KR101669849B1 - 자동차용 플로어 카페트 레이어 - Google Patents

자동차용 플로어 카페트 레이어 Download PDF

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Abstract

자동차용 플로어 카페트 레이어가 개시된다. 본 발명의 일 구현예에 따른 플로어 카페트 레이어는 발포고무층; 부직포; 유리섬유 및 PET섬유로 이루어지는 제1 PET 펠트층, 유리섬유 및 PP섬유로 이루어지는 PP펠트층, 제2 PET층, 라텍스층, 폴리에틸렌 파우더층; 및 파일원단층이 적층된 형태를 갖는다.

Description

자동차용 플로어 카페트 레이어{FLOOR CARPET LAYER FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차의 실내에 설치되는 자동차용 플로어 카페트 레이어에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 실내에는 플로어 카페트 레이어가 설치된다. 플로어 카페트 레이어는 차량 운행 중 발생되는 각종 소음을 차단하여 실내 분위기를 쾌적하게 유지하는 기능을 한다.
자동차용 플로어 카페트 레이어는 카페트 원단과 차음재, 부직포 등으로 이루어지고 있다. 차음 성능 및 단열 성능의 향상을 위해서 카페트의 소재로는 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠트(PET 펠트)가 주로 이용된다. 즉 PET 펠트를 기준으로 차음재 및 부직포가 코팅되며, 상부면에는 파일(Pile) 원단이 적층되는 식이다.
이러한 플로어 카페트 레이어는 흡음이나 차음 성능 향상, 원가 절감, 경량화를 통한 연비 효율성 향상 등을 목표로 하여 여러 자동차 내장재 제조 회사에서 연구개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
특허문헌 1: 한국공개특허 제2014-0084443호 (2014.07.07 공개) 특허문헌 2: 한국공개특허 제2013-0080546호 (2013.07.15 공개)
본 발명은 흡음 성능이 우수하고 고탄성의 자동차 플로어 카페트 레이어를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, EPDM 고무 100중량부에 대하여 산화아연 스테아린산 1 중량부, 탄산칼슘 10 중량부, 프로세스오일 15중량부, 황 2중량부, 테트라메틸티우람설파이드 1.7중량부 및 메르캅토벤조티아졸 1중량부, 4,4'-옥시디벤젠설포닐 하이드라자이드 20중량부, 아조디카본아미드(azodicarbonamide) 20 중량부 및 카본블랙(HAF) 25중량부를 포함하며, 복수개의 블록이 소정 간격을 두어 배치되는 발포고무층; 상기 발포고무층 상부에 적층되는 부직포; 상기 부직포 상부에 적층되고, 유리섬유 20~30wt% - 10mm 내지 80mm의 길이를 가짐- 및 PET섬유 70~80wt%로 이루어지는 제1 PET 펠트층; 상기 제1 PET펠트층 상부에 적층되고, 유리섬유 30~39wt% - 10mm 내지 80mm의 길이를 가짐- 및 PP섬유 61~70wt%로 이루어지는 PP 펠트층; 상기 PP 펠트층 상부에 적층되고, 상기 제1 PET 펠트층의 PET 섬유 - 250~270℃의 융점을 가짐 - 보다 낮은 150~200℃의 융점을 갖는 저융점 PET섬유로 이루어지는 제2 PET층; 상기 제2 PET층 상부에 적층되는 라텍스층; 상기 라텍스층 상부에 코팅되는 폴리에틸렌 파우더층; 및 상기 폴리에틸렌 파우더층 상부에 적층되는 파일원단층을 포함하는 자동차 플로어 카페트 레이어가 제공될 수 있다.
삭제
본 발명의 일 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어는 PET 펠트층과, 상기 PET 펠트층의 PET 섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 PET 섬유로 이루어지는 PET층을 포함하는 바, 흡음 성능이 PET 펠트층만 있는 경우에 비해 우수하다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어는 유리섬유를 각각 포함하는 PET 펠트층 및 PP펠트층과, 상기 PET 펠트층의 PET 섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 PET 섬유로 이루어지는 PET층을 포함하고, 경우에 따라 PET층과 라텍스층 사이에 천공필름을 추가 형성함으로써 흡음성능이 우수하다. 또한, 경우에 따라 PET 펠트층 하부에 부직포 및 발포고무층을 추가 형성함으로써 흡음성능 및 탄성력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어(100, 이하 플로어 카페트 레이어)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 플로어 카페트 레이어(100)는 PET 펠트층(110), PET층(120), 라텍스층(130), 폴리에틸렌 파우더층(140) 및 파일원단층(150)이 적층되어 이루어진다. 플로어 카페트 레이어(100)는 자동차의 후드 인슐레이션 패드, 대쉬 패널, 후드라이닝, 플로워 패널, 트렁크 룸 등에 적용될 수 있다.
PET 펠트층(110)은 당업계에서 알려진 PET 펠트로 이루어질 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
PET층(120)은 PET 펠트층(110) 상부에 적층된다. PET층(120)은 PET 펠트층(110)의 PET 섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 PET 섬유로 이루어진다. PET층(120)의 저융점 PET 섬유는 PET 펠트층(110)의 PET 섬유보다 50 내지 100℃의 낮은 융점을 가질 수 있다. 예를 들어 PET 펠트층(110)의 PET 섬유가 250~270℃ 가량의 융점을 가지는데, PET층(120)의 저융점 PET 섬유는 150~200℃ 가량의 융점을 가질 수 있다. 상기 저융점 PET는 사이클로헥산디메탄올, 벤젠디올, 메틸벤젠디올, 디하이드록시나프탈렌 및 디에틸렌글리콜 중 선택되는 어느 하나의 코모노머와 에틸렌글리콜의 혼합물을 테레프탈산과 축합중합에 의해 에스테르화 반응시켜 제조될 수 있다. 저융점 PET 섬유로 이루어지는 PET층(120)은 일종의 바인더로 작용하여 PET 펠트층(110)과 라텍스층(130) 사이를 결속시키는 기능을 한다. 따라서 제품의 성형가공성 및 형상 유지성이 높다.
라텍스층(130)은 당업계에서 알려진 라텍스로 이루어질 수 있으며, 일 예로 아크릴 바인더로 된 것일 수 있다.
폴리에틸렌 파우더층(140)은 라텍스층(130) 상부에 코팅된다. 일 구체예에 있어서, 폴리에틸렌 파우더층(140)은 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌 필름과 함께 라텍스층(130) 상부에 코팅될 수 있다. 예를 들어 라텍스층(130) 상부에 폴리에틸렌 파우더가 도포되고, 상기 폴리에틸렌 파우더가 도포된 일면에 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌 필름이 코팅될 수 있다. 폴리에틸렌 파우더층(140)은 플로어 카페트 레이어의 내구성 향상, 통기성 향상, 파일원단층(150) 접착을 위함이다. 일 구체예에 있어서, 폴리에틸렌 파우더층(140) 대신에 HDPE 파우더, PP 파우더, ABC 파우더 등이 대체적으로 이용될 수 있다.
파일원단층(150)은 당업계에서 알려진 파일(pile) 원단일 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
일 구현예에 있어서, PET 펠트층(110)은 900 g/m2, PET층은 200 g/m2, 라텍스층은 120 g/m2, 폴리에틸렌 파우더층은 180 g/m2, 파일원단층은 320 g/m2의 중량을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어(200, 이하 플로어 카페트 레이어)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 플로어 카페트 레이어(200)는 제1 PET 펠트층(210), PP 펠트층(220), 제2 PET층(230), 라텍스층(240), 폴리에틸렌 파우더층(250) 및 파일원단층(260)이 적층되어 이루어진다.
제1 PET 펠트층(210)은 전술한 실시예와는 달리 유리섬유(210a)와 PET 섬유로 이루어진다. 구체적으로 제1 PET 펠트층(210)은 유리섬유(210a)와 PET 섬유를 혼합 또는 혼련한 후 펠트층 형태로 성형함으로써 이루어진다. 이 때, 유리섬유(210a) 및 PET 섬유는 제1 PET 펠트층(210)의 총 중량을 기준으로 유리섬유(210a) 20~30wt% 및 PET섬유 70~80wt%로 이루어진다. 유리섬유(210a)가 20wt% 미만 사용되는 경우에는 본 발명에서 요구되는 플로어 카페트 레이어의 흡음성능을 충족하기 어렵다. 반면, 유리섬유(210a)가 30wt%를 초과하여 사용되는 경우에는 중량이 과도하게 커지므로 본 발명에서 요구되는 플로어 카페트 레이어의 중량기준을 충족하기 어렵다. 더욱 구체적으로는 유리섬유(210a)와 PET 섬유는 제1 PET 펠트층(210)의 총 중량을 기준으로, 유리섬유 20wt% 및 PET 섬유 80wt%로 이루어진다. 유리섬유(210a)는 상기 PET 섬유와의 결합성을 고려하여 일정 길이 이상을 가질 수 있다. 구체적으로 유리섬유(210a)는 10mm 내지 100mm의 길이, 더욱 구체적으로는 10mm 내지 90mm의 길이, 더욱 더 구체적으로는 10mm 내지 80mm의 길이를 가질 수 있다. 유리섬유(210a)의 길이가 10mm 미만인 경우에는 PET 섬유와의 결합성에 문제가 발생할 수 있으며, 반면 80mm를 초과하는 경우에는 섬유를 풀기 위한 공정 비용이 과다하게 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
PP 펠트층(220)은 제1 PET 펠트층(210) 상부에 적층된다. PP 펠트층(220)은 유리섬유(220a)와 PP 섬유로 이루어진다. 구체적으로 PP 펠트층(220)은 유리섬유(220a)와 PP 섬유를 혼합 또는 혼련한 후 펠트층 형태로 성형함으로써 이루어진다. 이 때, 유리섬유(220a) 및 PP 섬유는 PP 펠트층(220)의 총 중량을 기준으로 유리섬유 30~39wt% 및 PET섬유 61~70wt%로 이루어진다. 유리섬유(220a)가 30wt% 미만 사용되는 경우에는 본 발명에서 요구되는 플로어 카페트 레이어의 흡음성능을 충족하기 어렵다. 반면, 유리섬유(220a)가 39wt%를 초과하여 사용되는 경우에는 중량이 과도하게 커지므로 본 발명에서 요구되는 플로어 카페트 레이어의 중량기준을 충족하기 어렵다. 더욱 구체적으로는 유리섬유(220a)와 PP 섬유는 PP 펠트층(220)의 총 중량을 기준으로, 유리섬유 39wt% 및 PET 섬유 61wt%로 이루어진다. 유리섬유(220a)는 상기 PP 섬유와의 결합성을 고려하여 일정 길이 이상을 가질 수 있다. 구체적으로 유리섬유(220a)는 10mm 내지 100mm의 길이, 더욱 구체적으로는 10mm 내지 90mm의 길이, 더욱 더 구체적으로는 10mm 내지 80mm의 길이를 가질 수 있다. 유리섬유(220a)의 길이가 10mm 미만인 경우에는 PP 섬유와의 결합성에 문제가 발생할 수 있으며, 반면 80mm를 초과하는 경우에는 섬유를 풀기 위한 공정 비용이 과다하게 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
제2 PET층(230)은 PP 펠트층(220) 상부에 적층된다. 제2 PET층(230)은 제1 PET층(210)의 PET 섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 PET 섬유로 이루어진다. 또한 제2 PET층(230)은 제1 PET층(210)과는 달리 유리섬유를 포함하지 않는다. 제2 PET층(230)의 저융점 PET 섬유는 제1 PET 펠트층(210)의 PET 섬유보다 50 내지 100℃의 낮은 융점을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 PET 펠트층(210)의 PET 섬유가 250~270℃ 가량의 융점을 가지는데, 제2 PET층(230)의 저융점 PET 섬유는 150~200℃ 가량의 융점을 가질 수 있다. 상기 저융점 PET는 사이클로헥산디메탄올, 벤젠디올, 메틸벤젠디올, 디하이드록시나프탈렌 및 디에틸렌글리콜 중 선택되는 어느 하나의 코모노머와 에틸렌글리콜의 혼합물을 테레프탈산과 축합중합에 의해 에스테르화 반응시켜 제조될 수 있다. 저융점 PET 섬유로 이루어지는 제2 PET층(230)은 일종의 바인더로 작용하여 PP 펠트층(210)과 라텍스층(240) 또는 천공필름(290) 사이를 결속시키는 기능을 한다. 따라서 제품의 성형가공성 및 형상 유지성이 높다.
라텍스층(240), 폴리에틸렌 파우더층(250) 및 파일원단층(260)은 전술한 실시예와 동일 또는 유사하므로, 중복 설명은 생략하도록 한다.
본 구현예에 있어서, 플로어 카페트 레이어(200)는 제1 PET 펠트층(210) 하부에 적층되는 부직포(270)와, 부직포(270) 하부에 적층되는 발포고무층(280)과, 제2 PET층(230) 및 라텍스층(240) 사이에 설치되는 천공필름(290)을 더 포함할 수 있다.
부직포(270)는 폴리에스테르 섬유 60wt% 및 플로프로필렌 섬유 40wt%의 혼합물로 형성되거나, 또는 PET 섬유 45wt% 및 저융점 섬유 55wt%의 혼합물로 형성될 수 있다. 또한 부직포(270)는 니들펀칭(needle punching)된 것을 사용한다. 니들 펀칭될 경우에는 강성 향상, 굽힘성 향상, 통기성 우수와 같은 장점이 있다.
발포고무층(280)은 부직포(270) 하부에 적층되는 것으로 플로어 카페트 레이어(200)의 흡음성 및 탄성을 부여하는 기능을 한다. 종래 발포고무와 같은 소재는 당 기술분야에서는 사용되지 않았으나, 본 구현예에서는 발포고무층(280)을 사용함으로써 플로어 카페트 레이어(200)의 흡음성 및 탄성을 향상시켰다.
발포고무층(280)은 EPDM고무 100중량부에 대하여 산화아연 스테아린산 1중량부, 충진제로서 탄산칼슘을 10중량부, 프로세스오일 15중량부, 가류제로서 황을 2중량부, 촉진제로서 테트라메틸티우람디설파이드(TMTD) 1.7중량부 및 메르캅토벤조티아졸(MBT) 1중량부, 발포제로서 OBSH(4,4'-oxydibenzenesulfonyl hydrazide) 및 / 또는 아조디카본아미드(Azodicarbonamide) 20중량부, 및 충진보강재로서 카본블랙인 HAF 중량부로 구성될 수 있다. 또한 발포고무층(260)은 부직포(270) 하부에 전면 적층되는 것이 아니라 복수개의 블록이 소정 간격을 두어 적층된다. 이 경우 발포고무 블록과 블록 사이에 공기층이 생기므로 보다 흡음성이 강화될 수 있다.
천공필름(290)은 제2 PET층(230) 및 라텍스층(240) 사이에 설치되며, 폴리프로필렌 필름으로 형성되되, 전면에는 다수개의 미세 천공이 형성된다. 상기 미세 천공은 흡음 기능을 한다.
이상에서 설명한 자동차 플로어 카페트 레이어는 여러 소재의 레이어 구성을 달리함으로써 기존 플로어 카페트 레이어에 비해 흡음성 및 탄성력을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 자동차 플로어 카페트 레이어의 제조방법은 당업계에서 알려진 방법들을 사용할 수 있다. 예를 들어 자동차 플로어 카페트 레이어를 구성하는 각 레이어에 해당하는 소재를 롤러 또는 이송장치를 통해 이송하고, 히팅기를 이용하여 히팅시켜 각 레이어를 연질화 한 후에 압착 성형하는 방식을 택할 수 있다. 그 외에도 공지의 접착공정, 발포공정, 트리밍공정 등이 추가적으로 행해질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어는 PET 펠트층과, 상기 PET 펠트층의 PET 섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 PET 섬유로 이루어지는 PET층을 포함하는 바, 흡음 성능이 PET 펠트층만 있는 경우에 비해 우수하다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 자동차 플로어 카페트 레이어는 유리섬유를 각각 포함하는 PET 펠트층 및 PP펠트층과, 상기 PET 펠트층의 PET 섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 PET 섬유로 이루어지는 PET층을 포함하고, 경우에 따라 PET층과 라텍스층 사이에 천공필름을 추가 형성함으로써 흡음성능이 우수하다. 또한, 경우에 따라 PET 펠트층 하부에 부직포 및 발포고무층을 추가 형성함으로써 흡음성능 및 탄성력을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 구현예들에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.
100, 200: 플로어 카페트 레이어
110: PET 펠트층 120: PET층
130: 라텍스층 140: 폴리에틸렌 파우더층
150: 파일원단층 210: 제1 PET 펠트층
220: PP 펠트층 230: 제2 PET층
240: 라텍스층 250: 폴리에틸렌 파우더층
260: 파일원단층 270: 부직포
280: 발포고무층 290: 천공필름

Claims (5)

  1. 삭제
  2. EPDM 고무 100중량부에 대하여 산화아연 스테아린산 1 중량부, 탄산칼슘 10 중량부, 프로세스오일 15중량부, 황 2중량부, 테트라메틸티우람설파이드 1.7중량부 및 메르캅토벤조티아졸 1중량부, 4,4'-옥시디벤젠설포닐 하이드라자이드 20중량부, 아조디카본아미드(azodicarbonamide) 20 중량부 및 카본블랙(HAF) 25중량부를 포함하며, 복수개의 블록이 소정 간격을 두어 배치되는 발포고무층;
    상기 발포고무층 상부에 적층되는 부직포;
    상기 부직포 상부에 적층되고, 유리섬유 20~30wt% - 10mm 내지 80mm의 길이를 가짐- 및 PET섬유 70~80wt%로 이루어지는 제1 PET 펠트층;
    상기 제1 PET펠트층 상부에 적층되고, 유리섬유 30~39wt% - 10mm 내지 80mm의 길이를 가짐- 및 PP섬유 61~70wt%로 이루어지는 PP 펠트층;
    상기 PP 펠트층 상부에 적층되고, 상기 제1 PET 펠트층의 PET 섬유 - 250~270℃의 융점을 가짐 - 보다 낮은 150~200℃의 융점을 갖는 저융점 PET섬유로 이루어지는 제2 PET층;
    상기 제2 PET층 상부에 적층되는 라텍스층;
    상기 라텍스층 상부에 코팅되는 폴리에틸렌 파우더층; 및
    상기 폴리에틸렌 파우더층 상부에 적층되는 파일원단층을 포함하는 자동차 플로어 카페트 레이어.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 PET층 및 라텍스층 사이에 설치되는 천공필름을 더 포함하는 자동차 플로어 카페트 레이어.
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