 10,000 Hz 범위에서 대시매트계의 전달 손실을 개선시킨다. 또한, 발포체 유형을 점탄성 발포체 중 어느 것으로 변경하는 것은, 슬랩 발포체를 사용하면서 장벽층의 비중을 증가시키는 것보다 전달 손실을 더 증가시킨다.With reference to FIG. 4, a comparison between various foam types and shapes with various specific gravity barrier layers at foam thickness 18 mm is shown. The test procedure is described below. As shown in FIG. 4, changing the foam type to any of the viscoelastic foams improves the delivery loss of the dashmat system, especially in the range from 1000 to 10,000 Hz. In addition, changing the foam type to any of the viscoelastic foams increases the transmission loss more than increasing the specific gravity of the barrier layer while using slab foams.

설계 변수의 성능을 보다 효과적으로 비교하기 위하여, 목표 형상을 선택하였다. 목표 형상은 1.4의 비중을 갖는 장벽층을 갖는 18 mm의 종래 슬랩 발포체의 것으로 선택되었다. 모든 그 밖의 점탄성 형상은 이 목표 형상의 성능과 비교되었다.To more effectively compare the performance of the design variables, the target shape was chosen. The target shape was chosen to be that of 18 mm conventional slab foam with a barrier layer having a specific gravity of 1.4. All other viscoelastic shapes were compared with the performance of this target shape.

샘플을 두께 0.8 mm의 강철 플레이트 상에 놓고, 조립체를 잔향실과 반무향실 사이의 벽에 삽입하였다. 잔향실에서 스피커를 사용하여 소음을 발생시키고, 강철 플레이트로부터 1.17 m의 거리에 있는 4개의 마이크로폰를 사용하여 음압 수준을 측정하였다. 일련의 12개의 마이크로폰을 잔향실에서 샘플의 외부 발포체 측으로부터 0.76 m의 거리에 배치하였다. 소음 감소를 SAE J1400의 일반적인 프로토콜에 따라 하기 수학식 1을 사용하여 계산하였다. 소음 감소 시험의 결과가 도 4에 도시되어 있다.The sample was placed on a 0.8 mm thick steel plate and the assembly was inserted into the wall between the reverberation chamber and the semi anechoic chamber. The loudspeaker was used to generate noise in the reverberation chamber and sound pressure levels were measured using four microphones at a distance of 1.17 m from the steel plate. A series of 12 microphones were placed in the reverberation chamber at a distance of 0.76 m from the outer foam side of the sample. Noise reduction was calculated using Equation 1 according to the general protocol of SAE J1400. The results of the noise reduction test are shown in FIG. 4.

NR = (평균 SPL1)-(평균 SPL2)NR = (average SPL 1 )-(average SPL 2 )

식 중, In the formula,

SPL2 = 무향압 수준 (dB)SPL 2 = no-pressure level (dB)

SPL1 = 잔향압 수준 (dB).SPL 1 = Reverberation level (dB).

도 5를 참조하면, 목표 표면 무게와 비교하여 모든 점탄성 발포체 형상의 표면 무게가 도시되어 있다. 표면 무게 (즉, 대시매트 구조물의 질량을 패널의 영역으로 나눈 것)를 사용하여 각각의 형상의 상대 무게를 비교하였다. 대시매트 형상에 있어서 경량화는 개선된 자동차 연비, 엔진 성능 등을 위해 바람직하다. 3개의 점탄성 발포체 형상은 목표물보다 적은 표면 무게를 가졌다. 이들은 (1) 1.2의 비중을 갖는 13 mm의 다우 점탄성 발포체 (제형 #76-16-1OHW); (2) 18 mm의 포멕스 2 pcf 점탄성 발포체; 및 (3) 13 mm의 포멕스 2 pcf 점탄성 발포체이다.Referring to FIG. 5, the surface weights of all viscoelastic foam shapes compared to the target surface weight are shown. Surface weights (ie, the mass of the dashmat structure divided by the area of the panel) were used to compare the relative weight of each shape. Light weight in the dash mat shape is desirable for improved automotive fuel economy, engine performance and the like. The three viscoelastic foam shapes had less surface weight than the target. These were (1) 13 mm Dow viscoelastic foam (formulation # 76-16-1OHW) with a specific gravity of 1.2; (2) 18 mm pomex 2 pcf viscoelastic foam; And (3) 13 mm of POMEX 2 pcf viscoelastic foam.

도 6을 참조하면, 목표 형상과 비교되는 2개의 점탄성 발포체 형상이 도시되어 있다. 유사한 중량 또는 더 낮은 중량을 갖는 이들 2개의 형상은 대시매트 전달 손실을 증가시키는 점탄성 발포체의 능력을 증명한다.Referring to FIG. 6, two viscoelastic foam shapes compared to the target shape are shown. These two shapes with similar or lower weight demonstrate the ability of the viscoelastic foam to increase dashmat transfer losses.

또한, 시험은 종래 슬랩 발포체 대시매트와 비교하여 점탄성 발표체의 소음 감소 능력을 측정하기 위하여 GM 트럭 대시부 상에서 완료하였다. 전달 손실을 자동차 부품에 대해 측정하는 것은 어렵기 때문에, 소음 감소를 전달 손실 대신 사용하였다. 자동차 부품을 잔향실과 무향실 사이의 벽에 배치하였다. 음압 수준을 상기 두 공간에서 측정하여 소음 감소를 평가하였다.The test was also completed on the GM truck dash to measure the noise reduction capability of the viscoelastic presentation compared to the conventional slab foam dashmats. Since transmission losses are difficult to measure for automotive parts, noise reduction was used instead of transmission losses. Automotive parts were placed on the wall between the reverberation chamber and the anechoic chamber. Sound pressure levels were measured in these two spaces to evaluate noise reduction.

도 7을 참조하면, 3개의 상이한 대시매트를 이용하여 자동차 대시부를 시험한 결과가 도시되어 있다. 시험된 3개의 대시매트는 (1) 최적화된 비중 1.4의 대시매트, 즉 비중 1.4의 장벽층 (예를 들어, TPO)을 갖는 종래 슬랩 발포체를 갖는 대시매트; (2) 최적화된 비중 1.8의 대시매트, 즉 비중 1.8의 장벽층 (예를 들어, TPO)을 갖는 종래 슬랩 발포체를 갖는 대시매트; 및 (3) 최적화된 비중 1.4의 대시 매트, 즉 비중 1.4의 장벽층 (예를 들어, TPO)을 갖는 포멕스 2 pcf 점탄성 발포체를 갖는 대시매트로 기재될 수 있다. 밀봉부 마모 발생이 일부 시험 (특히 음의 dB 개선을 나타낸 것)에 대해 630 Hz에서 확인되었다는 것에 주의한다.Referring to FIG. 7, the results of testing an automobile dash using three different dash mats are shown. The three dashmats tested included: (1) a dashmat with an optimized specific gravity of 1.4, that is, a dashmat with a conventional slab foam having a barrier layer of specific gravity 1.4 (e.g., TPO); (2) a dashmat with an optimized specific gravity of 1.8, ie, a dashmat with a conventional slab foam having a barrier layer (eg TPO) of specific gravity of 1.8; And (3) a dash mat having an optimized specific gravity of 1.4, that is, a dash mat having a pomex 2 pcf viscoelastic foam having a barrier layer of specific gravity 1.4 (eg, TPO). Note that seal wear incidence was identified at 630 Hz for some tests (especially showing negative dB improvement).

도 7은 본 발명에 따른 점탄성 발포체를 갖는 대시매트가 종래 슬랩 발포체와 비교하여 2000 Hz 이하에서 우수하게 기능하고, 2000 Hz 초과에서는 종래 슬랩 발포체와 유사하게 기능하는 것을 예시한다.7 illustrates that a dashmat with a viscoelastic foam according to the invention functions better than 2000 Hz below conventional slab foam, and functions similarly to conventional slab foam above 2000 Hz.

흡음층 (12)으로서 점탄성 발포체의 사용은 계 (10)가 적용되는 강철 시트 금속에 대한 진동의 감쇠를 증가시킨다. 이것은 자동차의 내부로의 소음 방사를 감소시킨다. 또한 점탄성 발포체는 감쇠를 통해 장벽층 (14)의 진동 운동을 감소시킨다. 즉, 흡수층은 장벽층에 대한 진동을 감쇠시켜 상기 장벽층의 진동을 감소시킨다. 이러한 방식으로, 흡수층은 진동-감쇠층으로도 작용한다. 이것은 계 (10)의 전달 손실을 증가시킨다. 또한, 점탄성 발포체는 발포체의 기포 구조 및 점탄성으로 인하여 우수한 흡음 특성을 갖는다. 점탄성 발포체 층은 기판, 예컨대 자동차의 성분에 대해 배치되기에 적합하다는 것을 인지할 것이다.The use of viscoelastic foam as the sound absorbing layer 12 increases the damping of vibrations on the steel sheet metal to which the system 10 is applied. This reduces noise radiation into the interior of the vehicle. The viscoelastic foam also reduces the vibrational movement of the barrier layer 14 through damping. That is, the absorber layer dampens vibrations against the barrier layer to reduce the vibration of the barrier layer. In this way, the absorbing layer also acts as a vibration-damping layer. This increases the transmission loss of the system 10. In addition, the viscoelastic foam has excellent sound absorption properties due to the bubble structure and the viscoelasticity of the foam. It will be appreciated that the viscoelastic foam layer is suitable for being placed on a component of a substrate, such as an automobile.

도 8은 동일한 두께의 발포체의 다양한 샘플의 감쇠 비교를 나타낸다. 제목에 열거된 제1 발포체는 상기 기재한 바와 같은 점탄성 발포체이지만, 2 pcf 발포체이다. 열거된 제2 발포체는 1.2 pcf인 슬랩 발포체이다. 발포체 샘플의 중량 또한 나타나있다. 사용된 슬랩 발포체는 멜아민을 포함한다. 감쇠 시험은 당업계에 공지된 방식으로 수행하였다. 샘플을 진동으로 자극시켰다. 전달 함수는 플레이트의 가속도를 가해진 힘으로 나눔으로써 계산된다. 이러한 방식으로, 힘 크기 의 결과에 대한 효과를 제거한다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 점탄성 발포체는 높은 감쇠에 의해 진동 수준을 감소시킨다. 따라서, 점탄성 발표체는 계 (10)에서 흡음층 (12)으로 사용될 경우, 감쇠를 통해 장벽층 (14)의 진동 운동을 감소시킨다. 이것은 전체 계의 전달 손실을 증가시킬 수 있다.8 shows the attenuation comparison of various samples of foam of the same thickness. The first foam listed in the title is a viscoelastic foam as described above, but is a 2 pcf foam. The second foam listed is a slab foam that is 1.2 pcf. The weight of the foam sample is also shown. The slab foam used comprises melamine. The attenuation test was performed in a manner known in the art. The sample was stimulated by vibration. The transfer function is calculated by dividing the acceleration of the plate by the applied force. In this way, the effect on the result of the force magnitude is eliminated. As can be seen in FIG. 8, the viscoelastic foam reduces vibration levels by high damping. Thus, the viscoelastic presenter, when used as the sound absorbing layer 12 in the system 10, reduces the vibrational motion of the barrier layer 14 through attenuation. This can increase the transmission loss of the whole system.

도 9는 동일한 질량을 갖는 샘플의 감쇠 비교를 나타낸다. 시험은 도 8과 관련하여 상기 기재된 바와 동일한 방식으로 수행하였다.9 shows the attenuation comparison of samples having the same mass. The test was performed in the same manner as described above with respect to FIG. 8.

도 10은 강철에 대해 점탄성 층을 배치함으로써 삽입 손실에 대한 효과를 나타낸다. 보다 구체적으로, 계 (10)의 한 샘플을 제조하였다. 샘플은 점탄성 발포체 흡수층 (12), HIPS 장벽층 (14) 및 쇼디 흡수층 (12)으로 이루어졌다. 시험은 먼저 쇼디 흡수층을 강철에 인접하게 배치하고, 상기 기재된 바와 동일한 방식으로 삽입 손실을 측정함으로써 수행되었다. 이후에, 동일한 샘플을 점탄성 흡수층을 강철에 대해 배치하고, 삽입 손실을 측정함으로써 시험하였다. 결과가 도 10에 도시되어 있다. 여기서 알 수 있는 바와 같이, 점탄성 발포체가 강철에 대해 배치될 경우 삽입 손실의 증가가 달성된다. 따라서, 점탄성 발포체층을, 계 (10)가 설치될 때 기판, 예컨대 자동차 성분에 대해 배치하는 것이 바람직하다.10 shows the effect on insertion loss by placing a viscoelastic layer relative to steel. More specifically, one sample of system 10 was prepared. The sample consisted of a viscoelastic foam absorbent layer 12, a HIPS barrier layer 14 and a Shody absorbent layer 12. The test was performed by first placing the Shody absorbent layer adjacent to steel and measuring insertion loss in the same manner as described above. The same sample was then tested by placing the viscoelastic absorbent layer against steel and measuring insertion loss. The results are shown in FIG. As can be seen here, an increase in insertion loss is achieved when viscoelastic foam is placed against steel. Therefore, it is preferable to arrange the viscoelastic foam layer with respect to a substrate, for example an automobile component, when the system 10 is installed.

도 11은 장벽층에 대한 점탄성 발포체의 감쇠 효과를 나타낸다. 장벽에 대한 점탄성 흡수층에 의한 감쇠 효과를 시험하기 위해서 2개의 샘플을 시험하였다. 각각의 경우에, 흡수층은 점탄성 발포체였다. 제1 샘플에서, 점탄성 발포체는 상기 확인된 포멕스 발포체이다. 제2 샘플에서, 점탄성 발포체는 포멕스로부터 입수가능한 퀼라이트 (Qylite)를 포함한다. 각각의 경우에 장벽층은 HIPS였다. 도 11 에 나타낸 바와 같은 주파수 반응은 도 8에서 나타낸 전달 함수와 동일한 것을 의미한다. 주파수 반응을 측정하기 위한 시험은 도 8과 관련하여 상기 기재된 바와 동일하였다. 도 11에 나타낸 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 점탄성 발포체 흡수층은 장벽층의 운동 또는 진동을 감소시킨다. 이것은 자동차의 내부로 전달되는 소음을 감소시킨다. 11 shows the damping effect of viscoelastic foam on the barrier layer. Two samples were tested to test the damping effect by the viscoelastic absorbent layer on the barrier. In each case, the absorbent layer was a viscoelastic foam. In the first sample, the viscoelastic foam is the foamed foams identified above. In the second sample, the viscoelastic foam comprises Qylite available from Formex. In each case the barrier layer was HIPS. The frequency response as shown in FIG. 11 means the same as the transfer function shown in FIG. The test for measuring the frequency response was the same as described above in connection with FIG. 8. As can be seen from the results shown in FIG. 11, the viscoelastic foam absorbent layer reduces the movement or vibration of the barrier layer. This reduces the noise transmitted to the interior of the vehicle.

또한, 계 (10)가 자동차 용도에 특히 적합하지만, 다른 용도에도 사용될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 이러한 다른 용도로는 건설, 산업, 전기제품, 항공 우주 산업, 트럭/버스/레일, 엔터테인먼트, 선박 및 군대 용도를 들 수 있다.It will also be appreciated that although system 10 is particularly suitable for automotive applications, it may be used in other applications. Other such applications include construction, industrial, electrical, aerospace, truck / bus / rail, entertainment, ship and military applications.

본 발명은 설명을 목적으로 상기에 상세히 기재되었지만, 당업자라면 이러한 기재가 단지 상기 목적을 위한 것이며, 본 발명이 특허청구범위에 의해 제한될 수 있는 것을 제외하고는, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어남없이 변경될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.While the present invention has been described in detail above for purposes of illustration, those skilled in the art will depart from the spirit and scope of the invention, except that such description is for the purpose only and the invention may be limited by the claims. It should be understood that they may be changed without.

Claims (19)

약 0.2 내지 약 1.0 범위의 흡수 계수 및 약 0.3 내지 약 2.0 범위의 감쇠 손실 계수 (damping loss factor)를 포함하는 흡음층 (sound-absorbing layer)을 포함하는 차음계.Sound insulation comprising a sound-absorbing layer comprising an absorption coefficient in the range of about 0.2 to about 1.0 and a damping loss factor in the range of about 0.3 to about 2.0. 제1항에 있어서, 상기 흡음층이 점탄성 발포체를 포함하는 것인 차음계.The sound insulation according to claim 1, wherein said sound absorbing layer comprises a viscoelastic foam. 제2항에 있어서, 상기 점탄성 발포체가 약 0.4 내지 1.6 범위의 감쇠 손실 계수를 갖는 것인 차음계.The sound insulation of claim 2, wherein the viscoelastic foam has a damping loss coefficient in the range of about 0.4 to 1.6. 제3항에 있어서, 상기 점탄성 발포체가 약 4x103 Pa 내지 약 1x106 Pa 범위의 탄성율을 갖는 것인 차음계.The sound insulation of claim 3, wherein the viscoelastic foam has an elastic modulus in the range of about 4 × 10 3 Pa to about 1 × 10 6 Pa. 제4항에 있어서, 상기 점탄성 발포체에 고정된, 유체 흐름에 대해 실질적으로 불침투성인 장벽층을 더 포함하는 차음계.5. The sound insulating system of claim 4, further comprising a barrier layer substantially impermeable to fluid flow, secured to the viscoelastic foam. 제5항에 있어서, 상기 점탄성 발포체의 상기 흡수 계수가 약 1000 Hz 내지 약 6000 Hz 범위의 주파수에서 바람직하게는 약 0.7 내지 약 1 범위인 차음계.The sound insulation of claim 5, wherein the absorption coefficient of the viscoelastic foam is preferably in the range of about 0.7 to about 1 at a frequency in the range of about 1000 Hz to about 6000 Hz. 제6항에 있어서, 기판을 더 포함하며, 상기 점탄성 발포체가 상기 기판에 고정된 차음계.7. The sound insulating system of claim 6, further comprising a substrate, wherein the viscoelastic foam is fixed to the substrate. 제7항에 있어서, 상기 기판이 자동차 상의 금속 구조물인 차음계.8. The sound insulation of claim 7, wherein the substrate is a metal structure on an automobile. 약 0.2 내지 약 1.0 범위의 흡수 계수 및 약 0.3 내지 약 2.0 범위의 감쇠 손실 계수를 포함하는 흡음층; 및A sound absorbing layer comprising an absorption coefficient in the range of about 0.2 to about 1.0 and an attenuation loss coefficient in the range of about 0.3 to about 2.0; And 상기 흡음층에 결합된, 유체 흐름에 대해 실질적으로 불침투성인 장벽층을 포함하는 차음계.And a barrier layer coupled to the sound absorbing layer, the barrier layer being substantially impermeable to fluid flow. 제1항에 있어서, 상기 흡음층이 점탄성 발포체를 포함하는 것인 차음계.The sound insulation according to claim 1, wherein said sound absorbing layer comprises a viscoelastic foam. 제10항에 있어서, 상기 점탄성 발포체가 약 0.4 내지 1.6 범위의 감쇠 손실 계수를 갖는 것인 차음계.The sound insulation of claim 10 wherein the viscoelastic foam has a damping loss factor in the range of about 0.4 to 1.6. 제11항에 있어서, 상기 점탄성 발포체가 약 4x103 Pa 내지 약 1x106 Pa 범위의 탄성율을 갖는 것인 차음계.The sound insulation of claim 11, wherein the viscoelastic foam has an elastic modulus in the range of about 4 × 10 3 Pa to about 1 × 10 6 Pa. 제12항에 있어서, 상기 점탄성 발포체의 상기 흡수 계수가 약 1000 Hz 내지 약 6000 Hz 범위의 주파수에서 바람직하게는 약 0.7 내지 약 1 범위인 차음계.The sound insulation of claim 12, wherein the absorption coefficient of the viscoelastic foam is preferably in the range of about 0.7 to about 1 at a frequency in the range of about 1000 Hz to about 6000 Hz. 제13항에 있어서, 기판을 더 포함하며, 상기 점탄성 발포체가 상기 기판에 고정된 차음계.The sound insulation of claim 13, further comprising a substrate, wherein the viscoelastic foam is fixed to the substrate. 제14항에 있어서, 상기 기판이 자동차 상의 금속 구조물인 차음계.15. The sound insulation of claim 14 wherein the substrate is a metal structure on a motor vehicle. 약 1000 Hz 내지 약 6000 Hz 범위의 주파수에서 약 0.7 내지 약 1 범위의 흡수 계수, 및 약 0.4 내지 1.6 범위의 감쇠 손실 계수를 포함하는 점탄성 발포체를 포함하는 흡음층; 및A sound absorbing layer comprising a viscoelastic foam comprising an absorption coefficient in the range of about 0.7 to about 1 and a damping loss coefficient in the range of about 0.4 to 1.6 at a frequency in the range of about 1000 Hz to about 6000 Hz; And 상기 점탄성 발포체에 결합된, 유체 흐름에 대해 실질적으로 불침투성인 장벽층을 포함하는 차음계.And a barrier layer bonded to said viscoelastic foam, said barrier layer being substantially impermeable to fluid flow. 제16항에 있어서, 상기 점탄성 발포체가 약 4x103 Pa 내지 약 1x106 Pa 범위의 탄성율을 갖는 것인 차음계.17. The sound insulating system of claim 16, wherein the viscoelastic foam has an elastic modulus in the range of about 4x10 3 Pa to about 1x10 6 Pa. 제17항에 있어서, 기판을 더 포함하며, 상기 점탄성 발포체가 상기 기판에 고정된 차음계.18. The sound insulating system of claim 17, further comprising a substrate, wherein the viscoelastic foam is secured to the substrate. 제18항에 있어서, 상기 기판이 자동차 상의 금속 구조물인 차음계.19. A sound insulation as claimed in claim 18 wherein said substrate is a metal structure on a motor vehicle.
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