KR102256522B1

KR102256522B1 - 흡차음재 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR102256522B1
Application number: KR1020190061720A
Authority: KR
Inventors: 채철수; 권순택
Original assignee: (주)부성텍스텍
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: KR20200136108A

Abstract

본 발명은 열가소성 접착성 수지필름을 포함하는 차음층; 및 상기 차음층상에 적층된 흡음층을 포함하고, 상기 흡음층은 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 기재 섬유에 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유가 결속된 것을 특징으로 하는 흡차음재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 천연섬유를 기반으로 하여 용제형 접착제등의 합성수지의 사용을 제한하고 생분해성을 갖는 폴리락트산 섬유를 적용하여, 친환경적이면서 통기도 및 흡차음성이 매우 우수한 흡차음재 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

흡차음재 및 이의 제조방법{NOISE ABSORBENT FABRIC AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 흡차음재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연섬유를 기반으로 하여 용제형 접착제 등의 합성수지의 사용을 제한하고 생분해성을 갖는 폴리락트산 섬유를 적용하여, 친환경적이면서 통기도 및 흡차음성이 매우 우수한 흡차음재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

산업이 발전함에 따라 인간에게 불필요한 소음이 발생됨으로써 소음으로 인한 피해의 정도가 점차 증가되고 있는 실정이다. 이에 소음방지 대책의 일환으로서 방음, 흡음 또는 차음 기능을 가지는 새로운 소재의 흡차음재를 개발하고자 하는 연구가 다양하게 진행되고 있다.

상기, 흡음성이란 어떠한 물체에 들어온 소리를 흡수하는 성질로서, 유리섬유나 암면 등 내부에 작은 구멍이 많이 있는 다공성 물질은 흡음성이 풍부하다. 또한, 차음성이란 어떠한 물체에 들어온 소리를 차단하여 투과시키지 않는 성질을 말하며, 내부에 구멍이 없는 물체가 차음성이 풍부하다.

흡차음재가 요구되는 산업분야로는 에어컨, 냉장고, 세탁기 등의 전기제품 분야, 자동차, 선박, 항공기 등의 수송기기 분야, 또는 벽재, 바닥재 등의 건축자재 분야 등이 대표적이라 할 수 있다. 그 밖에도 여러 산업분야에서 흡차음재 사용이 요구되고 있다. 통상적으로 산업분야에서 적용되는 흡차음재의 경우, 흡음성 이외에도 적용용도에 따라 경량화, 난연성, 내열성, 단열성이 추가로 요구되기도 한다.

한편, 종래의 흡음재로 사용되는 부직포는 다수의 층을 접착하기 위해 사용되는 라텍스, 접착제 등은 접착력이 약하여 기모가 빠지기 쉽고, 라텍스나 접착제와 부직포를 구성하는 화학섬유소재에 포함된 VOCs(Volatile Organic Compounds)가 발생하는 문제가 있다. 또한, 부직포는 층별 소재에 따라 재활용하기가 까다로우며, 폐기물 처리 비용이 많이 소요되는 문제가 있다.

이에, 흡차음 기능이 우수하면서도 폐기물 처리 문제를 해소할 수 있는 친환경적인 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.

한국공개특허 제2007-0033310호 한국공개특허 제2012-0058347호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 천연섬유를 기반으로 하여 용제형 접착제등의 합성수지의 사용을 제한하고 생분해성을 갖는 폴리락트산 섬유를 적용하여, 친환경적이면서 통기도 및 흡차음성이 매우 우수한 흡차음재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열가소성 접착성 필름을 포함하는 차음층; 및 상기 차음층상에 적층된 흡음층을 포함하고, 상기 흡음층은 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 기재 섬유에 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유가 결속된 것을 특징으로 하는 흡차음재를 제공한다.

상기 기재 섬유는 아밀라제 효소 존재하에, 70 내지 90℃에 가열하여 정제된 것으로, 섬도가 3~5.5 데니어인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡차음재는 발수기능을 갖는 코팅층을 더 포함할 수 있다.

상기 흡차음재는 두께가 0.05 ~ 1.5mm이고, 두께 방향의 기체투과도가 0.1 ~ 100 ㎤/㎠·초인 것을 특징으로 한다.

상기 흡음층은 재생폴리에스터 섬유를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 (S1) 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 기재 섬유에 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유가 결속된 흡음층 시트를 공급하는 단계; 및 (S2) 열가소성 접착성 수지필름을 차음층으로 하여 상기 흡음층 시트에 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 천연섬유를 기반으로 하여 라텍스계열의 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성유기화합물이 발생하지 않고, 생분해성을 갖는 폴리락트산 섬유를 적용하여, 친환경적이면서 통기도 및 흡차음성이 매우 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡차음재를 도시한 단면도이다.
도 2는 캘린더 가공 전 케냐프 섬유, 아바카 섬유 또는 울낙모 섬유로 이루어진 부직포(흡음층)를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 3은 케냐프 섬유, 아바카 섬유 또는 울낙모 섬유로 이루어진 부직포(흡음층)를 캘린더 가공 후 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.

이하 본 기재의 흡차음재 및 이의 제조방법을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 흡차음성 개선과 동시에 분진 발생 등 유해성 없이 제조가 가능한 흡차음재를 개발하기 위해 노력한 결과, 천연섬유에 폴리락트산 섬유가 결속된 부직포를 일정 온도 범위에서 가압하여 공기 기밀도를 최소화하고, 열가소성 접착성 수지필름을 부직포 상하에 접착시키는 경우, 흡차음성이 우수할 뿐만 아니라 작업시 분진 발생이 없고 친환경적인 흡차음재 제조가 가능한 것을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 흡차음재는 열가소성 접착성 수지필름을 포함하는 차음층; 및 상기 차음층상에 적층된 흡음층을 포함하고, 상기 흡음층은 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 기재 섬유에 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유가 결속된 것을 특징으로 한다.

상기 열가소성 접착성 수지는 열을 가하여 성형한 뒤에도 다시 열을 가하면 형태를 변형시킬 수 있는 수지로 압출성형 또는 사출성형에 의해 능률적으로 가공할 수 있다는 장점이 있다.

상기 열가소성 접착성 수지는 일례로, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아세탈수지, 염화비닐수지, 폴리스타이렌, ABS수지, 아크릴수지 등을 사용할 수 있고, 차음성 및 통기성 측면에서 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

일례로, 상기 열가소성 접착성 수지필름으로, 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 사용하는 경우에는, 경도가 70~90도이고, 융점이 100 내지 130℃이면서 신율이 250~350%인 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 사용하는 것이 흡음재와의 접착성 및 차음효과가 우수한 효과가 있다.

본 기재에서 경도는 일례로 ASTM D2240 측정방법에 의거하여 Shore A 경도를 측정할 수 있다.

본 기재에서 융점은 일례로, TMA(Thermal Mechanical Analyzer, Perkin Elmer)를 사용하여 측정할 수 있고, 신율은 일례로 ASTM D412에 의거하여 측정할 수 있다.

또한, 상기 열가소성 접착성 수지필름은 두께가 80~120미크론, 바람직하게는 90~110미크론이면서, 단위면적당 중량이 230~260g/m², 바람직하게는 240~260g/m²인 것을 사용하는 것이 차음효과 우수하면서도 통기성 및 경량화 측면에서 바람직하다. 열가소성 접착성 수지필름의 단위면적당 중량이 230g/㎡ 미만인 경우에는 충분한 접착강도를 나타내지 못하고, 260g/㎡을 초과하는 경우에는 과도한 중량이 문제되며 또한 통기성이 떨어져서 흡음성능이 저하될 수 있다.

또 다른 일례로, 본 발명의 차음층은 일례로 저융점폴리에스테르, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌 및 폴리염화비닐로 이루어진 군에서 선택된 1종의 열가소성 수지를 용융 상태로 라미네이팅하여, 흡음층에 부착할 수 있다. 또는 상기 열가소성 수지를 파우더나 펠렛의 형태로 도포한 후 가열 용융시킨 상태에서 2개의 층을 합지한 후 압착롤러를 통과시킴으로써 부착할 수도 있다.

또한, 상기 차음층은 상기 열가소성 접착성 수지에 무기물 파우더, 열경화성 수지 파우더, 천연섬유 단섬유, 천연 목분 중에서 선택된 적어도 하나의 통기성 형성물질을 더 포함할 수 있는데, 이 경우 부직포로 이루어진 흡음층과 합지된 상태에서 압착시킨 후에 가압되었던 열가소성 수지가 복원되면서, 상기 통기성 형성물질 근처에 기공이 형성된 구조를 가질 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 흡음층은 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 부직포로 형성될 수 있는데, 이러한 부직포는 기계 조작에 의하거나 열접착에 의하여 섬유를 접착시키거나 엉키게 하여 만든 부직포 웹을 가리키는 것으로 펠트, 니들 펀칭, 스펀본드, 습식 부직포 등이 사용될 수 있다.

이 중, 니들 펀치(Needle Punch)란 적층된 섬유층을 복수개의 니들이 수직으로 펀치하여 상하의 섬유층을 일체화시키는 방법을 말하는 것으로 본 발명에서는 상기 니들 펀치 공정을 사용하여 부직포를 제조하는 것이 공정의 간소화 및 적당한 두께 형성을 위해서 바람직하다.

상기 니들펀칭 공정은 Line speed가 3 내지 6 m/min이며, 타밀도는 80 내지 250/cm² 이고, 니들링 공정은 Fork 또는 Crown type의 니들이 사용되며, Line speed는 1.5 내지 4.5m/min이고, 침심은 7 내지 12 mm인 것을 사용하는 것이 본 발명의 목적 달성 측면에서 바람직하다.

본 발명의 부직포는 상기 사용되는 접착성 수지에 비해 융점이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하고, 일례로 융점이 160 ℃이상, 바람직하게는 160 내지 190℃인 것이 바람직하다.

상기 부직포는 상기 열가소성 접착성 수지필름에 적용 가능한 성분으로 이루어진 부직포가 사용될 수 있고, 본 발명에서는 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 사용하여 부직포를 형성할 수 있다.

상기 식물성 섬유는 흡차음성 및 통기성 측면에서 아바카 또는 케냐프 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 식물성 섬유는 50~80mm, 바람직하게는 60~70mm 범위 내의 섬유장을 갖고, 굵기가 1~8데니어, 바람직하게는 3~5데니어인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 섬유장이 너무 짧으면 니들 펀칭시 원사의 교락이 어려워져 부직포의 결속력이 약해질수 있으며, 원사의 길이가 너무 길면 부직포의 결속력은 우수하나 카딩(carding)시 원사 이송이 원활하지 않는 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 동물섬 섬유로는 양모섬유를 사용할 수 있고, 특히 소모방적 공장에서 생산과정 중 발생하는 페기용 양모울 낙모를 활용하는 경우, 제작과정에서 원가절감 및 폐기시 자연순환시킬 수 있다는 점에서 친환경적인 효과가 있다.

본 발명의 흡음층은 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 기재섬유로 이용함으로써, 염색 또는 천연소재의 형상을 구현할 수 있어, 외관의 형태를 미려하게 하여 심미성을 부여한 품질개선의 효과가 있다.

상기 기재 섬유는 아밀라제 효소 존재하에, 70 내지 90℃에 가열하여 정제된 것으로, 섬도가 3~5.5데니어, 바람직하게는 3~4.5데니어인 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 길이 방향으로 1 내지 4m인 기재섬유를 준비하여, 배치(batch)형 원형 드럼 욕조에 기재섬유 100중량% 대비, 아밀라제 효소를 0.1~1중량%, 바람직하게는 0.3 ~0.6중량%가 되도록 투입한 후, 70~90℃가 되도록 상온 가열하여 정제할 수 있다.

이는 기재 섬유에 함유되어 있는 리그린, 세미셀룰로오스, 지방질등의 불순물을 정제하여 기재 섬유의 고유섬도가 10~15 데니어급에서 3~5.5 데니어급으로 세섬화하는 것으로, 부직포 제조시의 단위밀도당의 섬유 결속력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 흡음층에는 폴리락트산 섬유를 포함하여 열용융 결합될 수 있도록 하여 용제형 접착제 등의 합성수지를 사용하지 않고도 흡차음성이 우수하면서도 견고한 흡차음재를 제공한다.

상기 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유는 흡음층 내 함량이 40~70중량%이고, 섬도는 1~5 데니어(denier)일 수 있다. 상기 PLA 섬유의 함량이 40중량% 미만이면 흡차음재의 생분해성이 저하되고, 70중량%를 초과하면 흡차음재의 내열성, 내마모성 등의 물성이 저하될 수 있다.

또한, 본 발명의 흡음층은 재생폴리에스터 섬유를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 재생폴리에스터 섬유는 길이가 60 내지 70mm이고, 섬도가 6 내지 8 데니어인 것을 사용할 수 있다.

일례로, 상기 흡음층은 식물성 섬유와 폴리락트산 섬유를 40~60: 60:40 비율로 혼련하여 형성하는 것이 흡차음성 및 생분해성 측면에서 바람직하다.

또 다른 일례로, 상기 흡음층은 동물성 섬유, 재생폴리에스터 섬유 및 폴리락트산 섬유로 이루어질 수 있고, 이 경우 동물성 섬유, 재생폴리에스터 섬유, 폴리락트산 섬유가 40~60: 20~40: 10~30 비율로 혼련하여 형성하는 것이 흡차음성 및 생분해성 측면에서 바람직하다.

구체적으로, 본 발명의 흡차음재는 식물성 섬유와 폴리락트산 섬유를 40~60: 60:40 비율로 혼련하여 형성된 제1 흡음층과; 동물성 섬유, 재생폴리에스터 섬유, 폴리락트산 섬유가 40~60: 20~40: 10~30 비율로 혼련하여 형성된 제2 흡음층;을 포함한 다층 구조의 흡차음재일 수 있다.

또 다른 일례로, 흡차음재가 제3 흡음층을 포함할 수 있고, 이 경우, 제3 흡음층은 식물성 섬유와 폴리락트산 섬유를 40~60: 60:40 비율로 혼련하여 형성될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 흡차음재는 사용자의 필요에 따라서, 표면에 차음성을 갖는 필름층 또는 외표면에 수분을 저항하는 초발수처리를 한 코팅층을 더 포함할 수 있다.

구체적으로 본 발명에 따른 흡차음재는 일실시예로서 도 1과 같이, 제1 흡음층(1a), 제1 차음층(1b) 및 제2 흡음층(2a), 제2 차음층(2b), 제3 흡음층(3a), 제 3차음층(3b) 및 제4 차음층(4b)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 흡음층(1a) 내지 제3 흡음층(3a)은 서로 동일하거나 서로 다른 부직포일 수 있다.

또한, 상기 제1 흡음층(1a) 내지 제3 흡음층(3a)은 그 두께가 서로 동일하거나 다른 것으로 적용될 수 있으나, 공기 기밀도의 크기 순서대로 구성하여 저주파에서 고주파 영역으로 배열로 적층하는 것이 바람직하다.

일례로, 본 발명에 따른 도 1에 의한 흡음층의 구성 배열은 저주파음을 흡수할 수 있는 기공도가 큰 소재 부직포를 제일 앞면으로 하면서, 점차적으로 기공도가 좁은 소재 부직포를 제일 마지막으로 구성 배열하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 흡차음재에 기능성을 부여할 목적으로 여러 첨가제 예를 들면, 난연제, 내열향상제, 발수제 등을 사용할 수 있다.

상기 난연제로는 멜라민류, 포스페이트, 금속하이드록사이드 등이 사용될 수 있다. 상기 난연제는 구체적으로 멜라민, 멜라민시아누레이트, 멜라민폴리포스페이트, 포스파젠, 암모늄폴리포스페이트 등 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 더욱 좋기로는 난연제로서 멜라민류를 사용하는 것이며, 이는 난연성과 내열성을 동시에 증진시키는 효과를 기대할 수 있다.

상기 내열향상제로는 알루미나, 실리카, 탈크, 크레이, 유리분말, 유리섬유, 금속분말 등을 사용할 수 있다.

상기 발수제로는 플루오루계 등 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 흡차음재는 두께가 40 ~ 50mm이고, 두께 방향의 기체투과도가0.1 ~ 100㎤/㎠·초인 것을 특징으로 한다.

또한, 흡차음재의 전체 중량이 2000~3000g/m²범위 내인 것이 경량화 및 흡차음 성능 측면에서 바람직하다.

본 발명에 따른 흡차음재의 경우 저주파 영역(250~500 KHz) 및 중주파 대역(500~1000KHz) 영역에서의 흡차음 성능을 증가시킬 수 있으며, 통기도 및 설계 인자 조절에 의하여 흡차음재의 소음 저감영역 대역을 사용자의 요구에 따라 제어할 수 있다.

본 발명의 흡차음재는 내벽면 공간 및 층간 소음 방지에 사용되는 건축용 및 자동차용 부품재로 적합하게 사용될 수 있다.

본 발명의 흡차음재의 제조방법은 (S1)식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 기재 섬유에 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유가 결속된 흡음층 시트를 공급하는 단계; 및 (S2)열가소성 접착성 수지필름을 차음층으로 하여 상기 흡음층 시트에 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 제1 흡음층 시트와 제2 흡음층 시트를 준비하고, 열가소성 접착성 수지필름을 가압, 가열하여 준비하는 단계;

상기 제1 흡음층 시트와 상기 제2 흡음층 시트 사이에 가열된 상기 열가소성 접착성 수지필름층이 위치되도록, 상기 제1 흡음층 시트, 상기 제2 흡음층 시트 및 가열된 상기 열가소성 접착성 수지필름을 회전하는 상부롤러와 하부롤러 사이에 공급하는 단계;

상기 상부롤러와 상기 하부롤러의 가압에 의하여 상기 제1 흡음층 시트, 상기 제2 흡음층 시트 및 상기 열가소성 접착성 수지필름을 일체화하여 3층의 구조물을 형성하는 단계;를 1이상 반복하여, 흡음층과 차음층이 적층되도록 하고, 이후, 적층 구조물을 원하는 형상으로 가압성형하여 흡차음재를 제조할 수 있다.

여기서 상기 기재섬유는 부직포 카딩(Carding) 공정 전 혼련 (Mixing) 공정 단계에서 아밀라제 효소를 함께 섞어주는 것이 바람직하다.

구체적으로, 길이 방향으로 1~4m, 바람직하게는 1~3m인 기재섬유를 준비하여, 배치(batch)형 원형 드럼 욕조에 기재섬유 100 중량% 대비, 아밀라제 효소를 0.1~1 중량%, 바람직하게는 0.3 ~0.6 중량%가 되도록 투입한 후, 70~90 ℃가 되도록 상온 가열하여 정제할 수 있다.

상기 정제된 기재 섬유를 폴리락트산 섬유와 혼련하여, 니들펀치 공정으로 부직포를 제조할 수 있다.

상기 흡음층 시트를 공급하는 단계는 부직포 가압용 카렌더 (calendar)를 이용하여 천천히 가압하면서 약 3 내지 6mm 두께의 부직포를 1 내지 3mm 두께로 조절하여 부직포에 포함된 폴리락트산 섬유가 용융되어 상기 기재섬유와 상호 결속하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 카렌더의 직경은 60cm 이상, 바람직하게는 60 내지 100cm 이상인 것이 바람직하며 135~160℃에서 2~3kg/cm² 의 압력으로 10~15m/분당 속도로 가압할 수 있고, 이 경우 폴리락트산 섬유가 충분히 용융되어 상기 기재섬유와 결속력이 우수할 수 있다.

상기 가열조건에서 차음층을 공급하는 단계에서는 가열조건에서 열가소성 접착성 수지필름을 차음층으로 하여 상기 제1 흡음층 시트에 공급하는 단계로서, 여기서는 가열조건에서 공급되는 접착성 수지가 압출기를 통해 압출된 후 T-다이를 통해 필름형태로 차음층이 공급되면서 제1 흡음층과 차음층이 서로 합지된다. 이때 가열 조건은 상기 차음층의 열가소성 접착성 수지가 접착성을 가지면서 용융되고 제1 또는 제2 흡음층의 부직포는 용융되지 않는 상태를 가지면서 합지 가능한 상태의 조건으로서 일례로, 흡음층이 10~50 중량% 의 저융점(LM) 섬유를 포함하는 조건인 것이 바람직하다.

그 다음으로, 제2 흡음층을 공급하는 단계에서는 상기 차음층 위에 부직포로 이루어진 제2 흡음층을 공급하는 단계로서, 다른 쪽에서 제1 흡음층이 준비되어 공급되면서 상기 차음층 위에 제2 흡음층이 제2 롤러를 통해 합지된다.

또한, 압착하여 일체화된 다층구조의 흠차음재를 형성하는 단계에서는 상기 제1 흡음층, 열가소성 접착성 수지필름으로된 차음층 및 제2 흡음층이 합지된 상태로 압착하여 일체화된 다층구조의 흠차음재를 형성하는 단계로서, 여기서는 상기 제2 롤러에서 합지된 다음에 제2 롤러와 냉각롤러 사이에서 압착이 이루어지면서, 냉각 과정을 거쳐서 가압 성형에 의해 일체화된 흡차음재가 제조될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

[실시예]

실시예 1 내지 실시예 7

기재섬유 소재를 길이 방향으로 2 미터 이상인 원 줄기 섬유를 준비하여, 이를 Batch 형 원형 드럼 욕조에 정렬하여 아밀리라제 효소를 0.5%, 온도 80℃에서 상온 가열하여, 정제하여 기재섬유의 고유섬도가 10-15 데니어급에서 3~5.5 데니어로 세섬화 과정을 거친 후, 하기 표 1에 나타난 바와 같은 비율로 섬유를 혼합하여 니들펀칭공정을 수행한 후 성형 롤러를 통과시켜 흡음층 시트를 제조하였다.

이 후, 제조된 흡음층 시트를 60 cm 이상의 직경을 갖는 부직포 가압용 카렌더 머신을 이용하여 상하부 스틸로러로 구성된 장치를 이용하여, 온도를 135~160℃ 범위 내에서, 가압 압력을 2~3kg/cm² 의 압력으로 10~15m/ 분당 속도로 천천히 가압하면서 4mm 두께의 부직포를 2mm 두께로 조정하여 차음층과 합지되도록 공급하였다.

여기서, 열 실린더 로울러에 의한 가압에 의한 압착조건도 흡차음성을 향상시키기 위해서 상기 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 차음층은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름 경도 85도, 융점 120℃, 신율 300%, 두께 100 미크론, 중량 250 g/m²인 것을 사용하였다.

[시험예]

상기 실시예에서 제조된 흡차음재의 흡차음성의 특성을 위한 공기 기공도를 ASTM F 316-03 방법에 의거하여 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.

구분	흡음층	공기 기공도
실시예 1	아바카 + 케냐프 (40%) PLA fiber 60%	9.1726 미크론
실시예 2	아바카 + 케냐프 (60%) PLA fiber 40%	9.1726 미크론
실시예 3	아바카 + 케냐프 (70%) PLA fiber 30%	40.1724 미크론
실시예 4	아바카 + 케냐프 (80%) PLA fiber 20%	66.8552 미크론
실시예 5	아바카 + 케냐프 (90%) PLA fiber 10%	77.1259 미크론
실시예 6	Wool + Wool 낙모 (50%) PP fiber 50%	63.2893 미크론
실시예 7	리싸이클 PET (70%) PP fiber 30%	98.4762 미크론

상기 표 1과 같이, PLA 섬유가 40 내지 60 중량%로 포함되는 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 흡음층의 공기 기공도가 약 9 미크론으로 가장 작은 것을 확인할 수 있었다.

또한, 실시예 1 내지 실시예 7을 살펴보면, 흡음재의 구성비의 비율과 PLA fiber의 혼련 배합은 공기 기공도에 영향을 미치는 중요한 요소인 것은 확인할 수 있었다.

1a: 제1 흡음층
1b: 제1 차음층
2a: 제2 흡음층
2b: 제2 차음층
3a: 제3 흡음층
3b: 제3 차음층
4b: 제4 차음층

Claims

경도 70~90도, 융점 100~130℃, 신율 250~350%인 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름에 무기물 파우더, 열경화성 수지 파우더, 천연섬유 단섬유, 천연 목분 중에서 선택된 적어도 하나의 통기성 형성물질이 포함되고, 두께가 80~120미크론이면서 단위면적당 중량이 230~260g/m²인 차음층; 및
식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 기재 섬유에, 섬도 1~5데니어(denier)의 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유가 결속된 것으로서, 상기 차음층상에 적층된 흡음층; 을 포함하고,
상기 흡음층 내 상기 폴리락트산 섬유 함량이 40~70중량%인 것을 특징으로 하는 흡차음재.
제1항에 있어서,
상기 기재 섬유는 아밀라제 효소 존재하에, 70 내지 90 ℃에 가열하여 정제된 것으로, 섬도가 3~5.5 데니어인 것을 특징으로 하는 흡차음재.
제1항에 있어서,
상기 흡차음재는 발수기능을 갖는 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡차음재.
제1항에 있어서,
상기 흡차음재는 두께가 40~ 50mm이고, 두께 방향의 기체투과도가 0.1 ~ 100 (㎤/㎠·초)인 것을 특징으로 하는 흡차음재.
제1항에 있어서,
상기 흡음층은 재생폴리에스터 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡차음재.
(S1) 식물성 섬유 또는 동물성 섬유를 포함하는 기재 섬유에, 섬도 1~5데니어(denier)의 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 섬유가 결속되어, 상기 폴리락트산 섬유가 40~70중량% 함유된 흡음층 시트를 공급하는 단계; 및
(S2) 경도 70~90도, 융점 100~130℃, 신율 250~350%인 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름에 무기물 파우더, 열경화성 수지 파우더, 천연섬유 단섬유, 천연 목분 중에서 선택된 적어도 하나의 통기성 형성물질이 포함된 차음층을 두께 80~120미크론, 단위면적당 중량 230~260g/m²로 상기 흡음층 시트에 적층 결합시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조방법.