KR101897228B1 - 준불연 발포 스티로폼 제조용 준불연 비드 조성물의 제조방법 - Google Patents

준불연 발포 스티로폼 제조용 준불연 비드 조성물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 준불연급의 발포 스티로폼을 제조하기 위한 비드 조성물과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 발포 스티로폼 제조용 비드의 표면에 팽창흑연 막을 형성시킴으로써 불이 옮겨 붙지 않고 준불연급의 방화 성능을 갖는 발포 스티로폼을 제조할 수 있는 장점이 있다.

Description

준불연 발포 스티로폼 제조용 준불연 비드 조성물의 제조방법 { MANUFACTURING METHOD OF LIMITED COMBUSTIBLE BEADS COMPOSITION FOR MANUFACTURING LIMITED COMBUSTIBLE EXPANDED POLYSTYRENE }
본 발명은 준불연급의 발포 스티로폼을 제조하기 위한 비드 조성물과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 발포스티로폼(Expanded Polystrene)은 단열성과 완충성 및 가공성이 우수하므로 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있으며 특히 제품을 보호하는 포장재나 건축용 단열재 및 흡음재로서 주로 사용되고 있다.
하지만 상기 스티로폼은 열에 매우 취약하므로 화재시 열에 의해 스티로폼이 연소되어 화재의 확산을 초래하고 인체에 유해한 유독가스를 발생 시킴으로서 인명피해를 유발시키는 문제점이 있었다.
이에 등록특허 제10-0825203호에서는 발포되는 스티로폼의 입자 내부에 자기소화성을 갖는 난연화 조성물을 투입되게 함으로서 제조되는 발포스티로폼이 자기소화성을 갖도록 하여 난연3등급의 난연성 발포스티로폼을 제조할 수 있도록 하는 난연성 발포스티로폼 제조용 조성물 및 이를 이용한 난연성 발포스티로폼 원료용 비드의 제조방법을 제시하며, 이외에도 난연등급의 발포 스티로폼을 제조하는 기술은 많이 제시되어 있다.
그러나 불연에 가까운 준불연급의 발포 스티로폼을 제조하는 기술은 아직 미미한 실정이다.
등록특허 제10-0825203호 (2008.04.18.)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
즉, 발포 스티로폼 제조용 비드의 표면에 팽창흑연 막을 형성시킴으로써 불이 옮겨 붙지 않고 준불연급의 방화 성능을 갖는 발포 스티로폼을 제조하고자 한다.
본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여,
교반기에 스티로폼원료인 노비드 600 중량부를 교반기에 투입하고 1차 조성액 22 ~ 30.3 중량부를 분사하여 550 ~ 650 RPM으로 3 분간 교반하는 제1단계; 교반기에 흑연혼합물 4 중량부를 투입하여 500 ~ 550 RPM으로 5 분간 교반하는 제2단계; 교반기에 2차 조성액 21 ~ 27.5 중량부를 분사하여 295 ~ 310 RPM으로 5 분간 교반하는 제3단계;를 포함하고, 상기 1차 조성액은 톨루엔 8.0 ~ 11.0 중량부, 메틸렌클로라이드 0.4 ~ 0.6 중량부, 우레탄수지 1.6 ~ 2.2 중량부, 카바이드용액 2.4 ~ 3.3 중량부, 염화파라핀 1.6 ~ 2.2 중량부, 에탄올 또는 메탄올 8.0 ~ 11.0 중량부를 포함하며, 상기 2차 조성액은 톨루엔 8 ~ 11 중량부, 인상흑연 2.4 ~ 3.3 중량부, 우레탄수지 1.6 ~ 2.2 중량부, 카바이트용액 2.4 ~ 3.3 중량부, 염화파라핀 1.6 ~ 2.2 중량부, 메탄올 또는 에탄올 5.0 ~ 5.5 중량부를 포함하며, 상기 흑연혼합물은 분말형태의 팽창흑연 2 중량부와 분말형태의 인상흑연 2 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하거나,
교반기에 스티로폼원료인 노비드 600 중량부를 교반기에 투입하고 1차 조성액 27.5 중량부를 분사하여 600 RPM으로 3 분간 교반하는 제1단계; 교반기에 흑연혼합물 4 중량부를 투입하여 500 RPM으로 5 분간 교반하는 제2단계; 교반기에 2차 조성액 30 중량부를 분사하여 305 RPM으로 5 분간 교반하는 제3단계;를 포함하고, 상기 1차 조성액은 톨루엔 10 중량부, 메틸렌클로라이드 0.5 중량부, 우레탄수지 2 중량부, 카바이드용액 3 중량부, 염화파라핀 2 중량부, 에탄올 또는 메탄올 10 중량부를 포함하며, 상기 2차 조성액은 톨루엔 10 중량부, 인상흑연 3 중량부, 우레탄수지 2 중량부, 카바이트용액 3 중량부, 염화파라핀 2 중량부, 에탄올 또는 메탄올10 중량부를 포함하며, 상기 흑연혼합물은 분말형태의 팽창흑연 2 중량부와 분말형태의 인상흑연 2 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 준불연 발포 스티로폼 제조용 준불연 비드 조성물 제조방법을 제시한다.
삭제
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 발포 스티로폼 제조용 비드의 표면에 팽창흑연 막을 형성시킴으로써 불이 옮겨 붙지 않고 준불연급의 방화 성능을 갖는 발포 스티로폼을 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 스티로폼을 촬영한 사진.
도 2는 도 1의 스티로폼에 화염을 가하는 장면을 촬영한 사진.
이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.
본 발명인 준불연 발포 스티로폼 제조용 준불연 비드 조성물은 스티로폼원료(노비드) 표면을 1차 조성액으로 코팅하는 제1단계, 제1단계의 조성물과 흑연혼합물을 혼합하여 제1단계의 조성물의 표면에 흑연혼합물을 부착시키는 제2단계, 제2단계의 조성물 표면을 2차 조성액으로 코팅하는 제3단계를 거쳐 제조된다.
제1단계 : 스티로폼원료(노비드) 표면을 1차 조성액으로 코팅
스티로폼원료 600 중량부를 교반기에 투입하고 1차 조성액 13.8 ~ 46.8 중량부를 분사하여 500 ~ 750 RPM으로 2 ~ 4 분간 교반한다.
본 단계는 노비드의 표면을 녹이기 위한 것으로서, 상기 1차 조성액은 톨루엔 5.0 ~ 17.0 중량부, 메틸렌클로라이드 0.3 ~ 0.9 중량부, 우레탄수지 1.0 ~ 3.4 중량부, 카바이드용액(탄소를 포함하는 용액) 1.5 ~ 5.1 중량부, 염화파라핀 1.0 ~ 3.4 중량부, 에탄올 또는 메탄올 5.0 ~ 17.0 중량부로 구성되며, 노비드는 발포되기 전의 스티로폼 원료를 의미한다. 상기 메틸렌클로라이드는 MEK(methyl ethyl ketone)으로 대체할 수도 있으며, 이를 희석하기 위하여 물 대신 에탄올 또는 메탄올을 사용한다. 물을 사용하지 않음으로서 별도의 건조시간을 필요로 하지 않게 되어 작업성이 향상된다.
2단계 : 제1단계의 조성물의 표면에 흑연혼합물을 부착
교반기에 흑연혼합물 2.0 ~ 6.8 중량부를 투입하여 500~750 RPM으로 4 ~ 6 분간 교반한다.
본 단계에서는 제1단계에서 표면이 녹은 노비드에 흑연혼합물이 부착되는데, 상기 흑연혼합물은 팽창(片狀)흑연 1.0 ~ 3.4 중량부, 인상(鱗狀)흑연 1.0 ~ 3.4 중량부로 구성되며 분말(powder)형태의 것을 사용한다.
팽창흑연은 난연성을 높여주어 불이 옮겨붙는 것을 방지하는 역할을 하고, 인상흑연은 단열성이 뛰어나므로 불에 노출되더라도 온도가 발화점까지 올라가지 않도록 하는 역할을 한다. 이를 고루 혼합하여 노비드에 부착함으로써 준불연급의 조성물을 제조할 수 있게 되는 것이다.
제3단계 : 제2단계의 조성물 표면을 2차 조성액으로 코팅
교반기에 2차 조성액 15.0 ~ 51.0 중량부를 분사하여 250 ~ 400 RPM으로 4 ~ 6 분간 교반한다.
본 단계에서 흑연혼합물이 부착된 제2단계 조성물의 표면이 2차 조성액에 의해 코팅되는데, 상기 2차 조성액은 톨루엔 5.0 ~ 17.0 중량부, 인상흑연 1.5 ~ 5.1 중량부, 우레탄수지 1.0 ~ 3.4 중량부, 카바이트용액 1.5 ~ 5.1 중량부, 염화파라핀 1.0 ~ 3.4 중량부, 에탄올 또는 메탄올 5.0 ~ 17.0 중량부로 구성된다.
1차 조성액과 대부분 동일하나, 메틸렌클로라이드 대신 인상흑연이 사용되는 것이 차이점이다. 따라서 메틸렌클로라이드에 의해 노비드의 표면을 녹이는 제1단계는 표면을 골고루 얇게 녹이기 위해 빠른 회전수로 짧게 교반하고, 메틸렌클로라이드가 들어가지 않는 제3단계에서는 낮은 회전수로 보다 긴 시간동안 교반하여 2차 조성액에 의한 코팅막이 골고루 두껍게 형성되도록 한다. 즉, 단열성이 높은 인상흑연으로 단열막을 형성하여 불에 의한 열이 내부로 전달되지 않도록 차단하는 것이다. 팽창흑연과 혼합하여 사용하는 것 보다 인상흑연만 사용하여 단열막을 두껍게 형성하는 것이 스티로폼원료로 열이 직접전달되는 것을 막을 수 있어 열에 의한 형태변화와 그을음을 최소화 할 수 있다.
제4단계 : 제3단계의 교반기 내 혼합물을 4 ~ 6 분간 건조
교반을 멈추고 상온에서 자연건조시킨다.
제5단계 : 제4단계의 혼합물을 발포
제4단계까지 거쳐 건조된 조성물을 계근하여 발포기로 이송시킨 뒤 이를 발포시켜 비드를 만들게 된다.
상기 제조방법에 의한 준불연 비드 조성물은 스티로폼원료(EPS)인 노비드 600 중량부 대비 1차 조성액 13.8 ~ 46.8 중량부, 흑연혼합물 2.0 ~ 6.8 중량부, 2차 조성액 15.0 ~ 51.0 중량부로 구성된다.
상기 1차 조성액은 톨루엔 5.0 ~ 17.0 중량부, 메틸렌클로라이드 0.3 ~ 0.9 중량부, 우레탄수지 1.0 ~ 3.4 중량부, 카바이드용액 1.5 ~ 5.1 중량부, 염화파라핀 1.0 ~ 3.4 중량부, 에탄올 또는 메탄올 5.0 ~ 17.0 중량부로 구성된다.
상기 흑연혼합물은 팽창흑연 1.0 ~ 3.4 중량부, 인상흑연 1.0 ~ 3.4 중량부로 구성된다.
상기 2차 조성액은 톨루엔 5.0 ~ 17.0 중량부, 인상흑연 1.5 ~ 5.1 중량부, 우레탄수지 1.0 ~ 3.4 중량부, 카바이트용액 1.5 ~ 5.1 중량부, 염화파라핀 1.0 ~ 3.4 중량부, 에탄올 또는 메탄올 5.0 ~ 17.0 중량부로 구성된다.
본 발명에 의한 실시예는 다음과 같다.
제1단계 : 스티로폼원료 600 kg을 교반기에 투입하고 1차 조성액 27.5 kg을 분사하여 600 RPM으로 3분간 교반하였다.
상기 1차 조성액은 톨루엔 10 kg, 메틸렌클로라이드 0.5 kg, 우레탄수지 2 kg, 카바이드용액 3 kg, 염화파라핀 2 kg, 에탄올 또는 메탄올 10 kg으로 구성된 것을 사용하였다.
제2단계 : 교반기에 흑연혼합물 4 kg을 투입하여 500RPM으로 5분간 교반하였다.
상기 흑연혼합물은 팽창흑연 2 kg, 인상흑연 2 kg으로 구성된 것을 사용하였다.
제3단계 : 교반기에 2차 조성액 30 kg을 분사하여 305 RPM으로 5 분간 교반하였다.
상기 2차 조성액은 톨루엔 10 kg, 인상흑연 3 kg, 우레탄수지 2 kg, 카바이트용액 3 kg, 염화파라핀 2 kg, 에탄올 또는 메탄올 10 kg으로 구성된 것을 사용하였다.
제4단계 : 제3단계의 교반기 내 혼합물을 5 분간 건조하였다.
제5단계 : 제4단계의 혼합물을 발포하였다.
상기 실시예에 의해 제조된 발포 스티로폼은 도 1에 제시되어 있으며, 'A' 부분은 화염을 분사한 부분으로서, 발화도 없고 화염이 분사된 부분만 일부 녹아내린 결과를 확인할 수 있다.
도 2는 상기 발포 스티로폼에 토치를 이용하여 지속적으로 화염을 분사하는 과정을 순차적으로 찍은 사진으로서, 화염이 쉽게 옮겨붙지 않고 수차례 옮겨 붙더라도 금방 달아나는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (3)

  1. 교반기에 스티로폼원료인 노비드 600 중량부를 교반기에 투입하고 1차 조성액 22 ~ 30.3 중량부를 분사하여 550 ~ 650 RPM으로 3 분간 교반하는 제1단계;
    교반기에 흑연혼합물 4 중량부를 투입하여 500 ~ 550 RPM으로 5 분간 교반하는 제2단계;
    교반기에 2차 조성액 21 ~ 27.5 중량부를 분사하여 295 ~ 310 RPM으로 5 분간 교반하는 제3단계;를 포함하고,

    상기 1차 조성액은
    톨루엔 8.0 ~ 11.0 중량부, 메틸렌클로라이드 0.4 ~ 0.6 중량부, 우레탄수지 1.6 ~ 2.2 중량부, 카바이드용액 2.4 ~ 3.3 중량부, 염화파라핀 1.6 ~ 2.2 중량부, 에탄올 또는 메탄올 8.0 ~ 11.0 중량부를 포함하며,

    상기 2차 조성액은
    톨루엔 8 ~ 11 중량부, 인상흑연 2.4 ~ 3.3 중량부, 우레탄수지 1.6 ~ 2.2 중량부, 카바이트용액 2.4 ~ 3.3 중량부, 염화파라핀 1.6 ~ 2.2 중량부, 메탄올 또는 에탄올 5.0 ~ 5.5 중량부를 포함하며,

    상기 흑연혼합물은
    분말형태의 팽창흑연 2 중량부와 분말형태의 인상흑연 2 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는
    준불연 발포 스티로폼 제조용 준불연 비드 조성물 제조방법.
  2. 교반기에 스티로폼원료인 노비드 600 중량부를 교반기에 투입하고 1차 조성액 27.5 중량부를 분사하여 600 RPM으로 3 분간 교반하는 제1단계;
    교반기에 흑연혼합물 4 중량부를 투입하여 500 RPM으로 5 분간 교반하는 제2단계;
    교반기에 2차 조성액 30 중량부를 분사하여 305 RPM으로 5 분간 교반하는 제3단계;를 포함하고,

    상기 1차 조성액은
    톨루엔 10 중량부, 메틸렌클로라이드 0.5 중량부, 우레탄수지 2 중량부, 카바이드용액 3 중량부, 염화파라핀 2 중량부, 에탄올 또는 메탄올 10 중량부를 포함하며,

    상기 2차 조성액은
    톨루엔 10 중량부, 인상흑연 3 중량부, 우레탄수지 2 중량부, 카바이트용액 3 중량부, 염화파라핀 2 중량부, 에탄올 또는 메탄올10 중량부를 포함하며,

    상기 흑연혼합물은
    분말형태의 팽창흑연 2 중량부와 분말형태의 인상흑연 2 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는
    준불연 발포 스티로폼 제조용 준불연 비드 조성물 제조방법.
  3. 삭제
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