KR101317819B1 - 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 카페트에 사용되는 흡음층으로서 리사이클 소재를 적용한 중공사 흡음층을 이용함으로써, 중공사 흡음층에 형성된 중공(기공)을 통해 소음을 저감시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 공기층과 같은 현상으로 단열 효과도 동시에 얻을 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 중공사 흡음층의 중공의 크기를 미리 정해진 크기로 형성함으로써, 적용 차량에서 발생되는 소음을 저감시키는데 최적의 크기를 적용하여 소음저감 효과를 극대화활 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트를 제공하는데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 이처럼 중공의 형성으로 카페트의 전체 중량을 줄이면서도 흡음효과를 높일 수 있고, 특히 이로 인하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

Description

흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트{IMPROVED SOUND ABSORPTION FLOOR CARPET FOR VEHICLE}

본 발명은 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡음 성능이 우수한 중공사 흡음재를 흡음층으로 사용함으로써, 기존의 카페트 기능과 함께 차량 실내의 소음과 단열성능을 향상시켜주고, 특히 리사이클이 가능한 소재를 적용하면서도 카페트의 경량화를 추구할 수 있는 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 실내에는 바닥면에 운전자나 탑승자의 미끄럼 등을 방지하기 위하여 플로어 카페트가 구비된다. 이러한 플로어 카페트는, 통상적으로 빗물 등이 잘 배수되고 신발 등에 묻은 흙이나 먼지 등이 잘 달라붙지 않게 하면서 흡음 성능 등을 함께 갖도록 제작된다.

특허문헌1에는 이러한 자동차용 흡음재가 개시되어 있다. 이 차량용 카페트는, 차량의 플로우 패널 상면에 부착되는 차량용 카페트로서, 플로우 패널(400)의 상부면에 부착되는 흡음재(100); 및 상기 흡음재(100)의 상면에 부착되는 카페트원단(200)을 포함하고, 상기 흡음재(100)는 일부가 트리밍되어 홈부(111)가 형성되는 메인 흠음재(110)와, 상기 홈부(111)에서 트리밍된 부분이 압착 성형되는 조각흡음재(120)로 구성되고, 상기 조각흡음재(120)는 상기 홈부(111)의 주위에 배치되어 강성을 보강하는 것을 특징으로 한다.

하지만, 이러한 종래의 차량용 카페트는 다음과 같은 문제가 있었다. 흡음 성능을 향상시키기 위해서는 흡음재의 성능이 중요하다. 주로 사용되는 흡음재의 재질로는 유리섬유나 우레탄 폼, 펠트 PET섬유 등을 이용하였으나, 환경적인 문제라든가 자원재활용 여부 등으로 인하여 규제가 강화되었다.

이에 기존의 카페트가 가지고 있는 기능 뿐만 아니라 자동차의 실내에서 요구되는 흡음 성능과 함께 단열성능을 동시에 만족시킬 수 있는 자동차용 카페트가 요구되었다.

한국등록특허 제10-0946521호(2010.03.02)

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 자동차용 카페트에 사용되는 흡음층으로서 리사이클 소재를 적용한 중공사 흡음층을 이용함으로써, 중공사 흡읍층에 형성된 중공(기공)을 통해 소음을 저감시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 공기층과 같은 현상으로 단열 효과도 동시에 얻을 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 중공사 흡음층의 중공의 크기를 미리 정해진 크기로 형성함으로써, 적용 차량에서 발생되는 소음을 저감시키는데 최적의 크기를 적용하여 소음저감 효과를 극대화활 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 이처럼 중공의 형성으로 카페트의 전체 중량을 줄이면서도 흡음효과를 높일 수 있고, 특히 이로 인하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트는, 카페트 원단, 기포지 및 부직포 중에서 적어도 하나와 중공사 흡음층이 적층하여 이루어진 자동차용 플로어 카페트에 있어서, 상기 중공사 흡음층은, 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 충진재는, 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폼칩은 폐펠트와 발포수지의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 폴리에스터 중공사는 섬도 6D의 폴리에스터 중공사와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사를 50:50의 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 중공사 흡음층의 중공을 통해 자동차의 실내 뿐만 아니라 실외에서 실내로 유입되는 소음을 차단하여 흡음효과를 향상시킬 수 있게 된다.

2) 또한, 이러한 중공사 흡음층의 중공은 마치 공기층과 같이 일정량의 공기를 머금고 있기 때문에 단열 효과를 얻을 수 있다.

3) 중공의 크기를 다양하게 제작할 수 있기 때문에, 적용되는 차량마다 다르게 발생되는 소음에 대하여 적절한 크기로 중공사를 제작하여 사용함으로써 흡음 효과를 더욱 높일 수 있다.

4) 폐펠트로 이루어진 충진재로 이루어진 중공사 흡음층을 사용하기 때문에 제조비용을 크게 낮출 수 있다. 그리고, 버려지던 폐펠트를 재활용함으로써 이중의 원가절감 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 카페트에 적용되는 중공사 흡음층의 단면을 보여주기 위한 사진.
도 2는 본 발명에 따른 카페트의 적용 위치를 보여주기 위한 카페트의 저면 사진.
도 3은 본 발명에 따른 실시예와 기존의 비교예(일반 PET 소재)를 적용한 흡음 성능을 보여주는 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(중공사 흡음층의 구성)

도 1은 본 발명에 따른 카페트에 적용되는 중공사 흡음층의 단면을 보여주기 위한 사진이다.

본 발명은 통상적으로 단층 또는 복층 구조로 제조되는 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트에 있어서, 흡음층으로서 폐펠트로 제작된 중공사 흡음층을 적용함으로써, 중공(기공)을 통해 자동차의 실내나 실외로부터 실내로 유입되는 소음 등을 차단하는 효과와 함께 단열 기능과 중량감소 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트는, 카페트 원단이나 기포지 그리고 부직포 등에 중공사 흡음층을 적층하여 제조하게 된다. 이때, 이들 카페트 원단이나 기포지 그리고 부직포는 각각 하나의 층 형태로 형성하여 적층하여 형성하게 되며, 가장 바람직하기로는 적어도 카페트 원단에 중공사 흡음층과 적층하여 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 카페트 원단이나 기포지 그리고 부직포 등을 중공사 흡음층에 적층하는 기술은 열융착이라든가 접착이나 점착 등의 통상의 기술로 이루어지는 것으로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서, 상기 중공사 흡음층은, 상부펠트층-충진재-하부펠트층의 3층 구조로 이루어진다. 그리고, 상부펠트층과 하부펠트층은 동일한 재질로 제작된다.

상기 상부펠트층과 하부펠트층은 저융점 폴리에스터 섬유(예를 들어서, LM PET사)와 폴리에스터 중공사(예를 들어서, PET중공사)를 미리 정해진 비율로 혼합하여 제조한다.

저융점 폴리에스터 섬유는 폴리에스터 중공사를 결속시키는데 이용된다.

폴리에스터 중공사는 2종의 폴리에스터 중공사를 혼합하여 제조한다. 즉, 섬도 6D의 폴리에스터 중공사(일명, 블랙 화이버(Black Fiber))와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사(일명, 화이트 화이버(White Fiber))를 50:50의 중량비율로 혼합하여 폴리에스터 중공사를 얻는다. 이는 섬도가 미세해 질수록 흡음 성능을 향상시킬 수 있으나, 섬도 6D 이하인 경우 생산속도가 느려 생산성이 떨어지고, 반대로 섬도 7D 이상인 경우 흠음성능이 떨어지기 때문이다.

이러한 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사의 혼합비율은 30:70의 중량비율로 혼합하여 제조한다. 이를 위하여 저융점 폴리에스터 섬유가 용융되는 165℃±5℃에서 압력을 가하여 폴리에스터 중공사를 결속시켜 제조한다. 여기서, 상기 혼합비율은, 저융점 폴리에스터 섬유의 비율이 25% 이하이면 폴리에스터 중공사의 결속력을 떨어뜨리고, 반대로 45% 이상이면 결속력은 높아지나 폴리에스터 펠트가 딱딱해져서 흡음 성능이 떨어지게 된다. 이에, 저융점 폴리에스터 섬유는 최적의 결속력을 얻을 수 있는 비율로서 30%를 혼합한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 상부펠트층과 하부펠트층은 시트 형태로 만들어서, 여러장을 겹겹히 쌓아 하나의 층을 형성한다. 이때 각 시트는 중량 300g/㎡~600g/㎡으로 제조한다. 이는 자동차의 경우 전체 중량이 연비 등에 큰 영향을 미치기 때문에 중량대비 흡음효과를 높일 수 있도록 하기 위한 것이다.

충진재는 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 일정한 비율로 혼합하여 제조한다. 여기서, 저융점 폴리에스터는 상술한 LM PET사를 그대로 이용하며, 블랙 화이버와 폼칩을 결속시키는데 이용된다. 이때의 결속은 상술한 바와 같이, 저융점 폴리에스터 섬유를 165℃±5℃에서 용융시키면서 가압하여 결속시켜 준다.

블랙 화이버는 일종의 폴리에스터 중공사로서, 생산성과 흡음성능을 향상을 위하여 섬도 6D인 폴리에스터 중공사를 이용한다.

폼 칩은 폐펠트와 발포수지를 혼합하여 제조한다. 이때 폐펠트는 중공사 흡음층을 재단하면서 발생되어 버려지던 것을 이용하는 것이 바람직하며, 발포수지로는 폴리에틸렌 폼이라든가 스폰지 등을 이용할 수 있다.

이와 같이 이루어진 상기 충진재는, 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량비율로 혼합하여 제작한다. 이에 충진재 더 나아가서는 중공사 흡음층의 탄성과 흡음성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 줄일 수 있다. 그리고 발포수지의 경우 성형성과 내열성이 우수하여 흡음성과 단열성을 높일 수 있게 되는 것이다.

(적용)

도 2는 본 발명에 따른 카페트의 적용 위치를 보여주기 위한 카페트의 저면 사진이다.

본 발명에 따라 제조된 중공사 흡음층은, 도 2에서 빨간색으로 표시한 바와 같이, 카페트 원단 등의 하면에 부착하여 사용하게 된다. 도면에서, 회색으로 표시된 것은 차량의 실내 바닥에 장착되어 외부에 노출되는 카페트의 구성요소로서, 카페트 원단이나 기포지 또는 부직포와 같은 기재를 나타낸다.

(실시예)

도 3은 본 발명에 따른 실시예와 기존의 비교예(일반 PET 소재)를 적용한 흡음 성능을 보여주는 그래프이다.

본 발명에 따른 실시예와 PET로 이루어진 비교예1 및 셀폼 구조로 이루어진 비교예2의 흡음성능을 비교해 보면 도 3과 같다. 여기서, 실시예와 비교예1 및 비교예2의 구성은 다음의 표 1과 같다.

구분	비교예1	비교예2	실시예
구성	단층구조	3층구조	3층구조
구조(소재)	PET(2400g/㎡)	PET(300g/㎡)	PET(300g/㎡)
		셀폼(PET(1800g/㎡)	칩폼+재생PET+LM/PET
		PET(300g/㎡)	PET(300g/㎡)

위의 [표 1]과 같은 구성을 갖는 실시예와 비교예1 및 비교예2를 도 2와 같이 구성하여 차량의 바닥에 설치한 다음 주파수(1/3 Octave Center Frequency)에 대한 흡음성능을 비교해 보면 도 3과 같다.

도면에서, 본 발명에 따른 실시예의 흡음성능을 보여주는 붉은선은 비교예들을 보여주는 녹색과 파란색에 비하여 저주파수 대역에서 고주파대역으로 갈수록 흡음성능이 우수한 것을 보여주고 있다. 여기서, 녹색은 비교예1의 흡음성능을, 파란색은 비교예2의 흡음성능을 각각 나타낸다.

이와 같이 이루어진 본 발명은, 중공을 통해 흡음 성능과 함께 단열 효과를 높이고, 특히 중공사 흡음층의 중량 감소를 통하여 자동차의 연비를 향상시키고, 폐펠트를 재활용하여 원가절감효과와 함께 제조비용을 낮출 수 있게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 카페트 원단, 기포지 및 부직포 중에서 적어도 하나와 중공사 흡음층이 적층하여 이루어진 자동차용 플로어 카페트에 있어서,
   상기 중공사 흡음층은,
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하여 이루어지되,
   상기 충진재는 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량 비율로 혼합하여 이루어지며,
   상기 폼칩은 폐펠트와 폴리에틸렌 폼이라든가 스폰지같은 발포수지를 혼합하여 제조하되, 이때 폐펠트는 중공사 흡음층을 재단하면서 발생되어 버려지던 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트.
   
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 폴리에스터 중공사는 섬도 6D의 폴리에스터 중공사와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사를 50:50의 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 플로어 카페트.

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