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KR101005985B1 - 소음 경감을 위한 삼차원 형상 기재의 제조 방법 - Google Patents

소음 경감을 위한 삼차원 형상 기재의 제조 방법 Download PDF

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KR101005985B1
KR101005985B1 KR1020030017010A KR20030017010A KR101005985B1 KR 101005985 B1 KR101005985 B1 KR 101005985B1 KR 1020030017010 A KR1020030017010 A KR 1020030017010A KR 20030017010 A KR20030017010 A KR 20030017010A KR 101005985 B1 KR101005985 B1 KR 101005985B1
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스벤 마이어-아렌스
토마스제이 매트윅직크
빈 리
미하엘에이 블라쯔키에비츠
월터 구아르니에리
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바이엘 악티엔게젤샤프트
바이엘 코포레이션
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Abstract

본 발명은 삼차원적인 음향적으로 안정된 자동차 차음재의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 본 방법은 이성분 폴리우레탄 수지를 혼합하고, 수지를 기재에 도포하고, 기재를 성형한 뒤, 수지가 코팅된 기재를 트리밍하고 탈형하는 것을 포함한다.
Figure R1020030017010
삼차원적 복합재, 소음 경감, 폴리우레탄 수지, 차음재

Description

소음 경감을 위한 삼차원 형상 기재의 제조 방법{PROCESS TO MANUFACTURE THREE DIMENSIONALLY SHAPED SUBSTRATE FOR SOUND ABATEMENT}
도 1은 임피던스 관 시험 기구를 개략적으로 설명한다.
도 2는 주파수 범위 100 내지 6,400 Hz에서 상업적 대쉬 차음재로부터의 7.62 mm의 두께를 지닌 슬랩스톡 폼의 흡음률을 예시한다.
도 3은 주파수 범위 100 내지 6,400 Hz에서 포드 타우루스 (등록상표) 울트라라이트 (Ford Taurus Ultralite) 대쉬 차음재의 흡음률을 예시한다.
도 4는 주파수 범위 100 내지 6,400 Hz에서 본 발명에 의한 폴리우레탄 도포 아마삼 섬유 매트와 통상적인 폴리우레탄 폼의 흡음률을 비교 예시한다.
본 발명은 구조 및 방음 특성을 가진 삼차원적 복합재의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 폴리우레탄 수지를 제조하고, 수지를 기재의 첫번째 면에 도포하고 이후에 기재를 원하는 삼차원 구조로 성형하는 것을 포함한다. 더우기 본 발명은 자동차의 음향적으로 안정된 부품의 제조에 관한 것으로, 예를 들면 삼차원 대쉬보드, 내부 및 엔진 측면 방화벽 차음재, 엔진 측면 후드 차음재, 내부 휠 공동 차음재 및 트렁크 격벽 장비 차음재이다.
자동차의 내부는 일반적으로 자동차 프레임을 통해 투과되는 소음으로부터 방음되는데, 이들 소음은 타이어, 노면 소음, 바람 소음, 엔진 소음 및 자동차의 다른 기계 부품으로부터의 잡음에 기인한다. 많은 기재가 당분야에서 자동차의 외부에서부터 자동차의 내부로의 소음을 경감시키는 것으로 알려져 있다. 예를 들면, 외부 소음과 자동차 내부 사이에 섬유상 물질을 제공하는 것은 당분야에서 공지이다. 이 물질은 소음 투과와 진동을 완충시킨다. 당분야에서 다양한 제진재 (damping material)가 알려져 있는데, 예를 들면 부직 직물천인 재생모직 패드 및 폼 폴리우레탄 물질이다. 접착제를 통해서 방음 차단재를 제진재에 도포하는 것은 또한 당분야에서 공지이다. 이런한 도포는 일반적으로 자동차의 카펫에서 행해진다. 상기 예는 미국 특허 4,056,161; 4,966,799; 5,266,143; 및 5,068,001에 제시되어 있다. 그러나 이러한 음향 제진재는 무겁다.
추가적으로, 접착제의 필요성을 제한하는 뾰족한 복합재 음향 차단재를 생산하는 것이 당분야에서 공지이다. 상기 예는 미국 특허 6,109,389에 제시되어 있다. 추가적으로 상당한 하중을 견디고 음향 감쇠를 할 수 있는, 열가소성 수지로 함침된 무기 또는 합성 섬유의 섬유 두께로 제작된 외장으로 양면이 코팅된 다공질 코어로 형성된 구조 및 방음 특성을 갖는 패널 또는 비슷한 성분을 제공하는 것이 당분야에서 공지이다. 상기 예는 미국 특허 5,888,610에 제시되어 있다.
또한 엔진을 보호하고 또는 엔진으로부터 생긴 소음을 흡수하기 위한 자동차의 방화벽에 설치되는 대쉬보드 차음재를 제조하는 두 가지 방법이 당분야에서 공 지이다. 일반적으로, 상기 대쉬보드 차단재는 진공 성형된 중층 황산 바륨 충전된 EVA 또는 PVC 또는 사출 성형된 TPO 외장재 및 디커플러, 예를 들면 주조 폴리우레탄 폼, 스카이브드 폴리우레탄 폼, 폴리에스테르 또는 천연 섬유 및 재생모직 패드로 제조된 섬유 매트로 형성된 진공장치를 포함한다. 섬유 매트의 경우에 페놀 결합제를 사용한다.
공지의 대쉬보드 차음재의 제조 방법은 비닐 시트를 가열하고 그 후 비닐을 성형 용구로 옮기고 이후에 비닐을 진공 성형한다. 만약 차단재가 주조 폼이라면 액체 폼이 그 후 개방된 또는 폐쇄된 성형용구 작업에서 압형된 비닐에 도포되고 그 후 도포된 폼이 탈형되고 트리밍된다. 만약 차단재가 섬유 또는 재생 매트라면, 성형된 비닐은 다른 성형 용구로 옮겨지고 섬유 및 재생모직 매트가 첨가되고 성형되고 경화된다.
상기 방법으로 형성된 차단재는 일반적으로 상기한 폼 또는 매트와 같은 부드럽고 유연한 흡수재에 의한 중층 (두번째 벽)으로부터 철제 방화벽을 통해서 침투하는 소음 및 진동을 완화하여 이중 벽 효과를 갖는다. 수지로 만들어진 페놀 재생모직 패드를 함유하는 차단재는 주로 방화벽을 통한 소음 또는 승객칸으로부터 초래하는 소음을 흡수하는 흡수재로서 작용을 한다.
그러나, 당분야에서 한 면에 폴리우레탄 수지를 도포한 기재를 함유하는 삼차원적 성형 복합재를 제조하는 방법이 필요하다. 특히 자동차를 위한 경량의 음향 및 구조적으로 안정된 삼차원적 차음재를 제공하는 것이 당분야에서 필요하다.
삼차원적 구조의 음향적으로 안정된 자동차 부품이 폴리우레탄 수지를 기재의 첫번째 면에 도포하고 이후에 수지로 코팅된 기재를 성형함으로써 제조될 수 있다고 알려졌다.
본 발명에 따라서 제조된 자동차 부품은 통상적인 폼 및 중층 복합재보다 경량이고 동일한 두께의 주조 폼 또는 연질 슬랩스톡 폼보다 양호한 소음 흡수를 제공한다.
본 발명은 또한 삼차원적인 음향적으로 안정된 대쉬매트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라서 제조된 대쉬매트는 용이하게 설치할 수 있도록 자체 지지된다.
본 발명은 소음 경감을 위한 삼차원적 복합재의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 폴리올 블렌드 및 이소시아네이트를 포함하는 이성분 폴리우레탄 수지를 혼합하는 단계, 수지를 기재의 첫번째 면에 도포하는 단계, 수지로 코팅된 기재를 열성형 용구에 옮기는 단계, 수지로 코팅된 기재를 복합재로 성형하는 단계 및 최종적으로 경화한 후 복합재를 성형 용구로부터 제거하고 복합재를 트리밍하는 단계를 포함하는 삼차원적 흡음 복합재의 제조 방법에 관한 것이다. 더우기, 본 발명에 따르면, 삼차원적 복합재는 기재의 양면에 도포된 수지를 선택적으로 지닐 수 있다.
본 발명에 사용된 폴리우레탄 수지는 광범위한 범위의 폴리올/이소시아네이 트 비율로 제조될 수 있다. 본 발명과 관련하여 사용된 폴리우레탄 수지는 NCO 지수가 90 내지 130 범위를 지닌 것이 바람직하며, 100 내지 120의 범위가 보다 바람직하다.
본 발명에 사용된 폴리우레탄 수지는 폴리올 블렌드를 함유한다. 일반적으로 본 발명의 폴리올 블렌드는 하나 이상의 폴리올 또는 이소시아네이트 반응성 성분을 함유한다. 첫번째 폴리올은 일반적으로 총 블렌드의 약 30 내지 약 80 중량 퍼센트 범위, 바람직하게는 45 내지 약 65 중량 퍼센트로 존재한다. 두번째 폴리올은 일반적으로 약 10 내지 약 64 중량 퍼센트 범위, 바람직하게는 약 27 내지 약 47 중량 퍼센트로 존재한다. 선택적으로, 폴리올 블렌드는 또한 약 0 내지 약 20 중량 퍼센트, 바람직하게는 약 3 내지 10 중량 퍼센트의 지방산을 포함한다. 폴리올 블렌드는 약 0 내지 약 5 중량 퍼센트, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 1 중량 퍼센트 범위의 촉매도 포함할 수 있다. 또한, 폴리올 블렌드는 또한 약 0 내지 약 20 중량 퍼센트, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 중량 퍼센트의 양으로 존재하는 충전제를 포함할 수 있다. 부가적으로, 필요하다면 0 내지 5 중량 퍼센트, 바람직하게는 약 0.5 내지 2 중량 퍼센트 양으로 흑색 안료가 폴리올 블렌드에 첨가될 수 있다. 카본 블랙이 안료로 산업에서 광범위하게 사용되어 왔으나, 유기 염료 또한 사용될 수 있다. 선택적 습윤제가 각종 매트로의 우레탄의 침윤을 더욱 향상시키기 위하여 폴리올 블렌드의 전체 중량을 기준으로 0 내지 5 중량 퍼센트, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량 퍼센트의 양으로 사용될 수 있다.
일반적으로, 이소시아네이트 반응성 화합물은 예를 들어 히드록실기를 가진 화합물을 포함한다. 이 물질들은 전형적으로 500 내지 10,000의 분자량을 가진 고분자량 화합물과 62 내지 499의 분자량을 가진 저분자량 화합물인 두 그룹으로 나뉘어진다. 본 발명의 바람직한 폴리올은 통상적으로 사용되는 출발 물질로부터 유래된 저분자량 폴리에테르인데, 예를 들면, 4,4'-디히드록시 디페닐 프로판, 수크로스, 아닐린, 암모니아, 톨루엔 디아민, 모노에탄올아민, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 트리메틸올 프로판 및 에틸렌 디아민이다.
예를 들어 폴리에테르의 존재하에 스티렌 또는 아크릴로니트릴을 중합하여 형성된 유형의 비닐 중합체로 변형된 폴리에테르 (미국 특허 3,383,351; 3,304,273; 3,523,093; 및 3,110,695; 및 독일 특허 1,152,536)가 OH기를 가진 폴리부타디엔과 같이 또한 적합하다. 부가적으로, 적합한 히드록실기 함유 폴리올은 에틸렌 글리콜, 1,2- 및 1,3-프로필렌 디올, 1,3- 및 1,4- 및 2,3-부탄 디올, 1,6-헥산 디올, 1,10-데칸 디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 글리세롤 및 트리메틸올 프로판을 포함한다.
본 발명에 유용한 폴리올은 예를 들어 아디프산, 프탈산 또는 다른 지방족 또는 방향족 디카르복실산 또는 그들의 무수물과, 저분자량 디올, 예를 들면 프로필렌글리콜, 디-프로필렌글리콜, 트리-프로필렌글리콜 또는 테트라프로필렌글리콜 또는 에틸렌글리콜 및 그의 올리고머, 부탄디올, 헥산디올 또는 폴리에스테르 폴리올의 제조기술에 사용되는 다른 지방족 디올, 비스-페놀-A 또는 다른 방향족 디올의 축합으로부터 유래된 폴리에스테르 폴리올을 포함한다. 또한, 폴리카프로락탐 또는 폴리락티드도 본 발명의 폴리올 조성물에 있을 수 있다. 자연 발생 폴리에스테르 폴리올, 예를 들면 카스터유 또는 변형된 대두유, 랩스유 또는 아마인유 또는 리시놀산 및 부탄디올 또는 폴리리시놀산의 축합 생성물 또한 본 발명에 따라서 사용된 폴리올 블렌드의 형성에 사용될 수 있다.
본 발명에 사용된 폴리올 블렌드는 지방산을 포함할 수도 있다. 알맞은 지방산은 예를 들어 화학식 R(CO2H)n (여기서, n은 1, 2 또는 3 이고 R은 10개 이상의 탄소 원자를 함유함)으로 표시되는 산과 같은 지방산을 포함한다. R은 포화 또는 불포화된 알킬 (즉 고리형, 선형, 분지쇄형), 알카릴, 아랄킬 또는 아릴일 수 있다. 유용한 산의 예는 예를 들어 n-데카노산, 네오데카노산, 라우르산, 팔미트산, 스테아르산, 이소스테아르산, 올레산, 리놀레산 등을 포함한다. 올레산이 바람직한 지방산이다.
본 발명에 사용될 수 있는 다른 첨가물은 각종 유기 금속 화합물과 같은 촉매를 포함하는데, 예를 들면 카르복실산의 주석(II) 염, 카르복실산의 디알킬 주석염, 디알킬 주석 머캅티드, 디알킬 주석 디티오에스테르 및 삼차 아민, 예를 들면 디메틸-시클로헥실아민 {즉, 폴리캣 (Polycat) 8}, 펜타메틸디에틸렌트리아민 (즉, 폴리캣 5), 아세트산 칼륨 (즉, 폴리캣 45), 비스[2-(디메틸아미노)에틸]에테르 {니악스 (Niax) A-1}, 디메틸에탄올아민 (DMEA), 다브코 (Dabco) WT 등이다. 물론 폴리우레탄 화학계 숙련인에게 잘 알려진 어떤 촉매를 사용하는 것 또한 가능하다.
상기 기술된 것처럼 폴리올 블렌드에 포함될 수 있는 적합한 충전제 및 보강 제는 유기 및 무기 화합물, 예를 들면 섬유, 박편, 절단 섬유 내지 미소구 형태의 유리; 운모, 규회석; 탄소 섬유; 카본 블랙; 카본 블랙 페이스트; 활석; 및 칼슘카보네이트와 같은 화합물을 포함한다. 또한 예를 들어 좌석 쿠션 및 SRIM 또는 RIM 부품의 생산 트림으로부터 얻은 입자 크기 100 미크론 미만의 분쇄재생 폴리우레탄도 충전제로 사용될 수 있다.
본 발명의 용도에 사용되는 출발 폴리이소시아네이트 성분은 예를 들면 문헌 [W.Siefken in Justus Leibigs Annalen der Chemie, 562, pages 72-136]에 기재된 유형의 지방족, 고리지방족, 방향지방족, 방향족 및 이종고리 폴리이소시아네이트를 포함한다. 상기 화합물의 특별한 예는 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트; 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트; 시클로헥산-1,3- 및 1,4-디이소시아네이트 및 상기 이성체들의 혼합물이다. 추가의 예는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토-메틸 시클로헥산 (독일 특허 1,202,785, 미국 특허 3,401,190), 2,4- 및 2,6-헥사히드로-톨릴렌 디이소시아네이트 및 상기 이성체들의 혼합물이다. 헥사히드로-1,3- 및(또는) 1,4-페닐렌 디이소시아네이트; 퍼히드로-2,4'- 및(또는) -4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트; 1,3- 및 1,4-페닐렌 디이소시아네이트; 1,4 및 2,5-톨릴렌 디이소시아네이트 및 상기 이성체 혼합물이 또한 본 발명에 적합하다. 예를 들어 영국 특허 874,430 및 848,671에 기재되어 있으며, 아닐린과 포름알데히드를 축합시키고 포스겐화하여 얻은 유형의 디페닐-메탄-2,4 및/또는 4,4'-디이소시아네이트; 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트; 트리페닐 메탄- 4,4',4''-트리이소시아네이트; 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트 또한 본 발명에 사용될 수 있고; 미국 특허 3,454,606에 따른 m- 및 p-이소시아네이토-페닐술포닐 이소시아네이트; 예를 들면 독일 특허 1,157,601 (미국 특허 3,277,138)에 기재된 유형의 과염소산화 아릴 폴리이소시아네이트; 독일 특허 1,902,007 (미국 특허 3,152,162)에 기재된 유형의 카르보디이미드기를 함유한 폴리이소시아네이트; 미국 특허 3,492,330에 기재된 유형의 디이소시아네이트; 및 예를 들면 영국 특허 993,890, 벨기에 특허 761,626 및 공개된 네덜란드 특허 출원 번호 7,102,524에 기재된 유형의 알로파네이트기를 함유한 폴리이소시아네이트는 여전히 적합한 이소시아네이트의 예이다. 또한, 예를 들어 미국 특허 3,001,973; 독일 공개 번호 1,929,034 및 2,004,408에 기재된 유형의 이소시아누레이트기를 함유한 폴리이소시아네이트; 예를 들어 벨기에 특허 752,261 또는 미국 특허 3,394,164에 기재된 유형의 우레탄기를 함유한 폴리이소시아네이트; 독일 특허 1,230,778에 따르는 아실화 우레아기를 함유한 폴리이소시아네이트 및 예를 들어 독일 특허 1,101,394 (미국 특허 3,124,605 및 3,201,372) 및 영국 특허 889,050에 기재된 유형의 비우렛기를 함유한 폴리이소시아네이트 또한 적합하다.
가공 온도에서 액상인 방향족 폴리이소시아네이트가 바람직하게 사용된다. 바람직한 출발 폴리이소시아네이트는 실온에서 액상인 4,4'-디이소시아네이토-디페닐메탄의 유도체, 예를 들어 독일 특허 1,618,380 (미국 특허 3,644,457) 에 따라 얻을 수 있는 유형의 우레탄기를 함유한 액상의 폴리이소시아네이트를 포함한다. 이것은 예를 들어 1 몰의 4,4'-디이소시아네이토-디페닐메탄을 0.05 내지 0.3 몰의 저분자량 디올 또는 트리올, 바람직하게는 700 미만의 분자량을 가진 폴리프로필렌 글리콜과 반응시켜 생산할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 사용된 방향족 폴리이소시아네이트는 약 1 내지 약 16 중량 퍼센트, 더욱 바람직하게는 약 2 내지 약 12의 범위의 2,4-디페닐린메탄 디이소시아네이트 함량을 갖는다.
선택적으로, 본 발명에 따라, 프레폴리머를 폴리우레탄 수지에 대한 성분으로서 사용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 폴리올 성분은 촉매 없이 폴리이소시아네이트와 반응하여 프레폴리머를 조제할 수 있다. 폴리우레탄 수지를 제조하기 위해, 폴리올의 남은 부분을 첨가하고 성분들을 촉매 및 다른 적절한 첨가제가 있는 상태에서 함께 반응하게 할 수 있다. 다른 첨가제는 성분의 혼합 이전에 프레폴리머 또는 잔여 폴리올 또는 양쪽 모두에 첨가하여 반응의 말기에 폴리우레탄 수지를 얻게 된다.
본 발명에 사용하기에 적합한 기재는 아마, 아마삼, 대마, 황마, 폴리우레탄 폼입자 또는 그들의 혼합물로 구성된 섬유 매트, 폴리프로필렌 또는 폴리에테르 섬유가 더해진 대마로 구성된 천연 섬유 및 합성 섬유의 매트, 폴리에테르 섬유, 재생모직 패드, 연질 또는 경질 성형성 폴리우레탄 폼으로 만들어진 합성 매트를 포함한다. 바람직하게는 기재의 중량은 400 및 1200 g/m2 사이이다. 섬유 매트는 약 0.01 내지 약 50 중량 퍼센트의 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 섬유 매트가 연질 폴리우레탄 폼이라면, 그것은 약 12 내지 약 75 kg/㎥의 밀 도를 가질 수 있으며, 섬유 매트가 경질 성형성 폼이라면, 약 10 내지 약 40 kg/㎥의 밀도를 가질 수 있다.
상기 기술된 이성분 폴리우레탄 수지는 당 분야의 어떤 알려진 방법, 바람직하게는 브러슁, 고무래질 내지 롤러 도포기를 통해 기재에 도포할 수 있다. 더욱 바람직하게는 이성분 폴리우레탄 수지를 충돌 혼합을 사용하는 고압 분사 헤드 (압력 > 500 psi (3447 kPa)) 또는 분사 헤드 내에 고정 혼합기를 가진 저압 장치 (압력 < 150 psi (1034 kPa))를 사용하여 기재의 첫번째 면에 분사한다.
일반적으로, 폴리우레탄 수지는 150 내지 약 1500 g/m2의 양으로 기재에 도포할 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 통상적인 가공 기술을 사용하여 성형될 수 있다. 일반적으로 기재는 온도가 90 내지 130 ℃인 주형 또는 성형 용구에서 약 60 내지 약 120초 동안 통상적인 압력에서 성형한다. 선택적으로 향상된 강도를 제공하기 위해 복합재를 성형하기 전에 수지로 도포된 기재 아래 종이 벌집 시트를 놓아둘 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 음향적으로 안정된 자동차 부품은 삼차원적 대쉬매트, 내부 및 엔진 측면 방화벽 차음재, 엔진 측면 후드 차음재, 내부 휠 공동 차음재 및 트렁크 격벽 장비 차음재을 포함한다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 더 예시되지만, 그에 의해 제한되지는 않으며 모든 패드 및 퍼센트는 특별히 달리 언급하지 않으면 중량 기준으로 한 것이다.
실시예
일반적인 절차
하기 이소시아네이트 및 폴리올은 본 발명에 유용한 폴리우레탄 수지 성분들의 예이다.
이소시아네이트 1 : 1 내지 7 중량 퍼센트의 2,4 MDI 이성체 함량을 가진 시판되는 방향족 중합성 디페닐메탄 디이소시아네이트.
이소시아네이트 2 : 약 80 내지 약 100 중량 퍼센트의 이소시아네이트 1 및 약 0.01 내지 약 20 중량 퍼센트의 시판되는 올레산/아디프산/펜타에리트리톨 혼합물의 반응 혼합물 (또는 프레폴리머)
이소시아네이트 3 : 시판되는 방향족 중합성 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트
폴리올 A : 수크로스/폴리글리콜/물을 출발 물질로 하여 만들어진 분자량 약 440인 폴리에테르
폴리올 B : 모노에탄올아민을 출발 물질로 하여 만들어진 분자량 약 240인 폴리에테르
폴리올 블렌드
성분 중량%
폴리올 A 55
폴리올 B 37
올레산 5
아세트산 칼륨 {폴리캣 45, 에어 프로덕트 (Air Products)} 0.5
블랙 페이스트 2.5
실시예 1 :
면적 중량 약 1000 g/m2인 아마삼 매트 (50 % 아마, 50% 삼) 시트를 수평 지지 설비에 놓았다. 매트의 크기는 성형 용구의 치수에 기초하였다. 매트는 성형 단계 동안 성형 용구의 모든 부위를 덮어야 한다. 100:139.4의 POLYOL/ISO의 혼합비를 가진, 이소시아네이트 2와 배합된 표 1에 따른 폴리올을 내부 고정 혼합기를 가진 저압 혼합 헤드를 사용하여 매트의 상부 표면에 도포하였다. 상기 도포 유형에 유용한 장치를 예를 들면 랑게만(Langemann)으로부터 구입하였다. 전형적 압력은 300 psi였고, 처리량은 약 20 g/s에 맞추었으며, 매트에 분사된 폴리우레탄 수지 전체량은 약 500 g/m2였다.
그 후 기재를 90 ℃까지 가열된 알루미늄 성형 용구로 옮겼다. 수지 처리된 표면이 주형의 숫부위로 향하게 하여 기재를 주형의 숫부위에 놓았다. 결과적으로 최종 부품의 폴리우레탄 층을 소음원으로 향하게 하였다. 기재된 부품의 제조에 사용된 주형은 비닐 중층 및 성형된 풀리우레탄 연질 폼으로 조성된 통상적인 대쉬 차음재의 성형용으로 고안되었기 때문에, 성형 작업 동안 필요한 압축력을 제공하기 위해 재생모직 패드의 지지층 (비압축시 두께 약 5 cm, 밀도 약 70 kg/㎥)을 기재의 상단에 놓았다. 주형을 닫고 수지를 120 초 동안 경화하였다. 그 후 부품을 주형으로부터 제거하고, 지지 재생모직 패드로부터 깨끗이 하고 트리밍하였다.
임피던스 관 시험
실시예 1에서 제조된 기재 및 통상적인 차음재을 임피던스 관 시험을 하였 다. ASTM E 1050 (관, 두 개의 마이크로폰 및 디지탈 주파수 분석 시스템을 이용한 음향 물질의 임피던스 및 흡수에 대한 표준 시험 방법 )이 도 2-4의 자료를 얻는데 사용된 절차였다.
두 개의 마이크로폰, 임피던스 관 방법 시험 설비는 도 1에 개략적으로 나와있다. 임피던스 관, 두개의 ¼" 콘덴서 마이크로폰, 전력 증폭기, 속성 푸리어 전환 다채널 분석기 및 브루엘 & 제이어 소프트웨어를 지닌 컴퓨터를 포함하는 브루엘 & 제이어 시스템을 사용하였다. 다른 주파수 범위의 측정을 위해 두가지 다른 크기의 관을 사용하였다. 큰 관 (직경 100 mm)을 주파수 100 Hz 내지 1600 Hz에 대해, 작은 관 (직경 29 mm)은 주파수 500 Hz 내지 6400 Hz에 대해 사용하였다.
관의 한쪽 말단에 위치한 스피커는 관에서 넓은 영역의 정상 음향 평면파를 발생하였다. 시험 시료는 경질 피스톤 지지체를 지닌 반대 말단에 위치하였다. 넓은 영역의 파동을 관 벽의 두개 위치의 음향 압력 사이의 전달 기능 관계를 이용하여 입사 및 반사 성분으로 분리하였다. 분석기는 각각의 해당 주파수에서 반사압 대 입사압의 진폭 비로부터 반사 계수 정도, R을 계산하였다. 그러면, 주파수 의존 SA 계수는 다음과 같이 주어진다.
α(f) = 1 - R(f) 2
ASTM 방법은 물질의 같은 블록에서 자른 두개 이상의 29 mm 및 두개의 100 mm 시험편의 시험을 권장한다. 부품의 고유의 가변성들을 어느 정도 고려해야 하기 때문에, 이 결과들을 평균하는 것이 보다 양호한 물질 성능 평가를 제공할 것이 다.
도 2,3 및 4에 비교하여 예증되었듯이 본 발명에 따라 제조된 폴리우레탄 수지 성분은 당 기술에서 알려진 다른 소음 차음재 보다 덜 조밀하고 더 높은 흡음률을 갖는다.
발명이 예증의 목적으로 위에 상세히 설명되었지만, 그 상세함은 단지 그 목적일 뿐이며 청구 범위에 의해 제한될 수 있는 경우를 제외하고는 발명의 취지 및 영역을 벗어남이 없이 당업계의 숙련인에 의해 변화가 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
본 발명에 따라 제조된 폴리우레탄 수지 성분은 당 기술에서 알려진 다른 차음재 보다 덜 조밀하고 더 높은 흡음률을 갖는다.

Claims (25)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 폴리올 블렌드 및 이소시아네이트 또는 프레폴리머를 포함하는 이성분 폴리우레탄 수지를 혼합하는 단계, 수지를 충돌 혼합을 이용하며 500 psi (3447 kPa)를 초과하는 압력에서 작동하는 헤드에 의해 분사하여, 수지를 기재의 첫번째 면에 도포하는 단계, 수지 코팅된 기재를 열성형 용구에 옮기는 단계, 수지 코팅된 기재를 복합재로 성형하는 단계, 성형 용구로부터 복합재를 제거하고 복합재를 트리밍하는 단계를 포함하는, 방음용의 삼차원적 복합재의 제조 방법.
  4. 폴리올 블렌드 및 이소시아네이트 또는 프레폴리머를 포함하는 이성분 폴리우레탄 수지를 혼합하는 단계, 수지를 고정 혼합기가 있으며 150 psi (1034 kPa) 미만의 압력에서 작동하는 헤드에 의해 분사하여, 수지를 기재의 첫번째 면에 도포하는 단계, 수지 코팅된 기재를 열성형 용구에 옮기는 단계, 수지 코팅된 기재를 복합재로 성형하는 단계, 성형 용구로부터 복합재를 제거하고 복합재를 트리밍하는 단계를 포함하는, 방음용의 삼차원적 복합재의 제조 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 수지를 150 내지 1500 g/㎡의 양으로 분사하는 것을 특징으로 하는 방음용의 삼차원적 복합재의 제조 방법.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 기재가 천연 섬유 매트, 합성 섬유 매트, 재생모직 패드, 연질 폴리우레탄 폼, 경질 성형성 폴리우레탄 폼 및 그의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 기재 중량이 400 내지 1200 g/㎡인 방법.
  8. 제6항에 있어서, 섬유 매트가 0.01 내지 50 중량%의 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르를 포함하며, 섬유 매트가 400 내지 1200 g/㎡의 면적 중량을 갖는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 연질 폴리우레탄 폼이 12 내지 75 kg/㎥의 밀도를 갖는 방법.
  10. 제6항에 있어서, 경질 성형성 폴리우레탄 폼이 10 내지 40 kg/㎥의 밀도를 갖는 방법.
  11. 제3항 또는 제4항에 있어서, 폴리우레탄 블렌드가 30 내지 60 중량%의 폴리올 혼합물 및 25 내지 55 중량%의 이소시아네이트를 포함하는 방법.
  12. 제3항 또는 제4항에 있어서, 수지 기재를 성형하기 전에 기재의 두번째 면에 종이 벌집 시트를 놓는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제3항 또는 제4항에 있어서, 폴리올 블렌드가 지방산, 촉매 및 충전제를 추가로 포함하는 방법.
  14. 제3항 또는 제4항에 있어서, 폴리올 블렌드가 그의 총 중량을 기준으로 하여 30 내지 80 중량%의 첫번째 폴리올 및 10 내지 64 중량%의 두번째 폴리올을 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 폴리올 블렌드의 총 중량을 기준으로 하여, 지방산이 1 내지 20 중량%로 존재하고, 촉매가 1 내지 2 중량%로 존재하고, 충전제가 1 내지 10 중량%로 존재하는 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제3항 또는 제4항에 있어서, 폴리우레탄 수지가 90 내지 130 범위의 NCO 지수를 갖는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 폴리우레탄 수지가 100 내지 120 범위의 NCO 지수를 갖는 방법.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 폴리우레탄 수지가 기재의 첫번째 면에 도포되고 수지 도포된 기재가 성형되는 기재 및 폴리우레탄 수지를 포함하며, 벌집 종이 시트가 성형 전에 기재의 두번째 면에 도포되는 삼차원적 복합재.
  23. 제22항에 있어서, 폴리우레탄 수지가 90 내지 130 범위의 NCO 지수를 갖는 삼차원적 복합재.
  24. 제3항 또는 제4항에 있어서, 방음용의 삼차원적 복합재가 대쉬 차음재 또는 후드 차음재인 방법.
  25. 제22항에 있어서, 대쉬 차음재 또는 후드 차음재인 삼차원적 복합재.
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