KR100895704B1 - 불연제 조성물, 및 이를 처리한 준불연성 직물 - Google Patents

불연제 조성물, 및 이를 처리한 준불연성 직물 Download PDF

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KR100895704B1
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    • Y10S57/904—Flame retardant

Abstract

본 발명은 불연제 조성물, 및 이를 처리한 준불연성 직물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기초직물{JIS K7201 규격에 따른 한계산소지수가 40 이상인 옥시단트 카본 화이버, 카본 화이버, 글래스 화이버(glass fiber) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함하는 직물}에 적용하여 KS F 2271에 따른 난연 등급이 난연 2급 이상인 준불연성 직물(건축법 시행령 제2조 제11호)을 제조할 수 있는 불연제 조성물, 및 이를 처리한 준불연성 직물에 관한 것이다.
본 발명의 불연제 조성물은 직물에 불연성을 부여하는 효과가 우수하며, 필요에 따라 각종 안료와 혼합 사용함으로써, 직물의 착색과 함께 불연성을 부여할 수 있는 장점이 있다. 특히, 유리섬유(glass fiber) 또는 탄소섬유는 KSF 2271에 따른 난연 2등급의 기초직물로서 반드시 Coating 하여야 하며 면직물 및 기타 구조와 접합 합포하여 사용할 수 있다.
불연제, 불연성, 난연성, KSF 2271, 준불연성직물, 난연2급, 면불연직물

Description

불연제 조성물, 및 이를 처리한 준불연성 직물{NON-FLAMMABLE COMPOSITION, AND NON-FLAMMABLE FABRIC,SEMI-FIREPROOF FABRIC}
도 1a는 실시예 1에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험에 따른 배기온도 곡선 및 발연량 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 1b는 실시예 1에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 전의 사진이다.
도 1c는 실시예 1에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 후의 사진이다.
도 2a는 비교예 1의 직물의 표면시험 전의 사진이다.
도 2b는 비교예 1의 직물의 표면시험 후의 사진이다.
도 3a는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험에 따른 배기온도 곡선 및 발연량 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 3b는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 전의 사진이다.
도 3c는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 후의 전면 사진이다.
도 3d는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 후의 후면 사진이다.
도 4는 부가시험을 위해 구멍을 3개 뚫은 시료의 평면도이다.
도 5는 가스 유해성 시험장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 5의 피검상자의 구성을 나타낸 전면도 및 측면도이다.
도 7은 도 5의 회전 바구니의 구성을 나타낸 전면도 및 측면도이다.
[산업상 이용분야]
본 발명은 불연제 조성물, 및 이를 처리한 준불연성 직물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직물에 불연성을 부여하는 효과가 우수하며, 필요에 따라 각종 안료와 혼합 사용 가능한 불연제 조성물, 및 이를 처리한 준불연성 직물에 관한 것이다.
[종래기술]
최근 공공건물 및 공공시설에 대한 각종 방화와 화재의 증가로 인해 공공장소, 또는 다수의 인원이 이용하는 다중이용업소에 설치하는 실내 장식물에 대하여는 불연재료 또는 준 불연재료를 설치할 의무가 부여되고 있다.
특히, 소방시설 설치 유지 및 안전관리에 관한 법률 제6895호 (2003.05.29) 제8조 제 3항에 따르면 화재발생시 인명피해가 발생할 우려가 높은 불특정다수인이 출입하는 영업장으로서 대통령이 정하는 영업(다중이용시설)을 하고자 하는 자는 소방시설을 하기 전에 미리 소방본부장 또는 소방서장에게 소방 시설 등의 설계도서를 첨부하여 행정자치부령이 정하는 바에 따라 신고하도록 규정하고 있다.
※. 다중이용시설 안전관리 특별법 별도 분리(2006.3.24 제7906호)
또한, 소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률 제6895호(2003.05.29.) 제12조 제1항에 따르면 "다중이용업소에 설치하는 실내장식물[합판 또는 목재로 설치한 실내장식물의 면적이 천장과 벽을 합한 면적의 10분의 3(스프링클러 설비 또는 간이 스프링클러 설비가 설치된 경우에는 10분의5)이하인 경우와 반자 돌림대 등 너비가 10센티미터 이하인 경우의 실내장식물을 제외한다]은 불연재료 또는 준불연재료로 하여야 한다."고 규정하고 있으며, 동시행령 (제정2004.5.29 대통령령 제18404호) 2조 4항에서는 상기 "실내장식물" 에 대하여 "건축물 내부의 미관 또는 장식을 위하여 천장 또는 벽에 설치하는 것으로서 가구류 (옷장,찬장,식탁 및 식탁용 의자 그 밖에 이와 비슷한 것을 말한다), 집기류(사무용 책상,사무용 의자 및 계산대 그 밖에 이와 비슷한 것을 말한다)와 너비 10센티미터 이하인 반자 돌림대를 제외한 다음 각목의 1에 해당하는 것으로 규정하고 있다.
가. 종이류(두께가 2밀리미터 이상인 것에 한한다),합성수지류 또는 섬유류를 주원료로 한 물품
나. 합판 또는 목재
다. 실(室) 또는 공간을 구획하기 위하여 설치하는 칸막이 또는 간이 칸막이
라. 흡음 또는 방음을 위하여 설치하는 흡음재 또는 방음재
또한, 동시행령 (제정2004.5.29 대통령령 제18404호) 제13조(다중이용업의 범위) 법 제8조제1항에서는 "대통령령이 정하는 영업"을 다음 각호의 1에 해당하는 영업으로 규정하고 있다.
1.식품위생법시행령 제7조제8호의 규정에 의한 식품접객업 중 다음 각목의 1 에 해당하는 것.
가. 휴게음식점영업 또는 일반음식점영업으로서 영업장으로 사용하는 바닥면적의 합계가 100제곱미터(영업장이 지하층에 설치된 경우에는 당해 영업장의 바닥면적의 합계가 66제곱미터) 이상인 것. 다만, 영업장이 지상1층 또는 지상과 직접 접하는 층에 설치되고 그 영업장의 주된 출입구가 건축물 외부의 지면과 곧바로 연결되는 곳에서 하는 영업을 제외한다.
나. 단란주점영업 및 유흥주점영업
2. 음반, 비디오물 및 게임물에 관한 법률 제2조제8호가목 및 나목, 제9호,제11호 및 제12호의 규정에 의한 비디오물 감상실업 ,비디오물 소극장업, 게임제공업 (영업장이 지상1층 또는 지상과 직접 접하는 층에 설치되고 그 영업장의 주된 출입구가 건축물 외부의 지면과 곧바로 연결된 곳에서 하는 영업을 제외한다), 노래연습장업 및 복합유통,제공업(비디오물 감상실업,비디오물 소극장업, 게임제공업 및 노래연습장업 중 2 이상을 영위하는 영업에 한한다)
3. 학원의 설립, 운영 및 과외교습에 관한법률 제2조제1호의 규정에 의한 학원으로서 별표 3의 규정에 의하여 산정된 수용인원(이하 "수용인원"이라 한다)이 100인 이상인 것.
4. 공중위생관리법 제2조제1항 제3호의 규정에 의한 목욕장업 중 맥반석 또는 대리석 등 돌을 가열하여 발생되는 열기 또는 원적외선 등을 이용하여 땀을 배출하게 할 수 있는 시설을 갖춘 것으로서 수용인원이 100인 이상인 것.
5. 영화진흥법 제2조제13호의 규정에 의한 영화상영관.
6. 제1호 내지 제5호의 규정에 의한 영업 외에 화재발생시 인명피해가 발생할 우려가 높은 불특정다수인이 출입하는 영업으로서 행정자치부령이 정하는 영업.
불연 특성을 기준으로 직물을 분리할 경우에는 크게 방염, 및 불연(난연)직물로 구분될 수 있다.
방염 직물이란 가연성소재가 난연 특성을 획득한 상태, 즉 자신은 타지 않으면서 다른 열원이 있으면 타다가 열원이 없으면 꺼지는 직물을 의미한다.
또한 불연(난연)직물이란 소재의 특성 자체가 연소되기 어려운 것, 즉 열원이 있는 상태에서도 자신이 타지 않는 것이라 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 KS F 2271에 따른 난연 등급이 난연 2급 이상인 준불연성 직물의 제조에 사용되는 불연제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 불연제 조성물을 처리하여 제조되는 준불연성 직물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지 20 내지 50 중량%; 실리콘 코팅제 10 내지 55 중량%; 알루미늄, 마그네슘, 또는 이들의 혼합물 7 내지 30 중량%; 아연, 붕소, 납, 바륨, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물 7 내지 30 중량%; 및 인 7 내지 30 중량%를 포함하는 불연제 조성물을 제공한다.
본 발명은 기초직물의 한면 또는 양면에 상기 불연제 조성물이 도포되어 있는 준불연성 직물을 제공한다. 이때, 상기 기초직물은 옥시단트 카본 화이버, 카본 화이버, 글라스화이버 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함하는 직물일 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 불연제 조성물은 탄소섬유 또는 유리섬유를 포함하는 기초직물의 일면 또는 양면에 도포되어 직물의 불연성을 향상시키며, 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지 20 내지 50 중량%; 실리콘 코팅제 10 내지 55 중량%; 알루미늄, 마그네슘, 또는 이들의 혼합물 7 내지 30 중량%; 아연, 붕소, 납, 바륨, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물 7 내지 30 중량%; 및 인 7 내지 30 중량%를 포함한다.
상기 불연제 조성물의 성분이 상기 함량 범위를 만족하는 경우에 KSF 2271에 따른 난연2등급의 요건을 만족시킬 수 있다. 단. 알루미늄, 인, 및 아연은 기본약품의 구성으로 정하며, 직물의 COATING의 호층에 따라 알루미늄은 제외될 수 있다.
상기 조성물 내에 포함되는 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지는 상기 불연성 유효성분을 직물에 부착시키는 바인더의 역할을 하는 것으로서, 그 종류가 특별히 한정되지 않으며, 통상적인 바인더용 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지를 사용할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 코팅제는 접착력 향상 및 내열성 향상을 위해서 첨가되며, 통상적인 수성실리콘, 실리콘 오일, 및 실리콘 러버 중에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하며, 기초직물이 유리섬유를 포함하는 직물인 경우에는 실리콘 러버인 것이 더 바람직하다. 다만, 본 발명에서는 실리콘 코팅제의 예가 상기 예로만 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 불연제 조성물은 필요에 따라 수성염료, 소포제, 증점제, 유화 제, 및 산화티타늄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 부가성분을 더 포함할 수 있다.
상기 부가성분 중 수성염료(펄안료포함)은 직물에 색을 부여하기 위한 것으로서, 필요에 따라 다양한 색채를 가지는 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 따라서, 수성염료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 상기 불연제 조성물에 대하여 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 수성염료의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 색채 발현의 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 불연성이 저하될 수 있다.
상기 부가성분 중 소포제는 조성물 내에서 발생할 수 있는 기포를 제거하기 위한 것으로서, 일반적인 소포제를 사용할 수 있으므로 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 상기 소포제는 상기 불연제 조성물에 대하여 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 소포제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 기포 제거의 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 코팅 성능이 저하될 수 있다.
상기 부가성분 중 증점제는 불연제 조성물의 도포 성능을 좋게 하기 위하여 일정 수준의 점도를 부여하는 것으로서, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않으나 암모니아수인 것이 가장 바람직하다.
다만, 상기 증점제는 상기 불연제 조성물에 대하여 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 증점제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 점도 상승의 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 코팅 작업성이 저하될 수 있다.
상기 부가성분 중 유화제는 상기 불연제 조성물의 각 성분이 고르게 분산될 수 있도록 하며, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 및 양쪽성 계면활성제 중에서 선택되는 1종 이상의 계면활성제인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유화제는 상기 불연제 조성물에 대하여 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 유화제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 첨가의 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 코팅성 및 염색 특성이 저하될 수 있다.
상기 부가성분 중 산화티타늄은 상기 불연제 조성물에 대하여 0.1 내지 1 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 산화티타늄의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 첨가의 효과가 미미하며, 1 중량%를 초과하는 경우에는 코팅 특성이 저하될 수 있다.
상기 실내장식물 중에서도 섬유 물품에 해당하는 직물은 KS F 2271에 따른 난연 2 등급의 요건을 만족시키기가 매우 까다롭다. 일반적인 직물에 상기 불연제 조성물을 도포하는 경우에 불연 효과가 향상되기는 하나, 준불연성 직물로서 인정될 정도의 불연성을 가지지 못한다.
따라서, 본 발명의 준불연성 직물은 불연제 조성물과 함께 특정 규격의 직물을 포함하며, 기초직물의 한면 또는 양면에 상기 불연제 조성물이 도포되어 있다.
본 발명에서 한계산소지수란 가연성 고체가 발화할 수 있는 한계 산소 농도(부피%)의 무차원 값으로서, 가연성 고체의 발화 위험의 지표가 된다.
상기 한계산소지수 범위를 만족하는 기초직물의 예로는 JIS K7201 규격에 따른 한계산소지수가 40 이상인 옥시단트 카본 화이버, 카본 화이버, 글라스화이버 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함하는 직물이 있으며, 상기 옥시단트 카본 화이버는 아크릴계 섬유를 공기 중에서 가열처리하여 제조될 수 있다.
상기 옥시단트 카본 화이버는 탄소 60 내지 70 중량%, 수소 2 내지 6 중량%, 산소 10 내지 15 중량%, 및 질소 15 내지 25 중량%를 포함하는 것이 바람직하며,이 범위를 벗어나는 경우에는 직물 자체의 한계산소 지수가 낮아지고, 원하는 준불연 특성을 얻을 수 없게 된다.
또 다른 기초 직물인 글래스 화이버는 SiO2 52~56 중량%, Al2O3 12~16 중량%, CaO 21~22 중량%, B2O3 8~8.6 중량%, MgO 1~2 중량%, Na2O+K2O 0~1 중량%, TiO2 0~0.5 중량%, 및 Fe2O3 0~0.5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
다만, 상기 기초직물이 옥시던트 카본 화이버 직물인 경우에는 상기 불연제 조성물이 한면에만 코팅되는 것이 더 바람직하고, 상기 기초직물이 글래스 화이버 직물인 경우에는 양면 코팅을 하는 것이 더 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 준불연성 직물은 기초직물과 일반적인 직물, 보다 바람직하게는 방염 면직물, 사이에 상기 불연제 조성물이 도포된 형태를 가질 수도 있다.
본 발명의 준불연성 직물에 도포되는 불연제 조성물의 도포 두께는 건조 시를 기준으로 0.05 내지 0.5 mm인 것이 바람직하며, 0.1 내지 0.15 mm인 것이 더 바람직하다. 불연제 조성물의 도포 두께가 0.05 mm 미만인 경우에는 불연 효과가 충분하지 못하며, 0.5 mm를 초과하는 경우에는 도포층이 갈라질 수 있다.
또한, 상기 준불연성 직물은 단위면적당 250내지 600 g/m2의 중량을 가지는 것이 바람직하다.
상기 준불연성 직물은 KS F 2271에 따른 난연 등급이 준불연 재료의 기준이 되는 난연 2급 이상을 만족한다.
상기 준불연성 직물은 기초직물의 한면 또는 양면에 안료를 코팅하는 방법과 동일한 방법으로 불연제 조성물을 도포하여 제조할 수 있으며, 보다 구체적으로는 아래와 같은 세가지 방법으로 제조할 수 있다.
첫째, 면 불연섬유 제작방법( 글래스 화이버 )
기초직물인 글래스 화이버 직물의 양면에 본 발명의 불연재 조성물을 COATING한 후, 방염처리된 면직물을 접합하여 일반섬유와 같은 질감과 색감을 갖도록 할 수 있다.
단, 면직물의 중량은 단위면적당 330g/m2 이하의 직물로 선택하는 것이 좋다. 면직물의 중량이 330g/m2 초과일 경우, 온도시간면적 당 배기온도가 상승하여 불합격될 가능성이 높아 피하는 것이 좋다.
둘째, 안료 코팅 방법
안료 코팅 방법은 기초직물의 마감 처리에 사용되는 방법으로서, 첫째는 원형 롤러에 일정 패턴의 무늬를 작업한 후, 롤러를 회전시키면서 불연제 조성물을 투입하고, 반대쪽에서 원단을 롤러에 밀착시키며 진행시키는 방법이 있고, 둘째는 나이프를 이용하여 기초직물 위에 불연제 조성물을 도포하는 방법이 있다.
상기 첫째 방법과 둘째 방법은 선택적으로 사용할 수 있으며, 첫째 방법은 도포층이 두꺼워서 밝은 색상 및 잔무늬 작업이 용이하고, 둘째 방법은 솔리드 작업만 가능하다.
셋째, 프린트 방법
프린트 방법은 기초직물에 패턴을 형성하는 경우에 사용되는 방법으로서, 특정 무늬를 가지도록 제작된 오토스크린을 이용하여 기초직물의 한면에 패턴을 형성하고, 다른 한면에는 상기 나이프 코팅방법 을 이용하여 도포할 수 있다.
프린트 방법은 원하는 색상과 패턴으로 작업할 수 있는 장점이 있는 반면에, 전면(100%) 도포가 어렵고 잔무늬 작업시 불량률이 높아질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
하기 표 1과 같은 조성으로 각 성분을 투입한 후, 혼합하여 불연제 조성물을 제조하였다.
[표 1]
원료 조성 중량(g)
아크릴 수지 30
알루미늄 13
아연 13
인 13
수성실리콘 27
수성염료 2
산화티타늄 2
계 100
상기 제조된 불연제 조성물을 두께 0.5 mm이고, JIS K7201 규격에 EKfms 한계산소지수가 40 이상인 옥시단트 카본 화이버 (원소조성 : 탄소 65%, 수소 5%, 산소 10 %, 및 질소 20 %) 직물의 한면에 도포하고 건조하여 0.1mm의 두께(건조시 기준)의 불연제 조성물 도포층이 형성된 준불연성 직물을 제조하였다.
실시예 2
SiO2 52~56 중량%, Al2O3 12~16 중량%, CaO 21~22 중량%, B2O3 8~8.6 중량%, MgO 1~2 중량%, Na2O+K2O 0~1 중량%, TiO2 0~0.5 중량%, 및 Fe2O3 0~0.5 중량%를 포함하는 유리섬유를 포함하는 직물의 표면에 상기 실시예 1에 따라 제조된 불연제 조성물을 코팅한 후, 단위면적당 330g/m2 인 면직물을 부착하여 면 불연섬유를 제조하였다.
비교예 1
두께 0.5mm 인 옥시단트 카본 화이버 (원소조성 : 탄소 64%, 수소 4%, 산소 10 %, 및 질소 20 %) 직물에 불연제 조성물을 도포하지 않은 상태로 사용하였다.
[표면시험]
KS F 2271에 따른 표면시험 평가의 난연 1, 2등급은 220mm×220mm×시공두께(최대 15mm)의 크기로 제작된 시료를 750 ℃까지 가열할 수 있는 로에 넣고, 750℃로 10분(프로판 가열 3분, 전열선 가열 10분(1.5 KW))간 가열한 후, 하기 표 2의 항목을 측정하여 각 급수별 기준에 맞는지의 여부를 판단한다.
[표 2]
측정항목 난연 1등급 난연 2등급
시험체 변형 변형 없을 것 변형 없을 것
균열 시험체 뒷면의 균열폭이 전체 두께의 1/10 이하 시험체 뒷면의 균열폭이 전체 두께의 1/10 이하
용융 용융 없을 것 용융 없을 것
잔염 가열 종료후 30초 이상 없어야 함 가열 종료후 30초 이상 없어야 함(부가시험 90초)
배기온도 표준온도 초과 없어야 함 3분이내 표준온도 초과 없어야 함
온도시간면적 (℃×분) 3분 이내에 0 3분이내에 0
3분 이후에 0 3분 이후에 100 이하
발연계수 30 60
기타 유해가스 없어야 함 없어야 함
상기 표 2에 사용된 표면시험 관련 용어의 정의는 다음과 같다.
1) 발연계수
가열로로부터 발생한 연기를 포집상자에 포집하여 광량장치로 빛 투과의 감소 정도를 측정한 계수를 말하며, 하기 계산식 1에 따라 구할 수 있다.
[계산식 1]
발연계수 (CA) = 240 log(I0/I)
상기 계산식 1에서 I0는 가열시험 개시시의 빛의 세기(lx), I는 가열시험 중의 빛의 세기의 최저값(lx)이다.
2) 표준온도
가열로에서 표준판(KS L 5114에 규정하는 두께 1 cm인 0.8 석면 펄라이트 판으로 오토클레이브 양생한 것)을 사용하여 10분 동안 가열하였을 때, 하기 표 3에 표시된 배기온도를 20 ℃ 이내의 오차로 재현할 수 있는 온도를 말한다.
[표 3]
경과시간(min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
배기온도(℃) 70 80 90 155 205 235 260 275 290 305
3) 표준온도곡선
표준온도를 곡선으로 나타낸 것을 말한다.
4) 배기온도 곡선
가열 시험 중 표준온도 곡선에 규정하는 가열로를 조정한 후, 각 결과 시간마다 배기온도에 각각 50 ℃를 더하여 이들을 연결하여 얻어지는 곡선을 말한다.
5) 온도시간 면적
시료를 가열시 표준온도의 상대치로서 재료의 발열 정도를 표시한 것으로서, 배기온도 곡선이 표준온도 곡선을 초과하고 있는 부분의 배기 온도 곡선과 표준온도 곡선으로 둘러싸인 부분의 면적(단위 ℃×분)을 말한다.
6) 잔염
시험 종류 후, 버너 및 전열선이 꺼진 후에도 시험체에 계속해서 불꽃이 남아 있는 현상을 말한다.
실시예 1, 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 직물에 대하여 KS F 2271에 따른 난연 성능을 시험 하였다.
실시예 1, 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 직물을 각각 220 mm × 220 mm × 0.7 mm의 규격으로 3개씩 준비하고, 35 내지 45 ℃의 건조기 안에서 24시간 이상 건조한 후, 데시케이터 안에서 24시간 이상 방치하여 시료를 준비하였다.
시험 열원으로는 주열원으로서 정전압 장치를 갖춘 전열 (1.5 KW)과 부열원으로서 LP가스(350 ml/min)을 이용하였으며, 부열원 만에 의한 가열시간 3분, 부열원 및 주열원에 의한 가열시간 7분을 합하여 전체 가열시간의 합계가 10분이 되도록 하였다.
표준배기온도 곡선은 상기 표준판을 이용하여 작성하였으며, 가열시험은 표준판을 사용하여 예비가열을 한 후, 후면 뚜껑을 제거하고, 배기온도를 측정하는 열전대의 눈금이 약 50 ℃로 강하한 후에 실시하였다.
배기온도는 CA 열전대 및 자동평형기록 온도계로 측정하였으며, 연기를 투과하는 광량은 가열시험하면서 15초 이내마다 측정하였다.
또한, 표준온도 곡선을 넘는 온도시간면적을 계산하였고, 단위면적당 발연계수(CA)를 기록하였다.
하기 표 4는 실시예 1, 및 비교예 1에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면 시험 결과이며, 각 데이터는 3개의 시료에 대한 평균값이다.
[표 4]
시험기준 실시예 1 비교예 1
온도시간면적 (℃×분) 3분이내 초과하지 않을 것 0.0 0.0
3분 이후 100 이하 0.0 0.0
발연계수 60 이내 3.7 1.1
잔염(초) 30초 이내 0.0 0.0
용융 전체 두께에 걸친 용융이 없을 것 이상없음 소멸됨
균열나비(mm) 뒷면의 균열나비가 전체 두께 0.7mm의 1/10 이하 0.0 19.0
시험체 변형 없을 것 이상없음 관통구멍
상기 표 4에서 보는 것과 같이, 본 발명의 준불연성 직물은 KS F 2271에 따른 표면시험 평가의 난연 2등급을 만족시키는 것을 알 수 있다.
도 1a는 실시예 1에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험에 따른 배기온도 곡선 및 발연량 곡선을 나타낸 그래프이고, 도 1b는 실시예 1에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 전의 사진이며, 도 1c는 실시예 1에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 후의 사진이다.
도 2a는 비교예 1의 직물의 표면시험 전의 사진이며, 도 2b는 비교예 1의 직물의 표면시험 후의 사진이다.
도 3a는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험에 따른 배기온도 곡선 및 발연량 곡선을 나타낸 그래프이고, 도 3b는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 전의 사진이며, 도 3c는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 후의 전면 사진이고, 도 3d는 실시예 2에 따라 제조된 준불연성 직물의 표면시험 후의 후면 사진이다.
상기 도 1 내지 도 3에서 보는 것과 같이, 본 발명의 불연제 조성물을 도포한 준불연성 직물은 표면시험 후에도 형태변화, 용융, 균열 등이 없는 반면에, 불 연제 조성물을 도포하지 않은 비교예 1의 직물의 경우에는 용융과 균열이 일어난 것을 알 수 있다.
[부가 시험]
시험방법은 표면시험 방법과 동일하나 도 4과 같이 직물을 관통하는 지름 5mm인 구멍을 3개 뚫은 것으로 시험한다. 구멍을 뚫을 때는 시험체의 조성 및 구성을 손상하지 않도록 조심한다.
[가스유해성 시험]
1) 시험체의 두께는 실제의 것과 같은 것으로 한다. 다만 두께가 50mm를 넘을 때에는 시험체의 방화상 성능을 증대시키지 않고, 또한 연기 발생 정도를 감소시키지 않는 방법으로 그 두께를 50mm까지 감소할 수 있다. 시험체로는 실시예 1 및 2에 따라 제조된 시료를 사용하였으며, 시료의 개수는 각각 2개로 한다.
2)가열을 시작해서 시험용 흰 쥐가 행동을 정지할 때까지의 시간(이하 행동 정지 시간이라 한다.)의 측정은 자동 기록할 수 있는 장치를 사용하여야 하며, 가열은 시작 후 15분간 개개의 실험용 흰 쥐마다 실시하여야 한다.
3)가열 시험은 시작할 때 도 5와 같은 구성의 가스 유해성 시험장치를 이용하였으며, 상기 도 5의 피검상자는 도 6와 같은 구성으로 제작하였다.
상기 도 6의 피검 상자 내의 온도는 30℃로 하고, 실험용 흰 쥐는 ICR계 암놈으로 5 주령의 18 내지 22g인 흰 쥐를 1마리씩 넣은 도 7과 같은 회전 바구니(회 전 바구니의 회전 부분은 원칙적으로 알루미늄제로 하되, 무게는 75g이하로 하여야 한다.) 8개를 피검 상자 내에 넣어야 한다.
4) 계산방법
실험용 흰 쥐의 평균 행동 정지 시간(χ)은 다음 계산식 2에 따라 구한다.
[계산식 2]
Figure 112006082082370-pat00001
상기 식에서, 는 하기 계산식 3에 따라 계산된 8마리 실험용 흰 쥐의 행동 정지 시간(실험용 흰 쥐가 행동을 정지하지 않은 경우에는 15분으로 한다.)의 평균값(단위:분)이고, 상기 σ 는 하기 계산식 4에 따라 계산된 8마리 실험용 흰 쥐의 행동 정지 시간(실험용 흰 쥐가 행동을 정지하지 않은 경우에는 15분으로 한다.)의 표준 편차(단위:분)이다.
[계산식 3]
Figure 112006082082370-pat00002
[계산식 4]
Figure 112006082082370-pat00003
상기 식에서, χ1 내지 χ8은 실험용 흰 쥐 각각에 대한 행동 정지 시간이다.
5) 판 정
시험체 2개에 계산 결과 시험체 각각의 흰 쥐 평균 행동 정지 시간(χ)의 값이 9분보다 클 경우 합격으로 한다.
상기 가스 유해성 시험 결과 나타난 행동 정지시간을 하기 표 5에 나타내었다.
[표 5]
회전상자 실시예1 (시료1) 실시예 1 (시료 2) 실시예 2 (시료1) 실시예 2 (시료 2)
M1 10분32초 08분20초 14분24초 14분48초
M2 14분40초 14분56초 14분46초 14분33초
M3 14분08초 12분03초 14분36초 14분39초
M4 13분20초 13분38초 14분52초 14분58초
M5 11분46초 11분22초 14분58초 14분34초
M6 14분54초 10분48초 14분58초 13분40초
M7 12분44초 12분36초 14분44초 14분54초
M8 14분14초 12분58초 13분50초 14분20초
평균값 13분17초 12분05초 14분39초 14분33초
표준편차 01분26초 01분52초 00분22초 00분23초
행동정지시간 11분51초 10분13초 14분17초 14분10초
상기 표 5에서 보는 것과 같이, 본 발명에 따른 불연재 조성물을 도포한 준불연 직물은 흰 쥐의 평균 행동 정지 시간(χ)의 값이 9분보다 큰 것을 확인하였다.
본 발명의 불연제 조성물은 직물에 불연성을 부여하는 효과가 우수하며, 필요에 따라 각종 안료와 혼합 사용함으로써, 직물의 착색과 함께 불연성을 부여할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 준불연성 직물은 KS F 2271에 따른 난연 2등급의 기준을 만족하여 소방시설 설치 유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령에 따른 실내장식물로 사용되기에 적합하다.

Claims (6)

  1. 아크릴계 수지 또는 우레탄계수지 20 내지 50 중량%; 실리콘 코팅제 10 내지 55 중량%; 알루미늄, 마그네슘, 또는 이들의 혼합물 7 내지 30 중량%; 아연, 붕소, 납, 바륨 또는 이들 중 2 이상의 혼합물 7 내지 30 중량%; 및 인 7 내지 30 중량%를 포함하는 불연제 조성물
  2. JIS K7201 규격에 따른 한계산소지수가 40이상인 옥시단트 카본 화이버, 카본 화이버, 글라스화이버 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함하는 직물의 한면 또는 양면에 제1항에 따른 불연제 조성물이 도포되어 있는 준불연성 직물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 준불연성 직물은 방염 면직물을 더 접합시킨 형태를 가지는 것인 준불연성 직물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 옥시던트 카본 화이버는 탄소 60 내지 70 중량%, 수소 2 내지 6 중량%, 산소 10 내지 15 중량%, 및 질소 15 내지 25 중량%를 포함하는 것인 준불연성 직물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 글래스화이버는 SiO2 52~56 중량% Al2O3 12~16 중량%, CaO 21~22 중량%, B2O3 8~8.6 중량% MgO 1~2 중량%, Na2O+K2O 0~1 중량%, TiO2 0~0.5 중량%, 및 Fe2O3 0~0.5 중량%를 포함하는 것인 준불연성 직물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 준불연성 직물은 KS F 2271 (건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험 방법)에 따른 난연 등급이 난연 2급 이상인 준불연성 직물.
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