In this study, composite nonwoven fabrics were fabricated using slag fiber (40%), polyethylene terephthalate (PET) fiber (30%), and low-melting fiber (LMF) (30%) to evaluate their potential as eco-friendly sound-absorbing materials. The sound absorption characteristics of the developed slag fiber composite nonwoven fabrics were measured using an impedance tube method, and the acoustic properties (open porosity, flow resistivity, tortuosity, and characteristic lengths) were quantified using a Phi-X system. These parameters were then applied to FOAM-X to predict the sound absorption behavior according to material thickness. The experimental results and simulation values exhibited strong agreement, with an average deviation of ±0.0197, validating the reliability of the proposed measurement–simulation approach. The slag fiber composite nonwoven fabrics demonstrated improved absorption characteristics with increasing thickness (peak α: 0.32→0.51→0.68). When compared with conventional PET/PLMF nonwovens of identical thickness, the slag fiber composites showed comparable or superior sound absorption in the 500–1600 Hz band. These results indicate the potential applicability of slag fiber composite nonwoven fabrics as sustainable sound-absorbing materials utilizing industrial by-products.

연구에서는 슬래그 섬유(40%), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유(30%), 그리고 저융점 섬유(LMF) (30%)를 사용하여 복합 부직포를 제작하여 친환경 흡음재로서의 가능성을 평가하였다. 개발된 슬래그 섬유 복합 부직포의 흡음 특성은 관내법을 이용하여 측정하였고, 음향 특성(기공률, 유동 저항률, 굴곡도, 특성 길이)은 Phi-X 시스템을 이용하여 정량화하였다. 이러한 매개변수들을 FOAM-X에 적용하여 재료 두께에 따른 흡음 거동을 예측하였다. 실험 결과와 시뮬레이션 값은 평균 편차 ±0.0197로 높은 일치도를 보였으며, 이는 제안된 측정-시뮬레이션 접근법의 신뢰성을 입증하였다. 슬래그 섬유 복합 부직포는 두께가 증가함에 따라 향상된 흡음 특성을 보였다(흡음계수 a: 0.32→0.51→0.68). 동일한 두께의 기존 PET/PLMF 부직포와 비교했을 때, 슬래그 섬유 복합재는 500~1600 Hz 대역에서 동등하거나 더 우수한 흡음 성능을 보였습니다. 이러한 결과는 산업 부산물을 활용한 지속가능한 흡음재로서 슬래그 섬유 복합 부직포의 잠재적인 적용 가능성을 확인하였다.

Keywords: 슬래그(Slag), 슬래그섬유(Slag fiber), 유리섬유(Glass fiber), 흡음(Sound absorption), 슬래그 복합부직포(Slag composite nonwoven), 관내법(Tube method)