KR100511887B1 - 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 전체적으로 섬유 굵기가 4∼8데니어이고, 섬유장이 30∼80㎜인 저융점 폴리에스테르 섬유를 접착섬유로서 사용하고, 폴리에스테르 흡음보드의 상부 10∼20%층은 섬유 굵기가 1.4∼2.0데니어이고 섬유장이 32∼51㎜인 일반 폴리에스테르 섬유소를 사용하여 형성되고, 폴리에스테르 흡음보드의 중하부 80∼90%층은 섬유 굵기가 15∼20데니어이고 섬유장이 51∼81㎜인 폴리에스테르 섬유소를 사용하여 폴리에스테르 섬유 웹으로 적층된 구조를 갖는 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드 및 그의 제조방법을 제공한다.

Description

이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드 및 그의 제조방법{Polyester Sound Absorbing Board for Inserting Image and Method for Preparing the Same}

본 발명은 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드 및 그의 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 흡음보드의 상부 10∼20%층은 섬유 굵기가 1.4∼2.0데니어이고 섬유장이 32∼51㎜인 일반 폴리에스테르 섬유소를 사용하여 형성되고, 폴리에스테르 흡음보드의 중하부 80∼90%층은 섬유 굵기가 15∼20데니어이고 섬유장이 51∼81㎜인 폴리에스테르 섬유소를 사용하여 폴리에스테르 섬유 웹으로 적층된 구조를 갖는 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

기계문명이 발달해 감에 따라 각종 교통수단과 산업기계 사용에 따른 소음 발생은 심각한 공해문제로 제기되고 있다. 현재까지 알려진 소음공해를 해소시키는 최선의 방법은 소음원에서 발생하는 소음을 줄이는 것으로 기계적인 개선이 필요하나 운전조건이나 운전비용 및 효율 등과 서로 맞물려 개선범위는 사실상 제한을 받게 된다.

따라서 소음원에서 발생되는 소음을 줄이는 방법 이외에 소음 전파의 흡음 또는 차단에 의한 소음문제 해결을 위하여 다공성 재료를 이용하는 흡음재가 널리 알려져 있다. 현재 흡음재로 사용되고 있는 다공성 재료로서는 유리섬유, 암면 및 합성수지 발포체 등이 알려져 있다. 그러나 유리섬유, 암면을 소재로 하는 흡음재의 경우, 유리섬유는 대기 노출시 풍화작용에 의한 미립자의 발생으로 대기오염을 일으킬 수 있으며, 폐기 처리시 재사용 및 소각처리가 어려운 단점이 있다. 뿐만 아니라 섬유간의 결합력이 약하여 운반 및 취급시 파손 우려가 있고, 시공시 작업자의 땀 또는 습기에 의해 미립자가 피부에 접촉되어 가려움, 알레르기의 현상이 유발되므로 보호장구가 필요한 문제점을 갖고 있다.

대한민국특허 제0428286호(2004년 4월 9일)에 개시된 “폴리에스테르 흡음제 의 제조방법”에 의하여 제조된 폴리에스테르 흡음재의 경우 그 색상의 변경이 어려우며, 단일색상의 발현만 가능하여 다양한 인테리어용 흡음재로의 적용이 어려운 실정이다.

따라서 대부분의 인테리어 시공시의 경우는 폴리에스테르 흡음보드 표면에 직물을 배접하여 사용하거나, 원목무늬의 필름지를 부착하여 이미지의 표현을 하고 있으나, 고가의 필름지 가격 또는 배접시의 인건비 등의 이유로 널리 활성이 되지 못하고 있는 것이 실정이다.

또한 미합중국 특허 제5,304,415호의 흡음재는 폴리에스테르 부직포에 칼슘 실리케이트 실리카 및 미카(mica) 등의 다공성 미립자를 내부에 함유시켜 저주파 영역의 흡음성을 증가시키고 있음을 고려하여 이미지 삽입시 잉크입자의 형성이 표면의 음향파장을 난반사시켜 흡음성을 증가시킬 수 있도록 솔벤트 건조 방식이 아닌 UV에 의해 분사된 잉크입자가 그대로 다공성의 미립자로 존재할 수 있는 피에조 UV분사 방식의 이미지 삽입방법의 선택으로 우수한 흡음성과 동시에 다양한 실사의 이미지를 다품종 생산할 수 있는 방안의 발명을 개시하고 있다.

더욱이 이러한 방식의 이미지 삽입은 폴리에스테르 흡음보드 표면의 1.4∼2데니어급(15마이크로미터) 수준의 가는 섬유소를 감싸는 형태로 고분자화 되어 경화된 잉크입자의 탈락을 근본적으로 방지함으로 이미지의 마찰에 의한 선명도 저하를 최소화 할 수 있다. 이러한 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드의 제조상 독창성은 일반의 폴리에스테르 타일형 흡음보드의 경우 실사 및 잉크분사로 이미지를 삽입할 경우 보드표면의 섬유소 밀도의 저하로 만족할 만한 해상도의 실현이 불가능하다.

대부분의 폴리에스테르 타일형 흡음보드의 경우 보드의 밀도가 200∼220K(kg/㎥)의 범위로 제조되어 폴리에스테르 섬유소만의 밀도 1380K(kg/㎥)와 비교해 볼 때, 14.5∼16.0% 범위로 보드표면은 85% 이상의 면적이 섬유소가 아닌 공극으로 구성되어 있다고 볼 수 있다. 이러한 측면은 흡음기능으로서는 타 어떤 소재의 흡음보드 보다 우수하나 실사나 잉크분사에 의한 이미지 삽입에 있어서는 잉크의 낭비와 이미지의 선명도 측면에서 치명적인 단점으로 작용하여 고품질의 이미지 삽입이 불가능한 것이 현재의 상황이다.

일반적으로 극장 등의 공공장소의 흡음설비를 시공함에 있어, 그 동안 주로 사용되어왔던 유리면 압축보드 또는 우레탄폼의 표면에 방염처리된 마감직물을 사용하여 왔으나, 원가절감 및 제품다양화의 일환으로 직물의 마감없이 한번에 흡음시공과 마감시공을 동시에 실시할 수 있는 방안을 여러 가지 방법으로 실시해 오고있다. 이에 적합한 제품을 위해서는 미관적인 부분의 보완과 더불어 소방법적인 부분의 난연2급의 확보가 가장 중요한 선결조건으로 요구되고 있다.

종래 기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명자는 흡음효과가 우수하고 취급 및 시공이 편리할 뿐만 아니라, 미관을 개선시킬 수 있는 흡음재를 얻고자 예의 연구한 결과, 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드를 완성하기 이르렀다.

본 발명의 목적은 일반적인 폴리에스테르 흡음보드의 표면에 직물 및 각종의 목재 무늬, 실사의 이미지를 삽입함으로써 현장에서의 후가공 공정을 생략하여, 시공용이성 확보 및 개성 있는 인테리어 효과를 확보할 수 있는 환경친화적인 폴리에스테르 흡음보드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

하나의 양태로서, 본 발명은 전체적으로 섬유 굵기가 4∼8데니어이고, 섬유장이 30∼80㎜인 저융점 폴리에스테르 섬유를 접착섬유로서 사용하고, 폴리에스테르 흡음보드의 상부 10∼20%층은 섬유 굵기가 1.4∼2.0데니어이고 섬유장이 32∼51㎜인 일반 폴리에스테르 섬유소를 사용하여 형성되고, 폴리에스테르 흡음보드의 중하부 80∼90%층은 섬유 굵기가 15∼20데니어이고 섬유장이 51∼81㎜인 폴리에스테르 섬유소를 사용하여 폴리에스테르 섬유 웹으로 적층된 구조를 갖는 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드를 제공한다.

상기 폴리에스테르 흡음보드의 상부 10∼20%층은 접착섬유로서 섬유 굵기가 4∼8데니어이고, 섬유장이 30∼80㎜인 저융점 폴리에스테르 섬유 20∼40중량% 및 섬유 굵기가 1.4∼2.0데니어이고 섬유장이 32∼51㎜인 일반 폴리에스테르 섬유소 60∼80중량%로 이루어진다.

상기 폴리에스테르 흡음보드의 중하부 80∼90%층은 접착섬유로서 섬유 굵기가 4∼8데니어이고, 섬유장이 30∼80㎜인 저융점 폴리에스테르 섬유 40∼60중량% 및 섬유 굵기가 15∼20데니어이고 섬유장이 51∼81㎜인 일반 폴리에스테르 섬유소 40∼60중량%로 이루어진다.

또 다른 양태로서, 본 발명은 섬유 굵기가 1.4∼4데니어이고, 섬유장이 30∼80㎜인 저융점 폴리에스테르 섬유를 접착섬유로 사용하고, 2대의 카드기를 사용하여 섬유 굵기가 15∼20데니어이고 섬유장이 51∼81㎜인 일반 폴리에스테르 섬유소를 폴리에스테르 흡음보드의 중하부 80∼90% 두께층에 배열하고, 섬유 굵기가 1.4∼2.0데니어이고 섬유장이 32∼51㎜인 일반 폴리에스테르 섬유소를 폴리에스테르 흡음보드의 상부 10∼20% 두께층에 배열한 후, 선압 2∼6kg의 열카랜딩 롤러를 사용하여 온도 80∼120℃ 범위에서 표면 가공을 실시한 후, 이미지를 부여하는 단계로 이루어지는 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리에스테르 흡음보드의 겉보기 밀도는 그대로 유지하면서, 즉 전체 밀도는 고정하면서 이미지 삽입시 해상도를 최대화 할 수 있는 방법으로 폴리에스테르 흡음보드의 표면을 후가공함으로써 흡음능력과 방음능력의 저하는 최소화 하면서 표면의 비접착된 모우수를 평방인치당 10개 미만으로 유지 시키면서, 100dpi 이상의 해상도를 구현할 수 있는 폴리에스테르 흡음보드에 관한 것이다.

이러한 효과를 얻기 위한 폴리에스테르 흡음보드의 제조방법에서는 원료선택 및 적층시, 2종의 서로 다른 굵기의 폴리에스테르 주원료 섬유소를 2개의 카딩 와이어(예; 6데니어급 이상 와이어, 1.4데니어급 와이어)를 사용한 별도의 2대의 카드기 및 적층기를 사용하여 섬유소웹의 적층공법에서부터 이미지 삽입면의 섬유소의 개수를 증가시켜야 한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에스테르 흡음보드는 이미지 삽입을 위한 상부(1)의 약 10∼20% 두께층의 경우는 1.4∼2.0데니어의 일반적인 폴리에스테르 섬유를 주원료가 되도록 배치하고, 중하부(2)의 약 80∼90% 두께층은 15∼20데니어급 이상의 벌키한 웹이 형성되도록 한다.

본 발명은 보다 선명한 이미지의 삽입을 위해서, 그리고 피에조방식의 잉크분사 노즐의 수명을 극대화하고, 노즐표면과 모우간의 마찰에 의한 정전기 발생으로 야기되는 잉크방울의 날림을 방지하여 이미지의 선명도를 향상시키기 위하여, 1.4∼2.0데니어급의 표면층을 80∼120℃ 범위 내에서 순간 열카렌딩으로 기공의 막힘을 최소화 하면서도 표면의 모우(섬유간 비접착부위)수를 평방인치당 10개 이하로 관리한다.

열카렌딩시의 주의점은 열롤러의 선압이 2kg 미만, 온도 120℃ 이상의 경우, 섬유소의 결합시 단순 열접착에 의해서만 이루어져 표면의 기공 막힘인 필름화 현상이 발생하게 되므로 흡음능력의 저하와 UV폴리머 잉크의 부착성이 저하되어 흡음보드의 기능과 수명을 단축하게 된다.

따라서, 본 발명의 폴리에스테르 흡음보드의 제조방법에서는 흡음능력의 보존과 모우의 발생을 최소화 하면서, UV폴리머 경화 잉크의 부착성의 극대화를 위하여, 열롤러의 선압을 2∼6kg으로 유지하면서, 롤러의 표면온도를 80∼120℃로 유지하며, 바람직하게는 선압을 4∼5kg으로 하고 롤러의 표면온도는 90∼100℃로 하는 것이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

직경 17데니어, 길이 64mm의 일반 폴리에스테르 화이바를 50wt%, 직경 6데니어, 길이 64mm의 접착용 저융점 폴리에스테르 화이바 50wt%를 혼합하여 일반의 1대의 카드기로 흡음보드의 중하부 85% 범위에 밀도 200K로 적층하고, 직경 1.8데니어의 일반의 폴리에스테르 섬유소 70%와 직경 6데니어의 접착용 저융점 폴리에스테르 섬유 30를 혼합하여 흡음보드의 상부 15% 범위에 별개의 1대의 카드기를 사용하여 밀도 600K의 웹을 형성한 후, 보드 전체의 겉보기 밀도는 240K(㎏/㎥), 두께 9T(㎜)의 폴리에스테르 흡음보드를 제조하였다. 이와 같이 주제의 폴리에스테르 흡음재를 제조 후, 그 표면에 선압 4kg의 압력으로 온도 90℃로 표면 처리 후, UV경화 폴리머잉크를 사용하여 실사의 이미지를 삽입한 흡음재를 제조하였으며, 이에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1과 같이 제조된 폴리에스테르 흡음보드의 표면 처리시, 열카랜딩 롤러의 선압을 6kg으로하고, 온도를 115℃로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리에스테르 흡음보드를 제조하였으며, 이에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교실시예 1]

직경 17데니어, 길이 64mm의 일반 폴리에스테르 화이바를 50wt%, 직경 6데니어, 길이 64mm의 접착용 저융점 폴리에스테르 화이바 50wt%를 혼합하여 일반의 1대의 카드기로 적층하여 밀도 240K(㎏/㎥), 두께 9T(㎜)의 폴리에스테르 흡음재를 제조하였다. 이와 같이 주제의 폴리에스테르 흡음재를 제조 후, 그 표면에 일반의 방염 페인트를 사용한 폴리에스테르 흡음보드를 제조하였으며, 이에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교실시예 2]

비교실시예 1과 같이 폴리에스테르 흡음보드를 제조 후, 그 표면에 미세잉크 분사방식인 피에조 방식으로 UV 경화잉크로 이미지 삽입을 실시하여 폴리에스테르 흡음보드를 제조하였으며, 이에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교실시예 3]

실시예 1과 같이 폴리에스테르 흡음보드를 제조 후, 평판-가열형 열전사 필름으로 이미지 삽입을 실시하여 폴리에스테르 흡음보드를 제조하였으며, 이에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

이때의 흡음재의 흡음율 측정 방법은 한국공업규격 KS F 2805의 “잔향실내의 흡음율 측정방 법”을 기준으로 측정하였다.

본 발명에 의한 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드는 기존에 사용하던 월커버링용 직물을 사용하여 제조된 직물보드와 동일한 외관을 가지며, UV경화방식의 폴리머 잉크를 사용하여 이미지를 삽입할 경우, 직물 및 목재 기타 각종의 이미지를 부여하여 현장에서의 흡음재의 후가공 공정을 생략하여 시공 용이성을 향상시키고, 미관적으로 개성있는 실내인테리어를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드는 건물(회의실, 호텔, 음악연주실 등), 자동차 및 도로용 방음벽에 이용될 수 있으며, 흡음성능이 우수하며, 시공시 보호장구가 필요 없고, 운송 및 시공이 편리하여 설치비용이 저렴하고 재활용이 가능한 효과가 있다.

상기에서 본 발명은 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리에스테르 흡음보드의 일예의 적층구조를 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요한 부호에 대한 간단한 설명*

1: 폴리에스테르 흡음보드의 상부

2: 폴리에스테르 흡음보드의 중하부

Claims (4)

1. 폴리에스테르 흡음보드의 상부 10~20%층은 섬유 굵기가 4~8데니어이고 섬유장이 30~80mm인 저융점 폴리에스테르 섬유 20~40중량%와 섬유 굵기가 1.4~2.0데니어이고 섬유장이 32~51mm인 일반 폴리에스테르 섬유소 60~80중량%로 구성되고, 폴리에스테르 흡음보드의 중하부 80~90%층은 섬유 굵기가 4~8데니어이고 섬유장이 30~80mm인 저융점 폴리에스테르 섬유 40~60중량%와 섬유 굵기가 15~20데니어이고 섬유장이 51~81mm인 일반 폴리에스테르 섬유소 40~60중량%로 구성되는 폴리에스테르 섬유 웹을 적층 후, 세침가공 한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드.
2. 삭제
3. 삭제
4. 2대의 카드기를 사용하여 섬유 굵기가 4~8데니어이고 섬유장이 30~80mm인 저융점 폴리에스테르 섬유 40~60중량%와 섬유 굵기가 15~20데니어이고 섬유장이 51~81mm인 일반 폴리에스테르 섬유소 40~60중량%를 폴리에스테르 흡음보드의 중하부 80~90% 두께층에 배열하고, 섬유 굵기가 4~8데니어이고 섬유장이 30~80mm인 저융점 폴리에스테르 섬유 20~40중량%와 섬유 굵기가 1.4~2.0데니어이고 섬유장이 51~81mm인 일반 폴리에스테르 섬유소 60~80중량%를 폴리에스테르 흡음보드의 상부 10~20% 두께층에 배열하고, 세침가공을 실시한 후, 다시 선압 2~6kg의 열카랜딩 롤러를 사용하여 온도 80~120℃ 범위에서 표면 가공을 실시한 후, 이미지를 부여하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 삽입용 폴리에스테르 흡음보드의 제조방법.