KR100832350B1 - 자동차용 흡음 카펫 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 흡음 카펫에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 카펫 층, 통기성 접착층 및 2중구조의 부직포 흡음층으로 이루어진 자동차용 흡음 카펫에 관한 것이다. 본 발명의 흡음카펫은 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르로 이루어진 기포지 위에 폴리에스테르, 나이론, 폴리프로필렌, 면, 마, 양모로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진 실을 터프트하거나 니들링에 의해 결합하고, 바닥면은 에틸렌비닐아세테이트, 스티렌부타디엔고무, 천연라텍스 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 백코팅한 카펫층, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리아미드로 이루진 군에서 선택된 적어도 1종을 극세사 부직포로 형성한 제1부직포층, 및 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 부직포로 형성한 제2부직포층으로 이루어지고, 제1부직포층과 제2부직포층의 감음계수가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
흡음카펫, 통기성 접착층, 제1부직포층, 제2부직포층, 백코팅, 무기물 필러
Description
본 발명은 자동차용 흡음 카펫에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 카펫 층, 통기성 접착층 및 2중구조의 부직포 흡음층으로 이루어진 자동차용 흡음 카펫에 관한 것이다.
자동차 내에는 외부에서의 소음 및 진동을 차단하기 위하여 카펫이 부설되어 있다.
자동차에 유입되는 소음으로는 주행 중 엔진에서 발생하는 소음, 타이어와 노면과의 접촉에 의해 발생하는 소음 및 주행 중 바람과의 마찰에 의해 발생하는 소음 등을 들 수 있다. 이러한 소음을 개선하기 위하여 자동차 내부에 차음성능을 개선하기 위한 기술 및 흡음성능을 개선하기 위한 기술이 개발되어 왔는데, 최근에는 외부의 소음을 차단하는 차음보다는 차량 내부로 유입된 소음을 흡수하는 방향으로 기술이 개발되고 있다.
자동차용 카펫에 흡음 성능을 도입하기 위하여 다양한 방법들이 시도되고 있는데, 예를 들면 표면 측에 파일이 심어진 카펫 생지의 이면에 접착용 필름을 통하여 부직포 흡음층을 적층하여 열 프레스함으로써 이들이 접착되어 일체화된 것이 알려져 있다.
또한 외부의 소음을 차폐하기 위해서는 별도의 차음재를 사용하는 방법이 주로 사용되고 있는데, 이 경우 고중량의 차음재를 사용하기 때문에 차체의 중량이 증가하여 연비가 악화되고, 원가가 상승하는 문제가 발생한다.
자동차용 흡음 카펫과 관련된 선행기술로서, 한국등록특허 제289318호에서는 차량의 소음을 감소시키기 위하여 개구 개방형 폼 층으로 형성된 다공성 스프링 층, 차체부 및 패키지 조립체 사이의 공기 복합층 및 개구 개방형 섬유층이나 섬유/폼 복합 층으로 형성된 다공성 경질 층으로 이루어진 키트에 대하여 기술하고 있다.
한국공개특허 제2003-0057388호에서는 표피재층 및 부직포 흡음층이 통기성이 있는 접착 수지층을 통하여 접착 일체화한 카펫에 대하여 기술하고 있다.
한국등록특허 제553408호에서는 헤비레이어 층을 사용하지 않고 카펫, 폴리에틸렌필름층, 제2단 흡음재 및 제1단 흡음재로 이루어진 이중 구조 플로우카펫 흡음재에 대하여 기술하고 있다.
본 발명자들은 이러한 선행기술에서 더 나아가 헤비레이어층은 사용하지 않으면서 서로 다른 물성을 가진 2개의 부직포층을 결합하여 개량된 흡음 성능을 가지는 자동차용 흡음 카펫을 개발하였다.
본 발명의 목적은 자동차 내부의 소음 및 외부에서 들어오는 소음에 대하여 뛰어난 흡음성을 가지는 자동차용 흡음 카펫을 제공하는 것이다.
카펫 층, 통기성 접착층 및 2중구조의 부직포 흡음층으로 이루어진 자동차용 흡음 카펫에 있어서, 감음 계수가 서로 다른 2종의 부직포층을 사용하여 뛰어난 흡음 성능을 가진 자용차용 흡음 카펫을 제공할 수 있다. 특히 접착층으로써 불규칙한 그물망 구조의 열가소성 수지 부직포를 이용하거나, 무기물 필러를 접착층에 사용함으로써 통기성 및 흡음성능이 향상될 수 있다.
본 발명에서는 감음계수가 다른 2개의 부직포층을 적층하고, 접착층으로서 불규칙한 그물망 형태의 열가소성 수지 부직포 또는 열가소성 수지 및 무기물 필러 혼합물의 파우더를 사용하여 자동차용 흡음 카펫을 제조함으로써 이를 자동차의 플로어 카펫 또는 보조매트로 사용할 경우 자동차 내부의 소음 및 외부에서 들어오는 소음을 효과적으로 흡음할 수 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르로 이루어진 기포지 위에 폴리에스테르, 나이론, 폴리프로필렌, 면, 마, 양모로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진 실을 터프트하거나 니들링에 의해 결합하고, 바닥면은 에틸렌비닐아세테이트, 스티렌부타디엔고무, 천연라텍스 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 백코팅한 카펫층, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리아미드로 이루진 군에서 선택된 적어도 1종을 극세사 부직포로 형성한 제1부직포층, 및 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 부직포로 형성한 제2부직포층으로 이루어지고, 제1부직포층과 제2부직포층의 감음계수가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 제1부직포층은 두께가 0.1 내지 5.0mm이고, 면밀도가 50 내지 500g/m2이고, 감음계수가 0.3 내지 0.8인 것을 특징으로 하고, 제1부직포층은 단사섬도가 0.05 내지 20데시텍스인 섬유가 부직포 전체중량의 50중량% 내지 100중량%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 제2부직포층은 두께가 0.5 내지 50mm이고, 면밀도가 100 내지 1,000g/m2이고, 감음계수가 0.2 내지 0.8인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 카펫층, 제1부직포층 및 제2부직포층을 접착하는 접착층 중 적어도 하나는 불규칙한 그물망 구조의 열가성 수지를 가열 용융시켜서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 카펫층, 제1부직포층 및 제2부직포층을 접착하는 접착층 중 적어도 하나는 열가소성 수지 및 무기물 필러의 혼합물을 파우더 형태로 분쇄한 후 가열 용융하여 형성되는 것을 특징으로 하고, 열 가소성 수지와 무기물 필러의 혼합물에서 무기물 필러의 양이 열가소성 수지 중량의 1 내지 10중량%인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 흡음 카펫(1)의 단면도이다.
도 1를 보면 본 발명에 따른 자동차용 흡음 카펫은 카펫층(11), 접착층(12), 제1부직포층(13), 접착층(12) 및 제2부직포층(14)으로 이루어져 있다. 본 발명에 따른 흡음 카펫은 보조 매트로서 자동차의 카매트 위에 부설될 수 있고 또는 자동차의 카매트로서 자동차 차체에 부설될 수도 있다. 본 발명에서는 물성 및 감음계수가 상이한 이중구조의 부직포층을 이용하여 자동차 내부의 소음 및 외부에서 유입되는 소음을 효과적으로 흡음할 수 있는 자동차용 흡음 카펫을 제공한다.
본 발명에 따른 흡음 카펫에 있어서, 카펫층(11)은 특별히 한정되는 것은 아니며 일반적으로 알려져 있는 카펫 원단을 사용할 수 있다.
폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에스테르/폴리프로필렌 소재 또는 이들의 혼합소재로 이루어진 기포지에 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 아크릴 섬유 등의 합성섬유, 혹은 마, 면, 양모 등의 천연섬유 등의 섬유로 이루어지는 실을 터프트하거나 각종 섬유나 실을 니들링 공정에 의해 기계적으로 결속하거나 접착제 등에 의해 결속한 것을 사용할 수 있다. 카펫층의 바닥면은 필요에 따라서 백코팅을 할 수 있는데, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 스티렌부타디엔고무(SBR), 천연 라텍스, 폴리에틸렌 소재 또는 이들의 혼합소재를 이용하여 50~400g/m2 중량으로 백코팅을 할 수도 있고 생략할 수도 있다.
본 발명에서 카펫층(11)과 제1부직포층(13)을 부착하는 접착층(12)은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 일반적인 공업용 접착제를 사용할 수도 있고, 바람직하게는 저융점 폴리에스테르, 폴리에텔렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌 및 폴리염화비닐으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 열가소성 수지를 라미네이팅 하면서 부착할 수도 있으며 보다 바람직하게는 통기성이 있는 얇은 부직포 또는 다공성의 핫멜트 필름 형태로 만들어 카펫층과 제1부직포층 사이에 위치시킨 후 압착롤러를 통과시킴으로써 부착할 수 있다. 또는 상기 열가소성 수지를 제1부직포층 위에 파우더나 펠렛의 형태로 도포한 후 가열 용융시킨 상태에서 카펫층(11)과 제1부직포층(13)을 합지하여 압착롤러를 통과시킴으로써 부착할 수 있다.
이 경우 열가소성 수지에 다공성 실리카, 제올라이트 등의 다공성 무기물 또는 운모와 같은 판상의 결정구조를 가지는 무기물 필러를 투입하여 마스터뱃치 형태로 만든 후에 이것을 파우더로 분쇄하여 사용하거나 부직포형태로 사용함으로써 열가소성 수지의 열융착 접착면의 접착강도를 높이고 통기성을 향상시킬 수 있다. 첨가되는 무기물의 양은 열가소성 수지의 1 내지 10 중량%가 바람직하다. 1중량% 이하의 경우 무기물 필러로 인한 통기도 개선 효과가 낮아지고, 10 중량% 이상인 경우에는 접착효과가 낮아지게 된다. 또한 분쇄된 파우더의 지름은 100~1000㎛인 것이 바람직한데, 이 경우 열가소성 수지와 다공성 무기물 필러가 균일하게 분산된 상태의 파우더를 얻을 수 있다.
다공성 무기물 필러는 표면이 불규칙하고 미세돌기가 많기 때문에 일종의 보강재로서 작용하여 소재간의 표면 접착성이 향상되고, 수지와 무기 필러 사이에 공극이 생기게 되면 접착명의 통기도 개선을 기대할 수 있다. 또한 판상의 결정구조를 가지는 운모와 같은 무기물 필러를 사용함으로서 차음 코팅층의 부재로 인한 차음성능 저하를 보강할 수 있다는 추가적인 이점이 있다.
보다 바람직하게는 열가소성 수지를 불규칙한 그물망 구조의 얇은 부직포 형태로 만들어 카펫층(11)과 제1부직포층(13) 사이에 위치시킨 후 가열 용융시킨 상태에서 상기 2개의 층을 합지한 후 압착롤러를 통과시킴으로써 결합시킬 수 있다.
불규칙한 그물망 구조의 접착층으로 인하여 부직포층을 통과하면서 흡수되지 않은 주파수 영역의 소음을 추가적으로 흡수할 수 있고, 접착층 자체가 통기성을 가지기 때문에 카펫 전체의 흡음성능을 저해하지 않게 된다.
이때 열접착 기능을 위하여 사용되는 부직포나 필름형태의 열가소성 수지 또는 파우더나 펠렛 형태로 도포되는 열가소성 수지의 양은 50 내지 300g/㎡가 적합하다. 열가소성 수지의 사용량이 50g/㎡ 미만인 경우에는 충분한 접착강도를 나타내지 못하고 300g/㎡을 초과하는 경우에는 차량 부품의 과도한 중량이 문제되며 또한 접착층의 통기성이 떨어져서 흡음성능이 저하된다.
본 발명에 따른 자동차용 흡음 카펫의 흡음층인 제1부직포층(13)은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리아미드 등을 단독 또는 복합된 형태로 부직포층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 전기방사된 극세사, 폴리에스테르/폴리아미드 분할형 극세사, 폴리에스테르 직접방사 극세사 등이 일반적으로 사용될 수 있는데, 상기 극세 섬유는 부직포 전체중량에 대하여 50~100%를 차지하는 것이 흡음성능 발현에 유리하다. 부직포를 형성하는 방법은 니들펀치, 스펀레이스, 스펀본드 등 특별히 제한되지 않고 공지의 방법을 사용할 수 있다.
상기 제1부직포층은 0.1 내지 5.0mm의 두께를 가지고, 면밀도가 50 내지 500g/㎡인 것이 바람직하다. 면밀도가 50g/㎡ 미만인 경우에는 흡음성능 개선효과가 부족하게 되고, 500g/㎡을 초과하는 경우에는 차량 부품의 과도한 중량이 문제되며 공기나 소리가 통과할 수 없게 되어 흡음기능 떨어지는 단점이 있다.
또한 제1부직포층을 구성하는 부직포 중 극세섬유의 단사섬도는 0.05 내지 20 데시텍스인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.5 데시텍스이다. 부직포 구성 섬유의 섬도가 0.05 데시텍스 미만에서는 저주파의 소음이 흡수되기 어려워지고, 쿠션성도 저하하므로 바람직하지 않다. 한편 20 데시텍스를 초과하면 고주파의 소음이 흡수되기 어려워진다. 이렇게 제조된 본 발명의 제1부직포층의 통기도는 3~50㎤/㎠·sec이며 극세사 부직포층의 흡음성능을 나타내는 수치인 감음계수는 0.3~0.8이다.
본 발명에서 사용되는 감음계수는 중심주파수가 500, 1000, 2000Hz에서의 흡음계수의 산술평균값이다. 감음계수는 수치가 높을수록 우수하다.
본 발명에서의 제2부직포층(14)은 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌등의 등의 섬유가 단독 또는 혼합되어 이루어진 부직포를 사용할 수 있다. 제2부직포층의 제조 방법은 니들펀치, 스펀레이스, 스펀본드 등 특별히 제한되지 않는다. 제2부직포층은 차량용 카펫의 형태유지 기능의 백킹재 역할뿐만 아니라 부수적으로 흡음성능 개선효과도 나타내게 되는데, 단사섬도가 1.0 내지 20데시텍스인 섬유를 사용하여 두께는 0.5~50mm이고, 면밀도는 100~1,000g/㎡인 부직포가 적합하다. 면밀도가 100g/㎡ 미만인 경우에는 형태 유지 능력 및 흡음성능에 기여효과가 낮아지고, 1,000g/㎡을 초과하는 경우에는 차량 부품의 과도한 중량이 문제되고 표면이 지나치게 딱딱해지며 흡음성능도 떨어진다. 제2부직포층의 통기도는 3~60㎤/㎠·sec이며 흡음성능을 나타내는 수치인 감음계수는 0.2~0.8이다.
제2부직포층(14)의 바깥쪽은 이 부분과 접촉하는 소재와의 미끄럼 방지를 위하여 미끄럼 방지용 수지층을 적층하거나 일체화하는 구조를 채택할 수 있다. 또는 제2부직포층의 표면을 불꽃으로 약간 태우거나 핫롤러를 통과시켜서 표면섬유를 부분적으로 약간 녹여서 거친 표면 질감을 형성할 수도 있고, 벨크로 테이프(velcoro tape)의 양(+)이 되는 부분을 부착하는 가공을 선택적으로 할 수 있으며 생략할 수도 있다.
또한 부직포 제작 단계에서 제2부직포층의 일면이 불규칙한 망 형태를 가지도록 형성하여 미끄럼 방지 기능 및 흡음성능 보조가 가능하도록 할 수 있다.
제1부직포층(13)과 제2부직포층(14)은 접착층(12)에 의해 접착되는데, 상기 카펫층과 제1부직포층을 접착한 방법과 동일하다. 저융점 폴리에스테르, 폴리에텔렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌 및 폴리염화비닐으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 열가소성 수지를 통기성이 있는 얇은 부직포 또는 다공성의 핫멜트 필름 형태로 만들어 제2부직포층 위에 위치시킨 후 제1부직포층과 합지하여 압착롤러를 통과시킴으로써 부착할 수 있다.
다른 실시예로서 상기 열가소성 수지를 제2부직포층 위에 파우더나 펠렛의 형태로 도포한 후 가열 용융시킨 상태에서 제1부직포층(12)과 제2부직포층(13)을 합지하여 압착롤러를 통과시킴으로써 부착할 수 있다. 상기의 방법으로 형성된 접착층(12)은 통기성을 가지기 때문에 카펫의 흡음성능을 저해하지 않게 된다.
이 경우 열가소성 수지에 다공성 실리카, 제올라이트 등의 다공성 무기물 또는 운모와 같은 판상의 결정구조를 가지는 무기물 필러를 투입하여 마스터뱃치 형태로 만든 후에 이것을 파우더로 분쇄하여 사용하거나 부직포형태로 사용함으로써 열가소성 수지의 열융착 접착면의 접착강도를 높이고 통기성을 향상시킬 수 있다. 첨가되는 무기물의 양은 열가소성 수지의 1 내지 10 중량%가 바람직하다. 1중량% 이하의 경우 무기물 필러로 인한 통기도 개선 효과가 낮아지고, 10 중량% 이상인 경우에는 접착효과가 낮아지게 된다. 또한 분쇄된 파우더의 지름은 100~1000㎛인 것이 바람직한데, 이 경우 열가소성 수지와 다공성 무기물 필러가 균일하게 분산된 상태의 파우더를 얻을 수 있다.
다공성 무기물 필러는 표면이 불규칙하고 미세돌기가 많기 때문에 일종의 보강재로서 작용하여 소재간의 표면 접착성이 향상되고, 수지와 무기 필러 사이에 공극이 생기게 되면 접착명의 통기도 개선을 기대할 수 있다. 또한 판상의 결정구조를 가지는 운모와 같은 무기물 필러를 사용함으로서 차음 코팅층의 부재로 인한 차음성능 저하를 보강할 수 있다는 추가적인 이점이 있다.
보다 바람직하게는 열가소성 수지를 불규칙한 그물망 구조의 얇은 부직포 형태로 만들어 제1부직포층(13)과 제2부직포층(14) 사이에 위치시킨 후 가열 용융시 킨 상태에서 상기 2개의 층을 합지한 후 압착롤러를 통과시킴으로써 결합시킬 수 있다.
상기 2개의 접착층 중 어느 하나는 그물망 구조로 형성하고, 나머지 접착층은 열가성 수지를 파우더나 펠렛의 형태로 도포하는 방식으로 형성할 수도 있고, 2개의 접착층을 모두 그물망 구조로 형성할 수 있다. 서로 다른 구조의 접착층을 형성하는 경우에는 통기성이 확보되는 이점과 함께, 서로 다른 구조로 인하여 흡수할 수 있는 소음의 주파수 영역이 달라지게 되고 소음이 분산되게 되므로 보다 뛰어난 흡음 성능을 가지게 된다. 불규칙한 그물망 구조의 접착층으로 인하여 부직포층을 통과하면서 흡수되지 않은 주파수 영역의 소음을 추가적으로 흡수할 수 있고, 접착층 자체가 통기성을 가지기 때문에 카펫 전체의 흡음성능을 저해하지 않게 된다.
이때 열접착 기능을 위하여 사용되는 부직포나 필름형태의 열가소성 수지 또는 파우더나 펠렛 형태로 도포되는 열가소성 수지의 양은 50 내지 300g/m2가 적합하다. 열가소성 수지의 사용량이 50g/㎡ 미만인 경우에는 충분한 접착강도를 나타내지 못하고 300g/㎡을 초과하는 경우에는 차량 부품의 과도한 중량이 문제되며 또한 접착층(12)의 통기성이 떨어져서 흡음성능이 저하된다.
이렇게 제조된 카펫층 및 2중 구조의 부직포층으로 이루어진 차량용 흡음 카펫은 각각 서로 다른 섬도를 가진 섬유로 이루어지고 서로 다른 면밀도와 두께를 가지므로, 그에 따른 감음계수가 상이하게 되어서 흡음효과를 극대화시킬 수 있다. 본 발명의 흡음 카펫 전체의 두께 방향 통기도는 3~40(㎤/㎠sec)의 범위를 나타내 며 감음계수는 0.3~0.8이다.
본 발명의 자동차용 흡음 카펫은 상기한 바와 같이 뛰어난 흡음 성능을 가지고 있으므로, 자동차의 카매트 또는 카매트 위에 부설되는 보조매트로 이용될 수 있지만, 특별히 이러한 용도에만 한정되는 것은 아니다.
아래에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
<실시예 1>
면밀도가 130g/m2인 폴리에스테르 스펀(spun) 부직포 기포지에 1300den/68fila 나일론 BCF 원사를 파일(pile)높이 9mm, 파일 섬유의 단위면적당 중량이 610g/m2 되도록 플러시 파일 형태로 직조한 원단을 염색, 가공 후 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 라텍스로 80g/m2 백코팅을 하였다.
제1부직포층은 단사섬도가 0.3 데시텍스인 65den/190fila 직접방사 폴리에스테르 극세섬유 100%로 이루어지고, 두께 0.5mm, 면밀도 100g/m2, 통기도 21㎤/㎠sec 및 감음계수 0.35인 스펀레이스 부직포를 사용하였다. 제2부직포층은 단사섬도가 1.9 데시텍스인 75den/36fila 폴리에스테르 섬유로 이루어지고, 두께 2.5mm, 면밀도 500g/m2 , 통기도 37㎤/㎠sec 및 감음계수 0.25인 니들펀치 부직포를 사용하였 다. 제2부직포층에서 카매트와 접하게 되는 한쪽면은 미끄럼 방지를 위하여 부직포 표면을 가스 불꽃으로 약간 태워서 거친 표면 질감을 나타내도록 하여 사용하였다.
제1부직포층과 제2부직포층의 접착은 제 2부직포층 상단에 폴리에틸렌 파우더를 60g/m2로 산포하고 150℃열풍으로 가열하여 용융시킨 후 제1부직포층 소재를 포개면서 냉각 가압롤을 통과시켜 부착하였다. 이렇게 부착된 2중 구조의 부직포층과 카펫과의 접착은 2중 구조 부직포층의 제1 부직포층 상단에 폴리에틸렌 파우더를 150g/m2로 산포하고 150℃열풍으로 가열하여 용융시킨 후 카펫층을 포개면서 냉각 가압롤을 통과시켜 부착하였다.
<실시예2>
제 1 부직포층과 제 2 부직포층의 접착, 카펫과 2중 구조 부직포층의 접착에 폴리에틸렌 파우더를 살포하여 가열해서 붙이는 방식 대신에 단사섬도 1.9 데시텍스인 폴리에틸렌 섬유 소재의 두께 0.7mm, 면밀도 120g/m2인 스펀본드 부직포를 부착할 소재 사이에 위치시키고 150℃열풍으로 가열하여 용융시킨 후 부착할 소재를 포개면서 냉각 가압롤을 통과시켜 부착하는 방법 이외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<실시예3>
제 1 부직포층과 제 2 부직포층의 접착, 카펫과 2중 구조 부직포층의 접착에 폴리에틸렌 파우더를 살포하여 가열해서 붙이는 방식 대신에 부착면의 한쪽에 폴리에틸렌 수지를 녹여서 도포량이 250g/m2 되도록 라미네이팅하면서 다른 부착 소재를 포개어 냉각 가압롤을 통과시켜 부착하는 방법 이외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<실시예 4>
2중 구조의 부직포층과 카펫과의 접착은 부직포층의 상단에 불규칙한 그물망 형태의 폴리에틸렌 부직포를 위에 놓은 후 150℃열풍으로 가열하여 용융시키고, 카펫층을 포개면서 냉각 가압롤을 통과시켜 부착한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<실시예 5>
제1부직포층과 제2부직포층의 접착은 상기 실시예 4와 동일하게 불규칙한 그물망 형태의 폴리에틸렌 부직포를 이용하여 접착하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<실시예 6>
제 1 부직포층과 제 2 부직포층의 접착, 카펫과 2중 구조 부직포층의 접착에 모두 불규칙한 그물망 형태의 폴리에틸렌 부직포를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<실시예 7>
제 1 부직포층과 제 2 부직포층의 접착, 카펫과 2중 구조 부직포층의 접착에 평균입도 2.5 내지 3.5 ㎛인 제올라이트를 8wt %함유한 폴리에틸렌 마스터뱃치를 파우더로 분쇄하여 사용한 것 이외에는 파우더의 양이나 열풍으로 가열 용융하여 접착하는 방법 등은 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<비교예1>
흡음성능 개선에 기여하는 제 1 부직포층을 삭제하고 카펫층에 제 2 부직포층을 바로 부착하는 것 이외에는 접착방식이나 나머지는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
상기 실시예와 비교예를 통하여 제조된 차량용 카펫의 통기성 및 흡음률을 하기의 평가방법에 기초하여 평가하여 표 1에 나타내었다.
<통기성의 평가>
부직포층 소재와 카펫 전체의 통기성 평가는 JIS L1096-1999(8.27.1의 A법) 규격의 방법으로 측정하였다. 단위는 ㎤/㎠sec로 나타내며 초당 1㎠ 단위면적을 투과하는 공기의 량(㎤)을 의미하므로 수치가 클수록 통기성이 우수하다.
<흡음률의 평가>
흡음재료의 표면에 입사하는 음의 에너지를 Ei, 그 표면에서 반사하는 음의 에너지를 Er 이라 할때 흡음계수는(α)은 다음과 같이 정의한다.
α= 1- (Er/Ei)
흡음률의 측정은 KS F 2805 규격에 따라서 랜덤입사에 가까운 조건이 실현되는 잔향실에서 측정한 잔향실법으로 평가하였고 흡음률의 성능은 감음계수로 평가하였다. 감음계수(NRC, Noise Reduction Coefficient)는 자동차 실내로 유입되는 공기 전달 소음의 주파수 영역인 500~2000Hz에서의 흡음계수 값의 특성치를 나타내는 수치로써 중심주파수가 500, 1000, 2000Hz에서의 흡음계수값을 산술평균한 값으로써 수치가 놓을수록 우수하다.
[표 1]
| 구분 | 제1 부직포층 | 제 2 부직포층 | 비고 | 카펫 전체 | |||
| 통기성 (㎤/㎠/sec) | 감음계수 | 통기성 (㎤/㎠/sec) | 감음계수 | 통기성 (㎤/㎠/sec) | 감음계수 | ||
| 실시예1 | 21 | 0.35 | 37 | 0.25 | 폴리에틸렌 파우더 접착 | 18 | 0.62 |
| 실시예2 | 21 | 0.35 | 37 | 0.25 | 폴리에틸렌 부직포를 이용한 접착 | 15 | 0.56 |
| 실시예3 | 21 | 0.35 | 37 | 0.25 | 폴리에틸렌 라미네이팅을 통한 접착 | 2 | 0.48 |
| 실시예4 | 21 | 0.35 | 37 | 0.25 | 그물망형태의 폴리에틸렌부직포를 이용한 접착 | 20 | 0.65 |
| 실시예5 | 21 | 0.35 | 41 | 0.27 | 그물망형태의 폴리에틸렌부직포를 이용한 접착 | 19 | 0.64 |
| 실시예6 | 21 | 0.35 | 41 | 0.27 | 그물망형태의 폴리에틸렌부직포를 이용한 접착 | 24 | 0.67 |
| 실시예7 | 21 | 0.35 | 37 | 0.25 | 무기물필러를 함유한 폴리에틸렌 파우더를 이용한 접착 | 19 | 0.65 |
| 비교예1 | - | - | 37 | 0.25 | 제1부직포층 삭제 폴리에틸렌 파우더 접착 | 35 | 0.51 |
흡음성능을 나타내는 수치인 감음계수는 실시예1의 경우가 가장 우수한 성능을 나타내고 있다. 실시예2의 경우는 폴리에틸렌 파우더 살포후 용융 접착하는 방식 대신에 폴리에틸렌 부직포를 접착면 사이에 위치시키고 용융 접착하는 방식이므로 부착면이 상대적으로 더 치밀한 구조이므로 통기성도 다소 낮아지고 소음의 통과도 어렵기 때문에 카펫 전체의 감음계수가 실시예1보다는 낮아진다.
실시예3는 통기성 접착방식 대신에 차음구조의 라미네이팅 방식으로 접착면을 형성하였기 때문에 통기성이 거의 없게 되고 카펫 전체의 감음계수가 실시예1이나 실시예2보다 낮다. 실시예4는 2중 구조의 부직포층과 카펫과의 접착하는 과정에 불규칙한 그물망 형태의 폴리에틸렌 부직포를 사용한 경우이고 실시예5는 제1부직포층과 제2부직포층의 접착에 불규칙한 그물망 형태의 폴리에틸렌 부직포를 사용한 경우로 접착면의 통기성이 실시예1이나 실시예2보다 좋기 때문에 카펫 전체의 감음계수가 보다 향상된 결과를 얻을수 있었다.
2중 구조의 부직포층과 카펫과의 접착 및 제1부직포층과 제2부직포층의 접착에 모두 불규칙한 그물망 형태의 폴리에틸렌 부직포를 사용한 경우인 실시예6의 경우는 가장 높은 감음계수를 보여서 흡음성이 뛰어난 결과를 얻을 수 있었다. 무기물필러가 혼합된 폴리에틸렌 파우더를 사용한 실시예7의 경우는 무기물필러를 사용하지 않은 실시예1의 경우보다는 통기성과 감음계수가 다소 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
비교예1은 통기성 접착방식을 사용하고는 있지만 흡음성능에 기여효과가 큰 제 1부직포 층을 삭제하였기 때문에 카펫 전체의 통기성은 가장 좋지만 극세섬유에 의한 흡음효과가 없기 때문에 제1부직포층이 있는 실시예1보다 감음계수가 낮았다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능한 것은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이고, 본 발명은 이러한 수정 및 변형 발명에 의하여 제한되지 않는다.
본 발명에서는 감음계수가 다른 2개의 부직포층을 적층하고, 접착층으로서 불규칙한 그물망 형태의 열가소성 수지 부직포 또는 열가소성 수지 및 무기물 필러 혼합 물의 파우더를 사용하여 자동차용 흡음 카펫을 제조함으로써 이를 자동차의 플로어 카펫 또는 보조매트로 사용할 경우 자동차 내부의 소음 및 외부에서 들어오는 소음을 효과적으로 흡음할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 흡음 카펫(1)의 단면도이다.
Claims (7)
- 자동차용 흡음 카펫에 있어서,폴리프로필렌 또는 폴리에스테르로 이루어진 부직포 기포지 위에 폴리에스테르, 나이론, 폴리프로필렌, 면, 마, 양모로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진 실을 터프트하거나 니들링에 의해 결합하고, 바닥면은 에틸렌비닐아세테이트, 스티렌부타디엔고무, 천연라텍스 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 백코팅한 카펫층(11),폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리아미드로 이루진 군에서 선택된 적어도 1종을 극세사 부직포로 형성한 제1부직포층(13), 및폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 부직포로 형성한 제2부직포층(14)을 포함하고,상기 제1부직포층(13)과 제2부직포층(14)의 감음계수가 서로 다르고, 제1부직포층(13)은 단사섬도 0.05 내지 20데시텍스인 섬유가 부직포 전체중량의 50중량% 내지 100중량%인 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음카펫.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1부직포층(13)은 두께가 0.1 내지 5.0mm이고, 면밀도가 50 내지 500g/m2이고, 감음계수가 0.3 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음카펫.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 제2부직포층(14)은 두께가 0.5 내지 50mm이고, 면밀도가 100 내지 1,000g/m2이고, 감음계수가 0.2 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음카펫.
- 제 1항에 있어서, 상기 카펫층(11), 제1부직포층(13) 및 제2부직포층(14)을 접착하는 접착층(12) 중 적어도 하나는 불규칙한 그물망 구조의 열가소성 수지 부직포를 가열 용융시켜서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음카펫.
- 제 1항에 있어서, 상기 카펫층(11), 제1부직포층(13) 및 제2부직포층(14)을 접착하는 접착층(12) 중 적어도 하나는 열가소성 수지와 무기물 필러의 혼합물을 파우더 형태로 분쇄한 후 가열 용융하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음 카펫.
- 제 6항에 있어서, 상기 열가소성 수지와 무기물 필러의 혼합물에는 무기물 필러의 양이 열가소성 수지 중량의 1 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음카펫.
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