KR200279605Y1 - 흡음 및 차음 특성이 우수한 폴리에스테르 부직포 복합판재 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폴리에스테르 부직포 복합판재를 개시한다. 음파를 흡수 및 차단하기 위한 효과를 증가시키기 위한 고무판재층; 및 상기 고무판재층의 일면 또는 양면에 접착되어 있으며 음파를 흡수 및 차단하는 폴리에스테르 부직포층을 포함하는 본 고안의 폴리에스테르 부직포 복합판재는 흡차음 특성, 단열특성,충격흡수력, 및 진동흡수력이 우수하기 때문에 건축용 내외장재, 칸막이용 보드 등으로 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

흡음 및 차음 특성이 우수한 폴리에스테르 부직포 복합판재{Polyester non-woven composite sheet having excellent sound-absorbing and sound-blocking properties}

본 고안은 섬유판재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축용 내외장재, 칸막이용 보드 등으로 사용될 수 있으며, 흡차음 특성, 단열특성,충격흡수력, 및 진동흡수력이 우수한 PE 부직포 복합판재에 관한 것이다.

건축용 내외장재, 칸막이용 보드 등으로는 주로 암면, 석고보드, 유리섬유, 스티로폼 등의 단열재의 적어도 일면에 접착제로 압축목재가 접착된 구조로 되어 있는 하드보드 등이 사용되고 있으나, 이러한 판재들은 인체에 유해한 물질을 배출하는 것으로 알려져 있으며, 또한 재활용이 불가능하여 환경공해를 일으키는 등의 문제점이 있다. 따라서 최근에는 유기고분자섬유를 압착하여 제조한 섬유판재를 건축용내외장재, 칸막이용 보드 등으로 활발히 사용되고 있다.

종래 섬유판재의 제조와 관련하여 다음과 같은 방법들이 알려져 있다. 예를 들면, 한국특허공고번호 87-5764호는 섬유상의 폴리프로필렌을 잘게 분쇄하고 이에 아크릴, PE, 나이론 등의 화학섬유를 10mm 정도로 절단하여 소면기에 넣어 만든 웹(web)을 가열실에서 일정시간 가열한 후 절단하여 압압판으로 압축성형한 화섬판재를 개시한다. 그러나 이에 의한 화섬판재는 화섬물을 10mm 정도의 단섬유로 절단함으로써 단섬유들간의 엉킴이 적어 잘 부서지는 문제점이 있다.

한국특허공고번호 95-6863호는 폐화섬물을 50~ 100mm 정도의 장섬유로 절단하여 타면기에서 타면하여 솜상태로 하고 이를 일정두께의 매트형태로 한 다음 이들을 적당한 두께의 층으로 적층하여 섬유실끼리 서로 일체가 되도록 고열, 고압으로 가열가압함으로써 화섬판재를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이방법에 의하여 제조된 화섬판재는 고온 및 고압에서 성형되므로 섬유구성물질인 고분자 물질의 분해를 초래하게 되고 섬유의 고유특성이 상실되는 문제점이 있다.

본 출원인이 2000년 2월 25일 출원하여 2001년 9월 6일 자로 공개된 한국공개번호 01-0084426호는 고융점 PE 섬유 50중량% 이상과 상기 고융점 PE 섬유 보다 융점이 50℃ 이상 낮은 저융점 PE 섬유 50중량% 이하가 혼합되어 이루어진 PE 섬유 판재를 개시하고 있다. 그러나 이방법에 의하여 제조된 PE 섬유판재는 흡음효과가우수하지만 차음효과가 낮어서 방음효과면에서 개선의 여지를 남기고 있다.

또한 본 출원인이 2001년 1월 9일 출원하여 2001년 12월 9일 자로 공개된 한국공개번호 01-0107523호는 열융착성 섬유를 함유하는 견면 또는 저밀도 섬유판재인 피가공물을 가열판식 핫프레스에 투입하여 가열, 압축하되, 가열판식 핫프레스의 조작온도에서 가열판에 융착되지 않는 부직포 또는 직포로 적어도 상기 가열판의 압축방향에 수직하는 피가공물의 표면 및 이면을 덮어씌운 상태에서 가열, 압축하여 고밀도 섬유판재로 성형한 후 핫프레스에서 배출하여 상기 부직포 또는 직포가 덮어 씌어진 상태에서 냉각하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 섬유판재의 제조방법을 개시하고 있다. 그러나 이방법은 간단한 제조설비 및 공정을 통하여 품질균일성이 우수한 고밀도 섬유판재를 제조할 수 있지만, 이에 의하여 제조된 섬유판재도 역시 흡음효과가 우수하지만 차음효과가 낮아서 방음효과가 충분하지 않다.

본 출원인이 2000년 8월 14일 출원하여 2002년 2월 25일 자로 공개된 한국공개번호 02-0014032호는 PE 섬유판재의 표면에 난연도료가 코팅되어 있는 것을 난연성 PE 섬유판재를 개시하고 있다. 이 방법에 의하여 제조된 PE 섬유판재는 난연성이 우수하여 화재시에도 불꽃이 제거되면 소화되는 자기소화성을 발휘할 수 있으나 건축내장재 또는 칸막이용 판재로 적용될 때 여전히 흡음메커니즘에 의해서만 방음효과를 달성하고 차음효과를 발휘할 수 없어 방음효과면에서 개선의 여지를 남기고 있다.

따라서 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래의 섬유판재의 문제점을 제거하여 흡음효과 뿐만 아니라 차음효과까지 발휘할 수 있어서 방음효과가 우수한 PE 부직포 복합판재를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 제 1 태양에 따른 폴리에스테르(이하, "PE"라고 칭함) 섬유 복합판재를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 고안의 제2 태양에 따른 PE 부직포 복합판재를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 고안의 제3 태양에 따른 PE 부직포 복합판재를 나타낸 사시도이다.

도 4는 실시예 1의 가열-냉각압축 방식에 따라 PE 부직포 복합판재를 제조하는 데 사용된 섬유판재 제조장치를 나타낸다.

도 5는 실시예 2의 핫프레스방식에 따라 PE 부직포 복합판재를 제조하는 데 사용된 목재가공용 가열판식 핫프레스 장치를 나타낸다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1 : 고무판재층 3 : 상부 PE 부직포층

5 : 하부 PE 부직포층

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 고안은,

음파를 흡수 및 차단하기 위한 효과를 증가시키기 위한 고무판재층; 및

상기 고무판재층의 일면 또는 양면에 접착되어 있으며 음파를 흡수 및 차단하는 PE 부직포층을 포함하는 PE 부직포 복합판재를 제공한다.

본 고안에 따른 복합판재에 있어서, 상기 PE 부직포층은 고융점 PE 섬유 30 ~ 90중량%와 상기 고융점 PE 섬유보다 융점이 20℃ 이상 낮은 저융점 PE 섬유 10 ~ 70중량%이 랜덤하게 혼합되어 있는 PE 부직포층인 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 복합판재에 있어서, 상기 고무판재층은 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 천연고무, 합성이소프렌고무, 네오프렌 고무,에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 고무 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 복합판재에 있어서, 상기 고융점 PE 섬유는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올 또는 1,4-부탄디올과 디메틸테레프탈레이트(DMT), 테레프탈산(TPA), 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트(NDC) 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산(NDA)의 중합생성물인 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 복합판재에 있어서, 상기 저융점 PE 섬유는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 또는 1,4-부탄디올과 탄소수 4 ~ 10개의 지방족 디카르복실산의 중합생성물인 것이 바람직하다.

상기 본 고안에 따른 복합판재는,

고무판재층의 적어도 일면에, 고융점 PE 섬유 30 ~ 90중량%와 상기 고융점 PE 섬유보다 융점이 20℃ 이상 낮은 저융점 PE 섬유 10 ~ 70중량%이 랜덤하게 혼합되어 있는 섬유집합체를 배치하며, 또한 상기 고무판재층과 상기 섬유집합체의 사이에는 상기 저융점 PE 펠렛을 균일하게 배치시키는 단계; 및

상기 고융점 PE 섬유의 융점 보다 낮은 온도이며 상기 저융점 PE 섬유의 융점 보다 높은 온도로 상기 결과물을 가열한 후 압축함으로써, 상기 섬유집합체는 PE 부직포층으로 압축되며, 또한 상기 PE 부직포층은 상기 저융점 PE 펠렛이 용융되어 형성된 용융물에 의하여 상기 고무판재층에 접착되는 단계를 포함하는 PE 부직포 복합판재의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.

본 고안에 따른 상기 복합판재의 제조방법의 제1 태양에 있어서, 상기 가열단계는 120 ~ 200℃의 열풍에 의하여 이루어지고, 상기 압축단계는 0 ~ 5℃로 냉각된 냉각압축롤러에 의하여 이루어 질 수 있다.

본 고안에 따른 상기 복합판재의 제조방법의 제2 태양에 있어서, 상기 가열단계 및 압축단계는 가열판식 핫프레스에서 상기 결과물을 상기 가열판식 핫프레스의 조작온도에서 가열판에 융착되지 않는 부직포 또는 직포로 적어도 상기 가열판의 압축방향에 수직하는 상기 결과물의 표면 및 이면을 덮어씌운 상태에서 동시에 실시될 수 있다.

이하, 먼저 본 고안에 따른 PE 부직포 복합판재를 설명하고 계속해서 이의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1 태양에 따른 PE 부직포 복합판재를 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 고안의 PE 부직포 복합판재는 고무판재층(1), 상부 PE 부직포층(3) 및 하부 PE 부직포층(5)으로 이루어져 있다. 상부 부직포층(3) 및 하부 부직포층(5)은 동일한 두께로 되어 있으며, 아래에서 설명할 특수한 방법에 의하여 고무판재층(1)에 접착되어 있다. 고무판재층(1)은 종래의 섬유판재가 섬유판재층만으로 이루어져 음파를 흡수하는 기능밖에 발휘하지 못하여 방음효과가 충분하지 못한 점을 개선하기 위하여 본 고안자가 수차례의 시험을 통하여 예의검토한 결과로 채택한 것으로서 음파를 흡수 및 차단하는 기능을 발휘한다. 본 고안자는 음파 차단층으로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, ABS 수지 등으로 제작한 수지판재를 시험하였으나 음파차단효과 및 내충격성 등의 면에서 합성고무 또는 천연고무로 이루어진 고무판재가 가장 우수한 것을 발견하였다.이러한 고무판재층(1)은 음파차단성 및 내충격성의 측면에서 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 천연고무, 합성이소프렌고무, 네오프렌 고무, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA) 고무 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것이 바람직하다.

고무판재층(1)에 접착되어 있는 상부 PE 부직포층(3) 및 하부 PE 부직포층(5)은 모두 동일하게 고융점 PE 섬유 30 ~ 90중량%와 상기 고융점 PE 섬유보다 융점이 20℃ 이상 낮은 저융점 PE 섬유 10 ~ 70중량%이 랜덤하게 혼합되어 있는 고밀도의 PE 부직포층으로 이루어져 있다. 이때 고융점 PE 섬유는 내열성 및 기계적 강도를 높이는 역할을 하며, 저융점 PE 섬유는 이하에서 설명할 제조공정중 PE 섬유집합체가 가열압축되어 PE 부직포층(3, 5)으로 성형될 때 열에 의하여 용융되어 고융점 PE 섬유와 결합하는 역할 및 고무판재층과의 접착력을 증가시키는 역할을 한다. 저융점 PE 섬유의 비율이 10 중량% 미만이면 결합력이 충분하지 못한 문제점이 있고, 70중량%를 초과하면 제조된 복합판재의 기계적 강도 및 내열성이 저하되는 문제점이 있다.

저융점 PE 섬유와 고융점 PE 섬유의 융점 차이는 작업편리성의 관점에서 최소한 20℃이상, 바람직하게는 50℃이상, 더욱 바람직하게는 80℃이상, 가장 바람직하게는 100℃이상이다.

저융점 PE 섬유와 고융점 PE 섬유의 섬도는 서로 같거나 다를 수 있으며, 여러섬도의 것을 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직한 섬도의 범위는 2 ~ 50데이어의 범위이다. 섬도가 2데니어 미만이면 복합판재의 촉감이 소프트하고 미려해지는장점이 있으나 제조비가 급증하는 문제점이 있다. 섬도가 50데이어 이상이면 복합판재의 촉감이 조경해지고 방음효과가 불량해지는 문제점이 있다.

저융점 PE 섬유와 고융점 PE 섬유의 섬유장은 서로 같거나 다를 수 있다. 바람직한 섬유장의 범위는 40 ~ 70mm의 범위이다. 섬유장이 40mm 미만이면 웹제조시 카딩과 성형성에 문제점이 있다. 섬유장이 70mm를 초과하면 웹제조시 카딩의 문제점이 있다.

상기 고융점 PE 섬유는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올 또는 1,4-부탄디올과 디메틸테레프탈레이트(DMT), 테레프탈산(TPA), 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트(NDC) 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산(NDA)의 중합생성물인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등이 바람직한데, 입수가능성 및 경제성 등의 관점에서 PET, PTT, PBT가 특히 바람직하다.

저융점 PE 섬유는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 또는 1,4-부탄디올과 탄소수 4 ~ 10개의 지방족 디카르복실산의 중합생성물인 폴리에틸렌숙시네이트, 폴리에틸렌글루타레이트, 폴리에틸렌아디페이트, 폴리에티렌피멜레이트, 폴리에틸렌 수베레이트, 폴리에틸렌아젤레이트, 폴리에틸렌세바세이트, 폴리트리메틸렌숙시네이트, 폴리트리메틸렌아디페이트, 폴리트리메틸렌아젤레이트, 폴리테트라메틸렌숙시네이트, 폴리테트라메틸렌아디페이트, 폴리테트라메틸렌아젤레이트, 폴리테트라메틸렌세바세이트 등이 바람직하다.

한편 지금까지 설명한 바와 같이 고융점 PE 섬유와 저융점 PE 섬유의 혼합물로 이루어진 섬유집합체를 사용하는 것 대신에, 고융점 PE 용융물과 저융점 PE 용융물을 사이드 바이 사이드형, 쉬쓰/코어형, 멀티 사이드 바이 사이드형, 축방향복합형 등의 형태로 복합방사하여 얻은 복합섬유의 섬유집합체 또는 고융점 PE 용융물과 저융점 PE 용융물을 혼합하여 혼섬방사한 혼섬섬유의 섬유집합체를 사용할 수도 있다.

도 2는 본 고안의 제2 태양에 따른 PE 부직포 복합판재를 나타낸 사시도이다. 제2 태양에 따른 PE 부직포 복합판재는 상부 부직포층(3) 또는 하부 부직포층(5) 중의 어느 한 층이 다른 층 보다 얇은 점에서만 제1 태양에 따른 복합판재와 다른 데, 도 2에는 상부 부직포층(3)이 하부 부직포층(5) 보다 얇은 태양으로 되시되어 있다.

도 3은 본 고안의 제3 태양에 따른 PE 부직포 복합판재를 나타낸 사시도이다. 제3 태양에 따른 PE 부직포 복합판재는 상부 부직포층(3) 또는 하부 부직포층(5) 중의 어느 한 층이 없는 점에서만 제1 또는 제2 태양에 따른 복합판재와 다른 데, 이 태양에 따른 복합판재는 주로 칸막이용도로 보다는 벽면 마감재로 사용된다.

이하에서는 본 고안에 따른 PE 부직포 복합판재의 제조방법에 대하여 설명한다.

본 고안의 제1 태양에 따른 제조방법은 저온융착방식을 이용하는데, 이는 고융점 섬유의 섬유형태 및 물성을 유지하는데 유리하기 때문이다. 이 방법은 다음과 같은 방식으로 PE 부직포 복합판재를 제조한다.

즉, 먼저 고무판재층의 적어도 일면에, 고융점 PE 섬유 30 ~ 90중량%와 상기 고융점 PE 섬유보다 융점이 20℃ 이상 낮은 저융점 PE 섬유 10 ~ 70중량%이 랜덤하게 혼합되어 있는 섬유집합체를 배치하는데, 이때 또한 미리 상기 고무판재층과 상기 섬유집합체의 사이에 상기 저융점 PE 섬유와 동일한 화학조성으로 이루어진 PE 수지 펠렛을 균일하게 배치시킨다. 본 고안의 따른 제조방법의 뚜렷한 장점이자 특징은 종래와 같이 서로 다른 층을 접착시킬 때 유독한 유기용매에 유기고분자가 용해되어 있는 접착제를 사용하는 것이 아니고, 상기한 저융점 PE 펠렛을 이용하는 데 있다. 이러한 방식으로 고무판재층과 섬유집팝체가 가열압축되어 생성되는 PE 부직포층을 접착시키면 유독한 유기용매의 증발로부터 유래되는 작업자의 건강위협문제 및 환경오염의 문제를 제거할 수 있는 장점이 있다.

이어서, 고융점 PE 섬유의 융점 보다 낮은 온도이며 상기 저융점 PE 섬유의 융점 보다 높은 온도로 상기 결과물을 가열한다. 이 가열온도는 선택된 고융점 PE 섬유 및 저융점 PE 섬유의 융점에 따라 다르지만, 통상적으로 90 ~ 200℃의 열풍으로 가열하면 저융점 PE 섬유는 부분 또는 완전히 융용되지만 고융점 PE 섬유는 결합에 도움이 될 수 있도록 어느 정도 연화되지만 용융되지는 않도록 조절할 수 있게 된다. 계속해서 , 상기 상기 결과물을 압축하면 섬유집합체가 고밀도의 PE 부직포층으로 압축되면서 고무판재층에 접착된다. 이 압축공정은 5 ~ 10℃로 냉각된 냉각압축롤러에 상기 결과물을 통과시키는 것에 의하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이온도범위에서 냉각하여야 복합판재에 주름이 생기는 문제점이 발생하지 않기 때문이다. 이때, 상기 PE 부직포층은 이전의 가열단계에서 용융되어 형성된 저융점PE 펠렛의 용융물에 의하여 고무판재층에 접착되게 된다. 뿐만 아니라 PE 부직포층 중의 저융점 섬유도 부분 또는 완전히 용융되어 고융점 섬유와 결합되게 되므로 부직포층의 구조가 전체적으로 촘촘하게 되어 부직포층의 기계적 강도를 증가시키고 음파의 흡수 및 차단효과를 높이는 효과를 발휘한다. 계속해서 가열 및 압착공정이 종료되면 얻어진 복합판재를 냉각하면 본 고안에 따른 PE 부직포 복합판재가 완성된다. 한편 상기 가열 및 압축공정은 여러번 반복될 수도 있다.

그런데 제1 태양에 따른 제조방법은 다음과 같은 단점도 수반한다. 즉, 두께가 보다 얇고 밀도 및 강도가 보다 높은 섬유판재에 대한 요구가 날로 증가하고 있는 추세에 있는데, 이러한 특성의 섬유판재는 압축롤의 수를 늘리고 압축압력을 하류의 압축롤로 갈수록 점증적으로 증가시키는 것에 의해 제조할 수도 있을 것이나 이러한 방식을 채택하여 소망하는 두께, 밀도 및 강도를 달성하기 위해서는 기존 장치의 압축롤의 수보다 수배 이상 증가시켜야 하므로 장치가 거대해지고, 설치공간 또한 훨씬 넓게 하여야 하며, 생산원가의 과도한 상승이 불가피하게 된다.

본 고안의 제2 태양에 따른 제조방법은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 가열판식 핫프레스를 이용하는 고온융착방식인데, 이는 가열과 압축을 동시에 실시하여 공정을 단순화할 수 있는 경제적 방식이다. 이 방법은 다음과 같은 방식으로 PE 부직포 복합판재를 제조한다.

즉, 이 방법에서도 먼저 고무판재층의 적어도 일면에, 고융점 PE 섬유 30 ~ 90중량%와 낮은 저융점 PE 섬유 10 ~ 70중량%이 랜덤하게 혼합되어 있는 섬유집합체를 배치하는데, 이때 또한 미리 상기 고무판재층과 상기 섬유집합체의 사이에 상기 저융점 PE 섬유와 동일한 화학조성으로 이루어진 PE 수지 펠렛을 균일하게 배치시킨다.

이어서, 가열판식 핫프레스에서 상기 결과물을 상기 가열판식 핫프레스의 조작온도에서 가열판에 융착되지 않는 부직포 또는 직포로 적어도 상기 가열판의 압축방향에 수직하는 상기 결과물의 표면 및 이면을 덮어씌운 상태에서 동시에 가열 및 압축하여 PE 부직포 복합판재를 제조한다. 이때, 핫프레스의 온도를 적절하게 조절하면 고융점 섬유는 용융되지 않지만 저융점 섬유는 용융되며, 이와 동시에 상기 섬유집합체는 PE 부직포층으로 압축되며, 또한 상기 PE 부직포층은 상기 저융점 PE 펠렛이 용융되어 형성된 용융물에 의하여 상기 고무판재층에 접착되게 된다. 계속해서 상기 부직포 또는 직포가 덮어씌어진 상태에서 얻어진 0 ~ 5℃로 냉각된 프레스에서 냉각 및 두께조절하면 본 고안에 따른 PE 부직포 복합판재가 완성된다. 프레스의 냉각온도가 0℃ 미만이면 결로현상이 발생하고 냉각비용이 증가하는 문제점이 있고, 5℃를 초과하면 냉각시간이 증가하며 복합판재의 강도의 균일성이 저하하는 문제점이 있다.

본 고안의 제2 태양에 따른 제조방법에 있어서, 상기 직포 또는 부직포의 주된 기능은 가열, 압축시 핫프레스의 가열판에 피가공물의 융착을 방지하는데 있다. 따라서, 상기 직포 또는 부직포는 핫프레스에서의 가열압축시에 가열판에 융착되지 않는 고융점 섬유로 이루어진 것이 바람직하다. 이에 더하여 상기 소재가 가열압축시에 열분해되지 않는 것이면 더욱 효과적이다. 상기 덮어 씌어진 직포 또는 부직포는 합성섬유, 천연섬유 또는 이들의 혼합섬유 등을 소재로 한 것을 이용할 수 있다. 특별히 제한되는 것은 아니나 부직포는 장부직포가 바람직하며, 직포는 두께 0.5mm 이상의 일반 PE 직포 또는 면직포가 분리성 및 보온성의 측면에서 효과적이다. 물론 본 고안은 상기한 직포로 제한되는 것은 아니며, 가열압축에 견딜 수 있는 내열성과 균일한 가열 및 냉각을 보장할 수 있는 것이라면 임의의 두께, 제직방식 및 소재로 된 것이라도 효과적으로 사용될 수 있다.

이하에서는 실시예를 참조하여 본 고안을 더욱 상세히 설명하고자 하는데, 이는 단지 예시를 위한 것으로서 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 의하여 본 고안의 특징 및 다른 장점이 명백하게 될 것이다.

실시예 1

도 4에 도시된 섬유판재 제조장치에서 다음과 같은 과정을 통하여 PE 부직포 복합판재를 제조하였다. 먼저, 두께 2.5mm의 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA) 고무판재의 앞면과 뒷면에 각각 4데니어, 융점 110℃의 저융점 PE 섬유 30중량%와 6 ~ 15데니어, 융점 264℃의 고융점 PE 섬유 70중량%가 랜덤하게 혼합된 두께 5cm의 웹(web)상태의 섬유집합체를 배치하였다. 이때 미리 상기 고무판재와 상기 섬유집합체의 사이에는 휴비스사에서 구입한 융점 약 110℃의 저융점 지방족 PE 펠렛을 고무판재 1m²당 약 20g의 비율이 되도록 균일하게 배치시켰다. 이어서, 섬유집합체/고무판재/섬유집합체 3층적층물을 공기흡입기능이 있는 컨베이어 벨트(10) 상에서 이송시키면서 제1열풍공급기(21)로부터의 150 ~ 200℃의 열풍을 이용하여 가열한 후 5 ~ 10℃의 제1 냉각압축롤러(31)로 공급하여 1차압축하였다. 여기서 1차 냉각압축된 결과물을 가이드롤러(40)에 의해 안내이송시키면서 제2 열풍공급기(22)로부터의 150 ~ 200℃의 열풍으로 가열한 후, 5 ~ 10℃의 제2 냉각압축롤러(32)로 다시 공급하여 2차압축하였다. 계속해서 동일한 방식으로 상기 제2차 압축된 결과물을 150 ~ 200℃의 제3 열풍공급기(23) 및 5 ~ 10℃의 제3 냉각압축롤러(33)를 통과시킨 다음, 컨베이어식 성형냉각기(50)에서 성형냉각시켜 두께 20mm의 PE 부직포 복합판재를 얻었다.

실시예 2

도 5에 도시된 목재가공용 가열판식 핫프레스 장치에서 다음과 같은 과정을 통하여 PE 부직포 복합판재를 제조하였다. 가열판식 핫프레스 장치(58)는 여러개의 가열판(62)과 가압수단(60)이 구비되어 있으며, 이러한 형태의 가열판식 핫프레스 장치는 암면이나 압축목판재의 제조에 널리 이용되고 있는 것이다. 먼저, 실시예 1의 경우와 동일하게 두께 2.5mm의 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA) 고무판재의 앞면과 뒷면에 각각 4데니어, 융점 110℃의 저융점 PE 섬유 30중량%와 6 ~ 15데니어, 융점 264℃의 고융점 PE 섬유 70중량%가 랜덤하게 혼합된 두께 5cm의 웹(web)상태의 섬유집합체를 배치하였다. 이때 미리 상기 고무판재와 상기 섬유집합체의 사이에는 휴비스사에서 구입한 융점 약 110℃의 저융점 지방족 PE 펠렛을 고무판재 1m²당 약 20g의 비율이 되도록 균일하게 배치시켰고, 섬유집합체가 가열 및 압축공정에서 프레스의 가열판에 용착되는 것을 방지하기 위하여 이 3층 적층물의 표면과 이면에 동일한 면적을 갖는 두께 1mm의 PET 직포를 부착시켰다.

이어서 이 PET 직포로 덮어씌어진 3층 적층물을 가열판(62)의 사이에 넣고 가압수단(60)으로 가압한 후, 이를 0 ~ 5℃에서 냉각시켜 실시예 1에서 제조된 복합판재와 동일한 두께 20mm의 PE 부직포 복합판재를 얻었다.

비교예 1

고무판재층을 사용하지 않은 점만을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법과 실시예 1에서 사용한 동일한 웹(web)상태의 섬유집합체를 이용하여 실시예 1의 복합판재와 동일한 20mm 두께의 PE 부직포층만으로 이루어진 PE 부직포 복합판재를 제조하였다.

비교예 2

고무판재층을 사용하지 않은 점만을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법과 실시예 1에서 사용한 동일한 웹(web)상태의 섬유집합체를 이용하여 실시예 1의 복합판재와 동일한 20mm 두께의 PE 부직포층만으로 이루어진 PE 부직포 복합판재를 제조하였다.

비교예 3

고무판재 대신에 동일한 두께의 폴리메틸메타크렐레이트판을 사용한 점만을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법과 실시예 1에서 사용한 동일한 웹(web)상태의 섬유집합체를 이용하여 실시예 1의 복합판재와 동일한 20mm 두께의 PE 부직포 복합판재를 얻었다.

실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3에서 얻은 섬유판재의 PE 부직포층을 관찰한 결과 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3의 모든 경우에 고융점 PE 섬유가 원상태를 그대로 유지하고 있고 저융점 PE 섬유는 용융되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3에서 얻은 섬유판재에 대하여 방음시험 결과를아래의 표 1에 종합하였다. 방음시험은 3m ×5m ×2.3m 규격의 실내의 중앙에 위에서 얻은 섬유판재를 이용하여 칸막이를 설치한 후 한쪽공간에서 최대볼륨으로 카세트 테이프 플레이어를 작동시킬 때 다른 쪽 공간의 실내에서 느끼는 소음의 정도를 10명의 관찰자를 대상으로 평가하였다.

	소음정도
	조용하다라고응답한사람수	보통이다라고응답한사람수	시끄럽다라고응답한사람수
실시예 1	7	3	0
실시예 2	7	3	0
비교예 1	0	4	6
비교예 2	0	4	6
비교예 3	0	8	2

표 1을 참조하면, 본 고안에 따른 실시예 1 ~ 2에서 얻은 PE 부직포 복합판재는 비교예 1 ~ 3에서 얻은 섬유판재에 비하여 방음효과가 뛰어남을 알 수 있는데, 이는 비교예 1 ~ 3의 섬유판재는 흡음기능을 발휘하지만 차음기능은 미미한데 반하여 실시예 1 ~ 2의 복합판재는 흡음기능 뿐만 아니라 차음기능도 방음효과에 의미있는 정도의 비율로 기여하기 때문이라고 판단된다.

한편, 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3의 섬유판재에 대하여 KS L 9016-95에 규정된 평판열계류법으로 평균온도 20 ±2℃의 온도에서 측정한 열전도율은 약 0.031 ~ 0.040W/m.K로서 모두 우수한 단열효과가 있음을 알 수 있었다.

상기한 바와 같이 본 고안의 제조방법에 따른 PE 부직포 복합판재는 흡차음 특성, 단열특성,충격흡수력, 및 진동흡수력이 우수하기 때문에 건축용 내외장재,칸막이용 보드 등으로 효과적으로 사용될 수 있다. 특히, 회의실, 영화관, 오페라 하우스, 공연장 등의 바닥마감재, 층간차음재, 벽면마감재로 사용되면 다음과 같은 장점이 있다.

(1) 실내에서는 본 고안의 PE 부직포 복합판재가 음파를 흡수하는 기능이 우수하기에 벽면, 바닥면에서의 반사파와 입사파가 간섭현상을 일으켜 잡음으로 들리는 문제점을 크게 감소시킬 수 있다.

(2) 실외에서는 본 고안의 PE 부직포 복합판재가 음파를 차단하는 기능도 우수하므로 음파가 실외로 전파되는 현상을 방지하여 방음효과가 뛰어나다.

(3) 본 고안의 PE 부직포 복합판재의 PE 부직포층은 고밀도로 압축되어 있어서 내충격성 및 진동흡수력이 우수하다.

(4) 본 고안의 PE 부직포 복합판재의 PE 부직포층은 단열성이 우수하여 겨울철에는 실내난방비용이 절감되며, 여름철에는 냉방효율을 증가시킨다.

Claims (5)

1. 음파를 흡수 및 차단하기 위한 효과를 증가시키기 위한 고무판재층; 및

   상기 고무판재층의 일면 또는 양면에 접착되어 있으며 음파를 흡수 및 차단하는 PE 부직포층을 포함하는 PE 부직포 복합판재.
2. 제1항에 있어서, 상기 PE 부직포층은 고융점 PE 섬유 30 ~ 90중량%와 상기 고융점 PE 섬유보다 융점이 20℃ 이상 낮은 저융점 PE 섬유 10 ~ 70중량%이 랜덤하게 혼합되어 있는 PE 부직포층인 것을 특징으로 하는 PE 부직포 복합판재.
3. 제1항에 있어서, 상기 고무판재층은 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 천연고무, 합성이소프렌고무, 네오프렌 고무, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 고무 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 PE 부직포 복합판재.
4. 제1항에 있어서, 상기 고융점 PE 섬유는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올 또는 1,4-부탄디올과 디메틸테레프탈레이트(DMT), 테레프탈산(TPA), 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트(NDC) 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산(NDA)의 중합생성물인 것을 특징으로 하는 PE 부직포 복합판재.
5. 제1항에 있어서, 상기 저융점 PE 섬유는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 또는 1,4-부탄디올과 탄소수 4 ~ 10개의 지방족 디카르복실산의 중합생성물인 것을 특징으로 하는 PE 부직포 복합판재.