KR101443775B1 - 친환경 고강력 건축용 안전 보호망 및 그 제조 방법 - Google Patents

친환경 고강력 건축용 안전 보호망 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설공사현장에서 작업 중 추락 또는 낙하에 의해 발생되는 안전 사고를 방지하기 위하여 설치되는 안전 보호망에 관한 것으로, 폴리프로필렌 원재료에 첨가제를 혼합하여 230~270℃에서 용융 방사후 15~25℃로 냉각한 다음, 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유로 구성된 수평 연결사 및 수직 엮음사를 직조하여 제조되는 건축용 안전 보호망으로서, 상기 폴리프로필렌 원재료는 아이소택틱 인덱스가 95% 이상이고 멜트 인덱스가 1~15g/10분이며, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 초산비닐의 함량이 20~30중량%이고 멜트 인덱스가 20~30g/10분이며 열 접착강도가 500gf/inch 이상이고, 상기 첨가제는, 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 방염제 1 내지 5 중량부, 신축보강제 1 내지 5 중량부, 충격보강제 1 내지 5 중량부, UV안정제 0.1 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부를 포함하는, 친환경 고강력 건축용 안전 보호망 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 경량이면서 인장강도와 충격강도가 우수하고, 충분한 신축성 및 방염성을 함께 보유함으로써 안전사고와 화재를 방지할 수 있으며, 내구성이 우수하여 제품 수명이 증가하고, 친환경적이고 재활용이 가능한 효과가 있다.

Description

친환경 고강력 건축용 안전 보호망 및 그 제조 방법{ECO-FRIENDLY SAFETY GUARD NET WITH STRONG FORCE FOR CONSTRUCTION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 건축용 안전 보호망에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설공사현장에서 작업 중 추락 또는 낙하에 의해 발생되는 안전 사고를 방지하기 위하여 설치되는 안전 보호망에 관한 것이다.
일반적으로 고층 건물의 신축 등 건설공사현장에서는 각재, 판재, 비계 및 작업도구 등의 낙하물로부터 행인을 보호하고, 고소에서 작업 중인 근로자의 추락으로 인해 발생되는 안전사고를 방지하기 위하여, 도 1과 같이 시공 중인 건물의 외벽에 비스듬히 또는 수평 또는 수직으로 안전 보호망을 설치한다.
이러한 안전 보호망은 추락자나 낙하물에 의해 잘 찢어지지 않는 충분한 인장강도를 보유하고, 낙하 충격을 지탱하여 흡수할 수 있는 충격강도 및 신축성, 그리고 화재 예방을 위한 방염성 등을 보유하고 있어야 한다.
안전보호망의 소재로는 종래 PVC망이 주로 사용되었으나 PVC망은 고가이면서 인장강도가 충분치 못하여 낙하물에 의해 잘 찢겨지고, 1회 사용후 폐기되어 소각되기 때문에 이때 대기오염 물질인 염화수소, 다이옥신 등을 배출하여 환경오염을 유발하는 문제가 있다.
이러한 PVC망의 문제를 해결하고자, 나일론 섬유나 폴리에틸렌 섬유 또는 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 안전 보호망을 제조하여 사용하였다.
이 중에 외국에서 많이 사용되는 나일론 섬유는 인장강도는 좋으나 가격이 고가이고, 자외선에 약하기 때문에 제품의 물성 저하, 갈라짐, 변색 등의 노화 현상이 빨리 진행되며, 이를 방지하기 위하여 염색하는 경우 신축성을 떨어뜨려 보호망이 쳐져 안전성을 확보할 수 없고, 염색에 따른 환경오염을 야기시킬 수 있다.
또한, 폴리에틸렌 섬유는 가격이 저렴하여 안전 보호망의 소재로 최근 많이 이용되고 있으나, 인장강도와 충격 흡수력이 약하여 잘 찢어지거나 파손될 수 있기 때문에, 추락자나 낙하물을 막지 못하여 인명 사고가 발생할 수 있다.
이에 비하여, 폴리프로필렌 섬유는 사용 중 성능 저하가 발생하지 않고, 가볍고 신축성이 있으며, 탄소와 수소로만 이루어져 재생칩 등으로 재활용이 용이하고, 폐기시 대기오염 물질이 방출되지 않아 친환경적이며, 방염처리 가공을 하면 방염성이 구비될 수 있다.
이로 인하여, 최근에 안전 보호망의 소재로 폴리프로필렌 섬유로 구성되거나 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유를 혼용하여 사용하고 있으나, 일반적인 폴리프로필렌 섬유나 폴리에틸렌 섬유만으로 직조된 안전 보호망은 충분한 인장강도, 충격강도, 신축성 및 방염성 등을 보유하고 있지 못한 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 경량이면서 인장강도와 충격강도 및 신축성이 우수하고, 충분한 방염성을 함께 보유함으로써 안전사고와 화재를 방지할 수 있으며, 내구성이 우수하여 제품 수명이 증가하고, 재활용이 가능한 친환경 고강력 건축용 안전 보호망 및 그 제조 방법의 제공에 그 목적이 있다.
본 발명은 폴리프로필렌 원재료에 첨가제를 혼합하여 230~270℃에서 용융 방사후 15~25℃로 냉각한 다음, 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유로 구성된 수평 연결사 및 수직 엮음사를 직조하여 제조되는 건축용 안전 보호망으로서, 상기 폴리프로필렌 원재료는 아이소택틱 인덱스가 95% 이상이고 멜트 인덱스가 1~15g/10분이며, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 초산비닐의 함량이 20~30중량%이고 멜트 인덱스가 20~30g/10분이며 열 접착강도가 500gf/inch 이상이고, 상기 첨가제는, 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 방염제 1 내지 5 중량부, 신축보강제 1 내지 5 중량부, 충격보강제 1 내지 5 중량부, UV안정제 0.1 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부를 포함하는, 친환경 고강력 건축용 안전 보호망을 제공한다.
상기 방염제는 인계 난연제 1 내지 10 중량%와, 아크릴수지 1 내지 10 중량% 및 유기용제 85 내지 95 중량%를 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
상기 인계 난연제는 트리스-[2-클로로-1-(클로로메틸)에틸]포스페이트, 테트라키스(히드록시메틸) 포스포늄 클로라이드, 디암모늄 하이드로젠 오르토포스페이트, 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 및 트리페닐 포스페이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.
상기 신축보강제는 폴리우레탄수지인 것에도 그 특징이 있다.
상기 충격보강제는 CPE, ABS, MBS 및 EVA로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것에도 그 특징이 있다.
상기 폴리프로필렌 섬유는 두께가 500 내지 1,000 데니어인 것에도 그 특징이 있다.
상기 폴리프로필렌 원재료를 용융 방사 및 냉각 후, 롤러를 이용하여 냉연신 및 열연신을 실시하되, 총연신비가 7배 이상인 것에도 그 특징이 있다.
상기 폴리프로필렌 섬유는 방사속도 300~400m/분 및 권취속도 1,500~2,000m/분의 조건으로 제조되는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 아이소택틱 인덱스가 95% 이상이고 멜트 인덱스가 1~15g/10분인 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 방염제 1 내지 5 중량부, 신축보강제 1 내지 5 중량부, 충격보강제 1 내지 5 중량부, UV안정제 0.1 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부의 첨가제를 혼합하여 용융하는 용융 단계; 첨가제가 혼합된 폴리프로필렌 용융재료를 방사온도 230~270℃의 범위에서 방사속도 300~400m/분으로 폴리프로필렌 섬유사로 방사하는 방사 단계; 방사된 폴리프로필렌 섬유사를 15~25℃에서 냉각시키는 냉각 단계; 냉각된 폴리프로필렌 섬유사를 건조하는 건조 단계; 건조된 폴리프로필렌 섬유사를 초산비닐의 함량이 20~30중량%이고 멜트 인덱스가 20~30g/10분이며 열 접착강도가 500gf/inch 이상인 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅하는 코팅 단계; 및 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유사를 수평 연결사와 수직 엮음사로 하여 편직기를 이용하여 안전 보호망을 직조하는 직조 단계;를 포함하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망의 제조 방법를 제공한다.
여기서, 복수 개의 연신용 롤러들을 이용하여 폴리프로필렌 섬유사를 냉연신 및 열연신을 실시하여 연신시키는 연신 단계를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 경량이면서 인장강도와 충격강도 및 신축성이 우수하고, 충분한 방염성을 함께 보유함으로써 안전사고와 화재를 방지할 수 있으며, 내구성이 우수하여 제품 수명이 증가하고, 재활용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 건물공사현장의 건물 외벽에 안전 보호망이 설치된 모습을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 고강력 건축용 안전 보호망의 제조 방법을 나타낸 플로우차트.
도 3은 본 발명예로 수득한 섬유사의 재질을 평가한 시험성적서.
도 4는 본 발명예 2에 대한 방염성(KS F 8081)의 시험성적서.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 친환경 고강력 건축용 안전 보호망은 폴리프로필렌 원재료에 첨가제를 혼합하여 230~270℃에서 용융 방사후 15~25℃로 냉각한 다음, 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유로 구성된 수평 연결사 및 수직 엮음사를 직조하여 제조되는 것이다.
상기 수평 연결사는 적어도 4 가닥의 폴리프로필렌 섬유로 구성되고, 상기 수직 엮음사도 적어도 4 가닥의 폴리프로필렌 섬유로 구성된다.
이때, 본 발명에서 폴리프로필렌 섬유 제조에 사용되는 폴리프로필렌 원재료의 요구 특성은 첫째로 아이소택틱 인덱스(isotactic index)가 기존의 폴리프로필렌보다 높아서 입체규칙성이 잘 발달된 고분자 물질이어야 하고, 둘째로 고온의 용융 방사 과정에서 폴리머의 용융 성질이 우수하여 멜트 프랙쳐가 발생하지 않는 안정된 고분자 물질이어야 하며, 셋째로 분자량 분포를 좁게하여 연신할 때에 배향 결정화에 장애 요인이 되는 저결정 성분이 작은 고분자 물질이어야 한다.
이러한 3가지 요구 특성을 갖는 폴리머를 노즐로부터 토출시키고 토출된 폴리머 멜트를 냉각시켜 안정적으로 미연신 배향을 억제하면서 고연신 배율로 배향 결정화시키는 것이다.
이를 위하여, 폴리프로필렌 원재료는 멜트 인덱스(melt index)가 1~15g/10분의 범위를 갖고, 이는 멜트 인덱스가 1g/10분 미만이면 용융된 폴리머 멜트의 유동이 불안정하여 방사시 팩압 상승을 유발하고 냉각 공정에서 멜트 프랙쳐가 발생할 수 있으며, 멜트 인덱스가 15g/10분을 초과하면 멜트 플로우가 안정하여 고배율 연신은 가능하나 폴리프로필렌 원재료 자체의 분자량이 작기 때문에 결정 배향성의 제약을 받아 고강도의 발현이 곤란할 수 있기 때문이다.
또한, 폴리프로필렌 원재료는 아이소택틱 인덱스(isotactic index)가 95% 이상의 범위를 갖고, 이는 아이소택틱 인덱스가 95% 미만이면 소량 존재하는 어택틱(atactic) 또는 신디오택틱(syndiotatic) 폴리머 성분으로 인하여 폴리프로필렌 분자쇄의 입체규칙성이 떨어져 결정 형성성 및 배향성이 떨어지므로 고강도의 발현이 곤란할 수 있기 때문이다.
그리고, 폴리프로필렌 원재료는 분자량분포(molecular weight distribution)가 5이상인 것이 바람직한 바, 이는 폴리프로필렌 원재료의 분자량분포가 5 이상이면 존재하는 고분자 분자쇄가 폴리머의 유동 특성을 방해하여 방사시 멜트 프랙쳐가 많이 발생하고 사절이 유발되며 고배율의 연신도 곤란하게 되어 고강도의 발현이 어려워질 수 있기 때문이다.
상기 첨가제는 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 방염제 1 내지 5 중량부, 신축보강제 1 내지 5 중량부, 충격보강제 1 내지 5 중량부, UV안정제 0.1 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부를 포함한다.
상기 방염제는 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부가 포함되고, 이는 1 중량부 미만으로 포함되면 방염 성능이 저하될 수 있고, 5 중량부를 초과하여 포함되면 조직도의 수밀화에 의하여 안전 보호망의 중량이 증가할 수 있기 때문이다.
이때, 상기 방염제는 난연제를 포함하고, 이러한 난연제는 특별히 제한되는 것은 아니지만 인체에 무해하고 논할로겐 난연제인 인계 난연제를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 일 실시예로서, 상기 방염제는 인계 난연제 1 내지 10 중량%와, 아크릴수지 1 내지 10 중량% 및 유기용제 85 내지 95 중량%를 포함할 수 있다.
상기 인계 난연제는 트리스-[2-클로로-1-(클로로메틸)에틸]포스페이트, 테트라키스(히드록시메틸) 포스포늄 클로라이드, 디암모늄 하이드로젠 오르토포스페이트, 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 및 트리페닐 포스페이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 인계 난연제가 1 중량% 미만으로 포함되면 난연 효과가 떨어질 수 있고, 10 중량%를 초과하면 난연 효과는 증가하나 상대적으로 비용이 증가하고 용해성이 문제될 수 있다.
더불어, 상기 인계 난연제에 안티몬계 난연제 0.1 내지 0.5 중량%를 첨가하여 난연 상승 효과를 제공할 수 있는데, 안티몬계 난연제로는 안티몬 트리옥사이드, 안티몬 테트라옥사이드, 안티몬 텐톡사이드, 안티몬 할라이드 및 소다 안티모네이트가 사용될 수 있다.
상기 유기용제는 난연제와 수지를 용해시키는 것이면 특별한 제한이 없으나, 통상적으로 극성 유기용제와 무극성 유기용제의 혼합물을 사용할 수 있고, 극성 유기용제는 15 내지 30 중량%와 무극성 유기용제 70 내지 85 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 극성 유기용제로는 N,N-디메틸 포름아마이드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), N,N-디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 화합물 또는 그들의 혼합물을 들 수 있고, 무극성 유기용제로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등과 같은 방향족계 유기용제, 에테르 및 에틸아세테이트를 들 수 있다.
일반적으로 방염제를 통하여 폴리프로필렌 섬유에 방염성을 부여하는 방법은 1)용융 방사시 방염제를 첨가하여 블렌딩시키는 방법, 2)망사로 직조하기 전에 폴리프로필렌 섬유에 방염제를 부여하는 방법, 3)직조된 망사에 방염제를 부여하는 방법 등이 있다.
2),3)방법은 후처리 방법으로서 방염제를 과다 사용하여 끈적임이 발생하고, 이물질에 의한 오염이 발생하며, 분무시 작업자의 건강을 해할 수 있으며, 조직도의 수밀화에 의해 안전 보호망의 중량이 증가하는 문제가 있어 본 발명에서는 1)방법의 전처리 방법을 사용하여 폴리프로필렌 원재료를 용융 방사하는 과정에서 방염제를 함께 혼합하여 방염 처리된 폴리프로필렌 섬유로 생산된다.
상기 신축보강제는 낙하물의 낙하 충격을 흡수하여 경감시켜 주는 첨가제로서, 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부를 포함하는데, 1 중량부 미만으로 포함되면 낙하물의 낙하 충격을 충분히 흡수하지 못하고 잘 찢어질 수 있고, 5 중량부를 초과하여 포함되면 안전 보호망의 중량이 증가할 수 있기 때문이다.
이러한 신축보강제로는 신축성과 내충격성이 우수한 폴리우레탄수지가 바람직하다.
상기 충격보강제는 낙하물의 낙하 충격을 지탱하여 충격강도를 보강해 주는 첨가제로서, 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부를 포함하는데, 1 중량부 미만으로 포함되면 요구되는 수준의 충격강도를 확보하기 어렵고, 5 중량부를 초과하여 포함되면 폴리프로필렌 원재료와의 상용성이 저하되고 안전 보호망의 중량이 증가할 수 있기 때문이다.
이러한 충격보강제로는 CPE, ABS, MBS 및 EVA로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 UV안정제는 자외선을 차단하거나 흡수하여 태양광선 중 자외선에 의한 제품의 물성 저하, 갈라짐, 변색 등의 노화 현상을 방지하기 위한 것으로, 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부가 포함되고, 0.1 중량부 미만 포함되면 내후성 저하로 인한 변색 및 크랙이 발생할 수 있고, 1 중량부를 초과하여 포함되면 물성이 저하되거나 성형 결함과 같은 문제가 발생할 수 있다.
이러한 UV안정제로는 벤조트리아졸계 안정제, 벤조페논계 안정제 및 할스계(HALS) 안정제로 이루어진 군에서 선택되어 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 산화방지제는 공기와 접촉시 표면에서 발생하는 산화를 방지하기 위한 것으로, 특히 플라스틱 재료를 가공하는 과정인 압출, 성형, 가공시에 열 등에 의하여 산화가 급속하게 진전되는데 이를 방지하기 위한 것이다.
상기 산화방지제는 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부를 포함하는데, 0.1 중량부 미만으로 포함되면 산화 방지 효과가 미미할 수 있고, 1 중량부를 초과하여 포함되면 물성이 저하되거나 성형 결함과 같은 문제가 발생할 수 있다.
이러한 산화방지제로는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제 및 알킬페놀계 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 산화방지제가 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 폴리프로필렌 원재료에 첨가제를 혼합하여 230~270℃에서 용융 방사후 15~25℃로 냉각하여 폴리프로필렌 섬유를 수득한 다음, 여기에 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)를 코팅하여 에틸렌초산비닐로 코팅되어 보호된 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 수평 연결사 및 수직 엮음사를 제조한다.
이때, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 초산비닐의 함량이 20~30 중량%의 범위를 갖고, 이는 초산비닐의 함량이 20 중량% 미만이면 접착성이 떨어져 코팅 사용에 문제가 될 수 있고, 초산비닐의 함량이 30 중량%를 초과하면 블로킹 문제로 실제 사용이 불가능할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 멜트 인덱스가 20~30g/10분의 범위를 갖는데, 멜트 인덱스가 20g/10분 미만이면 흐름성이 문제가 될 수 있고, 멜트 인덱스가 30g/10분을 초과하면 가공성이 안정화되지 않을 수 있다.
한편, 도 2의 플로우차트를 참고하여 본 발명에 따른 친환경 고강력 건축용 안전 보호망의 제조 과정을 살펴보면, 폴리프로필렌 원재료에 방염제, 신축보강제, 충격보강제, UV안정제 및 산화방지제 등의 첨가제를 혼합하여 용융하는 용융 단계(S10), 첨가제가 혼합된 폴리프로필렌 용융재료를 폴리프로필렌 섬유사로 방사하는 방사 단계(S20), 방사된 폴리프로필렌 섬유사를 냉각시키는 냉각 단계(S30), 냉각된 폴리프로필렌 섬유사를 건조하는 건조 단계(S40), 건조된 폴리프로필렌 섬유사를 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅하는 코팅 단계(S60), 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유사를 수평 연결사와 수직 엮음사로 하여 편직기 등을 이용하여 안전 보호망을 직조하는 직조 단계(S70)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 용융 및 방사시 방사온도는 230~270℃의 범위를 갖는 것이 바람직하고, 이는 230℃ 미만이면 안정적 폴리머 멜트를 얻기 어렵고 방사 단계에서의 배향을 억제하기 어려우며, 270℃를 초과하면 냉각시 급냉에 의하여 원사의 균제도가 떨어질 수 있기 때문이다.
또한, 용융 및 방사시 방사속도는 300~400m/분이 바람직하다.
이와 같이, 노즐을 통해 방사된 폴리프로필렌 섬유사는 냉각존에서 냉각수 또는 냉각공기로 급냉시키며 이때 냉각분위기는 15~25℃의 온도로 실시한다.
더불어, 상기 S40 단계의 수행 후, 복수 개의 연신용 롤러들을 이용하여 냉각된 폴리프로필렌 섬유사를 냉연신 및 열연신을 실시하여 연신시키는 연신 단계(S50)를 포함할 수 있다.
여기서, 냉연신비는 5배 이상이 가능하고, 냉연신된 폴리프로필렌 섬유사는 분자쇄를 충분하게 배향시키지 못하였기 때문에 별도의 열연신이 필요하게 되며, 열연신을 통하여 폴리프로필렌 섬유사는 분자쇄가 스트레치되고 이를 통하여 충분히 배향되면서 피브릴 구조가 발현되며 총연신비가 7배 이상이 되고, 곧 릴랙스없이 다시 냉각되어 고강도가 발현될 수 있다.
연신 단계 후 폴리프로필렌 섬유사는 권취기에 감겨 권취되고, 이때 권취속도는 1,500~2,000m/분의 범위가 바람직하다.
이와 같이 제조된 폴리프로필렌 섬유사의 물성은 두께가 500 내지 1,000 데니어의 범위이고, 고강도를 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 실시예 등을 제시하는 바, 이는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위함이며, 이에 의하여 본 발명의 범위 및 내용이 제한되어 해석될 수 없다.
[ 발명예 ]
아이소택틱 인덱스가 95%이고 멜트 인덱스가 10g/15분인 폴리프로필렌 원재료 100 중량부를 기준으로 하기 표 1에 기재된 첨가제들을 폴리프로필렌 원재료에 혼합하여 용융시키고, 방사온도 250℃에서 방사속도 350m/분으로 폴리프로필렌 섬유사를 방사시킨 후, 20℃에서 냉각하였다.
다음에, 5개의 연신용 롤러들을 이용하여 냉각된 폴리프로필렌 섬유사에 대하여 냉연신 및 열연신을 실시하여 7배의 총연신율로 고연신을 실시한 후 릴랙스없이 곧 냉각시키고 연신된 폴리프로필렌 섬유사를 2,000m/분의 권취속도로 권취기에 감아 권취하였다.
그리고, 폴리프로필렌 섬유사를 초산비닐의 함량이 25 중량%이고 멜트 인덱스가 25g/10분이며 열 접착강도가 550gf/inch인 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅을 실시하여 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유사를 수득하였다.
이때, 수득한 섬유사는 KS K 0210-1에 의거 그 재질을 평가한 결과 도 3의 시험성적서에서와 같이 폴리프로필렌의 직포와 에틸렌초산비닐 공중합체의 코팅으로 이루어진 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유사를 4가닥씩 엮어서 이를 수평 연결사와 수직 엮음사로 하여 편직기를 이용하여 발명예의 안전 보호망으로 직조하였다.
Figure 112014035381896-pat00001
[ 비교예 ]
폴리프로필렌 원사 100 중량부를 기준으로 팔미틴 아미드 4 중량부, 스테아린 아미드 4 중량부, 3,5-디-t-부틸-4-히드록시톨루엔 0.8 중량부를 폴리프로필렌 원사와 함께 혼합 용융하여 210℃에서 방사하고 나서 20℃로 냉각하여 폴리프로필렌 섬유를 수득하였다.
또한, 폴리에틸렌 원사 100 중량부를 기준으로 팔미틴 아미드 4 중량부, 스테아린 아미드 4 중량부, 3,5-디-t-부틸-4-히드록시톨루엔 0.8 중량부를 폴리에틸렌 원사와 함께 혼합 용융하여 210℃에서 방사하고 나서 20℃로 냉각하여 폴리에틸렌 섬유를 수득하였다.
그리고, 수득된 각 섬유를 4가닥씩 엮고, 폴리프로필렌 섬유를 수평 연결사로, 폴리에텔렌 섬유를 수직 엮음사로 하여 비교예의 안전 보호망을 직조하였다.
[ 인장강도 시험]
KS F 8081 기준에 따라 발명예와 비교예의 안전 보호망에 대하여 3cm×20cm 시편를 채취하여 중량을 측정하고, 인장강도 시험을 실시하였으며, 시편은 위사 방향과 경사 방향 각각에 대하여 채취하였고, 손상이나 젖어 있는 조짐이 보이는 것은 시편에 포함시키지 않았으며, 그 측정결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
Figure 112014035381896-pat00002
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 발명예 1 내지 3의 친환경 고강력 건축용 안전 보호망은 종래의 비교예와 비교하여 경량이면서 매우 우수한 인장강도를 보유하여 안전사고를 효과적으로 방지할 수 있고, 내구성이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.
[충격강도 및 신축성 시험]
시편이 지면과 평행하도록 4 귀퉁이를 클램프로 고정시키고 높이 1m에서 끝이 뾰족한 1kg 중량의 낙하물을 낙하시켜 안전 보호망이 찢어짐없이 충격을 흡수하는지 혹은 찢어져 훼손되는지를 육안으로 평가하여 그 평가결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112014035381896-pat00003
또한, 달기로우프를 이용하여 시험예의 안전 보호망의 4 모서리 및 각변 중앙부를 낙추시험설비의 달기도구에 연결하고, 90kg 추를 안전 보호망의 지지부로부터 2.25m에서 안전 보호망의 중앙부에 낙하시켜 추의 감속도를 측정하였으며, 그 측정결과를 하기 표 4에 나타내었다.
Figure 112014035381896-pat00004
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 발명예 1 내지 3의 친환경 고강력 건축용 안전 보호망은 종래의 비교예와 비교하여 매우 우수한 충격강도 및 신축성을 보유하여 낙하물의 낙하 충격을 충분히 흡수할 수 있고 잘 찢어지지 않음을 확인할 수 있었다.
[ 방염성 시험]
KS F 8081의 방염성능을 만족하는 지를 평가하기 위하여, 마이크로버너법을 이용하여, 발명예의 안전 보호망에 대한 잔염시간, 잔진시간 및 탄화거리를 평가하여 엷은 포 450g/㎥ 이하의 기준과 대비하여 아래의 표 5에 나타내었다.
Figure 112014035381896-pat00005
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 발명예 1 내지 3의 경우 KS F 8081의 방염성능을 우수하게 만족하였으므로 화재를 안전하게 방지할 수 있음을 확인할 수 있었고, 도 4에 발명예 2에 대한 시험성적서가 도시되어 있다.
[부식 시험]
발명예와 비교예의 안전 보호망의 자외선 부식 정도를 측정하기 위하여 60℃의 온도에서 0.77W/㎡, 340nm 파장의 자외선을 조사한 후 10일째 되는 날에 인장강도의 변화를 측정하여 그 측정결과를 하기 표 6에 나타내었다.
Figure 112014035381896-pat00006
상기 표 6에 나타난 바와 같이, 발명예 1 내지 3은 비교예에 비하여 자외선에 대한 부식이 월등히 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이는 비교예의 경우 자외선에 대한 부식 정도가 단시간에 빠르기 일어나기 때문이다.
결국, 본 발명에 따른 친환경 고강력 건축용 안전 보호망은 경량이면서 인장강도와 충격강도가 우수하고, 충분한 신축성 및 방염성을 함께 보유함으로써 안전사고와 화재를 방지할 수 있으며, 자외선에 장시간 노출되더라도 쉽게 부식되지 않아 내구성이 우수하여 제품 수명이 증가하고, 친환경적이고 재활용이 가능한 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 폴리프로필렌 원재료에 첨가제를 혼합하여 230~270℃에서 용융 방사후 15~25℃로 냉각한 다음, 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유로 구성된 수평 연결사 및 수직 엮음사를 직조하여 제조되는 건축용 안전 보호망으로서,
    상기 폴리프로필렌 원재료는 아이소택틱 인덱스가 95% 이상이고 멜트 인덱스가 1~15g/10분이며,
    상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 초산비닐의 함량이 20~30중량%이고 멜트 인덱스가 20~30g/10분이며 열 접착강도가 500gf/inch 이상이고,
    상기 첨가제는, 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 대하여 방염제 1 내지 5 중량부, 신축보강제 1 내지 5 중량부, 충격보강제 1 내지 5 중량부, UV안정제 0.1 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부를 포함하는, 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방염제는 인계 난연제 1 내지 10 중량%와, 아크릴수지 1 내지 10 중량% 및 유기용제 85 내지 95 중량%를 포함하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인계 난연제는 트리스-[2-클로로-1-(클로로메틸)에틸]포스페이트, 테트라키스(히드록시메틸) 포스포늄 클로라이드, 디암모늄 하이드로젠 오르토포스페이트, 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 및 트리페닐 포스페이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 신축보강제는 폴리우레탄수지인 것을 특징으로 하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 충격보강제는 CPE, ABS, MBS 및 EVA로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 섬유는 두께가 500 내지 1,000 데니어인 것을 특징으로 하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 원재료를 용융 방사 및 냉각 후, 롤러를 이용하여 냉연신 및 열연신을 실시하되, 총연신비가 7배 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 섬유는 방사속도 300~400m/분 및 권취속도 1,500~2,000m/분의 조건으로 제조되는 것을 특징으로 하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망.
  9. 아이소택틱 인덱스가 95% 이상이고 멜트 인덱스가 1~15g/10분인 폴리프로필렌 원재료 100 중량부에 방염제 1 내지 5 중량부, 신축보강제 1 내지 5 중량부, 충격보강제 1 내지 5 중량부, UV안정제 0.1 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부의 첨가제를 혼합하여 용융하는 용융 단계;
    첨가제가 혼합된 폴리프로필렌 용융재료를 방사온도 230~270℃의 범위에서 방사속도 300~400m/분으로 폴리프로필렌 섬유사로 방사하는 방사 단계;
    방사된 폴리프로필렌 섬유사를 15~25℃에서 냉각시키는 냉각 단계;
    냉각된 폴리프로필렌 섬유사를 건조하는 건조 단계;
    건조된 폴리프로필렌 섬유사를 초산비닐의 함량이 20~30중량%이고 멜트 인덱스가 20~30g/10분이며 열 접착강도가 500gf/inch 이상인 에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅하는 코팅 단계; 및
    에틸렌초산비닐 공중합체로 코팅된 폴리프로필렌 섬유사를 수평 연결사와 수직 엮음사로 하여 편직기를 이용하여 안전 보호망을 직조하는 직조 단계;를 포함하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    복수 개의 연신용 롤러들을 이용하여 폴리프로필렌 섬유사를 냉연신 및 열연신을 실시하여 연신시키는 연신 단계를 더 포함하는 친환경 고강력 건축용 안전 보호망의 제조 방법.


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