KR101046661B1 - 비할로겐계 난연스크린 및 그 제조방법 - Google Patents

비할로겐계 난연스크린 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난연성 스크린을 제조하는 방법에 있어서, 원단에 비할로겐계 난연제를 형성하여 난연화 처리를 하는 난연처리공정(S11)과, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지를 포함하는 고분자 수지층을 상기 난연화된 원단의 일면 또는 양면에 코팅하는 수지코팅공정(S12) 및, 상기 수지층이 코팅된 면에 유기계 안료를 포함하는 안료층을 코팅하는 안료코팅공정(S13)을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 Block co-polymer 형태의 비할로겐계 난연제를 사용하고 수지층과 안료층을 이중코팅하였으므로 친환경적인 스크린을 얻을 수 있으며 Migration 및 Swelling 현상을 제거할 수 있다.
비할로겐계, 난연제, swelling, migration, 고분자 수지층, 안료층, 코팅

Description

비할로겐계 난연스크린 및 그 제조방법{Manufacturing method for flame retardant screen of halogen free and the screen}
본 발명은 비할로겐계 난연스크린 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 인계 난연제를 사용하여 침지 및 코팅을 수행한 비할로겐계 난연스크린 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일단 화재가 발생하면 건물, 학교 등의 인명 및 재산 피해가 실로 막대하므로 이에 대한 예방이 절실히 요구된다. 이러한 재해를 예방하기 위해서 각종 스크린이나 블라인드 등의 난연화가 추진되고 있으며, 특히 난연성은 기본적으로 보유하면서도 기계적 물성이 향상된 제품들이 연구되고 있다.
이러한 난연제에는 크게 할로겐계 난연제와 인계 난연제, 안티몬계 난연제가 있는데, 이 중 할로겐계 난연제는 성분 중 7족 할로겐 원소인 Br, Cl, I, F 를 함유하는 난연제를 통칭한다.
그런데 할로겐계 난연제는 난연성이 매우 높은 장점이 있으나, H(수소) 등과 결합하여 연소시 유독가스를 발생하여 환경문제가 심각하므로 네달란드 및 독일에서는 일부 할로겐계 난연제의 사용을 금지하였다.
또한 할로겐계 난연제는 사용할 경우 수지 가공 및 성형시 발생되는 할로겐화 수소로 인하여 금형 부식, 수지 분해 착색 등의 문제를 발생시킨다.
상기와 같은 할로겐계 난연제의 문제점을 극복하기 위해 대부분 인계 난연제를 사용한다. 인계 난연제는 분해시 대기나 토양 등의 환경오염을 유발하지 않기 때문에 비할로겐계 난연제로서 현재 여러 나라에서 사용중이다.
그러나 인계 난연제의 경우 다음과 같은 Swelling 현상, Migration 현상 등의 문제점을 안고 있다.
즉 고체 안에 기체가 발생함에 따라 고체가 부풀어오르는 Swelling 현상이 발생하여 배합시 부풀어 오르는 고체상으로 인해 겔(gel)화가 진행되거나 비중이 높아져 결국 바닥에 침전되어 경화되어 버리는 문제점이 있었다.
또한 바닥에 있는 물질이 표면으로 전이되는 일종의 상전이 현상인 Migration 현상으로 인해 표면의 물성을 변화시켜 제품으로서의 가치를 떨어뜨리는 문제점이 있었다. 즉 수지층을 구성하는 주요성분 중 첨가제가 가소성질을 띄게 되면 수지의 약해진 인력작용으로 표면으로 올라오게 되는 것이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 할로겐계 난연제의 유해성을 없애고 인계 난연제를 사용하여 난연효과를 부여하는 비할로겐계 난연스크린 및 그 제조방법을 얻고자 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 인계 난연제의 문제점인 Swelling 현상 및 Migration 현상을 제거하도록 코팅을 수행하는 비할로겐계 난연스크린 및 그 제조방법을 얻고자 함이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에서는,
원단에 비할로겐계 난연제를 형성하여 난연화 처리를 하는 난연처리공정과, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지를 포함하는 고분자 수지층을 상기 난연화된 원단의 일면 또는 양면에 코팅하는 수지코팅공정 및, 상기 수지층이 코팅된 면에 유기계 안료를 포함하는 안료층을 코팅하는 안료코팅공정을 특징으로 하는 비할로겐계 난연스크린을 제조하는 방법이 제공된다.
이하에서는 상기 공정들을 순서대로 상술한다.
먼저 상기 난연처리공정은 다음과 같은 단계를 포함한다.
즉 원단 표면에 묻어 있는 각종 이물질 등에 의해 화학적 구성이 이루어지지 않아 난연을 방해하지 않도록 호발제 등을 사용하여 이물질 등을 모두 제거하는 단계를 거친다.
여기서 상기 원단은 친환경 섬유인 폴리에스테르(Poly-Ester)인 것이 바람직하다.
그 후 액상의 비할로겐계 난연제에 상기 원단을 침지시키는 단계를 거친다.
여기서 상기 비할로겐계 난연제는 Block co-polymer 형태로 구성한 CU 인계 난연제가 바람직하며 물과 1:1, 또는 비할로겐계 난연제만을 사용할 수 있다. 이 때 단단한 결합을 위해 NCO(이소시아네이트의 관능기)반응을 시킨다.
여기서 CU는 주로 폴리에스테르(Poly-ester) 섬유에 쓰이는 특정 회사에서 제조되는 인계 난연제이다.
상기 NCO 반응은 -NCO가 -OH에 쉽게 부가하여 상온 또는 저온 가열로 우레탄 결합(-NH-COO-)을 생성함으로써 내마모성, 내후성, 내약품성을 양호하게 할 수 있다.
이때 반응을 좀더 빠르게 하기 위해 첨가제로서 NCO 가교역할을 도와주는 촉매를 일부 사용할 수 있다.
상기와 같이 Block co-polymer 형태 및 종래의 NCO 반응에 의해 Migration 현상을 방지할 수 있게 된다.
마지막으로, 상기의 난연제에 침지시킨 원단을 롤러 등에 통과시켜 탈수(Squeezing)를 시키는 단계 및 탈수된 원단을 텐터(Tenter)기 등에 통과시켜 건조시키는 단계를 거치게 된다.
다음으로 상기 난연처리공정을 거친 후에는, 고분자 수지층을 상기 난연화된 원단의 일면 또는 양면에 코팅하는 수지코팅공정을 거친다. 여기서 코팅은 종래의 코팅용 나이프를 이용한다.
상기 고분자 수지층은 친환경 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지를 포함하여 비할로겐계 난연제, 수성화된 유기계 안료 및 첨가제로 구성한다.
여기서 상기 EVA 수지, 수성화된 유기계 안료 및 첨가제의 조성비는 각각 40% 내지 60%, 12% 내지 18%, 및 3% 내지 7%이고, 나머지 조성비는 비할로겐계 난연제인 것이 바람직하다.
또한 여기서 상기 비할로겐계 난연제는 인계 난연제로서, 암모늄 폴리 포스페이트(Ammonium poly-phosphate), 멜라민 폴리 포스페이트(Melamine poly-phosphate), 암모늄 폴리 포스페이트 멜라민 코티드(Ammonium poly-phosphate Melamine coated), MC(Melamine Cyanurate) 및 CU 중에서 선택될 수 있다.
여기서 전술한 대로 NCO 반응을 거쳐 우레탄 결합을 형성함으로써 내마모성, 내후성, 내약품성을 개선할 수 있다.
상기와 같이 난연제를 사용하여 난연을 형성함과 동시에 중금속을 함유하지 않는 블랙컬러와 같은 유기계 안료를 사용함으로써 암막도(은폐)를 향상시켜 스크린의 빛에 대한 투과율을 저하시킬 수 있다. 또한 후술하는 안료층의 유성화된 유기계 안료와는 달리 상기 고분자 수지층은 수성으로 코팅이 되기 때문에 사용되는 안료 역시 수성화된 유기계 안료를 사용한다.
마지막으로, 상기 수지코팅공정을 거친 후에는 상기 수지층이 코팅된 면에 유기계 안료를 포함하는 안료층을 코팅하는 안료코팅공정을 거친다. 여기서의 코팅 또한 종래의 나이프를 이용한다.
상기 안료층은 친환경 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지를 포함하여 비할로겐계 난연제, 유성화된 유기계 안료 및 첨가제로 구성된다.
여기서 안료층의 유기계 안료는 전술한 고분자 수지층의 안료와는 달리 외관이 주목적이다. 따라서 고객이 요구하는 컬러를 충족시키기 위해 다양한 컬러를 사용할 수 있으며, 친환경 폴리우레탄(유성타입)으로 코팅을 하기 때문에 유성화된 안료를 사용한다.
또한 여기서 상기 비할로겐계 난연제는 인계 난연제로서, 암모늄 폴리 포스페이트(Ammonium poly-phosphate), 멜라민 폴리 포스페이트(Melamine poly-phosphate), 암모늄 폴리 포스페이트 멜라민 코티드(Ammonium poly-phosphate Melamine coated), MC(Melamine Cyanurate) 및 CU 중에서 선택될 수 있다.
여기서 전술한 대로 NCO 반응을 거쳐 우레탄 결합을 형성함으로써 내마모성, 내후성, 내약품성을 개선할 수 있다.
한편, 상기의 고분자 수지층과 안료층에 첨가되는 첨가제는 기능성과 각 층간 안전성을 확보하기 위한 것으로서, 난연제와 수지 및 안료간의 분산을 돕기 위한 분산제와 기포를 방지하기 위한 소포제, 표면의 질감을 향상시키기 위한 표면처리제, 약품의 점도 조절을 위한 증점제 등이 사용될 수 있다.
또 한편, 상기의 유기계 안료를 사용함으로써 금속성(특히 Cr, Pb, Fe 등) 성분이 주를 이루는 무기계 안료에 비해 환경오염을 유발시키지 않도록 한다. 나아 가 유기계 안료는 다양한 컬러를 확보할 수 있고 중금속 성분을 함유하지 않아 친환경 제품 구성에 매우 유리하다.
상기와 같이 난연처리된 원단에 고분자 수지층과 안료층을 이중 코팅함으로써 Swelling현상을 방지할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성에 의하면, 본 발명은 비할로겐계 난연제를 사용함으로써 일반 가정 및 교육시설 등에서 사용될 수 있는 환경 유해성이 없는 친환경적인 스크린 또는 블라인드를 얻을 수 있다.
또한 Block co-polymer 형태의 비할로겐계 난연제 및 이를 포함한 고분자 수지층과 안료층을 이중코팅함과 동시에 NCO 반응을 수행하였으므로, 난연을 실현함과 동시에 Migration 및 Swelling 현상을 제거할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다. 여기서 각 도면에 붙여진 도면부호는 일관성을 유지하고 있으므로 다른 도면이라도 동일한 부호로 표기된 것은 동일한 구성 및 작용을 가지는 것으로 해석되어야 한다.
[도 1]은 본 발명에 있어서 비할로겐계 난연스크린을 제조하는 경우의 전체공정도이다. 이하 구체적으로 상술한다.
먼저 폴리에스테르 원단(도3의 31)에 CU 인계 난연제를 형성하여 난연화처리 를 한다(난연처리공정, S11). 그 후 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지를 포함하는 고분자 수지층을 상기 난연화된 원단의 일면 또는 양면에 코팅한다(수지코팅공정, S12). 마지막으로 상기 수지층이 코팅된 면에 유기계 안료를 포함하는 안료층을 코팅하게 된다(안료코팅공정, S13).
[도 2]는 본 발명에 있어서 전체공정 중 난연처리공정(S11)에서의 각 단계를 나타내는 바람직한 일실시예의 순서도이다.
한편 [도 3]은 상기 난연처리공정(S11)을 나타내는 바람직한 일실시예의 예시도이다. 이하 두 도면을 한꺼번에 구체적으로 설명한다.
먼저 폴리에스테르 원단(31) 표면에 묻어 있는 각종 이물질 등에 의해 화학적 구성이 이루어지지 않아 난연을 방해하지 않도록 호발제 등을 사용하여 이물질 등을 모두 제거한다(S21).
그 후 액상의 CU 인계 난연제(32)에 상기 폴리에스테르 원단(31)을 침지시키는 과정을 거친다(S22). 여기서 상기 CU 인계 난연제(32)는 물과 1:1, 또는 CU 인계 난연제(32)만을 사용할 수 있다.
또 한편 점성의 경우 침지를 원활하게 하기 위해 물과 동일한 점도를 유지하는 것이 바람직하며 침지 시간은 원단(31)의 상태에 따라 달라진다.
한편 이때 반응을 좀더 빠르게 하기 위해 첨가제로서 NCO 가교역할을 도와주는 촉매를 일부 사용하고 상기 CU 인계 난연제(32)는 Block co-polymer(블록공중합체) 형태로 구성하며 종래의 NCO(이소시아네이트) 반응을 시켜서 Migration현상을 막도록 한다.
마지막으로, 상기의 CU 인계 난연제(32)에 침지롤러(33)를 이용해 침지시킨 폴리에스테르 원단(31)을 탈수롤러(34)에 통과시켜 탈수(Squeezing)시키는 과정(S23) 및 탈수된 상기 폴리에스테르 원단(31)을 텐터(Tenter)기(미도시)에 통과시켜 건조시키는 과정(S24)을 거치게 된다.
[도4]는 본 발명에 있어서 각 공정별로 비할로겐계 난연스크린이 제조되는 순서를 나타낸 바람직한 일실시예의 예시도이다. 이하 구체적으로 설명한다.
먼저 이물질이 제거된 폴리에스테르 원단(31)을 CU 인계 난연제(32)에 침지시킨다. 상기 침지에 의해 폴리에스테르 원단(31)의 겉과 속 모두에 난연이 형성된다.
그 후 상기 침지된 원단(31)의 일면 또는 양면에 EVA 수지, 비할로겐계 난연제, 수성화된 유기계 안료 및 첨가제로 이루어진 고분자 수지층(41)을 종래의 나이프(미도시)를 이용하여 코팅한다.
상기 고분자 수지층(41)에 의하여 원단(31)의 표면을 보호하고 난연효과를 보완하게 된다. 또한 스크린이나 블라인드의 기초 틀의 역할을 하며 스크린 등의 중량감, 인장, 인열 등의 외부요소에 대한 내구성을 강화시키게 된다.
다음으로 상기 고분자 수지층(41) 위에 다시 EVA 수지, 비할로겐계 난연제, 유성화된 유기계 안료 및 첨가제가 포함된 안료층(42)을 코팅한다. 이 또한 종래의 나이프(미도시)를 이용하여 코팅한다. 다만 안료층(42)은 외관을 형성하기 때문에 코팅시 원단 전체폭을 동일한 두께나 도포량으로 실시함이 바람직하다.
한편 여기서 상기 안료층을 구성하는 비할로겐계 난연제 사용은 표면의 스크래치성, 내구성 등을 향상시키기 위해 최소화하는 것이 바람직하다.
상기 안료층(42)에 의하여 원단(31)을 최종적으로 보호하고 소비자의 기호에 따라 다양한 컬러연출을 할 수 있게 하며 스크린이나 블라인드의 최종 이미지를 완성하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
[도 1]은 본 발명에 있어서 비할로겐계 난연스크린을 제조하는 경우의 전체공정도이다.
[도 2]는 본 발명에 있어서 전체공정 중 난연처리공정(S11)에서의 각 단계를 나타내는 바람직한 일실시예의 순서도이다.
[도 3]은 상기 난연처리공정(S11)을 나타내는 바람직한 일실시예의 예시도이다.
[도 4]는 본 발명에 있어서 각 공정별로 비할로겐계 난연스크린이 제조되는 순서를 나타낸 바람직한 일실시예의 예시도이다.
<도면의 중요부분에 대한 부호의 설명>
31: 원단 32: CU 인계 난연제
33: 침지롤러 34: 탈수롤러
41: 고분자 수지층 42: 안료층

Claims (13)

  1. 난연성 스크린을 제조하는 방법에 있어서,
    원단의 이물질을 제거하는 이물질제거단계(S21), 상기 이물질이 제거된 원단을 비할로겐계 난연제에 침지시키는 침지단계(S22), 상기 침지시킨 원단을 탈수(Squeezing)시키는 탈수단계(S23) 및, 상기 탈수된 원단을 건조시키는 건조단계(S24)를 포함하고, 원단에 Block co-polyner 형태로 구성되고 NCO 반응을 시키는 것을 특징으로 하며, 암모늄 폴리 포스페이트(Ammonium poly-phosphate), 멜라민 폴리 포스페이트(Melamine poly-phosphate), 암모늄 폴리 포스테이트 멜라민 코티드(Ammonium poly-phosphate Melamine coated), MC(Melamine Cyanurate) 및 CU 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연제를 형성하여 난연화 처리를 하는 난연처리공정(S11)과,
    EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 40% 내지 60%, 수성화된 유기계 안료 12% 내지 18%, 첨가제 3% 내지 7% 및 비할로겐계 난연제를 나머지 조성비로 포함하는 고분자 수지층을 상기 난연화된 원단의 일면 또는 양면에 코팅하는 수지코팅공정(S12) 및,
    상기 수지층이 코팅된 면에 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 비할로겐계 난연제, 유성화된 유기계 안료 및 첨가제를 포함하는 안료층을 코팅하는 안료코팅공정(S13)을 특징으로 하는 비할로겐계 난연스크린을 제조하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 난연성 스크린에 있어서,
    Block co-polyner 형태로 구성되고 NCO 반응을 시키는 것을 특징으로 하며, 암모늄 폴리 포스페이트(Ammonium poly-phosphate), 멜라민 폴리 포스페이트(Melamine poly-phosphate), 암모늄 폴리 포스테이트 멜라민 코티드(Ammonium poly-phosphate Melamine coated), MC(Melamine Cyanurate) 및 CU 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연제(32)가 형성된 원단(31),
    상기 원단(31)의 일면 또는 양면에 코팅되고 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 40% 내지 60%, 수성화된 유기계 안료 12% 내지 18%, 첨가제 3% 내지 7% 및 비할로겐계 난연제를 나머지 조성비로 포함하는 고분자 수지층(41) 및,
    상기 고분자 수지층(41) 위에 코팅되고 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 비할로겐계 난연제, 유성화된 유기계 안료 및 첨가제를 포함하는 안료층(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연스크린.
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KR100441299B1 (ko) 2001-10-31 2004-07-23 주식회사 티엔지코리아 강화된 난연성을 갖는 실사출력용 직물 시트의 제조방법및 직물 시트

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