KR101347151B1 - 불연액 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 벽지 및 목재 등 화재에 취약한 제품에 사용되어 연소되는 것을 방지하는 불연액 조성물의 제조방법으로, 가열설비가 되어 있는 용기에 순수 용수와 메탈실리콘, 수산화나트륨을 넣고 가열한 후, 여기에 붕사를 투입하고, 일정시간 동안 반응시켜 불연액 조성물을 제공하기 위한 것이다.

Description

불연액 조성물 및 그의 제조방법{Glass silica water}

본 발명은 불연액 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 벽지 및 목재와 같은 건축 내외장재와 차량용 내장 등 화재에 취약한 제품에 사용되어 연소되는 것을 방지하는 불연액 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 벽지는 주택이나 사무실 등의 건축물 내부 벽면을 도배하여 실내의 미관을 향상시키고 시멘트벽의 내부 및 외부 온도차에 의한 결로현상을 차단하기 위한 목적으로 사용되고 있는 것으로, 최근 들어 실내 인테리어에 대한 인식과 대중의 취향 변화로 인해 단순한 패턴에서 탈피하여 편안하고 화려하면서 고급스러운 느낌을 부여함과 아울러 내화성능과 방음기능 및 내구성 등의 기능성을 갖추어 소비자로 하여금 선택의 폭을 넓힐 수 있는 다양한 형태 및 종류가 출시되고 있다.

이러한 벽지는 예전에는 상기한 벽면장식과 결로현상의 차단을 위한 용도로만 사용되어 왔지만 근래에 들어서는 생활수준의 향상과 건강하고 쾌적한 삶을 추구하는 현대인의 욕구가 늘어나게 되면서 기본적인 장식목적과 결로현상의 차단 외에 여러 가지 기능성을 보유하고 있는 벽지에 대한 개발이 요구되고 있는 상황이다.

그 결과, 벽지는 실내를 장식하는 단순한 장식적 기능과 결로현상의 차단 기능에서 나아가서 감상의 대상으로서의 심미성과, 촉감의 우수성, 화재 시에 잘 타지 않는 방염성과, 외부의 소음이 내부로 들어오지 않고 내부에서 발생하는 소음도 차단하여 줌으로써 아파트 생활을 하는 등의 밀접해진 이웃사이에 발생하기 쉬운 소음을 줄일 수 있는 방음기능 및 어느 정도의 충격에도 견딜 수 있는 내구성을 갖추는 것이 요구되고 있다.

특히, 최근에는 건물의 초고층화가 이루어짐으로써 건물의 일정공간에 화재가 발생하였을 때 불길이 확산되는 것을 방지하기 위해 여러 가지 소재를 적용하여 화재 시 등에 유독가스의 발생을 방지하고 화염 및 불길이 확산되는 것을 차단하는 난연성 벽지에 관심이 고조되고 있으며, 이러한 관심의 결과로 불연성능을 갖는 여러 종류의 벽지가 개발되고 있다.

현재 개발된 방염성능을 갖춘 벽지 중에서 대표적인 것이 방염벽지와 탄소섬유벽지 및 글라스(Glass) 섬유벽지이다.

이와같이, 종래의 난연 또는 불연제를 사용하고 있는 기술을 살펴보면. 한국등록공보 제10-1024558호(난연벽지 및 그의 제조방법, 2011.03.17)에는, 부직포의 표면에 난연제를 흡착시키고, 난연제가 흡착된 부직포를 건조한 후, 원지의 표면에 접착제를 도포한 후 건조된 부직포와 접합하여 부직포와 원지가 접합된 합지를 재건조하여 제조된 난연벽지 제조방법이 등록되어 있다. 그러나, 이 방법은 제조공정이 너무 많아 복잡하며, 많은 비용이 발생되는 문제점이 있다.

그리고, 한국특허공개공보 제10-2008-0086294(수용성 난연제 조성물, 그 제조방법, 및 그 제조방법에 의해 제조되는 난연제 조성물을 이용한 난연처리 방법, 2008.09.25)에는, 인산티탄마그네슘 수용액, 벤토나이트, 콩기름, 베이킹파우더, 유화제, 올레인산, 디메틸아민을 포함한 염기, 및 인산마그네슘암모늄 수용액으로 이루어지는 인산티탄마그네슘암모늄-벤토나이트계 난연제 조성물, 그 제조하는 방법, 및 그 제조방법에 의해 제조된 난연제 조성물을 건축자재 또는 마감재에 도포, 건조하는 난연 처리 방법에 관한 것이 공개되어 있다. 그러나, 이는 저 유독성가스, 저발연성, 내열성 등의 기능을 가진 난연제 제조와 난연화 처리 공법 연구가 필요하다.

그러나, 상기 방염벽지는 1종 이상의 수용성수지에 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 기재에 방염성능을 부여하는 것을 기본으로 하고 있으나, 이는 화재 발생시 화염이 전파되는 것은 방지할 수 있으나, 원천적으로 벽지 자체의 연소를 방지할 수 없는 문제점이 있다.

상기 탄소섬유벽지는 탄소섬유를 기재로 하여 1종 이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 기재에 방염성능을 부여하는 것을 기본으로 하고 있으나, 이는 방염에 지속적으로 벽지가 노출되었을 때 탄소섬유가 공기 중의 산소와 결합하여 이산화탄소로 변하면서 구멍발생과 같은 기재의 변형을 야기하는 문제점이 있다.

그리고, 상기 글라스섬유벽지는 글라스(Glass)섬유를 기재로 하여 1종이상의 난연제, 항균제, 도막제, 대전방지제, 분산제, pH안정제, 호제, 기포제 및 물을 혼합하여 기재에 방염성능을 부여하는 것을 기본으로 하고 있으나, 이는 난연제 결합력의 저하로 인하여 글라스섬유를 결합하는 결합력이 약화됨으로써 벽지의 시공성이 저하될 뿐만 아니라 인체에 유해한 글라스섬유의 분진이 배출되는 문제점이 있다.

상기의 제품들의 난연 혹은 불연 성능의 향상을 위해 코팅 처리되기도 하는데, 이 때의 코팅재로는 보통 무기질 접착제와 규산소다를 주류로 하는 코팅재가 사용된다. 그런데, 이러한 코팅재가 사용된 제품들을 탄산화하여 가열할 경우, 백분이 도포 또는 함침된 표면에 떠올라 벗겨지기 쉬운 결점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 벽지 및 목재 등 화재에 취약한 제품에 사용되어 연소되는 것을 방지하는 불연액 조성물의 제조방법으로, 가열설비가 되어 있는 용기에 순수 용수와 메탈실리콘, 수산화나트륨을 넣고 가열한 후, 여기에 붕사를 투입하고, 일정시간 동안 반응시켜 불연액 조성물을 제공하는 것이다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 불연액 조성물은 실질적으로 완전한 불연액로서의 범용성을 살리고 저비용으로 고효율을 나타낼 수 있으며, 나아가 신속한 반응 속도로 인해 생산성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 건축자재의 내외장재에 불명액을 도포하였을 때, 건축자재의 내외 장재의 고유한 물성은 저하시키지 않음은 물론, 화재발생시 일정온도 또는 일정시간 동안에는 그 발화시점을 지연시켜, 화재로 인하여 방출될 수 있는 유독가스와 매연을 일정시간 지연시킬 수 있어 인명 피해를 극소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 불연액 제조 공정도
도 2는 본 발명의 불연액을 침지한 제품의 화염 테스트 사진

본 발명의 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 통해서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

불연액 조성물 및 그의 제조방법

도 1은 본 발명의 불연액 제조 공정도를 나타내는 것으로, 이를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

벽지 및 목재 등 화재에 취약한 제품에 사용되어 연소되는 것을 방지하는 불연액 조성물의 조성비는 순수 또는 용수 10중량부에 대하여, 메탈실리콘 3~5중량부, 수산화 나트륨 1~2중량부, 붕사 1~2중량부를 포함하여 구성되어지며,

본 발명인 불연액 조성물의 제조방법은 가열설비가 되어 있는 가열용기에 순수 또는 용수 10 중량부에 대하여, 메탈실리콘 3~5중량부, 수산화나트륨 1~2 중량부를 넣고, 70~100 ℃에서 2시간 가열한 후, 식히는 과정 중에 상기 가열용기에 붕사 1~2 중량부를 정량하여 첨가하고, 90~120분 반응시켜 불연액을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 가열용기에 붕사를 첨가하여 반응시키는 반응온도는 전 공정의 반응작업 후 식는 과정에 첨가되어지므로 약 100℃에 투입되어 식을 때까지 반응하게 되며, 이때 반응의 시간은 수산화나트륨과 붕사의 첨가량 또는 적용 제품의 용도에 따라 달라질 수 있다.

불연액을 침지한 제품의 화염 테스트

도 2는 본 발명의 불연액을 침지한 제품의 화염 테스트 사진을 나타내는 것으로, 이를 자세하게 설명하면,

도 2-1)은 A4용지를 이용하여,

본 발명의 불연액에 침지하고 건조 후 10초간 화염에 노출 시켰을 때와 대조군으로 일반용지를 1초간 화염에 노출 시켰을 때의 사진을 나타낸 것으로, 사진으로 통하여 불연액의 효과가 뛰어남을 알 수 있었다.

도 2-2)는 면장갑을 이용하여,

면장갑을 본 발명의 불연액에 침지하고 건조 후 1분간 화염에 노출 시켰을 때와 대조군으로 면장갑을 3초간 화염에 노출 시켰을 때의 사진을 나타낸 것으로,

본 발명의 불연액에 침지하고 건조 후 사용한 면장갑은 1분간 화염에 노출 시켰을 때에도 별다른 연소의 흔적이 없이 그을음만 나타내 보였으나, 대조군의 면장갑은 완전히 연소되어 재로 변한 것으로 사진으로 통하여 불연액의 효과가 뛰어남을 알 수 있었다.

도 2-3)은 차량내장용 우레탄 발포 폼을 이용하여,

차량내장용 우레탄 발포 폼을 본 발명의 불연액에 침지하고 건조 후 5초간 화염에 노출 시켰을 때와 대조군으로 차량내장용 우레탄 발포 폼을 3초간 화염에 노출 시켰을 때의 사진을 나타낸 것으로,

본 발명의 불연액에 침지하고 건조 후 사용한 차량내장용 우레탄 발포 폼은 5초간 화염에 노출 시켰을 때에도 약간의 그을음만 나타내 보였으나, 대조군의 차량내장용 우레탄 발포 폼은 외형이 전소되어 것으로 사진으로 통하여 불연액의 효과가 뛰어남을 알 수 있었다.

상기 본 발명의 불연액은 건축자재의 내외장재에 도포하였을 때, 건축자재의 내외 장재의 고유한 물성은 저하시키지 않음은 물론, 화재발생시 일정온도 또는 일정시간 동안에는 그 발화시점을 지연시켜, 화재로 인하여 방출될 수 있는 유독가스와 매연을 일정시간 지연시킬 수 있어 인명 피해를 극소화할 수 있는 효과를 가지며, 연소되기 용이한 옷, 피륙, 섬유, 카펫, 소파, 벽지, 기타 종이류 등에 스프레이 형식으로 분사되어 도포 될 때, 그 표면에 불이 붇더라도 바로 연소 되는 것이 아니라 일정온도 이상에서, 일정시간이 지나야 연소가 되어져 화재에 취약한 제품에 사용되어 연소되는 것을 방지하는 불연액 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Claims (2)

1. 화재에 취약한 제품에 사용되어 연소되는 것을 방지하는 불연액 조성물의 제조방법에 있어서,
   가열설비가 되어 있는 가열용기에 순수 또는 용수 10중량부에 대하여, 메탈실리콘 3~5중량부, 수산화나트륨 1~2중량부를 넣고 혼합하여, 70~100 ℃에서 2시간 가열한 후,
   식히는 과정 중에 상기 가열용기에 붕사 1~2중량부를 정량하여 첨가하고, 90~120분 반응시켜 불연액을 제조하는 것을 특징으로 하는 불연액 조성물의 제조방법
   
2. 제 1항의 제조방법에 의하여 제조되는 불연액 조성물의 조성비는 순수 또는 용수 10중량부에 대하여, 메탈실리콘 3~5중량부, 수산화 나트륨 1~2중량부, 붕사 1~2중량부를 포함하여 구성되어지는 것을 특징으로 하는 불연액 조성물
   

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