KR20180116297A - 다층 음향 및/또는 강화 부직포 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 다층 음향 및/또는 강화 부직포이다.
Description
본 발명은 다층 음향 및/또는 강화 부직포에 관한 것이다.
명백한 바와 같이, DE 1062206 C는 음향 및/또는 강화 부직포의 동의어로서 "부직포"라는 용어를 사용하기 위한 출발점으로 간주될 수 있다. 이 문헌으로부터, 합성 섬유 및 천연 섬유의 섬유 웹에 수성 분산액을 기초로 하여 필름 형성 접착제를 도포한 후, 고온에서 건조시킴으로써 제조된 최종 생성물로서 소위 부직포가 얻어짐을 알 수 있다. 그 전에는, 결합제에 의해 결합되는 섬유 웹들은 함침 섬유 직물, 인조 가죽-유사 시트 또는 고무로 덮인 섬유 함유 시트 등으로 불렸으며; 니들링에 의해 결합되는 섬유 웹들은 니들 펠트(needle felts)라고 불렸다. 부직포 층으로 제조된 제품들은 표면 결합이 이루어질뿐만 아니라 내부에서도 실질적인 결합이 이루어지거나 또는 바람직하게는 표면에 가까운 층들만이 결합되어 스무드해질뿐만 아니라 완전히 균일하게 되는 경우 솜이 아니라 부직포에 속하는 것으로 된다. 펠트와 부직포의 구별에 대해, DIN 61 205(2006년에 교체없이 철회 됨)를 참조하면, 이 문헌에는, 펠트에 펠트용 섬유의 사용이 필요하다는 사실이 펠트와 니들 펀칭된 펠트(니들링된 펠트) 또는 니들링된 부직포(니들 펀칭된 부직포) 사이의 구별로서 언급되어 있다. 니들 펀칭된 펠트와 니들 펀칭된 부직포 사이의 구별은 밀도에 의해 이루어진다. 따라서, 밀도가 0.15 g/cm3 미만인 제품은 부직포에 포함되는 반면, 밀도가 그 이상인 모든 제품은 니들 펀칭된 펠트에 포함된다.
니들 펀칭된 펠트와 니들 펀칭된 부직포 사이의 이러한 구별은 후속 표준 DIN EN 29 092:1992에서 더 이상 작성되지 않았다. 습식 분쇄에 의해 제조되는 펠트만이 부직포로부터 여전히 배제되었다. 가장 최근의 표준 DIN EN ISO 9092는 부직포 정의에 유효하며, 이에 대해 더 작성되어 있다.
부직포 결합 방법, 즉 부직포에서 발견되는 것보다 강한 섬유들 사이의 결합을 생성함으로써 섬유 웹을 부직포로 전환시키는 방법은 크게 기계적, 화학적 및 열적 방법으로 분류된다.
● 기계적 결합 방법에서, 섬유들 사이의 결합은 마찰 연결(frictional connection) 또는 마찰 연결과 포지티브 형태 로킹(locking)의 조합에 의해 생성된다.
○ 마찰 연결에서는, 인접한 섬유들 사이의 거리가 부직포 압축에 의한 부직포에서 발견되는 것과 비교하여 감소된다. 따라서, 섬유들의 상호 접착이 증가되고, 보다 큰 힘이 전달될 수 있다. 변형에 대한 부직포의 내성이 높아지며, 이에 따라 부직포가 더 강해진다. 압축은 섬유들이 열에 노출시 수축성인 경우 모든 섬유 또는 그 일부분을 수축시킴으로써 및/또는 팽윤제에 의해 달성될 수 있다. 수축된 부직포 또는 팽창된 부직포가 형성된다. 또한, 압축은 부직포의 섬유들이 펠트화 가능하며 열적, 화학적 및 기계적 작용들에 동시에 노출됨으로써 펠트화되는 프레싱(주로 캘린더링) 또는 밀링에 의해 수행될 수 있다. 이 밀링으로 펠트 또는 밀링된 부직포가 형성된다.
○ 마찰 연결과 포지티브 형태 로킹의 조합에 의해 제조된 부직포에서, 부직포의 섬유들은 기계적 작용에 의해 서로 얽혀있다.
● 이러한 섬유들의 얽힘과 이에 따른 부직포의 압축 및 강화는 니들 베드 또는 니들 빔(미늘형 니들, 포크 니들)에 배열된 복수의 특수 니들을 펀치 인/펀치 아웃하는 니들 펀칭에 의해 수행될 수 있다. 이에 의해 니들 펀칭된 부직포가 형성된다. 이러한 유형의 고화(solidification)는 방사 섬유로 제조된 부직포 및 연속 섬유로 제조된 부직포로 수행될 수 있다.
● 복합 니들이 부직포 펀칭에 사용될 경우, 섬유 번들이 "루프"될 수 있으며, 즉, 루프 모양의 배열("루프")을 채택한다. 따라서, 방사 섬유로 제조된 횡 레이드 부직포가 사용된다. 이 섬유 부직 편직 방법은 Malivlies(Wikipedia, 키워드 Vliesstoff, 2016년 2월 11일)와 같은 섬유 부직포를 형성한다.
DIN 61 210에 따르면, 부직포는 "전체적으로 또는 본질적으로 섬유로 구성된 직물"로 정의된다. 부직포를 규정하는 섬유는 "임의로 배열되거나 특정 방향으로 배향된다"는 특징을 갖는다. 개별 섬유들 사이의 결합은 포지티브 폼 로킹(얽힘) 또는 마찰(접착 결합)에 의해 수행된다(Burkhard Wulfhorst, Textile Fertigungsverfahren, Munich, Vienna: Hanser 1998, pp. 167 to 186).
자동차에서는, 열 성형성 음향 및/또는 강화 부직포가 특히 승객실 및 수하물 공간에 사용된다. 이들은 열경화성 또는 열가소성 결합을 갖는 느슨하게 압축된 직물 섬유 부직포 및 동일하거나 상이한 흐름 저항을 갖는 발포체 및/또는 부직포 층의 조합이다. 또한, 소위 플로우 부직포가 음향 특성을 선택적으로 조정하기 위해서 사용된다. 바닥재에서는, 다공성 층들이 대기에 개방되며 이에 따라 실제의 상부 페브릭과 공정 관련 밀봉 헤비 층들 또는 단열재 사이에 소리가 들어가서 트레드 강성(tread rigidity)과 관련하여 흡음 능력에 영향을 미치게 된다. 폴리에스테르 및 혼합 섬유 부직포는 상기 다공성 층이 공기에 개방되어 소리가 날 때 사용된다. 내 트레드성은 부직포의 2 성분(BiCo) 섬유의 비율에 영향을 받는다.
벌크헤드 재료 구조에서는, 1 층 부직포, 다층 부직포 및 발포 백킹 부직포가 종종 사용된다.
또한, 트렁크에는 부직포 및/또는 부직포들의 조합이 주로 측면 트림, 뒷문 트림 및 스페어 휠 리세스에 사용된다.
DE 10 2007 033 635 A1에는 차량용 부직포 성형 부품이 기재되어 있다. 부직포 성형 부품의 출발점은 서로 다른 디자인을 갖는, 서로 적층된 여러 가지 부직포 층으로 이루어지는 부직포 반제품이다. 각각의 부직포 층은 한편 상의 구조 형성 섬유와 다른 한편 상의 매트릭스 형성 섬유의 혼합으로 구성된다. 규정된 온도에서 열처리를 하면, 매트릭스 형성 섬유만이 용융되고, 구조 형성 섬유는 용융되지 않게 된다. 성형 부품의 기계적 및 음향 특성을 개선하기 위해, 적어도 다른 부직포 층들에 비해 낮은 용융 점도 및/또는 더 높은 용융 지수를 갖는 후속 사용의 경우에 완성된 성형 부품의 숨겨진 면을 제조하는 모든 부직포 층에 매트릭스 형성 섬유를 제공하는 것이 제안되어 있다.
WO 2007/090479 A1은 특히 자동차 벌크헤드 트림로서의 사용을 위해 또는 자동차 카펫용 백킹 페브릭으로서의 사용을 위한, 흡음 성형 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은 버진 및/또는 재생 열가소성 가용 섬유, 재생 발포 입자 및 재생 헤비 층 입자를 적어도 포함하는 상이한 물질들을 벨트 컨베이어 또는 영역에 공압적으로 적용하여, 이 물질들로부터 재료, 매트형 2 차원 구조체를 생성하는 단계와, 이것을 가열하는 단계와 가열된 2 차원 구조체를 가압하는 단계를 필수적으로 포함하며, 이 과정에서 2 차원 구조체의 한정된 영역들이 상이한 정도로 치밀화된다.
TR 200803410은 상대적으로 조악한 폐기물, 예를 들어 자동차 부품의 제조 방법으로부터의 직물 스크랩, 및 그로부터 마련된 제품의 재사용 방법에 관한 것이다. 이 방법은 폐기물이 상대적으로 작은 조각들로 분리되는 것을 특징으로 한다. 그 후에, 이 분쇄 물질이 기재에 적용된다. 이어서, 다른 원료로 이루어진 상부 층이 폐기물의 표면에 적용되고, 이 층들이 서로 결합된다. TR 200906997에는 다른 경질 층이 추가로 도입되는 유사한 공정이 기재되어 있다.
한편, 본 발명의 목적은, 특히 자동차 분야에 있어서, 현재까지 사용되지 않았던 해당 열가소성 더스트 스크랩(dust scrap)들과 함께 자동차 섹터 내에 섬유들을 포함하는 물체의 생산으로부터 공지의 분쇄 물질을 사용하여 우수한 음향 특성을 갖는 다층 음향 및/또는 강화 부직포를 제공하는 것이다.
제 1 실시형태에서, 상기 목적은,
a) 30 g/m2 내지 200 g/m2, 바람직하게는 50 g/m2 내지 150 g/m2의 평량(basis weight)을 갖는 PE 접착 부직포로 구성되는 제 1 커버 부직포 및 50 g/m2 내지 250 g/m2, 바람직하게는 80 g/m2 내지 200 g/m2의 평량을 갖는 PP/PET 부직포로 구성되는 제 2 커버 부직포이거나, 또는
b) 커버 부직포들 모두가 100 g/m2 내지 800 g/m2, 바람직하게는 300 g/m2 내지 600 g/m2의 평량을 갖는 PP/PET 커버 부직포이며,
그 각각이, 외부 커버 부직포들 사이에 샌드위치되어 있는 층으로서, PE, PET, PP, 다성분(BiCo) 섬유 물질의 250 g/m2 내지 700 g/m2 평량을 갖는 분쇄 물질로 구성되는, 상기 층을 포함하는,
상기 2개의 외부 커버 부직포를 포함하는 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포로서,
상기 분쇄 물질은 상기 분쇄 물질을 기준으로 5 중량 % 내지 50 중량 %, 바람직하게는 10 중량 % 내지 40 중량 % 더스트 스크랩(dust scrap)들의 재활용 코튼, PET 및 2 성분 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포에 의해 달성된다.
PE는 폴리에틸렌 호모폴리머를 나타내거나 또는 폴리에틸렌의 대부분을 갖는 폴리에틸렌 코폴리머를 나타낼 수도있다. PP는 폴리프로필렌 호모폴리머를 나타내거나 또는 폴리프로필렌의 대부분을 갖는 폴리프로필렌 코폴리머를 나타낼 수도있다. PET는 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 나타낸다. BiCo는 2 성분 또는 다성분 섬유를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 본질적인 특징은 직물 및 비-직물 부품(특히 이전에 공급되었지만 재사용되지 않고 폐기(예를 들어, 연소)되었던 자동차 부품)의 생산으로부터의 더스트 또는 더스트 스크랩들의 사용이다.
본 발명의 다른 바람직한 대안의 실시형태는 총 두께가 40㎛ 내지 150㎛, 특히 60 ㎛ 내지 100 ㎛인 PE/PA/PE 시트가, 니들 펀칭 방향의 상부의 커버 부직포 및 분쇄 물질/더스트의 층 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포로 이루어진다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시형태는 총 두께가 40㎛ 내지 150㎛, 특히 60 ㎛ 내지 100 ㎛인 PE/PA/PE 시트가, 니들 펀칭 방향의 상부의 커버 부직포 + 분쇄 물질/더스트의 층과 하부의 커버 부직포 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포로 이루어진다.
본 발명의 의미 내에서 특히 바람직한 것은 상기 커버 부직포들 중 하나가, 그것의 PE 측이 상기 분쇄 물질쪽을 향하는 PET-PE/PA/PE의 시트 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 음향 및/또는 강화 부직포이다.
본 발명의 의미 내에서 더욱 바람직한 것은 상기 커버 부직포들 모두가, 그것의 PE 측들이 상기 분쇄 물질쪽을 향하는 PET-PE/PA/PE의 시트 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 음향 및/또는 강화 부직포이다.
또한, 본 발명의 의미 내에서, 다층 음향 및/또는 강화 부직포는, 상기 전체 복합체가 니들 펀칭되는 경우(인 라인(in line) 상기 PE/PA/PE 시트 또는 상기 PET-PE/PE/PE의 시트 부직포가 미세 천공되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 정의된 다층 음향 및/또는 강화 부직포를 제조하는 대응 방법에 관한 것이며, 1 mm 내지 8 mm, 특히 2 mm 내지 3mm의 범위 내의 그레인 크기를 갖는 상기 정의된 분쇄 물질, 및 1㎛ 내지 1mm의 그레인 크기를 갖는 더스트 스크랩들이 상기 제 1 커버 부직포 상으로 산포되고, 이어서 상기 제 2 커버 부직포가 상부에 적용(특히 공급)되고, 전체 복합체가 압축되어, 니들 펀칭되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 의미 내에서 특히 바람직한 방법은 PE/PA/PE 시트가 상부의 커버 부직포 아래 또는 하부의 커버 부직포 위에 추가로 공급되고, 상기 PE/PA/PE 시트 시트는 전체 복합체의 니들 펀칭에 의해 인 라인으로 미세 천공되는 것을 특징으로 한다.
실시예들
제 1 응용예에서는, PET, PP 및/또는 PET/coPET 2 성분 섬유를 함유하는 500 g/m2의 분쇄 물질을 2 mm의 입자 크기로 분쇄하고, 이 분쇄 물질을 기준으로 20 중량 % 더스트 스크랩(dust scrap)들을 한편 상의 150 g/m2의 PP/PET 부직포와 다른 한편 상의 70 g/m2의 PE 접착 부직포 사이에 산포하여, 얻어진 복합체를 니들 펀칭한다.
이송 테이블, 접촉 가열 패널(1), 접촉 가열 패널(2) 및 변형 툴을 포함하는 열 성형 플랜트에서, 상기 부직포를 시판되는 딜루어 카펫(560 g/m2 PET, 80 g/m2 라텍스, 80g/㎡ PE 코팅)으로 백킹(backing)하여 바닥재로 성형하였다.
PE 접착 부직포는 PE 카펫 코팅을 향해 대향되었다.
본 명세서에 따른 바닥재의 후속 시험에서, 전체 복합체는 (버진) PET 부직포와 비교하여, 특히 굽힘 강성(flexural rigidity)과 관련하여 개선된 특성을 나타냈다.
제 2 응용예에서는, 특히 흐름 저항(flow resistance)의 설정이 고려되었다.
한편, 다음과 같은 재료의 구조체(도 1)가 마련되었다: 200 g/m2 PP/PET 커버 부직포(1), 3 층 시트(PE/PA/PE)(2), 입자 크기 2 mm로 분쇄된 PET, PP, PET/coPET 2 성분 섬유의 분쇄 물질(3), 및 상기 분쇄 물질을 기준으로 30 중량 % 더스트 스크랩(3), 100 g/m2 PP/PET 부직포(4). 이 전체 복합체(5)를 니들 펀칭하여, 3 층 시트(2)를 이 공정 단계에 의해 미세 천공하였다.
이송 테이블, 접촉 가열 패널(1), 접촉 가열 패널(2) 및 변형 툴을 포함하는 열 성형 플랜트에서, 상기 부직포(5)를 딜루어 카펫(560 g/m2 PET, 80 g/m2 라텍스, 80g/㎡ PE 코팅)으로 백킹하여 바닥재로 성형하였다.
딜루어 카펫 + 부직포(5)로 구성된 전체 복합체의 흐름 저항은 1004514 Ns/m-4이었다.
다른 한편, 다음과 같은 재료의 구조체(도 2)가 마련되었다: 200 g/m2 PP/PET 커버 부직포(1), 입자 크기 2 mm로 분쇄된 PET, PP, PET/coPET 2 성분 섬유의 분쇄 물질(3), 및 상기 분쇄 물질을 기준으로 30 중량 % 더스트 스크랩(3), 3 층 시트(PE/PA/PE)(2), 및 100 g/m2 PP/PET 부직포(4). 이 전체 복합체(5)를 니들 펀칭하여, 3 층 시트(2)를 이 공정 단계에 의해 미세 천공하였다.
이송 테이블, 접촉 가열 패널(1), 접촉 가열 패널(2) 및 변형 툴을 포함하는 열 성형 플랜트에서, 상기 부직포(5)를 딜루어 카펫(560 g/m2 PET, 80 g/m2 라텍스, 80g/㎡ PE 코팅)으로 백킹하여 바닥재로 성형하였다.
딜루어 카펫 + 부직포(5)의 흐름 저항은 526222 Ns/m-4이었다.
이 흐름 저항은 3 층 시트(2)의 상이한 배치, 전체 복합체(5)를 니들 펀칭하는 공정에서의 미세 천공(인 라인), 및 이에 따른 천공(열린 구멍의 비율)과 분쇄 물질(3)의 상관 관계에 의해 영향을 받을 수 있다.
Claims (7)
- a) 30 g/m2 내지 200 g/m2, 바람직하게는 50 g/m2 내지 150 g/m2의 평량(basis weight)을 갖는 PE 접착 부직포로 구성되는 제 1 커버 부직포 및 50 g/m2 내지 250 g/m2, 바람직하게는 80 g/m2 내지 200 g/m2의 평량을 갖는 PP/PET 부직포로 구성되는 제 2 커버 부직포(4)이거나, 또는
b) 커버 부직포들(1 및 4) 모두가 100 g/m2 내지 800 g/m2, 바람직하게는 300 g/m2 내지 600 g/m2의 평량을 갖는 PP/PET 커버 부직포이며,
그 각각이, 외부 커버 부직포들(1 및 4) 사이에 샌드위치되어 있는 층으로서, PE, PET, PP, 다성분(BiCo) 섬유 물질의 250 g/m2 내지 700 g/m2 평량을 갖는 분쇄 물질(3)로 구성되는, 상기 층을 포함하는,
상기 2개의 외부 커버 부직포(1 및 4)를 포함하는 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포(5)로서,
상기 분쇄 물질(3)은 상기 분쇄 물질을 기준으로 5 중량 % 내지 50 중량 %, 바람직하게는 10 중량 % 내지 40 중량 % 더스트 스크랩(dust scrap)들(3)의 재활용 코튼, PET 및 2 성분 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포(5). - 제 1 항에 있어서,
총 두께가 40㎛ 내지 150㎛, 특히 60 ㎛ 내지 100 ㎛인 PE/PA/PE 시트(2)가, 니들 펀칭 방향의 상부의 커버 부직포(1) 및 분쇄 물질/더스트(3)의 층 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는, 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포(5). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
총 두께가 40㎛ 내지 150㎛, 특히 60 ㎛ 내지 100 ㎛인 PE/PA/PE 시트(2)가, 니들 펀칭 방향의 상부의 커버 부직포(1) + 분쇄 물질/더스트(3)의 층과 하부의 커버 부직포(4) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는, 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포(5). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버 부직포들(1 또는 4) 중 적어도 하나 또는 모두는, 그것의 PE 측이 상기 분쇄 물질쪽을 향하는 PET-PE/PA/PE의 시트 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포(5). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 PE/PA/PE 시트(2) 및/또는 상기 PET-PE/PA/PE의 시트 부직포는 미세 천공되어 있는 것을 특징으로 하는, 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포(5). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 다층 니들 펀칭된 음향 및/또는 강화 부직포(5)를 제조하는 방법으로서,
1 mm 내지 8 mm, 특히 2 mm 내지 3mm의 범위 내의 그레인 크기를 갖는 상기 분쇄 물질(3), 및 1㎛ 내지 1mm의 그레인 크기를 갖는 더스트 스크랩들(3)이 상기 제 1 커버 부직포(4) 상으로 산포(scattering)되고, 이어서 상기 제 2 커버 부직포(1)가 상부에 공급되고, 전체 복합체(5)가 압축되어, 니들 펀칭되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 6 항에 있어서,
적어도 하나의 PE/PA/PE 시트(2)가 상기 상부의 커버 부직포(1) 아래 또는 상기 하부의 커버 부직포(4) 위에 추가로 공급되고, 상기 PE/PA/PE 시트(2)는 전체 복합체(5)의 니들 펀칭에 의해 미세 천공(인 라인(in line))되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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