KR101915811B1 - 흡음성이 우수한 부직포 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부직포 전체 100중량부를 기준으로 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 40~60 중량부, 사각형 다중공 이형단면 단섬유 20~40 중량부 및 저융점 시스코어 복합중공단섬유 20~40 중량부로 이루어진 웹 또는 시트로 구성되되, 상기 웹 또는 시트는 니들펀칭 및 히팅본딩 방법으로 고정되는 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포에 관한 것이다.

Description

흡음성이 우수한 부직포{Nonwoven fabric having good sound-absorbing}

본 발명은 흡음성이 우수한 부직포에 관한 것으로, 다양한 단면 및 형태의 섬유를 이용한 흡음성이 우수한 부직포에 관한 것이다.

부직포는 방적, 제직, 편성에 의한 공정 없이 섬유집합체를 화학적 작용이나 기계적 작용 또는 적당한 수분이나 열처리에 의해 섬유 상호 간을 결합시킨 포(布)의 형상을 갖는 것이라 할 수 있다.

흡음과 관련한 소재로 다양한 종류의 흡음재(sound absorber)가 음향을 흡수하기 위해 다수의 상이한 분야들에서 사용된다. 공지된 흡음재는 개방 셀(open-cell) 재료, 예컨대 유리솜(glass wool), 암면(rock wool), 스펀지(sponge), 펠트(felt) 또는 우레탄 발포체(urethane form); 다공성 재료, 예컨대 다공성 소결 보드(sintered board), 금속 섬유 보드(metallic fiber board) 또는 발포 금속 보드(foam metal board); 개방 셀 쵸크 보드(chalk board); 시트 재료와 부직물(nonwoven) 흡음재의 조합물; 또는 특정 필름들을 포함한다.

유리솜 또는 펠트는 자동차의 엔진 격실로부터의 음향을 흡수하는 데 사용되었다. 이러한 경우, 흡음률(sound absorbing coefficient)은 흡음재의 두께에 비례하여 증가할 수 있다. 흡음재의 중량 및 비용은 두께가 증가됨에 따라 커진다.

다양한 흡음재가 전기 및 전자 장비에 사용된다. 그러한 장비의 크기 감소 및 비용 절감이 지속적으로 강조된다.

다공성 흡음재는 음파가 다공질재를 진동시키며 음에너지가 열에너지로 전환이 되면서 감소된다. 상기 음에너지는 에너지 전달시 매질을 필요로 하며, 공기 속에서보다 분자간 거리가 상대적으로 가까운 액체나 고체에서 더 잘 전달된다. 공기 속에서는 공기분자 간 거리가 멀어 소리가 전달되면서 음에너지의 손실이 많다. 그러나 액체나 고체에서는 분자와 분자간 거리가 가깝기 때문에 음파가 잘 손실되지 않고 더 쉽게 전달되는 것이다. 어릴 때 만들어서 놀던 실전화기로 들으면 공기중에서는 들리지 않는 먼 거리에서 속삭이는 소리도 잘 들을 수 있는 것이다.

다공질 재료는 고주파에 흡음성이 좋지만 저주파는 효과가 적다. 저주파 흡음을 위해서는 격벽, 중공층과 같은 흡음재 뒷면의 공기층을 두는 것이 흡음 효과를 좋게 한다.

대한민국특허공개공보 제2011-0004418호는 다공시트에 관한 것으로 구체적으로 관통 미세 보어 및 개구를 갖는 필름 층, 및 필름 층 상에 배치되는 섬유질 재료 층을 포함하는 다층 흡음 시트에 관하여 개시되어 있다.

또한 대한민국등록특허공보 제1426602호는 단열, 흡음, 차음 기능과 방수기능을 극대화시킬 수 있도록 구성된 자동차 내장재용 부직포로서 PET 중공 단섬유, LM 단섬유와 PP 단섬유가 포함되어 있기 때문에 성형성이 우수하여 제품을 형틀에서 제조할 때 용이하고, 생산성 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다고 개시되어 있으나,

상기 특허는 다공성 필름층 및 단섬유로 결합된 시트에 관한 것으로 단섬유의 중공율 및 2종류의 이형단면을 갖는 단섬유 간 공간확보를 통해 흡읍성에 영향을 주는 공기층 확보에 대한 개선의 필요성이 있다.

본 발명은 흡음성을 갖도록 부직포가 공기층, 즉 데드에어층을 최대로 보유하기 위하여 2종류의 이형단면 단섬유 및 저융점 중공 단섬유로 구성된 섬유집합체인 부직포를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 넓은 영역의 주파수에서 흡음성을 갖는 부직포를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 부직포 전체 100중량부를 기준으로 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 40~60 중량부, 사각형 다중공 이형단면 단섬유 20~40 중량부 및 저융점 시스코어 복합중공단섬유 20~40 중량부로 이루어진 웹 또는 시트로 구성되되, 상기 웹 또는 시트는 니들펀칭 및 히팅본딩 방법으로 고정되는 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 사각형 다중공 이형단면 단섬유는 단섬유 내부에 3~4개의 중공이 형성되고, 총 중공율은 3~20%인 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 부직포의 잔향실법 흡음률은 주파수 0.8 내지 8 kHz에서 0.70 이상인 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 다엽 형상은 4개 이상의 엽구조를 이루며,상기 이형 중공 단섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되, 상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 시스코어 복합중공단섬유는 코어부는 폴리에스테르 수지로 형성, 시스부는 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합된 공중합 폴리에스테르 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포를 제공한다.

본 발명은 부직포를 구성하는 2종류의 이형단면 단섬유 및 저융점 중공 단섬유로 구성된 섬유집합체인 부직포로서 부직포가 공기층, 즉 데드에어층을 많이 확보할 수 있어 흡음성이 뛰어나다.

또한, 본 발명은 다른 부직포와 대비하여 동일한 정도의 흡음 효과를 발현하기 위하여 요구되는 중량이 상대적으로 줄어들어 재료 절감에 따른 비용 절감, 포의 두께 및 중량의 감소로 인한 경량성, 탄력성을 제공하는 효과가 있다.

또한, 중공부를 다량 확보함으로써 넓은 주파수 영역 대에서 흡음성을 갖는 효과가 있다.

도 1a, 도 1b, 도 1c는 본 발명 흡음성 부직포의 구성단섬유로 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유, 사각형 다중공 이형단면 단섬유, 저융점 시스코어 복합중공단섬유에 관한 단면사진이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유에 대한 개념도이다.
도 8은 비교예의 구성 단섬유로 원형 4중공 단섬유(a), 원형 중공 단섬유(b), 원형 단섬유(c), 중공단섬유(d), 및 저융점 일반 단섬유(e)의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 관한 부직포의 단면도이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명은 흡음성이 우수한 부직포에 관한 발명으로, 부직포 전체 100중량부를 기준으로 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10) 40~60 중량부, 사각형 다중공 이형단면 단섬유(20) 20~40 중량부및 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30) 20~40 중량부로 이루어진 웹 또는 시트로 구성된 상기 웹 또는 시트는 니들펀칭 및 히팅본딩 방법으로 고정되는 것을 특징으로 한다.

도 1a, 도 1b, 도 1c는 본 발명 흡음성 부직포의 구성단섬유로 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유, 사각형 다중공 이형단면 단섬유, 저융점 시스코어 복합중공단섬유에 관한 단면사진이다.

상기 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)는 구체적으로 중공부(100), 형태유지부(200), 부피제어부(300)로 이루어질 수 있다. 상기 중공부(100)의 중공율은 섬유 전체 면적에서 약 3 내지 20%임이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 섬유형성성에 문제가 될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 중공유지성과 본 발명의 다양한 기능성을 발현하는데 한계를 가질 수 있다. 상기 형태유지부(200)는 중공부(100)에서부터 부피제어부(300) 사이의 섬유상을 의미한다.

도 2 내지 도 7은 본 발명의 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유에 대한 개념도이다.

상기 부피제어부(300)는 섬유 중심 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며 말단부는 라운드 형상으로 이루어질 수 있다. 이때 말단부의 최상부를 피크(310)로, 부피제어부 사이를 밸리(330)로 정의할 수 있다. 이 때 피크의 곡률반경을 R, 밸리의 곡률반경을 r로 정의할 수 있으며, 각 부피제어부마다 서로 다르거나 같은 R과 r 값이 결정될 수 있다.(도 3)

또 중공부(100)의 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값을 T1, 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값을 T2라 하고, 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값을 t1 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값을 t2으로 정의할 수 있다. 한편 T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmax라 하고, T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 CTmin라 하고, t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmax라 하고, t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원을 Ctmin라 할 때; CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmax-R라 하고, CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값을 CTmin-R라 하고, Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmax-r라 하고, Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값을 Ctmin-r라 규정할 때, 본 발명에 의한 섬유는 하기 조건을 만족할 수 있다.(도 4 내지 7)

피크의 곡률반경(R)과 밸리의 곡률반경(r)의 편차를 Z로 규정할 때 상기 Z는 하기 조건(1), (2)로 이루어질 수 있다.

(1) -3 ≤ Z ≤ 4

(2) 0.9 ≤

≤ 1.8

여기서,

R : 피크의 곡률반경

r : 밸리의 곡률반경

섬유단면 형태분석을 통한 본 발명자들의 다수의 시험결과 상기 범위 외에서는 섬유의 부피제어부가 인접한 다른 섬유의 부피제어부 사이의 밸리에 삽입되어 마치 기어가 맞물려 있는 것과 같은 구조적 특성을 나타내었고, 삽입된 후 유동 등에 의해 이탈되지 못하는 반면에 상기 범위 내에서 섬유들 간 부피제어부가 서로 간섭을 하여 벌키성이 유지되고 부피제어부가 인접한 섬유의 밸리에 삽입되더라도 유동 등에 의해 용이하게 이탈될 수 있는 특징이 있다.

또한 상기 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유는 아래의 수식을 만족하는 특징이 있다.

(3)

≥ 0.80

(4)

≥ 0.30

여기서,

T1 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 큰 값

T2 : 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 가장 작은 값

t1 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 큰 값

t2 : 중심점(M)으로부터 밸리(330)까지의 거리가 가장 작은 값

CTmax : T1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원

CTmin : T2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원

Ctmax : t1을 기준으로 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 큰 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원

Ctmin : t2를 중심점(M)으로부터 피크(310)까지의 거리가 다음 차순위 작은 값을 갖는 부피제어부(300)의 접선을 연결하여 형성된 원

CTmax-R : CTmax의 중심점(CTmaxM)과 중심점(M)간의 차이값

CTmin-R : CTmin의 중심점(CTminM)과 중심점(M)간의 차이값

Ctmax-r : Ctmax의 중심점(CtmaxM)과 중심점(M)간의 차이값

Ctmin-r : Ctmin의 중심점(CtminM)과 중심점(M)간의 차이값

상기 조건 (3), (4)는 본 발명의 일실시예에 의한 섬유의 형성성에 관한 것일 수 있다. 이상적으로 상기 값은 1이 되어야 하나, 고분자의 레올로지적 특성에 의해 1이 될 수 없다. 조건 (3)은 부피제어부 형성에 관한 것일 수 있는데 상기 범위 외에서는 부피제어부의 편차가 커지고 r 값의 편차도 커질 수 있어 공정상 카딩성이나 부직포에서 벌키성에 영향을 미칠 수 있다. 조건 (4)는 섬유형태성으로 해석될 수 있는데 중공부(100)와 형태유지부(200)의 형성성에 영향을 줄 수 있다. 상기 범위 외에서는 중공형성성과 섬유의 형태유지가 불안정할 수 있다.

본 발명에서 이형단면 중공 단섬유의 다엽 형상은 4개 이상의 엽구조를 이루는 것을 의미하며, 구체적으로 상기 이형중공 단섬유의 표면에 부피제어부가 4 내지 12개가 형성되는 것을 의미할 수 있다. 엽의 구조가 4개 이상을 형성함으로써 데드에어층의 확보율이 증가하여 흡음성이 증대되는 효과를 뚜렷이 확인할 수 있다.

다음으로 본 발명의 구성 중 사각형 다중공 이형단면 단섬유(20)는 열가소성 고분자 수지로 이루어진 중공사 내부의 중공이 3개 이상, 바람직하게는 3~4개로 분할되어, 3 내지 20%의 높은 중공율을 가지고, 중공사의 외부 단면이 다각형의 비구면이다. 또한 외력에 의해 중공단면이 쉽게 찌그러지거나 변형되지 않아 경량화와 볼륨감이 유지되면서, 기존 중공섬유 대비, 고경량, 고단열(보온), 고탄성, 고내구성이 구현된다.

본 발명의 구성 중 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30)는 결합재와 동시에 흡음재의 구성 섬유로 사용될 수도 있다.

부직포 제조방법 중 히팅본딩에 의하여 부직포를 제작할 경우 상기 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30)가 결합재로 작용하여 구성섬유들과 결합함으로써 부직포를 형성할 수 있다. 상기 결합재에 의해 섬유간의 결속력이 향상됨으로써 임의의 모양으로 성형하기 용이할 수 있다.

니들펀칭에 의하여 제작할 경우 상기 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30)는 결합재로 사용되지 않지만, 중공의 데드에어층을 보유하여 다른 구성섬유와 같이 데드에어층 확보 및 음에너지 상실을 위한 구성섬유로서 역할은 유지된다.

니들펀칭 및 히팅본딩을 둘 다 이용하여 제작할 경우 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30)는 중공의 데드에어층 확보 구성 및 결합재로서 모두 작용할 수 있다. 상기 니들펀칭 및 히팅본딩을 함으로써 일정한 두께를 형성한 부직포는 중공 저융점 단섬유에 의해 섬유간의 결속력이 강화되고, 중공의 데드에어층 확보로 흡음성이 향상될 수도 있다.

상기 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30)의 중공 형상은 원형, 이형 제한하지 않는다. 상기 원형은 시스코어형 또는 해도사형 등이 포함될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예로 상기 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30)는 시스부와 코어부를 갖는 시스코어형 중공으로, 상기 코어부는 폴리에스테르 수지로형성되고, 상기 시스부는 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합된 공중합 폴리에스테르 수지로 형성될 수 있다.

상기 코어부의 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(Poly Trimethyleneterephthalate, PTT) 중 어느 하나를 사용할 수 있을 것이다.

상기 폴리에스테르 수지의 고유점도가 높으면 중공형 시스-코어형 열접착 복합섬유 제조시 코어부 내의 중공형태가 내원방향으로 몰림현상이 증가하여 중공율도 감소할 수 있으므로 상기 코어부를 형성하는 폴리에스테르의 고유점도는 0.50~0.64dL/g인 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 형성되는 시스부의 공중합 폴리에스테르는 융점이 없이 연화거동만을 보이는 것을 특징으로 한다.

상기 일실시예에 의한 저융점 시스코어 복합중공단섬유는 중공형태의 복합섬유로 중공율은 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성 등의 다기능 성능에 직접적인 영향을 끼치는 인자이며, 중공율이 너무 낮으면 경량성, 벌키성, 흡음성, 보온성 등의 다기능 성능이 저하될 수 있으므로 중공율이 3%이상인 것이 바람직할 것이다.

상기 시스부와 코어부는 중량비 30:70~70:30으로 형성되어 본 발명의 시스코어형 중공 저융점 단섬유를 형성하는 것이 바람직할 것이다.

상기 웹 또는 시트는 니들펀칭 또는 히팅본딩 외에 워터 젯에 의한 스펀레이스, 스티치 본딩 또는 케미칼본딩 등의 방법으로 고정될 수 있다.

본 발명의 단섬유는 섬유상으로 형성될 수 있는 모든 소재로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 폴리에스테르(polyester)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 나일론 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르계 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈산(PTT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG), 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PCT)로 이루어진 군에서 1이상 선택될 수 있다.

열가소성 수지인 폴리에스테르는 냉각 및 고화 공정에서 결정화 속도차로 인한 자발크림프 발현을 통해 단섬유 상태나 부직포 형태에서 벌키성 및 탄력성을 향상시키는데 기여할 수 있다.

흡음은 재료의 한쪽에 소리를 투사하고 그쪽에서만 관찰하면 반사되어 오지 않는 소리는 재료에 흡수된 것과 투과한 것인데, 겉보기에는 그 재료에 흡수된 것으로 보이므로 이것을 흡음이라 하고, 입사한 소리의 에너지에 대하여 반사되지 않은 소리의 에너지 비율을 흡음률이라 한다. 흡음률은 소리의 주파수, 입사각, 재료 두께, 설치방식 및 그 뒷면의 상황 등에 따라 다르다. 여러 가지 흡음률을 가진 흡음재를 써서 실내의 음향효과를 개선하거나, 소음레벨을 저하시키는 데 이용한다.

또한, 소리는 에너지로서 회절현상에 의해 소리가 전달되는 특성이 있다. 이러한 특성 때문에 흡음소재가 설치된 공간이라 해도 소리가 외부로 전파될 수 있다.

본 발명인 흡음성이 우수한 부직포는 흡음뿐만 아니라 회절현상에 의한 소리전달현상까지 억제할 수 있는 기능을 가진다.

본 발명에 있어서는 이웃한 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)간에 부피제어부가 물리적 간섭에 의해 벌키성에 의해 공간이 확보할 수 있다. 다만, 부피제어부(300)는 말단부의 최상부인 피크(310) 및 부피제어부 사이의 밸리(330)가 변형이 생길 경우 즉 히팅본딩에 의한 열성형 및 니들펀칭에 의한 압력변형이 생길 경우 상기 벌키성에 의해 공간확보가 어려울 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)와 사각형 다중공 이형단면 단섬유(20)를 혼합하여 사용할 경우 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)만으로 구성된 부직포의 생산과정 즉 접착과정 중 섬유의 부피제어부(300)의 변형에 의한 단점을 사각형 다중공 이형단면 단섬유(20)이 보충할 수 있다.

상기 사각형 다중공 이형단면 단섬유(20)은 4개의 모서리 부분이 상기 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)의 부피제어부(300)의 기능을 하며 또한 상기 부피제어부보다 구조상 형태유지율이 큰 장점이 있다.

또한 저융점 시스코어 복합중공단섬유(30)은 시스부가 융점이 낮아 다른 단섬유의 열변형 전에 저온(150~170℃)상태에서 용융되어 다른 단섬유와 결합할 수 있는 결합재의 기능과 동시에 코어부의 중공부는 유지되어 빈공간을 확보할 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 부직포는 2종류의 이형단면 중공 단섬유와 중공이 있는 저융점 시스코어 복합단섬유에 의한 중공부의 다량 확보로 고주파, 저주파를 포함한 전 주파수 영역대에서 흡음 효과를 갖을 수 있다.

이하 실시예로서 설명한다. 다만 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(De'는 섬유 단위인 denier를 의미한다.)

실시예

부직포 구성은 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 4De' 50중량부, 사각형 다중공 이형단면 단섬유 4De' 30중량부, 저융점 시스코어 복합중공단섬유 4De' 20중량부를 니들펀칭 후 140℃에서 히팅본딩하여 준비한다.

이 부직포는 840*840(mm*mm)이고 중량은 약 240g이고 약 20mm의 두께가 되도록 하였다.

비교예 1

실시예 1과 동일한 섬유를 이용하되, 사각 4중공 단섬유 대신 동일 섬도의 원형 4중공 단섬유를 혼합하여 부직포를 제조하였다.

비교예 2

실시예와 동일한 섬유를 이용하되, 사각 4중공 단섬유 대신 동일섬도의 중공 단섬유를 혼합하여 부직포를 제조하였다.

비교예 3

실시예와 동일한 섬유를 이용하되, 사각 4중공 단섬유 대신 동일섬도의 원형 단섬유를 혼합하여 부직포를 제조하였다.

비교예 4

실시예와 동일한 섬유를 이용하되, 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 대신 동일섬도의 중공 단섬유를 혼합하여 부직포를 제조하였다.

비교예 5

실시예와 동일한 섬유를 이용하되, 바인더 섬유로 저융점 시스코어 복합중공단섬유 대신 동일섬도의 저융점 일반 단섬유를 혼합하여 부직포를 제조하였다.

비교예 6

실시예와 동일한 섬유를 이용하되, 부직포 구성은 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 70중량부, 저융점 시스코어 복합중공단섬유 30중량부를 혼합하여 부직포를 제조하였다.

비교예 7

실시예와 동일한 섬유를 이용하되, 부직포 구성은 사각형 다중공 이형단면 단섬유 70중량부, 저융점 시스코어 복합중공단섬유 30중량부를 혼합하여 부직포를 제조하였다.

* 측정 방법

가. 잔향실법에 의한 흡음률 측정

ISO 354(KS F 2805: 잔향실내의 흡음율 측정방법)에 준하는 장비를 사용하여 측정하였다. 시험편의 크기는 1.0m x 1.2m 로하며, 잔향시간은 초기 읍압 대비 20dB 감쇄되었을 때로 하며, 음원은 1/3 Octave band 음원을 사용했다. 주파수 범위는 0.8~8kHz 범위에서 흡음률을 측정하였다.

구분		잔향실법 흡음률(a)
		실시예	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5	비교예6	비교예7
구성 섬유 종류		다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 (10)	다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 (10)	다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 (10)	다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)	중공 단섬유	다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)	다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)	-
		사각 4중공 단섬유 (20)	원형 4중공 단섬유	원형 중공 단섬유	원형 단섬유	사각 4중공 단섬유 (20)	사각 4중공 단섬유 (20)	-	사각 4중공 단섬유 (20)
		저융점 시스코어 복합중공단섬유 (30)	저융점 시스코어 복합중공단섬유 (30)	저융점 시스코어 복합중공단섬유 (30)	저융점 시스코어 복합중공단섬유 (30)	저융점 시스코어 복합중공단섬유 (30)	저융점 일반 단섬유	저융점 시스코어 복합중공단섬유 (30)	저융점 시스코어 복합중공단섬유 (30)
주 파 수 (kHz)	0.8	0.92	0.88	0.75	0.50	0.87	0.85	0.87	0.83
	1.0	0.86	0.85	0.74	0.51	0.80	0.83	0.82	0.79
	1.25	0.84	0.83	0.70	0.49	0.82	0.80	0.81	0.80
	1.6	0.85	0.83	0.68	0.48	0.82	0.80	0.81	0.80
	2	0.84	0.80	0.67	0.45	0.79	0.75	0.78	0.73
	2.5	0.86	0.79	0.71	0.43	0.75	0.73	0.80	0.79
	3.15	0.80	0.77	0.60	0.42	0.76	0.75	0.75	0.78
	4	0.79	0.76	0.55	0.42	0.74	0.75	0.76	0.75
	5	0.80	0.79	0.54	0.45	0.75	0.77	0.78	0.77
	6.3	0.79	0.75	0.53	0.48	0.73	0.76	0.70	0.69
	8	0.73	0.70	0.55	0.47	0.72	0.73	0.71	0.70

a : 잔향실법 흠음률

c : 공기중의 음속 (m/s) (c = 331 + 0.6t (t : 공기의 온도))

S : 시료 면적 (㎡)

V : 잔향실 용적 (㎥)

T2 : 시료를 넣지 않은 상태에서의 잔향시간 (s)

T1 : 시료를 넣은 상태에서의 잔향시간 (s)

상기 본 발명의 실시예와 같이 조성을 수립하였을 때 비교예보다 잔향실법 흡음률이 가장 우수함을 확인할 수 있다.

즉, 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)과 사각형 다중공 이형단면 단섬유(20)를 혼합하여 사용할 경우 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유(10)만으로 구성된 부직포인 비교예6과 달리 부직포 제조공정 중 히팅본딩 및 니들펀칭 과정에서 섬유의 부피제어부(300)의 변형에 의한 단점을 사각형 다중공 이형단면 단섬유(20)이 보충할 수 있음을 알 수 있다. 나머지 비교예는 단섬유의 단면에서 원형단면 단섬유가 구성된 경우 및 단섬유의 중공율등을 볼 때 실시예보다 단섬유간 빈공간 확보에 어려움이 있다.

10 : 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유
20 : 사각형 다중공 이형단면 단섬유
30 : 저융점 시스코어 복합중공단섬유
1: 빈공간

Claims (5)

1. 부직포 전체 100중량부를 기준으로 다엽 형상의 이형단면 중공 단섬유 40~60 중량부, 사각형 다중공 이형단면 단섬유 20~40 중량부 및 저융점 시스코어 복합중공단섬유 20~40 중량부로 이루어진 웹 또는 시트로 구성되되,
   상기 사각형 다중공 이형단면 단섬유는 단섬유 내부에 3~4개의 중공이 형성되고, 총 중공율은 3~20%이고,
   상기 웹 또는 시트는 니들펀칭 및 히팅본딩 방법으로 고정되는 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 부직포의 잔향실법 흡음률은 주파수 0.8 내지 8 kHz에서 0.70 이상인 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 다엽 형상은 4개 이상의 엽구조를 이루며,
   상기 이형 중공 단섬유는 중공부, 형태유지부, 부피제어부로 이루어지되,
   상기 부피제어부는 섬유 중심의 반대 방향으로 돌출된 형태일 수 있으며, 말단부는 라운드 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 시스코어 복합중공단섬유는 코어부는 폴리에스테르 수지로 형성, 시스부는 테레프탈산을 포함하는 디카르본산 성분과 에틸렌글리콜을 포함하는 디올성분이 축중합된 공중합 폴리에스테르 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 흡음성이 우수한 부직포.

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