KR101917261B1 - 실내 인테리어용 기능성 방염패널 - Google Patents

Abstract

건축물의 천장과 벽체를 마감하는 인테리어 마감재로 사용되어 유려한 미감을 제공할 수 있는 실내 인테리어용 방염패널이 개시된다. 이를 위하여 베이스 판재와, 상기 베이스 판재의 하면에 부착되며 방염제가 포함되어 구성된 제1 저압 멜라민 함침지와, 상기 베이스 판재의 상면에 부착되며 방염제가 포함되어 구성된 제2 저압 멜라민 함침지와, 및 상기 제2 저압 멜라민 함침지의 상면에 도포된 UV 코팅제가 포함된 마감층을 포함하는 방염패널에 있어서, 상기 마감층은 상기 제2 저압 멜라민 함짐지의 상부에 순차적으로 구비된 UV 프라이머 및 UV 상도를 포함하는 방염패널을 제공한다. 본 발명에 따른 방염패널은 마감층의 구성을 UV 프라이머와 UV 상도만으로 구성하더라도 UV 프라이머, UV 하도, UV 중도, UV 상도로 구성된 마감층과 대등한 방염성능을 제공할 수 있다.

Description

실내 인테리어용 기능성 방염패널{FUNCTIONAL FIRE PREVENTION PANEL FOR INDOOR INTERIOR DECORATION}

본 발명은 건축물의 실내 및 실외에 인테리어용으로 사용할 수 있는 기능성 방염패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 천장과 벽체를 마감하는 인테리어 마감재로 사용되어 유려한 미감을 제공하며, 우수한 방염성능을 가지는 실내 인테리어용 기능성 방염패널에 관한 것이다.

일반적으로 주택이나 빌딩 등의 건축물에는 다양한 내장재와 외장재 등의 건축자재가 사용되고 있는데, 건축자재로는 목재나 합성수지 또는 금속 등과 같은 재료를 이용하여 다양한 방식으로 가공 또는 성형 제작한 것이 사용되고 있으며, 벽재나 천장재 또는 바닥재 등의 실내 마감재 및 인테리어 자재를 비롯한 문이나 붙박이 가구와 같은 각종 가구류로는 대부분 패널형(panel type) 자재가 사용되고 있다.

현재 패널형 자재의 대부분은 주로 목질계 패널이 사용되고 있다 할 수 있는데, 원목이나 중밀도섬유판(MDF), 파티클보드(PB), 멜라민보드, 합판, 강화목재 등을 그 예로 들 수 있다.

또한, 상기 중밀도섬유판(MDF)이나 파티클보드(PB) 등의 목질계 패널은 가격이 저렴하고 대량 생산이 가능하므로 가장 많이 채택되어 사용되고 있으며, 시트지 등을 붙여 마감할 경우 고급스러운 느낌을 부여할 수도 있다.

하지만, 종래 건축자재로 다양하게 사용되고 있는 목질계 패널은 재질 특성상 화염에 매우 약하므로 불에 쉽게 타거나 화재시 연기를 발생시키는 등의 단점을 지니고 있고, 화재발생시 단시간에 큰 규모의 화재로 발전하게 되거나 인명 및 재산 등의 피해를 증대시킬 수 있으며, 특히 시트지 등이 부착된 경우에는 유해물질의 발생률이 높아져 더욱 심각한 문제를 야기할 수 있다.

덧붙여, 종래 중밀도섬유판(Medium Density Fiberboard: MDF)이나 파티클보드(Particle Board: PB) 등을 포함하는 목질계 패널은 목재가 주성분이므로 습기에 취약한 단점을 가지고 있고, 화재시 연기 발생을 높일 수 있다.

이에 따라, 이러한 목질계 패널에 대한 화재 취약성의 단점을 극복하기 위해 방염성을 부여한 방염패널이 개발되고 있는 실정이다.

이러한 방염패널의 제조에는 난연물질(마그네슘, 석고)에 필름 및 기타 물질을 접착시키는 방식과, 소재(MDF, PB 및 기타)나 난연물질(마그네슘, 석고) 위에 방염수지 또는 유리섬유 등 무기물질을 혼합하여 코팅하거나 적층하는 방식과, 소재(MDF, PB 및 기타)에 방염시트를 접착하거나 그 위층에 필름을 접착시키는 방식, 및 소재(MDF, PB 및 기타)에 일반 저압 멜라민시트를 접착하여 그 위에 UV코팅제를 코팅하는 방식 등이 사용되고 있다.

이와 같이, 목질계 패널의 표면에 방염조성물을 코팅하거나 또는 방염처리시트를 부착하는 등 패널의 표면에 방염성을 부여하는 방식이 주류를 이루고 있는데, 방염패널에 대한 방염성능검사 시험항목에 포함되는 최대연기밀도까지는 만족시키지 못하고 있는 수준으로서, 화재 발생시 연기가 과다 발생되는 경우 그에 따른 2차 피해가 우려되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국등록특허 제10-1683591호에는 베이스 판재와, 상기 베이스 판재의 양 측면에 부착되며 방염제가 포함되어 구성된 제1,2 저압 멜라민 함침지, 및 상기 제1 저압 멜라민 함침지의 상부에 도포된 UV 코팅제가 포함된 마감층을 포함하는 방염패널을 개시하고 있다. 그러나 여기서 UV 코팅제가 포함된 마감층은 순차적으로 형성된 4개의 다른 층을 포함하는데, 4개의 별도 층을 형성하기 위하여 서로 다른 개별공정이 필요하여 공정단계를 단순화하기 어렵고, 생산비용이 늘어나며 전체적으로 생산 효율성을 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1683591호(2016.12.08 공고) 대한민국 등록특허 제10-1235125호(2013.02.20 공고) 대한민국 등록특허 제10-1354526호(2014.01.22 공고) 대한민국 등록특허 제10-1046978호(2011.07.06 공고)

따라서, 본 발명의 목적은 베이스 판재의 양면에 방염제가 첨가된 저압 멜라민 함침지를 부착하여 사용함으로써 방염 코팅제를 사용하는 기존 제품에 비해 사용되는 방염제의 소요량을 줄이고 향상된 방염특성을 제공하고, 외부로 노출되는 저압 멜라민 함침지의 일면에 축소된 두께의 UV 코팅제(프라이머, 상도)를 코팅하여 우수한 미감을 제공하면서 제조비용을 절감할 수 있는 기능성 방염패널을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 베이스 판재와, 상기 베이스 판재의 하면에 부착되며 방염제가 포함되어 구성된 제1 저압 멜라민 함침지와, 상기 베이스 판재의 상면에 부착되며 방염제가 포함되어 구성된 제2 저압 멜라민 함침지와, 및 상기 제2 저압 멜라민 함침지의 상면에 도포된 UV 코팅제가 포함된 마감층을 포함하는 기능성 방염패널에 있어서, 상기 마감층은 상기 제2 저압 멜라민 함짐지의 상부에 순차적으로 구비된 UV 프라이머 및 UV 상도를 포함하는 기능성 방염패널을 제공한다.

본 발명에 의한 기능성 방염패널은 마감층의 구성을 UV 프라이머와 UV 상도만으로 구성하더라도 UV 프라이머, UV 하도, UV 중도, UV 상도로 구성된 마감층과 대등한 방염성능을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기능성 방염패널은 순차적으로 UV 프라이머, UV 하도, UV 중도, UV 상도를 적층한 UV 코팅제보다 얇은 두께를 같은 UV 코팅제를 사용하므로, 기존 방염패널보다 생산비용이 절감될 수 있고, 제작공정이 단순화되어 전체적인 생산성이 향상될 수 있다. 또한 기존 제품보다 얇은 마감층을 가진 기능성 방염패널을 제공할 수 있어, 패널 본연의 재질에 따른 미감을 효과적으로 나타낼 수 있고 보다 다양한 실내인테리어 분야에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 방염패널의 일실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기능성 방염패널에 대한 불꽃 실험의 결과를 나타내는 사진이다.
도 3은 기존 방염패널에 대한 불꽃 실험의 결과를 나타내는 사진이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 실내 인테리어용 기능성 방염패널(이하, '기능성 방염패널'이라 약칭함)을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 방염패널의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기능성 방염패널은 건축물의 인테리어에 사용되는 바닥재, 천장재 및 내벽재에 모두 사용되는 패널로 베이스 판재(10)와, 상기 베이스 판재(10)의 하면에 부착된 제1 저압 멜라민 함침지(20')와, 상기 베이스 판재(10)의 상면에 부착된 제2의 저압 멜라민 함침지(20")와, 상기 제2 저압 멜라민 함침지(20')의 상면에 UV 코팅제로 구성된 마감층(30,40)을 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 기능성 방염패널은 베이스 판재(10)를 포함한다.

상기 베이스 판재(10)는 기능성 방염패널의 기본 골격을 제공하는 것으로, 판 형상을 이루는 MDF, PB, 고밀도섬유판(High Density Fiberoard: HDF)와 같은 합판 또는 목재 집성판 중에서 선택된 어느 하나의 합성 목재 집성재로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 베이스 판재(10)는 기능성 방염패널의 사용 용도에 따라 그 두께가 변경될 수 있기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 두께가 7 내지 12㎜ 범위로 이내를 이루도록 형성하게 된다.

본 발명에 따른 기능성 방염패널은 제1 저압 멜라민 함침지(20') 및 제2 저압 멜라민 함침지(20")를 포함한다.

상기 저압 멜라민 함침지(Low Pressure Melamine laminate sheet : LPM)는 다양한 무늬로 인쇄된 시트지에 요소 수지와 멜라민 수지를 함침한 후 별도의 접착제 없이 열과 압력을 통해 베이스 판재(10)에 접착이 가능하도록 구성된 보드로, 베이스 판재(10)와 접착이 이루어질 수 있도록 판 형상으로 형성되며, 심미감과 방수성을 향상시키는 기능을 제공한다.

상기 시트지로는 종이, 합성수지 등의 소재로 형성되며, 실내외 인테리어용으로 사용하기 위하여 문양, 패턴 등의 무늬를 형성할 수 있다. 상기 시트지를 멜라민 수지에 함침시키는 것은 시트지에 일정한 불연성을 부여함과 동시에 무늬의 손상을 방지하고 베이스 판재(10)와 결착이 용이하도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 제1, 2 LPM(20', 20")에는 방염제가 포함되어 있기 때문에 한층 향상된 방염성능을 가진다. 다시 말해, 일반 LPM은 멜라민 수지에 의해 기본적인 방염특성을 가지고 있으나, 이러한 방염특성으로는 한국소방산업기술원(KFI)에서 요구하는 방염성능을 충족시킬 수 없으므로, 본 발명에서는 방염제가 포함된 제1, 2 LPM(20', 20")을 사용한다.

이러한 본 발명의 제1, 2 LPM(20', 20")은 우수한 방염성을 가지고 있을 뿐만 아니라 표면강도, 광택도, 평활도가 뛰어나며, 이를 위해 멜라민 수지뿐만 아니라, 요소 수지 및 방염제를 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 제1, 2 LPM(20', 20")은 시트지에 대하여 요소 수지를 1차 함침하고, 시트지를 멜라민 수지를 2차 함침한 다음, 100 내지 180℃의 오븐에서 30 내지 120초간 건조 후 반 경화시키는 방식으로 제작될 수 있다.

여기서, 상기 제1, 2 LPM은 상기 시트지 37 내지 44 중량%, 멜라민 수지 25 내지 35 중량%, 요소 수지 16 내지 20 중량%, 및 방염제 10 내지 14 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 멜라민 수지는 열경화성 수지로서, 내열성, 내광성, 내용매성, 내후성, 내약품성, 내마모성, 전기적 성질이 뛰어나다. 이러한 멜라민 수지가 도막(塗膜)으로 형성되면 경도가 높고 광택이 우수하며, 무색투명하고 일정 수준의 난연성을 가진다. 또한, 멜라민 수지는 상기 시트지와의 결합력을 제공하는 역할도 수행한다. 이를 위해, 멜라민 수지는 멜라민 35 내지 50중량%, 포르말린 40 내지 55중량%, 물 7 내지 15중량%, pH조절제로 10% 농도의 수산화나트륨 수용액 0.05 내지 0.5중량%를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 요소 수지는 무색투명한 열경화성 수지로, 본 발명에서는 일 실시예로서 요소 25 내지 35중량%, 포르말린 55 내지 70중량%와, 물 4 내지 10중량%, pH조절제로 10% 농도의 수산화나트륨 수용액 0.2 내지 1.0중량%와, pH조절 및 수지 안정제로 50% 농도의 TEA(TriEthanolAmine) 수용액 0.2 내지 1.0중량%를 포함한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 멜라민 수지와 요소 수지는 모두 아미노플라스틱으로 통칭되는데, 상기 멜라민 수지를 25 중량% 미만으로 사용하면(즉 상기 시트지와 방염제의 사용량이 동일한 상태에서 상기 요소수지를 20중량%를 초과하여 사용하면) 상기 시트지와의 결합력이나 열이나 빛, 약품 등을 견디는 물성이 충분히 제공되지 못하고 광택도가 떨어져서 상품성이 떨어지는 등의 문제가 있다. 한편, 상기 요소 수지를 16 중량% 미만으로 사용하면(즉 상기 시트지와 방염제의 사용량이 동일한 상태에서 상기 멜라민 수지를 35 중량%를 초과하여 사용하면), 신장강도가 떨어지게 되고 열에 의한 비틀림 온도가 낮아지는 문제점이 있다.

이 때, 이러한 멜라민 수지와 요소 수지가 상기 시트지에 코팅되도록 순차적으로 함침하는 것이 바람직하고, 편의상 두 수지의 혼합물에 동시에 함침할 수도 있다.

상기 방염제로는 인계, 브롬계, 인계와 할로겐계, 할로겐과 브롬계, 염소계, 수산화알루미늄과 수산화마그네슘 방염제 중 어느 하나 또는 이들을 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 방염제로는 첨가량 대비 우수한 방염특성을 나타내기 위해 포스포네이트 복합체(a mixture of complex phosphonates)를 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 포스포네이트 복합체로는 (5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide 65 내지 75 중량%와, Bis[(5-ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl] methyl phosphonate P,P'-dioxide 20 내지 30중량%, 및 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol) 4 내지 7 중량%로 구성된 포스포네이트 복합체를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 서로 다른 2종의 포스포네이트를 포함하는 포스포네이트 복합체 방염제는 기존 방염제보다 소량을 사용하더라도 우수한 방염효과를 가지며 멜라민 수지와 요소 수지와 균일하게 혼합되어 국부적으로 방염효과가 서로 차이가 나는 것을 막을 수 있으며, 우수한 표면강도, 광택도, 평활도를 구현하여 방염성을 가지면서도 우수한 상품성을 가지는 제품을 생산할 수 있게 된다.

이러한 방염제는 시트지에 요소 수지 및 멜라민 수지를 함침하기 전에 먼저 시트지에 함침되거나, 저압 멜라민 시트의 제조를 위해 사용되는 요소 수지에 혼합되어 사용되거나, 또는 저압 멜라민 시트의 제조를 위해 사용되는 멜라민 수지를 혼합되어 사용된다.

이와 같이, 상기 방염제는 방염패널의 표면에 노출되지 않도록 사용되는 것이 바람직하다. 이는, 시트지를 요소 수지 및 멜라민 수지에 함침하여 확보할 수 있는 LPM의 고유 물성을 저해시키기 않기 위함이다.

한편, 상기 제1, 2 LPM(20', 20")은 베이스 판재(10)의 양 측면에 열과 압력을 통하여 부착되는 경우, 0.1 내지 0.3mm의 두께를 갖도록 형성하여 베이스 판재(10)의 양 측면에 부착된다. 이와 같이, 베이스 판재(10)는 하면에 제1 LPM이 부착되고 상면에 제2 LPM이 부착되면 방염패널은 더욱 높은 강도를 얻을 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제1, 2 LPM(20', 20")은 다음과 같은 방법을 통해 베이스 판재(10)의 양 측면에 부착될 수 있다.

먼저, 시트지에 요소 수지를 함침한 후 160 내지 190℃의 온도의 오븐에 30 내지 40m/분으로 통과시켜 건조시킨다.

이어서, 상기 멜라민 수지와 방염제의 혼합물에 함침된 시트지를 170 내지 180℃ 의 온도의 오븐에 30 내지 40m/분의 속도로 통과시켜 건조시킨다.

그 다음, 건조된 시트지는 롤러 내에 냉각수를 포함하는 냉각기를 통과시켜 표면이 경화된 LPM 표면재를 제조한다.

이후, 상기 LPM 표면재는 1250 x 2500 mm의 시트로 커팅하여 사용하고, 무게에 따라 0.18 내지 0.2mm 두께로 생산한다.

그 다음, 상기 LPM 표면재를 130 내지 180℃의 온도, 15 내지 27㎏f/cm² 압력에서 30 내지 120 초 동안 베이스 판재(10)의 양 측면에 제1 LPM과 제2 LPM을 부착시킨다. 이때, 상기 베이스 판재(10)와 제1,2 LPM이 서로 접착되어 작은 압력과 낮은 온도에서 접합하더라도 그 접착성은 뛰어나게 된다.

이때, 상기 LPM 표면재를 낮은 압력에서 성형 접착 가공하지 않고 베이스 판재(10)에 부착시키면 베이스 판재(10)의 결이 외부로 돌출되어 전체적인 외관의 미감이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다. 그러나, LPM 표면재를 베이스 판재(10)에 접촉시킨 상태로 양면에 압축 성형하면, 전술한 문제점이 해결되므로, 전체적인 외관의 미감이 향상되어 디자인 측면에서 유리한 장점을 갖게 된다.

본 발명에 따른 기능성 방염패널은 마감층(30, 40)을 포함한다.

상기 마감층(30, 40)은 외력에 의해 방염패널의 표면에 스크래치가 발생되는 것을 방지하는 것으로, 제2 저압 멜라민 함침지(20")의 상부에 순차적으로 구비된 UV 프라이머(30) 및 UV 상도(40)의 2개층을 포함한다.

상기 UV 프라이머(30), UV 상도(40)는 제2 LPM(20")의 상부에 도포된 후 자외선에 의하여 경화되는 UV 코팅제를 포함한다. 이때, UV 프라이머(30)는 약 15 내지 20㎛의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하고, 상기 UV 상도(40)는 약 120 내지 150㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 UV 프라이머(30)를 구성하는 UV 코팅제는 우레탄 아크릴레이트,테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate), 하이드록시프로필 아크릴산, 아크릴산이소보닐(hept-2-yl acrylate), 탈크, 하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Hydroxycyclohexyl phenyl ketone), 용제 및 첨가제를 포함한다.

상기 우레탄 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate), 하이드록시프로필 아크릴산, 아크릴산이소보닐(hept-2-yl acrylate)는 경화반응 후 도막을 형성하는 성분이다.

구체적으로, 우레탄 아크릴레이트는 올리고머(oligomer)로서 약 30 내지 40 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 만약 30% 미만으로 사용하면 경과 후 마감재로서의 광도가 경도가 충분히 확보되지 못하는 문제가 발생하며, 만약 40%를 초과하여 사용하면, 도막 접착력이 저하되는 문제점이 발생한다.

상기 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate)는 UV 경화에 의한 고분자(polymer) 합성수지 형성의 기초가 되는 모노머(monomer)로서, 약 12.5 내지 17.5 중량% 사용하는 것이 바람직하다.

상기 하이드록시프로필 아크릴산 역시 모노머로서, 약 5 내지 10 중량% 사용하는 것이 바람직하다.

상기 아크릴산이소보닐(hept-2-yl acrylate) 역시 고분자 합성의 재료가 되는 모노머로서, 약 5 내지 10 중량% 사용하는 것이 바람직하다.

상기 모노머들을 위에서 제시한 사용량 이하로 사용하면, 마감재로서 기능 즉 패널 보호 및 내스크래칭성 확보를 위한 경도나 인테리어 패널로서의 미감을 확보할 수 있는 광도 등을 충분히 나타낼 수 없으며, 반대로 위 범위를 사용량을 초과하여 사용하면 도막 접착력 등이 저하되고 경화반응이 신속히 진행되지 못하는 문제가 발생한다.

한편, 상기 탈크는 안료로서 약 12.5 내지 17.5 중량% 사용할 수 있다. 여기서 사용량이 12.5% 미만이며 접착력이 약화되고 체질안료로서 역할을 발현하기 어려우며, 약 17.5 중량%를 초과하여 사용하면 접착력은 강화될 수 있지만, 상대적으로 광도 및 경도 등의 성질은 저하된다.

상기 하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Hydroxycyclohexyl phenyl ketone)은 광개시제로서, 약 2 내지 4 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 상기 하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Hydroxycyclohexyl phenyl ketone)은 자외선이 조사되는 경우 경화반응을 유도하는 성분으로 만약 2 중량% 미만으로 사용하면 경화반응이 개시되기까지의 시간이 과도하게 소요되거나, 충분히 경과반응이 일어나기 못하여 경화성이 불량해질 수 있으며, 반대로 4 중량%를 초과하여도 경화반응이 촉진되는 효과는 기대하기 어렵다.

또한, 용제는 약 5 내지 19 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 상기 용제로는 증류수나, 여과수 등을 사용할 수 있다.

상기 첨가제 1 내지 5 중량% 사용하는 것이 바람직한데, 상기 첨가제로는 레벨링제, 부착보강제, UV 경화 촉진제의 특성을 가지는 물질 중 어느 하나를 사용하거나, 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.

전술한 UV 상도(40)를 구성하는 UV 코팅제는 올리고머, 광개시제, 첨가제, 모노머, 안료를 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 UV 코팅제는 올리고머 40 내지 54 중량%, 모노머 20 내지 30 중량%, 광개시제 2 내지 5 중량%, 첨가제 1 내지 5 중량%, 유색안료 8 내지 10 중량%, 체질안료 5 내지 10 중량%를 포함하여 구성되며, 필요한 경우 소량의 항균제 또는 오염 방지물질 중 어느 하나를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 올리고머로는 불포화폴리에스테르수지, 지방족 아크릴레이트, 인을 포함한 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 광개시제로는 알파-히드록시-케톤(alpha-Hydroxy-Ketones), 벤질디메틸-케탈(Benzil dimethyl-Ketal), 산화 포스핀(Phosphine Oxide), 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 첨가제로는 레벨링제, 스크레치 방지제, 분산제, 반응 촉진제, 안료 친화 그룹 함유 아크릴 공중합체(acrylate copolymer with pigment affinic group), 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(polyether modified polydimethylsiloxane), 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 모노머로는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 중 어느 하나의 아크릴계통을 사용하여 점도조절, 작업성 및 UV 경화성을 조절한다.

상기 유색안료로는 티타늄 디옥사이드(Titanium dioxide), 프탈로시아닌 그린(Phthalocyanine Green), 프탈로시아닌블루(Phthalocyanine Blue) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 체질안료로는 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 상기 UV 상도(40)를 구성하는 UV 코팅제에는 항균기능을 부여하기 위해 인바이로트루(EnviroTru)사의 PCMX(Parachlorometaxylenol)를 첨가되거나, 내오염성을 부여하기 위해 반응성 오염 방지용 첨가제를 첨가되거나, 이들 모두가 첨가될 수 있다.

본 발명의 마감층(30, 40)을 구성하는 UV 코팅제의 코팅 방법으로는 롤 코팅, 커튼코터코팅, 슬롯다이코팅 방식을 이용할 수 있다.

한편, 본 발명의 마감층(30, 40)은 다음과 같은 방법을 통해 제2 LPM(20")의 상면에 부착될 수 있다.

먼저, 제2 LPM(20")의 상면에 UV 프라이머(30)용 UV 코팅제를 롤 도장방식으로 도장한 후 원자재(양 측면에 LPM이 부착된 베이스 판재)를 건조시킨다. 이어서, 상기 UV 프라이머(30)의 상부에 UV 상도용 UV 코팅제를 도장한 후 건조시켰다.

전술한, UV 프라이머(30)와 UV 상도(40)의 코팅은 UV 조사량 800 내지 1,200mJ/cm²와 라인속도 8 내지 15m/min의 조건에서 진행할 수 있으며, UV 조사 후 수분 내에 경화된다.

본 발명에 따른 기능성 방염패널은 보호필름(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 보호필름은 UV 상도(40)의 상부에 구비되는 것으로, 표면 물성강화 및 방오 등의 기능을 제공할 수 있고, 외관을 미려하게 할 수 있으며, 방염패널에 내오염성, 내마모성 및 내열성을 부여할 수 있다.

상기 보호필름으로는 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)의 올레핀(olefine)계 수지 필름이거나, 폴리에스테르(PET), 연신한 폴리프로필렌(OPP) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)를 사용할 수 있다. 이러한 보호필름의 한쪽 면에는 점착제가 도포되어 있기 때문에 라미네이션 롤을 사용하여 손쉽게 UV 상도(40)의 상부에 적층할 수 있다. 상기 보호필름은 35 내지 100㎛의 두께로 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다. 다만 본 실시예 및 실험예는 상술한 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.

UV 프라이머를 구성하는 UV 코팅제

우레탄 아크릴레이트 3.5㎏, 탈크 1.5㎏, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트 1.5㎏ 하이드록시프로필 아크릴산 0.75㎏, 아크릴산이소보닐 0.75㎏, 레벨링제 0.7㎏, 및 증류수 1.3㎏을 혼합하여 제조하였다.

UV 상도를 구성하는 UV 코팅제

불포화폴리에스테르수지 5.3㎏, 우레탄 아크릴레이트 2.5㎏, 알파-히드록시-케톤 0.3㎏, 스크레치 방지제 0.3㎏, 티타늄 디옥사이드 0.9㎏, 탈크 0.7㎏을 혼합하여 제조하였다.

방염제

(5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide(CAS NO. 41203-81-0) 3.5㎏과, Bis[(5-ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl] methyl phosphonate P,P'-dioxide(CAS NO. 42595-45-9) 1.25㎏, 및 폴리에틸렌 글리콜 0.25㎏을 혼합하여 방염제를 제조하였다.

요소 수지

요소 3㎏, 포르말린 6㎏, 물 0.9㎏, 10% 농도의 수산화나트륨 수용액 50g, 50% 농도의 TEA 수용액 50g을 혼합하여 요소 수지를 제조하였다.

멜라민 수지

상기 멜라민 수지는 멜라민 4㎏, 포르말린 5㎏, 물 960g, 10% 농도의 수산화나트륨 수용액 40g을 혼합하여 멜라민 수지를 제조하였다.

상기 멜라민 수지 10㎏과 전술한 방염제 2.3㎏을 혼합하여 방염제가 첨가된 멜라민 수지를 제조하였다.

LPM 표면재

1. 종이를 전술한 요소 수지에 1차 함침한 후 170℃의 온도의 오븐에 35m/분으로 통과시켜 건조시켰다. 이때, 종이의 무게는 80g/m² 이며, 종이의 크기는 1220mmㅧ 2440mm로 제작하였다.

2. 종이를 전술한 방염제가 첨가된 멜라민 수지에 2차 함침한 다음, 170℃의 오븐에서 35m/분으로 통과시켰다.

3. 종이를 롤러 내에 냉각수가 포함된 냉각기를 통과시켜 표면이 경화된 LPM 표면재를 제조하였다. 이때, 상기 LPM 표면재는 1250mmㅧ 2500mm의 시트로 커팅하였다.

실시예

1. MDF의 양 측면에 상기 LPM 표면재를 150℃의 온도, 20㎏f/cm² 압력에서 70초 동안 부착시켜 원자재(양 측면에 LPM이 부착된 MDF)를 제조하였다.

2. 상기 MDF의 일 측면에 부착된 LPM의 상면에 전술한 UV 프라이머용 UV 코팅제를 분사시켜 도장하여 원자재의 일측면에 UV 프라이머를 형성시켰다.

3. 상기 UV 프라이머의 상부에 UV 상도용 UV 코팅제를 도장한 후 UV를 조사하여 UV 상도를 형성시켰다. 이러한 UV 상도의 코팅은 UV 조사량 1,000mJ/cm²와 라인속도 10m/min의 조건에서 진행하였다.

마지막으로, 상기 UV 상도의 상부에 폴리에틸렌 보호필름을 부착시켜 방염패널을 완성하였다.

실험예

[실험예 1]

상기 실시예에 의하여 제작된 방염패널과 비교예로서 주식회사 크라텍의 방염패널(주식회사 크라텍의 '크레탑(CRETOP)'방염패널)을 가지고 방염성능 실험을 실시한 후 그 결과를 아래 [표 1]로 정리하였다. 이때, 크라텍에서 판매 중인 방염패널의 마감층은 UV 프라이머, UV 하도, UV 중도, UV 하도의 4개층을 포함하고 있다.

여기서, 잔염시간은 버너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리며 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간을 의미하며, 잔신시간은 버너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리지 않으며 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간을 의미한다.

표 1을 참조하면, 실시예의 방염패널과 기존 방염패널 모두 기준에 적합한 방염성능을 가지고 있는 것으로 분석되었다.

[실험예 2]

상기 실시예에 의하여 제작된 방염패널과 주식회사 크라텍의 방염패널(크레탑(CRETOP) 방염패널)을 가지고 연소실험을 실시한 후 그 결과를 아래 [표 2]와 도 2 및 도 3으로 나타내었다. 여기서, 연소실험은 불꽃높이를 표준인 65 내지 75mm로 조절하여 정상상태 및 과열량 상태에서 실시하였다.

표 1을 참조하면, 실시예의 방염패널과 비교예의 기존 방염패널의 합격률은 비슷한 것으로 분석되었다.

또한, 도 2 및 도 3과 같이 본 발명의 방염패널과 비교예의 기존 방염패널은 연소된 표면 상태가 유사하게 관찰되었으며, 전체적인 방염성능은 비교예와 실시예의 방염패널이 대등한 것을 알 수 있었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 베이스 판재 20' : 제1 저압 멜라민 함침지
20" : 제2 저압 멜라민 함침지 30 : UV 프라이머
40 : UV 상도

Claims (4)

1. 베이스 판재와, 상기 베이스 판재의 하면에 부착되며 방염제가 포함되어 구성된 제1 저압 멜라민 함침지와, 상기 베이스 판재의 상면에 부착되며 방염제가 포함되어 구성된 제2 저압 멜라민 함침지와, 및 상기 제2 저압 멜라민 함침지의 상면에 도포된 UV 코팅제가 포함된 마감층을 포함하는 방염패널에 있어서,
   상기 마감층은 상기 제2 저압 멜라민 함짐지의 상부에 순차적으로 구비된 UV 프라이머 및 UV 상도를 포함하며,
   상기 UV 상도는 올리고머 40 내지 54 중량%, 모노머 20 내지 30 중량%, 광개시제 2 내지 5 중량%, 첨가제 1 내지 5 중량%, 유색안료 8 내지 10 중량%, 및 체질안료 5 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방염패널.
2. 제1 항에 있어서, 상기 UV 프라이머는
   우레탄 아크릴레이트 30 내지 40 중량%,
   테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트 12.5 내지 17.5 중량%,
   하이드록시프로필 아크릴산 5 내지 10 중량%,
   아크릴산이소보닐 5 내지 10 중량%,
   탈크 12.5 내지 17.5 중량%,
   첨가제 1 내지 5 중량%, 및
   용제 5 내지 19 중량%를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방염패널.
3. 제2 항에 있어서, 상기 UV 프라이머는
   15 내지 20㎛의 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 방염패널.
4. 삭제

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