KR20230061106A - 흡음매트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡음매트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 제작되는 내장재 및 친환경 원단으로 제조되되, 상기 내장재 상면 및 하면 중 하나 이상에 형성되는 외장재를 포함하는 흡음매트를 제공할 수 있다.
또한, 외장재 및 내장재에 각각 저융점(LM) 섬유를 가 접착시키는 가접착단계; 상기 저융점 섬유가 접착된 외장재 및 내장재를 각각 재단하는 재단단계; 재단된 외장재 및 내장재를 매트 형태로 배치시켜 열을 가하고, 일정 압력으로 압착하여 부착하는 부착단계; 부착된 외장재 및 내장재를 압착시키며 숙성하는 숙성단계 및 상기 외장재의 열 융접을 통해 상기 외장재를 마감하여 흡음매트를 제조하는 마감단계를 포함하는 흡음매트 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

흡음매트 및 그 제조방법{Sound-absorbing mat and its manufacturing method}
본 발명은 흡음매트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 내장재에 PET 섬유, 외장재에 친환경 원단이 적용되고, 일반 접착제 대신 저융점(LM) 섬유가 사용되어 흡음 특성을 가질 뿐만 아니라, 인테리어 효과를 가지는 벽 마감재로 사용될 수 있는 흡음매트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
흡음이란 음이 가지고 있는 에너지를 소실 또는 감소시키는 과정으로, 다공극 흡음재료의 마찰에 의한 흡음, 벽면에 공기층을 두고 박판을 설치하는 판진동에 의한 흡음 및 단일공명기를 이용한 흡음 메카니즘에 의해 진행된다.
상기 다공극형 흡음은 두께에 따라 차이는 있으나 넓은 주파수대역에서 흡음효과가 우수한 반면, 그 자체만의 마무리가 적합하지 않으며, 판진동에 의한 흡음은 저주파수 영역의 흡음율이 증가하나 흡음효과가 비교적 작은 편이며, 단일공명기에 의한 흡음은 좁은 주파수대역에서만 높은 흡음효과가 나타나는 것으로 이해된다.
현재 내장용 또는 외장용 흡음재로 유리섬유, 암면 또는 석고보드가 사용되고 있다. 이러한 재료들은 비교적 양호한 흡음효과 및 단열성으로 인하여 건축구조물에 적용되고 있으나 공기 중에 노출되어 사용될 경우 분진 등에 의해 인체에 유해한 영향을 끼치게 되므로 점차 사용규제 대상이 되고 있으며, 이들 재료 중 유리섬유는 자체 강도가 약하기 때문에 흡음재료를 넣어둘 일정한 틀이 별도로 요구되어 공간 활용 면에서 불리하다.
따라서 이들 흡음재를 대체할 수 있는 환경 친화적인 흡음 재료의 개발이 요구된다.
종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1187109호 "흡음성, 단열성, 난연성 및 인테리어성이 우수한 벽마감재"가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 내장재에 PET 섬유, 외장재에 친환경 원단을 적용하고 일반 접착제 대신 저융점(LM) 섬유를 사용함으로써, 친환경적이면서 흡음 특성을 가지는 흡음매트 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트는 폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 제작되는 내장재 및 PVC 원단, 복지 원단, 캔버스 원단 중 하나 이상을 포함하는 친환경 원단으로 제조되되, 상기 내장재 상면 및 하면 중 하나 이상에 형성되는 외장재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내장재는, 폴리에스터 섬유로 제작되되, 서로 밀도가 다르게 형성된 복수의 내장재층을 포함하고, 상기 복수의 내장재층이 저융점(LM) 섬유로 접착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 내장재층 중 최상층의 내장재층은, 니들 펀칭(Niddle-Punching) 공정이 적용된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡음매트는, 상기 복수의 내장재층 사이에 흡음판을 더 포함하고, 상기 흡음판은, 다수겹의 한지로 형성되되, 상기 내장재와 동일한 형태로 형성된 제1흡음층 및 격자무늬로 형성된 제2흡음층 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외장재는, 상기 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride, PVC) 원단을 포함하고, 상기 복지 원단 또는 캔버스 원단을 더 포함하여 이중 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트의 제조방법은 외장재 및 내장재에 각각 저융점(LM) 섬유를 가 접착시키는 가접착단계; 상기 저융점 섬유가 접착된 외장재 및 내장재를 각각 재단하는 재단단계; 재단된 외장재 및 내장재를 매트 형태로 배치시켜 열을 가하고, 일정 압력으로 압착하여 부착하는 부착단계; 부착된 외장재 및 내장재를 압착시키며 숙성하는 숙성단계 및 상기 외장재의 열 융접을 통해 상기 외장재를 마감하여 흡음매트를 제조하는 마감단계를 포함하는 흡음매트 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 상기 내장재를 제조하는 내장재 제조단계 및 친환경 원단으로 상기 외장재를 제조하는 외장재 제조단계를 포함하여, 상기 내장재와 외장재를 준비하는 제조단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 내장재 제조단계는, 상기 폴리에스터 섬유를 활용하여 복수의 내장재층을 제조하는 내장재층 제조단계 및 상기 복수의 내장재층을 저융점(LM) 섬유를 이용하여 접착시키는 층접착단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내장재 제조단계는, 최상층의 내장재층에 니들 펀칭 공정을 처리하거나 최하층의 내장재층에 열 처리 하는 처리단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가접착단계는, 상기 저융점(LM) 섬유에 80 내지 100℃의 열을 가하여 가 접착시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트 및 그 제조방법은 내장재에 PET 섬유, 외장재에 친환경 원단이 적용되고, 일반 접착제 대신 저융점(LM) 섬유가 사용되어, 친환경적이며 흡음 특성을 가질 수 있다.
또한, 외장재가 노출되도록 벽 마감재로 시공함으로써 인테리어 효과를 가질 수 있다.
또한 내장재를 서로 밀도가 다른 다수 층으로 구성하되, 상부 층에 니들 펀칭(Niddle-Punching) 공정을 적용하여, 면적 전체의 균일한 탄성을 확보하고 매트 꺼짐 현상을 방지할 수 있다.
또한 열 용접을 통해 외장재 마감을 진행하여, 외부 오염물질 및 습기의 침투를 차단할 수 있고 이에 내구성이 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 내장재의 세부 구성을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트의 내장재에 흡음판이 형성된 모습을 도시한 분해사시도.
도 4는 도 3의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도.
도 6은 도 5의 제조단계를 나타낸 흐름도.
도 7은 도 6의 내장재 제조단계를 나타낸 흐름도.
도 8은 도 5의 가접착단계에서 이루어지는 공정 모습을 개략적으로 나타낸 예시도.
본 발명은 다 양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용 한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수 의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것이 존재함을 지정하려 는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 내장재의 세부 구성을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트의 내장재에 흡음판이 형성된 모습을 도시한 분해사시도이며, 도 4는 도 3의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 흡음매트(100)는 벽 마감재로 사용함으로써 실내에서 발생하는 소리 및 소음을 흡음 및 차음하여 우수한 흡음성을 가질 뿐만 아니라, 인테리어성을 갖는 매트이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트(100)는 내장재(110) 및 외장재(120) 를 포함할 수 있다. 한편, 흡음매트(100)는 다수개를 보다 용이하게 인접시켜 배치할 수 있도록 사각 형태를 이루는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 변경될 수 있다.
먼저, 내장재(110)는 흡음매트(100)의 흡음 특성을 확보하는 구성으로, 폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 제작될 수 있다.
폴리에스터(Polyester, PET) 섬유는 레질리언스가 우수하여 압축을 받은 후 원상으로 회복되는 성질, 즉 탄성 및 복원력이 우수하고, 기존 내장재에 일반적으로 쓰이던 PU 소재와 달리 우수한 난연성을 가지며 매연 및 유독성 물질이 발생하지 않고, 유기용매가 적용되지 않는 장점이 있다.
또한 내장재(110)는 폴리에스터 섬유로 제작됨으로써, 황변현상 및 경화가루 발생을 방지할 수 있다.
또한 내장재(110)는 접착에 일반적인 접착제 대신 저융점(LM) 섬유가 사용되어, 보다 친환경적일 뿐만 아니라 반발탄성과 압축영구변형율이 보다 우수할 수 있다.
한편, 폴리에스터 섬유로 리사이클 폴리에스터 섬유가 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 다양한 폴리에스터 섬유가 적용될 수 있다.
구체적으로, 도 2를 참조하면, 내장재(110)는 복수의 내장재층(111a,111b,111c)을 포함할 수 있고, 내장재층(111a,111b,111c)간의 결합이 저융점(LM) 섬유(112)을 통해 이루어질 수 있다.
각 내장재층(111a,111b,111c)은 폴리에스터 섬유를 부직포 형태로 제조한 후 압축을 통해 제작된 것일 수 있다.
이와 같이 내장재(110)가 복수의 내장재층(111a,111b,111c)으로 구비되는 것은 내장재층(111a,111b,111c)의 밀도를 서로 다르게 형성되도록 함으로써, 내장재(110)의 내부 밀도가 높이에 따라 다르게 형성되도록 하여 보다 바람직한 밀도, 탄성 및 변형율 등을 가지도록 할 수 있다. 이에 따라, 흡음매트(100)는 흡음 특성을 가질 뿐만 아니라, 상기와 같이 형성됨에 따라 내구성이 향상되어 건축물 마감재로 효율적으로 사용될 수 있다.
이때, 내장재(110)는 복수의 내장재층(111a,111b,111c) 중 최상측과 최하측에 위치하는 내장재층(111a,111c)의 밀도가 가장 높고, 중앙측으로 갈수록 밀도가 점차 낮아지게 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 최상측에 위치하는 내장재층(111a)의 밀도가 가장 높으며 나머지 내장재층(111b,111c)의 밀도는 동일하게 형성되는 등 용이하게 변경될 수도 있다.
보다 구체적으로, 복수의 내장재층(111a,111b,111c)은 최상층의 내장재층(111a), 하나 이상의 중간층의 내장재층(111b), 최하층의 내장재층(111c)으로 구성될 수 있다.
먼저, 최상층의 내장재층(111a)은 외부 충격으로 의한 변형을 방지하기 위해, 내장재층(111a,111b,111c) 중 밀도가 가장 높게 형성될 수 있다.
이러한 최상층의 내장재층(111a)은 밀도를 보다 높여 우수한 충격흡수 특성이 나타나도록 니들 펀칭(Niddle-Punching) 공정이 적용될 수 있다. 이에 최상층의 내장재층(111a)은 폴리에스터 섬유간의 결속력이 높아져 보다 높은 밀도와 탄성이 구현되어 충격 분산 효과가 향상됨으로써 외부의 충격에도 견고하게 유지될 수 있다.
최상층의 내장재층(111a)의 밀도는 150K 이상으로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 최상층의 내장재층(111a)은 상면에 열처리가 이루어질 수 있는데, 이는 외장재(120)와의 접착이 보다 견고하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.
중간층의 내장재층(111b)은 흡음 특성을 가지며, 최상층의 내장재층(111a)으로부터 전해지는 충격을 흡수하는 층으로서, 최상층의 내장재층(111a) 보다는 밀도가 낮되 외부 힘에 의한 충격 시 빨리 복원되도록 밀도와 탄성을 어느 정도는 가지고 있어야 한다.
이에 중간층의 내장재층(111b)의 밀도는 80 내지 100K로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
이러한 중간층의 내장재층(111b)은 도 4에 도시된 바와 같이, 하나로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 복수로 구성될 수도 있다.
최하층의 내장재층(111c)은 상측에 위치하는 내장재층(111a,111b)들을 받쳐주는 층으로서, 일정한 밀도를 가져 꺼짐(눌림) 현상을 방지할 수 있다.
이러한 최하층의 내장재층(111c)은 밀도가 최상층의 내장재층(111a)와 동일하게 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
상기와 같이 구성되는 내장재층(111a,111b,111c)들은 사이에 가열된 저융점 섬유가 배치되어 서로 접착되고 일정 압력이 가해져 접착상태가 고정되어 하나의 내장재(110)를 이룰 수 있다.
외장재(120)는 친환경 원단으로 제조되되, 내장재(110) 상면 및 하면 중 하나 이상에 형성되어 내장재(110)에 이물질 또는 습기 등이 침투하지 않도록 보호할 수 있다.
이러한 외장재(120)는 내장재(110)의 전면을 감싸도록 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정하지 않고, 마감재로 노출되는 상면만 형성될 수도 있다.
여기서 친환경 원단은 PVC 원단, 복지 원단, 캔버스 원단 등이 사용될 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 다양한 친환경적인 원단이 적용되어 흡음매트(100)의 심미성을 높일 수 있다. 이때, 친환경 원단은 외부 오염에 강하도록 PVC 원단이 사용되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 외장재(120)는 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride, PVC) 원단과 복지 원단 또는 캔버스 원단으로 이중 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 원단에 다양한 프린팅이 출력된 형태로 형성될 수 있다.
이에 따라, 외장재(120)는 외부 오염에 강하고, 매트 형태가 오래 유지되도록 할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 심미성을 높여 인테리어성이 우수한 벽 마감재를 제공하도록 할 수 있다.
또한 외장재(120)는 열 용접을 통해 모서리 등의 마감 처리가 이루어짐으로써, 내구성이 보다 극대화될 수 있다.
한편, 외장재(120)는 내장재(110)와 저융점 섬유(112)를 통해 부착될 수 있다. 이때 외장재(120)와 내장재(110)가 접하는 면은 외장재(120)가 늘어나고 찢어지는 것을 방지하기 위해 모두 접착이 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 형성된 흡음매트(100)는 벨크로를 이용하여 손쉽게 착탈이 가능하도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 흡음매트(100)는 설치되어야 할 벽면과 흡음매트(100) 바닥면에 벨크로를 형성하여 흡음매트(100)의 착탈을 통해 시공이 이루어지도록 함으로써, 흡음매트(100) 설치 시공을 간단하고 빠른 시간에 수행하도록 할 수 있다. 또한, 흡음매트(100)에 문제 발생 시, 벨크로 착탈을 통해 간단하게 흡음매트(100)를 교체할 수 있어 해당 문제에 대해 빠른 대처를 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트(100)는 벽 마감재뿐만 아니라, 바닥에 시공하여 지면에 발생하는 소리 및 소음을 흡음 및 차음 하도록 사용할 수도 있다.
이때, 흡음매트(100) 하면에 미끄럼방지를 위한 바닥재를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 흡음매트(100)에 외장재(120)가 내장재(110)의 하면에 형성될 경우 바닥재는 외장재(120)의 하면에 형성될 수 있으며, 외장재(120)가 내장재(110)의 하면에 형성되지 않을 경우 바닥재는 내장재(110)의 하면에 형성될 수 있다.
바닥재는 미끄럼 방지 돌기 등의 형태적 특징 또는 소재적 특징을 통해 논슬립 기능을 가지도록 형성되어, 흡음매트(100) 하면에 부착되어 흡음매트(100)가 밀리지 않도록 할 수 있다. 이에 흡음매트(100)의 밀림에 의한 부상 등의 사고 발생 가능성을 차단할 수 있다.
이러한 바닥재는 실리콘, 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride, PVC), 폴리에스터 등의 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 바닥재는 표면에 코팅조성물을 코팅하여 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
여기서, 코팅조성물은 바닥재 표면에 코팅층을 형성함으로써, 바닥재의 내구성, 내후성 등을 향상시키는 것으로, 수지, 경화제 및 기능성첨가제를 포함할 수 있다.
수지는 메틸메타아크릴레이트 수지, 폴리우레탄아크릴레이트 수지, 폴리오르가노 실록산 수지, 불소 수지 및 알킬트리클로로실란 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있는데, 모두 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
모두 포함할 경우, 수지는 메틸메타아크릴레이트 수지 20 내지 40중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 10 내지 15중량부, 폴리오르가노 실록산 수지 10 내지 15중량부, 불소 수지 15 내지 20중량부, 알킬트리클로로실란 5 내지 10중량부를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
메틸메타아크릴레이트 수지는 열경화성 아크릴 수지로, 친환경성을 기반으로 하고 있고, 내구성, 내수성, 내후성을 높이며, 내항균성 및 무독성 특징을 가지고 있다. 또한 점성이 우수하여 접착력을 높여주고 경화로 인해 강도를 향상시켜 줄 수 있다. 이러한 메틸메타아크릴레이트 수지가 20중량부 미만일 경우 내구성 등 향상 효과가 미미하고, 40중량부 초과일 경우 코팅층 형성에 오히려 적합하지 않을 수 있다.
폴리우레탄아크릴레이트 수지는 저중합체로 친환경적이며 우수한 내화학성 특징을 가지고 코팅에 적합하도록 하는 것으로, 상기 범위를 벗어날 경우 코팅 작업성이 저하될 수 있다.
폴리오르가노 실록산 수지는 충격강도와 내구성을 높여주며 난연성을 가지는 것으로, 상기 범위를 벗어날 경우 바람직한 효과를 나타내기 어려우며 코팅에 오히려 문제가 발생할 수 있다.
불소 수지는 테프론 수지가 바람직하며, 히드록시기를 가질 수 있고, 오염 방지 기능을 나타내는 것으로, 15중량부 미만일 경우 오염 방지 효과가 저하되며 20중량부 초과일 경우 물성이 저하될 수 있다.
알킬트리클로로실란은 코팅의 표면에너지를 변화시켜 불소 수지의 오염방지 기능을 보다 향상시키는 것으로, 5중량부 미만일 경우 바람직한 효과를 나타내지 못하며 10중량부 초과일 경우 미반응 물질이 남아 오히려 코팅성이 저하될 수 있다.
경화제는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디메틸 카보네이트, 폴리이소시아네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 디메틸 카보네이트가 바람직하나, 이에 한정되지 않으며 다양한 친환경적인 경화제가 적용될 수 있다.
기능성첨가제는 메탈로센폴리에틸렌(m-PE) 및 호박산이나트륨 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 모두 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
메탈로센폴리에틸렌(m-PE)는 메탈로센 촉매(metallocene catalyst)를 이용하여 제조되는 조성물로, 방습성을 향상시키는 특징을 가지며, 3 내지 8중량부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
호박산이나트륨은 접착력을 향상시켜 코팅성 향상 및 박리 방지 효과를 나타내는 것으로, 0.5 내지 2.5중량부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이러한 수지, 경화제 및 기능성첨가제를 코팅조성물은 수지 60 내지 100중량부, 경화제 12 내지 20중량부 및 기능성첨가제 12 내지 20중량부로 포함하는 것이 코팅층의 효과적인 기능성을 위하여 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 바닥재는 흡음매트(100)와 저융점 섬유를 통해 부착될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양한 접착제를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트(100)는 복수의 내장재층 사이에 형성되어 흡음효과를 증대시키는 흡음판(130)을 더 포함할 수 있다.
여기서 한지는 닥섬유와 펄프를 섞어 혼합물을 만들고, 상기 혼합물을 초지하여 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 한지는 닥섬유가 사용됨에 따라 펄프만으로 형성되는 종이 망상구조보다 상대적으로 큰 기공(섬유와 섬유 사이 기공)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 한지는 큰 기공이 전 영역에 형성됨에 따라 한지 고유의 통기성을 유지할 뿐만 아니라, 다공질형 흡음 성능을 나타낼 수 있다.
일반적으로 다공질형 흡음 성능은 중고음역에서는 비교적 큰 흡음율을 보여주지만, 저음역에서 흡음율이 급격하게 떨어진다. 이와 같은 단점을 극복하기 위하여 흡음판(130)은 다수겹의 한지를 사용하여 한지 층 사이에 에어층을 형성할 수 있어 저음 영역에서 흡음율을 높일 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서의 흡음판(130)은 다수겹의 한지로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 흡음판(130)은 한지로 형성되되, 내장재(110)와 동일한 형태로 형성된 제1흡음층(130a) 및 격자무늬로 형성된 제2흡음층(130b) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 흡음판(130)은 제1흡음층(130a)을 기준으로, 제1흡음층(130a)의 상면 및 하면에 제2흡음층(130b)이 형성된 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
도 3 내지 4를 참조하면, 상기와 같이 형성된 흡음판(130)이 내장재층(111a,111b) 사이에 형성된 모습을 확인할 수 있다. 이와 같이 제2흡음층(130b)이 격자무늬로 형성됨에 따라 내장재층(111a,111b)과 제1흡음층(130a) 사이에 흡음공간(SP)을 형성할 수 있다.
이러한, 흡음공간(SP)은 흡음층(130a,130b)들 사이에 다수개가 형성됨에 따라 저음 영역에서의 흡음율을 상당히 높이는 장점이 될 수 있다.
또한, 흡음공간(SP)은 흡음매트(100) 중간층에 위치함에 따라 내장재(110)를 통해 전달받는 충격을 흡수하는 역할을 할 수 있다.
이에 따라, 흡음판(130)은 중고음역뿐만 아니라, 저음영역에서도 흡음율을 증가시켜 흡음효과를 증대시킬 뿐만 아니라, 흡음공간(SP)을 통해 충격흡수 효과도 가질 수 있다.
이때, 흡음판(130) 각 층은 두께가 0.3 내지 0.8 cm로 형성될 수 있으며, 0.5 내지 0.6 cm인 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 흡음판(130) 각 층의 두께가 0.3 cm 미만일 경우, 흡음판(130)으로 인한 효과가 미미하며, 0.8 cm를 초과할 경우 흡음판(130)과 내장재(110) 사이의 접착력이 저하되어 분리되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 흡음판(130)는 내장재(110)와 저융점 섬유(112)를 통해 부착될 수 있으며, 흡음판(130)을 이루는 제1흡음층(130a) 및 제2흡음층(130b) 사이도 저융점 섬유(112)를 통해 부착되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 다양한 접착제가 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 6은 도 5의 제조단계를 나타낸 흐름도이며, 도 7은 도 6의 내장재 제조단계를 나타낸 흐름도이며, 도 8은 도 5의 가접착단계에서 이루어지는 공정 모습을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트 제조방법은 제조단계(S1), 가접착단계(S2), 재단단계(S3), 부착단계(S4), 숙성단계(S5) 및 마감단계(S6)를 포함할 수 있다.
제조단계(S1)는 내장재(110), 외장재(120) 등을 제조하여 준비하는 단계로, 도 6을 참조하면, 내장재 제조단계(S10) 및 외장재 제조단계(S11)를 포함할 수 있고, 흡음판 제조단계(미도시) 등을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 흡음판 제조단계는 원료 준비단계, 고해단계, 초지단계 및 건조단계 등 일반적인 한지를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 내장재 제조단계(S10)는 폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 내장재(110)를 제조하는 단계로, 내장재층 제조단계(S100), 층접착단계(S101) 및 처리단계(S102)를 포함할 수 있다.
내장재층 제조단계(S100)는 폴리에스터 섬유를 활용하여 복수의 내장재층(111a,111b,111c)을 제조할 수 있다.
S100 단계는 폴리에스터 섬유를 부직포 형태로 생산한 다음, 압축하여 내장재층(111a,111b,111c)으로 생산할 수 있는데, 복수의 내장재층(111a,111b,111c)을 각각 생산하여 밀도가 서로 다르게 형성되도록 할 수 있다.
여기서 폴리에스터 섬유를 부직포 형태로 생산할 시, 폴리에스터 섬유를 웹 형태로 형성하고 열 융착을 통해 부직포 형태로 제조할 수 있는데, 폴리에스터 섬유를 부직포 형태로 제조하기 위하여 열가소성 고분자 물질이 혼합되어 부직포 형태로 제조될 수 있다.
이때, 열 융착은 가열, 열풍, 복사열(적외선), 진동에너지(초음파, 고주파 등) 중 하나를 이용하는 방법이 적용될 수 있다.
S100 단계는 압축 시 240 내지 260℃의 온도로 압축이 이루어지도록 할 수 있는데, 240℃ 미만일 경우 바람직한 밀도로 압축이 제대로 이루어지지 않을 수 있으며, 260℃ 초과일 경우 섬유 손상, 파손 등이 발생할 수 있다.
층접착단계(S101)는 S100 단계에서 제조된 복수의 내장재층(111a,111b,111c)을 서로 결합되도록 접착시키는 단계로, 저융점(LM) 섬유(112)를 이용하여 접착시킬 수 있다.
S101 단계는 내장재층(111a,111b,111c) 사이에 가열된 저융점 섬유(112)를 배치시켜 접착 시킨 다음 일정 압력으로 압착하여 보다 견고하게 접착 상태가 고정되도록 할 수 있다.
이때, 저융점 섬유(112)에 80 내지 100℃의 열을 가할 수 있는데, 이는 저윰점 섬유(112)에 열을 가하여 점성이 형성되도록 함으로써 접착이 이루어지도록 한 것이다. 가열이 80℃ 미만으로 이루어질 경우 점성 형성이 충분히 이루어질 수 없으며, 100℃ 초과일 경우 과용해로 접착 작업성이 저하되고 층 간에 비틀림이 발생할 수 있다.
한편, 내장재층(111a,111b,111c) 사이에 흡음판(130)이 형성될 경우, 흡음층(130a,130b) 사이와 흡음판(130)과 내장재층(111a,111b,111c) 사이에 가열된 저융점 섬유(112)를 각각 배치시켜 접착 시킨 다음 일정 압력으로 압착하여 보다 견고하게 접착 상태가 고정되도록 할 수 있다.
처리단계(S102)는 최상층 및 최하층의 내장재층(111a,111c)에 니들 펀칭 공정을 처리할 수 있다.
외장재 제조단계(S11)는 친환경 원단으로 외장재(120)를 제조하는 단계로, 외장재(120)가 이중 구조를 가지도록 제조할 수 있다. 이때 이중 구조를 이루는 원단 간의 접착은 저융점 섬유를 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 친환경 접착제 등이 적용될 수 있다.
이러한 내장재 제조단계(S10), 외장재 제조단계(S11), 흡음판 제조단계(미도시) 등은 S1 단계에서 진행되는 순서는 한정사항이 아니며, 다양한 순서로 또는 동시에 진행될 수도 있다.
가접착단계(S2)는 외장재(120)에 저융점 섬유를 가 접착시키는 단계로, 라미네이팅기 또는 합지기를 이용하여 저융점(LM) 섬유에 80 내지 100℃의 열을 가하여 외장재(120) 에 가 접착시킬 수 있다.
이때 저융점 섬유는 가열을 통해 접착력을 가지되 완전히 녹이지 않은 상태가 되어 외장재(120)에 부착될 수 있는 것이다.
또한 S2 단계는 도 8에 도시된 바와 같이, 롤러(R)를 통해 외장재(120)와 저융점 섬유를 접착시키면서 일정 압력으로 압착하여 되도록 할 수 있는데, 이에 외장재(120)와 저융점 섬유간의 접착력이 보다 향상될 수 있다.
또한 S2 단계는 컨베이어 상에 히팅기가 구성되어 저융점 섬유를 가열하거나, 롤러(R)가 히팅롤러로 구성되어 저융점 섬유를 가열할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
재단단계(S2)는 내장재(110), 저융점 섬유가 접착된 외장재(120)를 제작하고자 하는 흡음매트(100)의 크기에 따라 재단할 수 있다. 이때, 외장재(120)는 내장재(110)의 상면, 측면, 하면 테두리까지 덮을 수 있는 크기로 재단할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
부착단계(S3)는 일정한 틀에 재단된 외장재(120) 및 내장재(110)를 매트 형태로 배치시켜 열을 가하고, 일정 압력으로 압착하여 부착하는 단계로, 제조하고자 하는 매트 형태를 형성할 수 있다.
이때, S3 단계는 열을 가하여 외장재(120)에 접착되어 있는 저융점 섬유를 완전히 융해시켜 외장재(120) 및 내장재(110)가 서로 부착되도록 할 수 있다.
여기서 가열은 80 내지 100℃로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 S3 단계는 일정한 틀에 넣고 압력을 가하는 것으로 제조되는 매트의 모형이 변형되지 않도록 할 수 있다.
또한 압착을 통해 접착제 역할을 하는 저융점 섬유가 골고루 퍼져 균일하게 부착이 이루어지는 것으로 견고하게 형태가 고정될 수 있다.
이를 위해, S3 단계는 9.0bar이하의 압력으로 1 내지 2분동안 압착할 수 있는데, 이는 9.0bar를 초과할 경우 매트의 형태유지가 어려울 수 있으며, 저융점 섬유가 측면측으로 유출되는 등 성형성에 오히려 문제가 나타날 수 있다.
숙성단계(S5)는 S4 단계에서 부착된 외장재(120) 및 내장재(110)를 압착시키며 숙성하는 단계로, 이때 일정 압력으로 일정 시간 동안 압착이 이루어지는 것이 바람직한데, 12MPa 이하의 압력으로, 8 내지 12시간 동안 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.
이는 12MPa 초과 압력으로 진행될 경우 성형에 오히려 문제가 발생할 수 있다. 또한 8시간 미만으로 진행될 경우 S5 단계를 통한 효과가 바람직하게 나타나지 않을 수 있으며 12시간 초과로 진행될 경우 이미 충분히 접착이 완료된 상태로 비효율적일 수 있다.
S5 단계를 진행하지 않고 바로 마감단계(S6)를 진행할 경우, 접착이 완전히 고정되지 않아 흡음매트(100)의 모형이 변형될 수 있으며, 내구성이 저하되는 등 불량이 발생할 수도 있다.
마감단계(S6)는 S5 단계 후, 외장재(120)의 열 융접을 통해 외장재(120)가 내장재(110)의 일부분을 감싸도록 마감하여 흡음매트(100)를 제조할 수 있다. 열 융점을 통해 외장재(120)의 마감이 이루어져 이물질 및 습기 등의 내부 침투를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡음매트 및 그 제조방법은 내장재에 PET 섬유, 외장재에 친환경 원단이 적용되고, 일반 접착제 대신 저융점(LM) 섬유가 사용되어, 친환경적인 특징을 가질 수 있다.
또한 내장재를 서로 밀도가 다른 다수 층으로 구성하되, 상부 및 하부 층에 니들 펀칭(Niddle-Punching) 공정을 적용하여, 면적 전체의 형태 변형을 방지하고, 외부 충격으로 인한 매트 꺼짐 현상을 방지할 수 있다.
또한 열 용접을 통해 외장재 마감을 진행하여, 외부 오염물질 및 습기의 침투를 차단할 수 있고 이에 내구성이 증대될 수 있으며, 외장재에 프린트를 적용하여 인테리어 효과를 가질 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1]
폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 제작되는 내장재 및 상기 내장재 전면을 감싸며 형성되되, PVC 원단으로 형성된 외장재를 포함하는 흡음매트를 제조하였다.
이때, 내장재는 최상층, 중간층 및 최하층 내장재를 포함하되 각각의 밀도가 180K, 90K 및 180K로 형성되었으며, 접착제로는 저융점(LM) 섬유가 사용되었다.
[실시예 2]
최상층 및 중간층 내장재 사이에 흡음판을 더 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 흡음매트를 제조하였다.
이때, 흡음판은 제1흡음층의 상면 및 하면에 제2흡음층이 배치되어 형성된 형태이며, 각 층의 두께가 0.6 cm로 형성되었다.
[실시예 3]
흡음판에 흡음공간이 형성되지 않도록 제2흡음층 대신에 제1흡음층만 배치하여 제조한 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 흡음매트를 제조하였다.
[비교예 1]
흡음판의 두께가 0.1 cm인 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 흡음매트를 제조하였다.
[실험예 1] 흡음매트의 흡음율 평가
흡음매트의 흡음율을 평가하였다.
그 결과는 표 1과 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 참고
(건축시방서)
흡음율 0.75 0.79 0.77 0.75 0.7
상기 표 1 에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1은 건축시방서에 기재된 흡음율의 기준보다 높게 나타나 흡음율 효과가 좋은 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1 보다 실시예 2 내지 3과 같이 흡음판이 추가되어 제조된 흡음매트의 흡음율이 더 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2와 같이 흡음판에 흡음공간이 형성되었을 때, 흡음공간이 형성되지 않은 실시예 3보다 흡음율이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 비교예 1의 경우 실시예 1과 흡음율이 차이가 없는 것으로 보아 흡음판의 효과가 나타나지 않는 것으로 확인하였다.
이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100: 흡음매트
110: 내장재
111a, 111b, 111c: 내장재층
112: 저융점 섬유
120: 외장재
130: 흡음판
130a: 제1흡음층
130b: 제2흡음층
SP: 흡음공간

Claims (10)

  1. 폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 제작되는 내장재 및
    PVC 원단, 복지 원단, 캔버스 원단 중 하나 이상을 포함하는 친환경 원단으로 제조되되, 상기 내장재 상면 및 하면 중 하나 이상에 형성되는 외장재를 포함하는 흡음매트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내장재는,
    폴리에스터 섬유로 제작되되, 서로 밀도가 다르게 형성된 복수의 내장재층을 포함하고,
    상기 복수의 내장재층이 저융점(LM) 섬유로 접착되는 것을 특징으로 하는 흡음매트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 내장재층 중 최상층의 내장재층은,
    니들 펀칭(Niddle-Punching) 공정이 적용된 것을 특징으로 하는 흡음매트.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 흡음매트는,
    상기 복수의 내장재층 사이에 흡음판을 더 포함하고,
    상기 흡음판은,
    다수겹의 한지로 형성되되, 상기 내장재와 동일한 형태로 형성된 제1흡음층 및 격자무늬로 형성된 제2흡음층 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡음매트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외장재는,
    상기 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride, PVC) 원단을 포함하고, 상기 복지 원단 또는 캔버스 원단을 더 포함하여 이중 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 흡음매트.
  6. 외장재 및 내장재에 각각 저융점(LM) 섬유를 가 접착시키는 가접착단계;
    상기 저융점 섬유가 접착된 외장재 및 내장재를 각각 재단하는 재단단계;
    재단된 외장재 및 내장재를 매트 형태로 배치시켜 열을 가하고, 일정 압력으로 압착하여 부착하는 부착단계;
    부착된 외장재 및 내장재를 압착시키며 숙성하는 숙성단계 및
    상기 외장재의 열 융접을 통해 상기 외장재를 마감하여 흡음매트를 제조하는 마감단계를 포함하는 흡음매트 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    폴리에스터(Polyester, PET) 섬유를 활용하여 상기 내장재를 제조하는 내장재 제조단계 및 친환경 원단으로 상기 외장재를 제조하는 외장재 제조단계를 포함하여, 상기 내장재와 외장재를 준비하는 제조단계를 더 포함하는 흡음매트 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내장재 제조단계는,
    상기 폴리에스터 섬유를 활용하여 복수의 내장재층을 제조하는 내장재층 제조단계 및
    상기 복수의 내장재층을 저융점(LM) 섬유를 이용하여 접착시키는 층접착단계를 포함하는 흡음매트 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내장재 제조단계는,
    최상층의 내장재층에 니들 펀칭 공정을 처리하거나 최하층의 내장재층에 열 처리 하는 처리단계를 더 포함하는 흡음매트 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 가접착단계는,
    상기 저융점(LM) 섬유에 80 내지 100℃의 열을 가하여 가 접착시키는 것을 특징으로 하는 흡음매트 제조방법.
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