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자동차 제조업체들은 탄소 배출량 감소와 연비향상에 대해 지속적인 압박을 받고 있기 때문에 차량 내 모든 부품에 대한 중량 감소에 모든 역량을 쥐어짜고 있다. 반면, 원가절감과 운전자의 승차감 향상 및 소음방지요구 역시 점차 증가하고 있다.
미국 North Carolina의 Greensboro에 있는 Precision Fabrics Group은 소음을 줄여주고 차중을 감소시킬 수 있는 Nexus AFR 이라 하는 독특한 부직포를 상업화하였다.
이 소재는 음향물리학과 두 개의 과학적 요소, 즉 두께와 공기 저항 특성에 기반을 두고 있다. 소음은 공기를 통해 순간적인 압력 변화의 파장형태로 이동하기 때문에, 이를 해결하기 위해서는 장파장(저주파)과 단파장(고주파) 영역에 모두 대응해야 한다.
현존하는 차음 층의 두께는 저주파 영역의 파장을 흡수하는데 매우 중요한 요소가 된다.
새로 개발한 Nexus AFR nonwoven은 기존의 black scrim 대체소재로, 단열층의 각 part별로 에너지 trapping과 다양한 음압 변동을 조정함으로써 중파장 및 고파장 영역을control한다. 이 소재는 단순한 등질의 단열소재보다 훨씬 더 차음에 효과적인 복합소재이다.
기존 black scrim의 경우 자동차산업에서 lining 재료와 fabric 심지 재료로서 세습적으로 사용해 온 부동의 소재로, 전형적인 부직포 제조기술인 chemical bond 나 thermalbond 기술을 적용하고 있다. 그러나 이렇게 생산한 부직포의 경우 다른 부직포 구조에 비해 강도가 낮으나 저가에 생산할 수 있다는 장점이 있다.
이 소재를 적용할 경우의 주요 spec.은 fabric 중량과 칼라, 폭, 그리고 접착제 사용량에 한정되어 있고, 소음특성에 대해서는 고려하지 않는 게 일반적이다. 예를 들면, hood liner의 경우, 전통적인 디자인에서 back(B) side에 30gsm의 black nonwoven scrim을, 그리고 front(A) side에 50gsm의 black scrim을 사용하고 그 사이에 1,600gsm이 되는 10mm 두께의 fiberglass 절연 층을 사용한다.
그러나 최근에는 A side에 100gsm의 Nexus AFR을, B side에는 30gsm의 Nexus AFR을 사용하고 있으며, 이 경우 중량 600gsm의 10mm 두께의 fiberglass 를 절연 층으로 사용한다.
이로서 중량감소효과는 2lbs/㎡보다 많은 950grams/㎡가 된다. 물론 이 경우 차음 효과는 기존 제품과 동일하기 때문에 원가절감효과는 물론 fiberglass 생산주기도 상대적으로 짧아져 생산성이 향상되는 부가적인 효과를 얻을 수 있다.
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출처 : http://www.innovationintextiles.com (23rd September 2013)
- 손성군 통섭섬유연구소
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