KR20080031260A - 난연성 펠트 물질 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다음을 포함하는 난연성 펠트 물질에 관한 것이다:
10 및 25 중량% 사이의 발포성 흑연, 20 및 45 중량% 사이의 중합 가능한 결합제, 및 나머지 (100%까지의) 천연 텍스타일 섬유. 본 발명의 난연성 펠트 물질은 또한 100% 폴리에스테르 외부 코팅을 포함할 수 있다.
난연성 펠트, 발포성 흑연, 텍스타일 섬유

Description

난연성 펠트 물질 {FIRE-RETARDANT FELT MATERIAL}
본 발명은 방음 및 난연성 절연재에 사용되는 난연성 펠트(felt) 물질에 관한 것이다.
현재, 방음 및/또는 난연성 절연재의 사용은 특히 건물 및 자동차 제조 부분까지 이르고 있다.
사용되는 이러한 물질 중 하나는 펠트이다. 펠트는 날이 없고, 경사가 없는 직물, 인터리빙(interleaving) 비방적 면 섬유로 구성되며, 일반적으로 소량의 식물성 또는 합성 섬유와 혼합되어 있다. 펠트를 제조하기 위하여 면과 함께 사용되는 섬유들로는, 대마(hemp), 라미(ramie) 또는 황마(jute)와 같은 식물성 섬유와, 레이온, 나일론 및 몇몇 중합체성 섬유와 같은 합성 섬유가 있다. 점조도 및 최소의 강성을 제공하기 위하여 결합제가 첨가되며, 이는 일반적으로 수지이다. 산업적 수준에서, 펠트는 다음의 두 가지 상태로 발견될 수 있다: 결합제가 아직 중합되지 않아서, 성형 부품의 제조를 위한 원료로 사용될 수 있는 예비 중합 상태; 및 결합제가 이미 중합되고 망상구조를 형성하여 물질에 충분한 기계적 성질을 부여하는 중합 상태.
결합제를 중합하기 위하여, 성형틀 내에서 물질 상의 온도 및/또는 압력을 증가시키는 것이 필요하다. 이들 수치는 사용되는 물질의 유형에 의존한다. 펠트가 중합되면, 더 큰 점조도 및 강성을 갖게 되며, 이는 펠트를 형성하는 물질의 나머지와 결합제와의 접합에 의하여 제공된다. 펠트의 최종 특성은 사용되는 물질 및 결합제 물질, 및 중합 방법, 또한 그의 주요 파라미터 (압력 및 온도)에 의존한다.
따라서, 결합제 및 그의 중합 방법을 변형시키면, 몇몇 독특한 제품, 즉, 상이한 특성 (절연 특성은 동일하게 유지되면서, 기본적으로 강성 및 점조도와 같은 기계적 특성)을 갖는 상이한 유형의 펠트를 얻을 수 있다.
자동차 제조 및 건물 산업에 사용하기 위한 모든 물질은 적용의 유형 및 그의 최종 조립체의 열 및/또는 불꽃의 가능한 공급원에 대한 거리에 따른 필요 수준의, 비(specific) 내화성 특징이 있어야 하므로, 펠트는 넓은 범위의 산업, 특히, 자동차 제조 및 건물 산업에 적용될 수 있다. 이러한 목적으로, 지연제 또는 난연성 물질이 펠트의 제조에 사용된다.
"유로클래스(Euroclass)"로의 건물 물질의 인증의 통일 및 엔진에 대한 방음 물질의 규격에서의 몇몇 변화와 같은 유럽의 법의 일부 변화로 인하여, 특정 부분에서 내화성의 필요 수준이 증가되었다.
지연제 장치를 이해하기 위해서는, 내화성의 상이한 종류들을 구분해야 한다; 내연성, 내방사성, 불꽃 살포 및 발화 주머니(fire pocket) 살포.
현재, 화학적 내연제는 15 및 30 % 사이의 백분율로 수지 내에 이미 포함되어 있는 내열성 수지, 암모니아 폴리포스페이트 또는 붕산염을 갖는 응집체 펠트 텍스타일 또는 펠트에서 사용된다. 다른 할로겐-기재 화합물의 사용은, 그의 오존층에 대한 부정적 효과 때문에, 모든 부분에서 제한되어 있다.
이러한 화합물의 일반적인 장치는 연소 도중 라디칼의 생성을 포함한다. 가연성 물질에 불꽃이 닿으면, 이는 불꽃의 열의 영향에 의하여 연소되며, 공기 중에 존재하는 산소와 반응하는 기체를 방출하고, 또한 다시 물질을 분해하는 연소 및 열 생성물을 생성한다. 화합물의 라디칼은, 활성화되기 위하여 불꽃이 필요하기 때문에, "내연제"로 불리운다.
그러나, 연소의 주 공급원이 물질/지연제 시스템 외부에 있는 경우, 장시간 적용 불꽃 테스트의 경우에서와 같이 (예를 들어, 폭스바겐(Volkswagen)에 의한 5 분 동안의 PV3357, 또는 볼보(Volvo)에 의한 10 분 동안의 STD1028, 5816) 지연제는 단지 적용의 한계치 영역 내에서만 적용되며, 지연제를 비롯한 모든 물질이 분해된다는 점에 초점을 둔다.
그 결과, 자극 불꽃의 적용 영역이 완전히 파괴되며, 이는 상기 언급한 규격에서 정의되는 영역 내에서 허용되지만, 특히 상이한 유형의 화합물을 형성하는 지연제의 존재로 인하여 다량의 매우 유해한 연소 연기를 발생시키며, 이들 중에서 호흡기계의 점막 표면 또는 공기 습도와 접촉한 경우의 산을 언급할 수 있다.
발화 주머니의 경우에, 이는 불꽃이 없는 연소이다. 그의 빠른 소화는, 전기 선을 갖는 장치 및 엔진에서 모든 비금속성 부분에 대한 규격에서의 가장 중요한 목적 중 하나이다. 이러한 요건을 만족시키기 위하여, 많은 경우에 물질의 밀도에 따라서 난연성 물질의 함량을 증가시키는 것이 필수적이다. 그러나 이들은 다시 중합 도중 3차원 망상구조의 형성에 참여한다는 것을 고려하면, 수지/난연성 물질 관계에 제한이 존재하며, 비-난연성 부분과 같은 동일한 특징을 갖는 부분을 얻기 위하여 수지 함량이 반드시 증가되어야 한다. 다른 한편으로는, 일정하고 균일한 물질을 얻기 위하여 50%의 비-섬유 화합물은 펠트의 제조에서의 한계를 의미한다.
발화 주머니가 소화되고, 얻을 수 있는 최대 지연제 함량이 충분하지 않은 경우 높은 필요 수준을 갖는 부분에서는, 40% 이하일 수 있는 양의 섬유유리가 혼합물에 첨가된다. 섬유유리는 고가일 뿐만 아니라, 그와 조합하여 펠트를 제조하는 것은 힘든 것이며, 이들을 제조하고 작업자들을 보호하기 위하여 생산 라인에 엄청난 투자를 해야함을 의미한다. 중간체 물질 및 최종 부분의 취급은 모두 추가적인 보호를 요하며, 피부 및 안구 자극 형태의 괴로움을 유발할 수 있다.
지속 불꽃 테스트를 만족시키기 위한 현재의 해결책은 예비 산화된 폴리아크리니트릴 섬유 (파녹스(PANOX) 섬유 또는 탄소 섬유)를 30 및 50% 사이의 백분율로 사용하는 것이다. 그의 제조 후 및 부직물 내로의 적용 전에, 이러한 섬유는 연소 중 발생하는 것과 유사한 산화 과정을 거치게 되어, 모든 종류의 추가 산화에 대한 높은 저항성이 얻어진다. 이러한 추가적인 처리 단계는 섬유의 가격을 현저하게 증가시키며, 전체적으로, 최종 부분의 가격을 크게 증가시킨다.
본 발명의 난연성 펠트 물질은 불꽃에 대한 더 양호한 난연성 저항 및 더 큰 보호를 가능하게 하는 일부의 특정한 기술적 특성을 특징으로 한다. 본 발명은 승객 구획 또는 차량 엔진 및 건물에 설치되는 것이기 때문에 높은 내화성이 요구되는 텍스타일 직물에 기재한 방음 및 단열 부분의 매우 다양한 분야에 적용된다.
본 발명의 물질은 난연성 성분으로서 발포성 흑연이 첨가된 펠트의 한 유형을 포함한다. 일반적으로 흑연은 육방 원자 군의 중첩된 층에 기재한 결정질 구조를 특징으로 한다. 그의 층은 매우 안정하고 저항성이지만, 중첩된 층 사이의 접합은 약하다. 발포성 흑연은 바람직하게는 층 사이의 질소- 또는 황-기재 화합물을 포함한다. 이러한 방식으로, 흑연이 가열되면 그의 층은 아코디언처럼 분리되며, 대략 250 ℃부터 흑연은 그의 처음 크기의 350 배까지 증가한다.
섬유, 결합제 및 발포성 흑연으로 이루어진 난연성 펠트 물질은, 예를 들어 불꽃의 적용을 통하여 가열된 경우, 발포성 흑연 입자의 크기 증가가 야기되며, 이에 따라 열-저항성 층을 형성할 때까지 섬유 사이의 공간을 채우게 되고, 이의 성장은 열 공급원을 향하여 배향되는 것을 특징으로 한다. 이러한 효과는 특히 펠트 부분의 표면에서 볼 수 있으며, 이에 따라 불꽃 및 열의 출입을 방지하는 흑연의 표면상 층이 형성된다.
이러한 시스템으로, 펠트가 불꽃에 노출된 경우에 다량의 유해한 공해성 연기를 방출하지 않는다. 또한, 이 물질은 다른 내연제처럼 마모되지 않기 때문에, 지속 불꽃의 경우에 고갈의 위험이 없다.
게다가, 발포성 흑연의 사용은 면, 대마, 황마 등과 같은 천연 기원의 텍스타일 섬유의 사용을 가능하게 한다.
본 발명의 난연성 펠트는, 베인(vane) 모터의 경우 오일, 물 또는 연료와 같은 유출될 수 있는 유체를 흡수하는 것을 피하기 위한 코팅을 특징으로 할 수 있다는 것을 살펴보았다. 따라서, 난연성 물질로 제조되는 부분은 100% 폴리에스테르 부직물로 코팅된다. 백(back) 펠트는 통상의 불꽃에 대하여 용매 또는 지연제 생성물을 갖지 않기 때문에, 이러한 폴리에스테르는 이러한 용매 또는 내연제 생성물을 모두 필요로 하지 않는다.
<본 발명의 바람직한 실시태양>
난연성 펠트 물질의 바람직한 실시양태는 다음을 포함한다:
10 및 25 중량% 사이의 발포성 흑연,
20 및 45 중량% 사이의 중합 가능한 결합제,
나머지 100%까지의 섬유.
임의로는, 상기 언급한 조성을 갖는 난연성 펠트 물질은 100% 폴리에스테르 부직물로의 추가적인 표면 코팅을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 본질 및 바람직한 실시양태의 예가 충분하게 기재되었으며, 하기와 같이 청구되는 본 발명의 기본적 특성을 변경하지 않는 범위에서 임의의 적절한 목적을 위하여 기재된 성분의 배치, 크기, 모양 및 물질은 변형될 수 있다.

Claims (6)

  1. 난연제로서 10 및 25 중량% 사이의 발포성 흑연, 20 및 45 중량% 사이의 결합제, 나머지 100%까지의 텍스타일 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 텍스타일 섬유, 중합체성 결합제 및 첨가 물질을 포함하는 유형의 난연성 펠트 물질.
  2. 제1항에 있어서, 텍스타일 섬유가 천연 기원인 것을 특징으로 하는 물질.
  3. 제2항에 있어서, 텍스타일 섬유가 식물성 기원인 것을 특징으로 하는 물질.
  4. 제1항에 있어서, 결합제가 중합 가능한 수지인 것을 특징으로 하는 물질.
  5. 제1항에 있어서, 100% 폴리에스테르 외부 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질.
  6. 제5항에 있어서, 외부 코팅이 부직물의 시트인 것을 특징으로 하는 물질.
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