KR20220046350A

KR20220046350A - 중량이 낮은 내마모성 중실 다엽형 섬유를 갖는 자동차용 카펫

Info

Publication number: KR20220046350A
Application number: KR1020200129662A
Authority: KR
Inventors: 김대환
Original assignee: 김대환
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-04-14

Abstract

중량이 낮을 수 있지만 양호한 내마모성을 갖는 니들펠트 구조를 갖는 자동차용 카펫이 기재된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 자동차용 카펫은 적어도 스테이플 섬유로 제조되는 상부 층으로서의 니들 펀칭된 표면 층으로서,스테이플 섬유는 적어도 50 중량%의 중실 다엽형 섬유를 포함하는, 표면 층; 및 적어도 부분적인 바인딩을 포함한다. 이러한 자동차용 카펫을 제조하는 공정은, 섬유 카드 웨브를 크로스래핑 기계로 급송하여 카드 웨브를 재료의 배트 내로 크로스래핑하는 단계를 포함하고, 다엽형 부직포 크로스래퍼 이동 거리는 니들 펀칭된 표면 층의최종 폭보다 10% 초과 내지 20% 미만만큼 크다.

Description

중량이 낮은 내마모성 중실 다엽형 섬유를 갖는 자동차용 카펫{Car carpet with low weight abrasion-resistant solid multi-leaf fiber}

본 발명은 부직포 자동차용 카펫 그리고 그것을 제조 및 설치하는 방법에 관한 것이다.

본 명세서에 사용될 때의 "팁 직경"(Dt)은 로브의 팁에서 로브의 하나의 측면으로부터 다른 측면까지의 거리를말한다. 용어 "직경"은 팁이 원형의 외형을 반드시 가져야 하는 것을 의미하지 않지만 팁이 볼록한 경우가 바람직하다. "개질 비율"은 단면 내의 (반경(Rc)을 갖는) 내접원에 대한 섬유의 단면 주위의 (반경(Ro)을 갖는) 외접원의 비율로서 정의된다. 이러한 정의는 원형 단면이 1의 최소 수치를 갖는다는 것을 의미한다. 측면이 성형된 섬유는 1 초과의 개질 비율을 갖는다. 본 발명의 실시예는 적어도 1.5, 바람직하게는 1.9 초과 또는 2 초과 그리고최대 6 또는 4의 개질 비율을 보유한 3엽형과 같은 다엽형 단면을 갖는 스테이플 섬유를 사용한다. 이들 섬유에 사용되는 개질 비율에 대한 실제적인 제한이 있을 수 있는데, 섬유 단면의 로브가 과도하게 길어질 때에, 처리량이 감소될 수 있거나, 단면이 인장, 권축, 포장 또는 다른 작업 중에 손상될 수 있기 때문인 것으로 추정된다. 제조 허용오차에 의해 유발되는 섬유의 형상 및 크기의 변화로 인해, 개질은 평균으로서 표현된다. 8a로부터 파악될 수 있는 바와 같이, 평균 개질 비율(modification ratio)(MR)은 예를 들어 5.5 dtex를 갖는 3엽형 섬유에 대해 2.15로 측정되고, 범위 4.4 dtex 내지 6.7 dtex에 걸쳐 상당히 일정하다."3엽형"은 3개의 로브로 구성되고 본 발명에 대해 1 초과, 예컨대 1.5 초과, 바람직하게는 1.9초과 또는 2 초과 그리고 최대 6 또는 4의 개질 비율을 나타내는 섬유 단면을 말한다. 용어 "다엽형"은 복수의 로브로 구성되고 본 발명에 대해 1 초과, 예컨대 1.5 초과, 바람직하게는 1.9초과 또는 2 초과 그리고 최대 6 또는 4의 개질 비율을 나타내는 섬유 단면을 말한다. 3엽형 섬유는 3개의 팁에 의해 한정되는 3개의 로브를 포함하는 3엽형 단면 기하형상부, 및 섬유를 통해 축방향으로 연장하는 대체로 중실의 중심 코어 섹션을 갖는다. 다엽형 섬유는 3개 초과의 별개의 개수의 로브를 포함하고 그에 따라 3개 초과의 팁에 의해 한정되는 로브형 단면 기하형상부, 및 또한 섬유를 통해 축방향으로 연장하는 대체로 중실의 중심 코어 섹션을 갖는다. 섬유의 각각의 외부 측면은 바람직하게는 각각의 팁과 인접 팁사이에서 연장하는 매끄러운 곡선형 외형을 한정하고, 각각의 측면은 바람직하게는 인접 팁들 사이의 대략 중간지점에 위치되는 오목 영역을 포함한다. 이것은 중량 감소를 향상시킨다. 그러나, 삼각형 또는 심지어 볼록 곡선이 특정 분야에 유용할 수 있다. 따라서, 다른 형상이 본 발명의 범주 내에 포함되지만, 임의의 형상에서, 다수의 별개의 로브가 있는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 섬유의 각각의 외부 측면은 바람직하게는 각각의 팁과 인접 팁 사이에서 연장하는 외형을 한정하고, 각각의 그러한 외형은 직선, 오목 형상 또는 볼록 형상 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 볼록 형상의 경우에, 볼록형상은 바람직하게는 2개의 인접 팁 사이에 그려진 선을 넘어 연장하는 것과 같이 코어로부터 외부로 연장하지않는다. 섬유의 코어는 축방향 구멍 또는 공동을 포함하지 않고, 즉 코어는 중실 재료이다. 다엽형 섬유의 다면 형상은카펫에 높은 광택성 및 양호한 피복성을 제공할 수 있다.

자동차용 카펫은 미적인 이유로 그리고 또한 소음 감쇠, 또는 운전 환경의 편안함 증가를 위해 사용될 수 있는별개의 종류의 카펫이고, 카펫은 바닥 상에 카펫 또는 매트로서, 내부 측면 트림을 위해, 차량의 트렁크 또는부트 내에 또는 심지어 루프의 내부 측면 상에 사용될 수 있다. 그러한 카펫은 종래로부터 표면 또는 파일(pile) 층, 1차 배킹(backing) 층, 후방 코팅, 및 기판을 사용한다. 1차 배킹 층은 부직포 재료로부터 제조될수 있다. 그러한 카펫에 사용되는 섬유는 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 예컨대 폴리프로필렌일 수 있다.그것들은 예컨대 다수의 단일 필라멘트를 포함하는, BCF(bulked continuous filament)(벌크형 연속 필라멘트)일수 있다. 자동차용 카펫에 사용되는 통상적인 BCF가 폴리아미드(PA)이지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)및 폴리프로필렌(PP) 섬유가 또한 사용될 수 있다. 자동차용 카펫은 예를 들어 내마모성이고, 응력 백화에 내성이고, 용이하게 세척가능하고, 미적으로만족스럽고, 리사이클링을 허용하여야 한다. 마모 및 응력 백화는 테이버(Taber) 시험기에 의해 측정될 수 있다. 비용 감소가 그러한 카펫의 최우선 요건이다. 전형적으로, 원형 단면 섬유 기반의 부직포가 사용되고, 파일 부분은 표면 층을 형성하는 니들 펀칭된 부직포일수 있다. 1차 배킹 원단이 위의 파일 부분 아래에 가해질 수 있다. 라텍스가 카펫의 후방 표면을 함침하는 데사용될 수 있다. 따라서, 자동차 분야에서, 종래의 카펫 대신에 경제적인, 경량의 카펫을 제공하는 것이 최선일 것이다. 카펫을경량화하는 하나의 잠재적인 방식이 적층될 재료 또는 라텍스와 같은 카펫의 일부를 생략하는 것일 것이다. 그러나, 그러한 구조 재료를 생략하는 것은 강도 및 강성과 같은 카펫의 다양한 중요한 성질의 감소를 수반한다. 니들펠트는 스테이플 섬유 기반의 니들 펀칭된 부직포이고, 부직포는 후속하여 라텍스 화합물, 바인더 섬유 또는 바인더 분말을 사용함으로써 바인딩된다. 통상적으로, 원형 단면 스테이플 섬유가 이러한 형태의 자동차용카펫에 사용된다. 원형 단면 섬유를 사용한 자동차용 카펫은 대개 400 g/㎡ 초과의 중량 범위를 갖는다. 니들 펀칭된 부직포 표면 층은 산업적인 규모의 니들 펀치 카펫 제조 라인을 사용하여 제조될 수 있다. 예를들어, 스테이플 섬유는 카딩(소면, carding) 및 크로스-래핑(cross-lapping)을 사용하여 배트 또는 매트 내로혼합 및 성형된다. 매트는 카펫 표면 층을 형성하도록 플레인 바브드 니들(plain barbed needle)을 사용하여프리-니들링될 수 있다. 니들링된 매트에는 라텍스 그리고 임의로 배킹이 코팅될 수 있다. 배킹은 펠트 배킹층을 포함할 수 있다.

자동차용 카펫은 용도가 상이하기 때문에 별개의 종류의 카펫이다. 측면 트림 상의 카펫은 종래의 가정용 카펫보다 훨씬 낮은 하중을 받지만 마모가 있을 수 있다. 바닥 상의 카펫에는 대개 사람의 지속적인 통과가 적용되지 않지만 신발 및 부츠에 의한 그리고 강우 또는 강설 시에 신발 및 부츠로부터 물이 흡수됨으로써 비롯되는스커핑(scuffing)이 적용된다. 비교 목적을 위해, DIN 53109 또는 동등한 SAE J1530에 따른 테이버 시험을 사용하여 마모에 대해 시험될 수 있는 기준 및 비교 샘플을 제작하는 것이 자동차용 카펫 분야의 관행이다. 기준샘플은 대개 원형 단면 스테이플 섬유로 제작된다.

발명은 니들펠트 구조를 갖는 자동차용 카펫 그리고 그것을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에따른 자동차용 카펫의 이점은 자동차를 위한 요구에 따른 성능의 유지 또는 개선, 및 그에 따른 중량 및/또는비용의 감소이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 카펫의 이점은 은 중량 그러나 양호한 피복

정의 용어 "섬유" 및 "필라멘트"는 원사(yarn) 직편물 및 부직포 텍스타일 제조에 사용될 수 있는 필라멘트형 재료를말한다. 하나 이상의 섬유가 원사를 제조하는 데 사용될 수 있다. 원사는 본 기술분야의 통상의 기술자에게공지된 방법에 따라 충분히 연신 또는 가연될 수 있다. 용어 "원사"는 연속적인 스트랜드 또는 번들의 섬유를 말한다. 원사가 벌크형 연속 필라멘트(BCF)로 제조될 수있다. 카펫을 위한 BCF 원사를 제조하는 방법은 전형적으로 가연, 열-경화, 터프팅, 염색 및 마감의 단계를 포함한다.용어 "중공 섬유"는 튜브형 구조의 내측 공동 공간을 갖는 섬유에 관련된다. 중공 섬유는 섬유 내에 중심 루멘을 생성하는 다이를 사용하여 방사될 수 있다. 용어 "중실 섬유"는 튜브형 구조의 내측 공동 공간을 갖지 않는 섬유에 관련된다. 따라서, 중실 섬유를 절단한슬라이스는 튜브형 구조 또는 섬유 내의 루멘을 나타내지 않는다. 따라서, 섬유 내에는 축방향 구멍 또는 공동이 없고 다엽형 섬유의 로브 중 어느 로브의 내측에도 구멍 또는 공동이 없다. 용어 "스테이플"은 실질적으로 20-120 ㎜, 또는 50-80 ㎜와 같은, 짧고 한정된 길이의 원사 또는 스트랜드를 의미한다. "벌크"는 섬유 또는 원사의 표면 피복 능력과 관련된 그러한 섬유 또는 원사의 성질이다. 본 발명에 사용될 수 있는 "부직포"는 몇 ㎝ 길이의 절단된 섬유를 제공하고, 이것들을 덩어리로 뭉치고, 컨베이어 벨트 상에 적층하고, 웨트레이드(wetlaid), 에어레이드(airlaid), 또는 카딩/크로스래핑 공정에 의해 균일한 웨브로 확산, 예컨대 전개됨으로써 제조되는 스테이플 부직포일 수 있다.본 발명에 사용하는 바람직한 섬유는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에스테르(PET) 섬유이다. 부직포는 웨트레이드 공정에 의해 매트, 거즈, 스크림(scrim) 등으로 제조될 수 있다. PET 또는 폴리프로필렌 섬유는 코로나 또는 플라즈마 처리에 의해 처리되고 그에 따라 인쇄 및/또는 접착 성질을 개선할 수 있다.부직포의 섬유는 열적으로 또는 수지를 사용함으로써 본딩될 수 있다. 본딩은 수지 포화에 의해 웨브 전체에걸쳐 제공될 수 있거나, 예를 들어 전체 열 본딩이 사용될 수 있다. 대안으로서, 본딩은 수지 인쇄 또는 열 스폿 본딩을 통해 별개의 패턴으로 제공될 수 있다. 스펀레이드 부직포는 섬유를 방사하고 이어서 섬유를 디플렉터에 의해 웨브로 바로 분산함으로써 하나의 연속적인 공정으로 제조되거나 공기 스트림으로 유도될 수 있다.스펀본딩 부직포는 멜트블로운 부직포와 결합될 수 있다. 임의의 부직포가,ㆍ열 본딩ㆍ열 봉합기의 사용가열된 롤러를 통해 캘린더링됨(스펀레이드 웨브와 결합될 때에 스펀본드로 불림) ㆍ물-엉킴(hydro-entanglement): 스펀레이스로 불리는 물 제트에 의한 섬유의 기계적 뒤얽힘ㆍ초음파 패턴 본딩 ㆍ니들 펀칭 또는 니들펠팅(바람직한 방법): 니들에 의한 섬유의 기계적 뒤얽힘 ㆍ화학적 본딩(공정): 섬유를 화학적으로 접합하는 바인더(라텍스 에멀션 또는 용액 중합체 등)의 사용 또는 연화 및 용융되어 다른 비-용융 섬유를 함께 보유하는 분말 또는 상이한 섬유의 사용중 임의의 방법 또는 조합과 같은 것에 의해 본딩될 수 있다. 부직포 시트는 대개 매우 균일한 원단이 아니다. 기계 방향(machine direction)(MD) 및 횡단 기계 방향(crossmachine direction)(CD) 사이에 차이가 있을 수 있다. 이들 차이는 인장 강도, 신율, 인열 강도, 및 섬유 배향의 차이로서 나타난다. 본 발명의 실시예에 따르면, 부직포가 더 양호하게 균일하게 제조될 수 있다. 본 발명의 실시예에 사용될 때의 "니들펠트"는 스테이플 섬유 기반의 니들 펀칭된 부직포이고, 부직포에는 후속하여 라텍스 화합물, 바인더 섬유 또는 바인더 분말을 사용함으로써 결합되거나 압출 층에 의해 결합되는 것과같이 배킹이 제공된다. 용어 "니들 펀칭된(부직포)"는 부직포를 반복적으로 관통하여 기계적으로 엉킨 구조를 형성하는 수천 개의 니들을 보유하는 하나 이상의 니들보드를 통해 부직포를 통과시킴으로써 압밀되는 부직포를 의미한다. 용어 "카펫"은 텍스타일 구조와 관련되고, 텍스타일 구조는 부직포 표면 층 그리고 내부에 라텍스, 바인딩 분말또는 바인딩 섬유와 같은 바인딩 또는 배킹 층과 같은 배킹을 포함한다. 카펫은 1차 배킹을 포함할 수 있고, 1차 배킹의 하측 상에, 하나 이상의 재료 층(예컨대, 코팅 층, 접착 층, 2차 배킹, 또는 유사한 것)이 가해질 수있다. 이들 추가적인 층은 스티치를 감추고, 음향 성질을 개선하고, 카펫의 강성을 증가시키고, 카펫의 강도를증가시킬 수 있다. 직포 카펫은 본 발명과 무관하다. 용어 "카펫"은 터프팅된 카펫을 포함할 수 있다.

Claims

자동차용 카펫이며,적어도 스테이플 섬유로 제조되는 상부 층으로서의 니들 펀칭된 표면 층으로서, 스테이플 섬유는 적어도 50 중량%의 중실 다엽형 섬유를 포함하는, 표면 층, 및니들 펀칭된 표면 층의 섬유의 적어도 부분적인 바인딩을 포함하는, 자동차용 카펫.중실 다엽형 섬유 함량은 총 섬유 함량의 적어도 60 중량%, 70 중량%, 80 중량% 또는 90 중량%, 바람직하게는 최대 100 중량%인, 자동차용 카펫.다엽형 중실 섬유의 외부 단면은 실질적으로 3엽형인, 자동차용 카펫.다엽형 섬유는 각각이 팁을 갖는 별개의 개수의 로브를 포함하는로브형 단면 기하형상부, 및 섬유를 통해 축방향으로 연장하는 중실 중심 코어 섹션을 갖고, 섬유의 각각의 외부 측면은 각각의 팁과 인접 팁 사이에서 연장하는 외형을 한정하고, 각각의 그러한 외형은 직선, 오목 형상 또는 볼록 형상 중 어느 하나를 포함하는, 자동차용 카펫.