KR102018641B1

KR102018641B1 - 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR102018641B1
Application number: KR1020180037188A
Authority: KR
Inventors: 박성탁; 박창석
Original assignee: 원풍물산주식회사
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2038-03-30

Abstract

본 발명은 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 창성 발포제(30)가 함침된 부직포층(10); 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40) 70 중량부 내지 90중량부로 이루어진 코팅재(50); 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)필름, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름 중 하나의 필름층(60); 에어레이드(Air-laid) 공법에 의해 제조된 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70); 순으로 적층된 것을 특징으로 한다.

Description

팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 및 그의 제조방법{Dash insulator for vehicle having expandable foaming agent and method for manufacturing the same}

본 발명은 차량용 대쉬 인슐레이터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 부직포층에 팽창형 발포제 함침 및 부직포층 일면에 팽창형 발포제를 코팅시켜 성형시 입체적 형상구현이 가능한 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

차량용 대쉬 인슐레이터는 엔진룸과 운전자의 실내공간 사이에 위치하여 엔진 내의 폭발음, 피스톤과 실린더의 마찰음, 흡배기 계통의 공명음과 같은 엔진룸에서 발생된 소음과 엔진에서 발생된 고열이 운전자가 위치되는 차량실내로 유입되는 것을 억제하는 역할을 한다.

현재 차량용 대쉬 인슐레이터는 파일사, 기포지, 라텍스층, 1차 코팅층, 2차코팅층과 같이 다층으로 구성되어 있다.

차량용 대쉬 인슐레이터는 소음을 효과적으로 흡음할 수 있도록 소재의 통기성과 표면적을 증대시킬 수 있는 PU (Poly-Urethane) Foam과 같은 다공성 발포체나 PET (Poly-Ethylene Terephthalate) Felt와 같은 섬유제품이 사용된다.

이와 같은 차량용 대쉬 인슐레이터는 제품성형시 예열온도가 높고, 예열시간이 상대적으로 긴 단점이 있었다.

또한 차량용 대쉬 인슐레이터 원단이 두꺼워 고주파 융착이 어렵고, 고주파 융착시 상대적으로 긴 시간이 필요하였으며, 통기성이 낮고, 비에 노출될 경우 백화현상이 발생하는 문제가 있었다.

차량용 대쉬 인슐레이터는 다양한 요구 성능에 부합하도록 다층 복합구조로 제조되기 때문에, 층별 소재를 개별적으로 생산하여 이송 후, 별도 합지공정에서 필름이나 접착제 등을 이용하여 표면부직포와 흡음부직포, 차음재 등을 제조하므로 공정수가 많아 생산효율이 떨어지고, 성형공정의 경우 표면부직포 성형공정과 흡음부직포 성형공정 또는 PU Foam 발포 공정으로 구성되어 있어 각 공정에 맞는 금형이 개별적으로 제작되어야 하고, 특히 PU Foam 발포 시 유해물질 발생으로 인해 작업환경 개선에 대한 요구가 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-1128199호(2012.03.12.)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부직포층에 팽창형 발포제 함침 및 부직포층 표면에 팽창형 발포제를 코팅시켜 흡음성, 난연성, 내열성, 차열성이 우수함은 물론, 부직포층의 표면에 팽창형 발포제가 코팅되어 있어 성형시 입체적 형상구현이 가능한 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 및 그의 제조방법을 제공한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)로 이루어진 부직포층를 제조단계(S1); 아크릴 수지 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지와 팽창형 발포제(30)를 혼합한 함침액(20)을 제조단계(S2); 상기 S2 단계에서의 함침액(20)에 상기 부직포층를 디핑시키는 단계(S3); 상기 S3 단계 이후 디핑된 부직포층(10)을 건조하는 단계(S4); 상기 S4 단계에서 건조된 부직포층(10)의 일면에 팽창형 발포제(30)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40)로 이루어진 코팅층(50)을 코팅하는 단계(S5); 상기 S5 단계에서 코팅된 코팅층(50)을 건조하는 단계(S6); 상기 S6 단계에서 건조된 부직포층(10)의 코팅층에 필름층(60)을 결합하는 단계(S7); 상기 S7 단계이후 필름층(60)에 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70)을 결합하는 단계(S8);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S8 단계이후 예열하는 단계(S9); 상기 S9 단계이후 냉간성형하는 단계(S10)가 추가된다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S1 단계에서의 부직포층(10)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 50 중량부 내지 60 중량부이고, RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)는 40 중량부 내지 50 중량부로 이루어진다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S2 단계에서의 아크릴 수지는 아크릴 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부로 이루어진다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S2 단계에서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부로 이루어진다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S2 단계에서의 함침액에 혼합되는 팽창형 발포제(30)는 상기 아크릴 수지 또는 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지(함침액) 100중량부를 기준으로, 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부를 추가한다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S5 단계에서의 코팅층(50)은 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40) 70 중량부 내지 90중량부로 이루어진다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S7 단계에서의 필름층은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)필름, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름 중 하나이거나, 2이상의 혼합할 수 있다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S8단계에서의 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70)은 에어레이드(Air-laid) 공법에 의해 제조된 것이다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S4의 건조단계에서의 건조온도는 110 내지 140℃이고, 건조속도는 6 내지 10m/분이다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S6의 건조단계에서의 건조온도는 110 내지 140℃이고, 건조속도는 3 내지 5m/분이다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S3단계에서 부직포층에 함침된 팽창형 발포제(30)와 S5단계에서 부직포층에 코팅된 팽창형 발포제(30)는 상기 S9단계의 예열시 팽창된다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법은 상기 S9단계의 예열온도는 200 내지 250℃이다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터는 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10); 팽창형 발포제(30)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40)로 이루어진 코팅재(50); 필름층(60); 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70); 순으로 적층된 것이다.

본 발명에 따른 팽창형 발포제를 이용한 차량용 대쉬 인슐레이터는, 부직포층에 팽창형 발포제가 함침되어 있어 흡음성, 난연성, 내열성, 차열성이 우수함은 물론, 부직포층의 표면에 팽창형 발포제가 코팅되어 있어 성형시 입체적 형상구현이 가능하다.

본 발명에 따른 팽창형 발포제를 이용한 차량용 대쉬 인슐레이터는 부직포층에 함침된 팽창형 발포제와 부직포층에 코팅된 팽창형 발포제는 경화과정 중에 성형이 가능하므로, 입체구조의 성형이 가능하고, 200℃ 이상의 고온이 발생하는 소음장치에 직접 적용되어도 성형체의 변형없이 흠음과 차음효과가 유지된다.

본 발명에 따른 팽창형 발포제를 이용한 차량용 대쉬 인슐레이터는 라텍스코팅시 필요로 하는 가열과정이 필요없고, 라텍스코팅시 발생하는 유해물질을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 팽창형 발포제를 이용한 차량용 대쉬 인슐레이터는 부직포층에 팽창형 발포제를 디핑후 건조, 다시 팽창형 발포제를 코팅하여 부직포층와 팽창형 발포제를 일체화시켜 흡차음 기능을 증대시킬 수 있고 공정 단순화를 통한 생산시간 단축 및 원가절감 가능하다.

본 발명에 따른 팽창형 발포제를 이용한 차량용 대쉬 인슐레이터는 부직포층에 의하여 1차 흡음되고, 함침과 코팅된 팽창형 발포제에 의하여 2차 흡음되어 흡음성능이 향상되고, 팽창형 발포제의 량을 조절하여 부직포층이나, 펠트층, 필름층의 변화없이도 두께제어가 가능한 작용효과를 갖는다.

도 1은 대쉬 인슐레이터가 차량에서 적용되는 위치 및 엔진측과 운자자측의 다층구조에서의 배치 개념도이다.
도 2는 본 발명의 차량용 대쉬 인슐레이터 적층구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 팽창형 발포제 도면이다.
도 4는 본 발명의 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

이하에서 본 발명의 구현예들을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 구성 또는 기능에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 대쉬 인슐레이터가 차량에서 적용되는 위치 및 엔진측과 운자자측의 다층구조에서의 배치 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 차량용 대쉬 인슐레이터는 차량의 엔진룸과 운전자측 사이에 설치되어 엔진룸에서 발생된 소음과 고열이 주행중 운전자측의 실내로 유입되지 않도록 소음에 대한 흡음과 차음, 소음저감, 단열의 온도완충 기능으로 운전자 및 탑승자에게 안락함을 주는 기능을 담당하고, 차량 엔진룸과 실내측의 형상에 맞추어 곡면을 이루거나 굽히는 등의 형태가 복잡하다.

이를 위하여 차량용 대쉬 인슐레이터를 이루는 소재는 흡음과 차음 기능을 위한 흡음층 및 차음층 등의 다수층을 적층한 후 차종에 따른 형상으로 용이하게 성형시키기 위한 성형성 등을 필요로 한다.

종래기술의 차량용 대쉬 인슐레이터는 흡차음 소재공정과 성형공정으로 나누어지는데, 흡차음소재는 표면부직포와 흡음부직포, 차음재를 제조하는 업체로 세분화되어 있으며, 성형공정은 차종에 따라 표면부직포 성형과 흠음부직포 성형 및 폴리우레탄 폼(PU Foam) 발포공정으로 이루어져 있어 제조공정이 복잡하고, 공정마다 별도의 금형이 필요하며, 각각 성형된 층을 다시 결합시켜야만 하므로 제조공정이 복잡하였다.

또한 종래기술에 의한 폴리우레탄 폼(PU Foam) 발포 사용되는 브롬계 난연제인 penta-BDE(penta-bromodiphenyl ether)의 경우 소방안전 요건을 부합하는 측면에서 가장 비용효과적인 난연제로 널리 활용되고 있으나, 환경 내 잔류성과 생체 축적성을 가지고 있는 매우 유독한 성질로 인해 세계 각국에서는 유해물질로 규정하고 이에 대한 사용을 규제하고 있고, 폴리우레탄 폼(PU Foam)이 흡음성능과 압축변화율, 압축탄성력 등이 우수하나, 통기성이 떨어지고, 상대적으로 무거우며, 재활용 또는 재생이 불가능하다는 단점이 있어 이의 대체방안을 지속적으로 연구개발하고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 적층구조를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터는 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10); 팽창형 발포제(30)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40)로 이루어진 코팅층(50); 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)필름, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름 중 하나의 필름층(60); 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70); 순으로 적층되어 있다.

상기 부직포층(10)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)재질의 RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)로 이루어진다.

상기 부직포층(10)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 50 중량부 내지 60 중량부, RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber) 40 중량부 내지 50 중량부인 것이 바람직하다.

본 발명의 부직포층(10)에 사용되는 RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)는 융점이 110℃ 내지 180℃의 범위를 갖는데, 이는 대쉬 인슐레이터를 이루는 다수의 층들이 적층된 후 성형을 위하여 예열을 할 때 상기 RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)가 용융하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 사이에 흘러들어 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 부직포층(10)에 함침되어 있는 팽창형 발포제(30)를 결합시키는 기능을 수행한다.

상기 RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)는 부직포층(10) 100 중량부 기준으로, RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber) 40 중량부 내지 50 중량부를 갖는데 40 중량부 미만이면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 팽창형 발포제를 결합시키는 결합력을 갖기 어렵고, 50 중량부 초과이면 흡차음층(30)의 기재인 테레프탈레이트(PET) 섬유량이 줄어들어 기재의 강도가 낮아진다.

본 발명의 부직포층(10)에 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 부직포층(10)의 기재역할을 하는데 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유가 50 중량부 미만이면, 부직포층(10)의 기재의 강도가 낮아지고, 60 중량부 초과이면, 부직포층(10)의 기재의 강도는 높아지지만, 결합력이 저하된다.

상기 부직포층(10)은 1.5 내지 10데니아의 섬도, 51 내지 64mm의 길이이고, 단위면적당 무게는 500 내지 1,000g/㎡인 것이 바람직하다.

상기 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10)는 엔진룸측에 위치하는 것으로 부직포층를 이루는 섬유 사이에 아크릴 수지 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지와 팽창형 발포제(30)가 위치하여, 차종별 형상으로 성형하기 전 예비가열시 팽창형 발포제가 팽창된다.

상기 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10)는 섬유사이의 간극에서 1차흡음되고, 상기 팽창형 발포제(30)의 내부코어가 팽창되어 팽창된 내부코어에서 2차 흡음되고, 상기 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10)내에 위치한 발포제(30)가 팽창되면서 부직포층와 팽창된 발포제 사이에 간극이 추가로 발생되면서 3차 흡음된다.

따라서 상기 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10)는 팽창된 발포제(30)를 함침시킴으로 인하여 흡음성이 매우 향상되고, 단열성이 증가하게 되는 효과를 갖는다.

도 4는 본 발명에 사용되는 팽창형 발포제(30)를 나타내는 도면이다.

본 발명에 사용되는 팽창형 발포제(30)는 내부 코어(core)와 외부 피복층으로 이루어져 있고, 상기 내부 코어는 소정 온도 이상에서 용융되는 부피 팽창형 물질로 이루어져 있으며, 상기 내부 코어의 외부는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 물질로 이루어진 외부 피복층을 갖는다. 팽창형 발포제(30)는 180 ~ 200℃의 온도범위에서 내부 코어가 팽창한다.

본 발명의 팽창형 발포제(30)를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 코팅층(50)은 후술할 차음층인 필름층(60)과 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10)를 결합하는 기능과, 필름층(60)과 부직포층(10)사이에 팽창형 발포제(30)가 추가적으로 포함되어 팽창형 발포제(30)에 의한 흡음성능, 단열성능과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40)의 용융에 의하여 형성되는 접착층에 의한 차음성능을 증가시키고, 차종별 형상으로 성형시 성형성을 향상시키는 효과를 갖는다.

상기코팅층(50)은 30 내지 150g/㎡의 면밀도를 갖는 것이 바람직하다.

상기 코팅층(50)은 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40) 70 중량부 내지 90중량부로 이루어진다. 팽창형 발포제(30)가 10 중량부 미만이면 발포제 함량이 낮아 원하는 흡음과 단열성능을 갖지 못하고, 팽창형 발포제(30)가 20 중량부 초과하면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40)가 부족하여 필름층과 부직포층간의 결합력이 낮아진다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 필름층(60)은 차음기능과 운전자측의 노출되는 펠트층(70)과의 결합기능을 갖는다.

상기 필름층(60)은 100 내지 300g/㎡의 면밀도를 갖는 것이 바람직하다.

상기 필름층(60)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)필름, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름 중 하나이거나, 2이상의 필름소재를 혼합한 것일 수 있다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 펠트층(70)은 차량에 설치시 운전자측으로 노출된다. 이는 운전자측에서 발생되는 소음을 흡음하기 위하여 기공을 갖는 에어레이드(Air-laid) 공법에 의해 제조된 데님 코튼 펠트로 제조된다.

상기 펠트층(70)은 300 내지 1,200g/㎡의 면밀도를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법을 설명한다.

먼저, S1 단계로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 50 중량부 내지 60 중량부, RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber) 40 중량부 내지 50 중량부를 각각 카딩(Carding)하여 혼방한 후 적층하여 부직포층(10)을 형성한다.

S2 단계로 아크릴 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부 또는 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부의 수지에 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부가 혼합된 함침액(20)을 제조한다.

상기 함침액(20)은 아크릴 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부와 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부가 혼합된 함침액(20)이거나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부와 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부가 혼합된 함침액(20)일 수 있다.

S3 단계로 상기 팽창형 발포제(30)를 포함하는 함침액(20)에 S1 단계에서 제조된 부직포층(10)을 디핑한다.

S4 단계로 상기 S3 단계에서 함침액에 디핑시켜 수지와 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포층(10)을 꺼내 건조한다. 이때의 건조온도는 100 내지 140℃에서 6 내지 10m/분의 속도로 이송하면서 건조한다.

S5 단계로 상기 S5 단계에서 건조된 부직포층(10)의 일면에 팽창형 발포제(30)와 바인더(40) 70 중량부 내지 90중량부로 이루어진 코팅층(50)을 코팅한다.

상기 코팅층(50)은 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40) 70 중량부 내지 90중량부로 이루어진다.

S6 단계로 상기 S5 단계에서 코팅된 부칙포층(10)을 가열온도 110 내지 140℃에서 3 내지 5m/분의 속도로 이송하면서 건조한다.

S7 단계는 상기 S6 단계에서 건조된 코팅층(50)을 가스라미네이팅에 의하여 필름층(60)을 결합한다.

상기 필름층(60)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)필름, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름 중 하나의 필름층(60)이거나, 2개 이상의 필름소재를 혼합한 필름층(60)일 수 있다.

S8 단계는 상기 S7 단계에서 겹합된 필름층(60)에 펠트층(70)을 결합한다.

상기 펠트층(70)은 에어레이드(Air-laid) 공법에 의해 제조된 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70)을 가스 라미네이팅에 의해 결합한다.

S9 단계는 상기 S8 단계에서 결합된 차량용 대쉬 인슐레이터를 성형하기 전에 예열한다.

상기 예열온도는 20 내지 250℃이고, 이 예열온도에서 팽창형 발포제(30)가 팽창한다. 이때 모든 팽창형 발포제(30)가 모두 팽창하는 것은 아니다.

S10 단계는 상기 S9 단계이후 상온의 금형에서 냉간성형하여 최종적으로 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터를 제조한다.

상기 냉간성형시 냉각된 금형에 위치된 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터를 5~10 Kgf/㎠ 범위의 가압력으로 가압성형한다. 가압력은 소재의 두께와 재질에 따라 달리 설정한다.

상기 가압성형시 상/하부 금형에 의하여 순간적으로 성형하는 것이 아니라, 가압상태를 소정시간 유지한다. 가압상태의 유지시간은 1분 30초 ~ 3분이 바람직하다.

상기 가압유지시간이 30초 미만인 경우에는 성형후 소재가 복원되어 원하는 형상을 얻기 곤란하고, 가압유지시간이 40초 초과인 경우에는 가열된 금형과 가압력에 의하여 과도하게 유지되어 섬유들 사이의 결합력은 향상되지만 기공이 감소되어 흡음기능이 저하되는 단점이 있다.

<실시예 1>

부직포층(10)의 소재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 300 중량과 LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)는 200 중량을 각각 카딩, 혼방, 적층, 니들펀칭(4회)하여 부직포층(10)을 제조하였다.

함침액(20)은 다음과 같이 제조하였다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 고형분 4000 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부를 혼합하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 함침액을 제조한 후,

상기 팽창형 발포제(30) 20 중량부를 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 함침액에 투입하여 팽창형 발포재(30)가 포함된 함침액(20)을 제조하였다.

다음으로, 상기 제조된 부직포층(10)을 상기 팽창형 발포제(30)를 혼합한 함침액(20)에 디핑한후 약 30초 내지 60초간 침지시켜 팽창형 발포재(30)를 부직포층(10)에 함침하고, 이를 롤러를 통과시킨 후 150℃의 오븐에서 8m/분의 이송속도로 이송시키면서 건조시켜 팽창형 발포제(30)가 함침된 부직포를 제조하였다.

팽창형 발포제(30) 20 중량과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40) 90 중량을 혼합하여 코팅층을 소재를 마련한 후,

상기 코팅층(50)을 스캐터 방식으로 상기 건조된 부직포층(10)의 일면에 코팅하였다.

다음으로 코팅된 부직포층(10)을 150℃의 오븐에서 5m/분의 이송속도로 이송시키면서 건조시켜 팽창형 발포제(30)가 코팅된 부직포를 제조하였다.

건조온도에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40)가 용융되어 부직포층과 팽창형 발포제(30)를 결합하였다.

상기 코팅층을 가스 라미네이팅 가열하여 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름을 코팅층과 결합하였다.

상기 필름층에 에어레이드(Air-laid) 공법에 의해 제조된 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70)을 가스 라미네이팅 가열에 의하여 결합하여 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 원단을 제조하였다.

상기 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터 원단을 220℃의 예열온도에서 가열한 후 25℃의 온도로 냉각한 하부금형에 위치시키고, 8Kgf/㎠ 의 가압력으로 가압성형하였다. 가압유지시간은 1분 30초를 유지하였고, 이후 성형된 차량용 대쉬 인슐레이터를 추출하였다.

성능지표		기준	평가결과	시험방법
연소성		≥60	20	MS 300-08
VOCs	Toluene	≥700	299	MS 300-57
	Ethyl Benzene	≥1000	2
	Xylene	≥600	4
냄새		3급이하	2급	MS 300-34
내열사이클성		-	뒤틀림없음	MS 210-05
내열성(인장강도/수축율)		≥15/≤2	3.07/0	MS 341-18
내습성(인장강도/수축율)		≥15/≤2	3.04/0
흡수율		≤2	1.14
압축탄성율		≥50	96.8
흡음율	400Hz	≥0.10	0.082
	800Hz	≥0.12	0.575
	1600Hz	≥0.40	0.499
	3150Hz	≥0.60	0.738
	6300Hz	≥0.70	0.839
투과손실	500Hz	≥5.0	12.14	ASTME 1050
	800Hz	≥4.8	10.90
	1600Hz	≥8.5	9.96
	3150Hz	≥11.0	13.38
	6300Hz	≥17.0	17.43

상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터는 VOCs가 낮게 검출되는데 이는 PU Foam 발포 공정없이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지와 파우더를 이용해 팽창형 발포제를 부직포에 결속시키기 때문임을 알 수 있다.

또한 흡음율과 투과손실이 기준치에 비해 높게 나타나는 것은 소음에 대한 을 흡음성능이 좋다는 것을 의미한다.

본 발명의 구현예들에 대해 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 부직포층
20 : 수지 함침액
30 : 팽창형 발포제
40 : 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더
50 : 코팅층
60 : 필름층
70 : 펠트층

Claims

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 RM/LM 섬유(Rapid Melting/Low Melting Fiber)로 이루어진 부직포층를 제조단계(S1);
아크릴 수지 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지와 팽창형 발포제(30)를 혼합한 함침액(20)을 제조단계(S2);
상기 S2 단계에서의 함침액(20)에 상기 부직포층를 디핑시키는 단계(S3);
상기 S3 단계 이후 디핑된 부직포층(10)을 건조하는 단계(S4);
상기 S4 단계에서 건조된 부직포층(10)의 일면에 팽창형 발포제(30)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 파우더의 바인더(40)로 이루어진 코팅층(50)을 코팅하는 단계(S5);
상기 S5 단계에서 코팅된 코팅층(50)을 건조하는 단계(S6);
상기 S6 단계에서 건조된 부직포층(10)의 코팅층에 필름층(60)을 결합하는 단계(S7);
상기 S7 단계이후 필름층(60)에 데님 코튼 펠트(Denim Cotton Felt)층(70)을 결합하는 단계(S8);로 이루어진 것을 특징으로 하는 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S8 단계이후 예열하는 단계(S9);
상기 S9 단계이후 냉간성형하는 단계(S10)가 추가되는 것을 특징으로 하는 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S2 단계에서의,
상기 아크릴 수지는 아크릴 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부이고,
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 고형분 35 중량부 내지 45 중량부와 용매 55 중량부 내지 65 중량부이고,
상기 팽창형 발포제(30)는 상기 아크릴 수지 또는 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지(함침액) 100중량부를 기준으로, 팽창형 발포제(30) 10 중량부 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S4단계와 상기 S6단계에서의 건조온도는 110 내지 140℃인 것을 특징으로 하는 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법.
제 2 항에 있어서,
상기 S9단계에서의 예열온도는 200 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 팽창형 발포제를 갖는 차량용 대쉬 인슐레이터의 제조방법.
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