KR100720609B1

KR100720609B1 - 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법

Info

Publication number: KR100720609B1
Application number: KR1020050097371A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 오경화; 이신경
Original assignee: 김성훈
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2007-05-21
Also published as: KR20070041836A

Abstract

본 발명은 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법에 관한 것으로, 재활용 섬유의 함량이 높아 폐섬유의 재활용도가 높고, 추가되는 가연성 고분자 물질의 양이 적은 방법을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법은,

1) 재활용 대상 직물을 세절하고, 개섬하는(opening) 단계와,

2) 1) 단계에서 개섬된 스테이플(staple) 75-95wt%와 저융점 폴리에스테르 섬유 25-5wt%를 혼합하고, 소면하는(carding) 단계와,

3) 2) 단계에서 소면된 섬유로 웹(web)을 형성하는 단계와,

4) 3) 단계에서 형성된 웹을 프레스 사이에 위치시킨 본딩 플레이트(bonding plate)로 열융착하는 단계를 포함한다.

방음 벽지, 재활용 섬유, 개섬, 열융착

Description

재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법 {production method of sound absorbing wallpaper using recycled fiber}

도 1은 방음 벽지를 구성하는 섬유에 따른 흡음 특성을 도시한 그래프이다.

도 2a와 도 2b는 각각 압착부가 정방형인 포인트 본딩 플레이트로 열융착시킨 방음 벽지의 평면도 및 단면도이다.

도 3a와 도 3b는 각각 압착부가 선형인 라인 본딩 플레이트로 열융착시킨 방음 벽지의 평면도 및 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

a : 압착부 b : 비압착부

본 발명은 방음 벽지, 보다 상세하게는 직물의 재단시 발생되는 스크랩이나 폐기되는 섬유를 주원료로 사용하여 방음 벽지를 제조하는 방법에 관한 것이다.

폐기되는 섬유 제품의 70% 이상이 매립 또는 소각에 의해 폐기되는데 이는 비용이 많이 들고, 환경오염의 원인이 되기 때문에 현재 국내외에서는 폐섬유의 재활용에 관한 연구가 널리 이루어지고 있다.

그러나 폐섬유를 재활용하여 생산되는 제품은 품질이 안정적이지 못하여 저가품이나 고도의 성능이 요구되지 않는 분야, 이를테면, 농업용 보온 덮개나 시멘트 양생용 덮개, 또는 침구나 완구 등의 충진재 정도로만 그 사용이 제한되고 있다.

또, 최근 들어 생활수준이 향상되면서 보다 쾌적하고 조용한 환경을 추구하게 되어 소음을 줄이는 기술과 함께 발생된 소음을 흡수하거나 차단하는 방음재에 관한 연구가 널리 수행되고 있다.

따라서 폐섬유를 사용하여 방음 벽지 등을 제조하는 기술이 주목을 받게 되었는데 이 분야의 발명으로는 다음과 같은 것이 있다.

한국공개특허 제1999-0046437호에는 폐섬유에 PVC 수지, 가소제, 안정제, 충진제, 황산바륨, 산화철, 삼산화안티몬, 항균제 등을 배합하고 열간 압착하여 제조되는 방음 벽지가 개시되어 있다.

한국공개특허 제1991-003990호는 폴리비닐알코올수지(PVA)와 가소제, 안정제, 및 발포제를 배합하여 기재 위에 코팅하고 180~250℃에서 발포시켜 돌기모양의 이단 발포층을 가지는 방음 벽지 및 그의 제조방법이 개시되어 있다.

그러나 상기 방음 벽지들은 재활용 대상인 섬유 필라멘트 함량이 적어 폐섬유 활용도가 낮고, 가연성 고분자 물질이 많이 추가되어 주성분을 이룸으로써 화재가 발생하는 경우 화력을 강화시켜 위험을 가중시킨다는 단점과 제조방법이 복잡하다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 재활용 섬유의 함량이 높아 폐섬유의 재활용도가 높고, 추가되는 가연성 고분자 물질의 양이 적은 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법을 제공하는 것이다.

1) 재활용 대상 직물을 세절하고, 개섬하는(opening) 단계와,

3) 2) 단계에서 소면된 섬유로 웹(web)을 형성하는 단계와,

이하, 본 발명의 구성을 단계별로 보다 상세히 설명한다.

제1 단계는, 재활용 대상 직물을 가넷와이어(강철 와이어에 톱니 절단부를 부착한 것) 등으로 세절하고, 일점 향상 가네팅기로 개섬하는(opening) 단계로, 이렇게 하면 직물이 작은 스크랩이 되어, 이후 소면 공정이 가능해 진다.

재활용 대상 직물은 편물을 포함하며, 주로 재단시 발생되는 스크랩이나 낡거나 필요치 않게 되어 폐기하고자 하는 직물이 된다.

본 발명의 목적이 방음 벽지를 제조하는 것인 만큼 재활용의 대상이 되는 직 물이 극세사로 이루어지는 것이라면, 도 1에서 보는 바와 같이, 흡음 성능이 매우 뛰어난 방음 벽지(실시예 2)를 제조할 수 있다.

제2 단계는, 1) 단계에서 개섬된 스테이플(staple) 75-95wt%에 저융점 폴리에스테르 섬유 25-5wt%를 혼합하고, 소면하는(carding) 단계로, 본 발명의 특징부 중의 하나를 구성한다.

저융점 폴리에스테르는 후술하는 열융착 단계에서 본딩 플레이트에서 전달되는 열에 녹아 접착제 역할을 하는데 융점이 110-180^oC이고 섬유의 길이가 12.5-51.0mm인 것을 사용한다.

여기에서, 최소 함유량 5wt%는 재활용 섬유를 접착시킬 수 있는 최소 함유량이고, 최대 함유량은 저융점 폴리에스테르 섬유만으로 방음 벽지를 제조할 수 있으므로 물리적으로 의미가 없으나 본 발명이 폐기되는 섬유를 재활용하고자 하는 것인 만큼 최대 함유량 25wt%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.

제3 단계는, 소면된 섬유로 웹(web)을 형성하는 단계로, 잡물이나 짧은 섬유를 제거하고 평행하게 정렬(alignment)한 다음, 적층하여 원하는 두께와 밀도의 웹 형태로 만들어주는 단계이다.

두께는 10-18mm, 면밀도는 45-270g/m²로 하는 것이 적당하다.

제4 단계는, 본 발명의 특징 있는 구성요소로, 본딩 플레이트(bonding plate)를 프레스 사이에 올려놓고 3) 단계에서 적층된 웹을 용도에 맞는 형상과 두께로 열을 가하여 융착시키는 단계이다.

프레스의 온도와 가압 시간은 저융점 폴리에스테르의 융점, 제조하고자 하는 방음 벽지의 두께 등에 따라 달라지나 130-200℃에서 1-10분 정도 가열 가압하는 것이 적당하다.

제조되는 방음 벽지의 표면은 본딩 플레이트(bonding plate)의 형상에 따라 결정된다. 이를테면, 압착부의 한 변 또는 지름이 3-10mm인 정방형 또는 원형이고, 압착부의 가로 및 세로 간격이 5-50mm인 포인트 본딩 플레이트(point bonding plate)를 사용한다. 도 2a와 도 2b는 각각 압착부가 정방형인 포인트 본딩 플레이트로 열융착시킨 방음 벽지의 평면도 및 단면도이다. 여기에서 a는 압착부이고, b는 비압착부이다.

또, 본딩 플레이트로 압착부가 선형인 라인 본딩 플레이트(line bonding plate)를 사용할 수도 있는데 이 경우 압착부의 폭은 2-5mm, 압착부의 간격은 10-50mm인 로 하는 것이 적당하다. 도 3a와 도 3b는 각각 압착부가 선형인 라인 본딩 플레이트로 열융착시킨 방음 벽지의 평면도 및 단면도이다.

본딩 플레이트에 의해 형성되는 요철은 방음 벽지의 형태 유지성을 좋게 하고, 흡음 특성을 향상시킨다.

상기 4) 단계에 이어 선택적으로, 열융착에 의해 형성된 재활용 섬유를 이용 한 방음 벽지에 폴리우레탄, 항균제, 방염제, 대전방지제에서 선택되는 1 또는 2 이상을 코팅하여 기능성을 부여할 수도 있다.

<실시예 1>

시료로 섬유 직경이 0.2mm의 일반 폴리에스테르로 직조한 재활용 섬유와 융점이 130^oC이고 섬유장이 38mm인 저융점 폴리에스테르 섬유를 사용하여 방음 벽지를 제조하였다.

A. 제조과정

재활용 직물을 개섬한 섬유 80wt%와 저융점 폴리에스테르 섬유 20wt%를 혼합하고, 웹(web)을 형성하여 면밀도 130g/m²로 적층시킨 후, 프레스 사이에 위치한 포인트 본딩 플레이트(bonding plate)로 5분간 열융착하였다.

이 때, 프레스의 상판 온도는 180℃, 하판 온도는 185℃로 하였고, 본딩 플레이트는 한 변이 5mm인 정방형 압착부가 가로 및 세로 간격이 20mm로 배치된 포인트 본딩 플레이트를 사용하였다.

B. 결과(흡음 특성)

하기 실시예 2 및 비교예 1-2와 함께 도 1에 흡음 특성을 기재하였다. 결과를 정리하면, 재활용 섬유로 제조한 방음 벽지의 흡음 계수가 모든 주파수에 걸쳐 동일한 종류의 새 섬유로 제조한 방음 벽지의 흡음 계수보다 오히려 더 높다.

<실시예 2, 비교예 1-2>

시료로, 직경 0.005mm의 극세사로 직조한 재활용 직물(실시예 2), 재활용이 아닌 직경이 0.2mm의 새 폴리에스테르 섬유(비교예 1), 재활용이 아닌 새 극세사 섬유(비교예 2)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 시료와 방법으로 방음 벽지를 제조하였다.

본 발명에 의하면 재활용 섬유의 함량이 높아 산업 폐기물인 폐섬유의 재활용도가 높고, 추가되는 가연성 고분자 물질의 양이 적어 화재의 위험성이 적으며, 비교적 공정이 간단한 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법이 제공된다.

Claims

1) 재활용 대상 직물을 세절하고, 개섬하는(opening) 단계와,

3) 2) 단계에서 소면된 섬유로 웹(web)을 형성하는 단계와,

4) 3) 단계에서 형성된 웹을 프레스 사이에 위치시킨 본딩 플레이트(bonding plate)로 열융착하는 단계를 포함하는 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법.

제1항에 있어서, 재활용의 대상이 되는 직물이 극세사로 이루어진 것을 특징으로 하는 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법.

제1항에 있어서, 저융점 폴리에스테르 섬유가 융점이 110-180^oC이고 섬유의 길이가 12.5-51.0mm인 것을 특징으로 하는 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법.

제1항에 있어서, 본딩 플레이트가 포인트 본딩 플레이트(point bonding plate)로, 압착부가 한 변 또는 지름이 3-10mm인 정방형 또는 원형이고, 가로 간격 및 세로 간격이 5-50mm인 것을 특징으로 하는 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법.

제1항에 있어서, 본딩 플레이트가 라인 본딩 플레이트(line bonding plate)로, 압착부가 폭이 2-5mm이고, 압착부의 간격이 10-50mm인 것을 특징으로 하는 재활용 섬유를 이용한 방음 벽지의 제조방법.