KR20150073768A - 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법 - Google Patents

전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150073768A
KR20150073768A KR1020130161833A KR20130161833A KR20150073768A KR 20150073768 A KR20150073768 A KR 20150073768A KR 1020130161833 A KR1020130161833 A KR 1020130161833A KR 20130161833 A KR20130161833 A KR 20130161833A KR 20150073768 A KR20150073768 A KR 20150073768A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composite fiber
fibers
fiber aggregate
staple
sound absorption
Prior art date
Application number
KR1020130161833A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102113351B1 (ko
Inventor
김치헌
김안나
김도현
Original Assignee
도레이케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도레이케미칼 주식회사 filed Critical 도레이케미칼 주식회사
Priority to KR1020130161833A priority Critical patent/KR102113351B1/ko
Publication of KR20150073768A publication Critical patent/KR20150073768A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102113351B1 publication Critical patent/KR102113351B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D04H1/43825—Composite fibres
    • D04H1/43828—Composite fibres sheath-core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/09—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making electroconductive or anti-static filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282—Addition polymers
    • D04H1/43—Acrylonitrile series
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326—Condensation or reaction polymers
    • D04H1/435—Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/724—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged forming webs during fibre formation, e.g. flash-spinning
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/009—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive fibres, e.g. metal fibres, carbon fibres, metallised textile fibres, electro-conductive mesh, woven, non-woven mat, fleece, cross-linked
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/16—Physical properties antistatic; conductive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

본 발명은 복합섬유집합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면 벌키(bulky)성을 갖는 멜트블로운 섬유에 도전성 섬유를 도입하여 흡음성 및 전자파 차폐성을 동시에 구현할 수 있는 복합섬유집합체, 이의 제조방법 및 이의 응용제품에 관한 것이다.

Description

전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법{Composite fiber aggregate having excellent sound absorption performance and electromagnetic wave shield and manufacturing method thereof}
본 발명은 섬유의 정전기력에 의한 뭉침 현상을 최소화시킨 벌키한 구조의 복합섬유집합체 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 나아가 이의 응용제품에 관한 것이다.
진공청소기, 식기세척기, 세탁기, 에어컨, 공기청정기, 컴퓨터, 프로젝터 등과 같이 소음원의 종류가 더욱 다양해지고, 이에 따라 소음공해 문제가 점점 심각해지고 있다. 따라서 이러한 현대생활 속에 다양한 소음원으로부터 발생되는 소음을 차단하거나 감소시키기 위한 노력이 계속되고 있으며, 해외선진국에서는 아파트 등의 공동 주택의 층간 및 세대간의 소음수준을 규제하기 위한 법적 규제가 점점 엄격해지는 추세이다. 또한, 자동차의 실내로 유입되는 소음은 엔진에서 발생하여 차체 또는 공기를 통하여 전달되는 엔진 소음, 바퀴 및 지면과의 마찰음이 대표적인데, 이러한 소음을 억제하기 위하여 엔진 커버, 후드 인슐레이션을 사용하고 있으나 실제로 소음을 저감하는 효과는 미미하며, 차량의 실외에 부착된 대쉬 아우터, 실내에 부착된 대쉬 인너 및 플로어 카펫 등이 대부분의 소음을 제거하는 역할을 수행하고 있다.
소음을 개선하는 방법에는 흡음성능을 개선하는 것과 차음 성능을 개선하는 두 가지 방법이 있는데 흡음이란 발생한 소리에너지가 소재의 내부경로를 통해 전달되면서 열에너지로 변환되어 소멸하는 것이며, 차음은 발생한 소리에너지가 차폐물에 의해 반사되어 차단되는 것이다.
종래 전통적으로 사용되는 흡, 차음재로서는 펠트(felt), 스펀지, 폴리우레탄 폼 등이 주로 사용되고 있으며, 이외에도 압축섬유, 유리섬유, 암면, 또는 재생섬유 등에 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 함침시킨 흡음재를 열거할 수 있다. 그러나, 상기에서 기술된 흡음재의 대부분이 방음 성능이 충분하지 않으며, 흡음재의 의 대부분은 인체에 유해한 성분을 함유하고 있는 문제점이 있었다.
근래에는 친환경성 및 재활용 가능 여부에 대한 각 국의 규제가 점차적으로 강화되고 있는 추세여서 열가소성 수지를 기반으로 하는 섬유 흡음재의 사용 비율이 증가하고 있는 상황이다. 또한 이산화탄소 저감을 위하여 차량의 연비 규제도 점차 심화되고 있는데, 연비 향상은 부품의 경량화를 통해 달성할 수 있으므로 향상된 성능과 더불어 경량화된 흡음재의 개발이 필요한 상황이다.
이에 따라, 인체에 무해하고, 두께를 감소시키면서도 소음을 효과적으로 흡수하여 저감할 수 있는 흡음 기능이 탁월한 흡음재에 대한 연구개발이 활발 하게 진행되고 있다.
종래의 연구 개발된 흡음재로는 일반적인 멜트블로운 섬유에 크림프 되는 직경 10 ㎛ 이상인 일반적인 단섬유가 10 중량% 이상 함유되어 이루어지는 웹형태인 흡음재가 개시(미국공개특허 1954-433600호)되어 있고, 일반적인 멜트블로운 섬유에 크림프 되는 벌키섬유가 함유되어 이루어지는 웹 형태인 흡음재겸 보온재가 개시되어 있으나, 일반적인 멜트블로운 섬유로 이루어지는 웹의 공극률이 매우 커서 조직구조가 치밀하지 못하고, 흡음재의 내구성이 부족하고 충분한 흡음 효과를 제공하지 못할 뿐만 아니라, 충분한 흡음 효과를 제공하기 위해서는 흡음재의 두께를 크게 증가시켜야 한다는 문제점이 있다. 또한, 극세섬유를 멜트블로운하여 이루어지는 3차원 부직포웹인 흡음재가 개시되어 있으나, 3차원 부직포웹은 공극률이 커서 조직구조가 치밀하지 못하여 내구성이 부족하며, 3차원 부직포웹의 특성 상 충분한 흡음 효과를 제공하기 위해서는 상기 3차원 부직포웹의 두께를 크게 증가시켜야 할 뿐만 아니라, 상기와 같이 3차원으로 구성되는 부직포웹의 제조가 까다로워서 제조원가가 크게 상승하게 된다는 문제점이 있다. 이 외에도, 또한, 입체안정성을 부여하기 위하여 멜트블로운 섬유에 열에 의해 융착이 가능한 스테이플 섬유를 함유하는 것을 특징으로 흡음재가 개시되어 있으나, 이러한 흡음재는 여전히 방음 성능이 부족하다는 문제점이 있다. 이 외에도, 다수의 공간을 갖는 벌집 형상의 구조물을 멜트블로운 섬유와 함께 사용하는 흡음재가 개시되어 있으나, 이러한 흡음재는 방음 성능이 부족하며, 유연성이 부족하여 용도에 제한이 크다는 문제점이 있었다.
최근 자동차 등의 이동수단 등에 전자장비가 많이 사용되는 추세인 바, 이로 인해 인체에 유해한 전자파가 문제시 되고 있는데, 이러한 유해한 전자파를 차폐하면서도 내부 소음을 감소시킬 수 있는 소재에 대한 개발 요구가 증대하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 흡음성능과 함께 효과적으로 전자파를 차폐시킬 수 있는 소재를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 멜트블로운 섬유(meltblown fiber)에 코어-시스(core-sheath) 구조의 도전성 단섬유;를 도입한 복합섬유집합체에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체에 있어서, 상기 단섬유는 폴리에스테르 수지를 함유한 코어, 및 탄소나노튜브 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 무기물과 폴리에스테르 수지를 함유한 시스를 포함하는 폴리에스테르계 단섬유; 및 폴리아크릴 수지를 함유한 코어 및 황화구리 또는 질산은을 함유한 금속화합물을 함유한 시스를 포함하는 폴리아크릴계 단섬유; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체에 있어서, 상기 도전성 단섬유는 섬도 1 ~ 10 데니어이고, 섬유장이 22 ~ 64 ㎜인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체에 있어서, 상기 도전성 단섬유 중 폴리에스테르계 단섬유는 코어의 단면적 및 시스의 단면적의 비율이 60 ~ 90 : 10 ~ 40 인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 폴리에스테르계 단섬유의 시스는 전체중량 중 상기 무기물을 5 ~ 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체에 있어서, 상기 도전성 단섬유 중 폴리아크릴계 단섬유는 코어 및 시스를 95 ~ 99 : 1 ~ 5중량비로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체에 있어서, 상기 멜트블로운 섬유는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 알파-올레핀; 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌1-부텐 랜덤 공중합체 및 프로필렌1-부텐 랜덤 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 폴리올레핀; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 올레핀 화합물을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체에 있어서, 상기 멜트블로운 섬유는 평균직경이 1 ㎛ ~ 10 ㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체는 멜트블로운 섬유 및 도전성 단섬유를 4 ~ 9 : 1 ~ 6 중량비로 포함하는 것 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 도전성 단섬유는 상기 폴리에스테르계 단섬유 및 폴리아크릴계 단섬유를 1 : 0.5 ~ 2 중량비로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체는 부직포이며, 면밀도 250 g/m2 ~ 400 g/m2인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체는 면밀도 300 g/m2이고, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음률 측정시, 1,000 Hz에서 흡음률이 0.60 이상이고, 2,000 Hz에서 흡음률이 0.80 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체는 면밀도 300 g/m2이고, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음률 측정시, 3,150 Hz에서 흡음률이 0.90 이상이고, 5,000 Hz에서 흡음률이 0.95 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합섬유집합체는 ASTM D 4935 방법에 의거하여 하기 수학식 1에 따른 전자파 차폐 효율(SE, shielding efficiency) 측정값이 15 dB ~ 40 dB인 것을 특징으로 할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
상기 수학식 1에 있어서, PI는 입사 전자파의 크기이고, PT는 투과 전자파의 크기이다.
본 발명의 다른 태양은 앞서 설명한 다향한 형태의 복합섬유집합체의 제조방법에 관한 것으로서, 알파-올레핀 및 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 올레핀 수지를 핫 에어(hot air) 온도 250℃ ~ 280℃ 하에서 멜트블로운 방사시킬 때, 방사되는 멜트블로운 기류에 도전성 단섬유를 블로잉(Blowing) 설비 및 노즐을 통해 도전성 단섬유를 혼입시켜서 멜트블로운 섬유와 도전성 단섬유를 혼합시키서 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양은 앞서 설명한 다양한 형태의 복합섬유집합체를 이용한 자동차 내장재, 전기제품 또는 전자제품에 관한 것이다.
본 발명의 복합섬유집합체는 고주파뿐만 아니라, 저주파에 대한 흡음률이 우수하면서도, 전자파 차폐 효과가 우수한 바, 흡음성능 및 전자파 차폐 효과가 요구되는 자동차, 비행기, 배 등의 이동수단의 내장재, 핸드폰, 노트북, 컴퓨터, TV 등의 전자제품부품, 건축용 실내인테리어 소재 등으로 사용하기에 적합하다.
도 1은 실시예 1에서 제조한 복합섬유집합체의 SEM 측정 사진이다.
도 2는 본 발명의 복합섬유집합체의 양측면에 지지층을 도입한 개략도이다.
도 3은 준비예 2에서 제조한 코어-시스 폴리에스테르 단섬유의 SEM 측정 사진이다.
이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명을 한다.
본 발명의 복합섬유집합체는 수지를 핫 에어(hot air) 온도 250℃ ~ 280℃ 하에서 멜트블로운 방사시킬 때, 방사되는 멜트블로운 기류에 도전성 단섬유를 -블로잉하여 방사되는 멜트블로운 섬유와 도전성 단섬유를 혼합시켜서 도 1에 나타낸 바와 같이 멜트블로운 섬유(11)와 도전성 단섬유(12)를 포함하는 복합섬유집합체를 제조할 수 있다. 이때, 핫 에어 온도가 250℃ 미만이면 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유의 두께가 두꺼워지기 때문에 섬유집합체 공극률이 저하되고 함유되어 있는 공기량이 상대적으로 줄어들기 때문에 극세섬유와 공기층에 의한 소리에너지의 유동저항 감소효과가 저하될 수 있고, 결과적으로 흡음성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 그리고, 핫 에어 온도가 280℃를 초과하면 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 안정적으로 집속되지 못하고 날리는 현상이 나타나기 때문에 도전성 섬유가 안정적으로 혼합되지 못하고 복합섬유집합체 구조가 불량해지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 온도 범위 내에서 수행하는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 도전성 단섬유는 코어-시스(core-sheath) 형태의 폴리에스테르계 단섬유 및 코어-시스 형태의 폴리아크릴계 단섬유 중에서 선택된 1종의 단섬유를 단독으로 또는 2종을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 도전성 단섬유는 섬도 1 ~ 10 데니어인 것을, 바람직하게는 3 ~ 7 데니어인 것을 사용하는 것이 좋으며, 1 데니어 미만이면 단섬유를 균일 정량 공급하는데 있어서 개섬(Opening) 및 소면(Carding) 공정에서 가동효율 저하 및 균제도 저하 문제가 있을 수 있고, 10 데니어를 초과하면 단섬유를 개섬 및 소면하는 공정과 더불어서 섬유집합체의 자체의 두께가 두꺼워지고 섬유와 섬유사이의 공극이 커지기 때문에 흡음성능이 저하되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다.
그리고, 상기 도전성 단섬유는 섬유장이 22 ㎜~ 64 ㎜인 것을, 바람직하게는 30 ㎜ ~ 45 ㎜인 것을, 더욱 바람직하게는 35 ㎜ ~ 40 ㎜인 것을 사용하는 것이 좋은데, 섬유장이 22 ㎜ 미만이면 단섬유를 개섬해서 균일정량 공급이 어렵기 때문에 복합섬유집합체 균제도를 유지하는데 문제가 있을 수 있고, 64 ㎜를 초과하면 단섬유가 일정 무게 비율로 혼재되어 있는 복합섬유집합체 중에서 상대저으로 두께가 두꺼운 단섬유의 개체수가 증가하기 때문에 목표로 하는 흠음성능을 유지하는 하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 도전성 단섬유 중 상기 폴리에스테르계 단섬유는 폴리에스테르 수지; 및 탄소나노튜브(이하 CNT로 칭함) 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 무기물;을 혼합하여 마스터배치 칩(master batch chip)을 제조한 후, 상기 마스터배치 칩과 폴리에스테르 수지 복합방사하여 코어-시스 형태로 제조한 것으로서, 코어는 폴리에스테르 수지를 포함하고 시스는 CNT 및 폴리에스테르 수지를 포함하게 된다. 그리고, 코어 및 시스 부분의 단면적의 비율(%)이 60 ~ 90 : 10 ~ 40 가 되도록 하는 것이 좋은데, 코어와 시스의 단면적 비율이 90 : 10 미만으로 시스 부분이 너무 적으면 전도성 발현에 문제가 있을 수 있고, 내지 60: 40을 초과하여 시스 부분이 너무 크면 상대적으로 가격이 비싼 CNT혼합량이 증가되기 때문에 제조 비용 상승과 더불어서 코어 부분의 비율이 감소하기 때문에 섬유의 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 비율 내의 직경을 갖도록 하는 것이 좋다.
그리고, 상기 폴리에스테르 단섬유의 시스는 전체중량 중 탄소나노튜브 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 무기물을 5 ~ 20 중량% 포함하는 것이, 바람직하게는 5 ~ 15 중량%를 사용하는 것이 좋은데, 이때, 5 중량% 미만이면 충분한 전자파 차폐 효과를 볼 수 없을 수 있고, 20 중량%를 초과하여 사용하면 제조 비용 상승과 강도 저하의 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
또한, 도전성 단섬유의 성분으로 사용되는 코어 및/또는 시스의 상기 폴리에스테르 수지는 특별히 한정하지는 않으나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌나프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 도전성 단섬유 중 하나인 코어-시스 형태의 폴리아크릴계 단섬유는 구리화합물 및 은화합물 중에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물을, 바람직하게는 황산구리 또는 질산은의 금속화합물을, 더욱 바람직하게는 황산구리를 코팅(또는 도금)시켜서 제조한 것으로서, 시스는 상기 금속화합물을 포함하고, 코어는 폴리아크릴계 수지를 포함하는 형태를 갖는다. 이때, 코어 및 시스의 중량비가 95 ~ 99 : 1 ~ 5 중량비가 되도록 하는 것이 좋은데, 코어와 시스의 중량비가 99 : 1중량비 미만이면 시스 부분이 너무 적어서 전도성이 충분히 발현되지 않아서 전자파차폐 효과에 있어서 문제가 있을 수 있고, 95: 5 중량비를 초과하여 시스 부분이 너무 높으면 무전해 도금 처리 시간이 증가하기 때문에 생산성이 저하되고 결과적으로 제조 비용이 상승하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 비율 내의 직경을 갖도록 하는 것이 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 도전성 단섬유로서, 상기 폴리에스테르계 단섬유는 상기 폴리아크릴계 단섬유 보다 흡음성능 향상면에서 상대적으로 유리하고, 폴리아크릴계 단섬유가 폴리에스테르계 단섬유 보다 전자파 차폐성능 향상면에서 상대적으로 유리하다. 따라서, 흡음성능 및 전자파 차폐 성능 모두 향상시키기 위해서는 상기 폴리에스테르계 단섬유와 상기 폴리아크릴계 단섬유를 모두 사용하는 것이 바람직한데, 이때, 폴리에스테르계 단섬유 및 폴리아크릴계 단섬유를 1 : 0.5 ~ 2 중량비로, 바람직하게는 1 : 1 ~ 1.5 중량비로 사용하는 것이 좋은데, 전자파 차폐 효과 증대 및 흡음성능 향상면에서 유리하다.
본 발명의 복합섬유집합체를 형성하는 멜트블로운 섬유(11)는 통상적으로 멜트블로운 되어 멜트블로운 섬유를 형성할 수 있는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 상기 수지로서, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 중에서 선택된 1종 이상의 알파-올레핀; 또는 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌1-부텐 랜덤 공중합체 및 프로필렌1-부텐 랜덤 공중합체 중에서 선택된 1종 이상의 폴리올레핀; 폴리에스테르;, 폴리아미드(나일론-6, 나일론-66, 폴리메타크실렌아디프아미드 등); 폴리염화비닐; 폴리이미드; 에틸렌아세트산비닐 공중합체; 에틸렌아세트산비닐비닐알코올 공중합체; 에틸렌(메트)아크릴산 공중합체; 에틸렌-아크릴산에스테르-일산화탄소 공중합체, 폴리카보네이트; 및 폴리스티렌; 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 알파-올레핀; 및 상기 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상을, 더욱 바람직하게는 상기 폴리올레핀을 사용하는 것이 좋다.
상기 멜트블로운 섬유(11)의 직경은 1 ~ 10 ㎛, 바람직하게는 1 ~ 5 ㎛일 수 있으며, 멜트블로운 섬유의 직경이 1 ㎛ 미만일 경우 생산성 저하로 인해 제조원가가 크게 증가되고, 두께 및 압축회복률 감소로 인해 흡음성능이 감소하는 문제가 있을 수 있으며, 직경이 10 ㎛를 초과하는 경우 복합섬유집합체의 조직구조가 치밀하게 형성되지 않으며, 이는 결국 흡음재의 흡음 성능 및 내구성 저하의 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명의 복합섬유집합체는 멜트블로운 섬유 및 도전성 단섬유를 4 ~ 9 : 1 ~ 6 중량비로, 바람직하게는 4 ~ 8 : 2 ~ 6 중량비로 포함하는 것이 좋은데, 멜트블로운 섬유와 도전성 단섬유가 4 : 6 중량비 미만으로 멜트블로운 섬유의 4 중량비 보다 낮으면 흡음성능이 크게 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 특히 고주파 대역의 흡음성능이 크게 떨어질 수 있으며, 8 : 2 중량비로 도전성 단섬유가 2 중량비 미만이면 전자파 차폐 효과가 미비할 수 있으므로 상기 범위 내의 중량비를 갖도록 복합섬유집합체를 제조하는 것이 좋다.
이와 같이, 본 발명의 복합섬유집합체는 초극세 섬유로 구성된 멜트블로운 섬유(11)와 코어-시스 형태의 도전성 단섬유(12)가 특정 비율로 함께 존재함으로써 넓은 표면적과 공기층을 형성하여 흡음률을 향상시킬 수 있으며, 고주파수 뿐만 아니라 저주파수 대역에서도 우수한 흡음 성능을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 높은 전자파 차폐 효과를 갖을 수 있으며, 또한, 외부 온도 변화에도 온도 조절이 가능하여 외부 온도가 낮아지는 겨울철에도 흡음 성능의 저하를 방지할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 복합섬유집합체는 부직포로서, 면밀도 200 ~ 500 g/m2인 것이, 바람직하게는 면밀도 250 ~ 400 g/m2인 것이, 더욱 바람직하게는 280 ~ 350 g/m2인 것이 좋다. 다만, 소음이 발생하는 부위 및 적용 부품의 적정 크기에 맞게 면밀도를 조정하여 최적화 시킬 수 있다, 이때, 면밀도가 200 g/m2 인 경우, 강도, 압축회복력 등의 충분한 기계적 물성을 갖지 못하는 문제가 있을 수 있고, 500 g/m2을 초과하면 부피가 너무 커서 적용하려는 부품에 부착하기 어렵고 더불어서 면밀도가 증가하는 만큼 발생하는 제조비용 증가분에 비해서 흡음성능이 향상율이 미미하기 때문에 상기 범위 내의 면밀도를 갖는 것이 좋다.
이러한, 본 발명의 복합섬유집합체는 면밀도 300 g/m2 인 경우, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음률 측정시, 저주파대수인 1,000 Hz에서 흡음률이 0.60 이상이고, 바람직하게는 0.65 이상이며, 2,000 Hz에서 흡음률이 0.80 이상, 바람직하게는 0.85 이상을 갖을 수 있다. 또한, 복합섬유집합체의 면밀도 300 g/m2 인 경우, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음률 측정시, 3,150 Hz에서 흡음률이 0.90 이상이고, 바람직하게는 0.95 이상일 수 있으며, 고주파대인 5,000 Hz에서 흡음률이 0.95 이상을, 바람직하게는 1.00 이상을 갖을 수 있다.
또한, 본 발명의 복합섬유집합체는 면밀도 300 g/m2 인 경우, ASTM D 4935방법에 의거하여 하기 수학식 1에 따른 전자파 차폐 효율(SE, shielding efficiency) 측정값이 15dB ~ 40dB인 바, 높은 전자파 차폐 효과를 갖을 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00002
상기 수학식 1에 있어서, PI는 입사 전자파의 크기이고, PT는 투과 전자파의 크기이다.
또한, 본 발명의 복합섬유집합체(10)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 표면에 내장재 커버용으로 적용되는 이미 공지된 각종 소재들 예를 들면 부직포, 직조직물, 편직 직물, 폼(Foam), 필름, 종이, 스판본드 직물, 멜트블로운 직물, 스테이플 웹 등과 같은 공지된 내장재 커버용 소재를 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 조합하여 이루어지는 지지층(20, 30)이 형성될 수 있다. 이러한 지지층(20, 30)은 차량 내부, 건축물 내부 등에 시공되는 흡음재의 표면을 커버하여 상기 흡음재의 형태를 유지하고 강도를 제공하는 동시에, 시일이 경과됨에 따라 단섬유(12)가 탈리되는 것도 방지하여 흡음 기능을 지속적으로 유지하도록 할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
준비예 1 : 코어- 시스 폴리아크릴 단섬유의 제조
아크릴 섬유(태광산업사 제품)에 금속화합물인 CuSO4 를 pH가 1이 되도록 제조한 용액에서 환원제는 Na2S2O3를 첨가하여 80℃에서 90분간 반응시킨 뒤 물로 수세한 후 건조하여 무전해 도금시켜 비저항값이 2×10-2 Ω·cm이며 섬도 7 데니어, 섬유장 38 mm인 단섬유를 준비하였다. 제조한 단섬유의 코어에 해당하는 아크릴 섬유와 시스에 해당하는 코팅된 금속은 코어 및 시스의 중량비가 97 : 3(97 중량% : 3중량%)였다.
준비예 2 : 코어- 시스 폴리에스테르 단섬유의 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 웅진케미칼㈜ 제품) 및 탄소나노튜브(LG 화학제품)를 92 중량% 및 8중량%로 혼합하여 마스터 배치 칩을 제조하였다.
다음으로, 상기 마스터 배치 칩을 복합구금의 시스(sheath) 부위에 투입하고, 코어 부위에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 웅진케미칼㈜ 제품)에 투입한 다음, 285℃에서 복합 방사하여 코어는 PET이고, 시스는 PET 및 탄소나노튜브로 구성된 단섬유를 제조하였다. 제조한 단섬유는 비저항 값이 2×103Ω·cm이며 섬도 7데니어, 섬유장 38 mm였으며, 제조한 단섬유의 SEM 사진을 도 3에 나타내었다.
실시예 1
준비예 1에서 제조한 코어-시스 폴리아크릴계 단섬유를 오프닝(Opening)과 카딩공정(Carding)을 거친 후 블로잉(Blowing) 설비를 통해서 평균 직경이 2.3 ㎛인 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유들이 방사되는 과정에 균일, 정량 혼입하였다. 이때, 멜트블로운 방사 온도 및 핫 에어 온도는 270℃ 조건으로 설정하었다. 단섬유를 수직 하강하는 멜트블로운 기류 중에서 서로 혼합시키되, 단섬유가 20 중량%가 되도록 하였고, 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 80 중량%가 되도록 하여 혼합하여 총 면밀도 300 g/m2인 섬유집합체를 제조하고 120℃ 분위기의 핫 챔버에 분당 5m 속도로 통과시켜 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체를 제조하였다.
실시예 2 ~ 실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 실시예 2를 실시하였다.
그리고, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 단섬유가 60 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 40 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체를 제조하여 실시예 3(총 면밀도 300 g/m2)을 실시하였다
실시예 4 ~ 실시예 6
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 단섬유로서 폴리아크릴계 단섬유 대신 준비예 2에서 제조한 코어-시스 폴리에스테르 단섬유를 사용하여 단섬유가 20 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 80 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 실시예 4를 실시하였다.
그리고, 실시예 4와 동일하게 실시하되, 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체를 제조하여 실시예 5(총 면밀도 300 g/m2)를 실시하였다.
또한, 그리고, 실시예 4와 동일하게 실시하되, 단섬유가 60 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 80 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체를 제조하여 실시예 6(총 면밀도 300 g/m2)을 실시하였다.
실시예 7
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 단섬유로서 준비예 2에서 제조한 코어- 시스 폴리에스테르 단섬유 및 준비예 1에서 제조한 폴리아크릴계 단섬유를 1 : 0.5 중량비로 혼합 사용하여 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 실시예 7을 실시하였다.
실시예 8
상기 실시예 7과 동일하게 실시하되, 코어-시스 폴리에스테르 단섬유 및 코어-시스 폴리아크릴계 단섬유를 1 : 1 중량비로 혼합 사용하여 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 실시예 8을 실시하였다.
실시예 9
상기 실시예 7과 동일하게 실시하되, 코어- 시스 폴리에스테르 단섬유 및 코어-시스 폴리아크릴계 단섬유를 1 : 1.5 중량비로 혼합 사용하여 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 실시예 9를 실시하였다.
비교예 1
상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 단섬유로서, 코어-시스형태가 아닌 PET로만 이루어진 단섬유(섬도 7데니어, 섬유장 38mm)을 사용하여, 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 비교예 1을 실시하였다.
비교예 2
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 시스형태가 아닌 PET로만 이루어진 단섬유(섬도 7데니어, 섬유장 38mm)을 사용하여, 단섬유가 20 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 80 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 비교예 2를 실시하였다.
비교예 3
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 시스형태가 아닌 PET로만 이루어진 단섬유(섬도 7데니어, 섬유장 38mm)을 사용하여, 단섬유가 60 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 40 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 비교예 3을 실시하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 코어-시스 폴리아크릴계 단섬유 5 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유 95 중량%가 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 비교예 4를 실시하였다.
비교예 5
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 코어-시스 폴리아크릴계 단섬유 70 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유 30 중량%가 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 300 g/m2)를 제조하여 비교예 4를 실시하였다.
실험예 : 주파수별( Hz ) 흡음률 및 전자파 차폐 측정 실험
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 복합섬유집합체의 주파수별(Hz) 흡음률 및 전자파 차폐를 아래와 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 주파수별 흡음률 측정
흡음률 측정하기 위해 ISO R 354, Alpha Cabin법에 적용 가능한 시편으로 각각 3매씩 제조하여 외부온도 0℃ 및 25℃에서 30분 방치 후 흡음계수를 측정하고 측정된 흡음계수 평균값을 표 1에 나타내었다.
(2) 전자파 차폐 측정
ASTM-D-4935방법에 의거하여 전자파차폐 효율을 측정하고, 하기 수학식 1에 의해서 전자파차폐 효율 측정값을 구하여 하기 표 1에 나타내었다.
[수학식 1]
Figure pat00003
상기 수학식 1에 있어서, PI는 입사 전자파의 크기이고, PT는 투과 전자파의 크기이다.
구분 주파수별 흡음률 전자파차폐값
(dB)
1,000 Hz 2,000 Hz 3,150 Hz 5,000 Hz
실시예 1 0.59 0.82 0.97 1.01 18
실시예 2 0.61 0.89 0.91 0.99 31
실시예 3 0.71 0.91 0.95 0.99 37
실시예 4 0.86 0.92 0.99 1.07 2
실시예 5 0.84 0.96 0.98 1.02 4
실시예 6 0.86 0.99 0.97 1.05 6
실시예 7 0.88 0.92 0.99 1.08 21
실시예 8 0.84 0.96 0.95 1.01 27
실시예 9 0.86 0.97 0.96 1.03 32
비교예 1 0.54 0.81 0.88 0.95 0.3
비교예 2 0.48 0.75 0.86 0.99 0.4
비교예 3 0.55 0.82 0.85 0.97 0.3
비교예 4 0.56 0.80 0.95 1.10 3
비교예 5 0.73 0.95 0.96 1.01 38
표 1의 실험결과를 살펴보면, 시스에 금속 화합물을 도입한 코어-시스 형태의 폴리아크릴계 단섬유를 사용한 실시예 1 ~ 3의 경우, 전자파 차폐 성능이 우수했으며, 시스에 CNT를 도입한 코어-시스 형태의 폴리에스테르계 단섬유를 사용한 실시예 4 ~ 6의 경우, 흡음성능이 실시예 1 ~ 3 보다 상대적으로 우수했다. 그러나, 실시예 4 ~ 6의 경우, 전자파 차폐 성능이 다소 미흡한 측면이 있으나, 비교예 1 ~ 3과 비교할 때는 10 배 이상, 크게는 20 배 이상의 전자파 차폐 성능을 보였다.
또한, 코어-시스 형태의 폴리아크릴계 단섬유가 너무 적게 들어간 비교예 4의 경우, 실시예 1과 비교할 때 큰 폭으로 전자파 차폐 효과가 떨어지는 결과를 보였고, 코어-시스 형태의 폴리아크릴계 단섬유가 60 중량% 이상 사용된 비교예 5의 경우, 실시예 3과 비교할 때, 그 사용량 증가에 비해 전자파 차폐 증대 효과가 미비하였다.
그리고, 준비예 1 및 준비예 2에서 제조한 폴리아크릴계 단섬유 및 폴리에스테르계 단섬유를 모두 도입한 실시예 7 ~ 9의 경우, 흡음 성능뿐만 아니라, 전자파 차폐 효과 면에서 모두 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 복합섬유집합체가 고주파수대 뿐만 아니라 저주파수대에서도 우수한 흡음 능력을 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 나아가 전자파 차폐 효과도 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 본 발명은 흡음성 및 전자파 차폐성이 요구되는 소재, 예를 들면 자동차, 비행기, 배 등의 이동수단의 내장재, 핸드폰, 노트북, 컴퓨터, TV 등의 전자제품부품, 건축용 실내인테리어 소재 등으로 폭 넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
10 : 복합섬유집합체 11 : 멜트블로운 섬유
12 : 도전성 단섬유 20, 30 : 지지층

Claims (17)

  1. 멜트블로운 섬유(meltblown fiber); 및 코어-시스(core-sheath) 구조의 도전성 단섬유;를 포함하며, 상기 도전성 단섬유는
    폴리에스테르 수지를 함유한 코어, 및 탄소나노튜브 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상의 무기물과 폴리에스테르 수지를 함유한 시스를 포함하는 폴리에스테르계 단섬유; 및
    폴리아크릴 수지를 함유한 코어 및 황화구리 또는 질산은을 함유한 금속화합물을 함유한 시스를 포함하는 폴리아크릴계 단섬유;
    중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 단섬유는 섬도 1 ~ 10 데니어이고, 섬유장이 22 ~ 64 ㎜인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르계 단섬유는
    코어의 단면적 및 시스의 단면적의 비율이 60 ~ 90 : 10 ~ 40인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폴리에스테르계 단섬유의 시스는 전체중량 중 상기 무기물을 5 ~ 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리아크릴계 단섬유는
    코어 및 시스를 95 ~ 99 : 1 ~ 5중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 멜트블로운 섬유는
    에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 알파-올레핀; 및
    저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌1-부텐 랜덤 공중합체 및 프로필렌1-부텐 랜덤 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 폴리올레핀;
    중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 올레핀 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 멜트블로운 섬유는 평균직경이 1 ㎛ ~ 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복합섬유집합체는 멜트블로운 섬유 및 도전성 단섬유를 4 ~ 9 : 1 ~ 6 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도전성 단섬유는 상기 폴리에스테르계 단섬유 및 폴리아크릴계 단섬유를 1 : 0.5 ~ 2 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  10. 제1항 내지 제9항에 있어서, 상기 복합섬유집합체는 부직포이며,
    면밀도 250 ~ 400 g/m2인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복합섬유집합체는 면밀도 300 g/m2이고, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음률 측정시, 1,000 Hz에서 흡음률이 0.60 이상이고, 2,000 Hz에서 흡음률이 0.80 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  12. 제10항에 있어서, 상기 복합섬유집합체는 면밀도 300 g/m2이고, ISO R 354의 알파캐빈(alpha cabin)법에 의거하여 흡음률 측정시, 3,150 Hz에서 흡음률이 0.90 이상이고, 5,000 Hz에서 흡음률이 0.95 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체.
  13. 제10항에 있어서, 상기 복합섬유집합체는 면밀도 300 g/m2이고,
    ASTM D 4935 방법에 의거하여 하기 수학식 1에 의거하여, 전자파 차폐 효율(SE, shielding efficiency) 측정값이 15dB ~ 40dB인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체;
    [수학식 1]
    Figure pat00004

    상기 수학식 1에 있어서, PI는 입사 전자파의 크기이고, PT는 투과 전자파의 크기이다.
  14. 알파-올레핀 및 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 올레핀 수지를 핫 에어(hot air) 온도 250℃ ~ 280℃ 하에서 멜트블로운 방사시킬 때, 방사되는 멜트블로운 기류에 블로잉(Blowing) 설비 및 노즐을 통해 도전성 단섬유를 혼입시켜서 멜트블로운 섬유와 도전성 단섬유를 혼합시켜서 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체의 제조방법.
  15. 제13항의 복합섬유집합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  16. 제13항의 복합섬유집합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 실내인테리어 소재.
  17. 제13항의 복합섬유집합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제품.
KR1020130161833A 2013-12-23 2013-12-23 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법 KR102113351B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130161833A KR102113351B1 (ko) 2013-12-23 2013-12-23 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130161833A KR102113351B1 (ko) 2013-12-23 2013-12-23 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150073768A true KR20150073768A (ko) 2015-07-01
KR102113351B1 KR102113351B1 (ko) 2020-05-20

Family

ID=53787218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130161833A KR102113351B1 (ko) 2013-12-23 2013-12-23 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102113351B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106555273A (zh) * 2015-09-25 2017-04-05 天津天美环保科技有限公司 一种吸音棉用耐磨隔热无纺布材料
CN107177892A (zh) * 2017-04-26 2017-09-19 西安交通大学 一种基于碳纳米材料的核壳结构纤维及其制备方法
KR20180076958A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 현대자동차주식회사 전자파 차폐 특성을 가지는 흡음재, 및 이의 제조방법
CN109234918A (zh) * 2018-09-21 2019-01-18 河南工程学院 一种席夫碱复合材料/pp/pla无纺布的制备方法
CN110699854A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 福建冠泓工业有限公司 一种抗静电无纺布及其制作工艺
WO2023076745A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 Bmic Llc Roofing accessories with radiofrequency radiation shielding capabilities and methods of making and use thereof
KR20230150672A (ko) 2022-04-22 2023-10-31 서승범 건조기 드럼용 진동방지 패드 및 이의 제조방법
KR20230174647A (ko) 2022-06-21 2023-12-28 서승범 건조기용 진동방지 패드 및 이의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048410A (ko) * 1999-09-17 2002-06-22 이시하라 소이치 코어-시스 복합형 도전성 섬유
JP2007277791A (ja) * 2006-03-16 2007-10-25 Nissan Motor Co Ltd 通気量可変布帛、吸音材、車両用部品
JP2009088025A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Kuraray Kuraflex Co Ltd 電磁波吸収材及びその製造方法
KR101282784B1 (ko) * 2011-12-30 2013-07-05 웅진케미칼 주식회사 수직기류를 이용한 단섬유 공급장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048410A (ko) * 1999-09-17 2002-06-22 이시하라 소이치 코어-시스 복합형 도전성 섬유
JP2007277791A (ja) * 2006-03-16 2007-10-25 Nissan Motor Co Ltd 通気量可変布帛、吸音材、車両用部品
JP2009088025A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Kuraray Kuraflex Co Ltd 電磁波吸収材及びその製造方法
KR101282784B1 (ko) * 2011-12-30 2013-07-05 웅진케미칼 주식회사 수직기류를 이용한 단섬유 공급장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106555273A (zh) * 2015-09-25 2017-04-05 天津天美环保科技有限公司 一种吸音棉用耐磨隔热无纺布材料
KR20180076958A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 현대자동차주식회사 전자파 차폐 특성을 가지는 흡음재, 및 이의 제조방법
CN107177892A (zh) * 2017-04-26 2017-09-19 西安交通大学 一种基于碳纳米材料的核壳结构纤维及其制备方法
CN109234918A (zh) * 2018-09-21 2019-01-18 河南工程学院 一种席夫碱复合材料/pp/pla无纺布的制备方法
CN110699854A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 福建冠泓工业有限公司 一种抗静电无纺布及其制作工艺
WO2023076745A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 Bmic Llc Roofing accessories with radiofrequency radiation shielding capabilities and methods of making and use thereof
KR20230150672A (ko) 2022-04-22 2023-10-31 서승범 건조기 드럼용 진동방지 패드 및 이의 제조방법
KR20230174647A (ko) 2022-06-21 2023-12-28 서승범 건조기용 진동방지 패드 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102113351B1 (ko) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102113351B1 (ko) 전자파 차폐 및 흡음성능이 우수한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법
US8496088B2 (en) Acoustic composite
KR101432518B1 (ko) 흡음성능이 우수한 섬유집합체 및 그 제조방법
WO2014073860A1 (ko) 고내열 흡차음재의 제조방법
KR101780649B1 (ko) 흡음 및 전자파 차단 효과가 우수한 단열패드
WO2014073859A1 (ko) 고내열 흡차음재의 성형방법
JP5863474B2 (ja) メルトブローン不織布、その用途、及びその製造方法
WO2019103391A1 (ko) 단열성이 우수한 실내 방음 커튼
CN114174034A (zh) 使用双组分纤维提高膨松剂保留率的方法
KR101720162B1 (ko) 압축회복률 및 흡음특성이 우수한 극세사 흡음재 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 흡음재
CN110843316B (zh) 一种汽车用复合结构隔音垫及其制作方法
EP3531415A1 (en) Soundproof structure and method for manufacturing soundproof structure
JP6646267B1 (ja) 積層吸音材
KR101906018B1 (ko) 전자파 차폐 특성을 가지는 흡음재, 및 이의 제조방법
KR100574764B1 (ko) 흡음성과 단열성이 우수한 멜트블로운 부직포
CN114103329B (zh) 一种吸音型汽车地毯总成及其制备方法
KR101672462B1 (ko) 접착성 및 흡음특성이 우수한 흡음재용 극세사 복합섬유집합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 흡음재
TW201915044A (zh) 用於壓縮成形物的短切纖維、使用其的壓縮成形物及其製備方法
JP6511824B2 (ja) 不織布、不織布の製造方法および繊維強化プラスチック成形体
KR101958482B1 (ko) 흡음성능이 우수한 섬유집합체 및 그 제조방법
KR101863514B1 (ko) 불연 건축물 내장재
KR101958484B1 (ko) 흡음성능이 우수한 섬유집합체 및 그 제조방법
KR20120131972A (ko) 경량성이 우수한 복합부직포
WO2020039681A1 (ja) 積層シート
JP4226140B2 (ja) 不燃電波吸収性フェルト及び複合パネルと金属箔貼りフェルト

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant