KR20220066705A - 자동차용 카페트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자동차용 카페트 제조방법은 상부금형 및 하부금형의 사이에 성형된 흡음체를 삽입하는 흡음체 삽입단계; 상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 어느 하나 이상에 인서트를 고정하는 인서트 고정단계; 및 상기 상부금형 및 상기 하부금형에 의해 둘러쌓인 금형의 내부에 발포성 수지를 투입하고 발포시켜 발포체를 형성하는 수지 발포단계; 를 포함하며, 여기에서 수지 발포단계는, 발포성 수지가 발포되며 상기 흡음체 표면의 복수의 기공으로 침투한 후 고화되어 상기 발포체와 상기 흡음체를 접합시키는 단계이고, 이와 같은 방법으로 형성된 자동차용 카페트는 흡음체와 발포체를 결합시키는 흡음체 침투층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 카페트 및 그 제조방법{Automobile carpet and manufacturing method thereof}

본 발명의 일 측면은 카페트 및 자동차용 카페트 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 등의 내부에 구비되어 충격 또는 소음을 흡수할 수 있는 카페트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

카페트(carpet)란, 펠트(felt) 직물 또는 직물제 깔개 등을 칭하는 것으로서 실내와 같은 공간의 내부에 사용되어 내부 장식, 쿠션, 난방 등의 용도를 포함해 다양한 용도로 사용되고 있다.

카페트의 종류 중 하나인 자동차의 내부에 사용되는 카페트는 플로어 카페트(Floor carpet)와 보조 매트로 나뉘어지며, 플로어 카페트는 폴리에스테르, 나일론, 라텍스 등의 원단으로 이루어진 다층구조의 원단을 자동차 철제 프레임, 플로어의 모양에 맞추어 성형가공해 만들어진 반제품 및 반제품에 발포체를 형성한 제품으로 자동차를 구성하는 부품 중의 하나이며, 주행 중 안락한 승차감과 쿠션 기능, 소음 및 진동을 감소시키고 충격을 흡수하는 등의 역할을 수행한다.

보조매트는 플로어 카페트 위에 덧대어 깔리는 추가적인 구성품으로, 교환이 어려운 플로어 카페트가 자동차 이용시 유입되는 흙먼지, 습기 등으로 인해 오염되는 것을 방지하는 역할을 한다.

종래 기술에 의한 차량용 플로어 카페트는 다양한 원단을 사용한 다층구조로 1차 성형가공과 고분자의 발포 공정을 거쳐, 고분자 발포체를 형성하는 2차 발포성형 공정이 완료되면 플로어 카페트를 차량의 플로어에 부착하여 완성하는 형식이며, 실내 정숙성을 향상시키고, 주행시 외부에서 유입되는 소음 및 진동을 차단하여 소음 방지 및 차음재, 흡음재로서 역할을 한다.

이 때, 플로어 카페트의 성형가공 반제품과 고분자 발포체는 핫멜트 등의 접착제를 활용하여 접착되고 있으며, 접착제를 사용하여 카페트를 후부착하는 방식의 사용으로 인해 가공 공정이 복잡해지고 접착제 비용이 발생하여 제품의 생산원가가 상승하는 문제가 있으며, 후접착시 고분자 발포체가 들뜨는 현상이나 장착전 떨어지는 등의 품질 문제가 발생하여 불량률이 높아지게 되어 생산성이 나빠지는 한계가 존재하였다.

추가적으로 핫멜트 접착제 등의 사용시 냄새 문제가 발생하여 작업 및 사용 후 사용자에게 좋은 인상을 주지 못하는 문제점 또한 지속적으로 대두되고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허 10-1421674호

본 발명의 일 측면은, 흡음체, 인서트 및 발포체를 포함하고, 발포체와 흡음체를 접착제를 사용하지 않고 접착시킴으로써 공정을 단순화하고 제조원가를 줄일 수 있으면서, 접착제의 냄새에 대한 문제를 해결할 수 있는 자동차용 카페트를 제공하고자 한다.

또, 본 발명의 일 측면은, 제조공정을 단순화하고 제조원가를 줄여 대량생산이 용이하며, 생산비용이 절감된 경제적인 자동차용 카페트의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일 측면은 카페트 또는 카페트에 접착된 흡음체의 표면상에 접착제를 이용하여 발포체 및 흡음재 등을 접착시키는 경우 발포체의 들뜸, 떨어짐 등의 불량을 방지할 수 있는 자동차용 카페트의 제조방법을 제공하고자 한다.

추가적으로, 본 발명의 일 측면은, 발포체 및 흡음재들을 우수하게 접착시키면서 접착제 사용으로 발생하는 냄새 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면은,

미리 정해진 형태로 성형되며 표면에 복수의 기공을 포함하는 흡음체;

상기 흡음체의 적어도 일부 영역에서 상기 흡음체와 결합되는 발포체; 및

상기 발포체의 내부에 포함되어, 적어도 한 면에서 상기 발포체와 결합되는 인서트; 를 포함하고,

상기 흡음체는 상기 발포체가 상기 흡음체 표면의 기공으로 침투한 흡음체 침투층; 을 포함하며,

상기 흡음체 침투층은 상기 흡음체와 상기 발포체를 결합시키는 자동차용 카페트이며,

인서트는 상기 발포체가 상기 인서트 표면의 기공으로 침투된 인서트 침투층을 포함하는 것이 좋고,

상기 흡음체 침투층의 두께는 상기 흡음체 두께의 10 내지 25% 인 것이 좋으며,

상기 흡음체 침투층의 두께는 7 mm 내지 15 mm인 것이 좋다.

이 때, 흡음체 침투층은 발포성 수지가 발포되어 상기 흡음체 표면의 기공으로 침투한 후 응고되어 형성되는 침투층인 것이 좋고,

상기 흡음체 침투층은 상기 흡음체 표면의 기공에 침투한 상기 발포체가 미세기공을 포함하는 복합기공구조를 가지는 것이 좋다.

본 발명의 다른 측면으로는, 상부금형 및 하부금형을 포함하는 발포금형의 사이에 흡음체를 삽입하는 흡음체 삽입단계;

상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 어느 하나 이상에 인서트를 고정하는 인서트 고정단계; 및

상기 상부금형 및 상기 하부금형에 의해 둘러쌓인 금형 내부에 발포성 수지를 주입하여 발포체를 형성하는 수지 발포단계; 를 포함하며,

상기 수지 발포단계는,

상기 발포체가 상기 인서트 및 상기 흡음체를 동시에 접착하여 일체로 성형하는 단계인 자동차용 카페트 제조방법이 있으며,

상기 수지 발포단계는,

상기 발포성 수지가 발포되며 상기 흡음체 표면의 기공으로 침투한 후 응고되어 흡음체 침투층을 형성하고,

형성된 상기 흡음체 침투층은 상기 발포체와 상기 흡음체를 접착시키는 단계인 것이 좋고,

상기 수지 발포단계는,

상기 발포성 수지가 발포되며 상기 인서트 표면의 기공으로 침투한 후 응고되어 인서트 침투층을 형성하고,

형성된 상기 인서트 침투층은 상기 발포체와 상기 인서트를 접착시키는 단계인 것이 좋으며,

상기 수지 발포단계는,

상기 발포성 수지를 기계적 혼입 방법으로 발포시키는 단계인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 측면에 따른 자동차용 카페트는, 핫멜트 등의 접착제를 사용하지 않으면서 흡음체와 발포체(3)의 접착이 가능하여 접착제의 냄새 문제를 원천적으로 해결할 수 있으며, 흡음체나 발포체(3)의 열에 의한 변형이 최소화되어 불량률이 낮은 장점이 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 자동차용 카페트 제조방법은, 발포체(3)의 발포시 금형에 인서트를 고정한 후 발포를 진행하여 발포체(3) 내부에 인서트가 구비됨으로써 두꺼운 두께에서도 카페트의 꺼짐 등을 예방할 수 있다.

또, 미리 성형되어 준비된 흡음체를 인서트가 포함된 발포체(3)와 접착제 등으로 후접착하지 않고 발포체(3) 발포시킴과 동시에 금형의 내부에서 접착시킬 수 있으므로 후접착 공정을 생략할 수 있어 공정이 단순화되고 시간 및 금형, 접착제의 비용이 절감되어 경제적으로 우수하고 대량생산에 적합한 효과가 있다.

또, 발포체(3)의 발포시 흡음체의 표면에 구비된 기공으로 침투한 발포성 수지가 발포되며 침투층을 형성하여 흡음체와 발포체(3) 사이의 접착력이 우수하게 유지되면서도 복합기공구조로 인해 흡음성 및 충격 흡수 성능이 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 측면인 자동차용 카페트 제조단계를 개략적으로 도시화한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 측면인 자동차용 카페트의 저면부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 및 발포체를 나타낸 도면이다.

이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.

본 명세서에서 자동차용 카페트는 자동차의 내부에 구비될 수 있는 카페트 및 플로어 카페트를 포함하는 의미로서, 흡음, 차음, 충격방지 등의 기능을 수행할 수 있고, 자동차의 종류, 크기, 형태 등에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 측면은 자동차용 카페트의 제조방법으로서, 흡음체 삽입단계, 인서트 고정단계 및 수지 발포단계를 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 자동차용 카페트 제조방법의 단계를 개략적으로 나타낸 도면이다.

흡음체 삽입단계는,발포금형 상부금형(200) 및 발포금형 하부금형(100)의 사이에 성형된 흡음체(1)를 삽입하는 단계이다.

도 1의 a는 발포금형 하부금형(100)의 상부에 흡음체(1)가 배치된 것을 나타낸 도면이다.

흡음체(1)는, 자동차용 플로어 카페트에 포함되어 외부의 소음을 흡수하고 차단할 수 있는 소재로 이루어지며, 자동차의 내부 구조에 설치시 남는 공간이 생기거나 자동차 내부공간보다 넓어 유격이 발생하는 경우 흡음 및 차음의 성능이 저하되므로 자동차 내부의 구조에 대응되는 형태로 재단 또는 성형되어 준비되는 것이 바람직하다.

흡음체(1)는 자동차의 내부 플로어 구조에 맞춰 평면형태로 재단 또는 성형되어 준비될 수 있으며, 자동차 내부의 입체적인 바닥면의 형태에 대응되도록 입체적인 요철부를 포함하는 형태로 성형되어 준비되는 것도 좋다.

흡음체(1)로는 흡음 성능이 우수하고 가벼우며, 성형성이 우수한 소재가 사용되는 것이 좋으며, 예를들어 부직포, 펠트소재(FELT), 고분자 수지, 수지 발포체(3) 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 PET FELT(Polyethylene terephthalate felt), 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 폴리스티렌 폼(polystyrene foam) 등이 사용되는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 단품으로도 성형되어 SUV 차종의 리어 카페트 및 엔진룸 등에 패드(ISOLATION PAD)등으로 사용될 수 있는 PET FELT 가 사용되는 것이 좋다.

예를들어 PET FELT를 사용하는 경우 흡음체(1)에 사용되는 폴리에스터 화이버(Fiber)는 저융점 화이버(Low melting point fiber, LM fiber)을 포함하는 것이 좋고, 저융점 화이퍼의 용융점은 10 내지 150도, 바람직하게는 110 내지 120도 인 것이 좋다.

준비된 소재는 예열오븐기를 통해 예열되어 성형이 용이한 상태로 되고, 카드기를 통하여 평평하고 얇은 시트 형태로 성형될 수 있다.

이 때 성형되는 시트의 두께는 5 내지 40 mm, 바람직하게는 10 내지 35 mm 인 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 15 내지 30 mm 범위인 것이 좋다.

얇은 부직포 구조로 제조된 시트는 성형 및 트리밍 공정을 통해 흡음체(1)로 제조될 수 있으며, 시트의 성형 및 트리밍 방법은 제한되지 않고, 통상의 기술자가 채용가능한 해당 기술분야의 공정을 활용하는 것이 가능하며, 예를들어, 시트를 성형금형에서 성형 및 냉각한 후, 트리밍 금형을 통해 외곽의 불필요한 부분을 제거하는 방법이 사용될 수 있으며, 성형을 수행함과 동시에 트리밍하는 공정이 사용될 수 있다.

흡음체(1)는 발생하는 소음을 흡수, 차단하는 특성이 우수하고, 자동차의 경량화를 위하여 내부 및 표면에 기공이 존재하는 다공성의 구조를 가지는 것이 좋으며, 기공은 개방형 기공 또는 폐쇄형 기공일 수 있고, 개방형 및 폐쇄형 기공을 모두 포함할 수 있으며 그 형태 및 크기, 수 등은 제한되지 않는다.

흡음체(1)로 부직포나 펠트 소재를 사용하는 경우 얽혀있는 섬유의 사이의 공간을 통해 연결되는 기공이 복수개 형성될 수 있으며, 이러한 기공을 포함하여 무게가 가벼우면서 흡음 성능이 우수하고 쿠션 및 충격흡수 기능을 수행할 수 있다.

흡음체(1)의 두께가 해당 범위보다 얇은 경우에는 카페트의 움직임, 처짐, 갭(gap) 발생 등의 문제가 있을 수 있고, 흡음체(1)의 두께가 해당 범위보다 두꺼운 경우에는 들뜸현상이 발생할 수 있으며, 들뜸현상으로 인하여 상대 부품의 장착 조립시 정확한 조립이 불가하거나 조립 후 불량이 발생하는 등의 문제가 있을 수 있다.

흡음체 삽입단계는 금형의 내부에 성형된 흡음체(1)를 삽입하는 단계로서, 이 때 금형의 구조나 형태는 제한되지 않으나 발포금형 상부금형(200) 및 발포금형 하부금형(100)을 포함하여 이루어지는 것이 좋다.

흡음체 삽입단계에서는 성형된 흡음체(1)가 발포금형 상부금형(200) 및 발포금형 하부금형(100)의 사이에 삽입되며, 발포금형 상부금형(200) 또는 발포금형 하부금형(100) 중 적어도 어느 하나 이상의 내부면이 자동차의 내부 플로어 입체구조에 대응되는 형성으로 제조된 금형일 수 있고, 흡음체(1)가 자동차 내부의 플로어 형태에 대응되는 입체적인 요철부를 포함하도록 성형되어 준비된 경우, 발포금형 상부금형(200) 또는 발포금형 하부금형(100)의 내부면과 흡음체(1)의 입체구조가 대응되도록 흡음체(1)가 삽입될 수 있다.

이 때, 금형의 내부면에는 후술할 인서트(2)를 고정하기 위한 고정수단이 포함될 수 있으며, 흡음체(1)에 인서트 고정수단에 대응되는 형태를 포함하거나 인서트(2)와 함께 고정되어 준비될 수 있다.

흡음체(1)가 평면형태로 성형되어 준비된 경우, 흡음체(1)는 발포금형 상부금형(200) 및 내부금형의 사이에 삽입될 수 있으며, 발포금형 상부금형(200) 및 발포금형 하부금형(100)의 내부면과 이격되어 삽입될 수 있다.

인서트 고정단계는, 자동차용 카페트의 성형 및 제조에 사용되며 발포금형 상부금형(200) 및 발포금형 하부금형(100)을 포함하여 이루어지는 금형의 내부에 인서트(2)를 고정하는 단계로서, 인서트(2)는 발포금형 상부금형(200) 또는 발포금형 하부금형(100) 모두에 결합, 고정될 수 있고, 둘 중 어느 하나에만 결합, 고정될 수도 있다.

도 1의 b는 흡음체(1)와 함께 인서트(2)가 하금형에 고정된 상태를 나타낸다.

본 명세서에서 인서트(Insert)는 성형품 속에 삽입되는 금속이나 기타 재료를 의미하는 것으로 이해되며, 주조 등의 방식으로 성형하는 경우 완전한 구조부를 만들기 위해 주형속에 별도의 재료 등을 넣고 주탕하여 양자를 일체가 되도록 하는 경우에 주로 사용되고, 필러(filler) 또는 매금(埋金)이라고도 부른다.

인서트(2)는 성형체가 외부 다른 기재에 설치 또는 고정되는 경우 결합부위를 형성하거나, 결합이 안정적으로 형성될 수 있도록 포함될 수 있으며, 성형체의 물리적인 특성, 예를들어 강도, 압축강도, 탄성변형 특성 등을 보완하기 위하여 추가될 수 있다.

자동차용 카페트의 경우 경량화 및 흡음 성능을 위하여 가벼운 다공성 소재만으로 성형하는 경우 자동차 내부의 플로어의 요철에 의해 두껍게 형성된 카페트를 사용자가 밟았을 때 바닥면이 평평하지 않다고 느낄 수 있는 문제가 있어 이를 해소하기 위하여 인서트(2)가 포함되는 경우가 많다.

인서트(2)는 다양한 소재가 활용될 수 있으며, 그 소재는 제한되지 않으나, 형태변형이 잘 일어나지 않으면서 경량화에 용이한 소재를 사용하는 것이 좋으며, EPP(Expanded Polypropylene), PET FELT, PE FOAM 등을 포함하는 발포체(3) 소재 및 그 사출물이 사용되는 것이 좋고, 바람직하게는 EPP 또는 PET FELT 소재가 사용되는 것이 좋다.

자동차용 카페트에 사용되는 인서트(2)의 크기 및 개수는 자동차의 모델, 크기, 구조에 따라 달라질 수 있으며, 그 범위는 제한되지 않으나 대체적으로 2개 내지 10개 정도의 인서트(2)가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 4~6개의 인서트(2)가 사용될 수 있다.

인서트(2)의 두께는 플로어의 요철 정도, 깊이, 단차 등에 따라 달라질 수 있으나 10 내지 50 mm 정도인 것이 바람직하다.

인서트(2)의 물리적 성질은 사용되는 소재 및 크기에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 인서트(2)의 배율 특성은 15배 내지 30배율인 것이 바람직하다.

인서트(2)는 상부 또는 발포금형 하부금형(100)에 결합 및 고정되며, 이 때, 인서트(2)를 고정하는 수단으로는 일반적으로 사용되는 수단 및 통상의 기술자가 채용할 수 있는 형태의 수단이 제한없이 사용될 수 있고, 예를들어 돌출된 핀(PIN)이 이용될 수 있다.

수지 발포단계는, 금형의 내부에 발포성 수지를 투입하고 발포시켜 발포체(3)를 형성하는 단계이다.

인서트(2)가 고정되고 흡음체(1)가 사이에 삽입된 발포금형 상부금형(200)과 발포금형 하부금형(100)은 서로 가까워져 합형됨으로써 발포금형 상부금형(200)과 발포금형 하부금형(100)의 내부면으로 둘러쌓인 공간인 금형의 내부공간이 형성되고, 금형의 내부에 발포성 수지를 포함하는 발포액을 투입하고 발포시켜 발포체(3)를 형성함으로써 자동차용 카페트가 성형될 수 있다.

도 1의 c는 인서트(2)의 고정 이후에 발포금형 상부금형(200)과 발포금형 하부금형(100)이 합형된 상태를 나타내고, 도 1의 d는 합형 이후 발포금형 상부금형(200)과 발포금형 하부금형(100)의 사이에 발포성 수지가 주입된 것을 나타낸 도면이다.

발포성 수지의 종류는 제한되지 않으나, 열가소성(thermoplasticity) 수지를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이 때, 발포성 수지는 열가소성수지를 포함하여 이루어지는 혼합물을 포함하며, 1종류의 열가소성 수지 또는 1종류 이상의 열가소성 수지를 포함하는 혼합물인 것이 좋다. 예를들어 폴리에틸렌(polyethylene)계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리스티렌(polystyrene)계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)계 수지, 폴리비닐알코올계 수지(polyvinyl alcohol system), 염화 비닐(chloroethylene)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지, 폴리아세탈(polyacetal)계 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate)(polycarbonate)계 수지, 이오노머계 수지, 아크릴로니트릴(acrylonitrile)/부타디엔(butadiene)/스틸렌(styrene)(ABS) 수지, 폴리우레탄(polyurethane)계 수지, 폴리올레핀(polyolefin)계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄계 수지가 사용되는 것이 좋다.

수지 발포단계에서 발포성 수지를 발포하는 방법은 제한되지 않으나, 물리 발포제 또는 화학발포제를 포함시켜 이루어질 수 있으며, 발포시키는 방법으로는 화학반응 가스 활용법, 저비점 용제 활용법, 기계적 혼입법, 용제제거법, 감압흡인법 등의 방법이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 기계적 혼입 방법을 사용하는 것이 좋다.

수지 발포단계를 통해 제조된 발포체(3)는 다공성 구조를 포함하며, 이 때 발포체(3)에 포함된 복수개의 기공은 개방형 기공 또는 폐쇄형 기공일 수 있다.

수지 발포단계에서 발포성 수지 조성물은 금형의 내부에 이미 존재하고 있던 인서트(2) 및 흡음체(1)의 표면에 접촉된 상태에서 발포되며, 흡음체(1) 및 인서트(2)의 다공성 표면구조를 통해 그 내부로 침투될 수 있다.

표면의 기공을 통해 침투한 발포성 수지는 발포되지 않은 상태에서 흡음체(1) 및 인서트(2)에 침투하여 제1침투층을 형성할 수 있고, 이후 발포하며 제2침투층을 형성할 수 있다.

도 1의 d 에서 흡음체(1) 및 인서트(2)의 일부 표면에 발포성 수지가 침투하여 형성된 침투층이 표시되었다.

발포성 수지의 주입에 따라 형성된 제1침투층은 발포성 수지의 발포에 따라 제2침투층으로 변화되며 그 두께가 변화할 수 있다.

제1침투층의 두께는 발포성 수지를 주입한 후 발포시키는 단계까지 경과되는 시간에 따라 달라질 수 있으나 4mm 내지 10mm, 바람직하게는 6mm 내지 10mm 인 것이 좋고, 제1침투층에 포함된 발포성 수지가 발포되며 흡음체(1) 및 인서트(2)의 표면에 형성되는 제2침투층의 두께는 7mm내지 15mm, 바람직하게는 10mm 내지 15mm로, 제1침투층의 두께 대비 1 배 내지 3.8 배, 바람직하게는 1.25 배 내지 2.5 배, 더욱 바람직하게는 1.5 배 내지 2 배 인 것이 좋다. 최종적으로 제조된 자동차용 카페트에는 제2침투층만이 존재하므로 제2침투층을 자동차용 카페트의 흡음체(1) 및 인서트(2)의 침투층이라고 부를 수 있다.

침투하는 발포성 수지 및 흡음체(1) 및 인서트(2)에 침투된 발포체(3)는 흡음체(1) 및 인서트(2)에 물리적으로 침투되며, 흡음체(1)에 발포성 수지가 침투되어 형성되는 제2침투층을 흡음체 침투층(12), 인서트(2)에 발포성 수지가 침투되어 형성되는 제2침투층을 인서트 침투층(11)이라고 구별할 수 있으며, 발포성 수지는 위와 같은 침투층을 형성하여 물리적인 결합을 통해 흡음체(1) 및 인서트(2)를 발포체(3)와 결합시킬 수 있다.

자동차용 카페트에서 흡음체(1)와 발포체(3)의 접촉면측 흡음체(1)의 표면 내부에 형성된 침투층은 흡음체(1)와 발포체(3)가 서로 접착될 수 있도록하고, 이 때 흡음체(1)와 발포체(3)의 접착강도 또는 접착력은 0.4kN내지 0.7kN, 바람직하게는 0.45kN 내지 0.6kN인 것이 좋다.

또한, 흡음체(1)에 형성된 흡음체 침투층(12)의 두께는 흡음체(1) 두께의 10% 내지 25%, 바람직하게는 15% 내지 25%배 인 것이 좋다.

침투층의 두께가 흡음체(1)의 두께 대비 해당 범위를 벗어나는 경우 침투층이 너무 얇아 접착강도가 충분하지 않아 흡음층과 발포체(3)가 떨어져 제품의 불량이 발생할 수 있고, 침투층이 너무 두꺼운 경우 제품의 중량이 증가하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

침투층에서 발포된 발포체(3)에 포함되는 미세한 기공은 흡음체(1)의 표면에 포함된 기공의 크기보다 작은 것이 바람직하며, 미세기공과 흡음체(1) 기공의 크기 비율은 약 0.01 배 내지 0.8배, 바람직하게는 0.1배 내지 0.6배인 것이 좋다.

수지 발포단계 이후에, 수지 발포단계에서 수득되는 흡음체(1), 인서트(2), 발포체(3)를 포함하는 성형체에 카페트 원단(4)을 접착시켜 자동차용 카페트를 제조하는 카페트 접착단계가 더 포함될 수 있다.

카페트 접착단계는 카페트 성형금형을 통하여 이루어지며, 카페트 성형금형은 상부금형(400)과 발포금형 하부금형(300)을 포함한다.

여기에서 하부금형은 성형체가 배치되는 금형으로 내부면은 성형체의 인서트(2) 또는 발포체(3)와 접촉되므로 성형체의 인서트(2) 및 발포체(3)의 형태와 대응되는 내부구조를 가지는 것이 필요하다.

도 1의 e 및 f는 카페트 성형금형에 성형체가 배치된 후 카페트를 접착시키는 단계를 나타낸다.

성형체는 카페트 성형금형의 하부금형에 배치될 때 PET FELT 흡음체(1)가 상부금형을 마주보는 방향으로 배치된다.

카페트 원단(4)의 소재는 제한되지 않으며, 일반적으로 자동차에 요구되는 소재인 것이 좋고, 일면에는 접착물질이 얇은 필름형태로 코팅되어 있는 것이 좋다. 접착물질은 폴리에틸렌(PE)계, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)계, 핫멜트 접착제 등이 사용될 수 있다.

카페트 원단(4)은 접착물질이 코팅된 면이 PET FELT 흡음체(1)를 향하도록 카페트 성형금형의 내부에 배치되며, 카페트 성형금형의 합형 후 열처리에 의해 접착물질이 PET FELT 흡음체(1)와 카페트를 서로 접착하여 자동차용 카페트가 제조된다.

본 발명의 다른 측면인 자동차용 카페트는 전술한 자동차용 카페트 제조방법에 의하여 제조되는 자동차용 카페트인 것이 바람직하며, 예를들어 흡음체(1)와 인서트(2) 및 흡음체(1)와 인서트(2)를 접착시켜 일체로 이루어진 자동차용 카페트인 것이 바람직하다.

자동차용 카페트는 자동차의 내부 플로어의 구조와 대응되는 형상 및 입체적 요철부를 포함하는 흡음체(1)를 포함하며, 흡음체(1)의 일면에는 인서트(2)를 내부에 포함하는 발포체(3)가 접착되어 이루어진다.

인서트(2)는 전체가 발포체(3)에 매몰되어 포함될 수 있으며, 적어도 1면 이상이 외부로 노출되는 형태이거나 적어도 1면이 흡음체(1)와 접촉되며 발포체(3)에 둘러쌓인 형태로 포함될 수 있다.

흡음체(1)와 발포체(3)가 서로 접착되는 접착면에서는 흡음체(1)의 다공성 구조의 내부로 발포체(3)가 침투하여 형성되는 침투층이 존재하여 접착이 이루어지도록 한다.

흡음체(1)의 내부 기공으로 침투된 발포체(3)에는 발포된 미세기공이 더 포함될 수 있으며, 발포체(3)의 미세기공은 흡음체(1) 표면에 구비되는 기공보다 작은 것이 좋고, 바람직하게는 0.01배 내지 0.8배, 바람직하게는 0.1배 내지 0.6배인 것이 좋다.

침투층에 형성되는 이러한 복합기공구조(다른 재료의 기공에 침투한 발포체가 미세기공을 포함하는 구조)로 인하여, 이종 소재의 층이 물리적으로 강하게 접착될 수 있고, 경량화에 도움이 되며, 흡음 및 충격흡수 효과가 향상되는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

인서트(2)의 표면에 다공성 구조가 포함되는 경우에는 발포성 수지가 인서트(2)의 표면 기공으로 침투한 뒤 발포되어 인서트(2) 내부에 침투층을 형성할 수 있고, 그 구조는 흡음체(1)에 형성된 침투층과 유사하지만, 인서트(2)에 포함되는 기공의 크기 및 수는 흡음체(1)의 표면에 구비되는 기공의 크기 및 수보다 작으므로 형성되는 침투층의 두께는 흡음체 침투층(12)보다 얇고, 그 비율은 0.01 배 내지 0.5 배일 수 있으며, 바람직하게는 0.05 배 내지 0.2 배 인 것이 좋다.

또한, 인서트 침투층(11)에서 나타나는 복합기공구조에서 인서트(2)의 기공과 발포체(3) 미세기공의 크기 비율은 0.1배 내지 0.9 배, 바람직하게는 0.2배 내지 0.8배인 것이 좋다.

자동차용 카페트에서 발포체(3)가 차지하는 비율은 전체부피에서 50 내지 75% 일 수 있고, 바람직하게는 65 내지 70% 인 것이 좋다.

자동차용 카페트를 카페트 면에 수직인 방향으로 자른 단면은 인서트(2)가 포함되는 지점 및 인서트(2)가 포함되지 않는 지점으로 나뉘어 질 수 있다. 인서트(2)가 포함되는 지점에서 전체 카페트 두께 대비 발포체(3)가 차지하는 두께의 비율은 20 내지 60%, 바람직하게는 35 내지 50% 인 것이 좋다.

인서트(2)가 포함되지 않는 지점에서 전체 카페트 두께 대비 발포체(3)가 차지하는 두께의 비율은 200 내지 350%, 바람직하게는 250 내지 300% 인 것이 좋다.

전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 흡음체 2 : 인서트
3 : 발포체 4 : 카페트 원단
11 : 인서트 침투층 12 : 흡음체 침투층
100 : 발포금형 하부금형 200 : 발포금형 상부금형
300 : 카페트 성형금형 하부금형 400 : 카페트 성형금형 상부금형

Claims (10)

1. 미리 정해진 형태로 성형되며 표면에 복수의 기공을 포함하는 흡음체;
   상기 흡음체의 적어도 일부 영역에서 상기 흡음체와 결합되는 발포체; 및
   상기 발포체의 내부에 포함되어, 적어도 한 면에서 상기 발포체와 결합되는 인서트; 를 포함하고,
   상기 흡음체는 상기 발포체가 상기 흡음체 표면의 기공으로 침투한 흡음체 침투층; 을 포함하며,
   상기 흡음체 침투층은 상기 흡음체와 상기 발포체를 결합시키는 자동차용 카페트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 인서트는 상기 발포체가 상기 인서트 표면의 기공으로 침투된 인서트 침투층을 포함하는 자동차용 카페트.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 흡음체 침투층의 두께는 상기 흡음체 두께의 10 내지 25% 인 자동차용 카페트.
   
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 흡음체 침투층의 두께는 7 mm 내지 15 mm인 자동차용 카페트.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 흡음체 침투층은 발포성 수지가 발포되어 상기 흡음체 표면의 기공으로 침투한 후 응고되어 형성되는 침투층인 자동차용 카페트.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 흡음체 침투층은 상기 흡음체 표면의 기공에 침투한 상기 발포체가 미세기공을 포함하는 복합기공구조를 가지는 자동차용 카페트
   
7. 상부금형 및 하부금형을 포함하는 발포금형의 사이에 흡음체를 삽입하는 흡음체 삽입단계;
   상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 어느 하나 이상에 인서트를 고정하는 인서트 고정단계; 및
   상기 상부금형 및 상기 하부금형에 의해 둘러쌓인 금형 내부에 발포성 수지를 주입하여 발포체를 형성하는 수지 발포단계; 를 포함하며,
   상기 수지 발포단계는,
   상기 발포체가 상기 인서트 및 상기 흡음체를 동시에 접착하여 일체로 성형하는 단계인 자동차용 카페트 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 수지 발포단계는,
   상기 발포성 수지가 발포되며 상기 흡음체 표면의 기공으로 침투한 후 응고되어 흡음체 침투층을 형성하고,
   형성된 상기 흡음체 침투층은 상기 발포체와 상기 흡음체를 접착시키는 단계인 자동차용 카페트 제조방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 수지 발포단계는,
   상기 발포성 수지가 발포되며 상기 인서트 표면의 기공으로 침투한 후 응고되어 인서트 침투층을 형성하고,
   형성된 상기 인서트 침투층은 상기 발포체와 상기 인서트를 접착시키는 단계인 자동차용 카페트 제조방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 수지 발포단계는,
    상기 발포성 수지를 기계적 혼입 방법으로 발포시키는 단계인 자동차용 카페트 제조방법.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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