KR100810396B1 - 자동차용 플로우카페트 기재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 성형기재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 플로우 카페트에 사용되고 있는 기재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서 소개하고자 하는 기재는 100% 폴리에스터를 사용함으로써, 인체에 무해하며, 환경친화적이며, 재활용이 가능하며 기존의 기재들보다 중량이 낮으면서도 흡음성이 우수한 특징이 있다. 본 발명의 플로우카페트 기재의 경우, 카페트 기재하부에 핫멜트 필름이 부착되나, 그 하부에 바로 폴리에스터 층이 부착됨으로써, 헤비레이어를 삭제하는 효과가 있고, 아울러 기존 성형기재대비 60~70%의 중량만으로도 흡차음성능이 동등이상으로 발현되는 특징이 있다.

본 발명에서의 기재를 핫프레스롤러(Hot Press Roller)에 통과시켜 표면에 형성된 피막의 효과는 기존의 헤비레이어가 갖고 있는 차음성능을 대체하는 효과를 갖고 있는데 다시말해서, 피막을 형성하게 함으로써 기존의 피막이 없는 폴리에스터 기재대비 3∼6데니아의 기재에서는 5∼10%의 흡차음 개선효과를 가져오며, 6∼15데니아에서는 15%이상의 흡차음 개선효과를 발현하게 됨과 동시에 표면강도를 강화시킴으로써 장착후의 승차감개선에 큰 효과를 주게 되며 기존의 기재와 동등한 흡차음 효과를 내면서도 중량이 낮으므로 연비개선에 큰 도움이 된다

Description

자동차용 플로우카페트 기재 및 그 제조방법{ Matrix of automobile floor carpet and preparation thereof}

도 1은 기존의 일반적인 자동차용 플로우카페트 기재의 일예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명인 자동차용 플로우카페트 기재의 일 예인 일면열차리한 기재를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도3은 기존의 레진펠트를 이용한 자동차용 플로우카페트 기재의 흡차음 원리를 나타낸 도면이다.

도4는 본 발명인 자동차용 플로우카페트 기재의 일 예인 양면열처리한 기재의 흡차음 원리를 나타낸 도면이다.

도5는 본 발명인 자동차용 플로우카페트 기재의 일 예인 일면열처리한 기재의 흡차음 원리를 나타낸 도면이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1: 플로우카페트 2: 헤비레이어

3: 레진펠트 4: 피막형성된 견면

본 발명은 자동차용 성형기재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 견면을 주재료로 하며 향상된 흡음성능 및 중량감소효과를 가지면서 환경친화적인 자동차용 플로우 카페트 기재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차용 플로우 카페트 기재는 자동차 하부에 부착되어 자동차의 주행시에 발생하는 소음을 차단하는 한편 충격을 흡수하여 안락한 승차감을 제공하는 것이 요구된다.

종래에 사용되고 있는 플로우카페트용 기재는 주로 페놀파우더를 바인더로 사용하고 있는 레진펠트 및 잡사를 원료로 니들펀칭한 니들펠트가 사용되고 있다. 그러나, 기존의 자동차용 플로우카페트용 기재들 중에서 레진펠트는 분진 및 냄새가 심하므로 인체에 유해하며, 그 제조공정 중에 사용되는 페놀파우더로 인해 환경오염 문제가 발생하며, 니들 펠트의 경우에도 분진이 발생하는 문제점을 안고있다.

또한, 기존의 자동차용 플로우카페트 기재는 기재 하부에 핫멜트 필름이 부착되고, 그 하부에는 승차감을 개선하기 위한 헤비레이어(Heavy Layer)라는 제진재가 부착되며, 그 하부에 레진펠트가 부착되거나, 니들펠트를 사용하는 경우에는 니들펠트 중간부위에 헤비레이어층을 삽입하여 승차감 개선 및 차음성능을 개선하게 되어 있다. 이와 같은 구조의 자동차용 플로우카페트는 자체 무게가 상당하여 차량의 중량을 지나치게 높아지게 하고, 그 결과로서 이를 적용한 자동차의 연료소모율 을 증대시키는 등의 문제를 초래하게 된다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 제반 문제점을 해소할 수 있는 새로운 플로우카페트 기재를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명자는 물질의 밀도에 따라 음파의 속도 및 굴절율이 변화된다는 물리적 이론에 착안하여 밀도차이를 준 폴리에스테르기재를 이용한 플로우카페트 기재를 사용하면 음원이 반사되고 굴절되는 효과가 생겨나서 헤비레이어의 사용 없이 높은 흡차음성능을 달성할 수 있고, 또한 헤비레이어의 사용 배제에 따른 차량의 중량 감소도 달성할 수 있고 그 결과 연비개선에도 효과가 있을 뿐만 아니라 폴리에스테르 기재의 특성상 분진발생, 악취, 페놀파우더 등의 위생, 환경문제를 유발하지 않는다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.

그러므로 본 발명에 의하면 자동차용 플로우카페트 기재에 있어서,

폴리에스터 바인더파이버와 폴리에스터 매트릭스파이버로 구성된 열융착 견면과, 상기 견면의 양면 또는 일면에 열처리된 피막이 형성된 것을 특징으로 한 자동차용 플로우카페트 기재가 제공된다.

또한 본발명에 의하면 상기한 자동차용 플로우카페트 기재를 제조하기 위한 바람직한 제조방법으로서, 폴리에스테르섬유의 바인더파이버와 매트릭스파이버가 적층된 웹을 열융착하여 견면을 제조하는 공정; 상기 열융착된 견면을 냉각하는 공정; 핫프레스 롤러로 견면 양면 또는 일면을 열처리하여 피막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 자동차용 플로우카페트 기재는 폴리에스터 바인더파이버와 폴리에스터 매트릭스파이버로 구성된 견면과, 상기 견면의 양면 또는 일면에 열처리된 피막이 형성된 것으로 구성된다.

상기 기재의 제조를 위해서 융점이 80∼120℃이고 섬도가 2∼4 데니어인 폴리에스터 바인더파이버 30∼50%, 섬도가 3∼15 데니어인 매트릭스파이버 50∼70%로 구성된 것을 사용하는 것이 바람직하며 상기 바인더파이버와 매트릭스 파이버를 카딩하여 웹을 형성하고 이 웹을 예열처리수단에서 예열하여 용융열처리수단으로 공급되는 웹적층물의 섬유가 흐트러지지 않고 균일하게 배열되도록 한다. 웹적층물은 용융열처리수단에서 바인더 파이버의 용융온도 이상과 매트릭스파이버의 용융온도 이하의 온도(100∼150℃)에서 용융열처리되며 이후에 히팅프레스와 같은 가열압착수단을 통과하면서 필요 강도 및 두께로 융착되어 목적하는 견면으로 준비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스터 매트릭스 파이버는 성형후의 외관과 표면강도를 개선하는 역할 및 흡음역할을 하는 것으로서 소정의 비율로 혼합된 파이버를 사용하되 3∼15데니어인 것을 사용하는 것이 바람직하며 3∼15 데니아의 매트릭 스섬유를 함유한 기재에서는 15%이상의 흡차음개선효과를 발현하게 됨과 동시에 표면강도를 강화시킴으로써 장착후의 승차감개선에 큰 효과를 주게된다. 상기의 폴리에스테르 바인더 섬유의 경우에는 단면의 형태가 시스/코어(Sheath/Core)형태를 가진 이중구조의 파이버를 사용하여 후의 열융착공정에서 폴리에스테르 바인더 섬유의 일부가 용융되어 폴리에스테르 매트릭스 섬유와 결합하게 되는 것이다.

본 발명에서의 자동차용 플로우카페트 기재는 기존의 견면공정에서 열오븐기이후에 핫프레스롤러(설정온도:150∼250℃)가 설치된 공정을 통과하게 된다. 견면은 열융착이후 냉각롤러를 통과하면서 표면을 냉각시키게 되는데 냉각롤러를 사용하는 이유는 열오븐을 통과한 견면을 바로 핫프레스 롤러로 이송하게되면, 표면에 남아있는 잔열에 의해 견면이 롤러에 달라붙는 현상이 발생하게 되기 때문에 우선적으로 표면을 냉각하는 것이다.

상기의 냉각된 견면은 핫프레스롤러(표면온도 : 150∼250℃)사이로 통과되면서 제품의 양면 또는 일면이 열처리되는데 이때 상하2개로 구성된 롤러가 1단 내지 3단으로 형성된 핫프레스롤러를 통과되면서 견면의 구성파이버중 핫프레스롤러와 인접한 부분에 위치한 견면의 바인더섬유가 용융, 압착되어 열융착견면의 내부층과 밀도가 다른 피막을 형성하게 되고, 이후 다시 한번 냉각기를 통과하면서 제품이 일정두께로 고정되게 된다.

특히, 일면만 열처리하는 경우에는 양면으로 피막을 입힌 경우 대비 흡차음성능이 다소 저하되는 경향이 있을 것으로 보이나, 피막이 형성된 부위를 카페트와 접하는 쪽으로 하고, 피막이 형성되지 않은 면을 차의 바닥쪽으로 장착하게 되면 피막이 형성되지 않은 면과 차바닥과의 슬립 및 이에 따른 외부소음이 투과됨으로써 발생하는 소음을 방지함으로써 오히려 흡차음성능이 개선되는 효과를 볼 수 있다.

피막의 두께는 제품의 두께와 상관없이 0.1∼5mm정도가 바람직하며 5mm이상이 되면 기재자체가 딱딱해서 장착작업이 어렵게 되는 문제가 발생하게 되며, 0.1mm미만이 되면 양호한 흡차음효과를 기대할 수 없게 된다. 따라서 기재의 양면 또는 한쪽면에 피막을 형성하게 함으로써 기존의 피막이 없는 폴리에스터 기재와 대비할 때 3∼6 데니아의 매트릭스섬유를 함유한 기재에서는 5∼10%의 흡차음 개선효과를 얻을 수 있고, 6∼15 데니아의 매트릭스섬유를 함유한 기재에서는 15%이상의 흡차음개선효과를 발현하게 됨과 동시에 표면강도를 강화시킴으로써 장착후의 승차감개선에 큰 효과를 주게된다.

또한 견면을 구성하는 파이버를 다양한 섬도별로 혼합시키는 경우에는 특정범위의 주파수뿐만 아니라 광대역의 주파수 범위의 흡차음효과를 얻을수 있으며 자동차에서 발생되는 소음의 종류에 따라 구성섬유의 섬도를 조절하여 특정분야에 필요한 흡차음효과를 극대화시킬수 있다. 또한 사용하는 핫프레스롤러의 표면에 격자무늬를 새겨 넣음으로써, 표면 외관상 수려함과 동시에 고주파에서 저주파에 이르는 광대역의 음파를 흡차음할수 있다.

기존의 기재들의 경우 위생, 환경문제와 아울러 흡음성을 개선하기 위해 단 위면적당 중량을 올림으로써, 흡음성은 개선이 되지만, 차량의 중량이 올라감으로 인한 연비상승등의 문제를 갖고 있었다.

그러나, 본 발명에서 소개하는 기재의 경우, 100% 폴리에스터를 사용함으로써 분진발생, 악취, 페놀파우더 등의 위생, 환경문제가 해결됨과 동시에 기재 양면에 기재와 밀도가 다른 피막을 형성함에 따른 음원의 반사작용으로 인하여 기존의 피막이 없는 폴리에스터 기재와 대비할 때 3∼6데니아의 매트릭스섬유를 함유한 기재에서는 5∼10%의 흡차음 개선효과를, 6∼15데니아의 매트릭스섬유를 함유한 기재에서는 15%이상의 흡차음개선효과를 발현하게 됨으로써 기존의 레진펠트나 니들펠트등에 비해 본 기재의 경우에는 카페트 하부에 핫멜트 필름이 부착되나, 그 하부에 바로 폴리에스터 층이 부착됨으로써, 헤비레이어를 삭제하는 효과가 있고, 아울러 기존 기재대비 60~70%의 중량만으로도 흡차음성능이 동등이상으로 발현하게 됨으로써, 차량의 중량저감 및 이로 인한 연비개선효과를 얻을 수 있다.

일면만 열처리하여 피막을 형성하는 경우에는 피막이 형성된 부위를 카페트와 접하는 쪽으로 하고, 피막이 형성되지 않은 면을 차의 바닥쪽으로 장착하게 되면 피막이 형성되지 않은 면과 차바닥과의 슬립 및 이에 따른 외부소음이 투과됨으로써 발생하는 소음을 흡수함으로써 흡차음성능이 개선된다. 또한 견면의 구성파이버 섬도의 다양한 선택으로 광대역의 주파수범위에 대한 흡차음효과를 얻을 수 있으며, 동일 종류의 섬유를 이용한 기재의 제조로 인한 공정의 간소화 및 생산성의 제고의 효과도 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 자동차용 플로우카페트 기재에 있어서,

   폴리에스터 바인더파이버와 폴리에스터 매트릭스파이버로 이루어진 열융착 견면으로 구성되며, 상기 견면의 양면 또는 일면에 열처리된 피막이 형성된 것을 특징으로 한 자동차용 플로우카페트 기재.
2. 제1항에 있어서, 열융착견면이 상기 바인더파이버 30∼50%, 매트릭스파이버 50∼70%로 구성된 것을 특징으로 한 자동차용 플로우카페트 기재.
3. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스 파이버의 섬도가 3∼15데니어인 것을 특징으로 한 자동차용 플로우카페트 기재.
4. 제1항에 있어서, 상기 피막의 두께가 0.1∼5mm인 것을 특징으로 한 자동차용 플로우카페트 기재.
5. 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법에 있어서,

   폴리에스테르섬유의 바인더파이버와 매트릭스파이버가 적층된 웹을 열융착하여 견면을 제조하는 공정; 상기 열융착된 견면을 냉각하는 공정; 핫프레스 롤러로 견면 양면 또는 일면을 열처리하여 피막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 웹을 열융착하여 견면을 제조하는 공정에서 열융착 온도가 100∼150℃인 것을 특징으로 하는 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 핫프레스 롤러의 온도가 150∼250℃인 것을 특징으로 하는 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 핫프레스 롤러가 1∼3단 롤러인 것을 특징으로 하는 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법.
9. 제5항에 있어서, 핫프레스 롤러의 표면에 무늬가 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법.
10. 제5항에 있어서, 상기 피막의 두께가 0.1∼5mm인 것을 특징으로 하는 자동차용 플로우카페트 기재의 제조방법.

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