JP2007224705A - カーペット層を有する室内建築用素材 - Google Patents

カーペット層を有する室内建築用素材 Download PDF

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Abstract

【課題】
カーペット層を有する室内建築用吸音および振動吸収素材に関するものであって、具体的にナイロン、ＰＰ、ＰＴＴ、アクリル、またはＰＥＴで製造されたカーペット層が全面に形成された室内壁面素材を提供する。
【解決手段】
ナイロン、ＰＰ、ＰＴＴ、アクリルおよびＰＥＴ素材のカーペット層と、カーペット層に結合された吸収層と、カーペット層と吸収層を結合させる接着層とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明はカーペット層を有する壁面素材に関するもので、具体的にナイロン、アクリル、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリトリメチレンテレフタレート(ＰＴＴ)、またはポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)繊維で製造されたカーペット層が全面に形成された室内壁面素材に関するものである。
壁面、天井および床素材は、堅固性および機能性を必要とする。堅固性は、ある素材を他の素材と共に一定の構造を形成しながら、一定の期間の間、必要な形態を維持できるようにすることをいう。そして、機能性は、素材が用いられる空間により、内部環境の有用性を向上させるために求められる。通常、堅固性のための素材は制限され、また外部に露出しないという点において多様性が求められないため、選択の必要性が高くない。しかし、機能性のための素材は、求められる機能によって素材の変化が可能であり、また素材による効果の差のために高い選択性を必要とする。
壁面、天井および床素材に対して、一般的に求められる機能は、吸音、断熱、難燃または防炎性である。その他にも使用空間の用途に応じて、抗菌または消臭および装飾性が求められる場合もある。
吸音とは、素材に入射した音の一部が透過または反射せずに、材料内に吸収されることをいう。素材の一方で音を発生させる場合、反射しない音は、材料に吸収されるか、または透過されたものに該当する。このような反射しない音は、全て吸収されたかのように表れるため、見かけ上の吸収率となり、入射した音エネルギーに対する、見かけ上吸収されたかのように表れる音エネルギーの比率を吸音比率という。吸音比率は、音の周波数、入射角、材料厚さ、設置方式および素材裏面の状況によって異なって表れる。吸音と類似する性質として遮音がある。遮音は、音の振動が外部に伝えられないことをいい、一般的にデシベル単位(ｄＢ)でｄＢ ＝ ２０ｌｏｇｍ ＋ ２０ｌｏｇｆ −２３ (ｍは単位面積グラム質量、そしてｆは音の周波数)で表示される透過係数を用いて測定される。
室内建築用として用いられる壁面、天井および床素材は、優先的に吸音および遮音機能を有しなければならない。防音および騒音と関連した先行技術として、特許文献１の「騒音防止剤」がある。上記先行技術では、少なくとも一つの防音孔が陥没形成された防音板体と、前記防音板体の上部に結合され、防音孔を遮断する蓋板と、防音板体の防音孔に入れて騒音防止効果を有する防音パネルを含む騒音防止剤とを提供する。上記発明では、防音材料としてＥＶＡ(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer)、発泡ポリスチレン、ゴム板、またはウレタンが用いられ、そして吸音材料としては、不織布、岩綿、コルク、または黄土のようなものが用いられる。
遮音に関する先行技術としては、特許文献２の「遮音用部材」がある。上記先行技術では、ＰＶＣ、またはＰＥ材質の高密度シートである騒音反射層と、ポリプロピレン、ポリエステル、またはナイロン材質の騒音屈折層と、ポリウレタン材質の吸音層とを含む遮音材を提供する。
上記先行技術、または他の公知の先行技術が有する問題点は、吸音素材が防音材の内部に存在するか、または防音と吸音が別途の素材を用いてなされるという点である。吸音素材が防音材の内部層として存在する場合には、防音のため反射される音に対しては吸音機能を有することができない。また、吸音素材と防音素材が別途に形成される場合には、互いに相異する機能のため、ある一つの素材が必要な機能を有することができないようになる。
本発明はこのような問題を解決するためのものであって、音の反射率を減少させながら、同時に吸音をなすことのできる壁面素材を提供する。同時に前記壁面素材は、使用空間の必要により、多様な機能を有することができるように処理される。
大韓民国特許出願第１０−２００５−０００７３５３号 大韓民国実用新案登録出願第２０−２００５−００２０２３０号
本発明の目的は、音の反射率を減少させながら、同時に吸音機能を有する室内建築用天井、壁面および床用吸音素材を提供することにある。
本発明に係る吸音素材は、必要に応じて、吸音機能および難燃、抗菌、または撥水のような機能を有する機能層を含むことができる。
本発明の適切な実施形態によれば、室内建築用吸音素材は、ナイロン６、ナイロン６６、ＰＰ、ＰＴＴ、アクリル、またはＰＥＴ素材のカーペット層と、カーペット層に結合された吸収層と、カーペット層と吸収層を結合させる接着層とを含む。
本発明のまた他の適切な実施形態によれば、吸収層は、メラミンフォーム、ウレタンフォーム、フェルト、不織布および岩綿からなる群より選択されるいずれか一つを選択することができる。本明細書における、吸収層は音のみならず、振動または衝撃などによって発生する任意の波を吸収する機能を有する層を意味する。
本発明のまた他の適切な実施形態によれば、接着層は、アクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂および低融点ポリエステル(ＰＥＴ)樹脂のような熱可塑性樹脂中で選択されるいずれか一つによって形成されることができる。
本発明のまた他の適切な実施形態によれば、前記素材において、１ｍ2当りのカーペット層の有効表面積は２０〜１５０ｍ2になることができる。
本発明のまた他の適切な実施形態によれば、カーペット層、接着層および吸収層の厚さは、各々２〜２０ｍｍ、０．１〜６ｍｍおよび１０〜５０ｍｍになることができる。
本発明のまた他の適切な実施形態によれば、カーペット層は密度が５０〜３００ｋｇ／ｍ3であり、吸収層は密度が１０〜３００ｋｇ／ｍ3である素材が用いられることができる。
本発明のまた他の適切な実施形態によれば、前記素材を含む壁面素材が提供されることができる。
本発明のまた他の適切な実施形態によれば、前記室内建築用吸音素材の吸音率は０．７５〜０．９５程度である。
本発明に係る吸音素材は、騒音、振動、または衝撃吸収機能に優れているため、多様な形態の室内建築の壁面、床および天井素材として用いることができる。
以下、図面を参照して本発明を実現するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明に係る吸音素材１の断面図を示したものである。
図１を参照すれば、本発明に係る吸音素材１は、カーペット層１１、接着層１２および吸収層１３を含む。カーペット層１１は、ナイロン６、ナイロン６６、アクリル、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリトリメチレンテレフタレート(ＰＴＴ)、またはポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)のバルキー連続フィラメント(ＢＣＦ)繊維からなることができる。ナイロンＢＣＦは、強度、耐摩耗性および弾性に優れ、そして耐薬品性、微生物に対する抵抗性および電気絶縁性に優れるという特徴を有する。ＰＰ ＢＣＦ繊維は、他の繊維とは異なり、水分率が０となり、吸収率が極めて低いという特徴を有する。このようなＰＰ ＢＣＦ繊維は、低い吸収率のために静電気が発生せず、耐汚染性および耐抗菌性に優れるという特徴を有する。ＰＥＴ ＢＣＦ繊維は、形態安全性、防炎性が良好であるという特徴を有する。本発明に係る吸音素材１のカーペット層１１は、一般的に知らされた公知のカーペットで形成されることができるが、上記のそれぞれの長所のために、ナイロン、アクリル、ＰＰ、ＰＴＴ、またはＰＥＴ繊維で形成されることが好ましい。
本発明のカーペット層のパイル形態も特に限定されず、カットパイル、ループパイルなど、いずれの形態でも良い。また、本発明のカーペット層に用いられるカーペットは、基布地の下面にパイル抜け止め用のラテックスをコーティングした状態で用いても良く、必要によってバッキングまで済ませた形態で用いても良い。
本発明に係るカーペット層１１は、公知の壁面素材の表面層に比べ、表面積がはるかに大きいため、音の吸収効果が優れるという長所を有する。有効表面積は、光、または音が素材面に垂直して入射する場合、反射、または散乱せずに直接到達する部分の面積になることができる。
比表面積は単位重量に対する面積を示しているが、有効表面積は見かけ表面積と関連して吸音製品の吸音性能は比表面積よりは有効表面積との相関性がさらに大きい。このような有効表面積は、表面が平坦でなく、屈曲を有する場合、さらに大きい値を有することができる。素材表面が粗い場合は、実質的に有効表面積を測定しにくくなる。したがって、有効表面積は、素材の断面積と関連して、一定の方法により決定される必要がある。吸収層の単位面積とは、吸収層に平行な２次元の幾何学的な仮象面の単位面積を意味する。本発明では、吸収層の単位面積１ｍ2内に存在する繊維の表面積値を有効表面積(ｍ2)と定義した。本発明に用いられたカーペット層の素材の有効表面積は、２０〜１５０ｍ2であることが好適である。有効表面積２０ｍ2未満であれば、吸音効果が小さくて不適であり、１５０ｍ2を超過すれば単位面積当たり過度に多くの繊維が存在するか、パイルの長さを長く製織しなければならないため、素材の重量が大きくなって軽量性の確保が難しくて好ましくない。
音の吸収および光の吸収は、表面の屈曲と関連性を有する。本発明に係る吸音素材１のカーペット層１１は、表面が一定の屈曲面を形成する。屈曲面は山部および谷部に分けられ、このような山部と谷部が連続して配列されている。屈曲面における山部と谷部との間の高さの差が大きくなるほど、音の吸収効果は良くなり得る。しかし、屈曲面における山部と谷部との間の高さの差が大きくなるほど、微細なごみ、または異物の発生、抗菌に関する問題、及び後処理の困難性が大きくなされる。そして、カーペット層を有する吸音素材が壁や天井に施工された時、空間の占有や施工の容易性と関係した製品の重量と吸音性能を総合的に考慮して、カーペット層１１の厚さが制限されるか、または密度が制限される必要がある。カーペット層の厚さは、２〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍが適しており、カーペット層の素材の密度は、５０〜３００ｋｇ/ｍ3が好適である。カーペットの厚さや密度が設定された範囲の未満であれば吸音機能が不充分であり、設定範囲を超過すれば空間を大きく占めて軽量性を確保し難くなり、施工が困難であるため好ましくない。
カーペット層１１は接着層１２を介して吸収層１３と結合されます。吸収層１３は、公知された任意の吸音および衝撃吸収物質からなることができるが、好ましくは岩綿、ウレタンフォーム、メラミンフォーム、またはフェルト、不織布で形成されることができる。そして、 吸収層１３は、音の吸収、または衝撃および振動吸収機能を有する。実質的に音は、カーペット層１１によって一部吸収され、そして残りは吸収層１３によって除去されることができる。衝撃および振動吸収も同様に、一部はカーペット層１１によって、残り部分は吸収層１３によって除去される。吸収層１３は、吸音素材１の内部層を形成するため、外観、または微細な物質の発生などの問題は発生し得ない。しかし、音および衝撃の完全な吸収、または外部への伝達の完全な遮断を考慮して形成しなければならない。したがって、 吸収層１３は適切な厚さおよび強度を有する必要がある。 吸収層１３は、カーペット層１１に比べて十分に厚くすることができ、そして強度が十分に小さくなければならない。音、または衝撃および振動の十分な吸収のための厚さは１０〜５０ｍｍとなり、好ましくは２０〜３０ｍｍであって、吸収層の密度は５０〜３００ｋｇ/ｍ3が適している。吸収層の厚さや密度が設定された範囲未満であれば吸音機能が不充分であり、設定範囲を超過すれば空間を大きく占めて軽量性を確保し難くなり、施工が困難であるため好ましくない。
接着層１２はカーペット層１１と吸収層１３とを結合させて、多様な形態の公知の熱可塑性樹脂によって形成することができ、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、低融点ＰＥＴ樹脂中で選択されたものをパウダー、ペレット、またはホットメルトフィルム形態に適用させることができる。カーペット層と吸収層とが貼り付く一面に熱可塑性樹脂パウダーを散布するか、ペレットを一定間隔で配置するか、あるいはホットメルトフィルム形態で配置させるなどして加熱溶融し、カーペット層と吸収層とを密着させ、加圧し、貼り付くようにする。この時、用いられるポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニール樹脂(ＥＶＡ樹脂)等が用いられ、ホットメルトフィルムは最終製品の円滑な吸音性能のために、一定間隔で穿孔したホットメルトフィルムを用いることが好ましい。接着層１２は、カーペット層１１および吸収層１３の結合のためのものであるため、特に形態および素材の制限がない。ただし、厚さが薄いほど有利であり、好ましくは０．１〜６ｍｍの厚さで形成されることができる。実質的にカーペット層１１と吸収層１３とが直接に接触することが音および振動、または衝撃の吸収に有利である。
カーペット層１１、接着層１２および吸収層１３を有する吸音素材1は、この分野で用いられる公知の室内建築用素材に取付けられ、壁面、天井、または床素材として用いることができる。
本発明に係る吸音素材１は、抗菌、消臭、または有害物質除去のための多様な機能層がカーペット層１１の下部、または上部に形成することができる。これら機能層は、カーペット層にコーティングすることができる。代案として、該当機能を有する物質をカーペット層１１のためのカーペットの製造工程によって添加させるか、または接着層１２の形成素材に混合させる方法によって形成されることができる。
<物性評価方法>
１)有効表面積評価
カーペット層を、横、縦各々１０ｃｍサイズの０．０１ｍ2の面積で切った後、基布地の上段に存在する繊維を最大限基布地に近づくように削り出し、重さ(ｇ)を測定する。
削り出した繊維の一部を取って、ＢＥＴ(Brunauer-Emmett-Teller)方法に基づいた標準ＡＳＴＭ Ｄ３６６３-９２による質素吸着法で比表面積(ｍ2/ｇ)を測定して、この値に０．０１ｍ2で削り出した繊維の重さ(ｇ)と、１００を乗算して１ｍ2内に存在する繊維の表面積値の有効表面積(ｍ2)を求めた。
ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)フェルトの有効表面積は、表面が屈曲のない２次元平面であるため、１ｍ2当り１の値を有する。
２)吸音率の評価
吸音材料の表面に入射する音のエネルギーをＥｉ、その表面で反射する音のエネルギーをＥｒとする時、吸音率(α)は次の通り定義する。
α=１-(Ｅｒ/Ｅｉ)
吸音率の測定は、ＫＳ Ｆ ２８０５規格によって、ランダム入射に近い条件が実現される残響室で測定した残響室法吸音率で評価し、吸音率の値は中心周波数２５０、５００、１０００および２０００Ｈｚでの吸音率値の算術平均値で示した。
１１００デニール/６８フィラメントのナイロンＢＣＦでカットパイル形態で製織したカーペットを酸性染料で染色した。そして、ラテックスでバックコーティングした後、ＰＶＣ樹脂を用いてＰＰ素材の２次基布地に接着して、バッキングしたものをカーペット層として用いた。バッキング済みのカーペット層の厚さは９ｍｍ、密度は１８０ｋｇ/ｍ3である。
吸収層は、厚さ２５ｍｍ、密度１２ｋｇ/ｍ3であるメラミンフォームを用いた。
カーペット層と吸収層との接着は、カーペット層の裏面にポリエチレンパウダーを４００ｇ/ｍ2（約０．４ｍｍの厚さ）で散布して１５０℃の熱風で加熱し、溶融させた後、吸収層素材を重ねながら、冷却加圧ロールを通過させて貼り付いた。
２７００デニール/１２０フィラメントの原着ＰＰ ＢＣＦでループパイル形態で製織したカーペットをラテックスでバックコーティング後、ＰＶＣ樹脂を用いてＰＰ素材の２次基布地に接着し、バッキングしたものをカーペット層として用いた。バッキング済みのカーペット層の厚さは７ｍｍであり、密度は１４０ｋｇ/ｍ3である。
吸収層は厚さ２５ｍｍ、密度１２ｋｇ/ｍ3のメラミンフォームを用いた。
カーペット層と吸収層との接着は、カーペット層の裏面にＥＶＡパウダーを１００ｇ/ｍ2（約０．１ｍｍの厚さ）で散布し、１２０℃の熱風で加熱し、溶融させた後、吸収層素材を重ねながら、冷却加圧ロールを通過させて貼り付いた。
吸収層の素材を厚さ５０ｍｍ、密度２４ｋｇ/ｍ3のPET素材ニードルパンチ不織布を用いたこと以外には実施例１と同様にして製造する。
比較例１
カーペット層の代わりに厚さ１０ｍｍ、密度１９０ｋｇ/ｍ3であるＰＥＴ圧縮フェルトを用いたこと以外には実施例１と同様にして製造する。
Figure 2007224705
表１から分かるように、本発明の実施例１〜３では吸音率の優れたカーペット層を有する室内建築用吸音素材が得られる。
これに比べて、比較例１は、カーペット層の代わりにＰＥＴ圧縮フェルトを表面に用いた場合であるが、吸音性能が多少下がるだけでなく、カーペット層が表面に形成される時の色やパターン効果を付与することができず、壁体や天井用インテリア素材としてはあまり好ましくない。
上記にて本発明の提示する実施例を用いて詳細に説明した。上記実施例は例示的なものであり、この分野において通常の知識を有する者であれば本発明の技術的思想を外れない範囲で上記実施例に対する多様な変形および修正発明を作ることができる。このような変形および修正発明によって、本発明の範囲が制限されることはない。
本発明に係る建築用素材の断面を示した図である。
符号の説明
１：吸音素材、１１：カーペット層、１２：接着層、１３：吸収層。

Claims (5)

  1. 室内建築用吸音素材であって、
    ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、ポリトリメチレンテレフタレート、またはポリエチレンテレフタレート素材のカーペット層と、
    カーペット層に結合される吸収層と、
    カーペット層と吸収層を結合させる接着層とを含み、
    前記素材において、１ｍ2当たりのカーペット層の有効表面積は２０〜１５０ｍ2であり、
    カーペット層、接着層および吸収層の厚さは各々２〜２０ｍｍ、０．１〜６ｍｍおよび１０〜５０ｍｍであり、カーペット層は密度が５０〜３００ｋｇ/ｍ3であって、吸収層は密度が１０〜３００ｋｇ/ｍ3であることを特徴とする室内建築用吸音素材。
  2. 前記吸収層は、メラミンフォーム、ウレタンフォーム、フェルト、不織布および岩綿からなる群より選択されるいずれか一つによって形成されることを特徴とする請求項１記載の素材。
  3. 前記接着層は、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニール樹脂、ポリプロピレン樹脂、低融点ポリエステルおよびポリ塩化ビニル樹脂からなる群より選択されるいずれか一つによって形成されることを特徴とする請求項１記載の素材。
  4. 前記室内建築用吸音素材の吸音率は、０．７５〜０．９５であることを特徴とする請求項１記載の素材。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の素材を含む壁面素材。
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