KR102115163B1

KR102115163B1 - 흡음성 텍스타일 복합물

Info

Publication number: KR102115163B1
Application number: KR1020180031039A
Authority: KR
Inventors: 안젤라 바이크; 산드라 필링-팔루시; 페터 루트슈
Original assignee: 칼 프로이덴베르크 카게
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2020-05-26
Also published as: ES2761887T3; KR20180106976A; EP3375923A1; CN108621974A; BR102017022166B1; ES2876207T3; US20180268800A1; US10825439B2; JP2018171907A; CN108621974B; BR102017022166A2; MX2018003335A; EP3375923B1; EP3246442A1; EP3246442B1; JP6824920B2

Abstract

본 발명은 흡음성 텍스타일 복합물과 관련이 있고, 상기 흡음성 텍스타일 복합물은
a) 기초 섬유로서, 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버(staple fiber) 및 0.3dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버를 포함하는 하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층(open-pored carrier layer) 및
b) 10㎛ 미만의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버(microfiber)를 포함하는 상기 캐리어 층상에 배치된 미소공성 유동층(microporous flow layer)을 포함하고,
이때 상기 흡음성 텍스타일 복합물의 유동 저항은 250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥이다.

Description

흡음성 텍스타일 복합물{SOUND-ABSORBING TEXTILE COMPOSITE}

본 발명은 흡음성 텍스타일 복합물과 관련이 있다. 또한, 본 발명은 상기 흡음성 텍스타일 복합물의 제조 방법 및 자동차 분야에서 흡음을 위한 상기 흡음성 텍스타일 복합물의 용도와 관련이 있다.

미국 특허 출원서 US 5298694 A호에는 주름진 벌킹 파이버(crimped bulking fibers) 성분과 혼합된 마이크로파이퍼(meltblown microfibers) 성분을 포함하는 방음성 부직포가 사용되는 흡음을 위한 일 방법이 기술된다. 상기 마이크로파이버는 15㎛ 미만, 바람직하게는 5 내지 10㎛의 평균 섬유 지름을 갖고, 주름진 스테이플 파이버 부직포 내에서 40:60 내지 95:5의 중량 퍼센트 비율로 분포하여 제공된다. 이와 같은 재료 구성에서 음향 효과는, 마이크로파이버의 사용이 증가함으로써 부직포 내에서 더 큰 내부 표면이 달성되고, 그 결과 음파의 운동 에너지가 열 에너지로 더 많이 변환될 수 있음으로써 발생한다. 기술된 부직포에서의 단점은 공기의 유동 저항이 개별 층들 내에서 조절되거나, 또는 사전 결정되지 못함으로써, 결과적으로 상기 방음성 부직포의 흡음 특성이 최적화되지 않는다는 것이다.

또한, 독일 특허 출원서 DE 10163576 B4호에는 2개의 서로 다른 열가소성 매트릭스 파이버(0.8 내지 1.7dtex의 범위 내의 섬도) 및 하나의 열가소성 멜팅 파이버 성분(2.2dtex의 섬도)으로 구성된, 음파의 흡수를 위한, 그리고 단열을 위한 절연 재료들이 공지되어 있다. 그럼으로써 전체 부직포 내에서 1.3dtex의 평균 섬유 지름이 달성된다. 바인딩 파이버(binding fiber)(섬유 혼합물의 10％)의 사용이 감소함으로써, 우수한 드레이프 특성(drapability)을 구비하고, 추가로 기계적 경화 공정 및 열적 경화 공정에 의해 달성되는 내부 강도를 갖는 부직포가 생성된다는 사실이 분명해진다. 그러나 절연 재료의 음향을 의도적으로 설정하는 것은 공정과 관련하여 불가능하다. 그 밖에, 음파의 흡수가 더 가는 스테이플 파이버를 사용함으로써 더 이상 개선되지 않는데, 그 이유는 현재 선행 기술에 따르면 0.5dtex 미만의 더 가는 섬유가 더는 신뢰할 만하게 카딩기(carding machine) 상에서 전달되지 못하기 때문이다.

유럽 특허 출원서 EP 1058618 B1호는 개방 기공형 캐리어 층(open-pored carrier layer) 및 제2 개방 기공형 섬유층으로 구성된 흡음성 박막 적층물을 기술한다. 상기 개방 기공형 캐리어 층으로는 2000g/㎡ 미만의 단위 면적당 중량 및 50㎜ 미만의 두께를 갖는 부직포가 고려될 수 있거나, 또는 16 내지 32㎏/㎥의 밀도 및 6㎜ 이상의 두께를 갖는 초경량 플라스틱-폼이 고려될 수 있다. 상기 제2 개방 기공형 섬유층은 바람직하게 2 내지 5㎛의 섬유 지름을 갖는 멜트블로운-마이크로파이버(meltblown microfiber)로부터 생성된다. 추가로 500 내지 4000Ns/㎥의 공기 유동 저항이 기술된다. 상기 흡음성 박막 적층물의 적층물 구조에 의해 음향적으로 설정될 수 있는 유동층(flow layer)이 제공된다. 이와 같은 복합물에서의 단점은 상기 캐리어 층이 뚜렷한 음향적 관련성을 나타내지 않는다는 사실이다.

본 발명의 과제는 선행 기술의 단점들을 적어도 부분적으로 제거하는 흡음성 재료를 제공하는 것이다. 이와 같은 방식으로 음향 흡수율이 간단하게 설정될 수 있어야 하며, 그리고 상기 재료는 낮은 단위 면적당 중량에서 높은 압축률 및 매우 우수한 탄력성을 갖도록 제조될 수 있어야 한다.

그 밖에 상기 흡음성 재료는 자동차 산업에서 중요한 800Hz 내지 2000Hz의 주파수 범위 내에서 매우 우수한 음향적 흡수 특성을 나타내야 한다.

이와 같은 과제는

a) 기초 섬유로서, 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버 및 0.3dtex 내지 2.9dtex, 더 바람직하게는 0.4dtex 내지 2.9dtex, 특히 0.5dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버를 포함하는 하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층 및

b) 10㎛ 미만의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버를 포함하는 상기 캐리어 층상에 배치된 미소공성 유동층(microporous flow layer)을 포함하는 흡음성 텍스타일 복합물, 특히 부직포 복합물에 의해 해결되고,

이때 상기 흡음성 텍스타일 복합물의 유동 저항은 250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 바람직하게는 250Ns/㎥ 내지 4000Ns/㎥, 더 바람직하게는 250Ns/㎥ 내지 3000Ns/㎥, 특히 250Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥이다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 텍스타일 복합물에 의해 선행 기술의 위에 기술된 단점들이 방지될 수 있다는 사실이 확인되었다. 또한, 위의 구조를 갖는 텍스타일 복합물이 자동차 산업에서 중요한 800Hz 내지 2000Hz의 주파수 범위 내에서 뛰어난 음향적 흡수 특성을 나타낸다는 사실이 확인되었다.

본 발명에 따라 하나의 매커니즘에 고정되지 않으면서, 확인된 놀랍도록 높은 흡음률(sound absorption coefficient)이 유동층과 결합된 캐리어 층의 가는 섬유와 굵은 섬유 사이의 상승적인 상호작용에서 비롯되는 것으로 추정된다. 이와 같은 방식으로, 캐리어 층 내에서 0.3dtex 내지 2.9dtex, 특히 0.5dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버 및 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버의 특별한 선택이 직접 음파를 흡수하는, 흡음을 위해 특히 적합한 기초 구조의 형성을 야기하는 것으로 추정된다. 왜냐하면, 가는, 그리고 굵은 스테이플 파이버의 적합한 선택에 의해 캐리어 층에 높은 압축률 및 높은 탄력성을 장착하는 것이 가능하고, 그럼으로써 상기 캐리어 층상의 유동층은 최적으로 진동할 수 있으며, 그에 따라 "유연한 플레이트 흡수체"의 작용 방식에 따라, 음 에너지(sound energy)가 특히 효과적으로 흡수될 수 있기 때문이다.

그 밖에 개방 기공형 캐리어 층과 미소공성 유동층의 결합은 텍스타일 복합물의 음향 특성의 간단하면서 의도적인 설정 및 변경을 구현한다. 또한, 본 발명에 따른 텍스타일 복합물이 낮은 단위 면적당 중량에서 높은 압축률 및 우수한 탄력성을 갖도록 제조될 수 있다는 사실이 확인되었다. 이와 같은 방식으로, 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에서 텍스타일 복합물은 70％ 내지 100％, 더 바람직하게는 75％ 내지 100％ 및 특히 80％ 내지 100％의 압축률 및/또는 70％ 내지 100％, 더 바람직하게는 75％ 내지 100％ 및 특히 80％ 내지 100％의 탄력성을 갖는다. 그럼으로써, 상기 텍스타일 복합물은 쉽게 압축될 수 있고, 그에 따라 동시에 매우 우수하게 사전 결정된 설치 공간들 안에 위치할 수 있는데, 그 이유는 상기 텍스타일 복합물이 우수한 탄력성에 의해 매우 우수하게 설치 공간 안에서 다시 팽창할 수 있기 때문이다. 이는 복잡한 구조 및 서로 다른 두께 치수를 갖는 설치 공간들 안에서의 설치도 구현한다.

캐리어 층은 원칙적으로 직물, 편물 및/또는 부직포일 수 있다. 본 발명에 따라 바람직하게 캐리어 층은 DIN EN ISO 9092에 따른 부직포이고, 그럼으로써 부직포 복합물이 형성된다.

캐리어 층의 굵은 스테이플 파이버의 섬도는 3dtex 내지 17dtex이다. 바람직한 일 실시 형태에서 섬도는 3dtex 내지 12dtex 및 특히 3dtex 내지 9dtex이다. 굵은 스테이플 파이버는 텍스타일 복합물에 필요한 구조를 제공하고, 그에 따라 설치 상태에서도 상기 텍스타일 복합물이 치수 안정적으로 유지되도록 보장한다.

캐리어 층이 바인딩 파이버를 함유하고 있지 않은 경우에 한해, 상기 캐리어 층은 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에서 굵은 스테이플 파이버를 각각 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 10중량％ 내지 90중량％, 더 바람직하게는 20중량％ 내지 90중량％, 더 바람직하게는 30중량％ 내지 90중량％, 더 바람직하게는 50중량％ 내지 90중량％, 더 바람직하게는 60중량％ 내지 90중량％ 및 특히 70중량％ 내지 90중량％의 비율로 함유한다. 캐리어 층이 바인딩 파이버를 추가 섬유로 함유하고 있는 경우에 한해, 굵은 스테이플 파이버의 비율은 각각 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 바람직하게 5중량％ 내지 85중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 85중량％, 더 바람직하게는 20중량％ 내지 80중량％, 더 바람직하게는 30중량％ 내지 80중량％, 더 바람직하게는 40중량％ 내지 80중량％, 더 바람직하게는 50중량％ 내지 80중량％ 및 특히 60중량％ 내지 80중량％이다.

본 발명에 따른 텍스타일 복합물의 캐리어 층의 가는 스테이플 파이버의 섬도는 0.3dtex 내지 2.9dtex, 특히 0.5dtex 내지 2.9dtex이다. 마찬가지로, 가는 스테이플 파이버의 섬도가 0.3dtex 내지 0.5dtex, 예를 들어 0.3dtex 내지 0.49dtex인 것도 고려할 수 있다. 바람직한 일 실시 형태에서 가는 스테이플 파이버의 섬도는 0.5dtex 내지 2.5dtex 및 특히 0.5dtex 내지 2.0dtex이다. 캐리어 층 내에 가는 스테이플 파이버를 사용함으로써, 상기 캐리어 층의 더 큰 내부 표면으로 인해 이와 같은 층에서도 음 에너지가 열 에너지로 변환될 수 있다.

캐리어 층이 바인딩 파이버를 함유하고 있지 않은 경우에 한해, 상기 캐리어 층은 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에서 가는 스테이플 파이버를 각각 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 10중량％ 내지 90중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 80중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 70중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 60중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 50중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 40중량％ 및 특히 10중량％ 내지 30중량％의 비율로 함유한다. 캐리어 층이 바인딩 파이버를 추가 섬유로 함유하고 있는 경우에 한해, 가는 스테이플 파이버의 비율은 각각 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 바람직하게 10중량％ 내지 90중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 80중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 70중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 60중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 50중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 40중량％ 및 특히 10중량％ 내지 30중량％이다.

본 발명에 따르면, 기초 섬유는 스테이플 파이버이다. 경우에 따라 캐리어 층 내에 함유된 바인딩 파이버와 다르게, 상기 기초 섬유는 전혀 융합되어 있지 않거나, 또는 단지 약간만 융합되어 있다. 스테이플 파이버는 이론적으로 무한한 길이를 갖는 필라멘트와 다르게, 규정된 섬유 길이를 갖는다. 본 발명에 따라 바람직하게 기초 섬유로 사용된 가는, 그리고 굵은 스테이플 파이버는 서로 독립적으로 20㎜ 내지 80㎜, 더 바람직하게는 25㎜ 내지 80㎜, 특히 30㎜ 내지 80㎜의 섬유 길이(staple length)를 갖는다. 기초 섬유로는 천연 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 혼합물들이 사용될 수 있다. 바람직하게는 합성 섬유가 사용된다.

본 발명의 바람직한 일 실시 형태에서 기초 섬유로 사용된 가는, 그리고 굵은 스테이플 파이버는 서로 독립적으로, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 비스코스-, 폴리아미드들, 특히 폴리아미드 6 및 폴리아미드 6.6, 바람직하게는 폴리올레핀들 및 매우 특히 바람직하게 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트, 이들의 혼합물들 및/또는 코폴리머들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 함유한다. 바람직하게 상기 기초 섬유는 상기 하나 이상의 폴리머를 90중량％ 이상, 더 바람직하게는 95중량％ 이상, 특히 97중량％ 이상의 비율로 함유한다.

본 발명의 특히 바람직한 일 실시 형태에서 기초 섬유는, 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드 및 이들의 혼합물들 또는 코폴리머들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 일 실시 형태에서 기초 섬유는 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스테르 섬유이다. 이때 장점은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 자기 소화성 연소 특성이며, 이는 재차 자동차 분야에서 텍스타일 복합물의 사용에 중요하다.

캐리어 층은 가는 스테이플 파이버 및 굵은 스테이플 파이버 이외에 추가 섬유를 더 함유할 수 있다. 본 발명에 따라 바람직하게 캐리어 층은 적어도 부분적으로 융합된 바인딩 파이버를 추가 섬유로 함유한다. 바인딩 파이버로는, 적어도 부분적으로 열적으로 융합될 수 있는 경우에 한해, 이와 같은 목적을 위해 사용되는 일반적인 섬유가 사용될 수 있다. 바인딩 파이버는 통일된 섬유이거나, 또는 다성분 섬유일 수도 있다. 본 발명에 따라 특히 적합한 바인딩 파이버는 결합 작용하는 성분이 결합될 기초 섬유의 용융점 아래, 바람직하게는 250℃ 미만, 더 바람직하게는 70 내지 235℃, 더 바람직하게는 125 내지 225℃, 특히 바람직하게는 150 내지 225℃의 용융점을 갖는 섬유이다. 적합한 바인딩 파이버는 특히 열가소성 폴리에스테르 및/또는 코폴리에스테르, 특히 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀들, 특히 폴리프로필렌, 폴리아미드들, 폴리비닐알코올 그리고 그 코폴리머들 및 혼합물들을 함유하고, 그리고/또는 이와 같은 폴리머들로 구성된 섬유이다.

본 발명에 따라 특히 적합한 바인딩 섬유는 다성분 섬유, 바람직하게는 이성분 섬유, 특히 코어/재킷-섬유(core/jacket fiber)이다. 코어/재킷-섬유는 서로 다른 연화 온도 및/또는 용융 온도를 갖는 2개 이상의 섬유 폴리머를 함유한다. 바람직하게 상기 코어/재킷-섬유는 이와 같은 2개의 섬유 폴리머로 구성된다. 이 경우, 더 낮은 연화 온도 및/또는 용융 온도를 갖는 성분은 섬유 표면(재킷)에 위치하고, 더 높은 연화 온도 및/또는 용융 온도를 갖는 성분은 코어에 위치한다.

코어/재킷-섬유의 경우, 결합 기능은 섬유의 표면에 배치되어 있는 재료들에 의해 발휘될 수 있다. 재킷을 위해서는 다양한 재료들이 사용될 수 있다. 재킷을 위해 바람직한 재료들은 본 발명에 따라 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 코폴리아미드들 및/또는 코폴리에스테르이다. 코어를 위해서도 마찬가지로 다양한 재료들이 사용될 수 있다. 코어를 위해 바람직한 재료들은 본 발명에 따라 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트 및/또는 폴리에틸렌나프탈레이트 및/또는 폴리올레핀들이다.

코어/재킷-바인딩 파이버를 사용하는 것은 본 발명에 따라 바람직한데, 그 이유는 이와 같은 방식으로 부직포 내에서 결합제 성분의 특히 균일한 분포가 달성될 수 있기 때문이다.

캐리어 층이 바인딩 파이버를 추가 섬유로 함유하고 있는 경우에 한해, 상기 캐리어 층은 이와 같은 바인딩 파이버를 각각 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 바람직하게 5중량％ 내지 50중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 50중량％, 더 바람직하게는 10중량％ 내지 40중량％, 특히 10중량％ 내지 30중량％의 비율로 함유한다.

본 발명에 따라 바람직하게 캐리어 층은 적어도 부분적으로 융합된 바인딩 파이버에 의해 결합 및 경화되어 있다. 바람직하게 상기 부분적으로 융합된 바인딩 파이버는 기계적 응력 없이 융합되어 있는데, 예를 들어 연속로(continuous furnace)에 의해 융합되어 있다. 이때 부직포가 매우 큰 부피로 제조될 수 있고, 기계적 작용에 의해 부피가 변경되지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 추가 실시 형태에서 캐리어 층 내에서 공기 대 섬유의 부피비는 75:1 내지 250:1, 더 바람직하게는 100:1 내지 225:1, 특히 125:1 내지 200:1이다.

본 발명의 추가 실시 형태에서 캐리어 층은 바람직하게 바인딩 파이버에 의한 경화 공정에 대해 추가적으로 결합제에 의해 결합되어 있다. 결합제로는 폴리아크릴레이트들, 폴리스티렌들, 폴리비닐아세테이트에틸렌들, 폴리우레탄들, 또는 그 혼합물들 또는 코폴리머들이 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 바람직하게, 흡음성 텍스타일 복합물이 쉽게 주름지고 압축되며, 그에 따라 다양한 설치 공간들 내에 삽입될 수 있도록 캐리어 층은 가볍게 경화되어 있다.

유동층은 원칙적으로 직물, 편물 및/또는 부직포일 수 있다. 본 발명에 따라 바람직하게 캐리어 층은 DIN EN ISO 9092에 따른 부직포이고, 그럼으로써 부직포 복합물이 형성된다.

본 발명에 따르면, 미소공성 유동층은 특히 250Ns/㎥ 이상, 예컨대 250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 바람직하게는 250Ns/㎥ 내지 4000Ns/㎥, 더 바람직하게는 250Ns/㎥ 내지 3000Ns/㎥, 특히 250Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥의 특수한 유동 저항을 갖는 미소공성 층으로 이해된다. 캐리어 층에 유동층을 제공하는 것의 장점은 상기 캐리어 층의 흡음 특성이 개선될 수 있다는 사실이다. 그럼으로써 상기 캐리어 층의 단위 면적당 중량이 낮게 유지될 수 있으면서도 뛰어난 음향 특성을 갖는 제품이 얻어질 수 있다.

유동층의 유동 저항의 설정은 당업자에게 공지된 방식으로 공극률 또는 밀도의 의도적인 설정에 의해 얻어질 수 있다. 지나치게 기공성이 높은 재료의 경우, 섬유에 충분한 마찰이 발생하지 않고, 이와 같은 방식으로 운동 에너지가 열 에너지로 충분하게 변환되지 못하며, 그 결과 흡수가 거의 이루어지지 않는다. 이와 다르게 지나치게 밀도가 높은 재료의 경우, 음파는 재료 표면에서 주로 반사되고, 그에 따라 재료 내에서 흡수되지 못한다.

본 발명에 따르면, 유동층은 10㎛ 미만, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛, 더 바람직하게는 1㎛ 내지 3㎛의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버를 함유한다. 마이크로파이버를 사용하는 것의 장점은 작은 섬유 지름에 의해 부직포 내에서, 음 에너지가 특히 우수하게 흡수될 수 있는 매우 큰 내부 표면이 제공된다는 사실이다. 상기 유형의 섬도를 갖는 섬유는 간단한 방식으로, 예를 들어 멜트블로운 방법에 의해 얻어질 수 있으며(멜트블로운-섬유), 그럼으로써 멜트블로운-부직포가 형성된다. 멜트블로운-섬유를 사용하는 것의 장점은 상기 멜트블로운-섬유에 의해 간단한 방식으로 높은 밀도 및 우수한 음향 특성을 갖는 부직포가 얻어질 수 있다는 사실이다.

유동층을 위한 마이크로파이버로는 바람직하게 합성 섬유가 사용된다. 이와 같은 합성 섬유는 바람직하게, 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 이들의 혼합물들 및/또는 코폴리머들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 포함한다. 바람직하게 상기 마이크로파이버는 앞에서 언급된 폴리머들, 이들의 혼합물들 및/또는 코폴리머들을 90중량％ 이상, 더 바람직하게는 95중량％ 이상, 특히 97중량％ 이상의 비율로 함유한다.

바람직하게 상기 유동층은 마이크로파이버를 각각 상기 유동층의 전체 중량을 기준으로 50중량％ 이상, 더 바람직하게는 70중량％ 이상, 특히 90중량％ 이상의 양으로 포함한다.

본 발명에 따른 텍스타일 복합물은 단지 캐리어 층 및 유동층으로만 구성될 수 있다. 그러나 본 발명에 따라 바람직하게 텍스타일 복합물은 추가 층들, 특히 유동층 상에 배치된 하나 이상의 커버 층을 더 포함한다. 이때 장점은 상기 유동층이 손상에 대하여 더 우수하게 보호될 수 있다는 사실이다. 커버 층으로 멜트-스펀 부직포(melt-spun nonwoven)의 사용이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 바람직하게 상기 커버 층의 단위 면적당 중량은 25g/㎡ 미만, 예컨대 12g/㎡ 내지 17g/㎡이다. 마찬가지로 바람직하게 상기 커버 층은 열가소성 필라멘트, 특히 폴리프로필렌-필라멘트로 구성된다.

캐리어 층, 유동층 및 경우에 따라 제공된 커버 층은 다양한 방식으로 서로 연결될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 상기 층들이 접착성 재료들에 의해 서로 접착되어 있는 것을 고려할 수 있다. 유동층으로 멜트블로운-부직포가 사용되면, 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에서 상기 유동층에 의한 연결은 멜트블로운-섬유가 캐리어 층상에 직접 방적됨으로써 이루어진다. 그럼으로써, 캐리어 층과 유동층 사이에 규정된 상 경계가 확인되지 않는 부직포 복합물이 얻어질 수 있다. 이는 캐리어 층과 유동층의 경계 영역 내에서 섬도 구배의 설정을 구현하는데, 이는 음향 특성에 대하여 바람직하게 작용한다. 그 밖에 추가적인 접착층이 생략될 수 있는데, 이는 마찬가지로 음향 특성에 대하여 바람직하게 작용한다.

본 발명에 따르면, 텍스타일 복합물은 250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 바람직하게는 250Ns/㎥ 내지 4000Ns/㎥, 더 바람직하게는 250Ns/㎥ 내지 3000Ns/㎥, 특히 250Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥ 및/또는 350Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 바람직하게는 450Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 더 바람직하게는 550Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥ 및/또는 350Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥, 더 바람직하게는 450Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥ 및 특히 550Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥의 유동 저항을 갖는다. 마찬가지로, 텍스타일 복합물이 2000Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 예컨대 2001Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥의 유동 저항을 갖는 것을 고려할 수 있다. 텍스타일 복합물의 유동 저항은 캐리어 층 및 유동층의 유동 저항들로 이루어진다. 이 경우, 상기 유동층은 일반적으로 유동 저항에 대하여 현저히 더 높은 비율로 기여한다. 때문에, 유동 저항의 설정은 간단한 방식으로 목표한 유동 저항을 갖는 적합한 유동층을 선택함으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 텍스타일 복합물에 의해 각각 1000Hz에서 DIN EN ISO 10534-1에 따라 측정된, 예를 들어 30％ 내지 100％, 더 바람직하게는 40％ 내지 100％, 더 바람직하게는 50％ 내지 100％의 뛰어난 흡음률들이 달성될 수 있다. 이와 같은 높은 흡음률들은 당업자에게 놀라웠는데, 그 이유는 단독적으로 측정되는 경우에 유동층 및 캐리어 층의 흡음률들의 총합보다 상기 흡음률들이 더 높기 때문이다.

텍스타일 복합물의 단위 면적당 중량은 바람직하게 50g/㎡ 내지 350g/㎡, 더 바람직하게는 100g/㎡ 내지 300g/㎡ 및 특히 150g/㎡ 내지 250g/㎡이다. 이와 같은 단위 면적당 중량의 경우, 경량의 텍스타일 복합물이 제공될 수 있고, 그 결과 재차 자동차에서 중량 절약으로 인해 배기가스가 감소할 수 있다는 사실이 바람직하다.

텍스타일 복합물의 두께는 바람직하게 5㎜ 내지 35㎜, 더 바람직하게는 10㎜ 내지 30㎜ 및 특히 15㎜ 내지 25㎜이다. 두께가 10㎜ 이상인 경우, 높은 벽 간격이 생성됨으로써, 결과적으로 평균 주파수의 평균 길이의 음파 및 저주파의 긴 음파도 텍스타일 복합물 내부에서 흡수될 수 있다는 사실이 바람직하다.

본 발명의 추가 대상은 250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 특히 250Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥의 유동 저항을 갖는 본 발명에 따른 텍스타일 복합물을 제조하기 위한 방법이며, 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다.

a) 기초 섬유로서, 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버 및 0.3dtex 내지 2.9dtex, 특히 0.5dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버를 포함하는 하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층을 제공 및/또는 제조하는 단계;

b) 10㎛ 미만의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버를 포함하는 미소공성 유동층을 제공 및/또는 제조하는 단계;

c) 상기 유동층을 상기 캐리어 층상에 배치하는 단계;

d) 상기 캐리어 층과 상기 유동층을 연결하는 단계.

유동층으로 멜트블로운-부직포가 사용되면, 이와 같은 방식으로 상기 유동층에 의한 연결은 멜트블로운-섬유가 캐리어 층상에 직접 방적됨으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 추가 대상은 250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥, 특히 250Ns/㎥ 내지 2000Ns/㎥의 유동 저항을 갖는 본 발명에 따른 부직포 복합물을 제조하기 위한 방법이며, 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다.

a') 기초 섬유로서, 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버 및 0.3dtex 내지 2.9dtex, 특히 0.5dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버를 포함하는 하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층을 제공 및/또는 제조하는 단계;

b') 상기 캐리어 층상에 10㎛ 미만의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버를 포함하는 미소공성 유동층으로서 멜트블로운-부직포를 방적하는 단계.

하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층의 제공 및/또는 제조 공정은 당업자에게 공지된 제조 공정들을 통해, 예를 들어 건조 상태로 놓인 스테이플 파이버 부직포의 제조 공정들을 통해 이루어질 수 있다. 캐리어 층을 위해 본 발명에 따라 적합한 제조 방법들은 예를 들어 카딩 방법, 그리고 에어레이 방법(airlay method) 및 에어레이드 방법(airlaid method)과 같은 공기 역학적 방법이다. 전형적인 카딩 방법의 경우, 일반적으로 스테이플 파이버가 작업자-턴 롤러에 의해 개별 섬유로 해체되고, 냅(nap)으로서 배치된다. 이와 같은 냅은 후속하여, 단층 또는 다층 부직포를 형성하기 위해, 예를 들어 크로스 스택커(cross stacker)에 의해 겹쳐질 수 있다. 불규칙 배향의 섬유 배치를 갖는 부직포가 제조되어야 하는 경우, 특히 공기 역학적 방법이 적합하다. 불규칙 배향은 바람직한데, 그 이유는 상기 불규칙 배향에 의해 낮은 밀도에서 큰 부피의 압축 탄성적인 부직포가 얻어질 수 있기 때문이다. 바인딩 파이버가 사용되면, 이와 같은 바인딩 파이버는 예를 들어 순환로 내에서 용융점까지 가열될 수 있고, 그에 따라 부직포의 경화 공정에 이용될 수 있다. 상기 열적 경화 공정은 캐리어 층과 유동층의 연결 공정 이전 및/또는 이후에 이루어질 수 있다. 예를 들어 결합제 도포 공정과 같은 추가 비접촉 경화 공정 유형들도 가능하다. 특히 바람직하게 상기 부직포는 기계적 경화 방법 없이 경화되는데, 그 이유는 그럼으로써 캐리어 층의 부피가 악영향을 받지 않기 때문이다.

유동층은 마찬가지로 당업자에게 공지된 방식으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따르면, 멜트블로운-방법이 특히 바람직하다. 이때 장점은 간단한 방식으로 비용 저렴하게 가는 섬유가 하나의 공정 단계에서 생성될 수 있다는 사실이다.

캐리어 층과 유동층의 연결 공정은 당업자에게 공지된 방식으로, 예를 들어 핫 멜트(hot melt) 또는 감압 접착제에 의해 이루어질 수 있다. 바람직하게 핫 멜트 또는 감압 접착제가 상기 캐리어 층상에 일렬로 제공되고, 상기 유동층은 마찬가지로 일렬로 페이-오프 릴(pay-off reel)을 통해 공급된다.

미소공성 유동층으로 멜트블로운-부직포가 사용되면, 이와 같은 멜트블로운-부직포는 본 발명의 특히 바람직한 일 실시 형태에서 캐리어 층상에 직접 방적된다. 그럼으로써, 캐리어 층과 유동층 사이에 규정된 상 경계가 확인되지 않는 부직포 복합물이 얻어질 수 있다. 이는 캐리어 층과 유동층의 경계 영역 내에서 섬도 구배의 설정을 구현하는데, 이는 재차 음향 특성에 대하여 바람직하게 작용한다. 그 밖에 추가적인 접착층이 생략될 수 있는데, 이는 재차 음향 특성에 대하여 바람직하게 작용한다.

유동층을 보호하기 위해 이와 같은 유동층에는 선택적으로 위에 기술된 것과 같은 커버 층이 제공될 수 있다. 이는 특히 멜트블로운-부직포를 위해 바람직하다.

본 발명에 따른 텍스타일 복합물은 자동차 분야에서 흡음을 위해 뛰어나게 적합한데, 예를 들어 자동차 내부 공간을 위한 음향 부품으로서, 그리고 특히 자동차 하우징 부품들의 흡음성 인터라이닝으로서 뛰어나게 적합하다.

도 1은 비교 예시 2 및 비교 예시 3과 본 발명에 따른 예시 1의 임피던스 튜브(impedance tube)(DIN EN ISO 10534) 내의 흡음률을 비교하는 그래프이고,
도 2는 본 발명에 따른 예시 1에서 사용된 캐리어 층 및 비교 예시 2에서 사용된 캐리어 층과 본 발명에 따른 예시 1 및 비교 예시 2에서 사용된 유동층의 임피던스 튜브(DIN EN ISO 10534) 내의 흡음률을 비교하는 그래프이며,
도 3은 본 발명에 따른 예시 1, 비교 예시 2 및 독립된 유동층의 임피던스 튜브(DIN EN ISO 10534) 내의 흡음률을 비교하는 그래프이고,
도 4는 예시 5와 예시 4의 임피던스 튜브(DIN EN ISO 10534) 내의 흡음률을 비교하는 그래프이다.
다음에서 본 발명은 다수의 예시에 의해 더 상세하게 설명된다.

1. 본 발명에 따른 텍스타일 복합물(예시 1)

200g/㎡의 단위 면적당 중량 및 21㎜의 두께를 갖는 스테이플 파이버 부직포가 제공되는데, 상기 스테이플 파이버 부직포는 1.7dtex의 섬도 및 38㎜의 섬유 길이를 갖는 가는 PET-스테이플 파이버 및 3.3dtex의 섬도 및 64㎜의 섬유 길이를 갖는 굵은 PET-스테이플 파이버, 그리고 4.4dtex의 섬도 및 51㎜의 섬유 길이를 갖는 PET/Co-PET 이성분 섬유로 구성된다. 상기 스테이플 파이버 부직포는 열적으로, 그리고 결합제에 의해서도 결합되어 있다. 이와 같은 스테이플 파이버 부직포 상으로 50g/㎡의 단위 면적당 중량, 0.5㎜의 두께 및 2㎛의 평균 섬유 지름을 갖는 폴리프로필렌-멜트블로운-부직포가 분사 접착제에 의해 적용된다.

2. 비교 예시 2 및 비교 예시 3

비교 예시 2: 최적화되지 않은 캐리어 층을 구비한 유동층

350g/㎡의 단위 면적당 중량 및 20㎜의 두께를 갖는 스테이플 파이버 부직포가 제공되는데, 상기 스테이플 파이버 부직포는 17dtex의 섬도 및 38㎜의 섬유 길이를 갖는 굵은 폴리올레핀-이성분 섬유로 구성된다. 이와 같은 스테이플 파이버 부직포 상에는 50g/㎡의 단위 면적당 중량, 0.5㎜의 두께 및 2㎛의 평균 섬유 지름을 갖는 폴리프로필렌-멜트블로운-부직포가 분사 접착제에 의해 적용된다.

비교 예시 3: 3M 신슐레이트(TAI3027)

330g/㎡의 단위 면적당 중량 및 21㎜의 두께를 갖는 스테이플 파이버 부직포가 제공되는데, 상기 스테이플 파이버 부직포는 65중량％까지 가는 폴리프로필렌-멜트블로운-섬유 및 35중량％까지 굵은 PET-스테이플 파이버로 구성된다. 추가적으로 상기 스테이플 파이버 부직포의 하나의 측면 상에 100중량％의 폴리프로필렌으로 이루어진 커버 층이 위치한다.

3. 예시 4 및 예시 5

예시 4:

200g/㎡의 단위 면적당 중량 및 10㎜의 두께를 갖는 스테이플 파이버 부직포가 제공되는데, 상기 스테이플 파이버 부직포는 0.6dtex의 섬도를 갖는 50중량％의 가는 PET-스테이플 파이버 및 4.4dtex의 섬도를 갖는 50중량％의 굵은 PET-스테이플 파이버로 구성된다.

예시 5:

200g/㎡의 단위 면적당 중량 및 10㎜의 두께를 갖는 스테이플 파이버 부직포가 제공되는데, 상기 스테이플 파이버 부직포는 0.6dtex의 섬도를 갖는 80중량％의 가는 PET-스테이플 파이버 및 4.4dtex의 섬도를 갖는 20중량％의 굵은 PET-스테이플 파이버로 구성된다.

4. 예시 1 및 비교 예시 2의 유동 저항의 결정

예시 1 및 비교 예시 2와 관련하여 캐리어 층들 및 유동층들의 유동 저항들이 DIN EN 29053에 따라, 서로 독립적으로 그리고 서로 결합된 상태로도 측정되었다.

측정 표본	두께(㎜)	유동 저항(Ns/㎥)
예시 1의 캐리어 층	21.0	67
비교 예시 2의 캐리어 층	20.0	10
예시 1 및 비교 예시 2의 유동층	0.50	965
예시 1	22.0	1047
비교 예시 2	21.0	1042

서로 결합된 상태에서 개별 층들의 유동 저항들이 대체로 가산된다는 사실이 드러난다. 또한, 예시 1 및 비교 예시 2의 전체 유동 저항들이 단지 5Ns/㎥만큼만 차이가 난다는 사실이 드러난다.

5. 흡음률의 결정

예시 1, 비교 예시 2 및 비교 예시 3의 흡음률들은 DIN EN ISO 10534-1, 제1부에 따라 측정되었다. 결과들은 도 1에 나타나 있다.

예시 1이 자동차 산업에서 중요한 800Hz 내지 2000Hz의 주파수 범위 내에서 뛰어난 음향적 흡수 특성을 나타낸다는 사실이 드러난다. 1000Hz에서는 45％의 흡음률이 달성되었는데, 이는 놀랍도록 높다. 이와 같은 방식으로 비교 예시 2의 경우, 1000Hz에서 단지 35％의 값만이 측정되었고, 비교 예시 3의 경우, 1000Hz에서 심지어 단지 25％의 값만이 측정되었다. 전체적으로, 예시 1의 단위 면적당 중량이 비교 예시 2 및 비교 예시 3과 비교하여 더 적은데도 불구하고, 본 발명에 따른 부직포 복합물의 경우, 대략 800Hz 내지 2500Hz의 주파수 범위 내에서 놀랍도록 더 높은 흡음률이 관찰된다.

공지된 방식으로 유동 저항을 통한 기공성 흡수체의 흡수성은 벽 간격과 결부되어 설정된다. 모든 예시들에서 벽 간격들은 동일하게 선택됨으로써, 결과적으로 상기 벽 간격들은 결과에 대하여 전혀 영향을 미치지 않는다. 예시 1 및 비교 예시 2를 관찰하면, 예시 1 및 비교 예시 2의 전체 유동 저항들이 매우 유사하다(위에서 부호 3 참조)는 사실이 드러나고, 그 결과 이와 같은 파라미터는 흡음률의 예기치 않은 개선에 기여하지 못한다.

본 발명에 따라 하나의 매커니즘에 고정되지 않으면서, 이와 같은 놀랍도록 더 높은 흡음률이 유동층과 결합된 캐리어 층의 가는 섬유와 굵은 섬유 사이의 상승적인 상호작용에서 비롯되는 것으로 추정된다. 이와 같은 방식으로, 캐리어 층 내에서 0.3dtex 내지 2.9dtex, 특히 0.5dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버 및 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버의 특별한 선택이 직접 음파를 흡수하는, 흡음을 위해 특히 적합한 기초 구조의 형성을 야기하는 것으로 추정된다. 왜냐하면, 가는, 그리고 굵은 스테이플 파이버의 적합한 선택에 의해 캐리어 층에 높은 압축률 및 높은 탄력성을 장착하는 것이 가능하고, 그럼으로써 상기 캐리어 층은 음파에 의해 최적으로 진동을 야기하며, 그에 따라 음 에너지가 특히 효과적으로 흡수될 수 있기 때문이다.

이 경우, 본 발명에 따른 텍스타일 복합물은 유연한 플레이트 흡수체와 같이 작용한다. 플레이트 흡수체들은 목표한 주파수 범위에 정확하게 설정될 수 있는 고효율성 흡수체들이다. 진동 질량은 필름 또는 박막 플레이트의 질량에 의해 구현된다. 본 발명에 따른 텍스타일 복합물의 경우, 진동 질량은 유동층에 의해 구현된다. 플레이트 흡수체에서 공진계의 스프링 시스템은 대부분 필름 또는 플레이트와 후벽 사이의 에어쿠션(air cushion)의 스프링 시스템이다. 본 발명에 따른 텍스타일 복합물의 경우, 캐리어 층이 스프링 시스템으로 기능한다. 이와 같은 방식으로 본 발명에 따른 텍스타일 복합물을 위해 바람직하게 다음의 구조가 선택된다: 유동층-캐리어 층-벽. 이 경우, 캐리어 층의 정확하게 규정된 매우 우수한 압축성 및 탄성에 의해 유동층은 상기 캐리어 층상에서 최적으로 진동할 수 있고, 이와 같은 방식으로 추가적으로 스프링 볼륨 내에서, 다시 말해 상기 캐리어 층 내부에서 내부 손실이 발생한다.

요약하면 이는, 높은 압축률 및 높은 탄력성을 갖는 특수한 캐리어 층의 본 발명에 따른 선택에 의해 기공성 흡수체로서 유동층의 작동 방식이 상기 캐리어 층 내에서의 추가 댐핑에 의해 연장되고, 그에 따라 특히 자동차 산업에서 중요한 800Hz 내지 2000Hz의 주파수 범위 내에서 흡음률이 기공성 흡수체와 유연한 플레이트 흡수체의 작동 방식들의 상호작용에 의해 증가할 수 있다는 사실을 의미한다.

위에서 기술된 음향적 작동 방식의 놀라운 시너지 효과는 도 2 및 도 3의 비교에 의해서도 증명된다.

도 2에서는 우선 단지 예시들에서 사용된 개별 층들만이 관찰된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 예시 1에서 사용된 캐리어 층 및 비교 예시 2에서 사용된 캐리어 층과 본 발명에 따른 예시 1 및 비교 예시 2에서 사용된 유동층의 임피던스 튜브(DIN EN ISO 10534) 내의 흡음률이 비교된다. 상기 캐리어 층들이 대략 필적할 만한 흡음률들을 갖는다는 사실이 드러난다. 반면 상기 유동층은 상당히 더 높은 흡음률을 갖는다. 이와 같은 방식으로 예시 1의 캐리어 층은 1000Hz에서 대략 11％의 흡음률을 나타내고, 비교 예시 2의 캐리어 층은 대략 8％의 흡음률을 나타내며, 유동층은 대략 23％의 흡음률을 나타낸다.

도 3에서는 예시 1에 따른 텍스타일 복합물, 비교 예시 2 및 독립된 유동층의 임피던스 튜브(DIN EN ISO 10534) 내의 흡음률이 비교된다. 본 발명에 따른 예시 1이 독립된 유동층 및 비교 예시 2보다도 현저히 더 높은 흡음률을 갖는다는 사실이 드러난다. 이와 같은 방식으로 본 발명에 따른 예시 1은 1000Hz에서 대략 45％의 흡음률을 나타내고, 비교 예시 2는 대략 35％의 흡음률을 나타내며, 유동층은 대략 23％의 흡음률을 나타낸다.

본 발명에 따른 예시 1에 대하여 검출된 값은 놀랍도록 높다. 이와 같은 방식으로 본 발명은 개별 층들의 흡음률들이 대체로 서로 가산될 수 있다는 사실에 기초한다. 이는 비교 예시 2에 대하여: 8％[캐리어 층]+23％[유동층]=31％를 나타내는데, 이는 35％의 측정값과 매우 유사하다. 그에 따라 캐리어 층과 유동층 사이에서 시너지 효과가 확인되지 않는다. 이와 다르게, 예시 1에 대하여 계산상으로 (11％[캐리어 층]+23％[유동층]=34％)의 흡음률이 나타난다. 그러나 45％의 값이 측정되었는데, 이는 계산된 값보다 11％-포인트 위에 놓이며, 유동층과 캐리어 층, 그리고 상기 층들의 특별한 기초 구조의 위에 기술된 시너지 효과에서 비롯되는 것으로 추정된다.

도 4에는 예시 5와 예시 4의 임피던스 튜브(DIN EN ISO 10534) 내의 흡음률을 비교한 그래프가 나타나 있다. 예시 4(80중량％의 가는 섬유 비율)가 1000Hz에서 예시 5(50중량％의 가는 섬유 비율)보다 더 높은 흡음률을 갖는다는 사실이 드러난다.

본 발명에 따라 사용된 파라미터들을 결정하기 위해 다음 측정법들이 사용된다.

단위 면적당 중량을 결정하기 위한 부직포의 검사 방법

ISO 9073-1에 따라 측정되고, 이때 측정 표본의 면적은 100㎜×100㎜이다.

두께를 결정하기 위한 부직포의 검사 방법

DIN EN ISO 9073-2, 방법 B 및 방법 C에 따라 측정된다.

섬도의 결정

DIN 53810(스테이플 파이버의 섬도-용어 및 측정 원리)에 따라, 현미경 및 섬유 지름을 결정하기 위한 상응하는 소프트웨어에 의해 측정된다. 총 ＞20개의 개별 섬유로 이루어진 4개의 현미경 슬라이드가 제공되어야 한다. 현미경 슬라이드당 섬유는 가위에 의해 대략 2 내지 3㎜의 길이로 축소되고, 니들에 의해 물체 캐리어 상에 제공된다. 후속하여 섬유 지름(㎛)이 상응하는 소프트웨어에 의해 검출 및 결정된다. 결정된 섬유 지름은 후속하여 다음 식에 의해 섬도

로 환산될 수 있다.

섬유 지름(㎛)

섬유 밀도(g/㎤)

섬유 길이의 결정

제공된 섬유 표본으로부터 10개의 섬유 묶음이 선택되는데, 이때 10개의 섬유 묶음 각각으로부터 개별 섬유가 핀셋에 의해 취해지고, 섬유의 일 자유 단부가 2개의 고정 클램프 중 하나의 고정 클램프 내에 고정되고, 제2 섬유 단부가 나머지 고정 클램프 내에 고정됨으로써 상기 10개의 개별 섬유의 섬유 길이가 검출된다. 수동 핸들을 회전함으로써 섬유는 펴질 때까지 연장된다. 섬유의 길이는 측정 장치의 눈금으로부터 판독되고 ㎜로 기록된다. 검출된 모든 결과들의 평균값이 섬유 길이를 나타낸다.

개별 섬유 길이들의 총합

샘플의 개수

용융점의 결정

DIN EN ISO 11357-3, 시차 주사 열량 분석(DSC)-제3부: 용융 온도 및 결정화 온도의 결정 그리고 용융 엔탈피 및 결정화 엔탈피의 결정에 따라 측정되고, 이때 10K/min의 가열 속도가 사용된다.

압축률의 결정

DIN 53885(텍스타일 및 텍스타일 제품들의 압축성의 결정)에 따라 측정되고, 이때 압축성의 결정은 규격에 기술된 것과 다른 검사 장치에 의해 실시된다. 이와 같은 방식으로 100㎜×100㎜의 치수를 갖는 측정 표본, 길이 눈금(㎜)을 갖는 계기판, 120㎜×120㎜의 치수를 갖는 금속판 및 55㎜의 지름 및 1㎏의 질량을 갖는 원통형 저울추가 제공된다.

측정 표본의 두께는 측정 공정 이전에 하중을 받지 않은 상태에서 계기판에 의해 결정되어야 한다. 이와 같은 값은 출발 두께(d₀)(㎜)를 나타낸다. 하중을 받지 않은 상태의 상기 출발 두께가 결정된 다음에, 다음 단계에서 금속판(100g)이 상기 측정 표본 상에 놓이고 중앙으로 정렬된다. 그 직후에 원통형 저울추가 측정 플레이트의 원형 마크 상으로 놓이고, 그에 따라 상기 측정 표본은 대략 1.1㎏의 하중을 받는다. 상기 측정 표본의 절대 압축률은 다음 식에 의해 검출되고, 하중을 받는 상태의 두께에 대하여 출발 두께의 차이를 나타낸다.

검사체의 출발 두께(㎜)

상응하는 하중에서 검사체의 최종 두께(㎜)

상대 압축률(K_r)(％)은 다음과 같다.

탄력성의 결정

DIN EN ISO 1856(유연하고 탄성적인 폴리머 폼 재료-압축 변형의 결정)에 따라 측정된다. 측정 기구로는 이미 "압축률의 결정" 섹션에서 기술된 것과 같은 동일한 구조가 사용된다. 탄력성을 결정하는 경우, 재료의 출발 두께와 최종 두께의 차이는 특정 온도 및 정해진 회복 시간에서 특정 시간에 걸친 압축 변형 이후에 검출된다.

측정 표본의 두께는 측정 공정 이전에 하중을 받지 않는 상태에서 계기판에 의해 결정되어야 한다. 이와 같은 값은 출발 두께(d₀)(㎜)를 나타낸다. 하중을 받지 않은 상태의 상기 출발 두께가 결정된 다음에, 다음 단계에서 금속판(100g)이 상기 측정 표본 상에 놓이고 중앙으로 정렬된다. 그 직후에 원통형 저울추가 측정 플레이트의 원형 마크 상으로 놓이고, 그에 따라 상기 측정 표본은 실온(23℃±2℃)에서 24시간의 시간에 걸쳐서 대략 1.1㎏의 하중을 받는다. 24시간의 하중이 가해진 이후에 상기 저울추 및 상기 금속판이 측정 표본으로부터 제거되고, 상기 측정 표본의 두께는 30분의 회복 시간 이후에 새로 측정되며, 압축 변형은 다음과 같이 결정된다.

검사체의 출발 두께(㎜)

회복 이후에 검사체의 두께

상기 압축 변형으로부터 재료의 탄력성이 다음 식에 의해 계산될 수 있다.

공기:섬유의 부피비의 결정

공기 대 섬유의 부피비는 재료의 기공성이 얼마나 높은지 설명한다. 이와 같은 방식으로 본 발명은 섬유와 비교하여 공기 비율이 높은 경우, 재료가 높은 공극률을 갖는다는 사실에 기초한다.

대

의 부피비는 다음과 같이 검출될 수 있다. 이를 위해, 우선 검사체의 부피가 다음 식에 의해 계산된다.

검사체의 길이(㎜)

검사체의 폭(㎜)

DIN EN ISO 9073-2, 방법 B 및 방법 C에 따라 측정된 검사체의 두께(㎜)

검사체의 부피가 결정된 다음에, 다음 단계에서 부직포 내에 함유된 섬유의 부피가 다음 식에 의해 검출된다.

검사체의 섬유 질량(g)

섬유 폴리머의 밀도(g/㎤)

이 경우, 캐리어 층 내에서 바람직하게 폴리에틸렌테레프탈레이트의 폴리머로 이루어진 스테이플 파이버가 사용되고, 그에 따라 대략 1.38g/㎤의 섬유 밀도에 기초할 수 있다. 섬유 부피가 계산된 이후에, 추가 단계에서 공기 부피의 결정이 다음 식에 의해 이루어질 수 있다.

검사체의 공기 부피 및 섬유 부피가 결정된 경우에 한해서, 이와 같은 2개의 부피값의 서로에 대한 비율이 결정될 수 있다.

유동 저항을 결정하기 위한 검사 방법

DIN EN 29053, 방법 A(공기 직류법)에 따라 측정되고, 이때 유효 표본 지름은 100㎜이고, 공기압은 1000mbar에 상응한다.

임피던스 튜브 내의 흡음률 및 임피던스를 결정하기 위한 검사 방법

DIN EN ISO 10534-1, 제1부: 정재파비(ISO 10534-1:2001-10)에 의한 방법에 따라 측정되고, 이때 튜브 길이 A는 100㎝에 상응하고, 튜브 횡단면 A는 77㎠에 상응하며, 튜브 길이 B는 30㎝이고, 튜브 횡단면 B는 6.6㎡이다. 텍스타일 복합물 및 캐리어 층의 검사체들은 비흡음성 벽에 직접 접하도록 놓이고 측정된다. 유동층은 비흡음성 벽에 대하여 20㎜의 간격을 두고 측정된다.

Claims

a) 기초 섬유로서, 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버(staple fiber) 및 0.3dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버를 포함하는 하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층(open-pored carrier layer); 및
b) 상기 캐리어 층상에 배치되며 10㎛ 미만의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버(microfiber)를 포함하는 미소공성 유동층(microporous flow layer)을 포함하는 흡음성 텍스타일 복합물로서,
상기 흡음성 텍스타일 복합물의 유동 저항은 250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥이고,
상기 캐리어 층은 75:1 내지 250:1의 공기 대 섬유의 부피비를 갖는 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항에 있어서,
70％ 내지 100％의 압축률 및/또는 70％ 내지 100％의 탄력성을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐리어 층은 부직포인 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐리어 층은 적어도 부분적으로 융합된 바인딩 파이버(binding fiber)를 추가 섬유로 함유하는 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐리어 층은 바인딩 파이버를 함유하지 않고, 상기 캐리어 층은 굵은 스테이플 파이버를 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 50중량％ 내지 90중량％의 비율로 함유하거나, 또는 상기 캐리어 층은 바인딩 파이버를 추가 섬유로 함유하고, 굵은 스테이플 파이버의 비율은 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 40중량％ 내지 80중량％인 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐리어 층은 바인딩 파이버를 함유하지 않고, 상기 캐리어 층은 가는 스테이플 파이버를 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 10중량％ 내지 50중량％의 비율로 함유하거나, 또는 상기 캐리어 층은 바인딩 파이버를 추가 섬유로 함유하고, 가는 스테이플 파이버의 비율은 상기 캐리어 층의 전체 중량을 기준으로 10중량％ 내지 50중량％인 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
기초 섬유로 사용된 상기 가는, 그리고 굵은 스테이플 파이버는 서로 독립적으로 20㎜ 내지 80㎜의 섬유 길이(staple length)를 갖는 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐리어 층은 결합제에 의해 결합되어 있고, 이때 결합제로는 폴리아크릴레이트들, 폴리스티렌들, 폴리비닐아세테이트에틸렌들, 폴리우레탄들, 또는 그 혼합물들 또는 코폴리머들이 사용되는 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유동층은 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버를 포함하는 것을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
1000Hz에서 30％ 내지 100％의 흡음률(sound absorption coefficient)을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
50g/㎡ 내지 350g/㎡의 단위 면적당 중량을 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
5㎜ 내지 35㎜의 두께를 특징으로 하는,
흡음성 텍스타일 복합물.
250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥의 유동 저항을 갖는 텍스타일 복합물을 제조하기 위한 방법으로서,
e) 기초 섬유로서, 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버 및 0.3dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버를 포함하는 하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층을 제공 및/또는 제조하는 단계;
f) 10㎛ 미만의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버를 포함하는 미소공성 유동층을 제공 및/또는 제조하는 단계;
g) 상기 유동층을 상기 캐리어 층상에 배치하는 단계; 및
h) 상기 캐리어 층과 상기 유동층을 연결하는 단계를 포함하고,
상기 캐리어 층은 75:1 내지 250:1의 공기 대 섬유의 부피비를 갖는 것을 특징으로 하는,
텍스타일 복합물의 제조 방법.
250Ns/㎥ 내지 5000Ns/㎥의 유동 저항을 갖는 텍스타일 복합물을 제조하기 위한 방법으로서,
a') 기초 섬유로서, 3dtex 내지 17dtex의 섬도를 갖는 굵은 스테이플 파이버 및 0.3dtex 내지 2.9dtex의 섬도를 갖는 가는 스테이플 파이버를 포함하는 하나 이상의 개방 기공형 캐리어 층을 제공 및/또는 제조하는 단계;
b') 상기 캐리어 층상에 10㎛ 미만의 섬유 지름을 갖는 마이크로파이버를 포함하는 미소공성 유동층으로서 멜트블로운-부직포를 방적하는 단계를 포함하고,
상기 캐리어 층은 75:1 내지 250:1의 공기 대 섬유의 부피비를 갖는 것을 특징으로 하는,
텍스타일 복합물의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 흡음성 텍스타일 복합물이 자동차 분야에서 흡음을 위해 사용됨을 특징으로 하는, 흡음성 텍스타일 복합물.