KR101710513B1 - 난연성 패브릭 - Google Patents

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Abstract

난연성 패브릭이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 합성섬유 또는 천연섬유로 구성되며 외표면이 투명한 투명 난연제로 코팅된 일반섬유층 및 광물섬유로 구성된 광물섬유층을 포함하되, 일반섬유층은 광물섬유층의 일측 또는 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭이 제공된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 난연 성능을 보장하면서도 촉감이 좋고 미려한 외관을 가져 실내 내장재 및 가구에 적용할 수 있는 난연성 패브릭이 제공된다. 또한, 난연 성능을 제공하면서도 작업성이 우수하여 절단 및 부착 등의 가공이 용이한 난연성 패브릭이 제공된다.

Description

난연성 패브릭 {FLAME-RETARDANT FABRIC}
본 발명은 난연성 패브릭에 관한 것이다.
패브릭은 벽면, 천정, 바닥 등의 내부 마감용은 물론 파티션, 소파, 롤스크린, 커튼 등의 인테리어 용도로 다양하게 활용되고 있다. 일반적으로 폴리에스터, 아크릴, 폴리프로필렌 등의 합성섬유와 면, 삼베, 마(린넨) 등의 천연섬유를 주로 사용하며 직물패턴의 다양성, 컬러의 다양성 등의 장점 때문에 우수한 인테리어 효과를 얻을 수 있다. 본 명세서에서는 합성섬유와 천연섬유를 통칭하여 일반섬유라 부르기로 한다.
한편, 벽지 등의 내장재나 실내 구조물이 불연(不燃) 또는 난연(難燃) 처리되지 않은 경우 건물에 화재가 발생하면, 화염은 급속히 확산되고 유독가스는 대량으로 배출되어 심각한 재산 및 인명 피해를 초래한다. 따라서 고층 건물, 영화관, 학교, 종합병원, 유흥업소 등 많은 사람이 이용하는 건물에서는, 화염의 전파가 가능한 한 늦으면서도 유독가스를 적게 배출하여 화재 발생 초기에 사람들에게 대피할 시간을 가질 수 있게 하는 불연 또는 난연직물 소재를 벽지나 커튼과 같은 내장재로 사용하는 것이 매우 중요하며, 한국과 미국을 포함하여 많은 국가에서 이를 법으로 규정하고 있다.
일반섬유와는 달리 광물섬유는 보다 높은 난연성을 제공하여 불연 또는 난연직물을 제조하는 데 사용될 수 있다. 그러나 기존의 광물섬유 직물은 촉감이 좋지 않고, 다양한 색상이나 패턴을 표현할 수 없기 때문에 마감재로 사용하기에는 어려울 수 있다. 또한, 광물섬유 직물은 자체 강성이 크지 않아 흐느적거리기 때문에 이를 절단 및 시공하는 데 어려움이 있을 수 있다.
등록특허공보 제10-1293764호, 불연성 외장 마감재 (2013.08.05. 공고)
본 발명의 일측면은 난연 성능을 제공하면서도 촉감이 좋고 미려한 외관을 가져 실내 내장재 및 가구에 적용할 수 있는 난연성 패브릭을 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 일측면은 난연 성능을 제공하면서도 작업성이 우수하여 절단 및 부착 등의 가공이 용이한 난연성 패브릭을 제공하려는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 합성섬유 또는 천연섬유로 구성되며 외표면이 투명한 투명 난연제로 코팅된 일반섬유층 및 광물섬유로 구성된 광물섬유층을 포함하되, 일반섬유층은 광물섬유층의 일측 또는 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭이 제공된다.
광물섬유층의 외표면은 난연성 코팅제로 코팅될 수 있다. 난연성 코팅제는 무기물 기재, 난연제, 수성 폴리우레탄 및 표면처리제를 포함할 수 있다. 여기서, 무기물 기재는 세라믹, 돌가루 등을 포함할 수 있고, 난연제는 멜라민 시아누레이트(melamine cyanurate)를 포함할 수 있다.
투명 난연제는 인산 구아니딘(guanidine phosphate)을 포함할 수 있다.
일반섬유층와 광물섬유층은 난연접착제로 접합될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭은 일반섬유층과 광물섬유층 사이에 개재되는 금속층을 더 포함할 수 있다. 금속층은 알루미늄 박막 또는 증착 알루미늄의 형태로 구현될 수 있다.
광물섬유층은 화강암 섬유, 실리카 섬유, 탄소 섬유 및 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 난연 성능을 보장하면서도 촉감이 좋고 미려한 외관을 가져 실내 내장재 및 가구에 적용할 수 있는 난연성 패브릭이 제공된다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 난연 성능을 제공하면서도 작업성이 우수하여 절단 및 부착 등의 가공이 용이한 난연성 패브릭이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭의 분해 사시도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 불연 단열시트의 접합 상태 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 불연 단열시트와 그 제조장치 및 그 제조방법을 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭의 접합 상태 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭은 일반섬유층(10)과 광물섬유층(30)이 적층된 구조를 가진다.
일반섬유층(10)은 합성섬유 또는 천연섬유로 구성될 수 있다. 합성섬유는 합성물질로 이루어진 섬유로서 플리에스터, 아크릴, 폴리프로필렌 등을 포함할 수 있고, 천연섬유는 자연에서 발견되는 물질로 이루어진 섬유로서 면, 삼베, 마(린넨) 등을 포함할 수 있다.
일반섬유는 종류마다 차이는 있지만 일반적으로 연신율(재료가 늘어나는 비율)이 낮고 어느 정도의 탄성이 있어 잡아당겨도 다시 원래의 형태로 돌아온다. 또한 올이 풀리는 문제가 적은 장점이 있다. 하지만 부드럽고 흐느적거려 취급하기에 따라 직물이 뒤틀려 있는 상태로 시공되기도 한다. 이와 같은 특징은 소파, 보드 등을 감싸는 용도로 사용할 때는 문제가 되지 않고 오히려 장점이 되기도 하지만, 벽체, 천정, 바닥 등에 내부 마감용으로 부착해야 하거나 롤스크린, 커튼에 사용할 때는 일정한 형태가 유지되는 강성이 있어야 절단, 부착, 사용 등의 취급이 더욱 용이해진다. 따라서 벽체, 천정, 바닥 용도로 사용할 때는 일반섬유 한쪽 면에 종이, 부직포 등을 배접한다거나 코팅처리를 해 어느 정도의 강성을 유지하도록 하여 용도에 적합한 형태 안정성을 확보하는 것이 일반적이다.
또한, 일반섬유는 일반적으로 난연성을 제공하지 못하며, 배접으로 사용되는 재료들(종이, 부직포 등)도 난연성을 제공하지 못하는 경우가 일반적이다.
이를 보완하기 위해, 일반섬유층(10)은 그 외표면이 투명 난연제로 코팅될 수 있다. 투명 난연제는 투명한 재료로 구성되어 일반섬유(즉, 합성섬유 또는 천연섬유) 본래의 색채와 형태를 유지하게 하면서 화염이 지속적으로 가해져도 불이 번져나가지 않도록 할 수 있다. 투명 난연제는 예를 들어 인산 구아니딘(guanidine phosphate)을 포함할 수 있다.
광물섬유층(30)은 광물섬유로 구성될 수 있다. 광물섬유는 높은 난연성을 가진 재료로서, 화강암 섬유, 실리카 섬유, 탄소 섬유 및 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광물섬유는 높은 난연성을 제공하고 단열 및 흡음 효과가 우수하지만 강도가 크지 않아 흐느적거리는 경향이 있다. 또한, 올풀림이 심하고, 연신율이 높고, 피부에 닿았을 경우 자극을 일으킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 또한 기본적으로 기능성에 초점이 맞춰진 만큼 디자인적인 연출에 있어선 매우 제한적이다.
이를 보완하기 위해, 광물섬유층(30)은 그 외표면이 난연성 코팅제로 코팅될 수 있다. 난연성 코팅제는 무기물 기재, 난연제, 수성 폴리우레탄 및 표면처리제를 포함할 수 있다. 여기서 무기물 기재는 세라믹, 돌가루 등을 포함할 수 있으며 난연성 코팅제의 주요 성분을 이룰 수 있다. 난연제는 예컨대 멜라민 시아누레이트(melamine cyanurate) 등의 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 난연성 코팅제는 무기물 기재와 혼합되는 용액으로서 멜라민 시아누레이트 7~13 중량부, 수성 폴리 우레탄 9~15 중량부, 표면처리제 2~8 중량부 및 물 64~82 중량부를 포함할 수 있다.
난연성 코팅제에는 표면처리제로서 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)을 첨가할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 불연코팅제에는 표면을 매끄럽게 하기 위해 멜라민 및 수성 아크릴 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 또한, 불연성을 높이기 위해 오산화인(P2O5), 질소, 요소 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 조성비를 가지는 난연성 코팅제를 광물섬유로 구성된 직물에 적용한 후 80~170 °C의 온도에서 가열 건조시켜 사용할 수 있다.
광물섬유 직물이 상기와 같은 난연성 코팅제를 함유하게 하여 광물섬유층(30)을 형성할 수 있으며, 이를 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 광물섬유 직물을 상기와 같은 난연성 코팅제에 침지시켜 난연성 코팅제가 광물섬유 직물의 섬유사 사이사이에 스며들게 함으로써, 광물섬유층(30)의 난연성을 더욱 증가시킬 수 있다.
이와 같이 코팅된 광물섬유층(30)은 광물섬유가 가진 내열강도를 더 높임은 물론, 강한 화염에도 형태가 변형되는 것을 막는다. 동시에 표면을 감싼 코팅은 표면을 매끄럽게 하여 광물섬유가 가진 단점인 피부자극성을 거의 없애고, 흐느적거리지 않게 적절한 강성을 갖추게 하여 재단을 용이하게 하고 절단시 발생하는 분진을 최소화할 수 있다.
일반섬유층(10)과 광물섬유층(30) 사이에는 금속층(20)이 배치될 수 있다. 금속층(20)으로는 무게가 가벼운 알루미늄 박막 등을 사용할 수 있다. 금속층(20)은 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭의 강성 및 난연성을 더욱 높이는 장점을 제공할 수 있다.
광물섬유층(30)은 난연성 코팅제가 건조 또는 경화함으로 인해 일반 광물섬유 직물보다는 더 강한 강성을 가질 수 있으나, 금속층(20)을 사용함으로써 강성을 보다 증가시킬 수 있다. 즉, 광물섬유로 구성된 직물은 자체적으로는 강성이 부족하여 흐느적거릴 수 있으며 가공 및 시공하는 데 어려움이 있을 수 있는데, 금속층(20)을 부가함으로써 이를 방지할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따른 불연 단열시트는 호치키스, 못, 피스 등으로 벽체에 직접 부착하여 건물의 단열시공에 적용할 수 있고, 벽지풀이나 접착제로도 부착가능하며, 칼, 가위 등으로 절단을 쉽게 할 수 있다.
금속층(20)은 또한 평활도를 증가시킬 수 있는데, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭을 벽지로 직접 사용하는 경우 금속층(20)이 전체적으로 더 높은 평활함을 제공하여 벽체 상의 불균일한 표면을 가려주는 역할을 할 수 있다.
전술한 일반섬유층(10), 금속층(20) 및 광물섬유층(30)는 난연접착제(22, 24)로 접합될 수 있다. 난연접착제(22, 24)는 불연성 또는 난연성을 가지는 접착제로서, 화재 발생시 일반섬유층(10), 금속층(20) 및 광물섬유층(30)이 서로에 대한 접착력을 유지하면서도 타는 것을 방지할 수 있다. 난연접착제(22, 24)는 일반적인 접착제 성분에 불연성 또는 난연성 재료를 첨가하여 형성할 수 있다.
이와 같이 난연처리한 일반섬유층(10)과 코팅 처리된 광물섬유층(30)을 난연접착제(22, 24)를 이용하여 접합시키면 절단시 분진이 거의 발생하지 않는다.
일반섬유를 난연처리하여 불이 번져나가지 않도록 하더라도 섬유를 구성하고 있는 소재 자체가 열에 약해 화염에 구멍이 발생하거나 형체가 유실될 수 있다. 한쪽 면에 내열강도를 높이는 동시에 취급성을 향상시키는 코팅처리를 완료한 광물섬유층(30)을 난연접착제(22, 24)로 합지하게 되면, 일반섬유층(10)의 난연성을 더욱 보완하는 동시에 화염이 가해질 경우 제품이 오그라들거나 형태가 유실되면서 제품 이면으로 불이 옮겨 붙는 것을 차단할 수 있어 화재 지연에 상당한 효과가 있을 수 있다.
더 나아가, 일반섬유층(10)에 코팅처리된 광물섬유층(30)을 합지할 경우, 일반섬유 직물만을 사용했을 때 나타날 수 있는 뒤틀림 현상을 방지할 수 있으며, 벽체, 천정, 바닥에 내부 인테리어 마감재로 부착시공 하거나 커튼, 롤스크린으로 제작할 때 취급성과 작업성이 향상된다. 코팅된 광물섬유층(30)은 목재, 석고보드, 철판, 콘크리트벽에도 도배용 접착제로 용이하게 부착되므로 일반섬유층(10)을 단독으로 사용하는 것보다 시공이 용이하고 종이, 부직포 등을 배접했을 때와 비교해도 시공성에 있어 큰 차이가 없다.
한편, 광물섬유층(30)은 흡음성이 우수하여 공조실 등 방음이 필요한 시설에 주로 이용될 수 있으며, 일반섬유층(10)만 사용하거나 종이배접 하였을 때보다 우수한 흡음성을 갖출 수 있다.
광물섬유는 기본적으로 만졌을 때 또는 분진이 발생했을 때 피부에 자극을 줄 수 있고, 올 풀림이 심해 단독으로 사용시 인테리어 용도로 사용이 어려울 수 있다. 또한, 위사와 경사가 단단하게 상호 응집되어 있지 못해 연신율이 높다. 즉, 양쪽으로 잡아당기면 형태가 어그러진다. 위의 단점은 난연성 코팅제를 통해 어느 정도 개선될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 패브릭을 벽체, 천정, 바닥에 내부 인테리어 마감용으로 부착 시공하거나 파티션 등으로 사용할 경우, 일반섬유층(10)이 바깥으로 노출되게 시공하여 일반섬유층(10)을 구성하는 천연섬유 등의 색상 및 디자인을 그대로 표현할 수 있으며, 일반섬유가 의류에도 사용되는 만큼 시공 후 제품 면에 사람의 피부가 닿아도 자극을 일으킬 염려가 없어진다. 커튼 등 제품의 양면이 바깥으로 노출되는 제품의 경우에는 난연 처리된 일반섬유층(10)을 제품 양측 바깥 면에 배치시켜 광물섬유층(30)이 바깥으로 노출되지 않도록 할 수 있다.
또한, 일반섬유는 직물마다 차이는 있지만 일반적으로 연신율이 낮고 올풀림이 거의 없다. 따라서 난연접착제(22, 24)로 일반섬유층(10)과 코팅처리되어 올풀림과 연신율이 향상된 광물섬유층(30)을 합지할 경우 일반섬유가 올풀림과 연신율을 보완해 주기 때문에 내부 인테리어 마감이나 커튼, 롤스크린으로 사용하는데 있어 같은 효과를 기대할 수 있다.
이에 더해, 금속층(20)을 부가하면 내부 인테리어 마감용도로 사용할 때 벽체 등에서 발생하는 습기 침투를 방지할 수 있고 복사열을 차단하므로 차열, 차냉 효과를 볼 수 있어 단열효과를 얻을 수 있다. 이는 롤스크린 또는 커튼으로 사용할 경우에도 창을 통해 출입하는 복사열을 차단할 수 있고 추가적으로 차광효과를 더욱 높일 수 있어 실내 암막이 필요한 경우 사용하면 좋다. 광물섬유가 부도체로서 단열재료로 널리 이용되고 있는 바 금속층(20)과 광물섬유층(30)을 함께 적층한다면 더 향상된 단열효과를 기대할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 일반섬유층 20: 금속층
22, 24: 난연접착제 30: 광물섬유층

Claims (8)

  1. 합성섬유 또는 천연섬유로 구성되며 외표면이 투명한 투명 난연제로 코팅된 일반섬유층;
    광물섬유로 구성되며 외표면이 난연성 코팅제로 코팅된 광물섬유층; 및
    상기 일반섬유층과 광물섬유층 사이에 개재되는 금속층
    을 포함하되,
    상기 일반섬유층은 상기 금속층의 일측 또는 상기 금속층의 일측과 상기 광물섬유층의 타측에 배치되고,
    상기 일반섬유층, 상기 금속층 및 상기 광물섬유층은 난연 접착제로 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 난연성 코팅제는 무기물 기재, 난연제, 수성 폴리우레탄 및 표면처리제를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 난연제는 멜라민 시아누레이트(melamine cyanurate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 난연제는 인산 구아니딘(guanidine phosphate)을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄 박막 또는 증착 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광물섬유층은 화강암 섬유, 실리카 섬유, 탄소 섬유 및 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 패브릭.
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