KR100584160B1 - 건축용 난연제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축용 내장재에 투입되는 건축용 난연제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축용 내장재에 투입되는 난연제에 있어서, 전체 조성물 함량 중 물 40~60중량%, 액상 규산나트륨 30~45중량%, 난연첨가제로서 제일인산나트륨, 수산화마그네슘, 인산에스테르계 화합물, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 산화안티몬, 몰리브덴산염 및 주석산아연 중 선택된 1종 이상 2~15중량%, 상기 난연첨가제의 중량에 대하여 전분을 3~10중량%, 상기 전분의 중량에 대하여 PVA를 1~5중량% 함유하는 건축용 난연제 조성물을 제공함으로써, 조립식 패널 구조체용 심재 등에 투입하여 난연성능이 뛰어나고 건축용 내장재로 사용가능한 강도가 발현되는 한편, 시공시 분진이 발생되지 않는 건축용 난연제 조성물을 제공할 수 있다.

난연제, 액상 규산나트륨, 전분, PVA

Description

건축용 난연제 조성물{A fire preventive composition for architecture}

본 발명은 건축용 내장재에 투입되는 건축용 난연제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축용 내장재에 투입되는 난연제에 있어서, 전체 조성물 함량 중 물 40~60중량%, 액상 규산나트륨 30~45중량%, 난연첨가제로서 제일인산나트륨, 수산화마그네슘, 인산에스테르계 화합물, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 산화안티몬, 몰리브덴산염 및 주석산아연 중 선택된 1종 이상 2~15중량%, 상기 난연첨가제의 중량에 대하여 전분을 3~10중량%, 상기 전분의 중량에 대하여 PVA를 1~5중량% 함유하는 건축용 난연제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 건축용 조립식 패널은 약 0.5㎜ 정도의 강판 사이에 흡음성이나 단열성이 있는 심재를 넣어 접착시켜 제조되므로 지지성능을 위하여 일정수준 이상의 압축강도가 필요하다. 현재 상기 심재로 주로 폴리우레탄폼, 스티로폼과 같은 유기질 재료와, 유리면, 암면과 같은 무기질 재료가 사용되고 있다. 그러나 유기질 재료의 경우 필요로하는 압축강도는 발현되나 화재발생시 난연성능이 취약하여 점 차 활용성이 떨어지고 있다. 반면, 무기질 재료의 경우 난연성능은 우수하나 제조공정상의 분진발생 및 인체유해성으로 인하여 작업자나 시공자들이 기피하고 있는 실정이다.

최근 건축자재로 많이 사용되고 있는 폴리에스테르 흡음단열재는 타 유기질재료와는 달리 연소시에 유해가스가 발생하지 않고, 유리면이나 암면과 같은 무기섬유질 재료에 비하여 시공상의 용이성이나 인체무해성, 환경변화에 따른 형태변형이 없는 반영구적인 수명으로 각광받고 있으나, 난연성능의 미흡으로 인하여 용도확대에 많은 장애가 있다.

이에 여러종류의 난연성 내장재가 개발되고 있는데, 25㎜ 이하의 두께, 150㎏/㎡ 이상의 고밀도로밖에 제조할 수 없어, 50㎜이상의 두께와 70㎏/㎡이하의 저밀도를 필요로 하는 조립식 패널 구조체의 심재로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

이를 위하여 본 발명자는 조립식 패널 구조체의 심재로 효과적으로 사용할 수 있는 폴리에스테르 난연심재 및 그 제조방법을 개발하여 2003. 4. 11. 제2003-23123호로 대한민국에 특허출원하였다.

그러나 이는 건축용 자재로 사용하기 위한 강도가 떨어지고 시공시 분진이 발생되는 문제가 발생되어 이를 개선하기 위한 난연제 조성물을 제공하기 위하여 실험을 거듭한 결과, 특허출원 제2003-23123호의 발명보다 압축강도가 강하고 시공시 분진이 발생되지 않는 난연제 조성물을 제공할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 건축용 내장재로써 난연성이 뛰어나면서 압축강도가 발현되고, 시공시 분진이 발생되지 않는 건축용 난연제 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 건축용 내장재에 투입되는 난연제에 있어서, 전체 난연제 조성물 함량 중 물 40~60중량%; 액상 규산나트륨 30~45중량%; 난연첨가제로써 제일인산나트륨, 수산화마그네슘, 인산에스테르계 화합물, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 산화안티몬, 몰리브덴산염 및 주석산아연 중 선택된 1종 이상 2~15중량%; 상기 난연첨가제의 중량에 대하여 전분을 3~10중량%; 상기 전분의 중량에 대하여 PVA를 1~5중량% 함유하는 건축용 난연제 조성물을 제공한다.

난연제는 연소하기 쉬운 성질을 가진 고분자 재료에 할로겐, 인, 질소, 수산화 금속화합물 등의 난연성 부여효과가 큰 화합물을 첨가함으로써 발화를 늦춰주 고, 연소의 확대를 막아주는 물질을 말하는 것으로, 난연성분의 물질을 고분자 재료 내에 화학적으로 결합시키는 반응형 난연제와 난연제를 고분자 재료에 물리적으로 첨가하는 첨가형 난연제로 분류된다. 그 중 첨가형 난연제에는 크게 유기난연제 및 무기난연제가 있으며, 유기난연제로 인계, 질소계, 할로겐계 등이 있고, 무기난연제로 붕소화합물, 삼산화안티몬, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등이 있다.

본 발명에서의 건축용 내장재에 투입되는 난연제는 액상 규산나트륨과 난연첨가제로서 제일인산나트륨, 수산화마그네슘, 인산에스테르계 화합물, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 산화안티몬, 몰리브덴산염 및 주석산아연 중 선택된 1종 이상 이외에 상기 난연첨가제의 중량에 대하여 전분을 3~10중량% 및 상기 전분의 중량에 대하여 PVA를 1~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기의 전분과 PVA가 혼합되어 난연제에 투입됨으로써 발포된 후에도 폴리에스테르 심재가 견고하고 단단하게 되며, 시공시에도 분진의 발생이 없으므로 건축용 자재로 사용되는 데 적합하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.

<실시예>

전체 난연제 조성물 100g 중 물 55.07중량%; 액상 규산나트륨 38.5중량%; 수 산화알루미늄 2.03중량%, 산화안티몬 2.835중량%, 전분을 1.52중량%; PVA를 0.045중량% 혼합하여 난연제를 제조한다.

건축용 내장재로써 폴리에스테르 심재에 상기의 조성에 의한 난연제를 노즐식 스프레이로 분사하여 침투시키고, 롤러에 의해서 상기 폴리에스테르 심재를 압축하여 내장재 내부에 난연제를 침투시킨 후 흡인력 조절이 가능한 타공롤러를 통해 상기 심재의 잉여투입액을 제거하고, 상기 제거공정에서 반건조된 폴리에스테르 심재를 열풍건조 및 마이크로웨이브를 사용하여 완전건조시킨 후 발포용 콘베이어 벨트를 지나면서 발포시켜 폴리에스테르 심재를 제조한다.

<비교예 1>

전체 난연제 조성물 100g 중 물 54.5중량%; 액상 규산나트륨 43.19중량%; 수산화알루미늄 1.503중량%, 산화안티몬 0.807중량% 혼합하여 난연제를 제조하고 상기 실시예와 같은 방법으로 같은 크기의 폴리에스테르 심재를 제조한다.

<비교예 2>

전체 난연제 조성물 100g 중 물 62.8중량%; 액상 규산나트륨 25.7중량%; 수산화알루미늄 1.103중량%, 산화안티몬 0.505중량%, 전분 9.892중량% 혼합하여 난연제를 제조하고 상기 실시예와 같은 방법으로 같은 크기의 폴리에스테르 심재를 제조한다.

<실험예 1>

상기 실시예 및 비교예 1, 2에서 제조된 폴리에스테르 심재와 통상의 폴리에스테르 심재에 대하여 연소실험을 하여 시간에 따른 연기발생량을 측정하였다. 측정방법은 육안검사를 하였으며, 그 결과는 하기 표 1과 같다.

구 분	0~10sec	10~30sec	30~100sec	100sec~150sec	150sec 이상
통상의 심재	○	△	×	×	×
비교예 1	○	○	○	△	△
비교예 2	○	○	△	△	×
실시예	○	○	○	△	△

(○: 연기발생량 없음, △ : 연기발생량이 육안으로 확인되지는 않으나 냄새로 확인됨, × : 연기발생량 육안으로 확인됨)

상기 실험결과 통상의 심재는 10초가 경과되면서 냄새가 나면서 30초 경과시 연기가 발생되는 상태가 육안으로 확인되었다. 비교예 1의 난연제가 투입된 심재는 100초가 경과된 후에 냄새가 나는 데 그쳤으며, 비교예 2의 난연제가 투입된 심재는 30초 경과시 냄새로 확인된 후 100초가 지나면서 연기가 발생되는 것이 육안으로 확인되었다. 한편 본 발명에 의한 난연제를 사용한 경우 100초가 경과되면서 냄새가 나는데 그쳤음을 볼 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 액상 규산나트륨과 난연첨가제의 함량비율이 낮은 비교예 2의 경우 난연성능이 낮았으며, 실시예와 비교예 1의 경우 난연성이 양호함이 입증되었음을 알 수 있다.

<실험예 2>

상기 실시예 및 비교예 1, 2에서 제조된 폴리에스테르 심재와 통상의 폴리에스테르 심재에 대하여 밀도측정기를 이용하여 밀도를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같다.

구 분	밀도(g/㎤)
통상의 심재	0.240
비교예 1	0.710
비교예 2	0.710
실시예	0.710

상기 실험결과 통상의 심재의 밀도는 0.240g/㎤ 였으며, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예의 난연제가 투입된 심재의 밀도는 0.710g/㎤로써 모두 동일하였다.

상기와 같이 비교예 1, 비교예 2 및 실시예에 의하여 제조된 난연제가 투입된 심재의 밀도를 0.710g/㎤로 동일하게 하여 하기의 강도 측정 및 분진발생량을 측정하였다.

<실험예 3>

상기 실시예 및 비교예 1, 2에서 제조된 폴리에스테르 심재와 통상의 폴리에스테르 심재에 대하여 통상의 강도측정방법을 이용하여 강도를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3과 같다.

구 분	강도(kgf/㎠)
통상의 심재	11.5
비교예 1	78.4
비교예 2	103.2
실시예	106.4

상기 실험결과, 통상의 심재의 강도는 매우 미약함을 볼 수 있으며, 따라서 조립식 패널의 제작이 불가능함을 알 수 있다.

비교예 1에 의하여 제조된 난연제를 투입시킨 심재의 경우, 통상의 심재에 비하여 강도는 많이 높아졌으며, 건축법의 기준강도보다 높아 조립식 패널로의 제작은 가능하나, 예컨대 6m 이상의 조립식 패널로의 제작에는 어려움이 따른다.

한편 비교예 2 및 실시예에 의하여 제조된 난연제를 투입시킨 심재의 경우, 상기 비교예 1에 의하여 제조된 난연제를 투입시킨 경우보다도 강도가 두 배로 증가되었음을 볼 수 있다. 따라서, 예컨대 12m 이상의 장판 조립식 패널로의 제작도 가능함을 알 수 있다.

<실험예 4>

상기 실시예 및 비교예 1, 2에서 제조된 폴리에스테르 심재와 통상의 폴리에스테르 심재를 절단하면서 분진의 발생량을 측정하였다. 그 결과는 하기 표 4와 같다.

구 분	제품 절단작업 3분경과	제품절단작업 6분경과	제품 절단작업 9분경과
통상의 심재	○	○	△
비교예 1	△	×	×
비교예 2	○	△	△
실시예	○	△	△

(○ : 분진 발생량 없음, △ : 분진 발생량이 육안으로 확인됨, × : 분진 발생량이 많아 시계가 흐림)

상기 실험결과, 통상의 심재는 제품을 절단한 후 9분이 경과하였을 때 분진이 미세하게 육안으로 관찰될 정도로 분진 발생정도가 양호하나 난연성 제품이 아니며, 비교예 1에 의하여 제조된 난연제를 투입시킨 심재의 경우 제품을 절단하자마자 분진이 발생되기 시작하여 분진이 과다하게 발생되어 건축용 조립식 패널을 제조하는 데 많은 어려움이 있음을 알 수 있다.

그러나 실시예 및 비교예 2에 의하여 제조된 난연제를 투입시킨 심재의 경우 분진 발생량이 양호함을 볼 수 있으며, 따라서 난연성 건축용 조립식 패널의 제조가 용이함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 건축용 투입액 조성물은 조립식 패널 구조체용 심재 등에 투입하여 난연성능이 뛰어나면서 건축용 내장재로 사용가능한 강도가 발현되는 한편, 시공시 분진이 발생되지 않는 건축용 난연제 조성물을 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 건축용 내장재에 투입되는 난연제 조성물에 있어서,

   전체 난연제 조성물 함량 중 물 40~60중량%;

   액상 규산나트륨 30~45중량%;

   난연첨가제로서 제일인산나트륨, 수산화마그네슘, 인산에스테르계 화합물, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 산화안티몬, 몰리브덴산염 및 주석산아연 중 선택된 1종 이상 2~15중량%;

   상기 난연첨가제의 중량에 대하여 전분을 3~10중량%;

   상기 전분의 중량에 대하여 PVA를 1~5중량% 함유하는 건축용 난연제 조성물.