KR100872766B1 - 방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을포함하는 가스켓의 제조방법 - Google Patents

방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을포함하는 가스켓의 제조방법 Download PDF

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Abstract

열에 의해서 쉽게 소실되지 않으며, 유독가스를 발생시키지 않는 방화용 실리콘 조성물 및 이러한 실리콘 조성물을 포함하는 가스켓의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 방화용 실리콘 조성물은 10 내지 50 중량부의 난연성 실리콘과, 10 내지 30 중량부의 난연성 충진제와, 40 내지 70 중량부의 소성알루미나와, 3 내지 10 중량부의 가소제와, 1 내지 5 중량부의 내열제를 포함한다. 이러한, 방화용 실리콘 조성물을 이용하여 가스켓을 제조할 수 있으며, 이러한 가스켓은 열에 의해서 소실되거나 변형되지 않으며, 이에 유독가스를 발생시키지 않는다.
난연성 실리콘, 난연성 충진제, 소성알루미나, 가소제, 내열제

Description

방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을 포함하는 가스켓의 제조방법{FIREPROOF SILICON COMPOSITION AND METHODE FOR MANUFACTURING A GASKET INCLUDING THE FIREPROOF SILICON COMPOSITION}
본 발명은 방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을 포함하는 가스켓의 제조방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 열에 의해서 쉽게 소실되지 않는 방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을 포함하는 가스켓의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 가스켓이란 유리를 샷시 프레임(Frame)에 고정하기 위해 고무와 같이 탄성이 있는 소재로 제작된 것이다.
종래의 건축물에 사용되는 가스켓은 보통 문틈에 사용되어 누수 및 방음 등을 주 목적으로 사용하고 있으며, 합성고무나 염화비닐(Polyvinyl Chloride) 등으로 제조되고 있다. 이러한 합성고무나 염화비닐 등으로 제조된 가스켓의 경우 고정, 누수 및 방음 등을 주 목적으로 하고 있기 때문에 건축물의 문에 불이 발화되는 경우 가스켓까지 발화될 뿐만 아니라, 인체에 유해한 할로겐계 유독가스를 발생시킨다.
또한, 화재시 화재가 주위 건물로 전이되는 것은 불길의 진로가 열려 발생하는 것이 일반적이며, 특히, 가스켓이 화재에 견디지 못하고 소실되어 발생한 틈새로 인한 비틀림으로 샷시 프레임에 조립된 유리를 파괴하고, 이러한 유리의 파손으로 인하여 불길의 진로가 열려 발화점으로부터 주위 건물로 2차 화재가 유발된다.
또한, 방화문용 가스켓으로 사용되는 제품들이 화재 발생시 소실되어 산소유입으로 불길의 진로를 확산시켜 이렇게 유입된 불길이 화재시 도주로를 차단하는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 목적은 화재시 건축물에 사용된 가스켓으로부터 유독가스가 발생하는 것을 방지할 수 있는 방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을 포함하는 가스켓의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화재시 건축물에 사용된 가스켓이 녹아 불길의 진로를 열어주는 것을 방지할 수 있는 가스켓을 제조하는 방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을 포함하는 가스켓의 제조방법에 관한 것이다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 방화용 실리콘 조성물은 10 내지 50 중량부의 난연성 실리콘과, 10 내지 30 중량부의 난연성 충진제와, 40 내지 70 중량부의 소성알루미나와, 3 내지 10 중량부의 가소제와, 1 내지 5 중량부의 내열제를 포함한다.
난연성 실리콘은, 폴리알킬알케닐실록산(polyalkylalkenylsiloxanc) 또는 실리카(silica)와, 산화티탄(titanium oxide)을 포함하는 것이 바람직하다.
난연성 충진제는, 퀄츠(quartz), 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 이산화티탄(titanium dioxide)을 포함하는 것이 바람직하다.
소성알루미나는 알파알루미나인 것이 바람직하다.
가소제는, 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 디메칠시클로실록산(dimethylcyclosiloxancs), 데카메칠시클로펜타실록산(decamethylcyclopentasiloxane), 옥타메칠시클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane)을 포함하는 것이 바람직하다.
내열제는, 내열제는, 수산화세륨(ceric hydroxide), 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 옥타메칠시클로테트라실록산 (octamethylcyclotetrasiloxane), 수화세륨(cerium hydrate impurities), 데카메칠시클로펜타실록산(decamethycyclopentasiloxane), 수분, 디메칠시클로실록산(dimethylcyclosiloxanes)을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 가스켓의 제조방법은 상술한 방화용 실리콘 조성물을 사출 또는 압출 성형하고, 열풍으로 건조하여 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방화용 실리콘 조성물 및 이러한 방화용 실리콘 조성물을 포함하는 가스켓의 제조방법에 의해서 제조된 가스켓은 열에 강하여 쉽게 변형되지 않으며 유독가스가 발생하지 않는다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 방화용 실리콘 조성물은 10 내지 50 중량부의 난연성 실리콘 과, 10 내지 30 중량부의 난연성 충진제와, 40 내지 70 중량부의 소성알루미나와, 3 내지 10 중량부의 가소제와, 1 내지 5 중량부의 내열제를 포함한다.
난연성 실리콘으로는 폴리알킬알케닐실록산(polyalkylalkenylsiloxanc) 또는 실리카(silica)와, 산화티탄(titanium oxide)을 포함하는 것을 사용한다. 난연성 실리콘은 분자구조상 탄화수소의 함량이 일반 유기계 고무보다 적기 때문에 쉽게 연소하지 않으며, 연소시 유독가스를 발생시키지 않는다.
이러한 난연성 실리콘에 난연성 충진제를 혼합하여 난연성을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에 따른 난연성 충진제는 퀄츠(quartz)와, 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 이산화티탄(titanium dioxide)을 포함하는 것을 사용한다.
또한, 소성알루미나는 녹는 점이 높아 열 차단 보강용으로 공급되며, 본 실시예에서는 녹는점이 660℃인 알파알루미나를 사용한다.
가소제는 제품의 유연성 및 가공성을 개량하기 위하여 첨가하며, 본 실시예에서는 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 디메칠시클로실록산(dimethylcyclosiloxancs), 데카메칠시클로펜타실록산(decamethylcyclopentasiloxane), 옥타메칠시클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane)을 포함하는 것을 사용한다.
내열제로는 수산화세륨(ceric hydroxide), 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 옥타메칠시클로테트라실록산 (octamethylcyclotetrasiloxane), 수화세륨(cerium hydrate impurities), 데카메칠시클로펜타실록산(decamethycyclopentasiloxane), 수분, 디메칠시클로실록산(dimethylcyclosiloxanes)을 포함하는 것을 사용한다.
상술한 방화용 실리콘 조성물의 중량부는 가공성, 표면형태, 방화테스트, 제품의 밀도를 고려하여, 상품성을 평가한 결과로 얻어진 조성이며, 이러한 방화용 실리콘 조성물의 조성을 변경하여 실험한 평가결과를 아래의 [표1]에 정리한다.
[표 1] 방화용 실리콘 조성물의 평가결과
Figure 112008073952615-pat00005

방화용 실리콘 조성물의 평가결과의 항목에 있어서, 가공성은 방화용 실리콘 조성물이 첨가물의 비율에 따라서 배합되는 정도를 나타낸 것으로서, "상"은 배합이 잘 이루어져 가공성이 매우 우수한 경우이고, "중"은 배합이 보통으로 이루어져 가공성이 보통인 경우이고, "하"는 배합이 잘 이루어지지 않아 가공성이 나쁜 경우를 나타낸 것이다.
표면형태는 방화용 실리콘 조성물이 첨가물의 비율에 따라서 표면 거칠기의 상태를 나타낸 것으로서, "상"은 표면이 매끈하여 밀폐성이 매우 우수한 경우이고, "중"은 표면이 보통의 거칠기로 이루어져 밀폐성이 보통인 경우이고, "하"는 표면이 거칠어 밀폐성이 나쁜 경우를 나타낸 것이다.
방화테스트는 방화용 실리콘 조성물이 첨가물의 비율에 따라서 화재시 화염에 대한 내열성을 시험한 결과를 나타낸 것으로서, "상"은 장시간 화염에 노출되어도 변화가 없어 내열성이 매우 우수한 경우이고, "중"은 단시간의 화염에는 견디지만 이후에 파손되거나 변형이 발생하여 내열성이 보통인 경우이고, "하"는 단시간의 화염에 파손되거나 변형이 발생하여 내열성이 나쁜 경우를 나타낸 것이다.
제품의 밀도는 방화용 실리콘 조성물이 첨가물의 비율에 따라서 기준 밀도에 도달하는지 여부를 나타낸 것으로서, "상"은 기준 밀도에 도달하여 밀도값이 매우 양호한 경우이고, "중"은 기준 밀도에 도달하지 않지만 이에 근접하여 밀도값이 미약한 경우이고, "하"는 기준 밀도에 도달하지 못하고 상당한 차이가 있어 밀도값이 아주 부족한 경우를 나타낸 것이다.
상품성은 방화용 실리콘 조성물이 첨가물의 비율에 따라서 가공성, 표면형태, 방화테스트 및 제품의 밀도를 파단하여 실제로 적용되는 제품의 상품가치를 나타낸 것으로서, "상"은 모든 평가결과가 만족하여 실제 제품의 판매가치가 높은 경우이고, "중"은 일부 평가결과가 보통에 해당하여 제품의 판매가치가 높지 않은 경우이고, "하"는 일부 평가결과가 부족하여 제품의 판매가치가 낮은 경우를 나타낸 것이다.
따라서 난연성 실리콘이 50 중량부 초과이면, 방화테스트에서 "하"이므로 상품성이 "하"이고, 10 중량부 미만이면, 가공성, 표면형태, 제품의 밀도에서 "하"이며 상품성이 "하"이므로, 난연성 실리콘은 10 내지 50 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
소성알루미나가 70 중량부 초과이면, 가공성, 표면형태, 제품의 밀도에서 "하"이므로 상품성이 "하"이고, 40 중량부 미만이면, 방화테스트에서 "하"이며 상품성도 "하"이므로, 소성알루미나는 40 내지 70 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
가소제가 10 중량부 초과이면, 방화테스트에서 "하"이므로 상품성이 "하"이고, 3 중량부 미만이면, 표면형태, 제품의 밀도에서 "하"이며 상품성도 "하"이므로, 가소제는 3 내지 10 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
난연성 충진제가 30 중량부 초과이면, 방화테스트에서 "하"이므로 상품성이 "하"이고, 10 중량부 미만이면, 가공성, 표면형태, 제품의 밀도에서 "하"이며 상품성도 "하"이므로, 난연성 충진제는 10 내지 30 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
내열제가 5 중량부 초과이면, 방화테스트에서만 "하"이고 다른 부분에서는 "중"이므로 상품성이 "중"이고, 1 중량부 미만이면, 가공성, 표면형태, 방화테스트에서 "하"이며 상품성도 "하"이므로, 내열제는 1 내지 5 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 방화용 실리콘 조성물의 시편에 따른 시험에 관하여 상세하게 기술한다.
시험기관은 방재시험연구원이며, 시험기준은 열방출률시험(KS F ISO 5660-1:2003) 및 가스유해성시험(KS F 2271:2006)에 따르며, 이는 건설교통부 고시 제2006-476호 건축물 내부 마감재료의 난연재료 성능 기준에 따른 것이다.
본 실시예의 시험시료(이하, 시편)는 본 발명에 따른 방화용 실리콘 조성물이며, 구체적으로 도시바에서 제조하는 상표명TSE2183의 난연성 실리콘을 30 중량부, 다우코닝에서 제조하는 상표명 FR-1의 난연성 충진제를 11 중량부, 소성알루미나를 53 중량부, 다우코닝에서 제조하는 상표명 HA-2의 가소제를 5 중량부, 다우코닝에서 제조하는 상표명 HT-1의 내열제를 1 중량부 포함하도록 제조된다.
시험실의 환경은, 온도는 (20±2)℃, 상대습도는 (50±15)%이며, 시편의 구체적인 크기 및 성질은 아래의 [표2]에 기재되어 있다.
[표 2] 시편의 열방출률 및 가스유해성 검사를 위한 시편의 크기/성질
Figure 112008041918511-pat00002
이하, 상술한 조성의 시편을 상술한 시험실의 환경에서 시험하며, 시편의 시 험방법 및 성능기준에 대해서 상세하게 기술한다.
본 실시예에 따른 열방출률시험은 KS F ISO 5660-1:2003(연소성능시험-열방출, 연기발생, 질량 감소율 - 제1 부:열 방출률)에 따르며, 콘히터의 복사열을 50±1KW/m2, 배출유량을 (0.024±0.002) m3/s로 설정하고 유지시키며, 시편을 질량측정 장치에 올려놓고 복사열 차단 장치를 제거한 후 5분간 가열한다. 그 후에 최대열방출률과 총방출열량을 측정한다.
성능기준은 가열시험 개시 후 5분간 총방출열량이 8MJ/m2 이하이며, 5분 간 최대열방출률이 10초 이상 연속으로 200KW/m2를 초과하지 않아야 한다. 또한, 5분간 가열후 시편을 관통하는 방화상 유해한 균열, 구멍 및 용융(복합자재의 경우 심재가 전부 용융, 소멸되는 것을 포함) 등이 없어야 한다.
또한, 가스유해성시험은 KS F 2271:2006(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법 중 6. 가스유해성시험)에 따르며, 피검상자 내의 온도를 30℃로 유지시키고, 실험용 흰 쥐를 1마리씩 넣은 회전바구니 8개를 피검상자 내에 투입하고, 시편을 가열로 내에 투입한 후 6분간 가열한다. 가열 개시 후 15분 간 개개의 실험용 흰 주의 행동정지 시간을 측정한다.
성능기준은 실험용 쥐의 평균행동정지시간은 9분 이상이어야 한다.
이러한 방법으로 실험한 열방출률시험결과 및 가스유해성시험결과를 각각 아래의 [표3] 및 [표4]에 기재한다.
[표 3] 열방출률시험결과
Figure 112008041918511-pat00003
[표 4] 가스유해성시험결과
Figure 112008041918511-pat00004
상술한 바와 같은, 본 실시예의 방화용 실리콘 조성물은 상술한 바와 같은 중량부의 구성요소들을 컴파운딩(compounding roll)에 투입하고, 제품을 결화시켜주는 압출용 경화제나 몰딩용 경화제를 추가 투입하여 혼합한 후에, 압출기 및 프레스 성형기계로 가스켓과 같은 원하는 형태의 제품을 가공 제조하며, 특히, 경화제 약품의 잔류물을 제거하도록 오븐기로 200℃의 열풍으로 4시간 열풍건조하여 완성한다. 이러한 제품은 열에 강하여 쉽게 변형되지 않으며 유독가스가 발생하지 않기 때문에 건출물의 가스켓으로 사용하여도 화재시 가스켓으로부터 유독가스가 발생하지 않으며, 특히, 가스켓이 녹아 불길의 진로를 열어주는 것을 방지할 수 있다.
또한, 각종 산업 및 공업용 호스, 부가형 실리콘 튜브, 2중 압출튜브,의료용 튜브, 의료 및 식품용 가스켓, 건설현장 창호 및 문틀 가스켓, 발포형 실리콘 스폰지 제품 등의 용도로도 사용될 수 있으며, 이러한 제품은 압출금형 및 프레스 몰드의 형태를 변경하여 다양하게 제조가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

10 내지 50 중량부의 난연성 실리콘과, 10 내지 30 중량부의 난연성 충진제와, 40 내지 70 중량부의 소성알루미나와, 3 내지 10 중량부의 가소제와, 1 내지 5 중량부의 내열제를 포함하며,
상기 난연성 실리콘은, 폴리알킬알케닐실록산(polyalkylalkenylsiloxanc) 또는 실리카(silica)와, 산화티탄(titanium oxide)을 포함하고,
상기 난연성 충진제는, 퀄츠(quartz), 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 이산화티탄(titanium dioxide)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방화용 실리콘 조성물.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 소성알루미나는 알파알루미나인 것을 특징으로 하는 방화용 실리콘 조성물.
제1항에 있어서,
상기 가소제는, 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 디메칠시클로실록산(dimethylcyclosiloxancs), 데카메칠시클로펜타실록산(decamethylcyclopentasiloxane), 옥타메칠시클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방화용 실리콘 조성물.
제1항에 있어서,
상기 내열제는, 수산화세륨(ceric hydroxide), 디메칠실록산(dimethyl siloxane), 옥타메칠시클로테트라실록산 (octamethylcyclotetrasiloxane), 수화세륨(cerium hydrate impurities), 데카메칠시클로펜타실록산(decamethycyclopentasiloxane), 수분, 디메칠시클로실록산(dimethylcyclosiloxanes)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방화용 실리콘 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방화용 실리콘 조성물을 사출 또는 압출 성형하고, 열풍건조하여 가스켓을 제조하는 것을 특징으로 하는 가스켓의 제조방법.
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