KR20030031767A - 방염성이 우수한 흡음재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호텔이나 회의실과 같은 일반 건물이나 자동차 또는 도로 방음벽 등에 사용되는 고밀도 폴리에스터 흡음재의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 기존의 흡음재에 비해 방염성이 우수하면서도 시공이 용이한 등의 장점을 지닌 새로운 구조의 폴리에스터 흡음재를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일방법으로, 고융점 폴리에스터 섬유와 저융점 폴리에스터 섬유를 사용해 카딩에 의해 혼섬웹을 제조하는 공정; 니들펀칭공정; 건조공정; 방염처리공정; 및 제품성형공정으로 이루어진 폴리에스터 흡음재 제조방법을 개시한다.

Description

방염성이 우수한 흡음재의 제조방법{Producing method of the polyester sound absorptive material having excellent anti-inflamability}

본 발명은 회의실, 호텔, 음악연주실 등과 같은 일반 건물이나, 자동차 또는 도로 방음벽 등에 이용되는 고밀도 폴리에스터 흡음재 제조방법에 관한 것으로, 의류 및 산업용으로 널리 사용되고 있는 폴리에스터 섬유를 이용하여 흡음성능이 우수하고, 시공시 보호장구가 필요없으며, 운송 및 시공이 간단하여 설치비용이 저렴하며, 재활용이 가능하며, 특히 방염성이 우수한 등의 이점을 지닌 새로운 고밀도 폴리에스터 흡음재에 관한 것이다.

산업이 고도로 발달해 감에 따라 각종 교통수단과 산업기계의 사용은 인간에게 불필요한 소음을 발생시킴으로서 소음으로 인한 피해의 정도도 점차 증가되고 있는 실정이다. 이러한 소음문제의 해결을 위하여 다양한 방법의 소음방지 대책이 대두 되었고, 현재 주변에도 도로 방음막과 같은 여러 소음방지 시설을 볼수가 있다. 그러나, 소음방지를 위해 사용되고 있는 각종 방소음 재료의 경우 대부분이 소음공해의 방지에만 치중하여 이들에 의해 풍화문제, 대기오염 또는 수질오염과 같은 환경적인 오염을 야기시켜 또다른 사회 문제가 되고 있는 실정이다. 특히 입방미터당의 흡음재 무게가 150∼400㎏ 범위인 무기계 고밀도 흡음재의 경우 암면이나 유리섬유등 무기섬유의 소재적인 특성상 섬유사이의 결합 방법이 극히 제한적이어서 현재까지도 소재와는 별개의 성분인 유기계 바인더 수지를 사용하는 경우가 대부분이다.

그러나, 이러한 무기계 고밀도 흡음재를 제조할 경우에 유기계 바인더 부여시 스프레이 방식을 대부분 사용하므로 작업자의 호흡기 계통의 질병을 유발할 수 있으며, 작업시 유실된 수지로 인해 주변의 토양 및 수질의 오염 가능성이 있다. 또 완제품의 고밀도 흡음재의 경우에도 유리섬유 및 암면을 소재로한 무기계 고밀도 흡음재의 경우는 유리섬유가 대기 노출시 풍화작용에 의한 미립자의 발생으로 대기 오염을 일으킬 수 있으며, 폐기 처리시 재사용 및 소각처리가 어려운 단점을 가지고 있으며, 섬유간의 결합력이 바인더의 접착력에만 의존하여 섬유소 자체의 인장강도 부족으로 운반 및 취급시 파손 우려가 있고, 시공시 작업자의 땀 또는 습기에 미립자가 피부에 접촉하여 가려움이나 알레르기와 같은 현상이 유발될 우려로 인해 보호장구가 필요한 등의 문제점을 지니고 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 방법들이 제안되어 있는데, 예를 들어 미국특허 5,304,415호에서는 폴리에스터 부직포에 입자직경 25㎛의 칼슘실리케이트(calciumsilicate), 실리카 및 마이카(mica)등의 다공성 입자를 내부에 부착시킨 저주파 영역의 흡음성이 우수한 흡음재를 제안하였으나, 이 흡음재는 음파가 통과하는 기공부위에 다공성입자가 위치하여야 흡음성능을 증가 시킬 수 있는 문제점이 있으며, 또한 입자가 고정성이 없어 이탈되기 쉬우므로 일정기간이 경과되면 흡음성능이 저하되는 단점이 있다. 또한 미국특허 4,056,161호에서는 기존의 유리면 재질의 흡음재 한쪽면에 시공시 취급 용이성과 우천시의 수분에 의한 흡음재의 처짐을 방지할 목적으로 폴리염화비닐코팅층을 형성시킨 흡음재를 제안하였으나, 이 경우에도 방음벽 설치후 날림소리로 인한 또다른 소음원이 될 뿐 아니라 제조 가격 상승의 문제점이 있다.

한편 상기와 같은 종래 흡음재의 문제점을 해결하기 위한 일 방법으로 최근에는 고융점 폴리에스터 섬유를 주재료로 하고 저융점 폴리에스터 섬유를 섬유간 고정제로 하여 제조된 고밀도 폴리에스터 흡음재가 개발되어 사용되고 있는데, 이 경우에는 흡음성이 우수한 반면 방염성이 취약하여 화재 위험성에 노출되어 있고 또 화재 발생시 대량의 유독가스가 발생되는 등의 문제점을 지닌다.

본 발명은 상기와 같은 폴리에스터 흡음재의 제반 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 흡음성능이 우수함은 물론 시공시 보호장비가 필요없으며 운송 및 시공이 간단하여 설치비용이 저렴하고 재활용이 가능한 등의 장점을 지닌 폴리에스터 흡음재에 방염처리를 하여 방염성이 우수한 폴리에스터 흡음재를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 융점이 250∼270℃ 범위에 있는 고융점 폴리에스터 섬유를 주재료로 하고 융점이 110℃ 이하인 저융점 폴리에스터 섬유를 섬유간 고정제로하여 카딩에 의해 균일 섬유웹을 제조하는 공정; 혼섬웹에 결합력을 부여하기 위한 니들펀칭공정; 건조공정; 방염제를 흡음재 표면에 침투시키는 방염처리공정; 및 제품성형공정으로 이루어진 방염성이 우수한 폴리에스터 흡음재의 제조방법에 관한 것이다.

이하에서 발명을 구체적으로 설명한다.

폴리에스터 섬유는 주쇄에 에스테르 결합(-coo-)을 지닌 폴리머를 합성, 방사, 연신 및 기타 후처리 공정을 거쳐 제조하며, 사용되는 주원료에 따라 열적, 기계적 물성이 변화한다. 일반적으로 사용되는 고융점 폴리에스터 섬유(대략 융점이 250∼270℃범위)는 주원료로 테레프탈산(TPA) 또는 디메틸테레프탈레이트(DMT)를 산성분으로 사용하여 에틸렌글리콜(EG)과 에스테르화 반응 및 중축합 반응을 거쳐 얻어지는 폴리머를 사용해 제조하며, 또한 융점이 대략 110℃이하인 저융점 폴리에스터 섬유는 이소프탈산 또는 프탈산을 산성분으로 사용하여 얻어진 폴리머를 사용해 제조하는데, 고융점 폴리에스터 섬유는 결정성이 우수한 반면 저융점 폴리에스터는 결정성이 없거나 불량한 특성을 나타낸다.

본 발명에서는 상기 고융점 폴리에스터 섬유를 주재료로 하고 저융점 폴리에스터 섬유를 섬유간 고정제로 하여 카딩에 의해 혼섬웹을 제조하는 공정을 거치며, 이때 사용되는 고융점 폴리에스터 섬유의 섬도는 대략 3∼15de 범위이고 그 사용량은 대략 20∼55중량% 범위이다. 또 저융점 폴리에스터 섬유는 섬도가 대략 3∼15de이고 그 사용량은 대략 45∼80중량% 범위의 것이 바람직하다.

본 발명에서는 혼섬웹 제조후 혼섬웹에 결합력을 부여하기 위하여 니들펀칭을 실시하는데, 펀칭횟수는 평방인치당 500회를 넘지 않는 범위에서 실시하는 것이 바람직하며, 펀칭횟수가 500회를 넘는 경우에는 섬유의 절단 우려가 있다.

그리고, 상기 니들펀칭공정이 완료된 혼섬웹은 적외선 가열, 열풍 건조와 같은 방법에 의한 건조공정을 거친 후, 방염처리를 실시한다. 방염처리는 액상의 방염제를 고압분무에 의해 흡음재 표면에 대략 10∼500g/㎡ 범위로 침투시키는 것이 바람직하며, 이때 10g/㎡ 미만으로 침투시키는 경우에는 방염성이 미흡하고 500g/㎡ 초과 침투시는 제조가격이 높아지는 등의 문제가 있다. 또한 침투되는 두께는 표면에서 대략 1∼4mm범위가 바람직하다. 사용가능한 방염제는 폴리에스터 섬유와 상용성을 지닌 것은 제한없이 사용 가능하며, 구체적인 예로는 트리크레일 포스페이트(TCP)와 같은 인산에스테르계 방염제, 할로겐화 안티몬, 할로겐화 탄화수소 등이 있다.

상기와 같이 방염처리공정을 거친 흡음재는 최종적으로 연마공정과 같은 제품성형공정을 거쳐 제품화 되며, 이때 연마공정은 표면 연마용 회전롤만을 사용해 실시 할수도 있으나, 상기 표면연마용 회전롤과 함께 무늬를 부여하기 위한 난반사 부여롤을 사용해 실시할 수도 있다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

융점이 265℃이고 섬도가 8de인 고융점 폴리에스터 섬유 40중량부, 융점이 105℃이고 섬도가 10de인 저융점 폴리에스터 섬유 60중량부를 카딩에 의해 균일 혼섬웹을 제조한 후 평방인치당 250회로 하여 니들펀칭을 실시한 다음 적외선 및 직접 가열방식의 복합건조기를 통과시켜 건조시킨 후 급냉하였다. 이어서 방염제로 트리크레딜 포스페이트를 사용하여 고압분무에 의해 상기에서 제조된 흡음재에 부착시켰으며, 이때 부착량은 평균적으로 150g/㎡이 되도록 하였다. 이어서 표면연마용 회전롤과 줄무늬 난반사 부여롤이 장착된 연마기를 통과시켜 최종적으로 두께가 10mm인 폴리에스터 흡음재를 제조하였다.

[실시에 2]

방염제를 흡음재 표면에 100g/㎡ 부착시킨 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리에스터 흡음재를 제조하였다.

[비교실시예 1]

방염처리공정을 실시하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리에스터 흡음재를 제조하였다.

[비교실시에 2]

비교실시예 1에서 제조된 흡음재에 주지의 시공방법에 의해 실내 인테리어용 방염직물을 사용하여 표면을 마감하였다.

상기 실시예 및 비교실시예에서 제조된 폴리에스터 흡음재들의 특성치와 물성, 시공성등을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 실시예 및 비교실시예에서도 확인되듯이 본 발명에 따라 폴리에스터 흡음재를 제조하는 경우 방염성이 우수한 특성을 얻을 수 있으며, 또한 종래 방염직물로 마감처리하는 방법에 비해 제조가 간편하고 또한 시공이 용이한 등의 장점을 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 융점이 250∼270℃ 범위인 고융점 폴리에스터 섬유를 주재료로 하고 융점이 110℃ 이하인 저융점 폴리에스터를 섬유간 고정제로 하여 카딩에 의해 혼섬웹을 제조하는 공정;

   평방인치당 펀칭횟수가 500회를 넘지 않는 범위에서 니들펀칭하여 혼섬웹에 결합력을 부여하는 니들펀칭 공정;

   건조공정 ;

   액상의 방염제를 고압분무하여 폴리에스터 흡음재 표면에 방염제를 10∼500g/㎡ 범위로 침투시키는 방염처리공정; 및

   연마공정을 포함한 제품성형공정으로 이루어진 방염성이 우수한 폴리에스터 흡음재 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 방염제는 인산에스테르계 방염제, 할로겐화 안티몬 및 할로겐화 탄화수소 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 방염성이 우수한 폴리에스터 흡음재 제조방법.