KR20050051647A - 아크릴 유리로 이루어진 소음 방지판 - Google Patents

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게르트 함플
페터 제엘만
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Abstract

본 발명은, 최소 치수가 2 ×2m로 측정되고 최소 두께가 8mm, 바람직하게는 12mm를 초과하는, 방음벽에서 불투과성 방음 부재로서 사용하기 위한 아크릴 유리판에 관한 것이다. 아크릴 유리와 비상용성인 재료로 제조한 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트는 파쇄 발생시의 파편 결합을 위해 아크릴 유리에 삽입되며, 당해 유리판은 충전재를, 삽입된 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트의 중량을 제외하고 계산한 시트의 총 중량을 기준으로 하여, 40 내지 80중량% 포함한다. 이러한 충전재는 바람직하게는, 임의로 및 바람직하게는 수산화알루미늄과 혼합된, 활석 및 돌로마이트로 이루어진 증량재이다. 본 발명은 또한 이러한 유리판의 제조방법에 관한 것이다. 고도로 충전된 아크릴 유리판은 다른 불투과성 재료에 대한 경제적인 대안을 제공하고, 아크릴 유리로 이루어진 투과성 방음판과 완전하게 조합될 수 있으며, 이의 높은 표면 밀도로 인하여 두께 감소에도 불구하고 충분한 방음 계수를 갖는다. 놀랍게도, 나일론 쓰레드 또는 강 쓰레드 등의 고도로 충전된 유리판은 파편 결합 시스템을 사용할 수 있게 하고, 이의 발화 거동과 관련하여 분류 B2 또는, 수산화알루미늄이 충전재로서 사용되는 경우에도, 발화 분류 B1에 포함된다.

Description

아크릴 유리로 이루어진 소음 방지판{Noise prevention plate consisting of acrylic glass}
본 발명은 아크릴 시트, 및 또한 방음 시트로서, 특히 방음벽 중의 수단으로서의 이들의 용도에 관한 것이다.
수년 동안, 방음 둑, 방음벽 또는 방음 외면을 사용하여 교통 소음으로부터 시민들을 보호하여 왔다. 방음 둑은 많은 공간을 필요로 하고, 따라서 바람직하게는 옥외 용지 위에 설치되는 반면, 방음벽 또는 방음 외면은 브릿지 구조체로서 시내 지역에 및 종종 철로 구간을 따라 사용된다.
공간 절약형 방음벽을 위해 최근에 산업적으로 확입되고 있는 재료에는 불투과성 부분에서의 목재, 금속 및 콘크리트와, 투과성 부분에서의 통상적인 유리 재료 및 플라스틱이 포함된다.
플라스틱 재료로 제조한 투과성 방음벽은 특히 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 PMMA 기재 성형 조성물로 제조되는데, 이러한 재료는 우수한 투과성 및 독특한 광학 특성을 가질 뿐만 아니라 또한 우수한 물리기계적 특성(석재 내충격성)과 함께 최상의 방음성을 제공한다.
투과성 방음벽의 비교적 높은 가격은 확실히 단점이며, 투과성 수단은, 결과적으로, 이들의 높이에도 불구하고, 당해 방음벽이 환경으로부터 자동차 운전자 또는 차량 중의 승객을 불완전하게 분리하는 중요한 경우에만 일반적으로 사용된다. 이러한 요인은, 예를 들면, 브릿지에 대한 임의의 가능한 "터널 효과"를 피할 때에 현저하고, 실제로는 현재 이들 방음벽의 일부분만이 투과성으로 되게 하고, 적어도 높은 가격 때문은 아니다.
따라서, 아크릴 시트의 우수한 방음 특성과 유용한 기계적 특성을 갖는 저렴한 공간 절약성 수단이 상당히 요구되고 있다. 이러한 수단의 비용은, 가능한 한, 공지된 아크릴의 비용보다 현저히 낮아야 한다. 또한, 산업계에서는, 불투과성 수단이고, 특히 동일한 설치 및 수리 방법으로 사용될 수 있는 투과성 방음 아크릴 시트와 용이하게 조합할 수 있는 수단이 장기간 동안 요구되어 왔다.
추가의 요인은 공지된 투과성 플라스틱 방음 시트가 일반적으로 치수 약 2 ×2m의 아크릴 시트로 이루어져 있고, 비교적 큰 방음벽의 경우에 당해 방음벽의 하나의 수단과 또 다른 수단 사이의 상응하는 기둥 간격을 제공한다는 것이다. 기둥 간격이 증가되는 경우(예를 들면 3 ×2m 또는 4 ×2m)에는 보다 강력한 시트가 사용되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 바람 하중 계산치는, 극단적인 바람 하중의 경우, 두께 25, 30 또는 35mm의 아크릴 시트의 사용이, 이들 두께의 아크릴 시트의 높은 가격과는 별도로, 이러한 요건을 충족하기에 불충분한 것으로 나타난다.
따라서, 기둥 사이의 간격을 보다 크게 하기 위해, 방음을 위한 공지된 아크릴 시트와 비교하여, 신규한 방음 시트의 기계적 특성, 예를 들면, 탄성률을 추가로 개선시키고, 이러한 방법에 의해 방음벽의 총 비용을 추가로 감소시키는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 방음 수단으로서 사용하기에 적합하고 손상되지 않거나 매우 약간만 손상되는 시트를 제공하고 투과성 아크릴 시트로 이루어진 미감이 우수한 방음벽을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 특히 내후성이 높고, 적합한 경우, 자가 세정 시스템으로서 설계할 수 있는 방음 시트를 제공하는 것이다.
마지막으로, 구체적으로는 플라스틱으로 이루어진 방음 시트에 관한 또 다른 문제가 여전히 존재한다. 이들 시트가 하중 측면에 사용되는 경우 및 차량이 방음 수단과 충돌하는 경우, 위험한 파편이 형성되거나 플라스틱 수단이 발화될 심각한 위험성이 있다. 파편 또는 방음 수단의 연소에 의해 생성되는 위험은 매우 심각할 수 있다. 따라서, 파편 및 발화와 관련하여 안전도가 높은 플라스틱으로 이루어진 방음 시트가 긴급히 요구되고 있다.
아크릴 유리로 이루어져 있고 청구항 1에 기재되어 있는 시트는, 본원에서 구체적으로 언급되지는 않았지만, 본원에 언급된 상황의 명백하거나 필연적인 결과인 다른 목적과 함께 이러한 목적을 달성한다.
본 발명의 방음 시트의 유용한 변형체는 청구항 1의 하위 종속항에 의해 보호된다.
본 발명의 시트의 용도와 관련하여, 적절한 카테고리의 청구항이 목적 세트의 해결책을 제공한다.
치수 크기가 2 ×2m 이상이고, 두께가 8mm, 바람직하게는 12mm를 초과하며, 시트의 파쇄 발생시의 파편을 결합시키기 위해 아크릴 시트에 삽입되어 있는, 아크릴 시트와 비상용성인 재료로 제조한 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트를 갖고, 충전재의 비율이, 삽입된 재료의 중량을 제외한 시트의 총 중량을 기준으로 하여, 40 내지 80중량% 범위인 아크릴 시트는, 방음벽(NBs)에 사용될 수 있고 이미 공지된 투과성 방음 아크릴 시트와 이상적인 방식으로 조합할 수 있으며 다수의 다른 잇점을 갖는 불투과성 방음 시트 수단을 제공하는 용이하게 예견할 수 없는 방법을 구성하며, 일부는 매우 놀라운 것이다.
이와 관련하여, 본 발명의 아크릴 방음 시트의 독특한 기계적 특성이 먼저 언급되어야 한다. 예를 들면, 본 발명의 불투과성 시트에서 발견되는 인장 강도, 파단시 인장 응력, (인장) 탄성률, 굴곡 강도, (굴곡) 탄성률 및 열 팽창 계수에서 밝혀진 일부 수치는, 동일한 시트 치수 및 두께를 제공하는 경우, 투과성 아크릴 방음재의 상응하는 수치보다 현저히 우수하다.
본 발명의 불투과성 아크릴 방음 시트의 높은 탄성률은 매우 유리한 것으로 입증되었다. 탄성률은 충전되지 않은 아크릴 시트로 이루어진 투과성 방음 시트와 비교하여 보다 높기 때문에, 방음벽을 설치하는 경우에 지지체 또는 기둥 사이의 간격을 보다 크게 할 수 있다. 따라서, 방음벽의 총 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 공지된 투과성 NB 아크릴 시트와 비교하는 경우, 본 발명의 NB 시트는, 보다 불량한 기계적 및 음향적 특성을 수용할 필요 없이, 현재 통상적인 치수에서 시트의 두께를 현저히 감소시킨다. 목적하는 방음도는, 시트 두께의 감소에도 불구하고, 수단 부분당 높은 중량에 의해 보장된다.
충전재는 일반적으로 아크릴 시트 매트릭스 재료보다 더욱 현저하게 저렴하고, 따라서 보다 높은 함량의 충전재는 현저한 비용 감소에 도달한다.
또한, 본 발명의 고도로 충전된 시트는 발화 성능을 개선시키고, 이는 이들이 ZTV LSW 88에 대한 난연재이고 화재 분류 B2에 도달함을 의미하며, 화재시에 연기 형성 및 화재 확산 수준이 작음을 의미한다. 그러나, 놀랍게도, 적합한 충전재, 예를 들면, 수산화알루미늄 등이 사용되는 한, 고도로 충전된 아크릴 시트로 이루어진 본 발명의 불투과성 방음 시트(NT 방음 시트)를 사용하여 화재 분류 B1에 도달할 수 있다.
또 다른 매우 놀라운 특징은, 충전재의 비교적 높은 비율에도 불구하고, 적절한 파편 결합 시스템이 사용하는 한, 본 발명의 시트가 투과성 아크릴 시트의 파편 안전성 수준에 도달할 수 있다는 점이다. 고도로 충전된 플라스틱 재료의 높은 취성에도 불구하고, 이러한 종류의 시스템에 요구되는 모든 요건은 폴리아미드 쓰레드, 강 케이블, 바람직하게는 플라스틱 피복된 강 케이블 등의 삽입된 파편 결합 시스템 또는 유사한 시스템을 포함하는 본 발명의 시트에서 충분히 달성된다.
마지막으로, 아크릴 시트 매트릭스 재료의 품질에 요구되는 요건은 아크릴 시트로 이루어진 종래의 투과성 NB 시트의 경우보다 본 발명의 비투과성 시트의 경우에서 보다 저하된다. 이는 놀라운 재활용 기회를 제공한다. 불투과성 방음 시트 자체, 생산 폐기물, 절단물, 사용 기간 후에 반환된 방음 시트 및 기타 생산 폐기물은 목적하는 크기, 바람직하게는 약 50㎛로 분쇄 및 연마한 후에 생산 원료로서 재사용할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 아크릴 시트로 이루어진 방음 시트는 방음벽의 구성분일 수 있는 시트 수단 형태의 아크릴 시트이다.
용어 "시트"는 목적하는 형상의 시트 유사 구조체를 의미하며, 이들은 원형, 원뿔형, 반원형 또는 다른 임의의 형태일 수 있다. 그러나, 이들은 바람직하게는 사각형 또는 직사각형이다. 시트는 원형 또는 사각 모서리 또는 엣지를 가질 수 있다.
본 발명에 따르는 아크릴 시트로 이루어진 시트는 특정한 최소 치수를 갖는다. 여기서 크기는 2 ×2m 이상이다. 치수 3 ×2m 또는 4 ×2m가 바람직한데, 이는 충전된 아크릴 시트가 높은 기계적 안정성을 갖기 때문이다. 그러나, 임의의 중간 치수도 가능한 바와 같이, 시트의 제조 공정 도중에 직접 또는 완성 성형 시트에 대한 이후 작업에 의해 보다 큰 치수도 또한 후속적으로 생산할 수 있다. 본 발명에 의해 제공된 시트가 정사각형 또는 직사각형이 아닌 경우, 2 ×2m의 "크기"는 원형 또는 불규칙 형상의 시트가 동일한 양의 2차원 부분을 포괄 또는 포함하거나 원형 또는 불규칙 형상의 시트가 적어도 4m2의 면적을 가짐을 의미한다.
본 발명 시트의 비교적 큰 크기는 8mm 초과, 바람직하게는 12mm 초과의 두께를 특징으로 하고, 이는 본 발명의 방음 시트를 반가공 제품 또는 기타 비교적 작은 시트와 명백하게 구별되게 한다. 두께는, 필요한 방음도가 적절한 두께를 통해서만 달성되는 한, 중요한 특징이다. 통상의 두께는 8mm 초과, 바람직하게는 10mm 초과, 특히 바람직하게는 12mm 초과, 바람직하게는 8 내지 40mm 범위, 유리하게는 10 내지 40mm 범위, 보다 유리하게는 12 내지 35mm 범위이고, 특히 바람직하게는 NB 지구의 경우에는 15 내지 30mm 두께의 시트가 제공된다. 그러나, 두께 40mm 이상의 시트도 또한 의도한 목적에 따라 제조할 수 있으며, 특정한 분야의 경우에는 당해 크기가 다소 크거나 작을 수 있다.
본 발명의 플라스틱 시트는 아크릴 시트로 이루어진 고도로 충전된 매트릭스를 갖는다. 예를 들면, 이들은 메틸 메타크릴레이트 시럽으로부터 성형할 수 있다. "충전된" 아크릴 시트는 충전재를 포함하는 아크릴 시트를 의미한다. "고도로 충전된"은 충전재의 함량이, 아크릴 시트로 이루어진 시트의 총 중량을 기준으로 하여, 40 내지 80중량% 범위인 것을 의미한다. 시트의 "총 중량"은, 본 발명의 목적상, 파편 결합을 위해 삽입된, 쓰레드, 테이프, 네트 및 그리드 등의 재료를 제외한 시트 구조에 수반되는 모든 물질의 총 중량을 의미한다. 충전재 함량이 40중량% 미만인 경우, 투과성의 손실은 기계적 특성 및 또한 비용 절감의 개선과 비례하고, 충전재 함량이 80중량%를 초과하는 경우, 시트는 용이하게 취성으로 되어 파쇄되며, 이는 매트릭스가 충전재 입자를 이중 결합시키는 이의 특성을 소실하였음을 의미한다. 충전재 함량이 50 내지 60중량%인 시트가 특히 균형 잡힌 특성 프로파일을 갖는다.
본 발명의 방음 시트에 존재하는 충전재의 성질 및 형상은 의도된 구체적인 적용에 따라 다양한 범위에 걸쳐 달라질 수 있다. 본 발명의 방음 시트를 제조할 때에 유리하게 사용될 수 있는 충전재에는 활석, 돌로마이트, 천연 활석과 돌로마이트 연정석, 운모, 석영, 아염소산염, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 점토, 이산화규소, 규산염, 탄산염, 인산염, 황산염, 황화물, 금속 산화물, 분체 유리, 유리 비드, 세라믹, 카올린, 자기, 크리스토볼라이트, 장석 및/또는 백악이 포함된다.
원칙적으로, 실란화 등급의 충전재가 바람직한데, 이는, 실란화되지 않은 충전재와 비교하는 경우, 실란화가 보다 우수한 매트릭스 접착성을 제공할 수 있기 때문이다.
특히 중요한 충전재 종류는 운모, 아염소산염 또는 석영이 존재하는 무기물, 예를 들면, 플라스토리트(RPlastorit) 등급[나인츠히(Naintsch)사 제품], 활석-돌로마이트 연정석, 특히 백색 활석-순수 돌로마이트 연정성, BC 마이크로등급(나인츠히사 제품), 도르실리트(RDORSILIT) 분말화 결정질 석영[도르프너(Dorfner)사 제품], 실-셀(RSIL-CELL) 마이크로셀룰러 부가 조합물[스타우스(Stauss)사 제품], 세인트 폴텐 및 아피랄(RApyral) 등급(수산화알루미늄)[나발텍(Nabaltec)사 제품]이다.
농도가 40 내지 80% 범위인 SE 특이적 증량제(활석-돌로마이트 연정석)이 특히 유리하다. 위에 언급한 바와 같이, 충전재 함량이 비교적 큰 시트는 보다 낮은 생산 비용과 보다 우수한 기계적 특성(탄성률)을 갖는다. 그러나, 보다 고도로 충전된 시트는 또한 화재의 경우에 화재의 확산 감소 및 연기의 발생 감소를 나타낸다.
본 발명의 시트의 발화 성능은 SE 특이적 증량제 및 수산화알루미늄을 사용함으로써 추가로 개선시킬 수 있다. 화재 발생의 경우, 수산화알루미늄은 물의 제거에 의해 자가 소화 효과를 가질 수 있다. 수산화알루미늄의 미분도는 또한 여기서 특히 중요하다. 미세한 수산화알루미늄은 특히 조악한 등급보다 더욱 적합한데, 이는, 화재 발생의 경우, 미세한 수산화알루미늄이 화학적으로 결합된 물 뿐만 아니라 흡수에 의해 결합된 수분을 유리시키기 때문이다.
언급된 종류의 충전재는 다양한 형상을 가질 수 있다. 이들은 구형 또는 비구형일 수 있고, 바람직하게는 섬유 또는 파편 형태의 충전재, 특히 판상의 충전재로 제공된다. 특히 우수한 조합 특성을 갖는 NB 지구에 유리한 아크릴 시트는 보강 충전재의 형상이 판상 또는 침상인 경우에 수득된다. 충전재의 형상이 보다 판상으로 될수록, 시트이 충격 강도는 보다 높아지고 탄성률은 보다 낮아진다.
본 발명에 따라 생성되는 시트의 한 가지 특정한 양태는 사용된 충전재 입자가 판상 충전재인 경우에 생성된다. 본 발명의 목적상, 이들은 캐스팅 공정 도중(캐스팅 공정에서 시트의 생산, 성형 시트)에 바람직한 배향을 추정할 수 있는 충전재이다.
충전재 입자의 크기는 또한 본 발명의 시트의 품질을 결정하는 데 있어서 중요한 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 시트의 강성도는 적절한 크기의 충전재를 사용함으로써 조절할 수 있다. 충전재가 보다 미세할수록, 시트의 탄성률과 이의 충격 강도는 높아진다. 사용된 충전재의 입자 크기 범위는 일반적으로 약 0.01 내지 약 100㎛이다. 사용된 충전재의 평균 입자 크기는 유리하게는 0.01 내지 80㎛ 범위, 특히 0.05 내지 30㎛ 범위, 매우 특히 유리하게는 0.1 내지 20㎛ 범위이다.
사용된 보강 충전재가 보다 미세할수록, 시트의 강성도 및 충격 강도는 보다 높아진다. 비교적 조악한 충전재가 사용되는 경우, 생성된 시트는 비교적 취성이다. 본 발명에 따르는 특히 유리한 아크릴 시트는 20㎛ 스크리닝 도중에 사용된 충전재의 잔류물이 2중량% 미만임을 특징으로 한다. 12㎛ 스크리닝에 대한 사용된 충전재의 잔류물이 2중량% 미만인 충전재를 사용하는 것이 매우 특히 유리하다.
예를 들면, 본 발명의 시트는, 메틸 (메트)-아크릴레이트(a1) 0 내지 99.99중량%, C2-C4 (메트)아크릴레이트(a2) 0 내지 99.99중량%, 탄소수 5 이상의 (메트)아크릴레이트(a3) 0 내지 50중량% 및 다관능성 (메트)아크릴레이트(a4) 0.01 내지 50중량%로부터 선택된 (메트)아크릴레이트(a) 50 내지 100중량%와 비닐 방향족 화합물(b1) 0 내지 50중량% 및 비닐 에스테르(b2) 0 내지 50중량%로부터 선택된 공단량체(b) 0 내지 50중량%로 이루어진 성분(A)[여기서, 성분(a)와 성분(b)는, 이들이 함께, 100중량%의 중합 가능한 성분(A)을 제공하도록 선택된다],
성분(A)에 팽윤성이거나 가용성인 (예비)중합체(B) 0 내지 12중량부(각각 성분(A) 1중량부 기준),
중합 가능한 성분(A)를 경화시키기에 충분한 양의 개시제(C),
적절한 경우, 시스템의 점도를 조절하는 수단(D),
통상의 첨가제(E) 3중량부 이하(성분(A) 1중량부 기준) 및
충전재(F) 0.33 내지 4중량부[결합제(성분(A) 내지 성분(E) 전체) 1중량부 기준]을 포함하고, 중합 전의 점도가 0.1Paㆍs(100cP 초과)인 (메트)아크릴레이트 시스템을 캐스팅 공정, 바람직하게는 셀 캐스팅 공정으로 또는 이의 변형된 공정 형태로 중합시켜 수득할 수 있다.
본 발명의 목적상, 전체 시트에 걸쳐 충전재의 균일한 분포가 바람직하다. 이러한 분포를 달성하는 방법의 예는 중합시켜 시트를 수득하는 (메트)아크릴레이트 시스템의 점도를 이용하는 것이다. 본 발명의 시트는 바람직하게는 중합 전의 점도가 0.1Paㆍs(100cP)를 초과하는 (메트)아크릴레이트 시스템을 중합시켜 수득할 수 있다. 중합 시스템의 보다 높은 점도는 중합 도중에 충전재의 침전을 방지하는 경향이 있다. 충전재의 미분도는 또한 침전 거동에 영향을 주기 위해 동시에 사용할 수도 있다. 비교적 조악한 충전재는 침전 경향이 있고, 이 결과 방음 시트의 "디싱"이 발생한다. 미세한 충전재의 사용 이외에, 이에 대한 한 가지 구체적인 해결책은 틱소트로픽 작용을 갖는 제제를 사용하는 것이다.
또한, 본 발명은, 중합 가능한 충전된 (메트)아크릴레이트 조성물을 제공하는 단계(a),
당해 조성물을 삽입용 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트가 배치되어 있는 미리 제조한 주형에 부어넣는 단계(b),
당해 조성물을 주형 속에서 실온을 초과하는 온도로 중합시켜 시트를 형성하는 단계(c) 및
시트를 이형시키는 단계(d)를 포함하고,
중합 가능한 고도로 충전된 (메트)아크릴레이트 조성물의 점도가 중합 전에 0.1Paㆍs를 초과하는 값으로 조절됨을 특징으로 하는, 불투과성 아크릴 시트의 제조방법을 포함한다.
본 발명의 방법의 유리한 제1 변형은 중합 가능한 조성물의 점도가 조성물 중의 (예비)중합체 대 중합 가능한 단량체의 중량비를 변화시켜 조절됨을 특징으로 한다는 점이다.
이에 대한 또 다른 대안으로서 또는 이와 조합하여, 점도 조절제의 비율을 변화시켜 조성물의 점도를 조절하는 것이 유리할 수 있다. 이들 점도 조정제, 즉 점도 조절제는 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자체로 공지되어 있다. 예를 들면, 여기에는 이온성, 비이온성 및 쯔비터이온성 유화제가 포함된다.
중합 가능한 조성물의 점도에 영향을 주고/주거나 점도를 조절하는 다른 유리한 수단 또는 방법은 특히 다음 수단을 포함한다:
중합 시스템의 점도는 조절제를 첨가하여 변화시킬 수 있다.
중합 시스템의 (예비)중합체(예비중합체) 및 단량체성 중합 가능한 구성분의 혼합 비에 의해 중합 시스템의 점도를 조절하는 것이 유리할 수 있다.
사용된 습윤제 첨가제, 예를 들면, 레시틴 또는 기타 세타포르(RCetafor) 등의 성질 및 양은 목적하는 수치로 점도를 조절할 수 있게 한다.
충전재 농도 자체는, 충전재 또는 충전재 혼합물의 성질(입자 크기, 오일가, 표면 처리)에 영향을 미치는 것과 같이, 중합체 시스템의 점도에 영향을 미친다.
종래의 첨가제, 예를 들면, 틱소트로픽 작용을 갖는 제제[예: 아에로실(RAerosils)]도 또한 중합 시스템의 점도를 변경시킬 수 있다.
또한, 중합 온도를 사용하여 시스템의 점도에 영향을 줄 수 있다.
마지막으로, 개시제 농도 및 중합 반응의 동역학은 중합 시스템의 점도 및 따라서 충전재의 침전도에 영향을 미칠 수 있다.
매트릭스 재료와 비상용성인 재료, 바람직하게는 아크릴 시트와 비상용성인 플라스틱으로 이루어진 보강재(쓰레드, 테이프, 네트, 그리드)는 충전된 불투과성 방음 아크릴 시트(NT 방음 시트)에 도입되며, 이때 보강재의 형태는 시트 유사(그리드, 네트) 또는 기타 필라멘트(쓰레드, 테이프)이다.
이와 관련하여, 매트릭스의 아크릴 시트와 비상용성인 재료는 매트릭스 재료 및 삽입된 재료가 시트의 생산 및 사용 조건하에 상 계면을 형성하지 않으면서 서로 혼합되지 않음을 의미하는 것으로 의도된다.
따라서, 폴리아미드, 폴리에스테르 및/또는 폴리프로필렌으로 이루어져 있고 아크릴 시트로 구성된 매트릭스에 삽입되는 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트는 방음 시트의 파쇄 발생시의 파편을 결합시키기 위한 본 발명의 한 가지 양태에 특히 적합하다.
이러한 또 다른 특정한 변형에 있어서, 본 발명의 아크릴 시트는 파쇄 발생시의 파편을 결합시키기 위해 고도로 충전된 플라스틱에 삽입된 쓰레드를 가짐을 특징으로 한다.
이들 플라스틱 시트는 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 친숙한 임의의 방식으로 제조할 수 있다.
이러한 공정의 예는 두께 4mm의 원주 밀봉으로 예비제조한 2개의 성형 플라스틱 시트, 예를 들면, 아크릴 시트(2000mm ×1220mm ×8mm)를 사용하여 셀을 형성하는 것이다. 이어서, 예를 들면, 직경 0.9mm의 모노필라멘트 합성 중합체 쓰레드, 예를 들면, 폴리아미드 쓰레드를 이러한 셀에 서로 평행하게 각각 약 30mm 이격된 상태로 대략 중심적으로 또는 특이적으로는 비중심적으로 압착한다. 이어서, 시트르산 에스테르를 기재로 하는 외부 가소제를 포함하고 레독스 개시제 시스템을 포함하는 저점도 냉간-경화 메타크릴레이트 수지를 셀에 충전시킨다.
내부 층의 완전한 경화 및 시트의 제거는 플라스틱 시트를 제공한다.
또한, 불투과성의 고도로 충전된 아크릴 시트로 이루어진 본 발명의 NT 방음 시트는 유용한 체류 시스템을 형성할 수 있다. 본 발명의 목적상, 용어 체류 시스템은 충격 바디, 예를 들면, 차량이 당해 장치를 통과하는 것을 차단하는 데 적합한 장치를 의미한다. 한 가지 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 체류 시스템은, 당해 시스템과의 충격이 수직이고 속도가 5/sec 이상, 바람직하게는 7/sec 이상이며 에너지가 5000J 이상, 바람직하게는 7000J 이상인 바디가 시스템을 통과하는 것을 차단할 수 있으며, 따라서 효과적으로 체류된다.
이를 위해, 본 발명의 NT 방음 시트는 삽입된 금속 케이블을 하나 이상 포함하고, 금속 케이블의 표면과 투과성 아크릴 매트릭스 사이에는 플라스틱 층이 적어도 부분적으로 존재한다. 이는, 유지 및 설치가 특히 저렴한 방음 체류 시스템을 제공하는 놀라운 및 용이하게 예측할 수 없는 방법이다. 여기서 고려되는 요인은 추가의 설치 단계가 생략되고, 종래의 체류 시스템과는 대조적으로, 방음벽이 실제로 자유-유지된다는 점이다.
고도로 충전된 불투과성 아크릴 시트의 아크릴 시트 매트릭스로부터 강선의 추출력은 일반적으로 50N 초과, 바람직하게는 100N 초과이고, 어떠한 제한도 의도되지 않는다. 이러한 추출력은 노출 금속 케이블의 하중력을 사용하여 공지된 방식으로 측정한다. 케이블을 추출하는 데 요구되는 최소 힘을 추출력으로서 정의한다.
본 발명의 아크릴 시트의 바람직한 양태는 파쇄 발생시의 파편을 결합시키기 위해 고도로 충전된 플라스틱 매트릭스에 체류 시스템으로서 삽입된 강 쓰레드를 갖고, 쓰레드는, 적합한 경우, 플라스틱 피복물, 바람직하게는 폴리아미드로 이루어진 플라스틱 피복물을 갖는다.
본 발명의 시트는 폴리(메트)아크릴레이트 시트이다. 이들은 고도의, 바람직하게는 주로, 즉 50중량%와 같이 비교적 높은 함량의 폴리(메트)아크릴레이트를 하나 이상 갖는다. 폴리(메트)아크릴레이트는 화학식 I의 구조 단위를 갖는 것으로 간주되는 중합체이다.
위의 화학식 I에서,
R1은 유기 라디칼, 바람직하게는 C1-6-알킬, 보다 바람직하게는 C1-4-알킬이고,
R2는 H, C1-6-알킬, 바람직하게는 H 또는 C1-4-알킬, 매우 특히 바람직하게는 H 또는 CH3이며,
n은 1을 초과하는 전체 양수이다.
C1-4-알킬은 탄소수 1 내지 4의 직쇄 및 측쇄 알킬 라디칼을 포함한다. 특히 중요한 것은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 2-메틸-1-프로필, 2급-부틸, 2-메틸-2-프로필이다.
C1-6-알킬은 C1-4-알킬하에 언급된 라디칼 및 탄소수 5 또는 6의 라디칼, 바람직하게는 1-펜틸, 2-펜틸, 3-펜틸, 2,2-디메틸-1-프로필, 3-메틸-1-부틸, 3-메틸-2-부틸, 2-메틸-2-부틸, 2-메틸-1-부틸, 1-헥실을 포함한다.
상술된 구조 단위를 갖는 화합물의 예에는 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리에틸 아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리프로필 아크릴레이트, 폴리부틸 아크릴레이트, 폴리프로필 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트 및 이들 종류의 중합체를 2개 이상 함유하는 공중합체가 포함된다. 본 발명의 목적상, 처음 4개의 화합물이 바람직하다. 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)가 매우 특히 바람직하다.
2개 이상의 치환되거나 치환되지 않은 아크릴 에스테르 단량체(예: 메틸 메타크릴레이트-n-부틸 메타크릴레이트 공중합체)를 공중합시켜 제조한 화학적 혼합물(랜덤 공중합체 또는 기타 블록 공중합체) 이외에, 비닐 불포화 결합을 갖고 하나 이상의 치환되거나 치환되지 않은 아크릴 에스테르 단량체와 공중합시킬 수 있는 하나 이상의 기타 단량체 50중량% 이하를 함유하는 공중합체로 이루어진 폴리(메트)아크릴레이트 시트를 본 발명에 사용할 수 있다.
이들의 예에는 메틸 메타크릴레이트-스티렌 공중합체 및 메틸 메타크릴레이트-부틸 아크릴레이트-스티렌 삼원공중합체가 포함된다.
공단량체는 임의의 구성분 또는 성분이고, 바람직하게는 아크릴 시트에 부수적인 양으로 존재하며 이들이 존재하는 공중합체 형태를 취한다. 이들은 일반적으로, 본 발명에 따라 사용되는 폴리(메트)아크릴레이트의 특성에 역효과를 갖지 않도록 선택된다.
언급된 공단량체(들)의 한 가지 용도는, 공중합체의 특성, 예를 들면, 유동 특성을 상승 또는 개선시키거나, 공중합체가 이의 처리 도중에 비교적 고온에 노출되는 경우, 공중합체의 잔류 색도를 감소시키거나, 특정한 또는 규정된 가교결합도를 공중합체에 도입하기 위해 다관능성 단량체를 사용함으로써 목적하는 방식으로 개질시키는 것이다.
이러한 목적에 적합한 단량체에는 비닐 에스테르, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 스티렌, α-메틸스티렌 및 각종 할로겐 치환된 스티렌, 비닐 및 이소프로페닐 에테르, 디엔, 예를 들면, 1,3-부타디엔 및 디비닐벤젠이 포함된다. 공중합체의 색도를 최소화하는 특히 바람직한 방법의 예는 전자 풍부 단량체, 예를 들면, 비닐 에테르, 비닐 아세테이트, 스티렌 또는 α-메틸스티렌을 사용하는 것이다.
언급된 공단량체 화합물 중에서, 방향족 비닐 단량체, 예를 들면, 스티렌 또는 α-메틸스티렌이 특히 바람직하다.
블렌드로서 공지된 물리적 혼합물도 또한 폴리(메트)아크릴레이트 시트에 바람직하다.
본 발명의 폴리(메트)아크릴레이트 시트는 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 여기에는 정전기방지제, 산화방지제, 이형제, 난연제, 윤활제, 염료, 유동 개선제, 충전제, 광 안정화제 및 유기 인 화합물, 예를 들면, 아인산염 또는 포스포네이트, 안료, 틱소트로픽 작용제, UV 안정화제, 내후성 안정화제 및 가소제가 포함된다.
충전제는 일반적으로, 이들의 조성 및 구조가 폴리(메트)아크릴레이트 매트릭스와 실질적으로 상이한 고체 첨가제이다. 이들은 무기 또는 유기 재료일 수 있다. 이들은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있다.
폴리(메트)아크릴레이트의 해중합 조건하에 불활성인 충전제를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적상, 폴리(메트)아크릴레이트의 해중합 조건하에 불활성인 충전제는 (메트)아크릴레이트 중합체의 해중합에 실질적인 역효과를 갖지 않거나 실제로 이를 불가능하게 하는 물질이다. 당해 충전제의 이러한 특성은 폴리(메트)아크릴레이트 시트를 간단히 재순환시킨다.
폴리(메트)아크릴레이트, 특히 PMMA는 직접적인 화학적 재순환에 있어서 우수한 적합성을 갖는 소수의 플라스틱이다. 이는, 이들 중합체를 특정한 온도 및 압력에서 적합하게 가열하는 경우, 이들이 완전하게 분쇄되어 상응하는 단량체 단위(해중합)를 재생성할 수 있음을 의미한다. 예를 들면, 다양한 연속식 및 배치식 공정은, 200℃ 초과의 온도에서 아크릴 시트 폐기물의 열처리, 생성된 단량체 증기의 축합 및 조 단량체의 후처리에 의한 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 해중합 및 생성 단량체성 메틸 메타크릴레이트(MMA)의 개질을 위해 문헌 및 특허 명세서에 기재되어 있다. 산업적으로 가장 빈번히 사용되는 공정은 중합체 재료를 납이 부분적으로 충전된 탱크에 충전시키고, 당해 탱크를 외부적으로 가열하는 것이다. 400℃를 초과하는 온도에서, 중합체 재료를 해중합시키고, 단량체 증기를 파이프라인을 통해 응축기로 통과시키고, 이때 응축되어 조 액체 단량체를 생성한다. 유사한 해중합 공정은, 예를 들면, 독일 공개특허공보 제21 32 716호에 기재되어 있다.
본 발명의 시트를 수득하는 한 가지 방법은, 위에 기재된 성분(A) 내지 (F)를 포함하는 (메트)아크릴레이트 시스템을 캐스팅 공정, 바람직하게는 셀 캐스팅 공정, 로스테로 공정(Rostero process) 또는 셀 캐스팅 공정의 기타 변형 공정에 의해 중합시키는 것이다.
성분(A)는 중합되는 (메트)아크릴레이트 시스템의 필수 구성분이다.
괄호에 기재된 구성분의 사용은 임의적이며, 따라서 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 나타낸다.
단량체(A)는 (메트)아크릴레이트를 50중량% 이상 포함하고, 에스테르 라디칼이 C1-C4인 일관능성 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. 장쇄 에스테르, 즉 에스테르 라디칼이 C5 또는 그 이상의 쇄인 에스테르는 성분(A)에서 50중량%로 제한된다. 성분(A)는 바람직하게는 메틸 메타크릴레이트를 40중량% 이상 포함한다.
장쇄 (메트)아크릴레이트의 언급된 양은 당해 시스템을 보다 내충격성으로 되게 한다. 따라서, 이들 에스테르가 시트를 보다 굴곡성으로 되게 하는 경우, 이들은 또한 보다 연성이고, 50중량%를 초과하는 양에서는 성능 특성이 제한될 수 있다.
(메트)아크릴레이트 이외에, 성분(A)는 또한 기타 단량체를 포함할 수 있고, 이들의 비율은 50중량%로 제한된다. 이들 공단량체 중에서, 비닐방향족 및/또는 비닐 에스테르는 성분(A)에 각각 50중량% 이하로 존재할 수 있다. 보다 높은 비율의 비닐 방향족은 공중합을 곤란하게 하고, 시스템의 탈혼합을 유도할 수 있다. 게다가, 보다 높은 비율의 비닐 에스테르는 저온에서 불충분하게 경화되고, 수축을 증가시키는 경향이 있다.
성분(A)는 바람직하게는 (메트)아크릴레이트 80 내지 100중량%, 특히 바람직하게는 90 내지 100중량%로 구성되어 있고, 이들 단량체의 사용은 유리한 가공 특성과 성능 특성을 갖는 시트를 제공할 수 있다. (메트)아크릴레이트 중의 C2-C4 에스테르의 비율은 바람직하게는 성분(A)에서 50중량%로 제한되며, 성분(A)에 존재하는 이들 에스테르의 최대량은 바람직하게는 30중량%, 특히 유리하게는 20중량%이다. 이러한 조성의 시트는 특히 굴곡성일 수 있다.
특히 적합한 일관능성 (메트)아크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸 트리글리콜 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트이다.
특히 적합한 공단량체는 비닐톨루엔, 스티렌, 비닐 에스테르이다.
성분(A)에서 스티렌은 최대 20중량%로 제한되는 것이 바람직하고, 보다 높은 함량은 중합 도중에 문제를 유도할 수 있다.
다관능성 (메트)아크릴레이트가 또한 성분(A)에 필수적이다. 중합 도중에 다관능성 (메트)아크릴레이트의 가교결합 작용은 특히 시트의 흡수율 감소에 기여한다. (메트)아크릴레이트 시스템의 성분(A)에 존재하는 다관능성 (메트)아크릴레이트의 양은 바람직하게는 0.1 내지 30중량%, 특히 유리하게는 0.2 내지 5중량%이다. 다관능성 (메트)아크릴레이트는 선형 중합체 분자 사이의 결합에 사용된다. 이는 굴곡성, 내스크래치성, 유리전이온도, 융점 또는 경화 진행 등의 특성에 영향을 미칠 수 있다.
바람직하게 사용될 수 있는 다관능성 (메트)아크릴레이트는 다음을 포함한다:
(1) 이관능성 (메트)아크릴레이트
화학식 의 화합물(여기서, R은 수소 또는 메틸이고, n은 3 내지 20의 전체 양수이다), 예를 들면, 프로판디올, 부탄디올, 헥산디올, 옥탄디올, 노난디올, 데칸디올 또는 에이코산디올의 디(메트)아크릴레이트 및
화학식 의 화합물(여기서, R은 수소 또는 메틸이고, n은 1 내지 14의 전체 양수이다), 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 도데칸에틸렌 글리콜, 테트라데카에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 또는 테트라데카프로필렌 글리콜의 디(메트)아크릴레이트; 글리세롤 디(메트)아크릴레이트, 2,2'-비스[p-(γ-메타크릴옥시-β-하이드록시프로폭시)페닐프로판] 또는 비스-GMA, 비페놀 A 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 분자당 에톡시 그룹이 2 내지 10개인 2,2'-디(4-메타크릴옥시폴리에톡시페닐)프로판 및 1,2-비스(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로폭시)부탄.
(2) 삼관능성 또는 다관능성 (메트)아크릴레이트
트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트.
바람직한 통상의 다관능성 (메트)아크릴레이트는 특히 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(TEDMA), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(TRIM), 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트(1,4-BDMA), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(EDMA)가 포함된다.
본 발명에 따라 사용되는 (메트)아크릴레이트 시스템의 다른 바람직한 성분은 다관능성(적어도 이관능성) 우레탄 (메트)아크릴레이트이다.
성분(B)는 임의의 성분이지만, 이의 사용이 매우 바람직하다.
원칙적으로, 2가지 상이한 방법을 사용하여 성분(B)를 제공할 수 있다. 먼저, 중합체성 물질 형태의 성분(B)를 성분(A)와 혼합할 수 있다. 둘째, 성분(A)를 예비중합시켜, 시럽으로 공지되어 있는 물질을 수득할 수 있다. 이어서, 이러한 시럽 자체는 그룹(A)로부터의 단량체성 구성분과 그룹(B)로부터의 중합체성 구성분을 서로 혼합된 상태로 포함한다.
수지의 점도와 시스템의 전체 유동성을 조절하고 경화를 개선시키기 위해, 중합체 또는 예비중합체(B)를, 언급한 바와 같이, 성분(A)에 첨가할 수 있다. 이러한 (예비)중합체는 성분(A)에 팽윤성이거나 가용성이어야 한다. 예비중합체(B) 0 내지 12부를 성분(A) 1부에 대해 사용한다. 폴리(메트)아크릴레이트가 특히 적합하고, 이들은 성분(A)에 용해된 고체 중합체 형태 또는 시럽으로서 공지되어 있는 물질 형태, 즉 적절한 단량체의 부분 중합된 혼합물로 사용될 수 있다. 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 에폭시 (메트)아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르, 폴리우레탄 또는 이들의 혼합물도 또한 적합하다. 이들 중합체는 특정한 굴곡 특성을 발생시키거나, 예를 들면, 수축을 조절하거나 안정화제 또는 유동 개선제로서 작용한다.
성분(A) 1부에 대해 성분(B) 2 내지 11부를 사용하는 것이 바람직하다. 성분(A) 1부에 대해 성분(B) 4 내지 10부를 사용하는 것이 특히 유리하다. (예비)중합체 6 내지 9부를 취하여 이들을 중합 가능한 단량체(A) 1부와 혼합하는 것이 특히 바람직하다. (예비)중합체(B)는 성분(A)에 바람직하게 용해된다.
바람직한 양태에 있어서, 결합제의 성분(B) 및 성분(A)의 중량비는 1:1 내지 12:1의 범위이다. 이러한 범위 내에서 특성들의 이상적인 균형이 달성될 수 있다.
특히 유리한 성분(B):성분(A)의 중량비는 5:1 내지 12:1의 범위이다.
성분(B)[(예비)중합체]는 임의의 목적하는 중합체일 수 있다. 예비중합체인 것이 특히 유리하지만, 또한 현탁 중합체, 에멀젼 중합체일 수도 있고/있거나 재순환 공정으로부터 재연마할 수 있다. 가장 단순한 경우에, MMA의 예비중합체는 8 내지 10mol%의 단량체 전환률로 사용된다.
(예비)중합체(B)는 공중합체일 수 있고, 여기서 시트의 경도 및 굴곡성은 (예비)중합체(B) 중의 공단량체의 성질 및 양에 의해 영향을 받을 수 있다. 사용될 수 있고 각각의 (예비)중합체(B)의 구조에 수반되는 공단량체에는 메틸 메타크릴레이트(MMA) 이외의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 비닐 에스테르, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 스티렌, α-메틸-스티렌 및 각종 할로겐 치환된 스티렌, 비닐 에테르 및 이소프로페닐 에테르, 디엔, 예를 들면, 1,3-부타디엔 및 디비닐벤젠이 포함된다.
메틸 아크릴레이트에 대한 바람직한 공단량체의 예는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 메타크릴산, 에틸 트리글리콜 메타크릴레이트 또는 하이드록시프로필 메타크릴레이트이다.
성분(C)는 중합 가능한 시스템의 경화(중합반응)에 필수적인 필수 성분이다.
중합반응은 유리 라디칼 경로 또는 이온성 경로에 의해 진행될 수 있으며, 유리 라디칼 중합이 바람직하다. 이는 방사선 및 개시제를 사용하여 열에 의해 진행시킬 수 있고, 유리 라디칼을 형성하는 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 특정한 중합 조건은 선택된 단량체 및 개시제 시스템에 따라 달라지며, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있다.
바람직한 개시제에는 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 아조 개시제, 예를 들면, AIBN 또는 1,1-아조비스사이클로헥산카보니트릴 및 퍼옥시 화합물, 예를 들면, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 아세틸아세톤 퍼옥사이드, 케톤 퍼옥사이드, 메틸 이소부틸 케톤 퍼옥사이드, 사이클로헥산온 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트, 3급-부틸 퍼옥시(이소프로필 카보네이트), 2,5-비스(2-에틸-헥사노일퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 3급-부틸 2-에틸-퍼옥시헥사노에이트, 3급-부틸 3,5,5-트리메틸퍼옥시헥사노에이트, 1,1-비스(3급-부틸퍼옥시)사이클로헥산, 1,1-비스(3급-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 쿠밀 하이드로퍼옥사이드, 3급-부틸 하이드로퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드, 비스(4-4급-부틸사이클로헥실) 퍼옥시디카보네이트, 2종 이상의 상술된 화합물 서로간의 혼합물, 및 상술된 화합물과, 유리 라디칼을 형성할 수 있는 위에 언급되지 않은 화합물과의 혼합물이 포함된다.
또한, 레독스 시스템을 사용할 수도 있고, 유리 용매 또는 수용액 또는 수성 현탁액 중의 공지된 점액화 시스템을 사용할 수도 있다. 이러한 종류의 시스템은 상표명 카독스(CadoxR)로 아크조(Akzo)사로부터 구입할 수 있다.
단계적 반감기를 갖는 2개 이상의 개시제의 혼합물도 또한 가능하다. 이러한 방법은 중합 반응을 보다 우수하게 조절할 수 있고, 국지적 불규칙성을 제거할 수 있으며, 보다 균일한 결과가 수득된다. 이 방법은 또한 중합후 시간(가열된 캐비넷에서 시트의 가열 조절)을 단축시킬 수도 있다.
성분(C)의 양은 광범위한 범위 내에서 달라질 수 있다. 이는 단량체의 조성, (예비)중합체의 성질 및 양, 및 또한 목적하는 중합 온도 및 제조되는 중합체의 목적하는 분자량에 따라 달라진다. 예를 들면, 몰 질량 100 000 내지 1 000 000g/mol(중량 평균 몰 질량)에 있어서 생성된 지침 값은 단량체 시스템의 중합 가능한 구성분 1mol당 개시제 1 ×10-5 내지 약 1 ×10-6이다. 당해 중합체의 몰 질량은 바람직하게는 650 000 내지 800 000g/mol이다.
성분(D)는 중합 가능한 (메트)아크릴레이트 시스템의 임의 구성분이고, 바람직하게는 시스템 속에 존재한다. 이의 예는 유화제이다. 레시틴이 바람직하다. 당해 물질의 사용량은 광범위하게 달라질 수 있다. 성분(A) 1중량부당 성분(D) 0.01 내지 1중량부가 바람직하다. 성분(A) 1중량부당 성분(D) 0.1 내지 0.2중량부가 특히 유리하다.
성분(E)는 임의 성분이다. 이들은 자체로 공지된 통상의 첨가제이고, 이들 첨가제의 예는 위에 기재된 바와 같다. 성분(E)는 특히 성분(F)로 표시되지 않는 충전제를 포함한다. 따라서, 여기에 포함되는 것들은 보강 작용을 갖지 않는 충전제, 예를 들면, 착색 안료 등이고, 입자 크기가 충전재 성분(F)의 입자 크기보다 작은 것들이 특히 바람직하다. 성분(E)에 따라 사용되는 충전제의 평균 입자 크기는 바람직하게는 10㎛ 미만, 유리하게는 5㎛ 미만, 특히 바람직하게는 1㎛ 미만 및 매우 특히 바람직하게는 0.01㎛ 미만이다. 충전재(E) 대 충전재(F)의 평균 입자 크기 비는 유리하게는 1:3 내지 1:1,000 범위, 바람직하게는 1:5 내지 1:100 범위 및 특히 바람직하게는 1:10 내지 1:50 범위이다.
성분(F)는 필수 성분이다. 이러한 성분의 기타 세부 설명은 위에 기재된 바와 같다.
1. 열풍 오븐 방법에 따른 실시(실시예 1)에 의한 시트의 제조
1.1. 주형 제작
세쿠리트 유리의 2개 시트를 주형으로서 사용한다. PVC 밀봉 비드를 주형의 유리 시트 사이에 배치한다. 이어서, 직경 2mm의 모노필라멘트 폴리아미드 쓰레드를 생성된 셀에 압착하고, 여기서 각각의 거리는 30mm이다. 이어서, 압착물을 사용하여 유리 시트의 3개 면을 고정시킨다. 셀의 폭은 밀봉 비드의 다양한 두께를 사용하여 변화시킬 수 있다. 본 실시예에서, 셀 두께를 제공하는 유극은 약 15mm이다. 4번째 면은 충전 후에 밀봉한다. 생성된 밀봉 시트 시스템을 수평으로 배치하고, 열풍 오븐에 삽입한다.
1.2. 주형을 충전시키기 위한 폴리(메트)아크릴레이트 시스템
번호 중량부 물질 그룹 중량% 또는 부(pt.)
1) 49.2390 예비중합체1*은 성분(A) 약 44.32부 및 성분(B) 4.92부 A)B) 성분(A) 99.989%성분(A) 1부당 성분(B) 0.1부
2) 0.005 메타크릴산 A) 성분(A) 0.0001%
3) 0.055 가교결합제2* A) 성분(A) 0.001%
4) 0.001 AVN3* C)
5) 0.6 SER AD FA 1924* D)
6) 0.1 티누빈(RTinuvin) P5* E)
7) 50.00 SE-Super6* F) ∑A)-E) 1부당 성분(F) 1부
1* 예비중합체는 MMA 기재 시럽이고, 여기서 메틸 메타크릴레이트는 공지된 방식으로 약 10%의 전환율(잔류 단량체 90중량%)로 예비중합시킨다. 예비중합체의 점도는 약 450cp이다.
2* 가교결합제는 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트이다(TEDMA).
3* AVN은 유리 라디칼 생성제 아조발레로니트릴이다.
4* SER AD FA 192는 에톡시화 노닐페놀 포스페이트 그룹으로부터의 포스포릭 에스테르를 나타낸다.
5* 티누빈 P는 시바 스페셜리타텐수미에 게엠베하(Ciba Spezialitatenchemie GmbH)사의 광 안정화제이고, 2-(2-하이드록시페닐)벤조트리아졸이다.
6* 오스트리아 에이-8045 그라츠-안드리츠 소재의 나인츠히(Naintsch)사의 SE-Super. 이는 백색 활석과 순수한 돌로마이트와의 연정석이고, 화학 분석에 의한 이의 조성은 SiO2 17%, MgO 22%, CaO 24%이며, 1050℃에서 1시간 동안 애슁(ashing) 손실은 37%이다. 돌로마이트 함량(Leco)은 75%이다. DIN 66165에 따라 12㎛로 스크리닝하여 2.0% 잔사를 수득한다.
1.3. 혼합물의 제조
요구되는 충전재 및 첨가제를 요구되는 예비중합체(시럽)의 1/3에 분산시킨다. 이를 위해, 분산제를 먼저 계량한 다음, 요구되는 첨가제, 예를 들면, UV 안정화제, 가교결합제, 열 안정화제 등 및 또한 충전재를 계량한다.
이러한 용액을, 냉각 및 증발시킬 수 있는 혼합기에서 30분 이상 동안 분산시킨다. 이러한 공정 중의 분산 온도는 50℃를 초과하지 않아야 한다. 분산시킨 후, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 잔량의 시럽으로 희석시킨 다음, 요구되는 촉매를 용액 형태로 첨가한다. 이어서, 이 용액을 진공하에 추가로 30분 동안 교반한다.
1.4. 셀에서의 충전 및 중합화, 및 제거
기재된 혼합물을 주형에 부어넣고, 25㎛ 백 필터에 의해 혼합물 탱크로부터 주형에 직접 충전시킨다. 시트를 열풍 공정으로 중합시킨다. 주 중합반응 도중에 약 90% 전환율이 달성된다. 시트를 120℃에서 열 조절 오븐에서 후중합시킨다. 시트를 냉각시킨 후, 상부 유리 시트를 셀로부터 제거하고, 폴리(메트)아크릴레이트 시트를 제거한다.
실시예 2 내지 4
실시예 1에 따라 추가의 시트를 제조한다. 특히, 폴리(메트)아크릴레이트 시스템의 제형은 실시예 2 내지 4에서 변화시킨다. 사용된 시스템은 다음 조성을 갖는다:
(메트)아크릴레이트 시스템 2 내지 4의 조성, 각각 중량부:
물질 실시예 2 실시예 3 실시예 4
예비중합체 34.1185 32.115 28.115
메틸 메타크릴레이트 5 7 6
MAA 0.005 0.005 0.005
가교결합제(TEDMA) 0.055 0.06 0.06
AVN 0.0015 0.02 0.02
SER AD FA 192 0.72 0.70 0.70
R티누빈 P 0.10 0.10 0.10
플라스토리트 60 30 25
수퍼(Super6*)
마티날(Martinal) ON 3107* - 30 45
7* 마티날 ON 310은 마틴스베르케 게엠베하(Martinswerke GmbH)사의 수산화알루미늄 등급이다. 이의 평균 입자 크기는 9 내지 13㎛이다. 오일 흡수도는 24 내지 28cm3/100g이다. 수분 함량은 0.3% 미만이다.
본 발명의 NT SD 시트로 다양한 시험을 실시하며, 이때 두께는 15mm이고 치수는 2 ×2m이다. 몇몇 특정한 물리적 특성을 계산하고, 동일한 치수의 투과성 시트의 계산된 특성과 비교한다.
결과는 본 발명에 따르는 시트가 관련 기준 모두에 부합함을 나타냈다. 본 발명의 시트는, SD CC 재료로 불리우는, 나일론 쓰레드가 삽입된 투과성 방음재보다 현저히 우수한 기계적 특성을 갖는다. 기둥 사이의 거리 5 ×2m를 사용하는 3개 면위의 압착 배열은 NT SD를 사용하여 35mm의 두께로 실시할 수 있다. 이는 두께 35mm의 LS CC 재료에 의해서는 불가능한 것인데, 이는 하중하의 편향 및 응력 수치가 허용량을 초과하기 때문이다. 두께가 단지 12mm인 경우에도, 4개 면을 압착하면서, 본 발명의 NT SD 재료를 사용하여 기둥 사이의 거리 5 ×2m를 실시할 수 있다.
실시예 4에 따르는 본 발명의 시트는 DIN 4102 B1에 따라 난연성 시험한다. DIN 4102-B1에 따르는 난연성에 대한 이들 시험 요건은 완전히 부합한다. 이는 본 발명의 고도로 충전된 NT SD 시트의 가연성이 낮음을 의미한다.
실시예 4에 따르는 본 발명의 시트를 또한 분쇄 시험한다. 이를 위해, 상술된 방음 수단을 4개의 목재 스탠드(높이 약 860mm)에 배치하고, 압착하거나 고정시키지 않는다. 크기 1200 ×1200 ×140(L ×W ×H)의 목재 팔레트를 바닥 위에 배치하여 이를 보호한다.
중량이 400kg인 원통형 금속을 방음 수단 위의 1500mm 높이로부터 당해 수단의 중심으로 낙하시킨다. 충격 중량의 운동 에너지는 5.89J이고, 속도는 5.42m/s(19.5km/h)이다. 금속 중량은 충격 시점에서 반경에 제공된다. 금속 중량을 충격시키면, 아크릴 시트는 통상의 방식으로 파쇄된다. 그러나, 어떠한 유리 파편도 생성되지 않았으며, 아크릴 시트 단편 모두는 삽입된 쓰레드에 의해 유지되었다.
이 결과는 고도로 충전된 시스템에 있어서 매우 놀라운 것으로 간주된다.

Claims (15)

  1. 치수가 8mm, 바람직하게는 12mm를 초과하는 두께에서 2 ×2m 이상이고, 파쇄 발생시의 파편을 결합시키기 위해, 아크릴 시트와 비상용성인 재료로 제조한 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트가 삽입되어 있으며, 충전재의 비율이, 삽입된 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트의 중량을 제외한 시트의 총 중량을 기준으로 하여, 40 내지 80중량%임을 특징으로 하는, 방음벽에서 불투과성 방음 수단으로서 사용하기 위한 아크릴 시트.
  2. 제1항에 있어서, 두께 범위가 8 내지 40mm, 바람직하게는 10 내지 35mm임을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두께 범위가 12 내지 35mm임을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 충전재의 비율이, 시트의 총 중량을 기준으로 하여, 50 내지 60중량%의 범위임을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 시트 중의 충전재가 실질적으로 균질하게 분포되어 있슴을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 충전재가 활석, 돌로마이트, 천연 활석과 돌로마이트 연정석, 운모, 석영, 아염소산염, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 점토, 이산화규소, 규산염, 탄산염, 인산염, 황산염, 황화물, 금속 산화물, 분체 유리, 유리 비드, 세라믹, 카올린, 자기, 크리스토볼라이트, 장석 및/또는 백악을 포함함을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용된 충전재 입자가 판상 충전재임을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용된 충전재의 평균 입자 크기가 0.01 내지 80㎛, 특히 0.05 내지 30㎛, 매우 특히 유리하게는 0.1 내지 20㎛의 범위임을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 충전재가, 적합한 경우, 수산화알루미늄과 혼합된 상태의 활석과 돌로마이트 연정석임을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
    메틸 (메트)-아크릴레이트(a1) 0 내지 99.99중량%, C2-C4 (메트)아크릴레이트(a2) 0 내지 99.99중량%, 탄소수 5 이상의 (메트)아크릴레이트(a3) 0 내지 50중량% 및 다관능성 (메트)아크릴레이트(a4) 0.01 내지 50중량%로부터 선택된 (메트)아크릴레이트(a) 50 내지 100중량%와 비닐 방향족 화합물(b1) 0 내지 50중량% 및 비닐 에스테르(b2) 0 내지 50중량%로부터 선택된 공단량체(b) 0 내지 50중량%로 이루어진 성분(A)[여기서, 성분(a)와 성분(b)는, 이들이 함께, 100중량%의 중합 가능한 성분(A)을 제공하도록 선택된다],
    성분(A)에 팽윤성이거나 가용성인 (예비)중합체(B) 0 내지 12중량부(각각 성분(A) 1중량부 기준),
    성분(A)를 경화시키기에 충분한 양의 개시제(C),
    적절한 경우, 시스템의 점도를 조절하는 수단(D),
    통상의 첨가제(E) 3중량부 이하(성분(A) 1중량부 기준) 및
    충전재(F) 0.33 내지 4중량부[결합제(성분(A) 내지 성분(E) 전체) 1중량부 기준]를 포함하고, 중합 전의 점도가 0.1Paㆍs 초과(100cP 초과)인 (메트)아크릴레이트 시스템을 캐스팅 공정, 바람직하게는 셀 캐스팅 공정으로 또는 이의 변형된 공정 형태로 중합시켜 수득할 수 있는 아크릴 시트.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 파쇄 발생시의 파편을 결합시키기 위해, 강 쓰레드(steel thread)가 고도로 충전된 플라스틱 매트릭스에 삽입되어 있고, 적합한 경우, 플라스틱 피복물, 바람직하게는 폴리아미드로 이루어진 플라스틱 피복물을 가짐을 특징으로 하는 아크릴 시트.
  12. 중합 가능한 충전된 (메트)아크릴레이트 조성물을 제공하는 단계(a),
    당해 조성물을 삽입용 쓰레드, 테이프, 그리드 또는 네트가 배치되어 있는 미리 제조한 주형에 조성물을 부어넣는 단계(b),
    당해 조성물을 주형 속에서 실온을 초과하는 온도에서 중합시켜 시트를 형성하는 단계(c) 및
    시트를 이형시키는 단계(d)를 포함하고,
    중합 가능한 고도로 충전된 (메트)아크릴레이트 조성물의 점도가 중합 전에 0.1Paㆍs를 초과하는 값으로 조절됨을 특징으로 하는, 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따르는 아크릴 시트의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 조성물의 점도가 조성물 중의 (예비)중합체 대 중합 가능한 단량체의 중량비를 변화시킴으로써 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항 또는 제14항에 있어서, 조성물의 점도가 점도 조절제의 비율을 변화시킴으로써 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  15. 방음벽에서 불투과성 방음 수단으로서의 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따르는 아크릴 시트의 용도.
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