KR20230085638A - Apparatus for manufacturing of single layer sound adsorbing material randomly mixed with meltblown fiber and nano fiber for reducing noise in audio frequency band and sound adsorbing material manufactured using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치 및 이에 의해 제조된 흡음재에 관한 것으로, 베이스 흡음패드와 패스너 및 하이브리드 흡음패드가 순차적으로 적층되며, 패스너가 통기가능한 구조를 갖는 박막의 열가소성 용융식 접착물질로 구성된 것을 특징으로 하는 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재가 안착되는 다공형 받침대; 받침대에 안착된 흡음재의 일측으로 패스너에 마련된 접착물질의 용융을 위한 열을 제공하는 히터; 및 흡음재의 타측에서 공기와 함께 히터의 열을 흡기하여 흡음재의 두께 방향으로 열을 투과시키는 썩션;을 포함하고, 히터의 열에 의해 용융되는 패스너에 마련된 접착물질에 의해 흡음재의 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드를 합지시켜 노이즈의 흡음을 위한 흡음재를 제조할 수 있다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed, and a sound absorbing material manufactured thereby, wherein a base sound absorbing pad, a fastener, and a hybrid sound absorbing pad are sequentially A porous support on which a sound-absorbing material for reducing noise in the audible frequency band is seated, characterized in that it is composed of a thermoplastic melt-type adhesive material of a thin film having a structure in which fasteners are breathable; a heater that provides heat for melting the adhesive material provided on the fastener to one side of the sound absorbing material seated on the pedestal; and a suction for absorbing heat from the heater together with air from the other side of the sound absorbing material and transmitting the heat in the thickness direction of the sound absorbing material, wherein the base sound absorbing pad and the hybrid sound absorbing pad of the sound absorbing material are formed by an adhesive material provided on a fastener melted by the heat of the heater. A sound absorbing material for sound absorbing noise may be manufactured by combining the pads.
Description
본 발명은 흡음재 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노이즈의 흡음을 위한 흡음재 제조장치 및 이에 의해 제조된 흡음재에 관한 것이다.The present invention relates to a sound absorbing material manufacturing apparatus, and more particularly, to a sound absorbing material manufacturing apparatus for absorbing noise and a sound absorbing material manufactured thereby.
일반적으로 소음을 저감시키기 위해 소리를 흡수할 목적으로 사용되는 흡음재로서 부직포 형태의 흡음재가 사용되고 있다. 이러한 부직포 형태의 흡음재는 자동차 분야나 건축 분야 등에 주로 사용되고 있으며, 부직포의 표면과 내부에 다수의 섬유들이 교차되면서 작은 기포나 관 모양의 구멍들이 형성되어 구멍 속의 공기가 음파에 의해 진동하면서 생긴 마찰때문에 소리 에너지가 흡수되면서 소음을 저감시키게 된다.In general, as a sound absorbing material used for the purpose of absorbing sound in order to reduce noise, a sound absorbing material in the form of a non-woven fabric is used. These non-woven fabric-type sound absorbing materials are mainly used in the automobile field or the construction field. As a number of fibers intersect on the surface and inside of the non-woven fabric, small bubbles or tubular holes are formed, and the air in the holes vibrates by sound waves, resulting in friction. As the sound energy is absorbed, the noise is reduced.
이러한 부직포 형태의 흡음재를 제조하기 위하여 종래에는 멜트블로운 방식 으로 섬유웹을 형성하여 부직포 형태의 흡음재를 제조하는 장치를 사용하였다.Conventionally, in order to manufacture such a sound-absorbing material in the form of a non-woven fabric, a device for manufacturing a sound-absorbing material in the form of a non-woven fabric by forming a fibrous web using a melt blown method has been used.
멜트블로운 방식에 의해 멜트블로운 웹(Melt-blown web)이 단일 층으로 구성된 부직포가 사용되어 왔다. 이러한 단일층의 멜트블로운 웹 형태의 부직포를 제조하기 위한 멜트블로운 방사장치는 서브 미크론에서 수 미크론의 직경의 초극세사를 제조할 수 있지만, 적용가능한 고분자에 제한이 따르고, 필터소재의 고성능화를 위한 섬유경의 미세화에 한계가 있었다.A nonwoven fabric composed of a single layer of a melt-blown web by the melt-blown method has been used. The meltblown spinning apparatus for producing such a single-layer meltblown web-type nonwoven fabric can produce microfibers with a diameter of from submicron to several microns, but there are restrictions on applicable polymers and for high-performance filter materials. There was a limit to the miniaturization of the fiberscope.
이에, 전기방사법을 이용한 나노섬유로 섬유웹을 형성하여 나노섬유로 이루어진 부직포 형태의 흡음재를 제조하도록 하였다. 그러나, 전기방사법을 이용한 나노섬유의 제조는 전술한 섬유경의 미세화와 필터소재의 고성능화를 얻을 수 있는 방법 중의 한가지이지만, 전기방사법은 용액 방사 방식으로서 나노섬유 제조에 사용되는 방사 용액의 경우 공정 수율이 30% 미만에 불과하고, 사용한 용매를 회수하거나 이를 처리해야 하는 등 공정비용이 크기 때문에 제품의 제조 원가가 높다. 또한, 기계적인 강도가 낮기 때문에 나노섬유 웹 제품을 단독으로 활용할 수 없는 단점을 지니고 있다.Accordingly, a fiber web was formed with nanofibers using an electrospinning method to manufacture a sound-absorbing material in the form of a non-woven fabric made of nanofibers. However, the production of nanofibers using the electrospinning method is one of the methods for obtaining the fineness of the fiber diameter and the high performance of the filter material, but the electrospinning method is a solution spinning method, and the process yield is low in the case of the spinning solution used in the manufacture of nanofibers. It is only less than 30%, and the manufacturing cost of the product is high because the process cost is high, such as recovering or treating the used solvent. In addition, since the mechanical strength is low, it has a disadvantage that the nanofiber web product cannot be used alone.
또한, 종래의 멜트블로운 방식으로 제조된 흡음재의 경우, 단일 성분 또는 섬유경 차이가 크지 않은 섬유들이 섬유웹을 구성하게 되는데, 멜트블로운 방식에 의한 흡음재는 낮은 주파수 대역과 같이 특정 대역의 주파수에 대한 흡음 성능이 다소 미흡하여, 특정 영역의 주파수가 사용되는 장치나 장비에 사용되는 것이 어려운 단점이 있었다. 예컨대, 내연기관이 탑재된 차량에서는 멜트블로운 방식으로 제조된 부직포 형태의 흡음재에 의해 충분한 흡음 특성을 보이지만, 낮은 주파수 대역의 소음이 발생되는 전기모터가 탑재된 전기차량에서는 해당 대역에 대한 흡음 성능이 기준치 이하로 측정되므로 사용되기에 어려운 문제가 있었다.In addition, in the case of a sound absorbing material manufactured by the conventional melt blown method, fibers with a single component or a small difference in fiber diameter constitute a fiber web. The sound absorption performance for the is somewhat insufficient, so there was a disadvantage that it is difficult to use it for devices or equipment in which frequencies in a specific range are used. For example, a vehicle equipped with an internal combustion engine shows sufficient sound absorption characteristics due to a non-woven sound absorbing material manufactured by a melt blown method, but an electric vehicle equipped with an electric motor generating noise in a low frequency band has sound absorption performance for the corresponding band. Since it is measured below this standard value, there was a problem that it was difficult to use.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압착 가공 없이 비접촉식 가공으로 적층패드들을 합지할 수 있는 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치 및 이에 의해 제조된 흡음재를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a single-layer sound absorbing material for reducing noise in the audible frequency band in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed, which can laminate laminated pads by non-contact processing without compression processing It is to provide a manufacturing apparatus and a sound absorbing material produced thereby.
특히, 저주파 대역의 소음을 효과적으로 제거할 수 있는 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치 및 이에 의해 제조된 흡음재를 제공하는 것이다.In particular, to provide an apparatus for manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers that can effectively remove noise in a low frequency band are randomly mixed, and a sound absorbing material manufactured thereby.
또한, 가공시 흡음재의 흡음특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치 및 이에 의해 제조된 흡음재를 제공하는 것이다.In addition, an apparatus for manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in the audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed, which can prevent the sound absorbing material from deteriorating during processing, and a sound absorbing material manufactured by the same are provided is to do
그리고, 본 발명은 차량용 흡음재로 사용될 수 있도록 차량에서 발생되는 소음을 제거할 수 있으며, 특히 저주파 대역의 소음을 발생시키는 모터에 의한 소음을 효과적으로 제거할 수 있도록 하여 전기자동차용 흡음재로 사용될 수 있는 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치 및 이에 의해 제조된 흡음재를 제공하는 것이다.In addition, the present invention can remove noise generated in a vehicle so that it can be used as a sound absorbing material for a vehicle, and in particular, it can be used as a sound absorbing material for an electric vehicle by effectively removing noise caused by a motor that generates noise in a low frequency band. To provide an apparatus for manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which blown fibers and nanofibers are randomly mixed, and a sound absorbing material manufactured thereby.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치는, 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질의 베이스 흡음패드; 베이스 흡음패드의 두께 보다 얇은 두께로 이루어지고, 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 방사 방식에 의해 랜덤하게 혼합되어 단일층을 이루며, 베이스 흡음패드에 적층상태로 결합되는 부직포 재질의 하이브리드 흡음패드; 및 하이브리드 흡음패드를 베이스 흡음패드에 통기가능하게 부착시켜 고정하는 패스너;를 포함하고, 베이스 흡음패드와 패스너 및 하이브리드 흡음패드가 순차적으로 적층되며, 패스너가 통기가능한 구조를 갖는 박막의 열가소성 용융식 접착물질로 구성된 것을 특징으로 하는 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재가 안착되는 다공형 받침대; 받침대에 안착된 흡음재의 일측으로 패스너에 마련된 접착물질의 용융을 위한 열을 제공하는 히터;를 포함하고, 히터의 열에 의해 용융되는 패스너에 마련된 접착물질에 의해 흡음재의 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드를 합지시킨다.In order to achieve the above object, the sound absorbing material manufacturing apparatus for reducing noise in the audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention has a base of a foam material or non-woven fabric material having a predetermined thickness sound absorbing pad; A hybrid sound-absorbing pad made of non-woven fabric that is made of a thickness smaller than the thickness of the base sound-absorbing pad, microfibers and nanofibers are randomly mixed by a spinning method to form a single layer, and is bonded to the base sound-absorbing pad in a laminated state; and a fastener for attaching and fixing the hybrid sound-absorbing pad to the base sound-absorbing pad in a breathable manner, wherein the base sound-absorbing pad, the fastener, and the hybrid sound-absorbing pad are sequentially laminated, and the fastener is bonded by thermoplastic melt type having a breathable structure. A porous support on which a sound absorbing material for reducing noise in the audible frequency band is seated, characterized in that composed of a material; A heater that provides heat for melting the adhesive material provided on the fastener to one side of the sound absorbing material seated on the pedestal; and the base sound absorbing pad and the hybrid sound absorbing pad of the sound absorbing material are formed by the adhesive material provided on the fastener melted by the heat of the heater. combine
그리고, 받침대는, 흡음재를 이동시키는 메쉬 컨베이어 벨트로 구성되어 컨베이어의 구동모터에 의해 순환된다.And, the pedestal is composed of a mesh conveyor belt for moving the sound absorbing material and is circulated by a drive motor of the conveyor.
또한, 히터는, 접착물질의 용융을 위한 열을 발산하는 열원; 열원의 열을 흡음재로 송풍하는 블로워; 및 블로워에서 송풍되는 열풍을 격리시켜서 흡음재의 일측면에 확산상태로 안내하는 가이드 챔버;를 포함한다.In addition, the heater, a heat source for dissipating heat for melting the adhesive material; A blower for blowing heat from a heat source to a sound absorbing material; and a guide chamber for isolating the hot air blown from the blower and guiding it to one side of the sound absorbing material in a diffused state.
아울러, 흡음재의 타측에서 공기와 함께 히터의 열을 흡기하여 흡음재의 두께 방향으로 열을 투과시키는 썩션;을 더 포함할 수 있으며, 썩션은, 흡음재의 타측에 설치되어 흡음재를 투과하는 열풍을 포집하는 포집기; 및 포집기에 음압을 제공하는 흡기팬;을 포함한다.In addition, it may further include; a suction for absorbing heat from a heater together with air on the other side of the sound absorbing material and transmitting the heat in the thickness direction of the sound absorbing material, and the suction is installed on the other side of the sound absorbing material to collect hot air passing through the sound absorbing material. collector; and an intake fan providing negative pressure to the collector.
한편, 전술한 제조장치에 의해 제조되어, 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질의 베이스 흡음패드의 일측에, 베이스 흡음패드의 두께 보다 얇은 두께로 이루어지고, 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 방사 방식에 의해 랜덤하게 혼합되어 단일층을 이루며, 베이스 흡음패드에 적층상태로 결합되는 부직포 재질의 하이브리드 흡음패드가, 통기가능한 구조를 갖는 가소성 용융식 접착물질을 갖는 박막형 패스너에 의해 일체로 합지되는 흡음재가 제공된다.On the other hand, it is manufactured by the above-described manufacturing apparatus, and on one side of the base sound-absorbing pad made of a foam material or non-woven fabric material having a predetermined thickness, it is made of a thickness smaller than the thickness of the base sound-absorbing pad, and microfibers and nanofibers are spun. The hybrid sound-absorbing pad made of non-woven fabric, which is randomly mixed to form a single layer and bonded to the base sound-absorbing pad in a laminated state, and the sound-absorbing material integrally laminated by a thin-film fastener having a plastic melt-type adhesive material having a breathable structure Provided.
여기서, 패스너는, 하이브리드 흡음패드 및 베이스 흡음패드 사이에 개재되어 양면에 제각기 하이브리드 흡음패드 및 베이스 흡음패드가 밀착되고, 양면에 접착물질을 이루는 핫멜트가 용융가능하게 도포되어, 핫멜트를 통해 양면으로 하이브리드 흡음패드 및 베이스 흡음패드가 부착됨에 따라 하이브리드 흡음패드를 베이스 흡음패드에 부착시키며, 박막의 부직포로 구성되어 하이브리드 흡음패드 및 베이스 흡음패드를 통기시키는 박막의 핫멜트 부직포;로 구성된다.Here, the fastener is interposed between the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad so that the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad are closely adhered to each other on both sides, and the hot melt constituting the adhesive material is meltably applied to both sides, and the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad are meltably applied to both sides through the hot melt. As the sound absorbing pad and the base sound absorbing pad are attached, the hybrid sound absorbing pad is attached to the base sound absorbing pad, and is composed of a thin film of nonwoven fabric to ventilate the hybrid sound absorbing pad and the base sound absorbing pad.
전술한 바와 같은 본 발명은 핫멜트 열 융착을 통해 압착 가공 없이 비접촉식 가공으로 적층패드를 합지할 수 있으므로, 가공시 흡음특성의 저감을 방지할 수 있다.As described above, since the present invention can laminate the laminated pads by non-contact processing without compression processing through hot melt thermal bonding, it is possible to prevent a decrease in sound absorption characteristics during processing.
그리고, 본 발명은 마이크로 직경의 멜트블로운 섬유와 나노 직경의 나노 섬유가 혼재하므로, 나노 섬유에 의한 저주파 대역의 소음을 효과적으로 제거할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 고주파 소음의 흡음특성이 우수한 베이스 흡음패드와, 저주파 소음의 흡음특성이 우수한 하이브리드 흡음패드가 조합된 구조로 인해 상호 보완적으로 저주파 영역 및 고주파 영역에서의 흡음 특성이 향상될 수 있다.Further, since the present invention has a mixture of micro-diameter meltblown fibers and nano-diameter nanofibers, it is possible to effectively remove noise in a low frequency band caused by the nanofibers. That is, according to the present invention, due to the structure in which a base sound-absorbing pad excellent in sound-absorbing characteristics of high-frequency noise and a hybrid sound-absorbing pad excellent in sound-absorbing characteristics of low-frequency noise are combined, the sound-absorbing characteristics in the low-frequency and high-frequency regions are improved in a complementary manner. It can be.
또한, 본 발명에 의하면, 패스너를 통해 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드를 합지하여 단일체의 흡음재로 구성함에 따라, 나노 섬유가 복합된 하이브리드 흡음패드의 취급 및 후가공이 어려운 점을 극복할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 하이브리드 흡음패드의 내부에 나노 섬유가 분산되어 존재하면서 표면상에 노출되지 않으므로, 합지 가공이나 절곡 또는 절단 가공 등의 후가공 시 가공 작업이 용이하며 후가공시 나노 섬유의 손상을 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, by laminating the base sound absorbing pad and the hybrid sound absorbing pad through fasteners to form a single sound absorbing material, it is possible to overcome difficulties in handling and post-processing of the hybrid sound absorbing pad in which nanofibers are composited. In addition, according to the present invention, since the nanofibers are dispersed and present inside the hybrid sound-absorbing pad and are not exposed on the surface, processing operations such as laminating, bending, or cutting are easy and the nanofibers are not damaged during post-processing. can be minimized.
특히, 본 발명에 의하면, 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질의 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드와, 통기 가능한 구조의 패스너가 적층된 구조로, 제조시 열기가 가해질 경우 적층물에 대해 열이 통과될 수 있게 되므로, 베이스 흡음패드와 하이브리드 흡음패드 사이에 개재된 패스너의 열 용융이 원활하게 이뤄지면서 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드를 합지시키게 되며, 저 중량의 핫멜트 부직포 사용으로, 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드의 가공 형상에 영향을 미치지 않도록 하여 흡음성능을 향상시킨다.In particular, according to the present invention, a base sound-absorbing pad and a hybrid sound-absorbing pad made of a foam material or non-woven fabric having a predetermined thickness, and a fastener having a breathable structure are laminated, and when heat is applied during manufacturing, the laminate is heated. can pass through, so that the thermal melting of the fasteners interposed between the base sound-absorbing pad and the hybrid sound-absorbing pad is smoothly performed, and the base sound-absorbing pad and the hybrid sound-absorbing pad are laminated. And to improve the sound absorption performance by not affecting the processing shape of the hybrid sound absorption pad.
아울러, 본 발명에 의하면, 흡음특성을 저감시키는 기존의 열압착 합지가공 대신, 핫멜트로 구성된 패스너에 의해 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드를 열풍 융착하여 합지하게 되므로 흡음특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, the base sound-absorbing pad and the hybrid sound-absorbing pad are hot-air-fused and laminated by means of a fastener made of hot melt instead of the conventional thermal compression lamination process that reduces sound-absorbing properties, so that the sound-absorbing properties can be prevented from deteriorating. .
더욱이, 본 발명에 의하면, 가공이 용이한 베이스 흡음패드의 두께 조절을 통해 흡음재의 전체 두께를 원하는 수준으로 제공할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, the overall thickness of the sound absorbing material can be provided at a desired level by adjusting the thickness of the base sound absorbing pad, which is easy to process.
이에 더하여, 본 발명에 의하면, 열풍 가열을 통해 수계고분자인 PVA를 핫멜트 용융 공정 중에 가교 결합하게 되므로, 가교 반응을 통해 고분자의 분자구조가 변화되고 수분 노출에 대해 나노섬유의 형상을 유지하는 형태 안정성을 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, since the water-based polymer PVA is crosslinked during the hot melt melting process through hot air heating, the molecular structure of the polymer is changed through the crosslinking reaction and the shape stability of maintaining the shape of the nanofibers against moisture exposure can increase
그리고, 열풍 가열시 베이스 흡음패드와 하이브리드 흡음패드의 하측에서 열풍을 흡기시키도록 함에 따라, 열의 이동을 빠르게 순환시키는 바, 열풍이 적층패드를 온전하게 통과하게 되고 열풍이 통과하는 과정에서 가교 반응이 원활하게 진행될 수 있다.In addition, as the hot air is sucked from the lower side of the base sound absorbing pad and the hybrid sound absorbing pad when heated with hot air, the movement of heat is rapidly circulated, so that the hot air completely passes through the laminated pad, and a crosslinking reaction occurs in the process of passing the hot air can proceed smoothly.
또한, 적층패드에 가해지는 열기가 온전히 통과되면서 배출될 수 있게 되므로, 고온에 의해서 적층패드에 탄화물이 발생되는 것이 방지될 수 있다.In addition, since the heat applied to the laminated pad can be discharged while passing through it completely, generation of carbide in the laminated pad due to high temperature can be prevented.
도 1은 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재를 도시한 사시도;
도 2는 도 1의 흡음재를 도시한 단면도;
도 3은 멜트블로운 방식의 마이크로 섬유로 제조된 80g/㎡의 중량을 가진 베이스 흡음패드의 섬유웹을 촬영한 SEM 이미지;
도 4는 전기 방사 방식의 PVA 나노 섬유 및 멜트블로운 방식의 마이크로 섬유가 혼합된 80g/㎡의 중량을 가진 하이브리드 흡음패드의 섬유웹을 촬영한 SEM 이미지;
도 5는 전기 방사 방식의 PVA 나노 섬유로 제조된 나노섬유패드의 섬유웹을 촬영한 SEM 이미지;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재를 도시한 단면도;
도 7은 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치의 전체 구성을 도시한 개략도;
도 8은 도 7의 제조장치의 일부를 개략적으로 도시한 부분사시도;
도 9는 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조방법을 나타내는 흐름도;
도 10은 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조방법을 나타내는 흐름도;
도 11은 나노 섬유 PVA의 비수용성 항목에 대한 측정인 가교 평가 측정 결과를 나타낸 그래프 이미지; 및
도 12 내지 도 16은 각각의 실시예 및 비교예에 의한 흡음재에 대한 알파 캐빈 장비의 흡음 특성 측정 결과를 나타낸 그래프 이미지;를 도시한다.1 is a perspective view showing a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view showing the sound absorbing material of Figure 1;
3 is a SEM image of a fiber web of a base sound-absorbing pad having a weight of 80 g/m2 made of meltblown microfiber;
Figure 4 is a SEM image of a fiber web of a hybrid sound-absorbing pad having a weight of 80 g /
5 is an SEM image of a fiber web of a nanofiber pad made of electrospun PVA nanofibers;
6 is a cross-sectional view showing a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to another embodiment of the present invention;
Figure 7 is a schematic diagram showing the overall configuration of a manufacturing apparatus for a sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention;
Figure 8 is a partial perspective view schematically showing a part of the manufacturing apparatus of Figure 7;
9 is a flow chart showing a method for manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention;
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention;
Figure 11 is a graph image showing the cross-linking evaluation measurement result, which is a measurement of the water-insoluble item of the nanofiber PVA; and
12 to 16 show graph images showing the sound absorbing characteristics measurement results of the Alpha cabin equipment for the sound absorbing materials according to each Example and Comparative Example.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재를 도시한다.1 and 2 show a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention.
본 발명의 실시예에 의한 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 흡음패드(1), 하이브리드 흡음패드(2) 및 패스너(3)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to an embodiment of the present invention is a base sound absorbing pad (1), a hybrid It includes a sound absorbing pad (2) and a fastener (3).
베이스 흡음패드(1)는 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 베이스 흡음패드(1)는 발포 성형에 의해 제조되는 다공형 발포재로 형성되거나 멜트블로운 방사에 의해 제조되는 부직포로 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 멜트블로운 방사 방식으로 제조된 부직포가 사용된 것으로 설명하도록 한다. 본 실시예에 의하면, 베이스 흡음패드(1)는 고분자 섬유로 이루어진 부직포 재질로 형성될 수 있으며, PP(Poly Propylene), PE(Polyethylene), PET(Polyethylene Terephthalate), 나일론(Nylon) 또는 PLA(Poly Lactic Acid)와 같은 고분자를 용융하여 노즐을 통해 압출 분사 방사하는 멜트블로운 방사법으로 방사되어 제조되거나, 이들 고분자를 용융하여 노즐을 통해 압출 방사하여 만든 스테이플 섬유(Staple Fiber)를 에어레이드(Air-Laid)법이나 니들펀칭(Needle Punching)법 등의 다양한 부직포 제조 방식을 이용하여 제조될 수 있다. 베이스 흡음패드(1)는 전술한 바와 달리, 포러스 또는 마이크로 포러스가 형성된 다공성 발포폼으로 구성될 수도 있다. 이러한 다공성 발포폼은 예컨대, 우레탄이나 EVA 등의 합성수지나 고분자(중합체)로 제조할 수 있다.The base sound-absorbing
여기서, 베이스 흡음패드(1)를 멜트블로운 방사, 에어레이드 또는 니들펀칭법 등을 이용하여 제조하는 데 사용되는 방사 용액은 고분자 수지라면 제한없이 사용될 수 있다. 이러한 고분자 수지는 예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌 공중합체, 나일론, 폴리유산, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리올레핀, 피치 및 셀룰로오즈로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. Here, the spinning solution used to manufacture the base sound-absorbing
베이스 흡음패드(1)는 마이크로 사이즈의 섬유로 생성되며, 바람직하게는 1~15㎛의 직경을 가진다. 본 발명의 실시예에 따르면, 베이스 흡음패드(1)를 이루는 섬유의 크기는 평균 3㎛, 작게는 1㎛의 크기로 형성될 수 있다. 베이스 흡음패드(1)는 80~1,000g/㎡의 중량을 가질 수 있다.The base sound-absorbing
하이브리드 흡음패드(2)는 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합되어 단일층을 이룬다. 즉, 하이브리드 흡음패드(2)는 멜트블로운 방식으로 제조된 마이크로 직경의 마이크로 섬유와, 전기 방사 방식으로 제조된 나노 직경의 나노 섬유가 랜덤하게 혼합되는 구조로, 멜트블로잉 방식으로 토출되는 마이크로 섬유 및 전기 방사 방식으로 토출되는 나노 섬유가 혼합되면서 콜렉터에 수집됨에 따라, 복합 섬유 구조층을 가진 부직포 시트 형태로 형성된다. 즉, 하이브리드 흡음패드(2)는 두 종류의 방사액이 혼재되어 제조되는 혼합 섬유의 부직포로 이루어질 수 있으며, 고주파 흡음 특성에 유리한 마이크로 섬유 및 저주파 흡음 특성에 유리한 나노 섬유가 혼재되므로 흡음 특성이 향상될 수 있다.In the hybrid sound-absorbing
여기서, 하이브리드 흡음패드(2)를 제조하는데 사용되는 방사 용액은 나노 섬유 형성을 위한 전기 방사용 방사 용액과, 마이크로 섬유 형성을 위한 멜트 블로운 방사 용액으로, 두 개의 방사 용액이 사용될 수 있으며, 나노 섬유 형성을 위한 전기 방사용 방사 용액은 예컨대 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET) 수지, 폴리비닐리덴플루라이드(PVdF) 수지, 폴리비닐아세테이트(PVAc) 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리우레탄(PUR) 수지, 폴리부틸렌텔레프 탈레이트(PBT) 수지, 폴리비닐부틸랄 수지, 폴리비닐클로라이드(PVC) 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리유산(PLA) 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지, 폴리아미드(PA) 수지, 폴리비닐알콜(PVA) 수지, 폴리에틸렌이미드(PEI) 수지, 피치 수지, 폴리카 프로락톤(PCL) 수지, 폴리유산글리콜산(PLGA) 수지, 실크 용액, 셀룰로오스 용액, 키토산 용액으로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 다른 하나의 멜트 블로운 방사 용액은 전술한 베이스 흡음패드(1)를 제조하는데 사용되는 고분자 수지 용액이 이용될 수 있다.Here, the spinning solution used to manufacture the hybrid sound-absorbing
한편, 하이브리드 흡음패드(2)는 전술한 것처럼 전기 방사 및 멜트블로운에 방사에 의해 제작될 수 있는데, 이 중 나노 섬유 형성을 위한 전기 방사용 방사 용액의 경우 수계 용매가 함께 사용될 수 있다. 다이메틸폼아마이드(DMF)와 같은 유기 용매가 사용될 수도 있지만, 여러 단계의 용매 제거 공정을 수행하더라도 잔존하는 단점이 있으므로, 수계 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 일 예시로서, 폴리비닐 알코올(PVA)을 이용할 수 있다. 20%의 PVA 수용액을 사용하여 나노섬유를 제조하기 위한 용액 혼합 과정으로, 농도범위 15~30% 정도로 선택된 농도에 맞게 물과 PVA를 계량한 후 이를 교반조에 투입하여 80℃의 온도로 중탕하면서 4시간 이상 교반함에 따라 용액을 준비하게 된다. 이때, PVA는 비누화도(degree of saponification)가 70%~99%의 범위에서 선택된 원료로 사용될 수 있다. 그리고, 준비된 용액의 점도를 평가하여 사용하게 되는데, 1,000~5,000cP의 점도값을 갖는 용액을 이용할 수 있다. 이때, 점도가 이 범위보다 낮으면 나노 섬유의 형성이 원활히 이뤄지지 않고, 높으면 용액 공급이 원활하지 않게 되므로, 적정 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 달리, PVA 용매 대신에 다른 용매가 사용될 수도 있다.On the other hand, the hybrid sound-absorbing
본 실시예에서, 하이브리드 흡음패드(2)는 PP 또는 PET를 원료로 사용하고, 방사 온도 280℃, 토출량 100g/min, 사이드 에어 6CMM, 노즐과 컬렉터 사이 거리 890㎜, 라인 스피드 1.6m/min의 조건의 멜트블로운 방식과, PVA를 원료로 사용하고, 1g/min의 토출량(레귤레이터:6kgf/㎠), 사이드 에어 200LPM, 노즐과 멜트 블로운 방사 사이의 거리 500㎜, 45KV의 고전압 조건의 전기 방사 방식에 의해 마이크로 사이즈의 섬유 및 나노 사이즈의 섬유가 혼합 형성될 수 있으며, 바람직하게는 100 내지 900㎚의 직경을 가진 나노 섬유 및 1~15㎛의 직경을 가진 마이크로 섬유가 혼재한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 하이브리드 흡음패드(2)를 이루는 섬유의 크기는 평균 2.5㎛, 작게는 900㎚의 크기로 형성될 수 있다.In this embodiment, the hybrid sound-absorbing
이러한 하이브리드 흡음패드(2)는 베이스 흡음패드(1)의 전체 두께보다 얇은 두께로 형성된다. 하이브리드 흡음패드(2)의 두께는 예컨대 베이스 흡음패드(1)의 전체 두께에 대해 5~25%의 두께로 형성될 수 있다. This hybrid sound-absorbing pad (2) is formed with a thickness thinner than the total thickness of the base sound-absorbing pad (1). The thickness of the hybrid sound-absorbing
하이브리드 흡음패드(2)는 80g/㎡의 중량을 가질 수 있으며, 베이스 흡음패드(1)에 적층상태로 결합될 수 있다.The hybrid sound-absorbing
패스너(3)는 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2) 사이에 마련된다. 즉, 베이스 흡음패드(1)와 패스너(3) 및 하이브리드 흡음패드(2)가 순차적으로 적층된다. 이러한 패스너(3)는 하이브리드 흡음패드(2)를 베이스 흡음패드(1)에 통기 가능하게 부착시켜 고정시킨다. 여기서, 패스너(3)는 하이브리드 흡음패드(2) 및 베이스 흡음패드(1) 사이에 개재되고, 양면에 제각기 하이브리드 흡음패드(2) 및 베이스 흡음패드(1)가 밀착되며, 양면에 핫멜트 접착제가 용융 가능하게 도포되어, 핫멜트 접착제를 통해 양면으로 하이브리드 흡음패드(2) 및 베이스 흡음패드(1)가 부착됨에 따라 하이브리드 흡음패드(2)를 베이스 흡음패드(1)에 부착시킨다. 패스너(3)는 박막의 부직포로 구성되어 하이브리드 흡음패드(2) 및 베이스 흡음패드(1)를 통기시키는 박막 형태의 핫멜트 부직포로 구성될 수 있다. 핫멜트 부직포는 통상적으로 사용되는 박막의 핫멜트 부직포이다. 따라서, 당업자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명은 생략한다.The
이러한 패스너(3)는, 핫멜트 부직포의 중량이 1.5~5.0g/㎡으로 구성될 수 있다. 이때, 패스너(3)는 1.5g/㎡ 이하의 중량으로 구성될 경우 접착 특성이 낮아지는 문제가 있고, 5.0g/㎡ 이상의 중량으로 구성될 경우 흡음재의 흡음특성에 직접적인 영향을 미치는 것은 아니나 사용량 증가로 생산비용이 증대되는 문제가 있기 때문에, 적정 중량 내에서 사용되는 것이 바람직하며, 일 예시로서 3g/㎡의 저중량으로 제공될 수 있다.Such a
패스너(3)는 후술되는 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치 또는 제조방법에 의해 열 융착되어 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)를 합지시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 흡음재는 패스너(3)가 용융되면서 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)를 합지시켜 단일체의 흡음재로 제공될 수 있다.The
이와 같이 구성된 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 고주파 소음의 흡음특성이 우수한 베이스 흡음패드(1)와, 저주파 소음의 흡음특성이 우수한 하이브리드 흡음패드(2)가 조합된 구조로 인해 상호 보완적으로 저주파 영역 및 고주파 영역에서의 흡음 특성이 향상될 수 있다.The sound absorbing material for reducing noise in the audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers of the present invention are randomly mixed as described above is a base sound absorbing pad (1) having excellent sound absorbing characteristics of high frequency noise, and sound absorbing of low frequency noise Due to the structure in which the hybrid sound-absorbing
또한, 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 패스너(3)를 통해 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)를 합지하여 단일의 부재로 구성함에 따라, 나노 섬유가 복합된 하이브리드 흡음패드(2)의 취급 및 후가공이 어려운 점을 극복할 수 있다. 그리고, 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 하이브리드 흡음패드(20)의 내부에 나노 섬유가 분산되어 존재하면서 표면상에 노출되지 않으므로, 합지 가공이나 절곡 또는 절단 가공 등의 후가공 시 가공 작업이 용이하며 후가공시 나노 섬유의 손상을 최소화할 수 있다.In addition, the sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention is a base sound absorbing pad (1) and a hybrid sound absorbing pad (2) through a fastener (3). As it is laminated to form a single member, it is possible to overcome difficulties in handling and post-processing of the hybrid sound-absorbing
특히, 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는 부직포 재질의 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)와, 통기 가능한 구조의 패스너(3)가 적층된 구조로, 제조시 열기가 가해질 경우 적층물에 대해 열이 통과될 수 있게 되므로, 베이스 흡음패드(1)와 하이브리드 흡음패드(2) 사이에 개재된 패스너(3)의 열 용융이 원활하게 이뤄지면서 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)를 합지시키게 되며, 저 중량의 핫멜트 부직포 사용으로, 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)의 가공 형상에 영향을 미치지 않도록 하여 흡음성능을 향상시킨다.In particular, the sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention has a non-woven base sound absorbing pad (1) and a hybrid sound absorbing pad (2), and a breathable structure Since the
아울러, 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 흡음특성을 저감시키는 기존의 열압착 합지가공 대신, 핫멜트로 구성된 패스너(3)에 의해 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)를 열풍 융착하여 합지하게 되므로 흡음특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention is a fastener (3) composed of hot melt instead of conventional thermal compression lamination processing that reduces sound absorption characteristics Since the base sound-absorbing
더욱이, 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 발포 성형 또는 멜트블로운 방사 방식에 의해 제조되거나, 고분자 용융에 의해 방사된 스테이플 섬유를 에어레이드법이나 니들펀칭법 등의 다양한 부직포 제조 방법을 통해 제조됨에 따라, 비교적 가공이 용이한 베이스 흡음패드(1)의 두께 조절을 통해 흡음재의 전체 두께를 원하는 수준으로 제공할 수 있다.Furthermore, the sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which the meltblown fibers and nanofibers of the present invention are randomly mixed is manufactured by foam molding or meltblown spinning method, or staple spun by polymer melting As the fibers are manufactured through various nonwoven fabric manufacturing methods such as an air-laid method or a needle punching method, the overall thickness of the sound-absorbing material can be provided at a desired level by adjusting the thickness of the base sound-absorbing
이에 더하여, 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 열풍 가열을 통해 수계고분자인 PVA를 핫멜트 용융 공정 중에 가교 결합하게 되므로, 가교 반응을 통해 고분자의 분자구조가 변화되고 수분 노출에 대해 나노섬유의 형상을 유지하는 형태 안정성을 높일 수 있다.In addition, the sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which the meltblown fibers and nanofibers of the present invention are randomly mixed is crosslinked with PVA, a water-based polymer, during the hot melt melting process through hot air heating, so crosslinking Through the reaction, the molecular structure of the polymer is changed, and the shape stability of maintaining the shape of the nanofiber against moisture exposure can be increased.
아래의 표 1은 단일의 멜트블로운 섬유로만 구성된 흡음재의 방사조건 및 필터 성능을 나타내고, 표 2는 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 방사조건 및 필터 성능을 나타낸 표이다.Table 1 below shows the radiation conditions and filter performance of the sound absorbing material composed of only a single meltblown fiber, and Table 2 shows noise reduction in the audible frequency band of a single layer in which the meltblown fibers and nanofibers of the present invention are randomly mixed This is a table showing the radiation conditions and filter performance of the sound-absorbing material for use.
Name.Sample
Name.
온도
(℃)spin beam
temperature
(℃)
(g/min)Feeder discharge amount
(g/min)
(m/min)Line Speed
(m/min)
300℃6CMM,
300℃
Name.Sample
Name.
방법radiation
method
(g/min)Feeder discharge amount
(g/min)
(m/min)Line Speed
(m/min)
온도
(℃)spin beam
temperature
(℃)
흡음재mixed fibers
sound absorbing material
BlownMlet
Blown
300℃6CMM,
300℃
표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명의 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 전기방사에 의한 나노 섬유의 혼입 중량이 명확하게 측정되진 않았지만, 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유 혼합에 의해 필터 성능을 나타내는 효율(%) 항목에서, 기존 37.22%에서 64.88%로 2배 가까이 향상된 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 흡음 특성에 있어 효과적인 것을 알 수 있었다.Referring to Tables 1 and 2, the mixing weight of the nanofibers by electrospinning of the sound absorbing material for reducing noise in the audible frequency band of a single layer in which the meltblown fibers and nanofibers of the present invention are randomly mixed is not clearly measured. However, in the efficiency (%) item representing filter performance by mixing meltblown fibers and nanofibers, it was confirmed that it was improved by nearly two times from 37.22% to 64.88%, and through this, it was found that it was effective in sound absorption characteristics. .
이와 관련하여, 도 3은 멜트블로운 방식의 마이크로 섬유로 제조된 80g/㎡의 중량을 가진 베이스 흡음패드의 섬유웹을 촬영한 SEM 이미지이고, 도 4는 전기 방사 방식의 PVA 나노 섬유 및 멜트블로운 방식의 마이크로 섬유가 혼합된 80g/㎡의 중량을 가진 하이브리드 흡음패드의 섬유웹을 촬영한 SEM 이미지이며, 도 5는 전기 방사 방식의 PVA 나노 섬유로 제조된 나노섬유패드의 섬유웹을 촬영한 SEM 이미지를 도시한 도면이다.In this regard, FIG. 3 is a SEM image of a fiber web of a base sound-absorbing pad having a weight of 80 g/m2 made of meltblown microfibers, and FIG. 4 is an electrospinning PVA nanofiber and meltblown. This is a SEM image of a fiber web of a hybrid sound-absorbing pad with a weight of 80 g / ㎡ in which microfibers of a new method are mixed, and FIG. 5 is a photograph of a fiber web of a nanofiber pad made of electrospinning PVA nanofibers. It is a drawing showing the SEM image.
도 3을 참고하면, 멜트블로운 방식으로 제조된 베이스 흡음패드(1)의 섬유 웹에서는 평균 3㎛, 최소 1㎛의 직경을 가진 마이크로 섬유만 관찰되었다.Referring to FIG. 3, in the fiber web of the base sound-absorbing
도 4를 참고하면, 멜트블로운 및 전기방사 방식으로 제조된 하이브리드 흡음패드(2)의 섬유 웹에서는 평균 2.5㎛, 최소 800㎚의 직경을 가진 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 관찰되었다.Referring to FIG. 4 , microfibers and nanofibers having an average diameter of 2.5 μm and a minimum diameter of 800 nm were observed in the fiber web of the hybrid sound-absorbing
도 5를 참고하면, 전기방사 방식으로 제조된 나노섬유패드의 섬유 웹에서는 평균 300㎚, 최소 170㎚의 직경을 가진 나노 섬유가 관찰되는 것을 확인하였다.Referring to FIG. 5, it was confirmed that nanofibers having an average diameter of 300 nm and a minimum diameter of 170 nm were observed in the fiber web of the nanofiber pad prepared by the electrospinning method.
이처럼, 멜트블로운 및 전기방사 방식으로 제조된 하이브리드 흡음패드(2)에서, 육안으로 확인 가능한 나노미터급 섬유경이 검출되었다. 전술한 표 1 및 표 2를 다시 참조하면, 베이스 흡음패드(1)와 하이브리드 흡음패드(2)를 비교시, 하이브리드 흡음패드(2)에서 필터 효율이 상승되는 것을 알 수 있으며, 이는 나노 섬유의 혼입에 의한 효과로 판단할 수 있다. 이러한 나노 섬유에 대한 판단 근거는, SEM 이미지 분석 결과로 도면에 도시된 것처럼, 미세 나노 섬유의 관찰 및 나노 섬유의 육안 확인을 통한 것이다.In this way, in the hybrid sound-absorbing
비록, 하이브리드 흡음패드(2)의 섬유 웹(도 4)에서는 나노섬유패드(도 5)에서 관찰되는 섬유 직경 크기인 300㎚의 섬유를 찾을 수 없었지만, PVA 나노 섬유가 혼합되는 과정에서 멜트블로운 섬유 안으로 나노섬유가 침투되면서 층을 이루고 있으므로, 평면상에서 SEM 관찰시 해당 크기의 섬유 관찰이 어려운 것으로 판단된다.Although, in the fiber web (FIG. 4) of the hybrid sound-absorbing pad (2), fibers of 300 nm, which is the fiber diameter size observed in the nanofiber pad (FIG. 5), could not be found, but meltblown in the process of mixing PVA nanofibers. Since the nanofibers penetrate into the fibers and form a layer, it is difficult to observe the fibers of the corresponding size when observing the SEM on a plane.
따라서, 패스너(3)에 의한 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)의 합지시, 흡음 성능이 향상될 수 있다.Therefore, when the base sound-absorbing
한편, 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재는, 도 6에 도시된 바와 같이, 하이브리드 흡음패드(2) 및 패스너(3)의 반대편에서 베이스 흡음패드(1)와 적층되는 제2 하이브리드 흡음패드(4) 및 제2 패스너(5)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 흡음재는 복합섬유의 패드가 양면에 부착된 구조를 이룬다. 본 실시예에 따른 흡음재는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 전술한 실시예의 구성과 동일한 구성으로 이루어진다. 이에, 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.On the other hand, the sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention is, as shown in FIG. 6, a hybrid sound absorbing pad (2) and a fastener (3) It may further include a second hybrid sound-absorbing pad 4 and a second fastener 5 laminated with the base sound-absorbing
따라서, 본 실시예에 따른 흡음재는, 도 6에 도시된 바와 같이 복합섬유의 하이브리드 흡음패드(2, 4)가 패스너(3, 5)를 통해 베이스 흡음패드(1)의 양면에 합지된 구조를 이루므로, 복합섬유에 의한 흡음 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, the sound absorbing material according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, has a structure in which hybrid
도 7은 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치의 전체 구성을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치의 일부를 개략적으로 도시한 부분사시도이다.7 is a view showing the overall configuration of a manufacturing apparatus for a sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention, and FIG. 8 is a view showing the meltblown according to the present invention It is a partial perspective view schematically showing a part of a manufacturing apparatus for a sound absorbing material for reducing noise in audible frequency band of a single layer in which raw fibers and nanofibers are randomly mixed.
본 발명의 실시예에 의한 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치는, 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질의 베이스 흡음패드(1)와, 베이스 흡음패드(1)의 두께 보다 얇은 두께로 이루어지고, 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 방사 방식에 의해 랜덤하게 혼합되어 단일층을 이루며, 베이스 흡음패드(1)에 적층상태로 결합되는 부직포 재질의 하이브리드 흡음패드(2) 및 하이브리드 흡음패드(2)를 베이스 흡음패드(1)에 통기가능하게 부착시켜 고정하는 패스너(3)를 포함하고, 베이스 흡음패드(1)와 패스너(3) 및 하이브리드 흡음패드(2)가 순차적으로 적층되며, 패스너(3)가 통기가능한 구조를 갖는 박막의 열가소성 용융식 접착물질로 구성된 것을 특징으로 하는 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재를 제조하기 위한 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 적층패드인 흡음재(10)가 안착되는 받침대(20), 히터(30) 및 썩션(40)을 포함한다.An apparatus for manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to an embodiment of the present invention is a base sound absorbing pad made of a foam material or nonwoven fabric material having a predetermined thickness (1) and is made of a thickness thinner than the thickness of the base sound-absorbing pad (1), and the microfibers and nanofibers are randomly mixed by a spinning method to form a single layer, and are bonded to the base sound-absorbing pad (1) in a laminated state. A hybrid sound-absorbing pad (2) made of a non-woven fabric and a fastener (3) for attaching and fixing the hybrid sound-absorbing pad (2) to the base sound-absorbing pad (1) in a breathable manner, the base sound-absorbing pad (1) and the fastener (3) ) And the hybrid sound-absorbing pad (2) are sequentially laminated, and the fastener (3) is composed of a thin film thermoplastic melt-type adhesive material having a breathable structure. To manufacture a sound-absorbing material for reducing noise in the audible frequency band As shown in FIG. 7, it includes a
받침대(20)는 흡음재(10)를 일 방향으로 이송하기 위한 것으로, 베이스 흡음패드(1)와 패스너(3) 및 하이브리드 흡음패드(2)가 순차적으로 적층된 흡음재(10)가 안착된 상태로 흡음재(10)를 이동시키는 컨베이어로 구성될 수 있다.The
받침대(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 구동 모터(21), 롤러(22) 및 컨베이어 벨트(23)를 포함한다. 즉, 받침대(20)는 구동 모터(21)에 의해 회전되는 롤러(22)가 양측에 각기 배치되고, 롤러(22)에 감져져 구동 모터(21)의 작동으로 순환 회전되는 컨베이어 벨트(23)로 구성된다. 받침대(20)의 컨베이어 벨트(23)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 공기연결구(23a)가 형성된 다공성의 철망으로 구성되는 메쉬 컨베이어 벨트로 제공될 수 있다. 받침대(20)는 0.5m/min의 속도로 흡음재(10)를 이송하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the
히터(30)는 흡음재(10)에 대해 열을 제공하기 위한 것으로, 흡음재(10)가 이송되는 받침대(20)의 상측에 설치되며, 흡음재(10)의 일측으로 열을 제공함에 따라 흡음재(10)에 포함된 접착물질이 용융될 수 있도록 한다. 히터(30)는 도 7에 도시된 바와 같이, 열원(31), 블로워(32) 및 가이드 챔버(33)를 포함한다.The
열원(31)은 받침대(20)와 이격되게 배치되고, 흡음재(10)에 포함된 접착물질의 용융을 위한 열을 발산한다. 열원(31)은 코일이나 열선 등으로 구성될 수 있으며, 열을 발산하게 된다.The
블로워(32)는 열원(31)의 전방 또는 후방측에 배치되어 열원(31)의 열을 흡음재(10)로 송풍하도록 구성될 수 있다. 즉, 블로워(32)는 열원(31)의 전방측에 배치되어 후방측 열을 전방으로 전달하거나, 열원(31)의 후방측에 배치되어 전방을 향해 바람을 제공하여 열을 열풍으로 전달할 수 있다.The
가이드 챔버(33)는 내부에 열원(31) 및 블로워(32)를 수용한다. 가이드 챔버(33)는 열원(31) 및 블로워(32)에 의한 열풍이 받침대(20) 상에서 이동되는 흡음재(10)의 표면에 원활히 공급되도록 열풍을 안내한다. 이러한 가이드 챔버(33)는 열원(31) 및 블로워(32)가 설치되는 고정부(33a) 및 고정부(33a)에서 방사상으로 확장되도록 연장 형성되어 열풍을 확산시키는 확산부(33b)로 구성될 수 있다. 가이드 챔버(33)는 내부에서 발생되는 열풍이 확산부(33b)를 통해 확산되면서 흡음재(10)의 표면 전체에 원활히 공급되도록 유도한다.The
이처럼, 히터(30)는 열원(31)의 열기를 블로워(32)를 통해 열풍으로 생성하여 가이드 챔버(33)를 거쳐 흡음재(10)에 전달한다. 히터(30)는 대략 110℃의 온도로 설정된 열풍을 제공할 수 있다. As such, the
또한, 히터(30)는 받침대(20)에서 이송되는 흡음재(10)와 직접적으로 마주하게 되는 열융착 구간(H)이 50㎝~120㎝의 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 히터(30)는 열융착 구간의 길이가 열원(31)이 설치되는 가이드 챔버(33)의 크기에 의해 정해질 수 있다. 이때, 히터(30)에 의한 열융착 구간의 길이가 50㎝보다 짧게 형성될 경우, 흡음재(10)에 포함된 접착물질의 열 융착에 의한 합지가 미흡하게 달성되는 문제가 있고, 열융착 구간의 길이가 120㎝보다 길게 형성될 경우 흡음재(10)에 가해지는 열풍이 장시간 노출됨에 따라 흡음재(10)에 탄화물이 발생되는 문제가 있으므로, 적정 길이 내에서 설정되는 것이 바람직하다. 일 예시로서, 본 발명의 히터(30)에 의한 열융착 구간의 길이는 90㎝로 구성될 수 있다. In addition, in the
썩션(40)은 흡음재(10)에 가해지는 열을 흡기하기 위한 것으로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 흡음재(10)가 이송되는 받침대(20)의 하측에 설치된다. 썩션(40)은 흡음재(10)의 타측에서 공기와 함께 히터(30)의 열을 흡기하여, 흡음재(10)의 두께 방향으로 열이 투과되며 이동되도록 한다. 즉. 썩션(40)은 히터(30)에서 흡음재(10)로 제공되는 열풍이 흡음재(10)를 통과하며 흡음재(10)에 열을 가하도록 유도한다. 썩션(40)은 도 7에 도시된 바와 같이, 흡음재(10)의 타측에 설치되는 포집기(41) 및 흡기팬(42)을 포함한다.The
포집기(41)는 흡음재(10)를 투과하는 히터(30)의 열풍을 포집한다. 포집기(41)는 받침대(20)의 하측에 인접 또는 밀착되게 설치될 수 있으며, 히터(30)가 설치되는 열 융착 구간에 걸쳐 배치될 수 있다. 포집기(41)는 히터(30)에 의해 제공되는 열을 포집한다.The
흡기팬(42)은 포집기(41)와 연결되며, 히터(30)에서 제공된 열이 포집기(41)를 통해 포집되도록 포집기(41)에 음압을 제공한다.The
포집기(41)를 통해 포집된 열풍은 외부와 연결된 배기관(43)을 통해 외부로 배출된다.The hot air collected through the
이때, 썩션(40)은 히터(30)에 의해 형성되는 열 융착 구간과 대응하는 길이를 갖도록 구성될 수 있지만, 이와 다르게 히터(30)에 의한 열 융착 구간을 통과하게 된 흡음재(10)에 냉각을 위해 지속적인 열 배출을 가하도록 히터(30)의 길이보다 긴 길이로 구성될 수도 있다.At this time, the
이러한 썩션(40)의 구성은 통상적으로 사용되는 흡기 장치나 열 배출 장치로 구성될 수 있다. 따라서, 당업자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명은 생략한다.The configuration of the
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치의 작동을 설명하도록 한다.The operation of the apparatus for manufacturing a sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention configured as described above will be described.
먼저, 받침대(20)는 컨베이어 벨트(23) 상에 거치된 흡음재(10)를 일 방향으로 이송시킨다. 일 예시로서, 받침대(20)는 0.5m/min의 이송 속도로 흡음재(10)를 이송시킬 수 있다.First, the
받침대(20)에 의해 이송되는 흡음재(10)는 히터(30) 및 썩션(40)이 위치한 열융착 구간을 통과하게 된다.The
그리고, 히터(30)는 흡음재(10)에 열풍을 가하게 된다. 일 예시로서, 히터(30)는 110℃의 고온으로 흡음재(10)의 표면에 열풍을 가하게 되고, 흡음재(10)에 포함된 접착물질이 열 융착될 수 있게 유도한다. 히터(30)는 전술한 받침대(20)에 의해 0.5m/min의 이송 속도로 이송되는 흡음재(10)에 대해 약 100여초 동안 열풍을 가하게 된다.Then, the
이때, 썩션(40)은 히터(30)가 흡음재(10)에 열풍을 가하는 동안에, 받침대(20)의 하부에서 공기와 함께 히터(30)에 의한 열을 흡기하여 흡음재(10)의 두께 방향으로 열이 투과되도록 한다. At this time, while the
이에, 흡음재(10)의 표면 상에 가해지는 가열 공기가 흡음재(10)를 용이하게 통과하게 되며, 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2) 사이에 개재된 패스너(3)의 접착물질이 용융된다.Thus, the heated air applied on the surface of the
그리고, 썩션(40)은 흡입 배기에 의해 형성된 차압으로 흡음재(10) 상층의 하이브리드 흡음패드(2) 및 하층의 베이스 흡음패드(1)가 서로 밀착되게 하고, 중간층의 용융된 패스너(3)가 상층 및 하층 각각에 부착되면서 합지가 이루어지도록 한다. In addition, the
즉, 열풍 가열을 통해 열 융착되는 패스너(3)의 접착물질에 의해 흡음재(10)의 베이스 흡음패드(1) 및 하이브리드 흡음패드(2)가 합지된다.That is, the base sound-absorbing
여기서, 받침대(20)는 흡음재(10)를 이동시키는 컨베이어 벨트(23)가 다공을 갖는 메쉬형으로 구성됨에 따라, 히터(30)에 의한 열풍의 배출과 썩션(40)에 의한 흡입이 원활히 수행될 수 있다.Here, as the
또한, 히터(30)는 가이드 챔버(33)를 통해 내부에서 발생되는 열풍이 흡음재(10)의 표면 전체에 원활히 공급되도록 유도하여, 패스너(3)의 접착물질이 고르게 융착될 수 있게 하며, 일부 영역에 열이 집중되지 않도록 하여 흡음재(10)에 탄화물이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the
아울러, 썩션(40)은 히터(30)에서 제공되는 열풍이 받침대(20) 상에서 이송되는 흡음재(10)를 거쳐 완전히 배출될 수 있도록 받침대(20)와 근접하게 배치되어 흡기 동작을 수행할 수 있다.In addition, the
게다가, 썩션(40)은 히터(30)로부터 발생되는 열이 흡음재(10)에 원활하게 투과되도록 유도하는 바, 열에 의해 온도가 올라간 흡음재(10)의 열을 흡기함에 따라, 접착물질의 용융 후 접착 작용시 흡음재(10)가 빠르게 냉각되도록 한다. 그리고, 썩션(40)은 열의 이동을 빠르게 순환시켜, 고온에 의해 흡음재(10)에 탄화물이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the
그리고, 썩션(40)은 히터(30)의 설치구간보다 연장되면서, 히터(30)에 의한 열 공급이 중단된 이후 잔여열에 의한 탄화물 발생 및 냉각 속도 저하를 방지할 수 있다.In addition, the
도 9는 본 발명에 따른 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치를 이용한 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart schematically illustrating a manufacturing method using a manufacturing apparatus for a single-layered sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to the present invention.
본 발명의 실시예에 의한 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치를 이용한 제조방법은, 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질의 베이스 흡음패드(1)와, 베이스 흡음패드(1)의 두께 보다 얇은 두께로 이루어지고, 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 방사 방식에 의해 랜덤하게 혼합되어 단일층을 이루며, 베이스 흡음패드(1)에 적층상태로 결합되는 부직포 재질의 하이브리드 흡음패드(2) 및 하이브리드 흡음패드(2)를 베이스 흡음패드(1)에 통기가능하게 부착시켜 고정하는 패스너(3)를 포함하고, 베이스 흡음패드(1)와 패스너(3) 및 하이브리드 흡음패드(2)가 순차적으로 적층되며, 패스너(3)가 통기가능한 구조를 갖는 박막의 열가소성 용융식 접착물질로 구성된 것을 특징으로 하는 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재를 제조하기 위한 것이다.A manufacturing method using a manufacturing apparatus for a sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to an embodiment of the present invention is a foam material or non-woven fabric material having a predetermined thickness of the base sound-absorbing pad (1) and a thickness smaller than the thickness of the base sound-absorbing pad (1), and the microfibers and nanofibers are randomly mixed by a spinning method to form a single layer, and the base sound-absorbing pad (1) A hybrid sound-absorbing pad (2) made of non-woven fabric coupled in a laminated state and a fastener (3) for attaching and fixing the hybrid sound-absorbing pad (2) to the base sound-absorbing pad (1) in a breathable manner, the base sound-absorbing pad (1) The
이를 위해, 본 발명의 실시예에 의한 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재의 제조장치를 이용하여 흡음재를 제조하는 제조방법은, 도 9에 도시된 바와 같이, 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질의 베이스 흡음패드를 받침대에 배치하는 베이스 흡음패드 배치단계(S110), 베이스 흡음패드에 용융식 접착물질을 갖는 박막형 패스너를 적층하는 박막형 패스너 적층단계(S120), 박막형 패스너가 적층된 베이스 흡음패드에 부직포 재질의 하이브리드 흡음패드를 적층시켜서 적층패드를 형성하는 적층패드 형성단계(S130) 및 패스너의 접착물질을 용융시켜 하이브리드 흡음패드를 베이스 흡음패드에 부착시키는 패드 부착단계(S140)를 포함할 수 있다.To this end, a manufacturing method for manufacturing a sound absorbing material using a manufacturing apparatus for a sound absorbing material for reducing noise in the audio frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 9 As shown, a base sound-absorbing pad arrangement step (S110) of disposing a base sound-absorbing pad made of a foam material or non-woven fabric having a predetermined thickness on a pedestal, and a thin film type fastener having a melt-type adhesive material laminated on the base sound-absorbing pad. Fastener laminating step (S120), laminated pad forming step (S130) of forming a laminated pad by laminating a hybrid sound-absorbing pad made of non-woven fabric on the base sound-absorbing pad on which thin film fasteners are laminated (S130), and melting the adhesive material of the fastener to form the hybrid sound-absorbing pad on the base It may include a pad attaching step (S140) of attaching to the sound absorbing pad.
상세하게는, 베이스 흡음패드 배치단계(S110)에서는, 소정의 두께를 갖는 발포재 재질이나 부직포 재질의 베이스 흡음패드(1)를 받침대(20)에 배치한다.In detail, in the base sound-absorbing pad arrangement step (S110), a base sound-absorbing
베이스 흡음패드 배치단계(S110)에서 받침대(20)에 배치되는 베이스 흡음패드(1)는, PP, PE, PET, Nylon 또는 PLA 등과 같은 고분자를 사용하여 제조될 수 있으며, 예컨대 PET 방사 용액을 사용하여 멜트블로운 제조 방식에 의해 마이크로 사이즈의 섬유로 생성될 수 있고, 바람직하게는 1~15㎛의 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 베이스 흡음패드(1)를 이루는 섬유의 크기는 평균 3㎛, 작게는 1㎛의 크기로 형성될 수 있다. 여기서, 베이스 흡음패드(1)는 400g/㎡의 중량을 가질 수 있다. 이때, 베이스 흡음패드 배치단계(S110)에서 베이스 흡음패드(1)가 배치되는 받침대(20)는 베이스 흡음패드(1)의 이동을 위해 컨베이어 벨트(23)로 구성될 수 있으며, 컨베이어 벨트(23)는 다공성의 철망으로 구성되는 메쉬 컨베이어 벨트로 로 제공될 수 있다. 또한, 받침대(20)는 0.5m/min의 속도로 흡음재(10)를 이송하도록 구성될 수 있다.In the base sound-absorbing pad arrangement step (S110), the base sound-absorbing
박막형 패스너 적층단계(S120)에서는, 통기가능한 구조를 갖는 용융식 접착물질을 갖는 박막형 패스너(3)를 베이스 흡음패드(1)의 표면에 적층한다.In the thin film fastener lamination step (S120), a
박막형 패스너 적층단계(S120)에서 베이스 흡음패드(1)에 적층되는 패스너(3)의 접착물질은, 핫멜트가 용융가능하게 도포된 박막의 핫멜트 부직포로 이루어진 접착물질로 형성될 수 있으며, 핫멜트 부직포의 중량이 1.5~5.0g/㎡으로 구성된 단일 레이어인 패스너(3)로 제공될 수 있다. 일 예시로서, 패스너(3)는 3g/㎡의 중량으로 형성될 수 있다.In the thin-film fastener lamination step (S120), the adhesive material of the
적층패드 형성단계(S130)에서는, 베이스 흡음패드(1)의 두께 보다 얇은 두께로 이루어지고, 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 방사 방식에 의해 랜덤하게 혼합되어 단일층을 이루는 부직포 재질의 하이브리드 흡음패드(2)를 패스너(3) 상에 적층시킨다. 즉, 베이스 흡음패드(1), 패스너(3) 및 하이브리드 흡음패드(2)가 연속으로 적층된 적층패드를 형성하게 된다.In the laminated pad forming step (S130), the hybrid sound-absorbing pad made of a non-woven fabric material having a thickness smaller than the thickness of the base sound-absorbing
적층패드 형성단계(S130)에서 패스너(3)에 적층되는 하이브리드 흡음패드(2)는 멜트 블로운 방식 및 전기 방사 방식에 의해 마이크로 섬유 및 나노 섬유가 혼합된 복합 섬유로 생성될 수 있고, 바람직하게는 100 내지 900㎚의 직경을 가진 나노 섬유 및 1~15㎛의 직경을 가진 마이크로 섬유가 혼재할 수 있다. 예컨대, 하이브리드 흡음패드(2)를 이루는 섬유의 크기는 평균 2.5㎛, 작게는 900㎚의 크기로 형성될 수 있다. 여기서, 하이브리드 흡음패드(2)는 베이스 흡음패드(1)의 전체 두께보다 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 예컨대 베이스 흡음패드(1)의 전체 두께에 대해 5~25%의 두께로 형성될 수 있다. 그리고, 하이브리드 흡음패드(2)는 80g/㎡의 중량을 가질 수 있다.In the laminated pad forming step (S130), the hybrid sound-absorbing
또한, 본 실시예에서, 적층된 하이브리드 흡음패드(2)는 PP 또는 PET를 원료로 사용하고, 방사 온도 280℃, 토출량 100g/min, 사이드 에어 6CMM, 노즐과 컬렉터 사이 거리 890㎜, 라인 스피드 1.6m/min의 조건의 멜트블로운 방식과, PVA를 원료로 사용하고, 1g/min의 토출량(레귤레이터:6kgf/㎠), 사이드 에어 200LPM, 노즐과 멜트 블로운 방사 사이의 거리 500㎜, 45KV의 고전압 조건의 전기 방사 방식에 의해 마이크로 사이즈의 섬유 및 나노 사이즈의 섬유가 혼합 형성된 부직포가 사용될 수 있다. In addition, in this embodiment, the laminated hybrid sound-absorbing
패드 부착단계(S140)는 받침대(20), 히터(30) 및 썩션(40)에 의하여 이루어진다.The pad attaching step (S140) is performed by the
패드 부착단계(S140)에서는, 접착물질을 용융시켜서 하이브리드 흡음패드(2)를 베이스 흡음패드(1)에 부착시킨다. 패드 부착단계(S140)는 받침대(20)에 의해 이송되는 적층패드에 히터(30)를 통해 열풍을 공급하여 접착물질이 용융되도록 하고, 열기 전달이 원활하도록 썩션(40)에 의해 열을 흡기하며, 히터(30)를 지나 냉각 과정을 거치며 접착물질의 경화가 완료되도록 한다.In the pad attaching step (S140), the hybrid
구체적으로, 패드 부착단계(S140)는 도 10에 도시된 바와 같이, 패스너에 마련된 접착물질의 용융을 위해 열을 적층패드에 제공하여 접착물질을 용융시키는 접착물질 용융단계(S141) 및 용융된 접착물질을 냉각시켜서 경화시키는 냉각단계(S142)를 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 10, the pad attaching step (S140) includes an adhesive material melting step (S141) of melting the adhesive material by providing heat to the laminated pad to melt the adhesive material provided on the fastener, and the melted adhesion. A cooling step (S142) of cooling and curing the material may be included.
접착물질 용융단계(S141)에서는 받침대(20)에 의해 이송되는 흡음재(10)가 히터(30)가 설치된 열 융착 구간을 통과하게 되고, 열 융착 구간을 통과하는 동안 히터(30)에 의한 열풍 제공으로 접착물질을 용융시켜 합지가 이뤄지도록 한다. 즉, 접착물질 용융단계(S141)는 적층패드에 열을 제공하여 접착물질의 용융 작용을 유도한다.In the adhesive material melting step (S141), the
접착물질 용융단계(S141)는 히터(30)에 의한 열풍이 상부에서 하부 방향으로 제공되며, 상측에 위치한 적층패드인 하이브리드 흡음패드(2)의 표면을 가열하게 된다. 접착물질 용융단계(S141)는 대략 110℃의 온도로 설정된 열풍을 제공할 수 있으며, 흡음재(10) 상부의 가열 공기가 이동 방향대로 흡음재(10)를 통과하게 되어 패드 사이에 위치한 패스너(3)의 접착물질을 용융시키게 된다. 용융된 접착물질에 의해 하측 베이스 흡음패드(1) 및 상측 하이브리드 흡음패드(2)가 상호 부착되며 합지가 이루어지게 된다. In the adhesive material melting step (S141), hot air from the
이때, 접착물질 용융단계(S141)는, 110℃의 온도를 기준으로 열풍에 의한 노출 시간이 80~130초 사이에 설정되는 것이 바람직하다. 이는, 80초 보다 짧을 경우 적층패드의 가교 반응이 충분하지 않게 되어 수분에 녹는 현상이 발생되는 문제가 있으며, 130초를 넘어가게 되면 PVA 나노섬유가 변색되는 경우가 발생하기도 하므로 제조비용의 상승 및 생산량 감소의 문제가 있게 된다. 그리고, 열풍 노출 시간은 히터(30)의 크기에 의해 결정되는 열 융착 구간 길이 및 이송 속도 등에 따라 달라질 수 있는 바, 900mm인 열 융착 구간을 가진 히터(30)의 크기에 대하여, 80~130초의 열 처리 시간을 유지하려면 받침대(20)의 이송 속도는 0.42~0.68m/min의 속도로 설정되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 접착물질 용융단계(S141)에서, 히터(30)에 의한 열풍은 110℃의 온도로 제공되며, 열풍이 제공되는 히터(30)의 길이는 900mm로 설정됨에 따라, 받침대(20)에 의한 적층패드의 이송 속도는 0.5m/min으로 유지되고, 적층패드에 108초 내외로 열풍이 공급될 수 있다.At this time, in the adhesive material melting step (S141), it is preferable that the exposure time by hot air is set between 80 and 130 seconds based on the temperature of 110 °C. If it is shorter than 80 seconds, there is a problem that the crosslinking reaction of the laminated pad is not sufficient and the phenomenon of melting in water occurs. There is a problem of reduced production. In addition, the hot air exposure time may vary depending on the length of the thermal fusion section determined by the size of the
접착물질 용융단계(S141)에서, 열풍이 적층패드를 통과하는 과정 중에 PVA 나노 섬유의 가교 결합이 진행된다.In the adhesive material melting step (S141), cross-linking of the PVA nanofibers proceeds while hot air passes through the laminated pad.
이후, 냉각단계(S142)에서는 용융된 접착물질을 냉각시켜 경화가 이루어지도록 한다. 즉, 냉각단계(S142)는 받침대(20)에서 일 방향으로 이송됨에 따라 히터(30)에 의한 열 융착 구간을 완전히 통과하게 된 흡음재(10)에 대해 자연 냉각 구간을 제공하고, 냉각에 의한 경화가 이뤄지며 합지된 흡음재(10)로 형성되는 것이다.Thereafter, in the cooling step (S142), the molten adhesive material is cooled to harden. That is, in the cooling step (S142), the natural cooling of the
한편, 패드 부착단계(S140)는 도 10에 도시된 바와 같이, 적층패드에 제공되는 열을 적층패드의 하부에서 흡입하는 흡입단계(S143)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 10 , the pad attaching step ( S140 ) may further include a suction step ( S143 ) of sucking heat provided to the laminated pad from the bottom of the laminated pad.
흡입단계(S143)는 접착물질 용융단계(S141)와 냉각단계(S142)의 사이 또는 접착물질 용융단계(S141) 및 냉각단계(S142)에 걸쳐 수행될 수 있으며, 받침대(20)의 하부에 설치된 썩션(40)에 의해 히터(30)로부터 적층패드에 제공되는 열을 적층패드의 하부에서 흡입하여 열기가 흡음재(10)를 온전히 투과하도록 유도한다.The suction step (S143) is between the adhesive material melting step (S141) and the cooling step (S142) or The adhesive material melting step (S141) and the cooling step (S142) may be performed, and the heat provided to the laminated pad from the
흡입단계(S143)에서는, 썩션(40)에 의한 흡입유량은 적층패드의 상부인 하이브리드 흡음패드(2)에서 하부인 베이스 흡음패드(1) 까지 열풍이 통과하여 균일한 가열과 열의 전달이 이루어지도록 해야하며, 통과 유속이 0.8~2.0m/min로 되어야 하므로, 흡입유량은 6.48~16.2㎥/min으로 설정될 수 있다. 이때, 공급유량은 챔버 내에 양압을 형성시켜주기 위한 용도로 흡입유량보다 20% 많은 유량을 공급하게 되며, 흡입유량이 10㎥/min로 제공될 경우, 공급유량은 12㎥/min로 제공될 수 있다.In the suction step (S143), the suction flow rate by the
흡입단계(S143)는 썩션(30)을 통한 흡입 배기에 의해 형성된 차압으로 상층의 하이브리드 흡음패드(2) 및 하층의 베이스 흡음패드(1)가 서로 밀착되게 하고, 중간층의 용융된 패스너(3)가 상층 및 하층 각각에 부착되면서 적층패드의 합지가 이루어지도록 한다. 즉, 단순히 열풍을 통한 패스너(3)의 용융으로 인접한 양 패드의 접착에 더해, 압착 공정 없이 차압에 의한 하이브리드 흡음패드(2) 및 베이스 흡음패드(1)의 밀착작용을 높이게 된다.In the suction step (S143), the hybrid sound-absorbing
또한, 흡입단계(S143)에 의해, 적층패드에 가해지는 열기가 온전히 통과되면서 배출될 수 있게 되므로, 고온에 의해서 적층패드에 탄화물이 발생되는 것이 방지된다.In addition, since the heat applied to the laminated pad can be discharged while passing through it completely by the suction step (S143), generation of carbide in the laminated pad due to high temperature is prevented.
여기서, 패드 부착단계(S140)에 의해 수행되는 합지 가공시, 전술한 바와 같이 가공 온도, 열처리 시간 및 열풍 순환 구조를 만족할 때, 가교 결합을 위한 원하는 성능의 결과물을 얻을 수 있게 된다.Here, during the laminating process performed by the pad attaching step (S140), when the processing temperature, heat treatment time, and hot air circulation structure are satisfied as described above, a desired performance result for crosslinking can be obtained.
도 11은 나노 섬유 PVA의 비수용성 항목에 대한 측정인 가교 평가 측정 결과를 나타낸 도면이다. 가교도 측정은 90℃의 물 속에 제품을 1분간 침지한 후 꺼내어, 나노 섬유의 무게 변화를 측정하여 평가하고 있다. 11 is a view showing the measurement results of crosslinking evaluation, which is a measurement for the water-insoluble item of nanofiber PVA. The degree of crosslinking is evaluated by immersing the product in water at 90 ° C. for 1 minute and then taking it out and measuring the weight change of the nanofiber.
도 11을 참고하면, 나노섬유 흡음 제품의 열 처리시, 93% 이상의 가교도를 달성하기 위해서는 140℃ 이상의 온도와, 5m/min의 제품 이송 속도가 요구된다.Referring to FIG. 11, during heat treatment of the nanofiber sound-absorbing product, a temperature of 140° C. or higher and a product transport speed of 5 m/min are required to achieve a degree of crosslinking of 93% or higher.
이를 위해, 본 발명은 융점이 94℃인 3g/㎡ 중량의 망상구조인 저중량 핫멜트 부직포를 제공하고, 가공 온도를 110℃로 설정하였다. 또한, 받침대(20)의 이송속도를 0.5m/min으로 설정하여, 열 융착 구간(H)을 통과하는 열처리 시간을 108초로 늘려 충분하게 열처리하도록 구성하였다. 그리고, 본 발명은 열풍 순환 구조를 위하여 공급유량 12㎥/min 및 흡입유량 10㎥/min으로 히터(30)의 가이드 챔버(33) 내부를 양압 설계하여, 외부의 제어되지 않은 유체가 내부로 공급되는 것을 방지하면서 히터(30)에 의한 열풍이 고르게 순환되도록 하고 있다.To this end, the present invention provides a low-weight hot-melt nonwoven fabric having a network structure with a melting point of 94 ° C and a weight of 3 g /
이에 따라, 본 발명은 통상의 PVA 가교 열처리 온도 조건보다 낮은 온도로 열풍을 제공하지만, 시간을 충분하게 부여하면서 가교 처리를 안정적으로 수행하게 되고, 93% 이상의 가교도를 달성할 수 있었다.Accordingly, the present invention provides hot air at a temperature lower than the conventional PVA crosslinking heat treatment temperature conditions, but provides a sufficient time while stably performing the crosslinking treatment, and can achieve a crosslinking degree of 93% or more.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 제조장치를 이용한 제조방법에 의하면, 열풍 가열 방식으로 접착물질을 융착시켜 합지하는 비접촉식 합지 가공을 수행하게 된다. 본 발명은, 압착가공 없이 비접촉식으로 합지 가공을 수행하게 되므로, 흡음재의 흡음특성을 유지하는데 유리하다. In this way, according to the manufacturing method using the manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, a non-contact lamination process in which adhesive materials are fused and laminated using a hot air heating method is performed. In the present invention, since the laminating process is performed in a non-contact manner without a compression process, it is advantageous to maintain the sound absorbing characteristics of the sound absorbing material.
즉, 열 압착에 의한 합지 가공의 경우 흡음재의 구조를 조밀하게 만들기 때문에 흡음특성이 저감되는 반면, 압착 가공 없이 열풍 융착에 의한 합지 가공으로 흡음특성을 향상시킬 수 있다.That is, in the case of lamination by thermal compression, the structure of the sound absorbing material is made dense, so that the sound absorbing characteristics are reduced, while the lamination by hot air fusion without compression can improve the sound absorbing characteristics.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 제조장치를 이용한 제조방법에 의하면, 수계고분자인 PVA를 열 융착 공정 중에 가교 결합이 진행되게 하므로, 가교 반응을 통해 고분자의 분자구조가 변화되고 수분 노출에 대해 나노섬유의 형상을 유지하는 형태 안정성을 높일 수 있게 된다. 이때, 일측에서 열풍을 투입하는 동시에 타측에서 열풍을 흡기하여 열풍을 배출시키게 되므로 열의 이동을 빠르게 순환시키는 바, 열풍이 적층패드를 온전하게 통과하게 되고 열풍이 통과하는 과정에서 가교 반응이 원활하게 진행될 수 있다.In addition, according to the manufacturing method using the manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, since the cross-linking of PVA, which is a water-based polymer, proceeds during the thermal fusion process, the molecular structure of the polymer is changed through the cross-linking reaction, and the nanoparticles are resistant to moisture exposure. It is possible to increase the shape stability of maintaining the shape of the fiber. At this time, since the hot air is injected from one side and the hot air is sucked in from the other side to discharge the hot air at the same time, the movement of heat is rapidly circulated, so that the hot air passes through the laminated pad intact and the crosslinking reaction proceeds smoothly in the process of passing the hot air. can
실험예Experimental example
전술한 도 9 및 도 10의 각 단계들을 통하여 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재를 제조하였다. 흡음재의 베이스 흡음패드는 10~40㎛ 섬유경의 PET 멜트블로운 마이크로 섬유가 포함된 부직포로 형성되며 중량은 400g/㎡이다. 흡음재의 하이브리드 흡음패드는 2~5㎛ 섬유경의 폴리프로필렌 멜트블로운 마이크로 섬유와, 150~400㎚ 섬유경의 PVA 전기방사 나노 섬유가 단일층으로 복합화된 부직포로 형성되며 중량은 80g/㎡이다. 이와 같은 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드를 전술한 제조장치를 이용하여 패스너에 의해 합지한 흡음재를 준비하였으며, 통상 Alpha Cabin으로 알려진 흡음 성능 측정 장비를 이용하여 기존 제품들과의 흡음 특성 비교를 진행하였다. Through the steps of FIGS. 9 and 10 described above, a single-layered sound absorbing material for reducing noise in an audible frequency band in which meltblown fibers and nanofibers were randomly mixed was prepared. The base sound-absorbing pad of the sound-absorbing material is formed of a non-woven fabric containing PET meltblown microfibers with a fiber diameter of 10 to 40 μm and has a weight of 400 g/
아래의 표 3은, 실험예를 통해 측정된 흡음재의 흡음 특성을 나타낸 것이다. 전체의 측정범위 중 400~4,000Hz의 데이터를 선별적으로 이용하였다. 해당 대역은 사람의 청력 검사시 구분하는 영역 군에 포함되는 대역으로서, 저주파수 영역인 400~1,000Hz의 대역과, 중주파수 영역인 1,000~3,150Hz의 대역, 그리고 고주파수 영역인 2,000~5,000Hz의 대역에 포함될 수 있으며, 이는 가청주파수 대역에 포함된다.Table 3 below shows the sound absorption characteristics of the sound absorption material measured through the experimental example. Among the entire measurement range, data from 400 to 4,000 Hz were selectively used. The corresponding band is included in the group of regions classified in the human hearing test, including the low-frequency region of 400 to 1,000 Hz, the mid-frequency region of 1,000 to 3,150 Hz, and the high frequency region of 2,000 to 5,000 Hz. It can be included in, which is included in the audible frequency band.
실험예 1Experimental Example 1
도 12는, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)와, 합지가 되지 않은 일반 흡음패드(비교예 1)에 대한 알파 캐빈 장비의 흡음 특성을 측정한 결과를 그래프로 나타낸 이미지이다.12 is a graph showing the results of measuring the sound absorbing characteristics of the alpha cabin equipment for the sound absorbing material according to the present invention (Example 1) and the non-laminated general sound absorbing pad (Comparative Example 1).
도 12를 참고하면, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)가 합지가 되지 않은 일반 흡음패드(비교예 1)에 비해 전 영역에 걸쳐 우수하게 향상된 흡음특성을 보여주는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의해 베이스 흡음패드 및 하이브리드 흡음패드를 합지하여 단일의 흡음재로 사용함에 따라 저주파 및 고주파 대역을 포함하는 가청주파수 대역에서 흡음 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 12, it can be seen that the sound absorbing material according to the present invention (Example 1) shows excellently improved sound absorbing characteristics over the entire area compared to a general sound absorbing pad (Comparative Example 1) that is not laminated. That is, it can be confirmed that the sound absorbing performance is improved in the audible frequency band including the low frequency and high frequency bands as the base sound absorbing pad and the hybrid sound absorbing pad are laminated and used as a single sound absorbing material according to the present invention.
실험예 2Experimental Example 2
도 13은, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)와, 상용제품인 3M사 Thinsulate 흡음재(비교예 2)에 대한 알파 캐빈 장비의 흡음 특성을 측정한 결과를 그래프로 나타낸 이미지이다.13 is a graph showing the results of measuring the sound absorbing characteristics of the Alpha cabin equipment for the sound absorbing material according to the present invention (Example 1) and the commercial product 3M Thinsulate sound absorbing material (Comparative Example 2).
3M사 Thinsulate 흡음재(비교예 2)는 70% 폴리프로필렌 MB 섬유와, 30% PET 섬유의 부직포를 350g/㎡의 중량으로 제조한 부직포 제품이다.3M's Thinsulate sound absorbing material (Comparative Example 2) is a non-woven fabric product made of 70% polypropylene MB fiber and 30% PET fiber non-woven fabric with a weight of 350 g /
도 13을 참고하면, 종래의 흡음재(비교예 2)는 일부 고주파수 대역에서 본 발명의 흡음재(실시예 1)보다 미미하게 높은 흡음 특성을 보여주긴 하나, 저주파수 대역에서는 현저히 낮게 측정되어, 낮은 주파수 대역에서의 흡음 성능이 다소 부족한 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)가 3M사 Thinsulate 흡음재(비교예 2)에 비해 저주파 대역에서의 우수한 흡음특성을 보여주는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 13, the conventional sound-absorbing material (Comparative Example 2) shows slightly higher sound-absorbing characteristics than the sound-absorbing material of the present invention (Example 1) in some high-frequency bands, but it is significantly lower in the low-frequency band and is measured in the low-frequency band. It can be seen that the sound absorption performance at . That is, it can be seen that the sound absorbing material according to the present invention (Example 1) shows excellent sound absorption characteristics in a low frequency band compared to the 3M Thinsulate sound absorbing material (Comparative Example 2).
실험예 3Experimental Example 3
도 14는, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)와, 종래의 흡음재인 비교예 3 및 비교예 4에 대한 알파 캐빈 장비의 흡음 특성을 측정한 결과를 그래프로 나타낸 이미지이다.14 is a graph showing the results of measuring the sound absorbing characteristics of the alpha cabin equipment for the sound absorbing material (Example 1) according to the present invention and Comparative Examples 3 and 4, which are conventional sound absorbing materials.
비교예 3 및 비교예 4에 의한 흡음재는 330g/㎡의 중량을 가진 멜트 블로운 부직포로 제조된 흡음재이다. 비교예 3 및 비교예 4의 흡음재는 동일한 중량의 부직포로 구성되지만, 섬유의 중량비 또는 제조 과정이 일부 상이한 방식으로 제조된 것이다.The sound absorbing materials according to Comparative Examples 3 and 4 are sound absorbing materials made of melt blown nonwoven fabric having a weight of 330 g/
도 14를 참고하면, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)가 비교예 3 및 비교예 4의 종래의 흡음재보다 저주파수 대역(400Hz~1,000Hz)과, 일부 고주파수 대역(2,500Hz)에서의 우수한 흡음 특성을 보여주는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 14, the sound absorbing material according to the present invention (Example 1) is superior to the conventional sound absorbing materials of Comparative Examples 3 and 4 in a low frequency band (400 Hz to 1,000 Hz) and some high frequency bands (2,500 Hz). characteristics can be seen.
실험예 4Experimental Example 4
도 15는, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)와, 종래의 흡음재(비교예 5)에 대한 알파 캐빈 장비의 흡음 특성을 측정한 결과를 그래프로 나타낸 이미지이다.15 is an image showing the results of measuring the sound absorbing characteristics of the alpha cabin equipment for the sound absorbing material according to the present invention (Example 1) and the conventional sound absorbing material (Comparative Example 5) as a graph.
비교예 5에 의한 흡음재는 180g/㎡의 중량을 가진 멜트 블로운 부직포로 제조된 흡음재이다. 비교예 5에 의한 흡음재는 비교예 4의 흡음재와 중량만 다르게 구성된 것이다.The sound absorbing material according to Comparative Example 5 is a sound absorbing material made of a melt blown nonwoven fabric having a weight of 180 g/
도 15를 참고하면, 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1)가 비교예 5의 종래의 흡음재보다 400Hz~2,825Hz 까지의 구간, 즉 저주파수 대역(400Hz~1,000Hz)으로부터 일부 고주파수 대역(2,825Hz)까지의 구간에서 우수한 흡음 특성을 보여주는 것을 알 수 있다.15, the sound absorbing material according to the present invention (Example 1) has a range from 400 Hz to 2,825 Hz than the conventional sound absorbing material of Comparative Example 5, that is, from a low frequency band (400 Hz to 1,000 Hz) to some high frequency band (2,825 Hz) It can be seen that excellent sound absorption properties are exhibited in the range up to.
실험예 5Experimental Example 5
도 16은 본 발명에 의한 흡음재(실시예 1, 실시예 2)와, 합지가 되지 않은 일반 흡음패드(비교예 1) 및 종래의 흡음재(비교예 2, 3 및 5)에 대한 알파 캐빈 장비의 흡음 특성을 측정한 결과를 그래프로 나타낸 이미지이다. 16 is the alpha cabin equipment for the sound absorbing material according to the present invention (Example 1, Example 2), the general sound absorbing pad that is not laminated (Comparative Example 1), and the conventional sound absorbing material (Comparative Examples 2, 3 and 5) It is an image showing the result of measuring sound absorption characteristics as a graph.
실시예 2는 본 발명의 일 실시예에 의해 하이브리드 흡음패드를 베이스 흡음패드의 일측면 또는 타측면 각각에 단면으로 접착하여 제조된 다수의 흡음재 군에 대해 측정된 특성 값의 평균값(단면평균)을 도시한다.Example 2 is an average value (cross-sectional average) of characteristic values measured for a plurality of sound-absorbing material groups manufactured by cross-section bonding a hybrid sound-absorbing pad to one side or the other side of a base sound-absorbing pad according to an embodiment of the present invention. show
도 16을 참고하면, 본 발명에 의한 실시예 2의 흡음재는 전체 평균값이 실시예 1의 흡음재보다 다소 저하된 측정 결과를 나타낸 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 2의 흡음재의 경우 베이스 흡음패드에 대한 하이브리드 흡음패드의 부착면 위치가 변경됨에 따라 상이한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 16, it can be seen that the overall average value of the sound absorbing material of Example 2 according to the present invention is slightly lower than that of the sound absorbing material of Example 1. That is, in the case of the sound absorbing material of Example 2, it can be seen that different characteristics are exhibited as the position of the attachment surface of the hybrid sound absorbing pad to the base sound absorbing pad is changed.
실험 결과, 본 발명에 의한 하이브리드 흡음패드의 합지를 통해 흡음 특성의 성능 향상이 확인되었다. 즉, 본 발명에 의한 흡음재는 하이브리드 흡음패드가 부착되지 않은 일반 흡음패드에 비해 흡음 특성이 월등히 향상된 것을 알 수 있었고(비교예 1), 종래의 상용 제품인 나머지 비교예들과 비교하면 특히 낮은 주파수 대역과 일부 고주파수 대역에서 높은 흡음 특성을 보여주는 것을 알 수 있었다.As a result of the experiment, it was confirmed that the performance improvement of the sound absorbing characteristics was confirmed through the lamination of the hybrid sound absorbing pad according to the present invention. That is, it was found that the sound absorbing material according to the present invention has significantly improved sound absorbing properties compared to the general sound absorbing pad to which the hybrid sound absorbing pad is not attached (Comparative Example 1). It was found that it showed high sound absorption characteristics in some high frequency bands.
결국, 본 발명에 의하면, 마이크로 섬유와 함께 나노 직경의 섬유가 포함된 하이브리드 흡음패드의 합지에 의해 흡음 특성을 향상시킬 수 있으며, 저주파 대역 및 고주파 대역에 걸쳐 전반적인 가청 주파수 대역에서 흡음 특성을 향상시킬 수 있다.After all, according to the present invention, the sound absorbing properties can be improved by laminating the hybrid sound absorbing pad including the nano-diameter fibers together with the micro fibers, and the sound absorbing properties can be improved in the overall audible frequency band across the low and high frequency bands. can
특히, 본 발명에 의하면, 고주파 소음의 흡음특성이 우수한 베이스 흡음패드와, 저주파 소음의 흡음특성이 우수한 하이브리드 흡음패드가 조합된 구조로 인해 상호 보완적으로 저주파 영역 및 고주파 영역에서의 흡음 특성이 향상될 수 있으며, 예컨대 일반적인 내연기관 차량의 엔진에 의한 고주파 소음을 흡음하는 동시에, 하이브리드 또는 전기 자동차에 탑재되는 모터에 의한 저주파 소음을 흡음할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 특정 대역의 소음을 차단하기 위한 용도로 제한되기 보다 범용적으로 다양한 분야에 사용할 수 있게 된다.In particular, according to the present invention, due to the structure in which a base sound-absorbing pad having excellent sound-absorbing characteristics of high-frequency noise and a hybrid sound-absorbing pad having excellent sound-absorbing characteristics of low-frequency noise are combined, the sound-absorbing characteristics in the low-frequency and high-frequency regions are improved in a complementary manner. For example, it is possible to absorb high-frequency noise caused by an engine of a general internal combustion engine vehicle and at the same time absorb low-frequency noise caused by a motor mounted on a hybrid or electric vehicle. That is, according to the present invention, rather than being limited to the purpose of blocking noise of a specific band, it can be used in various fields in a general purpose.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are for explanation, not for limiting the technical idea of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
1 : 베이스 흡음패드
2 : 하이브리드 흡음패드
3 : 패스너
10 : 적층패드
20 : 받침대
21 : 구동 모터
22 : 롤러
23 : 컨베이어 벨트
30 : 히터
31 : 열원
32 : 블로워
33 : 가이드 챔버
40 : 썩션
41 : 포집기
42 : 흡기팬
43 : 배기관1: base sound-absorbing pad 2: hybrid sound-absorbing pad
3: fastener 10: laminated pad
20: pedestal 21: drive motor
22: roller 23: conveyor belt
30: heater 31: heat source
32: blower 33: guide chamber
40: suction 41: collector
42: intake fan 43: exhaust pipe
Claims (7)
상기 받침대에 안착된 상기 흡음재의 일측으로 상기 패스너에 마련된 접착물질의 용융을 위한 열을 제공하는 히터;를 포함하고,
상기 히터의 열에 의해 용융되는 상기 패스너에 마련된 접착물질에 의해 상기 흡음재의 상기 베이스 흡음패드 및 상기 하이브리드 흡음패드를 합지시키는 것을 특징으로 하는, 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치.A base sound-absorbing pad made of a foam material or non-woven fabric having a predetermined thickness; a hybrid sound-absorbing pad made of non-woven fabric that is bonded to the base sound-absorbing pad in a laminated state and randomly mixed with microfibers and nanofibers by a spinning method to form a single layer; and a fastener for attaching and fixing the hybrid sound-absorbing pad to the base sound-absorbing pad in a breathable manner, wherein the base sound-absorbing pad, the fastener, and the hybrid sound-absorbing pad are sequentially stacked, and the fastener has a breathable structure. A porous support on which a sound absorbing material for reducing noise in the audible frequency band is seated, characterized in that composed of a thin film of thermoplastic melt-type adhesive material; and
A heater providing heat for melting the adhesive material provided on the fastener to one side of the sound absorbing material seated on the pedestal;
A single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed, characterized in that the base sound-absorbing pad and the hybrid sound-absorbing pad of the sound-absorbing material are laminated by an adhesive material provided on the fastener melted by the heat of the heater. Sound absorbing material manufacturing apparatus for noise reduction in audible frequency band.
상기 흡음재를 이동시키는 메쉬 컨베이어 벨트로 구성되어 컨베이어의 구동모터에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는, 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치.The method of claim 1, wherein the pedestal,
It consists of a mesh conveyor belt for moving the sound absorbing material and is circulated by a drive motor of the conveyor, a sound absorbing material manufacturing apparatus for reducing noise in the audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed.
상기 패스너의 접착물질의 용융을 위한 열을 발산하는 열원;
상기 열원의 열을 상기 흡음재로 송풍하는 블로워; 및
상기 블로워에서 송풍되는 열풍을 상기 흡음재의 일측면에 확산상태로 안내하는 가이드 챔버;를 포함하는, 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치.The method of claim 1, wherein the heater,
a heat source dissipating heat for melting the adhesive material of the fastener;
a blower for blowing heat from the heat source to the sound absorbing material; and
A guide chamber for guiding the hot air blown from the blower to one side of the sound absorbing material in a diffused state; a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed for noise reduction in the audible frequency band, including a manufacturing apparatus .
상기 흡음재의 타측에서 공기와 함께 상기 히터의 열을 흡기하여 상기 흡음재의 두께 방향으로 열을 투과시키는 썩션;을 더 포함하는 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치.According to claim 1,
Suction for absorbing heat from the heater together with air from the other side of the sound absorbing material and transmitting the heat in the thickness direction of the sound absorbing material; meltblown fibers and nanofibers randomly mixed single layer audio frequency band further comprising Sound absorbing material manufacturing device for noise reduction.
상기 흡음재의 타측에 설치되어 상기 흡음재를 투과하는 열풍을 포집하는 포집기; 및
상기 포집기에 음압을 제공하는 흡기팬;을 포함하는, 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재 제조장치.The method of claim 4, wherein the suction,
a collector installed on the other side of the sound absorbing material to collect hot air passing through the sound absorbing material; and
A sound absorbing material manufacturing apparatus for reducing noise in an audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed, comprising: an intake fan for providing a negative pressure to the collector.
상기 하이브리드 흡음패드 및 상기 베이스 흡음패드 사이에 개재되어 양면에 제각기 상기 하이브리드 흡음패드 및 상기 베이스 흡음패드가 밀착되고, 양면에 상기 접착물질을 이루는 핫멜트가 용융가능하게 도포되어, 핫멜트를 통해 양면으로 상기 하이브리드 흡음패드 및 상기 베이스 흡음패드가 부착됨에 따라 상기 하이브리드 흡음패드를 상기 베이스 흡음패드에 부착시키며, 박막의 부직포로 구성되어 상기 하이브리드 흡음패드 및 상기 베이스 흡음패드를 통기시키는 박막의 핫멜트 부직포;로 구성되는 것을 특징으로 하는, 멜트블로운 섬유 및 나노 섬유가 랜덤하게 혼합된 단일층의 가청주파수 대역의 노이즈 저감용 흡음재.
The method of claim 6, wherein the fastener,
The hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad are interposed between the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad, and the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad are adhered to each other on both sides, and the hot melt constituting the adhesive material is meltably applied to both sides of the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad. As the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad are attached, the hybrid sound-absorbing pad is attached to the base sound-absorbing pad, and it is composed of a thin film of non-woven fabric to ventilate the hybrid sound-absorbing pad and the base sound-absorbing pad. Characterized in that, a sound absorbing material for reducing noise in the audible frequency band of a single layer in which meltblown fibers and nanofibers are randomly mixed.
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