KR100974445B1 - 난연성 코팅제 조성물로 코팅 처리된 흡음성능을 향상시킨 스펀지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리우레탄수지 40~60중량%, 용제 30~50중량%, 안료 4~15중량%, 방염제 5~15중량% 및 활성탄 1~10중량%로 이루어진 내장재용 스펀지의 표면에 코팅 처리되는 난연성 코팅제 조성물 및 상기 난연성 코팅제 조성물로 코팅 처리된 육각기둥 모양의 구멍을 다수개 가져 흡음력이 개선된 내장재용 스펀지에 관한 것으로서, 차량의 엔진룸 또는 전자제품의 내부와 기타 실내공간에 부착되는 내장재용 스펀지에 육각기둥모양의 구멍을 만들어 흡음성을 증대시켰을 뿐만 아니라, 난연성 코팅제 조성물을 코팅함으로써 화재 발생시 불이 확산되는 것을 방지하고 유독가스의 발생을 방지하여 대형사고를 미연에 예방할 수 있음은 물론 자동차 또는 건물 실내의 냄새 탈취와 세균번식을 억제하는 항균 작용이 뛰어나다.
스펀지, 난연성, 방염제, 활성탄, 엔진, 전자제품, 실내, 육각기둥
Description
본 발명은 스펀지의 표면에 코팅 처리되는 난연성 코팅제 조성물 및 상기 난연성 코팅제 조성물로 코팅 처리된 스펀지 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 엔진룸 또는 전자제품의 내부와 기타 실내공간에 부착되는 내장재용 스펀지의 표면에 코팅 처리되는 난연성 코팅제 조성물 및 상기 난연성 코팅제 조성물로 코팅 처리됨으로써 난연성이 부여되고, 육각기둥 모양의 구멍을 다수개 가져 흡음력이 개선된 차량의 엔진룸 또는 전자제품의 내부와 기타 실내공간에 부착되는 내장재용 스펀지에 관한 것이다.
중장비나 모든 차량에는 엔진의 동작으로 인한 소음을 감소시키기 위하여 엔진룸과 운전석 사이의 프레임에 흡음용 내장재를 부착하고 있는데, 주로 흡음용 내장재로 스펀지를 사용하고 있다. 이러한 스펀지는 통상 폴리올과 이소시아네이트에 발포제를 배합한 다음 이를 발포시킴으로써, 내구성이 뛰어나고 우수한 흡음효과를 구현할 수 있다.
그러나, 위와 같은 스펀지는 엔진에서 발생하는 소음을 줄일 수 있는 효과는 어느 정도 있지만, 화재 발생시 유독가스를 발생할 뿐만 아니라 상기 스펀지가 급속한 속도로 타기 때문에 진화에 상당한 어려움이 있었다.
이에, 본 발명은 내장재용 스펀지에 화재가 발생하여 불이 번지는 것을 방지할 수 있도록 내장재용 스펀지의 표면에 코팅 처리되는 난연성 코팅제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 엔진룸, 전자제품 내부, 기타 실내공간에 부착되는 내장재용 스펀지에 육각기둥 모양의 구멍을 다수개 형성하여 흡음성을 개선시킴과 동시에 상기 난연성 코팅제 조성물로 코팅 처리하여 난연성이 우수한 내장재용 스펀지를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리우레탄수지 40~60중량%, 용제 30~50중량%, 안료 4~15중량%, 방염제 5~15중량% 및 활성탄 1~10중량%로 이루어진 난연성 코팅제 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 흡음효과를 향상시키기 위한 육각기둥모양의 구멍이 다수개 형성된 내장재용 스펀지에 상기 난연성 코팅제 조성물을 한쪽면 또는 양쪽면에 도포하여 코팅층을 형성한 내장재용 스펀지를 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 폴리우레탄수지 40~60중량%, 용제 30~50중량%, 안료 4~15중량%, 방염제 5~15중량% 및 활성탄 1~10중량%로 이루어진 난연성 코팅제 조성물을 제공한다.
상기 폴리우레탄수지는 난연성 코팅제 조성물이 스펀지에 완전히 접착되도록 하는 접착제 역할을 하는 것으로서, 40중량% 미만의 경우에는 접착력 저하가 발생되고, 60중량% 초과의 경우에는 점성이 높아져 작업성이 떨어지기 때문에 총 조성물에 대하여 40~60중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 이때 폴리우레탄수지는 디이소시아네이트(diisocyanate)와 폴리올(polyol)의 부가중합으로 제조하는데, 상기 디이소시아네이트는 톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), P-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 4,4-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(HMDI), 변성 이소시아네이트 등을 사용하고, 상기 폴리올은 분자 중에 수산기(-OH)를 2개 이상 가진 화합물인 폴리에테르 폴리올, PHD 폴리올, 아민 변성 폴리올, 실리콘 변성 폴리올, 우레탄 변성 폴리올 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용제는 폴리우레탄 수지, 안료, 방염제 등의 융화작용을 돕는 역할을 하 는 것으로서 메틸에틸케톤(Methylethylketone, CH3COC2H5)이거나 메틸에틸케톤, 톨루엔(Toluene) 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformide, C3H7NO)의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 메틸에틸케톤, 톨루엔(Toluene) 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformide, C3H7NO)의 혼합물은 용제전체 100중량%를 기준으로 메틸에틸케톤 85중량%, 톨루엔 10중량% 및 N,N-디메틸포름아미드 5중량%로 조성되는 것이 바람직하고, 그 제조방법은 상온에서 탱크교반기에 메틸에틸케톤 85중량%, 톨루엔 10중량% 및 N,N-디메틸포름아미드 5중량%를 넣고 70~300rpm으로 교반하여 혼합물을 제조한다. 이때, 상기 톨루엔과 N,N-디메틸포름아미드 함량을 각각 10중량%를 초과하는 경우 비점이 높아 건조시간이 길어져 작업성이 떨어지므로, 톨루엔과 N,N-디메틸포름아미드 함량을 각각 10중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 용제는 30중량%미만의 경우에는 점성이 높아져 작업성이 떨어지며 50중량% 초과의 경우에는 난연효과가 떨어지므로 전체 조성물에 대하여 30~50중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
상기 안료는 본 발명의 조성물의 색깔을 부여하기 위한 것으로서 이산화티탄(TiO2), 탄산구리(CuCO3), 이황화비소(As2S2), 사산화납(Pb3O4) 과산화납(PbCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 프탈로시아나인 블루(Phthalocyanine blue), 디아조 옐로우(Diazo Yellow), 카본블랙(Carbon black), 산화아연, 황산구리 등이 있이 사용될 수 있고 통상 블랙계통을 사용하며, 총 조성물에 대하여 4~15중량% 범위로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위로 하는 것이 작업성과 조성물의 색깔을 부여하는 데 바람직하기 때문이다.
상기 방염제는 스펀지의 가열, 분해, 발열 등 특정한 연소단계를 방해하는 역할을 하는 것으로서, 무기계 방염제로 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등 수산화물계 방염제를 사용하며, 5% 미만의 경우에는 방염효과가 떨어지고 15% 초과의 경우에는 방염효과에 비하여 경제성이 떨어지므로 총 조성물에 대하여 5~15중량% 범위가 바람직하다.
상기 활성탄은 실내의 냄새탈취와 세균번식을 억제하는 항균작용을 위하여 총 조성물에 대하여 1~10중량%가 바람직하다. 여기서, 활성탄 대신에 숯, 황토, 화강암, 진주암, 백반석 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하는 것도 가능하다.
이러한 난연성 코팅제 조성물은 a)폴리우레탄수지와 용제를 교반하면서 혼합시켜 혼합물을 제조하고, b)방염제를 용제에 희석시켜 혼합 교반하여 혼합물을 제조하며, c)안료와 활성탄을 용제에 희석하여 혼합 교반 하여 혼합물을 제조한다. 그런 다음, d)상기 a)단계, b)단계 및 c)단계의 각각의 혼합물을 혼합·교반하여 제조한다.
또한 본 발명은 흡음효과를 향상시키기 위한 육각기둥모양의 구멍이 다수개 형성된 내장재용 스펀지에 상기 난연성 코팅제 조성물을 한쪽면 또는 양쪽면에 도포하여 코팅층을 형성한 내장재용 스펀지를 제공한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스펀지(1)에 육각기둥모양의 구멍(3)을 만들어 놓으면 음파가 육각기둥모양의 구멍(3)주위에 충돌함과 동시에 반사, 굴절, 회전, 회절현상 등이 일정한 각도로 일어나서 소음이 미미해지거나 소멸되어 버린다. 특히, 여러 가지 도형 중에서 육각기둥모양의 구멍(3)이 우수한 흡음률을 보여주며 아무런 구멍이 없는 스펀지에 비하여 탁월한 흡음 효과를 낼 수 있다.
이러한 육각기둥모양의 구멍이 다수개 형성된 스펀지에 롤러나 스프레이를 사용하여 상기 본 발명의 난연성 코팅제 조성물을 각각의 제품 용도에 맞게 한쪽 혹은 양쪽면을 균일하게 코팅 처리하여 코팅층(2)을 형성한 후, 자연건조 또는 70~140℃의 온도범위 내에서 건조시켜 본 발명의 난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지를 제조한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 스펀지에 육각기둥모양의 구멍을 만들어 흡음성을 증대시켰을 뿐만 아니라, 난연성 코팅제 조성물을 코팅함으로써 화재 발생시 불이 확산되는 것을 방지하고 유독가스의 발생을 방지하여 대형사고를 미연에 예방할 수 있음은 물론 자동차 또는 건물 실내의 냄새 탈취와 세균번식을 억제하는 항균 작용이 뛰어나다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업자에 의한 통상적인 변화가 가능하다.
<실시예 1>
1-1 난연성 코팅제 조성물의 제조
a)폴리우레탄수지(제품명:701, ㈜ATOMER, 한국) 480.8g과 메틸에틸케톤(JIHO CHEM, 한국) 243.9g을 교반하면서 혼합시켜 혼합물 724.7g을 제조하였다.
b)방염제인 수산화알루미늄 67.3g(㈜ATOMER, 한국)을 메틸에틸케톤(JIHO CHEM, 한국) 47.1g에 희석시켜 혼합 교반하여 혼합물 114.4g을 제조하였다.
c)안료인 카본블랙(HI-BLACK, 남경안료, 한국) 96.2g과 활성탄(오성엔비테크, 한국)19.2g을 메틸에틸케톤(JIHO CHEM, 한국) 83.1g에 희석하여 혼합 교반 하여 혼합물 198.5g을 제조하였다.
d)상기 a)단계, b)단계 및 c)단계의 각각의 혼합물을 혼합·교반하여 본 발명의 난연성 코팅제 조성물 1,037.6g을 제조하였다.
1-2 난연성 코팅제 조성물의 제조
a)폴리우레탄수지(제품명:701, ㈜ATOMER, 한국) 480.8g과 메틸에틸케톤(JIHO CHEM, 한국) 243.9g을 교반하면서 혼합시켜 혼합물 724.7g을 제조하였다.
b)방염제인 수산화알루미늄 67.3g(㈜ATOMER, 한국)을 메틸에틸케톤(JIHO CHEM, 한국) 47.1g에 희석시켜 혼합 교반하여 혼합물 114.4g을 제조하였다.
c)안료인 카본블랙(HI-BLACK, 남경안료, 한국) 96.2g과 숯(오성엔비테크, 한국)19.2g을 메틸에틸케톤(JIHO CHEM, 한국) 83.1g에 희석하여 혼합 교반 하여 혼합물 198.5g을 제조하였다.
d)상기 a)단계, b)단계 및 c)단계의 각각의 혼합물을 혼합·교반하여 본 발명의 난연성 코팅제 조성물 1,037.6g을 제조하였다.
<실시예 2>
육각기둥모양의 구멍을 다수개 가진 내장재용 스펀지의 제조
스펀지에 육각기둥모양의 구멍을 만들어 음파가 육각기둥모양의 구멍주위에 충돌함과 동시에 반사, 굴절, 회전, 회절현상 등이 일정한 각도로 일어나서 소음을 흡음하도록 하기 위하여 폴리우레탄 스펀지((주)세림티티씨에서 구입)를 파워프레스를 이용하여 목형사이즈(300cm×500cm)로 제단을 하였다. 이때 제품의 두께에 맞게 프레스 유압을 조절하여 작업을 하였다. 그런 다음, 육각기둥모양이 금형 된 틀에 넣어 육각기둥모양의 구멍을 스펀지에 형성하였다.
<실시예 3>
난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지의 제조
상기 실시예 1-1의 난연성 코팅제 조성물을 실시예 2의 미리 육각기둥모양의 구멍(3)을 뚫어 놓은 스펀지(1)에 롤러나 스프레이를 사용하여 각각의 제품 용도에 맞게 한쪽 혹은 양쪽면을 균일하게 코팅 처리하여 코팅층(2)을 형성하였다.
그런 다음, 상기 난연성 코팅제 조성물이 코팅된 스펀지를 자연건조 혹은 70~140℃ 온도범위 내에서 건조시켜 본 발명의 난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지를 제조하였다.
<시험예>
방염성 측정
방염성능의 기준(KOFEIS 1001)에 의해 실시예 3의 난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지의 방염성을 세 번에 걸쳐 측정하였다.
그 결과를 표 1에 나타내었다.
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 잔염시간(버너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리며 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간) 및 잔신시간(버너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리지 아니하고 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간)이 모두 없고, 탄화면적 및 탄화길이도 방염성 기준에 부합하여 본 발명의 난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지는 방염성이 우수함을 알 수 있었다.
흡음성 측정
KS F 2805(잔향실 내의 흡음률 측정 방법)의 시험방법으로 상기 실시예 3의 난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지의 흡음성을 측정하였다.
마찬가지로 비교예로서 기존의 폴리우레탄 스펀지에 대하여도 상기와 같은 시험방법으로 흡음성을 측정하였다.
그 결과를 표 2에 나타내었다.
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지의 250Hz, 500Hz, 1000Hz 및 2000Hz의 음에 대한 흡음율의 평균은 67%인데 반하여, 비교예의 스펀지는 41%에 불과하여 본 발명의 난연성 코팅제 조성물로 코팅된 내장재용 스펀지는 흡음성이 뛰어남을 알 수 있었다.
도 1은 육각기둥모양의 구멍(3)이 다수개 형성되어 있는 내장재용 스펀지(1)의 한쪽면에 본 발명의 난연성 코팅제 조성물이 도포되어 코팅층(2)이 형성된 내장재용 스펀지에 관한 정면도이다.
도 2는 육각기둥모양의 구멍(3)이 다수개 형성되어 있는 내장재용 스펀지(1)의 한쪽면에 본 발명의 난연성 코팅제 조성물이 도포되어 코팅층(2)이 형성된 내장재용 스펀지에 관한 사시도이다.
도 3은 육각기둥모양의 구멍(3)이 다수개 형성되어 있는 내장재용 스펀지(1)의 양쪽면에 본 발명의 난연성 코팅제 조성물이 도포되어 코팅층(2)이 형성된 내장재용 스펀지에 관한 사시도이다.
도 4는 육각기둥모양의 구멍(3)이 다수개 형성되어 있는 내장재용 스펀지(1)의 양쪽면에 본 발명의 난연성 코팅제 조성물이 도포되어 코팅층(2)이 형성된 내장재용 스펀지에 관한 참고도로서 또 다른 각도의 사시도이다.
도면의 부호에 대한 설명
1: 내장재용 스펀지
2: 본 발명의 난연성 코팅제 조성물이 도포된 코팅층
3: 육각기둥모양의 구멍
Claims (9)
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- 폴리우레탄수지 40~60중량%, 메틸에틸케톤 30~50중량%, 카본블랙 4~15중량%, 수산화알루미늄 5~15중량% 및 활성탄 1~10중량%로 이루어진 난연성 코팅제 조성물로 육각기둥모양의 구멍(3)이 다수개 형성되어 있는 내장재용 스펀지(1)의 한쪽 또는 양쪽면을 도포하여 코팅층(2)을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내장재용 스펀지.
- 폴리우레탄수지 40~60중량%, 메틸에틸케톤 30~50중량%, 카본블랙 4~15중량%, 수산화알루미늄 5~15중량% 및 숯 1~10중량%로 이루어진 난연성 코팅제 조성물로 육각기둥모양의 구멍(3)이 다수개 형성되어 있는 내장재용 스펀지(1)의 한쪽 또는 양쪽면을 도포하여 코팅층(2)을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내장재용 스펀지.
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