KR101286967B1

KR101286967B1 - 실리콘-인계 목재 단청용 방염제

Info

Publication number: KR101286967B1
Application number: KR1020100089888A
Authority: KR
Inventors: 유수용; 김주섭; 배해근; 황명임; 김병근
Original assignee: 유수용
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2013-07-23
Also published as: KR20120027973A

Abstract

본 발명은 목조문화재 등과 같은 목재에 도포하여 목재에 화재가 발생했더라도 화염이 번지는 것을 최대한 억제할 수 있도록, 탄화면적 잔염시간과 잔신시간이 우수한 방염액과 13종 단청색에 대해 백화, 박락(剝落), 얼룩, 유해성이 없는 우수한 실리콘-인계 목재 단청용 방염제에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 실리콘-인계 목재 단청용 방염제는 메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐벤질-아미노에틸-아미노프로필-트리메톡시-실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 멀켑토트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란 중에서 선택된 어느 하나의 실리콘[functional silicone]과 인계 화합물의 정전기적인 결합에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

실리콘-인계 목재 단청용 방염제{SILICON-PHOSPHORUS FLAME RETARDING AGENT FOR WOOD COLORS}

본 발명은 목조문화재 등과 같은 목재에 도포하여 목재에 화재가 발생했더라도 화염이 번지는 것을 최대한 억제할 수 있도록, 탄화면적 잔염시간과 잔신시간이 우수한 방염액과 13종 단청색에 대해 백화, 박락(剝落), 얼룩, 유해성이 없는 우수한 실리콘-인계 목재 단청용 방염제에 관한 것이다.

우리생활에서 사용되는 모든 목재류와 섬유 및 플라스틱류를 방염처리 한다는 것은 기술적으로나 경제성으로 보아 불가능하며, 또 실제로 그럴 필요가 없으므로 각 나라에서는 방화측면에서 볼 때 꼭 필요하다고 인정되는 대상물만을 방염처리를 하도록 법으로 규정해 놓고 있다.

유럽, 미국, 일본의 경우를 보면 방염처리를 요구하는 대상물로 건축내장재 외에도 차량, 항공기 등의 각종 수송체의 내장재, 각종 전기, 전자제품의 가연성 부품, 그리고 어린이들의 내의류 등 광범위하게 규정하고 있다. 그러나 우리나라의 경우 고층건물과 극장, 호텔, 병원 등 특수장소의 내장재인 합판, 섬유판, 카페트, 커텐 등이 방염처리 대상으로 소방법에 규정되어 있고 목조문화재의 경우는 아직 소방법에 규정되어 있지 않지만 문화재 관리국에서 별도로 방염처리를 강력히 권장하고 있다.

상술된 방염처리 대상물을 재료별로 보면 목재류와 섬유류, 플라스틱류 등 크게 세가지로 구분되는데, 방염처리 방법은 처리대상의 종류에 따라서도 다르지만 처리대상물의 재료에 따라 크게 달라진다.

현존하는 우리나라 목조 문화재에서도 알 수 있는 바와 같이, 적절한 보존방법만 강구된다면 목재의 수명은 1,000년 이상이 되는 것으로 확인되고 있으나, 이러한 우수한 목조 문화재에 대한 보존기술은 현재까지 전무하다시피 하다. 특히 목조 문화재는 재질이 나무로 되어 있어 화재에 매우 취약한 점이 있고 곰팡이, 곤충 등에 대한 저항력이 약하여 문제가 되어 왔다. 따라서 목조 문화재는 효과적인 방염, 방미. 방부, 방충처리 등을 하지 않을 경우 화재 및 생물 열화에 대한 위험성이 매우 높다.

방염대상물을 방염화하는 방법으로 물리적인 가공방법도 가능하나, 방염효과 와 경제적인 면에서 화학적 처리방법에 미치지 못하므로 대부분 화학적 처리방법이 이용되고 있다. 화학적 처리방법이란 방염대상물을 방염효과가 우수한 화공약품으로 처리하는 것을 말하며 이러한 화학약품을 "방염제"라 부른다. 현재 가장 널리 이용되고 있는 방염제의 유형은 그 작용효과면에서 세가지로 구분된다. 가연성 물질의 연소시 열분해 과정을 변화시킴으로써 가연성 휘발물질의 생성을 억제하는 인(燐)화합물계, 연소시 가연물질의 표면을 코팅하거나 또는 주위에 탄산가스와 같은 불연가스를 발생시켜 산소의 공급을 방해하는 암모니아 화합물이나 붕산 화합물 그리고 불꽃연소의 전파를 방지하는 소위 자유라디칼 방해제인 할로겐 화합물류 등이다.

종래의 일반적인 목재 방염처리 약제로 수용성 무기염류 즉 인산 암모늄, 인산 나트륨과 같은 인산염이나 황산 암모늄, 황산 나트륨과 같은 황산염, 붕사 또는 붕산 등이 사용되어 왔다. 이들 수용성 무기염류는 방염효과는 비교적 우수하나 이들 약제를 목조 문화재에 적용하였을 경우 건조 후에는 목재 표면에 반짝거리는 결정성 분말이나 엷은 흰색 분체가 형성되는 백분현상을 일으키거나, 단청 색상 중 뇌록색 등에 포함되어 있는 호분의 주된 성분인 탄산칼슘과 오랜 기간 동안에 반응하여 황산칼슘이나 인산칼슘 등의 불용불융성 염으로 변하여 백화현상을 일으켜, 단청의 외관을 손상시킬 뿐만 아니라 방염성도 저하시키는 결과를 가져왔다.

본 발명의 목적은, 목조 문화재를 비롯한 각종 목조 구조물에 백분 또는 백화 현상을 수반하지 않으며, 방염성능과 방미, 방부, 방충 효과를 동시에 부여할 수 있는 실리콘-인계 목재 단청용 방염제를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 목재에 도포하여 화염이 번지는 것을 억제할 수 있도록, 탄화면적 잔염시간과 잔신시간이 우수한 방염제와 13종 단청색에 대해 백화, 박락(剝落), 얼룩, 유해성이 없는 우수한 실리콘-인계 목재 단청용 방염제를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 실리콘-인계 목재 단청용 방염제는 알킬[alkyl] 혹은 알콕시[alkoxy] 기를 갖는 실리콘 화합물과 인계 화합물을 반응시켜 실리콘 하이드록사이드[hydroxy functional silicone]로 형성 반응하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 실리콘-인계 목재 단청용 방염제는 관능기를 갖는 실리콘[functional silicone]과 인계 화합물의 정전기적인 결합에 의해 형성된 것을 특징으로 하며, 이때, 관능기를 가지는 실리콘은 메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐벤질-아미노에틸-아미노프로필-트리메톡시-실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 멀켑토트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란 중에서 선택된 어느 하나가 사용된다.

본 발명에 의해 제조된 실리콘-인계 목조 단청용 방염제는, 실리콘 화합물의 알킬[alkyl] 혹은 알콕시[alkoxy]기가 인계 화합물에 의해 실리콘 하이드록사이드[hydroxy functional silicone]로의 형성 반응이 있고, 관능기를 갖는 실리콘[functional silicone]과 인계 화합물의 정전기적인 결합에 의해 형성하여 표면장력이 더 낮은 실리콘과의 결합으로 표면 처리성 및 분산성을 향상시키며, Hydroxy 실리콘의 인계 방염제 및 목재와의 가교 성능 향상으로 인하여 보다 견고한 탄화 도막을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 방염제는 목조 문화재에 방염, 방미, 방부, 방충효과를 동시에 부여할 수 있으며, 처리 후 표면에 백분이나 백화현상이 전혀 나타나지 않으며, 방염제의 처리 전후 단청의 색상 차이가 거의 나타나지 않는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 실리콘 하이드록사이드[Si-OH]의 형성 확인용 H1 NMR
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 실리콘 하이드록사이드[Si-OH]의 형성 확인용 Si²⁹ NMR
도 3은 본 발명에 따른 실리콘-인계화합물의 정전기적 결합에 의한 이온형성 확인용 사진

이하에서는 본 발명의 실리콘-인계 목재 단청용 방염제 및 그 제조방법에 대하여 자세히 설명한다.

다양한 작용기를 갖는 실리콘과 다양한 인계 화합물과의 반응은 크게 두가지 방법으로 실리콘-인계 목재 단청용 방염제를 구성하는 것으로 형성된다.

첫 번째 방법은 실리콘 화합물의 알킬[alkyl] 혹은 알콕시[alkoxy]기가 인계 화합물에 의해 실리콘 하이드록사이드[hydroxy functional silicone]로의 형성 반응 이고[Reaction1],

두 번째 방법은 관능기를 갖는 실리콘[functional silicone]과 인계 화합물의 정전기적인 결합으로 형성된다[Reaction2]. 이때, 관능기를 가지는 실리콘은 메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐벤질-아미노에틸-아미노프로필-트리메톡시-실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 멀켑토트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란 중에서 선택된 어느 하나가 사용된다.

실리콘계화합물

인계화합물

실리콘 hydroxide 형성예

실리콘-인계 화합물의 정전기적 결합 형성예

먼저, 실리콘 하이드록사이드[Si-OH]의 형성 확인은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 인계 화합물과의 반응 전 최초 실리콘 화합물에 결합되었던 알킬[ex. ethyl -CH₂CH₃]기 혹은 알콕시[ex.ethoxy -OCH₂CH₃]기의 경우, NMR 데이터에서 보면 CH₃는 1.2PPM, CH₂는 3.8PPM에서 명확히 존재하였으나 인계 화합물과의 반응 후, 그 peak가 사라지고, 1.5-2.0 사이에 Si-OH추정 peak가 나타났으며, FT-IR상에서도 2900cm^-1~ 3000cm^-1에서 존재하던 ethyl기 CH의 stretching peak와 1160cm^- ¹근처의 symmetric Si-CH₃의 deformation peak가 또한 사라짐을 확인할 수 있다. 반면 FT-IR상에서 3300cm^-1 부근의 좀 더 broad한 Si-OH peak와 1100cm^- ¹부근의 Si-O-Si의 asymetirc stretching peak의 존재 확인과 Si²⁹ NMR 상에 Si-O에 전기음성도가 큰 인계화합물의 존재로 기존 -60ppm에서 나타나는 Si-O peak 보다 훨신 더 down field되어 -100ppm 쪽으로 나타나는 실리콘에 산소가 많이 결합된 형태의 Si-O peak를 확인함으로써 실리콘 화합물의 존재를 확인할 수 있었다.

또 다른 반응으로 실리콘계와 인계 화합물의 정전기적 결합의 확인은, 도 3에 도시된 바와 같이, IR상의 3300cm^- ¹부근의 broad Si-OH peak의 확인과 800-1150 부근의 강한 P-O, P=O stretching broad peak로 인계 화합물의 존재를 예측할 수 있고, 또한 변색시약법을 사용하여 확인 결과 [이 원리는 양이온과 음이온의 정전기적 결합상태의 화합물을 흰색 면 원단에 처리한 후, 변색시약인 bromo phenol blue 용액으로 처리해 보면 정전기적 결합을 형성하는 경우 하기와 같은 BPB시약과의 complex형성으로 파란 변색을 일으키는 것을 활용한 이온성 확인법] 변색시약에 푸른색 변화를 확인함으로써 실리콘과 인계 화합물의 정전기적 결합을 확인할 수 있었다.

위의 실리콘-인계 목재 단청용 방염제의 구조에 기초한 실리콘-인계 목재 단청용 방염제는 유기계 인계 방염제의 성능과 무기계의 실리콘 방염제의 성질을 동시에 나타내 주는 것으로 나타난다.

유기 인계 방염 메커니즘의 경우, 이미 잘 알려진 바와같이, 유기 인계 방염제가 열분해에 의해 1차적으로 인산을 형성하고 이러한 인산은 축합 반응을 통해 pyrophospate와 물을 형성시키게 된다.

이 반응으로 생성된 물은 발화를 돕는 산화 gas phase를 희석시키는 효과를 주며, 또한 이때 생성되는 인산 및 pyrophospate의 경우 말단 알콜기의 탈수화 반응을 촉진시키는 촉매작용을 할 수 있으므로, 목재의 주요 주성분인 cellulose, hemicellulose 및 lignin에 함유된 말단 알코올기의 탈수화 반응을 촉진시켜 다시 물을 생성하는 동시에 탄소-탄소 이중결합을 생성시켜, 이 이중결합은 고온에서 탄화층(char)을 가교 형성시켜 피착체의 표면을 화염으로부터 분리 및 보호함으로써, 발화에 관계된 새로운 라디컬 생성 억제, 가소성 물질의 휘발 억제, 산소 확산 억제 및 화염으로부터 방열 및 방염층 형성 효과를 줄 수 있다. 특히 기존 인계 화합물에 비해 실리콘 화합물과의 결합으로 기존 인이 갖는 방염성 외에 표면장력이 더 낮은 실리콘과의 결합으로 표면 처리성 및 분산성을 향상시킬 수 있고, Hydroxy 실리콘의 인계방염제 및 목재와의 가교 성능 향상으로 인한 보다 견고한 탄화 도막을 형성할 수 있다.

유기 인계 방염제에 무기 금속성 실리콘 성질에 의한 내열/방열성을 향상 시킬 수 있으며, Hydroxy 실리콘의 축합 반응으로 인하 물 생성으로 인한 가연성 감소와 유독성이 적은 흰색 SiO₂ fume의 발생을 그 특징으로 나타내고 있다.

이에 따른 제조 특성에 의해 본 발명의 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위하여 여러 가지 실험을 목조문화재 영향평가에 목조문화재용 방염제 검정기준에 따라 진행하였다.

<유해물질 함유 여부 및 기본물성 시험>

1) VOCs 함량

방염제 10 mL를 헤드스페이스 바이알에 넣고, 90℃에서 30분간 가열하여 발생된 헤드스페이스 내의 공기를 GC/MS에 주입하여 측정한다. 측정된 정량물질과 미지물질의 톨루엔 등 가농도를 합하여 VOCs 함량으로 산정한다.

- 장비명 : Headspace sampler(Perkin-elmer, USA), Tarac GC/DSQⅡMS (ThermoFinnigan, USA)

2) 포름알데히드 방산량

방염제를 시험편 (70mm×150mm, 8장) 양면에 도포하여 증류수 300 mL를 넣은 데시케이터에 설치한다. 온도 23℃에서 24시간 동안 유지하여 증류수에 포함된 포름알데히드를 발색시켜 UV흡광광도계(UV-1650PC, SHIMADZU)로 측정한다.

3) 중금속 함량 (Pb, Cd, Hg, Cr⁶ ⁺)

방염제에 아세톤을 첨가하고 원심분리하여 고형분을 분리한다. 고형분은 염산을 첨가하여 30℃, 15분간 교반한 용액을, 액상시료는 질산을 첨가하여 모두 건고한 후 증류수로 각각 50 mL로 채운다. 각 용액을 ICP, AAS, UV흡광광도계를 사용하여 분석한다.

4) 수소이온농도 (pH)

방염제를 pH meter로 측정한다.

5) 비중

비중병에 방염제를 채우고 전ㆍ후 무게차를 이용하여 측정한다.

<내후성 평가>

1) 촉진내후성 시험조건

방염제가 도포된 시험편을 7일 동안 건조한 후 촉진내후성 시험기에 설치하여 아래의 조건으로 시험하였다.

- 장비명 : 촉진내후성 시험기 UV2000(ATLAS, USA), 색차계 I-7(McBath, UK)

- 시험사이클 : UV 50℃, 4h → 응축 40℃, 4h

- 사이클반복 : 25회, 총 200시간

- 방사조도 : 0.63 W/m²

- 램프종류 : UV-A 340nm

2) 측정항목

- 겉보기 : 촉진내후성 시험 전후를 비교하여 백화, 박락, 얼룩, 광택현상을 시험자의 육안으로 판단하여 이상유무를 확인한다.

- 비교색차 : 방염제를 도포한 시험편과 방염제를 도포하지 않은 공시험편을 색차계를 이용하여 시험전ㆍ후 색도를 측정하여 색차값을 구한다. 방염제를 도포한 시험편의 색차값과 방염제를 도포하지 않은 공시험편의 색차값의 차이는 각 시험편은 3.0 미만, 단청색상별 평균은 1.5 미만이어야 한다.

< 방염성 평가>

1) 방염성 평가의 시험조건

- 장비명 : 방염시험기(FL-45MC, SUGA test instrument)

- 불꽃길이 : 65mm

- 가열시간 : 2분

2) 측정항목 및 기준

- 잔염시간 : 버어너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리며 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간, 10초 이내

- 잔신시간 : 버어너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리지 아니하고 연소하는 상태가 그칠 때가지의 시간, 30초 이내

- 탄화면적 : 시험 후 시험편(목재)이 탄화된 부분의 면적, 50cm²(측정장치 : PLANIX EX(TAMAYA technics Inc., JAPAN))

- 탄화길이 : 시험 후 시험편(목재)이 탄화된 부분의 길이, 20cm

<잔류성 평가>

1) 잔류성 평가의 시험조건

① 내후성 시험 : 방염제가 도포된 시험편을 촉진내후성 시험기에 설치하여 아래의 조건으로 촉진내후성 시험을 실시한다.

② 방염성 시험 : 촉진내후성 시험을 진행한 시험편으로 방염성 시험을 실시한다.

- 장비명 : 촉진내후성 시험기 UV 2000(ATLAS, USA)

- 시험사이클 : UV 50℃, 4h → 응축 40℃, 4h

- 사이클반복 : 25회, 총 200시간

- 방사조도 : 0.63 W/m²

- 램프종류 : UV-A 340nm

- 장비명 : 방염시험기(FL-45MC, SUGA test instrument)

- 불꽃길이 : 65mm

- 가열시간 : 2분

2) 측정항목 및 기준

- 잔신시간 : 버어너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리지 아니하고 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간, 30초 이내

- 탄화면적 : 시험 후 시험편(목재)이 탄화된 부분의 면적, 55cm²(측정장치 : PLANIX EX(TAMAYA technics Inc., JAPAN))

- 탄화길이 : 시험 후 시험편(목재)이 탄화된 부분의 길이, 25cm

< 흡습 및 건조성 평가>

방염제가 도포된 시험편과 도포하지 않은 공시험편을 각각 항온항습기에 설치하여 아래의 조건으로 시험한다.

1) 항온ㆍ항습 시험조건

- 장비명 : 항온항습기 WK-340(WEISS, German), 색차계 I-7(McBath, UK)

- 시험사이클 : (50±2)℃, (95±3) % R.H., 4h

→ (20±2)℃, 1h

→ (60±2)℃, 8h

→ (20±2)℃, 1h

- 사이클반복 : 10회, 총 140시간

2) 측정항목

- 겉보기 : 촉진내후성 시험 전후를 비교하여 백화, 박락, 얼룩현상을 시험자의 육안으로 판단하여 이상유무를 확인한다.

<실시예 1>

교반기, 온도계, 콘덴서, 장착된 500ml 3구 둥근바닥 플라스크에 base water에 266g, 인산(PHOSPHORIC ACID) 67g, 를 투입하고 2시간 교반 시킨 후 실리콘 수화물(Silicon hydrate) 8.4g 을 50℃ 이하에서 1시간 45분간 교반시킨다. 이후 에탄올아민(ETHANOLAMINE) 55.7g을 50℃ 이하에서 2시간 30분간 교반시켜 실리콘-인계 목재용 방염제를 제조하였다. 총 중량은 400g으로 하였다. 이에 따른 결과값은 아래와 같다.

[표1]은 유해물질 함유여부 및 기본물성 시험 결과값을 나타낸다.

시험항목		단위	결과	기준	시험방법
VOCs		g/L	검출안됨	50	KS M ISO 11890-2
포름알데히드 방산량		mg/L	검출안됨	1.0	KS M 1998-4
납 (Pb)		mg/kg	검출안됨	합계 0.1 % 이하	KS M ISO 3856-1
카드뮴 (Cd)		mg/kg	검출안됨		KS M ISO 3856-4
수은 (Hg)		mg/kg	검출안됨		KS M ISO 3856-7
6가크롬 (Cr⁶ ⁺)		mg/kg	검출안됨		KS M ISO 3856-5
수소이온 농도 (pH)	측정온도 21 ℃	-	7.1	6 ~ 8	KS M 0011
구성성분		-	이상없음	이상없음	FTIR, XRD
밀도 (비중)	측정온도 23 ℃	g/mL	1.14	1.08~1.16⁷⁾	KS M ISO 2811-1

[표2]는 내후성 평가결과를 나타낸다.

[표3]은 방염성 시험 결과를 나타낸다.

시료	잔염시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	8	0	3
양록	0	0	0	0
장단	0	0	2	1
군청	9	0	0	3
삼청	6	0	0	2
석황	4	3	7	5
석간주	0	0	0	0
주홍	0	3	0	1
지당	0	8	0	3
하엽	0	0	3	1
다자	0	0	0	0
육색	0	0	2	1
먹	5	0	0	2
미도포	0	0	0	0
시료	잔신시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	0	0	0
양록	0	0	0	0
장단	0	0	0	0
군청	0	0	0	0
삼청	0	0	0	0
석황	0	0	0	0
석간주	0	0	0	0
주홍	0	0	0	0
지당	0	0	0	0
하엽	0	0	0	0
다자	0	0	0	0
육색	0	0	0	0
먹	0	0	0	0
미도포	0	0	0	0
시료	탄화면적 (㎠)
시료	1	2	3	평균
뇌록	30	51	26	35.6
양록	30	21	34	28.3
장단	27	35	36	32.6
군청	49	24	32	35.2
삼청	44	28	26	32.7
석황	33	40	29	33.8
석간주	26	27	25	25.9
주홍	40	48	22	36.8
지당	29	30	48	35.8
하엽	27	30	43	33.3
다자	32	29	39	33.4
육색	46	34	39	39.5
먹	30	37	31	32.8
미도포	28	23	32	27.5
시료	탄화길이 (㎝)
시료	1	2	3	평균
뇌록	8	11	7	8.7
양록	8	7	9	8.0
장단	7	8	8	7.7
군청	11	7	8	8.7
삼청	9	7	7	7.7
석황	8	10	7	8.3
석간주	7	8	7	7.3
주홍	12	12	6	10.0
지당	8	8	11	9.0
하엽	7	8	11	8.7
다자	8	8	9	8.3
육색	10	9	9	9.3
먹	8	9	8	8.3
미도포	8	7	8	7.7

<실시예 2>

실시예 1의 에탄올아민(ETHANOLAMINE)을 트리에탄올아민으로 92g으로 변경 첨가하여 방염제를 제조하였다. 이에 따른 결과값은 아래와 같다.

[표4]는 유해물질 함유 여부 및 기본물성 시험 결과값을 나타낸다.

[표5]는 내후성 평가 결과를 나타낸다.

[표6]은 방염성 시험 결과를 나타낸다.

시료	잔염시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	2	0	1
양록	0	0	0	0
장단	0	0	0	0
군청	0	0	0	0
삼청	0	0	3	1
석황	4	7	6	6
석간주	0	0	0	0
주홍	0	0	0	0
지당	0	0	0	0
하엽	5	0	0	0
다자	0	0	0	0
육색	0	4	0	1
먹	0	0	0	0
미도포	0	0	0	0
시료	잔신시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	0	0	0
양록	0	0	0	0
장단	0	0	0	0
군청	0	0	0	0
삼청	0	0	0	0
석황	0	0	0	0
석간주	0	0	0	0
주홍	0	0	0	0
지당	0	0	0	0
하엽	0	0	0	0
다자	0	0	0	0
육색	0	0	0	0
먹	0	0	0	0
미도포	0	0	0	0
시료	탄화면적 (㎠)
시료	1	2	3	평균
뇌록	34	33	38	35
양록	40	37	35	37
장단	37	41	36	38
군청	42	38	40	40
삼청	35	39	34	36
석황	33	36	33	34
석간주	39	42	38	39
주홍	41	35	36	37
지당	46	37	35	39
하엽	36	38	35	36
다자	37	36	32	35
육색	35	37	38	36
먹	40	36	39	38
미도포	32	35	38	35
시료	탄화길이 (㎝)
시료	1	2	3	평균
뇌록	7	11	10	9
양록	10	8	8	8
장단	6	12	9	9
군청	8	9	9	8
삼청	9	9	8	8
석황	9	10	11	10
석간주	10	11	8	9
주홍	11	8	9	9
지당	8	12	11	10
하엽	8	9	9	9
다자	9	9	10	9
육색	7	8	10	8
먹	11	13	11	11
미도포	8	7	9	8

<실시예 3>

실시예1의 실리콘-인계 방염제 제조시 base water를 200g, 인산(PHOSPHORIC ACID) 74g, 요소(UREA) 25g으로 변경 첨가 후, 실리콘수화물(Silicon hydrate) 76g, 에탄올아민(ETHANOLAMINE) 42g 변경 첨가하여 방염제를 제조하였다.

[표7]은 유해물질 함유여부 및 기본물성 시험 결과값을 나타낸다.

[표8]은 내후성 평가 결과를 나타낸다.

[표9]는 방염성 시험 결과를 나타낸다.

시료	잔염시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	0	0	0
양록	0	0	0	0
장단	0	0	0	0
군청	0	0	0	0
삼청	0	0	0	0
석황	7	6	5	6
석간주	0	0	0	0
주홍	0	0	0	0
지당	3	0	0	0
하엽	0	0	0	0
다자	0	4	0	1
육색	0	0	0	0
먹	0	0	0	0
미도포	0	0	0	0
시료	잔신시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	0	0	0
양록	0	0	0	0
장단	0	0	0	0
군청	0	0	0	0
삼청	0	0	0	0
석황	0	0	0	0
석간주	0	0	0	0
주홍	0	0	0	0
지당	0	0	0	0
하엽	0	0	0	0
다자	0	0	0	0
육색	0	0	0	0
먹	0	0	0	0
미도포	0	0	0	0
시료	탄화면적 (㎠)
시료	1	2	3	평균
뇌록	42	38	39	39
양록	38	39	37	38
장단	39	40	40	39
군청	41	39	38	39
삼청	40	38	38	38
석황	43	41	37	40
석간주	35	37	39	37
주홍	36	37	39	37
지당	38	40	43	40
하엽	38	38	39	38
다자	37	39	40	38
육색	40	41	39	40
먹	41	37	35	37
미도포	34	36	33	34
시료	탄화길이 (㎝)
시료	1	2	3	평균
뇌록	8	9	8	8
양록	9	9	10	9
장단	10	11	8	9
군청	11	9	8	9
삼청	9	8	9	8
석황	8	7	9	8
석간주	7	10	11	9
주홍	9	10	11	10
지당	9	8	10	9
하엽	10	12	8	10
다자	9	9	10	9
육색	8	10	11	9
먹	7	10	11	9
미도포	7	9	8	8

<실시예 4>

실시예 1의 방염제 제조시 실리콘수화물(Silicon hydrate) 15g으로 변경 첨가하여 실리콘수화물(Silicon hydrate)의 함량을 늘린 후, 수소이온농도(pH)를 중성으로 맞춰 방염제를 제조하였다.

[표10]은 유해물질 함유 여부 및 기본물성 시험 결과값을 나타낸다.

[표11]은 내후성 평가 결과를 나타낸다.

[표12]는 방염성 시험 결과를 나타낸다.

<실시예 5>

실시예 1의 방염제 제조 시 에탄올아민(ETHANOLAMINE) 75g으로 변경 첨가하여 에탄올아민(ETHANOLAMINE)의 함량을 늘린 후 수소이온농도(pH)를 중성으로 맞춰 방염제를 제조하였다.

[표13]은 유해물질 함유여부 및 기본물성 시험 결과값을 나타낸다.

[표14]는 내후성 평가 결과를 나타낸다.

[표15]는 방염성 시험 결과를 나타낸다.

시료	잔염시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	0	0	0
양록	0	0	0	0
장단	0	0	0	0
군청	0	0	0	0
삼청	0	0	0	0
석황	7	6	5	6
석간주	0	0	0	0
주홍	0	0	0	0
지당	3	0	0	0
하엽	0	0	0	0
다자	0	4	0	1
육색	0	0	0	0
먹	0	0	0	0
미도포	0	0	0	0
시료	잔신시간 (초)
시료	1	2	3	평균
뇌록	0	0	0	0
양록	0	0	0	0
장단	0	0	0	0
군청	0	0	0	0
삼청	0	0	0	0
석황	0	0	0	0
석간주	0	0	0	0
주홍	0	0	0	0
지당	0	0	0	0
하엽	0	0	0	0
다자	0	0	0	0
육색	0	0	0	0
먹	0	0	0	0
미도포	0	0	0	0
시료	탄화면적 (㎠)
시료	1	2	3	평균
뇌록	42	38	39	39
양록	38	39	37	38
장단	39	40	40	40
군청	41	39	38	39
삼청	40	38	38	39
석황	43	41	37	40
석간주	35	37	39	37
주홍	36	37	39	37
지당	38	40	43	40
하엽	38	38	39	38
다자	37	39	40	39
육색	40	41	39	40
먹	41	37	35	37
미도포	34	36	33	34
시료	탄화길이 (㎝)
시료	1	2	3	평균
뇌록	8	9	8	8
양록	9	9	10	9
장단	10	11	8	10
군청	11	9	8	9
삼청	9	8	9	9
석황	8	7	9	8
석간주	7	10	11	9
주홍	9	10	11	10
지당	9	8	10	9
하엽	10	12	8	10
다자	9	9	10	9
육색	8	10	11	9
먹	7	10	11	9
미도포	7	9	8	8

<실험 및 실험결과>

상기와 같이 제조된 실리콘과 인계화합물 중합한 방염제를 목조 문화재용 방염제 검정기준에 따른 결과를 아래 [표16]과 같이 나타났다.

	유해성	내후성	방염성	잔류성	건조 및 흡습성
실시예 1	○	○	○	○	○
실시예 2	○	○	○	○	○
실시예 3	○	○	○	○	○
실시예 4	○	△	○	△	△
실시예 5	○	×	○	×	×
《 방염성 》 ○:모든 시편이 탄화 합격 , ×: 단청 13가지 색상 중 하나라도 탄화 불합격 《 내후성 , 잔류성 , 건조 및 흡습성 》 ○:광택, 백화 없이 색차 양호 , △:광택 :있음, ×:백화 있음

상기 표에 나타난 바와 같이, 상기 실시예에 따라 실리콘-인계 방염제를 목조 문화재용 방염제 검정기준에 따른 테스트 결과는 실리콘 함량 변화와 실리콘-인산-아민 함량 변화에 따라 물성이 달라진다. 실리콘 함량이 일정 범위 이상에서는 광택이 남아 목재 색차를 유발 하지만 방염에는 문제가 없었다. 에탄올아민의 함량이 일정 범위 이상에서는 색차 테스트에서 불합격 사유가 되는 목재에 백화 현상이 발생함을 알 수 있다.

Claims

삭제
메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐벤질-아미노에틸-아미노프로필-트리메톡시-실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 멀켑토트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란 중에서 선택된 어느 하나의 실리콘[functional silicone]과 인계 화합물의 정전기적인 결합에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 실리콘-인계 목재 단청용 방염제.
삭제
청구항 2에 있어서, 상기 실리콘-인계 목재 단청용 방염제를 목재에 사용시, 상기 실리콘-인계 목재 단청용 방염제와 목재와의 가교결합으로 탄화 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 실리콘-인계 목재 단청용 방염제.
삭제