KR20130129104A - 방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기 - Google Patents

방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 방수 통음 시트는 다수의 기공을 갖는 다공성 기재와, 상기 다공성 기재에 적층되고 검정 또는 다른 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 형성한 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹으로 구성되어, 부직포 등의 다공성 기재에 방사 방법에 의해 검정 또는 다른 색상을 갖는 다공성 나노 웹을 형성하여 방수 성능과 통음 성능을 향상시킬 수 있고, 다공성 나노 웹을 전기 방사방법으로 제조할 때 고분자 물질에 안료를 첨가함으로써, 안료를 도포하는 공정을 삭제할 수 있어 생산 공정을 단축할 수 있다.

Description

방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기{WATERPROOF SOUND PASSING SHEET, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE WATERPROOF SOUND PASSING SHEET}
본 발명은 전자기기의 스피커나 마이크의 음향 홀 또는 통기공에 설치되어 소리 및 공기는 통과시키고 물은 차단하는 것으로, 보다 상세하게는 전기 방사방법에 의해 제조되는 방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기에 관한 것이다.
최근 전자기기는 휴대하고 다니면서 사용하는 전자기기의 사용이 날로 증가하고 있다. 이러한 휴대용 단말기, 디지털 카메라, 노트북 등의 휴대용 전자기기는 휴대하면서 사용하기 때문에 방수 기능을 갖는 것이 요구되고 있다. 하지만, 스피커나 마이크 등이 설치되는 부분에는 소리를 방출시키는 음향 홀이 형성되고, 이 음향 홀을 통해 물이나 먼지가 전자기기 내부로 침투하게 된다.
따라서, 음향 홀에는 소리는 통과시키고 물이나 먼지는 차단하는 방수 통음 시트가 설치된다. 방수 통음 시트는 방수성을 위해 미세 구멍의 평균 직경을 작게 해야되고, 통음성을 위해서는 미세 구멍의 크기가 클수록 유리하다. 따라서, 통음성과 방수성 두 가지 조건을 만족시킬 수 있는 구멍의 직경을 적절하게 유지하는 것이 중요하다.
종래의 방수 통음막은 공개특허공보 10-2010-0041839(2010년 04월 22일)에 개시된 바와 같이, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막으로 구성되고, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막이 제1 다공질층과, 폴리테트라플루오로에틸렌의 매트릭스간에 작용하는 결착력에 기초하여 제1 다공질층에 적층 및 일체화된 제2 다공질층을 포함하고, 방수 통음막의 면 밀도가 1 내지 20g/m2이며, 제1 다공질층 및 제2 다공질층이 각각 2축 연신되어 있고, 제1 다공질층의 연신 배율과 제2 다공질층의 연신 배율이 동등하도록 형성된다.
이와 같은 방수 통음막은 다공질층이 제1 다공질층과 제2 다공질층 2중으로 구성되어 방수 성능을 향상시킬 수 있다. 하지만, 종래의 방수 통음막은 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막으로만 구성되기 때문에 사용기간이 길어짐에 따라 외부에서 가해지는 충격이나 소리의 압력 등으로 인하여 다공질막의 미세 구멍이 점차적으로 커지게 되고, 이에 따라 방수 성능이 저하되는 문제가 있다.
공개특허공보 10-2010-0041839(2010년 04월 22일)
본 발명의 목적은 전기 방사방법에 의해 형성되는 다수의 기공을 갖는 나노 웹 형태의 방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다공성 나노 웹을 전기방사방법으로 제조할 때 고분자 물질에 안료를 첨가함으로써, 안료를 도포하는 공정을 삭제할 수 있어 생산 공정을 단축할 수 있고, 방수 성능 및 통음 성능을 향상시킬 수 있는 방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다공성 기재에 다공성 나노 웹을 전기 방사 방법으로 제조함으로써, 시트 강도를 향상시키고, 나노 웹의 두께, 기공의 평균 직경, 기공수를 조절할 수 있어 다양한 제품에 적용이 가능한 방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 나노 웹로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 방수 통음 시트는 다수의 기공을 갖는 다공성 기재와, 상기 다공성 기재에 적층되고 검정 또는 다른 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 형성한 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방수 통음 시트 제조방법은 다수의 기공을 갖는 다공성 기재를 공급하는 단계와, 상기 다공성 기재에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방수 통음 시트 제조방법은 다수의 기공을 갖는 다공성 기재를 공급하는 단계와, 상기 다공성 기재의 일면에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 제1나노 웹층을 형성하는 단계와, 상기 다공성 기재의 타면에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 제2나노 웹층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방수 통음 시트 제조방법은 다수의 기공을 갖는 제1다공성 기재를 공급하는 단계와, 상기 제1다공성 기재의 일면에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹을 형성하는 단계와, 상기 다공성 나노 웹의 타면에 다수의 기공을 갖는 제2다공성 기재를 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 방수 통음 시트는 부직포 등의 다공성 기재에 방사 방법에 의해 검정 또는 다른 색상을 갖는 다공성 나노 웹을 형성하여 시트 강도를 향상시키고, 방수 성능 및 통음 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 방수 통음 시트는 다공성 나노 웹을 전기 방사방법으로 형성하므로, 나노 웹의 두께, 기공의 평균 직경, 기공수를 조절할 수 있어 다양한 제품이 적용이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 방수 통음 시트는 부직포 위에 다공성 나노 웹을 전기방사방법으로 제조할 때 고분자 물질에 안료를 첨가함으로써, 안료를 도포하는 공정을 삭제할 수 있어 생산 공정을 단축할 수 있고, 방수 성능 및 통음 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 방수 통음 시트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 방수 통음 시트의 확대 사진이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 방수 통음 시트를 제조하는 전기 방사장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 방수 통음 시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 방수 통음 시트를 제조하는 전기 방사장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 방수 통음 시트의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 방수 통음 시트를 제조하는 전기 방사장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 방수 통음 시트의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 방수 통음 시트에 적용되는 양면 점착 테이프의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 방수 통음 시트가 적용된 전자기기의 일부 단면도이다.
도 11은 도 10의 요부 확대도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 방수 통음 시트는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재(20)와, 다공성 기재(20)의 일면에 형성되고 검정 또는 다양한 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 형성한 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹(nano web)(10)을 포함한다.
다공성 기재(20)는 써멀본드 부직포, 스펀본드 부직포, 케미칼본드 부직포, 에어레이드 부직포 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 다공성 기재는 부직포 이외에도 기공을 가지는 직물지, 스티로폼, 종이, 메쉬 등이 사용될 수 있다.
이러한 다공성 기재(20)는 검정 또는 다른 색상을 가질 수 있으며, 안료를 도포하는 방식은 그라비아 인쇄, 코팅 등이 사용될 수 있으며, 도프 다이(Dope-dye) 방식도 사용이 가능하다.
다공성 나노 웹(10)은 검정 또는 다른 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 초극세 섬유 가닥들(14)을 만들고, 이 초극세 섬유 가닥들(14)이 축적되어 다수의 기공(12)을 갖는 형태로 형성된다.
다공성 나노 웹(10)을 만드는데 사용되는 고분자 물질은 전기방사를 위해 유기 용매에 용해될 수 있고, 전기방사에 의해 나노 섬유를 형성할 수 있는 수지이면 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 고분자 물질은 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리(비닐리덴플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌), 퍼풀루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드 또는 이들의 공중합체, 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스터를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리(옥시메틸렌-올리 고-옥시에틸렌), 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리(비닐피롤리돈-비닐아세테이트), 폴리스티렌 및 폴리스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아크릴로니트릴 메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하는 폴리아크릴로니트릴 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 사용 가능한 고분자물질로는 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등이 있다
고분자물질 중에서 다공성 웹을 제조하는 데 특히 바람직한 것은 PAN, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리에스테르 설폰(PES: Polyester Sulfone), 폴리스티렌(PS)를 단독으로 사용하거나, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)와 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 혼합하거나, PVdF와 PES, PVdF와 열가소성 폴리우레탄(TPU: Thermoplastic Polyurethane)을 혼합하여 사용할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서 사용 가능한 고분자는 에어 전기방사가 가능한 열가소성 및 열경화성 고분자로 특별히 제한되지 않는다.
용매는 DMAc(N,N-Dimethyl acetoamide), DMF(N,N-Dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone), DMSO(dimethyl sulfoxide), THF(tetra-hydrofuran), (EC(ethylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), PC(propylene carbonate), 물, 초산(acetic acid), 개미산(formic acid), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane) 및 아세톤(acetone) 중 하나 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
다공성 나노 웹(10)은 전기 방사방법으로 제조되므로 고분자 물질의 방사량에 따라 두께가 결정된다. 따라서, 다공성 나노 웹(10)의 두께를 원하는 두께로 만들기가 쉬운 장점이 있다. 즉, 고분자 물질의 방사량을 적게 하면 다공성 나노 웹(10)의 두께를 얇게 만들 수 있고, 방사량이 적기 때문에 그만큼 제조비용을 줄일 수 있게 된다.
여기에서, 다공성 나노 웹(10)은 두께에 따라 기공수 및 기공의 평균 직경이 결정되므로, 방수성을 향상시킬 경우에는 다공성 나노 웹의 두께를 증가시키고, 통음성을 향상시킬 경우에는 다공성 나노 웹의 두께를 얇게 만들면 된다.
따라서, 설치되는 전자기기의 기능 및 종류에 따라 방수 통음 성능이 각기 다른 다양한 종류의 방수 통음 시트를 만들 수 있다.
섬유 가닥(14)의 직경은 0.3~1.5um 범위이다. 그리고, 평균 기공의 크기는 최대 1.5~2um이고, 최소 크기는 제한하지 않는다. 즉, 평균 기공의 크기는 2um 이하인 것이 바람직하다.
그리고, 다공성 나노 웹(10)의 경우 초극세 섬유 가닥들(14)이 형성되므로 불규칙한 무수한 기공이 형성될 수 있어 방수성과 통음성을 동시에 향상시키는데 더욱 효과적이다.
안료는 검정 또는 다른 색상의 방수 통음 시트를 제조하기 위하여 사용하게 되는데, 안료의 사용량, 종류에 따라 다양한 색상이나 톤을 구현할 수 있다.
본 실시예에서는 안료를 고분자 물질에 첨가하여 전기 방사하기 때문에 다공성 나노 웹의 표면에 안료를 도포하는 공정을 삭제할 수 있어 제조공정을 단축할 수 있는 효과가 있고, 기공의 평균 직경을 정밀하게 만들 수 있다.
기존의 안료를 도포하는 방법으로는 그라비아 인쇄, 코팅 등을 사용할 수 있으나 이러한 방법으로 안료를 도포하여 색상을 구현하게 되면, 공기 투과도의 저하, 색상의 낮은 견뢰도의 문제점이 생길 가능성이 있는데, 본 실시예에서는 고분자 물질에 안료를 첨가하여 나노 웹을 제조함으로 원천적으로 색상의 견뢰도를 향상시킬 수 있으며, 방수성, 통음성 및 통기성을 향상시키고 공기 투과도의 저하를 방지할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 방수 통음 시트는 표면에 발유 가공 처리하여 방수 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다. 여기에서, 발유 가공은 다공성 나노 웹(10)의 표면 또는 다공성 기재의 표면에 유기 불소계 화합물 등을 처리하여 형성되고, 이외에 발유 가공 처리할 수 있는 다양한 방법이 적용될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 방수 통음 시트는 에어 밴트 홀에 설치되어 열이나 공기는 통과시키고 물이나 먼지는 차단하는 방수 통기 시트로도 사용이 가능하다.
본 발명의 제1실시예에 따른 방수 통음 시트를 제조하는 전기 방사장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 검정 또는 다른 색상의 안료가 첨가된 고분자 물질과 용매가 혼합된 방사용액이 저장되는 방사용액 탱크(30)와, 고전압 발생기가 연결되고 방사용액 탱크(30)와 연결되어 초극세 섬유 가닥들을 방사하는 복수의 방사노즐(34)과, 방사노즐(34)에서 방사되는 초극세 섬유 가닥들(14)이 축적되어 다공성 나노 웹(10)이 만들어지는 콜렉터(36)를 포함한다.
방사용액 탱크(30)에는 고분자 물질, 안료 및 용매를 고르게 섞어줌과 아울러 방사용액의 상분리를 방지하는 교반기(32)가 구비된다.
콜렉터(36)와 방사노즐(34) 사이에는 90~120Kv의 고전압 정전기력이 인가되고, 방사노즐(34)에서 초극세 섬유 가닥들(14)이 방사되어, 콜렉터(36) 위에 다공성 나노 웹(10)이 형성된다.
다수의 방사노즐(34)이 콜렉터(36)의 진행방향을 따라 간격을 두고 배열되어 있고, 또한, 다수의 방사노즐은 콜렉터(36)의 진행방향에 직교하는 방향(즉, 콜렉터의 폭 방향)을 따라 간격을 두고 배열되어 있다. 도 3에는 설명의 편의상 3개의 방사노즐이 콜렉터(36)의 진행방향을 따라 간격을 두고 배열되어 있는 것을 나타낸 것이다.
콜렉터(36)의 진행방향을 따라 배열되는 방사노즐은 예를 들어, 30-60개, 또는 필요에 따라 그 이상으로 배열될 수 있으며, 이와 같이 다수의 방사노즐을 사용하는 경우 콜렉터(36)의 회전속도를 증가시켜서 생산성 증대를 도모할 수 있다.
각각의 방사노즐(34)에는 에어 분사장치(38)가 구비되어 방사노즐(34)에서 방사되는 섬유 가닥들(14)에 에어를 분사하여 섬유 가닥들(14)이 콜렉터(36) 쪽으로 포집되도록 가이드한다.
대량생산을 위해 그 이상의 멀티-홀(multi-hole) 방사팩을 적용하면 멀티홀간의 상호 간섭이 발생하여 섬유가 날려 다니면서 포집이 이루어지지 않게 된다. 그 결과, 멀티-홀(multi-hole) 방사팩을 사용하여 얻어지는 다공성 나노 웹(10)은 너무 벌키(bulky)해짐에 따라 나노 웹(10) 형성이 어려워지며, 방사의 트러블(trouble) 원인으로 작용한다.
따라서, 이러한 문제를 해결하고자 본 실시예에서는 멀티-홀(multi-hole) 방사팩을 사용하여 각 방사노즐(34)마다 에어 분사장치(38)를 구비하여 섬유 가닥들(14)을 방사할 때 에어를 분사하여 섬유 가닥들이 콜렉터에 잘 포집되도록 한다.
본 발명의 멀티-홀 방사팩 노즐(Spin pack nozzle)의 에어 분사장치의 에어압은 0.1~0.6MPa 범위로 설정된다. 이 경우 에어압이 0.1MPa 미만인 경우 포집/집적에 기여를 하지 못하며, 0.6MPa를 초과하는 경우 방사노즐의 콘을 굳게 하여 니들을 막는 현상이 발생하여 방사 트러블이 발생한다.
콜렉터(36)는 복수의 방사노즐(34)에서 방사되는 초극세 섬유 가닥들(14)이 순차적으로 축적되도록 나노 웹을 이송시키는 컨베이어가 사용될 수 있다.
콜렉터(36)의 전방에는 콜렉터로 다공성 기재(20)를 공급해주도록 다공성 기재(20)가 감겨진 기재 롤(44)이 구비되고, 콜렉터(36)의 후방에는 전기 방사방법에 의해 제조된 다공성 나노 웹(10)를 가압하여 일정 두께로 만드는 가압 롤러(40)가 구비되고, 가압 롤러(40)를 통과하면서 가압된 다공성 나노 웹(10)이 감겨지는 나노 웹 롤(42)이 구비된다.
이와 같이 구성되는 전기 방사장치를 이용하여 통음 방수 시트를 제조하는 공정을 살펴보면, 콜렉터(36)가 구동되면 콜렉터(36)의 상면으로 다공성 기재(20)가 이동된다. 즉, 기재 롤(20)에 감겨진 다공성 기재(20)가 풀리면서 콜렉터(36)로 공급된다.
그리고, 콜렉터(36)와 방사노즐(34) 사이에 고전압 정전기력을 인가함에 의해 방사노즐(34)에서 안료가 첨가된 고분자 물질을 초극세 섬유 가닥들(14)로 만들어 다공성 기재에 방사한다. 그러면 다공성 기재에 초극세 섬유 가닥들(14)이 축적되어 검정색 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공(12)을 갖는 다공성 나노 웹(10)이 형성된다.
이때, 에어 분사장치(38)에서 각 방사 노즐(34)마다 에어를 분사함으로써 방사된 섬유 가닥들이 콜렉터(36)에 포집되지 못하고 날리는 것을 잡아주게 된다.
그리고, 다공성 기재(20)에 다공성 나노 웹(10)이 형성된 복합 시트가 가압 롤러(40)를 통과하면서 일정 두께로 만들어지고, 나노 웹 롤(40)에 감겨진다.
본 발명의 제2실시예에 따른 방수 통음 시트는 도 4에 도시된 바와 같이, 검정 또는 다양한 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 형성된 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹층(10)과, 다공성 나노 웹(10)의 일면에 형성되고 다수의 기공을 갖는 제1다공성 기재(22)와, 다공성 나노 웹(10)의 타면에 형성되고 다수의 기공을 갖는 제2다공성 기재(24)를 포함한다.
다공성 나노 웹(10)은 위의 제1실시예에서 설명한 다공성 나노 웹(10)과 구성이 동일하고, 제1다공성 기재(22) 및 제2다공성 기재(24)는 위의 제1실시예에서 설명한 다공성 기재(20)의 구성과 동일하다.
제2실시예에 따른 방수 통음 시트는 다공성 나노 웹(10)의 양면에 제1다공성 기재(22) 및 제2다공성 기재(24)가 적층되는 3층 구조로 형성되어 강도를 보강한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 방수 통음 시트를 제조하는 전기 방사장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 검정 또는 다른 색상의 안료가 첨가된 고분자 물질과 용매가 혼합된 방사용액이 저장되는 방사용액 탱크(30)와, 고전압 발생기가 연결되고 방사용액 탱크(30)와 연결되어 초극세 섬유 가닥들을 방사하는 복수의 방사노즐(34)과, 방사노즐(34)에서 방사되는 초극세 섬유 가닥들(14)이 축적되어 다공성 나노 웹(10)이 만들어지는 콜렉터(36)를 포함한다.
이러한 제2실시예에 따른 전기 방사장치를 제1실시예에서 설명한 전기 방사장치의 구성과 동일하고, 다만 콜렉터(36)의 전방측에 제1다공성 기재(22)가 감겨진 제1기재 롤(45)이 배치되고, 콜렉터(36)의 후방측에 제2다공성 기재(24)가 감겨진 제2기재 롤(46)이 배치된다.
이와 같은 제2실시예에 따른 방수 통음 시트의 제조공정을 살펴보면, 콜렉터(36)가 구동되면 콜렉터(36)의 상면으로 제1다공성 기재(22)가 이동된다.
그리고, 콜렉터(36)와 방사노즐(34) 사이에 고전압 정전기력을 인가함에 의해 방사노즐(34)에서 안료가 첨가된 고분자 물질을 초극세 섬유 가닥들(14)로 만들어 제1다공성 기재(22)에 방사한다. 그러면 제1다공성 기재(22)에 초극세 섬유 가닥들(14)이 축적되어 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공(12)을 갖는 다공성 나노 웹(10)이 형성된다.
이때, 에어 분사장치(38)에서 각 방사 노즐(34)마다 에어를 분사함으로써 방사된 섬유 가닥들이 콜렉터(36)에 포집되지 못하고 날리는 것을 잡아주게 된다.
그리고, 콜렉터(36)의 후방에 배치된 제2기재 롤(46)에 감겨진 제2다공성 기재(24)가 콜렉터(36)의 후방으로 공급되어 다공성 나노 웹(10)의 타면에 적층된다.
그리고, 다공성 나노 웹(10)의 양면에 제1다공성 기재(22) 및 제2다공성 기재(24)가 적층된 3층 구조의 복합 시트가 가압 롤러(40)를 통과하면서 일정 두께로 만들어지고, 나노 웹 롤(40)에 감겨진다.
본 발명의 제3실시예에 따른 방수 통음 시트는 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재(20)와, 다공성 기재(20)의 일면에 적층되고 검정 또는 다양한 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 다수의 기공을 갖는 제1나노 웹층(50)과, 다공성 기재(20)의 타면에 적층되고 검정 또는 다양한 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 다수의 기공을 갖는 제2나노 웹층(52)을 포함한다.
다공성 기재(20)는 제1실시예에서 설명한 다공성 기재(10)의 구성과 동일하고, 제1나노 웹층(50)과 제2나노 웹층(52)은 제1실시예에서 설며한 다공성 나노 웹(10)과 동일하다.
제3실시예에 따른 방수 통음 시트는 다공성 기재(20)의 일면에 제1나노 웹층(50)이 적층되고, 다공성 기재(20)의 타면에 제2나노 웹층(52)이 적층되어 3층 구조를 갖도록 형성된다.
본 발명의 제3실시예에 따른 방수 통음 시트를 제조하는 전기 방사장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 검정 또는 다른 색상의 안료가 첨가된 고분자 물질과 용매가 혼합된 방사용액을 방사하여 제1나노 웹층(50)을 형성하는 복수의 제1방사노즐(60)과, 제1방사노즐(60)에서 방사되는 초극세 섬유 가닥들이 축적되는 제1콜렉터(62)와, 제1콜렉터(62)의 하측에 배치되고 검정 또는 다른 색상의 안료가 첨가된 고분자 물질과 용매가 혼합된 방사용액을 방사하여 제2나노 웹층(52)을 형성하는 복수의 제2방사노즐(66)과, 제2방사노즐(66)에서 방사되는 초극세 섬유 가닥들이 축적되는 제2콜렉터(68)를 포함한다.
여기에서, 제1방사노즐(60)과 제2방사노즐(66)은 검정 또는 다른 색상의 안료가 첨가된 고분자 물질과 용매가 혼합된 방사용액이 저장되는 방사용액 탱크(미도시)와 연결된다.
그리고, 제1콜렉터(62)의 전방측에는 제1콜렉터(62)로 다공성 기재(20)를 공급해주도록 다공성 기재(20)가 감겨진 기재 롤(64)이 구비되고, 제2콜렉터(68)의 후방에는 전기 방사방법에 의해 제조된 3층 구조의 시트를 가압하여 일정 두께로 만드는 가압 롤러(72)가 구비되고, 가압 롤러(72)를 통과하면서 일정 두께로 형성되는 시트가 감겨지는 시트 롤(70)이 구비된다.
이와 같이 구성되는 전기 방사장치를 이용하여 제3실시예에 따른 통음 방수 시트를 제조하는 공정을 살펴보면, 제1콜렉터(62)가 구동되면 제1콜렉터(62)의 상면으로 다공성 기재(20)가 공급된다.
그리고, 제1콜렉터(62)와 제1방사노즐(60) 사이에 고전압 정전기력을 인가함에 의해 제1방사노즐(60)에서 안료가 첨가된 고분자 물질을 초극세 섬유 가닥으로 만들어 다공성 기재(20)의 일면에 방사한다. 그러면 다공성 기재(20)의 일면에 초극세 섬유 가닥들이 축적되어 검정색 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공(12)을 갖는 제1나노 웹층(52)이 형성된다.
그리고, 제1나노 웹층(50)이 형성된 다공성 기재는 제2콜렉터로 안내된다. 이때, 다공성 기재의 타면이 상측을 향하도록 배치된다. 그러면, 제2콜렉터(68)와 제2방사노즐(66) 사이에 고전압 정전기력을 인가함에 의해 제2방사노즐(66)에서 안료가 첨가된 고분자 물질을 초극세 섬유 가닥으로 만들어 다공성 기재(20)의 타면에 방사한다. 그러면 다공성 기재(20)의 타면에 초극세 섬유 가닥들이 축적되어 검정색 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공(12)을 갖는 제2나노 웹층(52)이 형성된다.
그리고, 다공성 기재의 양면에 나노 웹층이 형성된 복합 시트가 가압 롤러(72)를 통과하면서 일정 두께로 만들어지고, 시트 롤(70)에 감겨진다.
본 발명의 제4실시예에 따른 방수 통음 시트는 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재(20)와, 다공성 기재의 일면에 형성되고 검정 또는 다양한 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 형성된 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹(nano web)(10)과, 다공성 기재(20) 또는 다공성 나노 웹(10)의 일면에 형성되는 양면 점착 테이프(160)를 포함한다.
다공성 기재(20) 및 다공성 나노 웹(10)의 구성은 제1실시예에서 설명한 다공성 나노 웹(10)의 구성과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
양면 점착 테이프(160)는 다공성 나노 웹(10) 또는 다공성 기재의 가장자리를 따라 형성되어 방수 통음 시트를 전자기기의 음향홀 부분에 부착하는 역할을 한다. 여기에서, 양면 점착 테이프는 무기재 타입이나 기재 타입이 사용될 수 있고, 기존의 양면 점착 테이프가 사용될 수 있으며, 전기 방사방법으로 형성되는 양면 점착 테이프가 사용될 수 있다.
전기 방사방법에 의해 형성되는 양면 점착 테이프(160)는 도 9에 도시된 바와 같이, 전기 방사방법에 의해 다수의 기공을 갖는 나노 웹 형태로 형성되는 기재(162)와, 기재(162)의 일면에 점착물질을 방사하여 나노 웹 형태로 형성되는 제1점착층(164)과, 기재(162)의 타면에 점착물질을 방사하여 나노 웹 형태로 형성되는 제2점착층(166)을 포함한다.
여기에서, 기재(162)는 고분자 물질을 전기 방사방법으로 초극세 섬유 가닥들을 만들고, 이 초극세 섬유 가닥들이 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노 웹(nano web) 형태로 형성된다.
그리고, 제1점착층(164)과 제2점착층(166)은 기재(162)의 일면과 타면에 각각 점착물질을 방사하여 형성되고, 점착물질이 기재의 기공으로 유입되어 점착물질의 점착물질이 기재(162)의 기공에 유입되어 점착제의 양을 증가시키므로 기존의 양면 점착 테이프와 동일한 두께일 경우 기존의 양면 점착 테이프에 비해 점착제의 양이 많아 그만큼 점착력을 증가시킬 수 있게 된다.
양면 점착 테이프(160)는 다공성 나노 웹(10)을 형성하는 전기 방사장치에서 일체로 형성될 수 있고, 다른 전기 방사장치에서 별도로 제조된 후 다공성 나노 웹의 타면에 합지될 수 있다.
도 10은 본 발명의 방수 통음 시트가 적용된 전자 기기의 일부 단면도이고, 도 11은 도 10의 요부 확대도이다.
본 발명에 따른 전자 기기는 본체(110)의 내부에 소리를 외부로 방출시키는 스피커(120)와, 소리가 입력되는 마이크(130)가 각각 설치되고, 본체(110)에는 스피커(120)와 마이크(130)가 설치되는 부분에 소리가 통과하는 음향 홀(140,150)이 형성된다.
그리고, 음향 홀(140,150)에는 물이나 먼지를 차단하고 소리는 통과시키는 본 발명에 따른 방수 통음 시트(100,200)가 설치된다. 여기에서, 방수 통음 시트(100,200)는 위에서 설명한 제1실시예 내지 제4실시예에서 설명한 방수 통음 시트가 사용될 수 있다. 음향 홀(140,150)의 내면에 링 형태의 양면 점착 테이프(160)가 설치되어 방수 통음 시트(100,200)를 음향 홀(140,150)의 내면에 고정시킨다.
본 실시예에 따른 방수 통음 시트는 음향 홀(140,150) 이외에, 전자 기기의 열이나 공기를 통과하는 에어 밴트 홀에 설치되어 공기나 열은 통과시키고 물이나 먼지는 차단하는 역할로도 사용이 가능하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10: 다공성 나노 웹 12: 기공
14: 섬유 가닥 20: 다공성 기재
30: 방사용액 탱크 32: 교반기
34: 방사노즐 36: 콜렉터
38: 에어 분사장치 40: 가압 롤러
42: 나노 웹 롤 44: 기재 롤

Claims (18)

  1. 다수의 기공을 갖는 다공성 기재; 및
    상기 다공성 기재에 적층되고 검정 또는 다른 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 형성한 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹;을 포함하는 방수 통음 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 기재는 써멀본드 부직포, 스펀본드 부직포, 케미칼본드 부직포, 에어레이드 부직포, 직물지, 스티로폼, 종이, 메쉬 중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 기재에는 검정 또는 다른 색상을 갖는 안료가 도포되는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 나노 웹은 검정 또는 다른 색상의 안료를 첨가한 고분자 물질을 전기 방사하여 초극세 섬유 가닥들을 만들고, 상기 섬유 가닥들을 축적하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 섬유 가닥의 직경은 0.3-1.5um 범위이고, 평균 기공의 크기는 2um 이하인 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 웹을 형성하는 고분자 물질은 PAN, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리에스테르 설폰(PES: Polyester Sulfone), 폴리스티렌(PS) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)와 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 혼합하거나, PVdF와 PES, PVdF와 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 기재는 다공성 나노 웹의 일면에 적층되는 제1다공성 기재와, 상기 다공성 나노 웹의 타면에 적층되는 제2다공성 기재를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 나노 웹은 상기 다공성 기재의 일면에 적층되는 제1나노 웹층과, 상기 다공성 기재의 타면에 적층되는 제2나노 웹층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 나노 웹에 적층되고 전기 방사방법으로 형성되는 양면 점착 테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양면 점착 테이프는 전기 방사방법에 의해 다수의 기공을 갖는 나노 웹 형태로 형성되는 기재와, 상기 기재의 일면에 점착물질을 방사하여 형성되는 제1점착층과, 상기 기재의 타면에 점착물질을 방사하여 형성되는 제2점착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트.
  11. 다수의 기공을 갖는 다공성 기재를 공급하는 단계; 및
    상기 다공성 기재에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹을 형성하는 단계;를 포함하는 방수 통음 시트 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다공성 나노 웹을 형성하는 단계는 콜렉터와 방사노즐 사이에 고전압 정전기력을 인가하고 방사노즐에서 검정 또는 다른 색상의 안료가 함유된 고분자 물질을 다공성 기재의 일면 또는 양면에 방사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 다공성 나노 웹을 형성하는 단계는 다공성 기재에 방사용액을 방사할 때 에어 분사장치에서 에어를 분사하여 섬유 가닥이 날리는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 방수 통음 시트 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 다공성 나노 웹에 양면 점착 테이프를 전기 방사방법으로 형성하거나 합지하는 단계를 더 포함하는 방수 통음 시트 제조방법.
  15. 다수의 기공을 갖는 다공성 기재를 공급하는 단계;
    상기 다공성 기재의 일면에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 제1나노 웹층을 형성하는 단계; 및
    상기 다공성 기재의 타면에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 제2나노 웹층을 형성하는 단계;를 포함하는 방수 통음 시트 제조방법.
  16. 다수의 기공을 갖는 제1다공성 기재를 공급하는 단계;
    상기 제1다공성 기재의 일면에 방사용액을 방사하여 검정 또는 다른 색상을 갖고 다수의 기공을 갖는 다공성 나노 웹을 형성하는 단계; 및
    상기 다공성 나노 웹의 타면에 다수의 기공을 갖는 제2다공성 기재를 적층하는 단계를 포함하는 방수 통음 시트 제조방법.
  17. 스피커 및 마이크가 내장되고, 상기 스피커 및 마이크 대응 위치에 음향홀이 형성된 본체; 및
    상기 본체의 각 음향홀에 설치되어 물이나 먼지는 차단하고 소리는 통과시키는 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 방수 통음 시트;를 포함하는 전자기기.
  18. 기기 내부에서 발생되는 열을 외부로 배출시키는 에어 밴트 홀이 형성된 본체; 및
    상기 본체의 에어 밴트 홀에 설치되어 물이나 먼지는 차단하고 열이나 공기는 통과시키는 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 방수 통음 시트;를 포함하는 전자기기.
KR1020130051383A 2012-05-18 2013-05-07 방수 통음 시트 및 그 제조방법과, 방수 통음 시트를 구비한 전자기기 KR101460303B1 (ko)

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