KR101721994B1 - 어쿠스틱 벤트 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스피커 및 마이크 등의 음향 장치를 가지는 전자 기기에 사용되어 먼지, 물, 땀방울 등을 차단하여 보호하면서 동시에 음향은 통과시킴으로 음향을 유지하는 기능을 가지는 어쿠스틱 벤트에 관한 것이다. 본 발명의 어쿠스틱 벤트는 기재 상에 전기방사로 나노섬유를 적층시켜 방수 방진 및 통음 성능을 구비하고, 상향식 전기방사 장치 및 하향식 전기방사장치를 함께 사용하므로 생산성이 높으며, 나노섬유 웹에 사용되는 고분자는 저융점 및 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF)를 혼합하여 사용함으로서 기재와의 탈리가 쉽게 일어나지 않는다.
Description
본 발명은 스피커 및 마이크 등의 음향 장치를 가지는 전자 기기에 사용되어 먼지, 물, 땀방울 등을 차단하면서 동시에 음향은 통과시킴으로써 음향을 전달하는 기능을 가지는 어쿠스틱 벤트에 관한 것이다.
휴대 전화, 디지털 카메라 등의 전자 기기에는 음향 장치가 수용되고 있다. 또한 보청기 등과 같은 기기에서도 음향 장치가 수용된다. 음향 장치가 수용되는 전자 기기를 이용하는 사용자들의 필요와 요구가 다양해짐에 따라, 장시간 물 또는 습기와 먼지 속에서 사용이 가능한 제품이 요구되었다. 특히 전자 기기의 경우 물 또는 수분으로 인한 고장으로 인해 이러한 환경에서는 방수 및 방진이 되면서도 소리가 통과하는 것은 허용이 될 수 있는 방안을 필요로 하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 전기방사로 제조된 나노섬유를 포함하고 방수통음 기능을 가지는 어쿠스틱 벤트를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 기재, 상기 기재 상에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제조된 나노섬유 웹 및 상기 나노섬유 웹 상에 적층되는 양면테이프를 포함하며, 여기서 상기 나노섬유 웹을 이루는 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드인 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트를 제공한다. 여기서 상기 고분자 방사용액은 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드가 혼합된 용액인 것이 바람직하고, 상기 나노섬유 웹을 제조하는 전기방사 방식은 전단에는 상향식 전기방사 방식과 하향식 전기방사 방식을 함께 이용하는 것을 특징으로 하며, 상기 상향식 전기방사 방식에는 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 고분자 방사용액으로 사용하고, 상기 하향식 전기방사 방식에는 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 고분자 방사용액으로 사용하는 것도 바람직하다. 한편 상기 상향식 전기방사 방식은 상향식 전기방사장치에 의해 수행되고, 상기 하향식 전기방사 방식은 하향식 전기방사장치에 의해 수행되며, 상향식 전기방사 방식과 하향식 전기방사 방식 사이에는 적층체를 180도 회전시키는 플립장치에 의한 공정을 포함하며, 상기 나노섬유 웹을 제조하는 전기방사 방식은 전단에는 하향식 전기방사 방식과 상향식 전기방사 방식을 함께 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면 기재를 준비하는 단계, 상기 기재를 상향식 전기방사장치에 이동시켜 기재의 하부면에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제1 나노섬유 웹을 적층하는 단계, 상기 하부면에 나노섬유 웹이 적층된 기재를 플립장치를 통해 하부면이 상부면이 되도록 회전시키는 단계, 상기 기재를 하향식 전기방사장치에 이동시켜, 상기 나노섬유 웹 상에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제2 나노섬유 웹을 적층하는 단계 및 상기 기재 상에 제1 나노섬유 웹과 제2 나노섬유 웹이 적층된 적층체를 라미네이팅 하고, 제2 나노섬유 웹 상에 양면테이프를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법을 제공한다. 여기서 상기 제1 나노섬유 웹 및 제2 나노섬유 웹을 구성하는 각 고분자 방사용액은 저융점과 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 동일한 방사용액이거나, 상기 제1 나노섬유 웹을 구성하는 고분자 방사용액은 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하고, 상기 제2 나노섬유 웹을 구성하는 고분자 방사용액은 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면기재를 준비하는 단계, 상기 기재를 하향식 전기방사장치에 이동시켜 기재의 상부면에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제1 나노섬유 웹을 적층하는 단계, 상기 상부면에 나노섬유 웹이 적층된 기재를 플립장치를 통해 상부면이 하부면이 되도록 회전시키는 단계, 상기 기재를 상향식 전기방사장치에 이동시켜, 상기 나노섬유 웹 상에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제2 나노섬유 웹을 적층하는 단계 및 상기 기재 상에 제1 나노섬유 웹과 제2 나노섬유 웹이 적층된 적층체를 라미네이팅 하고, 제2 나노섬유 웹 상에 양면테이프를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 어쿠스틱 벤트는 기재 상에 전기방사로 나노섬유를 적층시켜 방수 방진 및 통음 성능을 구비하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 어쿠스틱 벤트는 상향식 전기방사 장치 및 하향식 전기방사장치를 함께 사용하므로 생산성이 높은 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 어쿠스틱 벤트의 나노섬유에 사용되는 고분자는 저융점 및 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF)를 혼합하여 사용함으로서 기재와의 탈리가 쉽게 일어나지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 나노섬유 웹을 제조하기 위한 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 어쿠스틱 벤트는 기재, 나노섬유 웹 및 양면테이프의 구성으로 이루어진다.
먼저 본 발명에서 사용되는 기재로는 종이, 아트지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 이성분 기재 등 지지체로의 역할을 할 수 있는 기재가 사용되는 것이 바람직하다.
일반적으로 아트지가 사용되며, 종이, 아트지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 기재는 형태 안정성을 유지하기 위한 지지대 역할을 한다.
본 발명에서 상기 이성분 기재가 사용되는 경우 이성분 기재의 섬유형성 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스테르일 수 있으며, 폴리프로필렌 테레프탈레이트는 또한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리부틸렌 테레프탈레이트이다. 이성분 기재가 사용되는 경우, 용융점이 다른 두가지 성분이 결합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 가장 바람직하다. 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이성분 기재는 시스-코어형(Sheath-Core), 사이드 바이 사이드(Side-by-Side), 씨타입(C-Type) 등으로 구분될 수 있다. 이 중 시스-코어형 이성분 기재의 경우에는 시스 부분이 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트이며, 코어부분은 일반적인 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성되어 있다. 여기서 시스부분은 약 10 내지 90 중량%이고, 코어는 약 90 내지 10 중량%로 이루어져있다. 시스 부분은 바인더 섬유의 바깥 표면을 형성하는 열적 결합제로서 작용하며, 약 80 내지 150℃의 융점을 갖고, 코어는 약 160 내지 250℃의 융점을 갖는다. 본 발명에서 일 실시예로 사용되는 시스코어형 이성분 기재는 시스부분에 통상의 융점 분석기기로 융점이 나타나지 않는 비결정성폴리에스테르 공중합체를 포함하며, 코어성분으로는 바람직하게 상대적으로 고융점 성분을 사용하는 열접착성 복합섬유이다.
시스부분에 포함되는 폴리에스테르 공중합체는 50 내지 70몰%가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단위로 되어 있는 공중합 폴리에스테르이다. 30 내지 50몰%는 공중합 산성분으로는 이소프탈산이 바람직하나, 그 외에도 통상의 디카르복실산은 모두 가능하다.
코어 성분으로 사용하는 고융점 성분으로는 융점이 160℃ 이상인 폴리머가 적합하며, 그 사용가능한 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아마이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리프로필렌 등이 있다.
상기 기재의 평량은 10 내지 150g/m2인 것이 바람직하다. 기재의 평량이 10g/m2 미만이면 지지체로서의 역할을 하기 어려우며, 150g/m2 초과이면 통음 효과가 저하되는 문제가 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 나노섬유 웹은 전기방사에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 이하 전기방사장치를 이용하여 제조하는 나노섬유 웹을 설명한다.
본 발명의 전기방사 장치는 방사용액을 보관하는 방사용액 주탱크, 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량펌프, 다수개의 핀으로 구성되는 다중관형노즐이 블록형태로 조합되어 있으며 방사액을 섬유상으로 토출하는 노즐블록, 상기 노즐블록에 대응하는 위치에서 방사되는 단섬유들을 집적하는 컬렉터, 고전압을 발생시키는 전압 발생장치 및 노즐 블록의 최상부에 연결된 방사 용액 배출 장치 등을 포함하여 구성된다.
우선 고분자를 용매에 용해시킨 방사용액을 제조하고, 방사용액 주탱크 내에 상기 고분자 방사용액을 보관하고 별도의 계량펌프로 계량하여 정량씩 방사용액 드롭장치로 공급한다.
이와 같이 방사용액 드롭장치 내로 공급된 방사용액은 방사용액 드롭장치를 통과하면서 불연속적으로 높은 전압이 걸려있고 교반기가 설치된 노즐블록의 방사 용액 공급판으로 공급된다. 상기 방사용액 드롭장치는 방사용액의 흐름을 차단하여 방사용액 주탱크에 전기가 흐르지 못하도록 하는 역할도 한다.
계속해서 상기 노즐블록에서는 방사액을 노즐을 통해 높은 전압이 걸려있는 상부의 컬렉터로 토출하여 나노섬유를 제조한다. 방사용액 공급관으로 이송된 방사용액은 노즐을 통해 컬렉터로 토출되어 섬유를 형성한다. 이때, 노즐로부터 전기방사되는 나노섬유는 공기공급용 노즐에서 분사되는 공기에 의해 넓게 퍼지면서 컬렉터상에 포집되어 포집면적이 넓어지고 집적밀도가 균일해진다. 노즐에서 섬유화되지 못한 과잉 방사용액은 오버플로 제거용 노즐에서 모아져 오버플로액의 임시저장판을 거쳐 방사용액 공급판으로 다시 이동하게 된다.
그리고, 나노섬유 웹의 두께, 섬유의 직경, 섬유의 형상, 분리막의 기계적 특성 등은 인가되는 전압의 세기, 고분자 용액의 종류, 고분자 용액의 점도, 토출 유량 등과 같은 전기방사 공정 조건을 변경함으로써 임의로 조절할 수 있다.
이때 전기력에 의한 섬유형성을 촉진하기 위하여 노즐블록 하단부에 설치된 도전체판과 컬렉터에는 전압발생장치에서 발생된 1kV 이상, 더욱 좋기로는 20kV 이상의 전압을 걸어준다. 상기 컬렉터로는 앤드레스 (Endless) 벨트를 사용하는 것이 생산성 측면에서 더욱 유리하다. 상기 컬렉터는 나노섬유의 밀도를 균일하게 하기 위하여 좌우로 일정거리를 왕복운동하는 것이 바람직하다.
이와 같이 컬렉터 상에 형성된 나노섬유는 웹 지지로울러를 거쳐서 권취로울러에 권취하면 나노섬유 제조공정이 완료된다. 상기 고분자는 별도로 제한받지 아니하나, 예를 들면 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리비닐리덴플루라이드, 나일론, 폴리비닐아세테이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리우레탄(PUR), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), 폴리비닐부틸랄, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌이민, 폴리올레핀, 폴리유산(PLA), 폴리초산비닐(PVAc), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리유산글리롤산(PLGA), 실크, 셀룰로오스, 키토산 등이 있으며, 그 중 폴리프로필렌(PP)재질의 소재와 내열성 고분자 물질인 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리 비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]과 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등의 폴리머로 이루어진 군이 상용적으로 사용되는 것이 바람직하다.
더 바람직하게는 폴리우레탄 또는 폴릴비닐리덴 플루오라이드가 바람직하다. 기존의 고분자 소재는 폴리우레탄이나, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 사용하는 것이 더욱 바람직 할 수 있다.
상기 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF; 이하 PVDF라 칭한다)는 플루오로계열의 고분자 중 하나로, 플루오로 수지는 플루오린을 함유하여 열적, 화학적 성질이 뛰어나다.
PVDF는 상기 반응식 1과 같은 과정으로 제조되며, 다른 플루오로 수지에 비해 녹는점(177)과 밀도(1.78)가 낮고, 단가가 싸며, 화학적으로 매우 안정하여, 전기줄의 절연에 이용되며, 건물의 외벽을 바르는 고급 페인트로도 쓰인다.
또한, PVDF는 압전성을 나타내는 대표적인 유기물질로 1960년대부터 많은 연구가 진행되어 왔다. PVDF 고분자 내에는 4가지 종류의 결정이 혼재하는데, 이것은 결정형태에 따라 α,β,γ 그리고 δ형의 최소 4가지의 형태로 구분 할 수 있다. 그 중 PVDF의 β형 결정은 트랜스형 분자쇄가 평행으로 충진된 것으로 모노머가 갖는 영구쌍극자가 모두 한 방향으로 배열되어 큰 자발 분극을 나타낸다. 이는 연신을 통하여 PVDF 분자를 규칙적으로 배열하여 집합상태에 이방성을 부여함으로써 압전성을 가질 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 압전 특성을 향상시키기 위하여, PVDF 섬유 내 β형 결정을 증가시키는 다양한 방법들이 연구되고 있다.
한편 본 발명에서는 융점이 서로 다른 폴리비닐리덴 플루오라이드를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 융점이 100 내지 120℃인 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 융점이 150 내지 170℃인 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 함께 사용하는 데에 특징이 있다. 고분자 방사용액으로 상기 저융점 및 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 함께 혼합해서 사용하거나, 각각의 전기방사장치에서 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 각각 방사하는 것도 가능하다.
상기와 같이 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 함께 혼합하여 하나의 방사용액으로 사용하는 경우에는 방사된 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드가 후에 라미네이팅 공정에서 접착 역할을 함으로서 기재와 나노섬유 웹 간의 탈 리가 쉽게 발생하지 않는다. 한편 전기방사장치 2개를 사용하여 전단에 위치하는 전기방사장치에 사용되는 고분자로 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를, 후단에 위치하는 전기방사장치에 사용되는 고분자로 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 사용함으로 기재상에 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 웹 및 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 웹 상에 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 웹이 적층된다. 본 적층체의 구조에 있어서도 후에 라미네이팅 공정에서 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 웹은 접착층으로서의 역할을 수행할 수 있는데에 특징이 있다.
한편, 상기 방사용액은 고분자를 용매에 용해시켜 제조하는데, 용매의 종류 또한 고분자를 용해시킬 수 있는 것이라면 제한되지 않으며, 예를 든다면 페놀, 포름산, 황산, m-크레솔, 티플루오르아세트앤하이드라이드/다이클로로메테인, 물, N-메틸모폴린 N-옥시드, 클로로폼, 테트라히드로푸란과 지방족 케톤군인 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 지방족 수산기 군인 m-부틸알콜, 이소부틸알콜, 이소프로필알콜, 메틸알콜, 에탄올, 지방족 화합물인 헥산, 테트라클로로에틸렌, 아세톤, 글리콜군으로서 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 할로겐 화합물군으로 트리크롤로에틸렌, 다이클로로메테인, 방향족 화합물 군인 톨루엔, 자일렌, 지방족 고리 화합물군으로서 사이클로헥사논, 시클로헥산과 에스테르군으로 n-부틸초산염, 초산에틸, 지방족에테르군으로 부틸셀로살브, 아세트산2-에톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 아미드로 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등을 사용할 수 있으며, 복수 종류의 용매를 혼합하여 이용할 수 있다. 방사용액에는 도전성 향상제 등의 첨가제를 함유하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는 방사용액 상에 추가적으로 안료를 첨가하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 검정색 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 기존에 안료를 도포하는 방법인 인쇄, 코팅등은 공기 투과도가 저하되고 색상이 낮아지는 문제점이 생겼지만, 방사용액에 검정색 안료를 함께 혼합하여 나노섬유 웹을 제조하면 방수, 방진 기능과 통음 기능에 영향을 주지 않으면서도 공기투과도가 향상되고 색상의 견뢰도가 증가한다.
한편, 본 발명에 사용되는 전기방사장치를 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
본 발명에 사용되는 전기방사장치는 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치를 포함하여 구성된다. 상향식 전기방사장치와 하향식 전기방사장치가 일정간격 이격되어 배열설치되어 있으며, 상향식 전기방사장치를 전단에, 하향식 전기방사장치를 후단에 위치시키는 것이 바람직하나, 순서가 반대가 되는 것도 바람직하다.
또한 바람직하게는 본 발명에 사용되는 전기방사장치가 3개 이상의 전기방사장치로 구성되고, 상향식 전기방사장치와 하향식 전기방사장치가 교대로 배치되며 각 전기방사장치 사이에는 플립장치를 구비하고 있는 것도 바람직하다.
그리고, 3개 이상의 전기방사장치가 교대로 배치되는 경우 상향식 전기방사장치를 먼저 전단에 두고 교대로 배치하는 것이 가능하나, 하향식 전기방사장치를 먼저 전단에 두고 이후 교대로 배치하는것도 가능하다.
각 전기방사장치를 구성하는 구성요소로, 고분자 방사용액을 내부에 충진하는 방사용액 주탱크, 방사용액을 토출하되 핀 형태로 이루어지는 노즐이 다수개 배열설치되는 노즐블록 및, 상기 노즐의 마주보는 맞은 편에 위치하여 고분자 방사용액을 집적하기 위해 노즐로부터 일정간격 이격되는 컬렉터 및 컬렉터에 전압을 발생시키는 전압 발생장치를 포함한다. 여기서, 상기 상향식 전기방사장치 및 하향식전기방사장치에서 고분자 방사용액이 적층되는 지지체로는 상기에서 설명한 지지체로 사용 할 수 있는 기재를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 각 전압 발생장치는 일반적인 전기방사장치와 동일한 구조로 노즐을 통하여 컬렉터에 높은 전압을 발생시키고, 전기력에 의한 나노섬유의 생성을 촉진시키기 위하여 노즐과 노즐블록의 하부 또는 상부에 위치한 컬렉터에서 1kV 이상의 전압을 걸어주는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20kV 이상의 전압을 걸어준다. 전압 발생장치의 전압 세기를 다르게 하면 나노섬유 웹의 직경을 다르게 하는 것이 가능하다. 즉, 전압 세기가 세지면 직경이 작아지며, 전압 세기가 작아지면 직경이 상대적으로 커지므로 이를 이용하여 나노섬유 웹의 직경을 다르게 하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명에서의 상향식 전기방사장치와 하향식 전기방사장치 사이에는 플립장치가 구비되는 것을 특징으로 하는데, 플립장치는 각 전기방사장치 사이에 위치하여 지지체를 180도 회전시켜 지지체의 상부면을 하부면으로, 하부면은 상부면으로 회전시키는 역할을 한다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 본 발명에 사용되는 전기방사장치는 상기 상향식 전기방사장치의 방사용액 주탱크 내에 충진된 고분자 방사용액이 노즐을 통하여 컬렉터 상의 지지체 상에 분사되고, 상기 컬렉터의 지지체 상에 분사된 고분자 방사용액이 집적되면서 제1 나노섬유 웹을 형성한 후 나노섬유 웹이 적층형성된 지지체는 플립장치에 의하여 제1 나노섬유가 적층형성된 지지체의 하부면이 상부면으로 180도 회전된다. 그 이후 하향식 전기방사장치의 컬렉터 상으로 이송되고, 하향식 전기방사장치의 컬렉터 상으로 이송된 제1 나노섬유 웹이 적층된 지지체에 하향식 전기방사장치의 방사용액 주탱크 내에 충진된 고분자 방사용액이 노즐을 통하여 전기방사되어 제1 나노섬유 웹 상에 제2 나노섬유 웹이 적층된다.
본 발명에서 상기 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치에 사용되는 고분자 방사용액은 저융점 및 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 검정색 안료를 혼합한 용액을 사용하는 것이 가능하며, 한편 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 검정색 안료를 혼합한 제1 용액을 상향식 전기방사장치에 사용하고, 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 검정색 안료를 혼합한 제2 용액을 하향식 전기방사장치에 사용하는 것도 바람직하다.
이후, 상기 상향식 및 하향식 전기방사장치를 통하여 제작되는 나노섬유 웹과 지지체(기재)를 라미네이팅하기 위한 라미네이팅 장치에 의해 후공정을 수행한다.
이후 제조된 나노섬유 웹과 지지체(기재)에 있어서, 나노섬유 웹 상에 적층되는 양면테이프를 부착함으로서 어쿠스틱 벤트를 최종적으로 제조한다. 양면테이프?z 전기방사장치에서 라미네이팅 공정 이후 후공정으로 형성될 수 있고, 나노섬유 웹과 지지체(기재)를 먼저 제조한 후 나노섬유 웹 상에 합지하는 방식도 가능하다.
본 발명에서는 상향식 및 하향식 전기방사장치 사이에 플립장치를 구비함으로서 각 전기방사장치의 배치를 수평방향에 대하여 일직선에 평행하게 배치되거나, 각 전기방사장치가 층별로 위치되는 수직방향으로 배치되거나, 동일한 층 내에 각 전기방사장치를 U자 방향으로 배치되는 것이 가능하게 하며, 상향식 전기방사장치를 이용함으로서 품질이 개선되고 하향식 전기방사장치를 이용함으로서 생산성이 높아지며, 플립장치를 이용함으로서 기재의 일면에 연속적인 나노섬유 웹의 적층이 가능해지는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 실시예에 따른 어쿠스틱 벤트에 관한 제조방법을 설명한다.
기재를 준비하는 단계, 상기 기재를 상향식 전기방사장치에 이동시켜 기재의 하부면에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제1 나노섬유 웹을 적층하는 단계, 상기 하부면에 나노섬유 웹이 적층된 기재를 플립장치를 통해 하부면이 상부면이 되도록 회전시키는 단계, 상기 기재를 하향식 전기방사장치에 이동시켜, 상기 나노섬유 웹 상에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제2 나노섬유 웹을 적층하는 단계 및 상기 기재 상에 제1 나노섬유 웹과 제2 나노섬유 웹이 적층된 적층체를 라미네이팅 하고, 제2 나노섬유 웹 상에 양면테이프를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법을 제공한다.
여기서 상기 제1 나노섬유 웹 및 제2 나노섬유 웹을 구성하는 각각 고분자 방사용액은 저융점과 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 동일한 방사용액이거나, 상기 제1 나노섬유 웹을 구성하는 고분자 방사용액은 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하고, 상기 제2 나노섬유 웹을 구성하는 고분자 방사용액은 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드는 일반적으로 융점이 100 내지 120℃이며, 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드는 일반적으로 융점이 150 내지 170℃이므로 후공정인 라미네이팅 공정에서 열을 130℃도 정도 부여하면 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드는 기재와 나노섬유 웹 상에 접착제 역할을 하게 되는 이점이 있다.
이와 같이 제조된 어쿠스틱 벤트는 모바일, 마이크, 스피커 홀 등의 음향이 통과되는 부분에 사용됨으로서 방수, 방진성과 통음성을 모두 겸비하게 한다.
[실시예 1]
중량평균분자량(Mw)이 50,000, 융점이 160℃인 폴리비닐리덴플루오라이드 20중량%를 N-N-디메틸아세트아마이드(DMAc) 용매 80중량%를 사용하여 용해시켜 농도가 20%, 점도 1000cps인 방사용액을 제조하고 원료탱크에 구비하였다. 이후 상기 원료탱크에 검정색 안료를 첨가하고 이로부터 방사용액을 노즐블록으로 이동시킨 후 노즐블록과 컬렉터 간의 거리를 20cm, 인가전압 15kV, 방사용액 유량 0.1mL/h으로 하고 아트지 상에 전기방사하여 나노섬유 웹을 얻었다. 이후 나노섬유 웹 상에 양면테이프를 부착하여 어쿠스틱 벤트를 제조하였다.
[실시예 2]
방사용액의 고분자로 융점이 110℃인 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드 10중량%와 융점이 160℃인 폴리비닐리덴 플루오라이드 10중량%을 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 공정으로 전기방사를 실시하여 어쿠스틱 벤트를 제조하였다.
[실시예 3]
전기방사장치에 전단부 유닛에는 융점이 110℃인 저융점 폴리비닐리덴플루오라이드 20중량%을 N-N-디메틸아세트아마이드(DMAc) 용매 80중량%를 사용하여 용해시켜 농도가 20%, 점도 1000cps인 방사용액을 아트지 상에 전기방사하였고, 플립장치에 의해 적층체를 상하 반전시킨 후 후단부 유닛에는 융점이 160℃인 폴리비닐리덴 플루오라이드 10중량%을 20중량%을 N-N-디메틸아세트아마이드(DMAc) 용매 80중량%를 사용하여 용해시켜 농도가 20%, 점도 1000cps인 방사용액을 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 공정으로 전기방사를 실시하여 어쿠스틱 벤트를 제조하였다.
실시예에 따른 어쿠스틱 벤트는 방수 방진성능과 통음성을 갖추고 있는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 상향식과 하향식을 동시에 사용함으로서 상향식의 이점인 나노섬유 웹의 품질이 높고, 하향식을 이용함에 따라 생산성도 높아지는 효과가 있었다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 어쿠스틱 벤트 및 이의 제조 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1: 전기방사장치
10: 상향식 전기방사장치
20: 플립장치
30: 하향식 전기방사장치
40: 라미네이팅 장치
10: 상향식 전기방사장치
20: 플립장치
30: 하향식 전기방사장치
40: 라미네이팅 장치
Claims (13)
- 기재;
상기 기재 상에 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제조된 나노섬유 웹; 및
상기 나노섬유 웹 상에 적층되는 양면테이프;를 포함하며,
상기 나노섬유 웹을 이루는 상기 고분자 방사용액의 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드이며,
상기 나노섬유 웹을 제조하는 전기방사는 2개의 전기방사장치에 의해 수행되고, 전단에 상향식 전기방사장치와 후단에 하향식 전기방사장치가 순서대로 배치되며, 전기방사장치 사이에는 플립장치가 구비되어 기재의 한쪽면에 연속적으로 나노섬유 웹을 적층하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 제 1항에 있어서,
상기 전기방사장치는 3개 이상의 전기방사장치로 구성되고, 상향식과 하향식 전기방사장치가 교대로 배치되며, 각 전기방사장치 사이에는 적층체를 180도 회전시키는 플립장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 제 2항에 있어서,
상기 전기방사장치는 3개 이상의 전기방사장치로 구성되고, 하향식과 상향식 전기방사장치가 교대로 배치되며, 각 전기방사장치 사이에는 적층체를 180도 회전시키는 플립장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 제 1항에 있어서,
상기 고분자 방사용액은 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드와 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드가 혼합된 용액인 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 제 4항에 있어서,
상기 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드의 융점은 100 내지 120℃이고, 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드의 융점은 150 내지 170℃인 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 제 1항에 있어서,
상기 안료는 검정색 안료인 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 제 1항에 있어서,
상기 상향식 전기방사장치에는 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 고분자 방사용액으로 사용하고, 상기 하향식 전기방사장치에는 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 고분자 방사용액으로 사용하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 제 1항에 있어서,
상기 나노섬유 웹을 제조하는 전기방사 방식은 전단에는 하향식 전기방사 방식과 후단에는 상향식 전기방사 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트.
- 기재를 준비하는 단계;
상기 기재를 상향식 전기방사장치에 이동시켜 기재의 하부면에 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제1 나노섬유 웹을 적층하는 단계;
상기 하부면에 나노섬유 웹이 적층된 기재를 플립장치를 통해 하부면이 상부면이 되도록 회전시키는 단계;
상기 기재를 하향식 전기방사장치에 이동시켜, 상기 나노섬유 웹 상에 검정색 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제2 나노섬유 웹을 적층하는 단계; 및
상기 기재 상에 제1 나노섬유 웹과 제2 나노섬유 웹이 적층된 적층체를 라미네이팅 하고, 제2 나노섬유 웹 상에 양면테이프를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 제1 나노섬유 웹 및 제2 나노섬유 웹을 구성하는 각 고분자 방사용액은 저융점과 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 동일한 방사용액인 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 제1 나노섬유 웹을 구성하는 고분자 방사용액은 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하고,
상기 제2 나노섬유 웹을 구성하는 고분자 방사용액은 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 저융점 폴리비닐리덴 플루오라이드의 융점은 100 내지 120℃이고, 고융점 폴리비닐리덴 플루오라이드의 융점은 150 내지 170℃인 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법.
- 기재를 준비하는 단계;
상기 기재를 하향식 전기방사장치에 이동시켜 기재의 상부면에 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제1 나노섬유 웹을 적층하는 단계;
상기 상부면에 나노섬유 웹이 적층된 기재를 플립장치를 통해 상부면이 하부면이 되도록 회전시키는 단계;
상기 기재를 상향식 전기방사장치에 이동시켜, 상기 나노섬유 웹 상에 안료를 포함하는 고분자 방사용액을 전기방사하여 제2 나노섬유 웹을 적층하는 단계; 및
상기 기재 상에 제1 나노섬유 웹과 제2 나노섬유 웹이 적층된 적층체를 라미네이팅 하고, 제2 나노섬유 웹 상에 양면테이프를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어쿠스틱 벤트의 제조방법.
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| KR1020160018455A KR101721994B1 (ko) | 2016-02-17 | 2016-02-17 | 어쿠스틱 벤트 및 이의 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101812788B1 (ko) | 2017-09-06 | 2017-12-27 | 코오롱패션머티리얼(주) | 방수성 통기 시트 및 이의 제조 방법 |
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| KR20130036433A (ko) * | 2011-10-04 | 2013-04-12 | 천석원 | 스피커 진동판 |
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| KR20150040685A (ko) * | 2013-10-07 | 2015-04-15 | (주)에프티이앤이 | 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터 및 이의 제조방법 |
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