KR101302556B1

KR101302556B1 - 친환경 난연 고무 조성물 및 이를 이용한 바닥재

Info

Publication number: KR101302556B1
Application number: KR1020120136739A
Authority: KR
Inventors: 김민석; 김태경; 김수근
Original assignee: 김태경; 김민석
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-09-02

Abstract

본 발명은 친환경 난연 고무 조성물 및 이를 이용한 바닥재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고무 성분, 알루미늄 하이드록실계 화합물, 수산화 마그네슘 화합물, 붕산아연 화합물 및 인계난연성 가소제를 포함하는 친환경 난연 고무 조성물 및 상기 친환경 난연 고무 조성물을 경화시켜 제조되는 성형품에 관한 것이다. 본 발명의 고무 조성물은 친환경적이며 난연 효과를 볼 수 있는 조성물로서 건축물이나 자동차 등의 바닥재 또는 내장재 등으로 사용하는 경우 대형 화재를 방지할 수 있으며, 연기 및 유독가스로 인한 인명 피해를 방지할 수 있으며, 아울러, 전세계 인류가 중시하는 쾌적한 친환경의 삶을 충족시키는 효과가 있다.

Description

친환경 난연 고무 조성물 및 이를 이용한 바닥재{Eco-Friendly Flame Resisting Rubbery Composition and Flooring Using This}

본 발명은 친환경 난연 고무 조성물 및 이를 이용한 각 용도에 맞는 성형품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 친환경 난연고무 조성물 및 이를 이용한 바닥재에 관한 것이다

고무는 각종 교통수단 및 건축물의 바닥재 및 내장재와 같은 다양한 용도에 사용되어 왔다. 그러나, 종래에 상기와 같은 용도에 사용되어 오던 천연고무 또는 합성고무는 가연성이 커서 화재 발생시 속수무책이었다. 특히, 지하철, 비행기, 버스, 선박과 같은 대중교통 수단 및 백화점, 병원, 극장, 학교와 같은 공공장소 등에서 화재가 발생하는 경우 대형사고로 확대되어 큰 인명피해가 발생함으로 더욱 문제가 된다. 최근 자주 발생하는 화재 사고로 인하여 바닥재나 내장재로 사용되는 고무의 난연성에 대한 관심이 더욱 커지고 있다.

지금까지 바닥재 및 내장재 등은 전 세계 시장이 석유화학 제품인 PVC(비닐계)로 (예: 데코타일, 모노륨 등)으로 외관 색상 및 디자인이 다양하게 세계시장을 석권하여 왔으나, 화재 발생시 앞에서 설명한 바와 같이 가연성이 크며, 아울러 최근 몇 년 사이 PVC의 유독성, 유해물질 방출이 심각하여 인간생활 환경 속에 각종 질병, 발암물질 유발 등 자연 속의 생활을 추구하는 인류 욕구에서 배제되고 있다. 따라서, 최근 전 세계의 모든 국가들이 사용 자제, 금지 등으로 대체 제품 개발에 많은 투자를 하고 있으며, 관심을 보이고 있다.

우리나라도 친환경 제품 사용 의무화를 2009년부터 적극 권장하고 있으며 각 지방자치 단체가 얼마나 사용했느냐에 따른 국가 보조금의 차등 지급을 적용하고 있다. 이에 따라 대체 제품 개발이 절실하다고 할 수 있겠다.

종래의 고무 제품은 고무의 난연성을 높이기 위하여 난연 효율이 높은 브롬 화합물 등의 할로겐계 난연제를 사용하여 고무에 배합하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 이 방법은 연소시 발연량이 많아 화재 발생시 화염에 의한 인명피해 보다는 연기 및 다량의 유독 가스에 의한 인명 피해를 가져오는 문제점이 많았으며, 또한 난연성을 높이기 위하여 고무에 다량의 난연제를 사용하는 경우 고무 폴리머의 자체 특성인 탄성, 내구성, 내마모성, 내오염성 등의 물리적 특성을 손상시키는 문제가 발생하여 바닥재로서의 성능 발휘를 못한다는 단점 등이 발생되었다.

한국 특허출원 제1998-0063646호 및 제1998-0007141호에는 고무 성분과 함께 난연제인 Al(OH)₃, 삼산화안티몬 및 인계가소제를 포함하는 무독성 난연고무 바닥재가 기재되어 있으나, 이들 경우에도 상기와 같은 문제로 고무의 물성 저하의 문제로 과량의 Al(OH)₃와 같은 무기계 난연제를 사용할 수 없었다.

따라서, 당업계에는 고무 고유의 특성을 유지하면서도, 난연성 또는 불연성이 우수한 무독성 고무 조성물을 개발해야하는 필요성이 존재해 왔으며, 이의 개발에 대한 노력이 계속되고 있다. 또한, 상기의 경우는 고무에 난연성을 높이는 문제에만 관심이 있었으나 천연 독성 물질인 안티몬계 화합물을 함유한 종래의 고무 제품조성물은 친환경 제품과는 거리가 멀었다.

이에 본 발명자들은 고무의 고유 물성을 유지하면서 난연 성능을 유지하면서도 환경부고시 제2012-36호의 EL246의 기준에 의한 친환경 제품의 개발하고자 노력하던 중 독성 및 유해물질(안티몬계 화합물)이 없는 천연나무에서 추출한 천연고무(라텍스)와 무기계 난연제인 알루미늄 하이드록실계 화합물 및 수산화 마그네슘계, 인계난연성 가소제, 붕산아연, 및 무기계 광물질 등을 적절한 구성비로 혼합하는 경우 고무의 특성인 탄성을 유지하면서도 난연 및 친환경 특성을 갖는 바닥재가 이루어짐을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 고무의 특성인 탄성을 유지하면서도 난연 및 안티몬(Sb)계 화합물이 배제된 친환경 특성을 갖는 친환경 난연 고무 조성물 및 이를 이용한 바닥재를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고무 성분, 알루미늄 하이드록실계 화합물, 수산화 마그네슘 화합물, 붕산아연 화합물 및 인계난연성 가소제를 포함하는 친환경 난연 고무 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 친환경 난연 고무 조성물을 경화시켜 제조되는 성형품을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 고무 성분, 알루미늄 하이드록실계 화합물, 수산화 마그네슘 화합물, 붕산아연 화합물 및 인계난연성 가소제를 포함하는 친환경 난연 고무 조성물을 제공한다.

본 발명의 친환경 난연 고무 조성물에 있어서, 상기 고무 성분은 천연고무 및 EDPM(에틸렌~프로필렌~디엔~삼공중합체)으로 구성되는 것이 바람직하고, 이때 상기 천연고무는 라텍스인 것이 보다 바람직하며, 아울러 상기 조성물은 a) 천연고무 80~90 중량부, b) EDPM 10~20 중량부, c) 알루미늄 하이드록실계 화합물 150~200 중량부, d) 수산화 마그네슘 화합물 10~20 중량부, e) 붕산아연계 화합물 20~30 중량부 및 f) 인계난연성 가소제 10~20 중량부;를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 구성 성분인 고무 성분으로 사용될 수 있는 물질로서 천연고무, 합성고무 예컨대 SBR, NBR, CR, IIR, HYPALON, 실리콘, 불소고무 등이 있다. 그러나, 본 발명에서는 친환경 바닥재로서의 기준을 준수하기 위하여 천연고무와 고무의 가소성을 높이기 위하여 EPDM 고무를 사용하는 것이 바람직하며, 그 외의 기타 SBR, NBR, CR, IIR, HYPALON 고무를 사용하는 경우 친환경 기준인 VOCS값이 상승하여 사용하기에는 바람직하지 않다고 볼 수 있다. EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔-삼공중합체)은 종래의 천연 고무 또는 일반 합성 고무보다 화학적으로 안정하며, 내오존성, 내후성, 내열성, 내한성, 내용제성, 내약품성, 내수증기성, 내노화성 등이 뛰어나다.

또한, 본 발명의 친환경 난연 고무 조성물에 있어서, 상기 알루미늄 하이드록실계 화합물은 수산화 알루미늄[Al(OH₃)] 또는 알루미늄 히드록실 클로라이드인 것이 바람직하다.

본 발명의 하나의 구성 성분인 알루미늄 하이드록실계 화합물로 사용될 수 있는 Al(OH₃), 알루미늄 히드록실 클로라이드 등이 있다. 이중 예컨대 수산화 알루미늄 (Al(OH₃))은 온도에 따라 다음과 같은 반응을 한다.

i) 2Al(OH₃) --> 2AlOㅇOH + 2H₂O, 245℃

ⅱ) 2Al(OH₃) --> Al₂O₃ + 3H₂O, 320℃

ⅲ) 2AlOㅇOH --> Al₂O₃ + H₂O - △Q(470 cal/g 흡열), 550℃

수산화알루미늄은 상기와 같이 흡열 반응을 통하여 냉각효과를 나타낼 뿐만 아니라, Al₂O₃의 생성에 의한 고체상 보호막 역할을 통해 난연성에 기여함으로써 화재시 고무 폴리머의 발연 발생시 억제 역할을 한다. 그러나, 수산화알루미늄은 분해온도가 낮기 때문에 열원에서의 높은 온도에의해 열원 주변의 수산화알루미늄이 미리 분해되므로 이에 의하여 난연성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 수산화 알루미늄을 과량 투입시 고무의 특성인 탄성이 소멸되면서 고무 배합시 점도가 상승되어 성형 작업의 어려움이 발생되어 적절한 구성 성분비를 맞추어야 하며 추가 난연 성능을 보완하기 위하여 수산화 마그네슘 및 붕산아연을 조절 투입함으로서 고무 조성물을 이용한 바닥재로서의 고유의 물성을 맞출 수 있다.

본 발명에서는 알루미늄 하이드록실계 화합물을 천연고무 80~90 중량부에 대하여 150-200 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 종래에는 알루미늄 하이드록실계 화합물을 과량으로 사용하는 경우 고무 조성물의 고유 물성을 저하시키는 것으로 알려져 있었으나, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 고무 조성물에 특정 성분 및 성분비를 이용함으로써 이와 같은 문제를 해결하였다.

또한, 본 발명의 고문 조성물에는 안티몬계 화합물을 첨가하지 않는 것이 바람직하다. 안티몬은 은백색의 광택이 있는 결정성의 고체로, 축전지 극판, 베어링, 활자 등의 합금과 도금에 사용된다. 그러나, 단체와 화합물 모두 유해하고 동족의 비소보다 약하지만 이것과 비슷한 독성을 띠며, 분진과 증기를 흡입하면 신경이 파괴되어 심장장해를 일으킨다. 특히 납축 전지에 충전할 때 발생하는 안티몬화수소(SbH₃)는 맹독 가스로 용혈 작용을 한다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 안티몬계 화합물을 포함시키지 않는다.

또한, 본 발명의 친환경 난연 고무 조성물에 있어서, 상기 친환경 난연 고무 조성물은 추가적으로 충진제로서 실리카 및 CLAY를 포함하는 것이 바람직하며, 이때 상기 충진제는 100~150 중량부인 것이 보다 바람직하다.

이와 같이, 고무 제품의 물성(인장강도 : ㎏f/C㎟, 인열강도 : ㎏f/C㎜, 신장율 : %)을 향상시키기 위하여, 보강성이 뛰어난 보강성 백색 충진제인 실리카와 CLAY를 사용함으로서 카본블랙과 유사한 성능으로 고무 조성물의 인장 강도, 인열 강도 및 경도를 향상시켜 ASTM F 1334의 물성 기준을 만족시킬 수 있다.

또한 고무 폴리머에 과량의 무기 난연제가 투입됨으로서 고무의 점도를 낮추기 위한 가소제가 투입되어야 하나 고무배합에서 일반적으로 사용하고 있는 일반 석유계인 방향족계유, 나프탄계유, 파라핀계유 등을 사용하게 되는데 상기의 연화제, 가소제를 본 발명의 고무 조성물에 사용하는 경우 바닥재의 고유의 특성인 긁힘 현상(스크래치성)이 나쁘게 나타나고, 친환경 제품을 유지하기 위해서는 VOCS(휘발성 유기화합물) 값이 상승하여 상기의 연화제, 가소제는 사용하기에 적절하다고 볼 수 없다. 상기의 문제를 해결하기 위하여, 액상의 인계 난연성 가소제(NC701)를 사용함으로서 고무의 긁힘 현상(스크레치성)을 방지할 수 있었으며, 연화제의 성질에 의해 고무 조성물의 가공성, 흐름성 등을 향상시킬 뿐만 아니라, 고무 조성물의 점도를 낮춤으로서 압출, 카렌더, 성형 등의 여러 작업을 수월하게 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기의 인계난연성 가소제(NC701)는 고무의 고유 성질인 탄성 및 복원력을 유지시키며, 내열성을 향상시킬 뿐만 아니라 고무배합시 점도 조절능력에서도 우수하고 친환경 바닥재로서의 기준인 VOCS(휘발성 유기화합물), 포름알데히드 방출, 톨루엔량 방출, 1,3-부타디엔 방출 등이 나타나지 않음으로서 친환경 난연 고무 바닥재 조성물로서는 최고의 조성물이라 할 수 있다.

또한, 본 발명의 친환경 난연 고무 조성물에 있어서, 상기 고무 조성물은 일라이트, 제올라이트, 산화아연(ZnO) 및 케톤아민계 노화방지제로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 고무 조성물에는 추가의 첨가제를 사용함으로서 고무의 조성물의 물성을 향상시킬 수 있다. 상기의 첨가제의 한 예로서 일라이트와 제올라이트가 있다. 일라이트와 제올라이트는 고무 바닥 제품 성형후 장기간 사용 또는 방치시 고무제품에서 스며나오는 블루밍 현상시 나타날 수 있는 여러 가지 유해물질을 흡수해 버리거나 화재발생시 화염에 의한 연기 및 유독가스 발생시 흡수하여 고무 성분 100 중량부를 일라이트와 제올라이트를 10~20 중량부를 사용할 수 있다.

그 외 산화아연(ZnO) 및 노화방지제(케톤아민계)를 투여하여 노화방지 효과 이외에 내열에 의한 노화방지력 및 고무의 영구압축 변형을 개량할 수 있다.

본 발명의 성형품에 있어서, 상기 성형품은 건축물, 자동차 등의 수많은 산업과 용도에서 사용될 수 있으나 바닥재 또는 내장재에 사용되는 것이 바람직하고, 상기 성형품은 가황제 또는 가황촉진제를 사용하여 이온결합인 유황을 이용하여 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명의 고무 조성물을 경화시켜 제조되는 성형품을 제공한다. 경화방법에는 특별히 제한이 없으나 이온결합인 유황을 사용한다. 가황제 및 가황촉진 조제를 어떻게 사용하느냐에 따라 고무 조성물의 성형과정에서 미가황, 또는 가황의 역효과에 의한 제품의 불량 원인이 많이 나타나기 때문에 3~5 중량부의 가황제를 적절하게 사용하여야 한다.

예를 들면, 유황 컴파운딩 방법이나 과산화물 가황법을 사용할 수 있다. 과산화물 가황법은 과산화물의 열분해에 의해 생긴 라디칼이 고무 탄화수소를 탈수소하거나 또는 이중결합을 부가하여 고무분자에 라디칼을 생성하는 반응이다. 이에 의하여 분자가 안정화되면서 분자간 결합력의 세기가 증가하여 내화 효과를 나타낼 수 있다. 과산화물 가황법에서는 디크밀 페록시드(Dicumyl Peroxide;DCP-40%)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 고무 조성물은 친환경적이며 난연 효과를 볼 수 있는 조성물로서 건축물이나 자동차 등의 바닥재 또는 내장재 등으로 사용하는 경우 대형 화재를 방지할 수 있으며, 연기 및 유독가스로 인한 인명 피해를 방지할 수 있으며, 아울러, 전세계 인류가 중시하는 쾌적한 친환경의 삶을 충족시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 친환경 난연성 고무 조성물로 제작된 난연성 고무판의 flaming mode에서의 연기밀도(Ds)를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 친환경 난연성 고무 조성물로 제작된 난연성 고무판의 non-flaming mode에서의 연기밀도(Ds)를 나타낸 그래프이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다

<실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 5> 친환경 난연 고무 조성물의 제조

하기 표 1에 기재되어 있는 성분을 사용하여 시료를 제조하였다.

구체적으로 원료 고무 100 중량부를 기준으로 하여 압축혼합기(Kneader기)에 고무 원료 및 약품을 투입하여 압축혼합기 기기 온도가 80℃를 넘지 않는 범위내에서 혼합함 후 압축 롤러(ROLLER)기를 사용하여 상기의 성분을 배합하였다.

이어서 배합된 Sheet를 180℃의 금형(Mold)에 투입하여 가압, 가열 Press에 의한 압축 성형 작업을 완료하여 샘플의 고무 물성 및 난연성, 실내공기질 발생 이상유무 변화를 측정하였다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5
NBR			100
SBR				100
IIR					100
CR						100
천연고무	80	90
EPDM	20	10					100
스테아린산	1	1	1	1	1	1	1
산화아연	5	5	5	5	5	5	5
Al(OH)₃	150	200	150	150	150	150	150
Mg(OH)₂	20	20	20	20	20	20	20
붕산아연	20	30	20	20	20	20	20
CLAY	100	150	150	100	100	100	100
NC701	10	20	10	10	10	10	10
일라이트	10	10	10	10	10	10	10
제올라이트	10	10	10	10	10	10	10
실란커플링제	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2
오존노화방지제	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
가황제	3~5	3~5	3~5	3~5	3~5	3~5	3~5
촉진조제	2~3	2~3	2~3	2~3	2~3	2~3	2~3
기타	5~10	5~10	5~10	5~10	5~10	5~10	5~10
기타: 착색제, 연화제, 점도 조절제 등

< 시험예 1> 고무 조성물의 특성 검사

상기에서 제조된 시료의 물성을 측정하기 위하여 인장강도(㎏f/C㎟), 인열강도(㎏f/C㎜), 신장율(%), 경도(Shore A Type)를 측정하였으며, 실내공기질 시험기준인 TVOC 방출량(㎎/㎡.h), 포름알데히드 방출량(㎎/㎡.h), 톨루엔 방출량(㎎/㎡.h), 1,3-부타디엔 방출량(㎎/㎡.h), 난연도(㎜/10 min) 등을 하기와 같은 방법으로 측정하였다.

인장강도는 시료에 인장하중을 주었을 때 끊어지는 강도를 의미하며, 측정값은 파괴하중을 최초의 단위면적으로 나눈값으로 계산하였다. 인열강도는 시료에 인장하중을 주었을 때 찢어지는 강도를 의미하며, 측정값은 파괴하중을 최초의 단위길이로 나눈값으로 계산하였다. 신장율은 시료의 원래의 길이와 인장하중을 주었을 때 늘어나는 길이의 비율을 의미하며, 측정값은 (늘어난 길이/원재료의 길이 X 100)으로 계산하였다. 경도는 고무경도측정계(Shore A Type)에 의하여 측정한 값이다.

실내공기질 시험방법은 방출량 시험조건으로서 챔버온도 : 25 ± 1℃, 챔버 상대습도 : 50 ± 3%, 시험기간 : 7일, 시료구분 및 조제 : 바닥재 사용 조건, 시험방법은 실내공기질 공정시험기준 : 2010을 기준으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5
인장강도(f/C)	142	148	124	116	121	82	105
인열강도(f/C)	38	42	25	28	48	18	25
신장율(%)	85	72	250	280	110	350	180
경도(Shore A Type)	93	95~96	83	82	86	75	92
난연성(/10 min)	80138	125	286	312	148	112	140
TVOC 방출량	0.121	0.160	2.6	3.23	1.93	1.25	0.38
포름알데히드 방출량	0.005 미만	0.005 미만	0.68	2.3	0.48	0.85	0.17
톨루엔 방출량	0.037	0.042	0.056	0.10	0.12	0.14	0.042
1,3-부타디엔	검출안됨	검출안됨	4.2	2.1	검출안됨	검출안됨	검출안됨
Pb	검출안됨	검출안됨	미검	미검	미검	미검	미검
Cd	검출안됨	검출안됨	미검	미검	미검	미검	미검
Hg	검출안됨	검출안됨	미검	미검	미검	미검	미검
Cr()	검출안됨	검출안됨	미검	미검	미검	미검	미검

상기의 물성 및 난연성 실내공기질공정 시험기준은 아래와 같다.

- 인장강도 (㎏f/C㎟) : 100 ㎏f/Cㆍ㎟ 이상

- 인열강도 (㎏f/C㎜) : 28 ㎏f/Cㆍ㎜ 이상

- 신장율 (%) : 100% 이하

- 난연성 (㎜/10 min) : 160 ㎜/10 min 이하

- 경도 (Shore A Type) : 75도 이상 (ISO 7619)

- TVOC 방출량 : 0.4 ㎎/㎡ㆍh 이하 (휘발성 유기화합물) (실내공기질 공정시험기준)

- 포름알데히드 방출량 : 0.12 ㎎/㎡ㆍh 이하 (실내공기질 공정시험기준)

- 톨루엔 방출량 : 0.08 ㎎/㎡ㆍh 이하 (실내공기질 공정시험기준)

- 1,3-부타디엔 방출량 : 1 ㎎ 이하 (KSM 0031)

- 납(Pb), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 6가 크롬(Cr⁶ ⁺) 함량 (㎎/㎏)(합이 1000 ㎎/㎏ 이하) (ISO 3856)

상기의 표 2에 나타난 바와 같이 실시예 1 및 실시예 2는 우수한 고무의 물성 및 난연성을 나타내고 있으며, 실내공기질 공정시험기준에서도 또한 친환경 검사 지준치에 우수한 성능을 보여주고 있다.

실시예 2는 실시예 1에 비하여 난연성 및 물성은 양호하게 나타나나 경도가 95도 이상을 나타내어 Sheet용 고무 바닥재로 생산시 점도상승에 의한 설비의 과부하 현상에 의하여 작업성이 난해하며 결과적으로 제조된 고무 조성물 또한 경도 상승에 따른 ROLL TYPE의 형태로서는 딱딱하여 실시예 1을 기준으로 실시예 2 사이의 배합 조정으로 고무 조성물을 제조하는 것이 보다 바람직할 것으로 판단된다.

또한, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4, 비교예 5에서 보는 바와 같이, NBR, SBR, IIR, CR 고무는 고무의 물성 및 난연성이 실시예 1 및 실시예 2에 비교하여 상당히 물성 및 난연성이 떨어지며, 실내공기질 공정시험 또한 VOCS, ㅍ름알데히드, 1,3-부타티엔 방출에 있어서 문제가 발생되고 있음을 확인하였다.

EPDM 고무는 고무 바닥재로서 물성 및 난연성이 양호하게 나타나나 실내공기질 시험기준에 약간의 SPEC OVER로 인하여 친환경 난연고무 바닥재 조성물로서는 적합하지 않으나, 상기의 실시예 1 및 실시예 2에서 보는 바와 같이, 천연고무 단독 조성물로서는 천연고무 자체 탄력성이 매우 강하여 배합작업시 소련, 혼합, Sheet 열내림 작업이 불량하여 천연고무의 탄력을 희소시키기 위하여 EPDM 고무를 혼합하여 전체고무 중량을 100 중량 기준으로 조성물을 형성하나 SBR 고무 자체의 TVOC(휘발성 유기화합물)의 상승으로 본 발명에서는 사용하는 것이 바람직하지 않음을 확인하였다.

상기의 실험 결과를 통하여 본 발명의 구성에 의하여 고무 조성물에 우수한 고무 성질 및 난연성과 함께 환경친화적인 고무 조성물을 부여할 수 있음을 확인하였다.

특히 본 발명의 고무 조성물을 환경친화적이면서 경도 조정 및 난연성을 유지함으로서 바닥재로 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

< 시험예 2> 고무 조성물의 연기밀도 검사

상기 본 발명의 친환경 난연 고무 조성물의 연기밀도를 공정시험기준 : ASTM E662를 기준으로 측정하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1 및 2로 이루어진 고무 조성물로 제작된 고무판을 제작하고, 상기 고무판의 연기밀도를 KRRI에 의뢰하여 시험하였다. 실시예 1에 대해서는 flaming mode에서 연기밀도를 측정하였고, 실시예 2에 대해서는 non-flaming mode에서의 연기밀도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3 및 도 1(flaming mode), 표 4 및 도 2(non-flaming mode)에 기재하였다.

flaming-mode

측정횟수	Ds (90 s)	Ds (240 s)	Ds (600 s)	Dm	time to Dm (s)	Tc (%)	Dm (corr)
1회	0.0	16.9	168	177	722	100.0	177
2회	12.3	43.5	147	156	811	90.3	150
3회	5.1	26.3	189	219	944	90.4	213
평균(average)	5.8	28.9	168	184	826	93.6	180

- 시료 두께 : 4.5 ㎜ / 무게 : 51.9 g (배판/AL 포함)

- Dm : maximum specific optical density

- Dm (corr) : corrected maximum specific optical density

- Tc : clear beam transmission

non-flaming mode

측정횟수	Ds (90 s)	Ds (240 s)	Ds (600 s)	Dm	time to Dm (s)	Tc (%)	Dm (corr)
1회	7.4	50.2	212	371	1197	73.9	353
2회	8.3	100.3	276	348	997	83.5	338
3회	0.0	54.1	215	352	1191	97.4	350
평균(average)	5.2	68.2	234	357	1128	84.9	347

- 시료 두께 : 4.5 ㎜ / 무게 : 52.5 g (배판/AL 포함)

- Dm : maximum specific optical density

- Dm (corr) : corrected maximum specific optical density

- Tc : clear beam transmission

< 시험예 3> 고무 조성물의 산소지수 검사

상기 본 발명의 친환경 난연 고무 조성물의 산소지수를 공정시험기준 : ISO 4589-2를 기준으로 측정하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1로 이루어진 고무 조성물로 제작된 고무판을 제작하고, 상기 고무판의 산소지수를 KRRI에 의뢰하여 시험하였다. 그 결과를 하기 표 5에 기재하였다.

Nτ series measurements

N series measurements (8.6.1 및 8.6.2)				(8.6.3)				Cr
산소 농도 (%)	36.0	36.2	36.4	36.0	36.2	36.4	36.6	36.8
burning period (s)	<180	<180		>180	<180	<180	<180	>180
length burnt ()	<50	<50		>50	<50	<50	<50	>50
response
k value from ISO 4589-2 표 5 : -1.25
				결론 Cf = 36.8 k = -1.25

- OI = Cr + k × d = 36.8 + (-1.25 X 0.2) = 36.55

- verification of step size d% oxygen concentration

σ =

====> OI is valid

- 시료 크기 : 10 ㎜ X 120 ㎜ X 2.1 ㎜ / 무게 : 4.5 g, OI = 36.5

< 시험예 4> 고무 조성물의 독성지수 검사

상기 본 발명의 친환경 난연 고무 조성물의 독성지수를 공정시험기준 : BS 6853을 기준으로 측정하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1로 이루어진 고무 조성물로 제작된 고무판을 제작하고, 상기 고무판의 독성지수를 KRRI에 의뢰하여 시험하였다. 그 결과를 하기 표 6에 기재하였다.

시험항목 (test list)	reference value (g/)	측정값 (g/)				r(x)
시험항목 (test list)	reference value (g/)	1회	2회	3회	평균	r(x)
CO₂	14000	1636	2454	1636	1909	0.136
CO	280	20.82	20.82	20.82	20.82	0.074
NOx	7.6	8.55	11.97	6.84	9.12	1.200
SO₂	53	0.12	0.24	0.71	0.36	0.0007
HCl	15	N.D^*	N.D^*	N.D^*	-	-
HCN	11	N.D^*	N.D^*	N.D^*	-	-
HBr	20	N.D^*	N.D^*	N.D^*	-	-
HF	4.9	N.D^*	N.D^*	N.D^*	-	-
R (독성지수)						1.42

^*N.D : not detected

- 시료 두께 : 4.5 ㎜ (배판/AL 포함) / 무게 : 53.1 g

- Ds at sampling time : 84.69

- time to 85% of Ds_max : 451 s

< 시험예 5> 고무 조성물의 화염전파 검사

상기 본 발명의 친환경 난연 고무 조성물의 화염전파를 공정시험기준 : ISO 5658-2를 기준으로 측정하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1로 이루어진 고무 조성물로 제작된 고무판을 제작하고, 상기 고무판의 독성지수를 KRRI에 의뢰하여 시험하였다. 그 결과를 하기 표 7에 기재하였다.

측정횟수	ignition time (s)	extent of burning (㎜)	CFE (kW/㎡)	Qsb (MJ/㎡)
1회	66	360	22.9	5.71
2회	70	330	26.8	4.20
3회	67	350	24.1	4.15
평균(average)	67	346	24.6	4.69

- CFE : critical flux at extinguishment, Qsb : average heat for sustained burnig

- 시료 두께 : 4.5 ㎜ / 무게 : 1125 g (배판/AL 포함)

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

산화안티몬계 화합물이 결여되고, 천연고무 및 EDPM(에틸렌~프로필렌~디엔~삼공중합체)으로 구성되는 고무 성분, 알루미늄 하이드록실계 화합물, 수산화 마그네슘 화합물, 붕산아연 화합물 및 인계난연성 가소제를 포함하는 친환경 난연 고무 조성물.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 조성물은
a) 천연고무 80~90 중량부,
b) EDPM 10~20 중량부,
c) 알루미늄 하이드록실계 화합물 150~200 중량부,
d) 수산화 마그네슘 화합물 10~20 중량부,
e) 붕산아연 화합물 20~30 중량부 및
f) 인계난연성 가소제 10~20 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 난연 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 천연고무는 라텍스인 것을 특징으로 하는 친환경 난연 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 알루미늄 하이드록실계 화합물은 수산화 알루미늄[Al(OH₃)] 또는 알루미늄 히드록실 클로라이드인 것을 특징으로 하는 친환경 난연 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 친환경 난연 고무 조성물은 추가적으로 충진제로서 실리카 및 CLAY를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 난연 고무 조성물.
제 6항에 있어서, 상기 충진제는 100~150 중량부인 것을 특징으로 하는 친환경 난연 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 고무 조성물은 일라이트, 제올라이트, 산화아연(ZnO) 및 케톤아민계 노화방지제로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 난연 고무 조성물.
제 1항 및 제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 친환경 난연 고무 조성물을 경화시켜 제조되는 성형품.
제 9항에 있어서, 상기 성형품은 바닥재 또는 내장재인 것을 특징으로 하는 성형품.
제 9항에 있어서, 상기 성형품은 가황제 또는 가황촉진제를 사용하여 이온결합인 유황을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 성형품.