KR20040060090A - 건축내장재용 섬유매트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축내장재용 섬유매트 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 그 목적은 섬유매트의 표면에 벽지등의 마감재를 직접 부착할 수 있는 이중구조의 섬유매트를 단일공정에서 연속적으로 제조할 수 있도록 한 건축내장재용 섬유매트 제조방법을 제공함에 있다.

이에 본 발명은 폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 고밀도로 혼합하여 고밀도섬유층을 형성하는 제1단계와, 폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 저밀도로 혼합하여 저밀도섬유층을 형성하는 제2단계와, 상기 제1,2단계를 통해 형성되는 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 동일한 운반컨베어상에서 상호 적층하여 이중구조의 섬유매트로 형성하는 제3단계와, 상기 제3단계 후 상기 운반컨베어를 통해 이송되는 섬유매트를 건조기내에서 가열과 동시에 압축하여 결합강도를 부여하는 제4단계와, 상기 제4단계 후 섬유매트를 다수의 압축롤로 가압하여 그 표면을 마감처리함과 동시에 일정 두께로 성형하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 갖는 섬유매트를 단일공정에서 연속적으로 제조할 수 있으므로, 종래와는 달리 그 표면에 벽지등의 마감재를 직접 부착할 수 있으며, 동시에 충격흡수성 및 흡음성이 뛰어난 건축내장재용 섬유매트를 간편하고 경제적으로 제조할 수 있는 효과를 가진다.

Description

건축내장재용 섬유매트 제조방법{manufacturing method of fiber-mat for interior materials}

본 발명은 건축내장재용 섬유매트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유매트의 표면에 벽지나 천등의 마감재를 직접 부착할 수 있는 이중구조의 섬유매트를 단일공정에서 연속적으로 제조할 수 있도록 한 건축내장재용 섬유매트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축용 내장재는 중량에 비해 높은 단열성과 흡음성등을 요구하고 있으며, 종래에는 스티로폼, 우레탄폼 및 암면이나 유리면등의 소재가 건축용내장재로 많이 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같은 소재로 제작된 건축용 내장재는 내구성이 취약하여 취급 및 시공과정에서 쉽게 파손되므로, 그 표면에 벽지등의 마감재를 직접 시공할 수 없었으며, 이에 따라 합판이나 석고보드등의 보강재를 부착하여 그 표면을 보강하여 사용해야 하는 불편함이 있었다.

특히, 스티로폼 및 우레탄폼은 화기에 매우 취약하여 화재발생시 인체에 치명적인 유해가스가 발생되고, 암면이나 유리면은 수분 흡수시 흠음성 및 단열성이 저하되며 취급과정에서 발생되는 미세먼지는 호흡 및 피부접촉을 통해 인체에 알레르기나 암을 유발하는등 많은 문제점이 있었다.

이에 따라, 종래에도 내구성 및 흡음성이 뛰어나고 불에 잘 타지 않는등 우수한 특성을 갖는 폴리에스텔섬유를 이용하여 건축내장재용 섬유매트를 제조하여 출시한 바 있으나, 제품의 부피가 크고 그 표면에 직접 벽지등의 마감재를 부착하기가 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 섬유매트의 일측면에 니들펀칭을 가하여 섬유층을 물리적으로 결속시킴으로써 결합강도를 부여하여 왔으나, 그 표면이 무수히 많은 바늘자국으로 인해 거칠게 형성되어, 벽지등의 마감재를 부착하여도 주름이 형성되거나 쉽게 떨어지는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 섬유매트의 표면에 벽지등의 마감재를 직접 부착할 수 있는 이중구조의 섬유매트를 단일공정에서 연속적으로 제조할 수 있도록 한 건축내장재용 섬유매트 제조방법을 제공함에 있다.

아울러, 섬유매트의 표면은 물론 그 내부까지 난연성을 부가함으로써 건축용 내장재에 요구되는 높은 난연성을 갖도록 한 건축내장재용 섬유매트 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 흡음성을 향상시키고 보다 다양한 외관을 제공할 수 있도록 한 건축내장재용 섬유매트 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 섬유매트 표면의 난연성을 향상시킴은 물론, 미세한 보풀이 발생하는 것을 방지하고 표면강도를 강화하여, 접착제 도포시 접착제가 흡수되는 것을 방지함과 동시에 접착성을 향상시킬 수 있도록 한 건축내장재용 섬유매트 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 고밀도로 혼합하여 고밀도섬유층을 형성하는 제1단계와, 폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 저밀도로 혼합하여 저밀도섬유층을 형성하는 제2단계와, 상기 제1,2단계를 통해 형성되는 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 동일한 운반컨베어상에서 상호 적층하여 이중구조의 섬유매트로 형성하는 제3단계와, 상기 제3단계 후 상기 운반컨베어를 통해 이송되는 섬유매트를 건조기내에서 가열과 동시에 압축하여 결합강도를 부여하는 제4단계와, 상기 제4단계 후 섬유매트를 다수의 압축롤로 가압하여 그 표면을 마감처리함과 동시에 일정 두께로 성형하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2단계는 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 형성하는 과정에서, 각각 그 표면에 난연성 분말을 살포하는 난연처리공정를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제5단계는 섬유매트의 일측면을 엠보싱롤로 가압하여 다양한 패턴의 요철을 형성하는 요철형성공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제5단계후 섬유매트의 표면에 난연성 수지를 도포 및 건조시켜 수지강화층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 흐름도.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 섬유매트의 사용상태도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 섬유매트

11 : 고밀도섬유층 12 : 저밀도섬유층

20 : 마감재

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 고밀도로 혼합하여 고밀도섬유층을 형성하는 제1단계(S1)와, 폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 저밀도로 혼합하여 저밀도섬유층을 형성하는 제2단계(S2)와, 상기 제1,2단계(S1)(S2)를 통해 형성되는 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 동일한 운반컨베어상에서 상호 적층하여 이중구조의 섬유매트로 형성하는 제3단계(S3)와, 상기 제3단계(S3) 후 상기 운반컨베어를 통해 이송되는 섬유매트를 건조기내에서 가열과 동시에 압축하여 결합강도를 부여하는 제4단계(S4)와, 상기 제4단계(S4) 후 섬유매트를 다수의 압축롤로 가압하여 그 표면을 마감처리함과 동시에 일정 두께로 성형하는 제5단계(S5)로 구성되는 것을 특징으로 하며, 이를 각 단계별로 상세하게 설명하면 아래와 같다.

제1단계(S1)는 공지의 섬유배합기내에서 융점이 약 255℃인 폴리에스텔섬유를 주원료로, 융점이 약 110~180℃인 저융점의 바인더섬유를 총중량비 40~70% 범위의 고밀도로 혼합한 후, 이를 방적공정에 일반적으로 사용하는 소면기내에서 얇은 시트상의 웹으로 성형하고, 공지의 매트성형기를 이용하여 요구되는 제품의 폭이나 두께에 따라 상기 웹을 여러겹으로 적층하여 고밀도섬유층으로 성형하는 단계이다.

제2단계(S2)는 공지의 섬유배합기내에서 융점이 약 255℃인 폴리에스텔섬유를 주원료로, 융점이 약 110~180℃인 저융점의 바인더섬유를 총중량비 20~30% 범위의 저밀도로 혼합한 후, 이를 방적공정에 일반적으로 사용하는 소면기내에서 얇은 시트상의 웹으로 성형하고, 공지의 매트성형기를 이용하여 요구되는 제품의 폭이나 두께에 따라 상기 웹을 여러겹으로 적층하여 저밀도섬유층으로 성형하는 단계이다.

이때, 광물 무기질섬유를 바인더섬유와 함께 배합하면 난연성이 증가되어, 불에 잘 타지 않는 섬유층을 성형할 수 있게 된다.

제3단계(S3)는 제1,2단계(S1)(S2)를 통해 형성된 후 각각 이송되는 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 동일한 이송컨베어상에서 상호 적층되게 함으로써, 상기 고밀도섬유층의 상측에 저밀도섬유층이 적층된 이중구조의 섬유매트로 형성하는 단계이다.

이때, 상기 제2단계(S2) 후 제1단계(S1)를 반복하면 저밀도섬유층의 상·하측으로 고밀도섬유층이 적층된 삼중구조의 섬유매트를 형성할 수 도 있으며, 이는 이송컨베어상에 제1단계(S1)의 섬유배합기와 소면기 및 매트성형기를 재차 셋팅하는 것으로, 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 것이다.

제4단계(S4)는 상기 섬유매트를 공지의 건조기내에서 가열과 동시에 압축하여 완전한 결합강도를 부여하는 단계이다. 이때 상기 건조기로는 통상적으로 열풍건조기를 사용하며, 이송되는 이중섬유매트를 상·하 양측에서 압축컨베어로 압축함과 동시에 약 180~240℃ 범위내의 순환열풍속에서 2~3분정도 건조하는 과정을 통하여, 제1단계에서 고융점의 폴리에스텔섬유와 배합되었던 저융점 열가소성 바인더섬유가 용융되어 상기 폴리에스텔섬유와 결합되게 함으로써 완전한 결합강도를 가진 이중섬유매트를 제조할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 이중섬유매트를 구성하는 고밀도섬유층에는 상술한 바와 같이 바인더섬유가 총중량비 40~70% 범위의 고밀도로 혼합되어 있으므로, 자연스럽게 저밀도섬유층에 비해 단단하고 평탄한 표면을 가지게 된다.

제5단계(S5)는 상기 건조기를 통과한 섬유매트를 용도에 따라 다수의 압축롤이 구비된 압축성형기로 가압하여 그 표면을 마감처리함과 동시에 일정 두께로 성형하는 단계이며, 상기 제5단계(S5)을 통과한 이중섬유매트는 통상적인 냉각 및 절단단계를 거쳐 제품화되는 것이다.

이에 따라, 강도가 높은 고밀도섬유층과 충격흡수성 및 흡음성이 높은 저밀도섬유층으로 구성된 이중섬유매트를 단일공정에서 연속적으로 제조할 수 있게 되며, 필요에 따라서는 각 섬유층마다 바인더섬유의 혼합비가 다른 다중섬유매트도 손쉽게 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 제1,2단계(S1)(S2)를 통해 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 형성하는 과정에서, 각각 그 표면에 난연재분말을 살포하는 난연처리공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 이를 위해 통상적인 분말살포기를 소면기와 매트성형기의 사이나 매트성형기상에 설치하여, 상기 소면기에서 제조된 웹이 이송되는 과정에서 그 표면에 직접 분말상의 난연재를 살포한다. 이때, 난연성 분말이 웹의 내부까지 고밀도로 침투 및 부착되도록 입자의 크기가 100㎛ 이하의 미세한 분말을 사용하였으며, 살포량은 총중량비 2~30% 정도로 하였다.

이에 따라, 제조되는 섬유매트의 표면은 물론 그 내부까지 난연성을 부가하여, 건축용 내장재에 요구되는 높은 난연성을 갖는 섬유매트를 손쉽게 제조할 수 있게 된다.

이때, 난연성 분말에 분말상의 세라믹이나 게르마늄등의 원적외선방사물질 또는 음이온방사물질등의 기능성 분말을 첨가하여 살포하게 되면, 불에 강할 뿐만 아니라 인체에도 이로운 건축내장재용 섬유매트를 제조할 수 있으며, 이와 같은 응용은 살포하는 분말의 종류에 따라 무한하게 확장이 가능하므로 당업자에게 매우 용이한 실시이다.

또한, 난연처리공정을 거친 섬유매트가 제4단계(S4)의 건조기를 거치는 과정에서, 건조초기에 바인더 섬유가 용융되기 전에 열풍에 의해 분말상의 난연재가 섬유매트로부터 비산되는 것을 방지하기 위해, 상기 제4단계(S4)전에 적외선히터로 섬유매트의 표면을 예열하여 경화시키는 표면경화공정을 거치는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 섬유매트의 사용상태도이다. 도시된 바와 같이 섬유매트(10)는 고밀도섬유층(11)과 저밀도섬유층(12)으로 구성되며, 상기 저밀도섬유층(12)이 건물의 벽면과 접하도록 시공된다.

이때, 상기 고밀도섬유층(11)은 그 표면이 단단하고 평탄하여 종래와는 달리 벽지등의 마감재(20)를 직접 부착할 수 있으며, 상대적으로 부피가 크고 강도가 낮은 저밀도섬유층(12)은 상기 고밀도섬유층(11)에 전달되는 충격을 완충시킴과 동시에 소음을 흡수하게 된다.

또한, 도 1에 도시한 제1단계(S1)의 섬유배합기내에서 폴리에스텔섬유와 바인더섬유 이외에 소정의 색상을 갖는 섬유를 함께 혼합하게 되면, 고밀도섬유층에 소정의 색상을 부여할 수 있으므로 벽체에 시공시 미적외관을 제공하기 위해 별도의 벽지나 천등의 마감재(20)를 부착할 필요가 없게 된다.

또한, 도1에서 도시한 제5단계(S5)에는 건조기를 거친 이중섬유매트가 냉각되기 전에 다수의 압축롤로 가압하여 그 표면을 마감처리함과 동시에 일정 두께로 성형하는 과정에서, 일측면을 엠보싱롤로 가압하여 그 표면에 다양한 패턴의 요철을 형성하는 요철형성공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 요철은 벽체에 시공시 이중섬유매트의 외측으로 표출되는 고밀도섬유층의 표면에 형성되어, 음의 난반사에 의한 소음저감효과를 제공함과 동시에 다양한 패턴으로 형성할 수 있으므로 외적미감을 제공하게 되며, 필요에 따라서는 상기 요철을 저밀도섬유층에 형성하여 상기 저밀도섬유층이 외측으로 표출되게 시공할 수 도 있다.

또한, 본 발명은 도 1에 도시한 제5단계(S5)후 완성된 섬유매트의 표면에 분사노즐로 난연성 수지를 도포한 후 이를 건조시켜 수지강화층을 형성하는 후처리공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이는, 섬유매트 표면의 난연성을 향상시킴은 물론, 미세한 보풀이 발생하는 것을 방지하고 표면강도를 강화하여, 접착제 도포시 접착제가 흡수되는 것을 방지함과 동시에 접착성을 향상시키기 위한 것으로, 표면에 강판을 부착하여 샌드위치 판넬등의 건축용 내장재를 제조하는 경우에 부착작업을 손쉽게 수행할 수 있으며, 접착제의 소모를 줄일 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 섬유매트를 상기와 같이 센드위치 판넬등의 건축용 내장재에 사용하는 경우에는, 저밀도섬유층의 상·하측에 고밀도섬유층이 적층된 삼중구조의 섬유매트를 사용하는 것이 보다 효과적이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 섬유배합과정에서 바인더섬유의 배합량을 조절하여, 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 갖는 섬유매트를 단일공정에서 연속적으로 제조할 수 있으므로, 종래와는 달리 그 표면에 벽지등의 마감재를 직접 부착할 수 있으며, 동시에 충격흡수성 및 흡음성이 뛰어난 건축내장재용 섬유매트를 간편하고 경제적으로 제조할 수 있는 효과를 가진다.

아울러, 난연처리공정을 통해 제품의 표면은 물론 내부까지 난연성을 부가할 수 있으므로, 종래와는 달리 건축용 내장재에 요구되는 높은 난연성을 갖는 제품을 효율적으로 제조할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 이중섬유매트의 일측 표면으로 다양한 패턴의 요철을 형성하여, 흡음성을 향상시키고 보다 다양한 외관을 제공할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 섬유매트의 표면에 난연성 수지강화층을 형성하여, 표면의 난연성을 향상시킴은 물론, 미세한 보풀의 발생을 방지하고 표면강도를 강화하여, 접착제 도포시 접착제가 흡수되는 것을 방지함과 동시에 접착성을 향상시킬 수 있으므로, 샌드위치 판넬등의 건축용 내장재를 손쉽게 제조할 수 있으며, 제조과정에서 접착제의 소모를 줄일 수 있는 효과를 가진다.

Claims (5)

1. 폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 고밀도로 혼합하여 고밀도섬유층을 형성하는 제1단계(S1)와;

   폴리에스텔섬유에 저융점 열가소성 바인더섬유를 저밀도로 혼합하여 저밀도섬유층을 형성하는 제2단계(S2)와;

   상기 제1,2단계(S1)(S2)를 통해 형성되는 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 동일한 운반컨베어상에서 상호 적층하여 이중구조의 섬유매트로 형성하는 제3단계(S3)와;

   상기 제3단계(S3) 후, 상기 운반컨베어를 통해 이송되는 섬유매트를 건조기내에서 가열과 동시에 압축하여 결합강도를 부여하는 제4단계(S4)와;

   상기 제4단계(S4) 후, 섬유매트를 다수의 압축롤로 가압하여 그 표면을 마감처리함과 동시에 일정 두께로 성형하는 제5단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축내장재용 섬유매트 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1단계(S1)에서는 상기 바인더섬유를 총중량비 40~70%의 범위내로 혼합하고, 상기 제2단계(S2)에서는 상기 바인더섬유를 총중량비 20~30%의 범위내로 혼합하는 것을 특징으로 하는 건축내장재용 섬유매트 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1,2단계(S1)(S2)는 고밀도섬유층과 저밀도섬유층을 형성하는 과정에서, 각각 그 표면에 난연재분말을 살포하는 난연처리공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축내장재용 섬유매트 제조방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제5단계(S5)는 섬유매트의 일측면을 엠보싱롤로 가압하여 다양한 패턴의 요철을 형성하는 요철형성공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축내장재용 섬유매트 제조방법.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제5단계(S5)후 섬유매트의 표면에 난연성 수지를 도포 및 건조시켜 수지강화층을 형성하는 것을 특징으로 하는 건축내장재용 섬유매트 제조방법.