CN103733253A - 通过透气度、孔隙大小调节的玻璃纤维类吸音片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸音性能和表面装饰效果出色的吸音片。本发明的吸音片的特征在于，其由基材形成，在200～2000Hz的频率范围内平均吸音率为0.4以上。本发明通过调节基材层的透气度及孔隙大小，来即使吸音片薄，也对吸音性能表现出非常优秀的功效。

Description

通过透气度、孔隙大小调节的玻璃纤维类吸音片
技术领域
本发明涉及以玻璃纤维和纤维素纤维作为主原料的玻璃纤维吸音片，更详细地，涉及调节基材的透气度和孔隙大小，来具有最大吸音性能的吸音片。
背景技术
以往，以透气性聚合物的聚酯或玻璃棉等来生产多种吸音片。并且，虽然在韩国公开专利公报第10-2002-0044600号中公开了以纤维素和聚酯、聚乙烯醇为主体来制备复合板浸渍用层（layer）纸的技术，但这些均涉及材质本身所具有的物理性质及透气性引起的吸音性能的优秀性，不仅作业繁琐，而且存在作为吸音片的功能受限的问题。进而，若为解决这些问题而使用厚的吸音片，则具有空间缩小且费用高昂的不便，导致成为了问题。
因此，需要可通过调节多个物理因素，来同时表现优秀的吸音性能的新技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供由玻璃纤维和纤维素纤维构成的具有最大的吸音性能的吸音片。
解决问题的手段
为达成上述目的，本发明提供吸音片，其特征在于，包含基材，并具有在200～2000Hz频率范围内平均吸音率为0.4以上的吸音性能。
发明的效果
本发明的吸音片对吸音性能提供卓越的效果。并且，本发明的吸音片可在构成隔音材料及系统时用作结构材料。
附图说明
图1至图3涉及作为实施例1至实施例3的条件，制作吸音片并通过管内法进行的垂直入射吸音率试验结果。
图4至图7涉及作为比较例1至比较例4的条件，制作吸音片并通过管内法进行的垂直入射吸音率试验结果。
具体实施方式
以下详细说明的实施例会让本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本发明不局限于以下所公开的实施例，能够以互不相同的各种方式实施，本实施例只用于使本发明的公开内容更加完整，有助于本发明所属技术领域的普通技术人员完整地理解本发明的范畴，本发明仅由发明要求保护范围定义。在说明书全文中，相同的附图标记表示相同的结构要素。
以下，对本发明进行详细说明。
本发明提供吸音片，上述吸音片包含基材，并具有在200～2000Hz频率范围内平均吸音率测定值为0.4以上的吸音性能。吸音率在0与1之间，越接近1吸音能力就越好，普通的吸音材料的吸音率为0.3左右，在吸音率为0.4以上的情况下，可称为吸音能力出色。通常，以多个频率为基准来制作吸音系数，并将此时吸音系数的平均称为平均吸音率，上述吸音片的平均吸音率表现为0.4以上，可知吸音性能相当优秀。
上述基材可由玻璃纤维、纤维素纤维构成。上述玻璃纤维为对以二氧化硅（SiO2）为主成分的玻璃进行熔融、加工成纤维形状的，根据制法及用途分为长纤维和短纤维。纤维的直径越细，拉伸强度及热传导率就越优秀。直径为5～20μm的纤维主要用于保温吸音，直径为40～150μm的纤维主要用于过滤。
上述纤维素纤维为普通天然纤维和以此为原料制成的纤维，作为它们的代表性的例，有木纤维、棉纤维、麻纤维、人造纤维等。纤维素纤维通常呈丝织物或编织物形态。并且，纤维素纤维也与其他合成纤维一起混合而使用。可与聚酯等合成纤维一起使用。将上述纤维素纤维与合成纤维混合的，即，作为含有纤维素纤维的纤维产品以这些的混纺纱、混纺织物、交织或交编物的形态存在。
上述基材可包含30～60重量％的玻璃纤维、40～70重量％的纤维素纤维。在本发明中，从吸音性能方面考虑，优选地，上述玻璃纤维与纤维素纤维素具有如上所述的结构。在不是上述纤维结构范围内的情况下，具有吸音性能下降的担忧。
具体地，在上述玻璃纤维的含量小于30重量％的情况下，有可能使无纺布的拉伸强度、撕裂强度等物理性质下降，在上述玻璃纤维的含量大于60重量％的情况下，具有由于透气性过大而有可能使吸音性能下降的担忧。并且，上述纤维素纤维的含量维持在上述范围内，来适当地维持透气性，从而具有可实现优秀的吸音性能，并防止强度等变弱的优点。
并且，上述基材还可以包含有机合成纤维。此时，可包含2重量％～10重量％的有机合成纤维。有机合成纤维是指，不利用天然的纤维素或蛋白质，而纯化学地利用石油、煤炭、石灰石、氯等的低分子，来制备不存在于自然的有机合成品，并将此以细长的高分子化合物进行纺丝而纤维化的，包含上述范围的有机合成纤维，从而可向基材赋予柔软性，当向基材施加折叠或弯曲等物理作用力时，可将基材的损伤最小化。
本发明的特征在于，虽然并不限制上述有机合成纤维的种类，但上述有机合成纤维为选自聚酯、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、乙烯-苯乙烯共聚物（ES）、环烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯醇（PVA）、乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚醚醚酮（PEEK）、聚碳酸酯（PC）、聚砜、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯腈（PAN）、苯乙烯丙烯腈（SAN）、聚氨基甲酸乙酯（PU）中的一种以上。
优选地，玻璃合成纤维可由聚乙烯醇（PVA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）构成。
并且，更优选地，从基材可确保柔软性的方面考虑，包含聚乙烯醇（PVA），上述聚乙烯醇包含选自碳数为4以上的α-烯烃单位及碳数为1至4的烷基乙烯基醚单位的组中的一种以上的单位。
并且，优选地，上述基材的克重为50～150g/m2。在本发明中，若基材层的克重小于50g/m2，则具有吸音性能下降的担忧，若基材层的克重大于150g/m2，则具有制备成本过于上升的担忧。
并且，优选地，上述基材的厚度为0.1～0.7mm。在超过上述范围的情况下，具有无纺布的孔隙率（Porosity）太小或太大而使得吸音性能下降的担忧。
并且，优选地，上述吸音片在200Pa的压力下，具有100～1000L/m2/s的透气度。在本发明中，在200Pa的压力下，吸音片的透气度超过上述范围的情况下，具有孔隙率过小或过大而使得吸音性能下降的担忧。
并且，优选地，上述吸音片的平均孔隙大小（Pore size）为10～50μm。在本发明中，吸音片的平均孔隙大小超出上述范围的情况下，具有吸音性能下降的担忧。
以下，通过接下来的实施例，来对本发明进行更详细的说明。只是，以下实施例仅用于例示本发明的内容，本发明的范围并不限定于实施例。
实施例及比较例
在本实验中，使玻璃纤维和纤维素纤维具有下表1的条件，来制备了无纺布。
表1
纤维直径 纤维长度
玻璃纤维（90重量％以上） 5～20μm 1～50mm
纤维素纤维（90重量％以上） 5～100μm 1～50mm
对利用上述纤维而制成的无纺布的厚度、纤维结构比、无纺布的克重进行调节，来构成了实施例及比较例（表2、表3）
表2
Figure BDA0000465031150000051
表3
Figure BDA0000465031150000052
评价基于透气度及孔隙大小调节的吸音性能
I.试验方法
1.试验法
管内法（KS F2814）
2.测定设备（设备名称：型号名称（制造公司/制造国））
管内法：HM-02I/O（韩国斯开恩（Scein/S.KOREA））
3.测定温度/湿度：（19.4，误差范围0.3）℃/（59.4，误差范围1.9）％R.H
上述管内法为测定吸音物质的吸音率的方法，当平面波从规定的方向垂直入射时，测定驻波来计算。并且，作为当难以确保试片时可试的简易方法，可在准确制作试片的大小后进行反复试验，来得到将测定误差最小化的结果。
式：
NRC＝（a250＋a500＋a1000＋a2000）/4
aX：XHz的吸音率（X为数字）
在此，降噪系数（NRC，Noise Reduction Coefficient）是指，由于吸音材料的吸音率在各频率互不相同，因而当说明某种材料的吸音性能时，需要代表该材料的吸音率的单一指数，像这样，将某种材料的吸音率以一个单一指数来表现的称之为NRC。
II.试验结果
1.基于管内法的垂直入射吸音率试验结果（背后空间：50mm）
通过上述试验方法，得到了如下述表4、表5的实验结果。
表4
Figure BDA0000465031150000061
表5
Figure BDA0000465031150000071
2.基于透气度及平均孔隙大小的平均吸音率
以下表6及表7为测定实施例及比较例的基于透气度及平均孔隙大小的平均吸音率的结果。
如表6所示，可以确认，在无纺布的纤维结构与实施例1至实施例3相同的情况下，无纺布的透气度在200Pa的压力下具有100～1000L/m2/s的范围，平均孔隙大小具有10～50μm的范围，在200～2000Hz频率范围内具有0.4以上的吸音片的平均吸音率。
并且，如表7所示，可以确认，在比较例1至比较例4的情况下，无纺布的透气度在200Pa的压力下，上升至无法测定的程度，平均孔隙大小超出了50μm的范围，平均吸音率小于0.3。
表6
Figure BDA0000465031150000072
表7
Figure BDA0000465031150000081

Claims (11)

1.一种吸音片，其特征在于，包含基材，并具有在200～2000Hz频率范围内平均吸音率测定值为0.4以上的吸音性能。
2.根据权利要求1所述的吸音片，其特征在于，上述基材包含玻璃纤维、纤维素纤维。
3.根据权利要求2所述的吸音片，其特征在于，上述基材包含30～60重量％的玻璃纤维、40～70重量％的纤维素纤维。
4.根据权利要求1所述的吸音片，其特征在于，上述基材还包含有机合成纤维。
5.根据权利要求4所述的吸音片，其特征在于，上述基材包含2～10重量％的有机合成纤维。
6.根据权利要求4所述的吸音片，其特征在于，上述有机合成纤维为选自聚酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-苯乙烯共聚物、环烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚丙烯腈、苯乙烯丙烯腈、聚氨基甲酸乙酯中的一种以上。
7.根据权利要求6所述的吸音片，其特征在于，上述聚乙烯醇包含选自碳数为4以上的α-烯烃单位及碳数为1至4的烷基乙烯基醚单位的组中的一种以上的单位。
8.根据权利要求1所述的吸音片，其特征在于，上述基材的厚度为0.1～0.7mm。
9.根据权利要求1所述的吸音片，其特征在于，上述基材的克重为50～150g/m2。
10.根据权利要求1所述的吸音片，其特征在于，上述吸音片在200Pa的压力下具有100～1000L/m2/s的透气度。
11.根据权利要求1所述的吸音片，其特征在于，上述吸音片的平均孔隙大小为10～50μm。
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