KR102145123B1 - 화재방호용 복합재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화재시 화염으로부터 인명을 보호하는 개인용 화재방호용 보호포로 사용되는 복합재에 관한 것으로서 본 발명에 의하면, 열차단 효과가 우수한 개인용 화재 방호포(화재 담요)를 제조하기 위한 복합재를 제공함으로써 재난(화재)시 사용함으로써 화염의 직접적인 노출을 차단함은 물론 화염으로부터 발생되는 직, 간접열과 복사열을 85%이상 차단함으로써 화재로 발생할 수 있는 인명 피해를 효과적으로 줄일 수 있다.

Description

화재방호용 복합재{Fire Protection Composite}
본 발명은 화재시 화염으로부터 인명을 보호하는 개인용 화재방호용 보호포로 사용되는 복합재에 관한 것이다.
방염성능기준의 "얇은 포" 란 포지 형태의 방염성능검사물품이 1㎡의 중량이 450g 이하의 것을 말하며 "두꺼운 포"란 포지형태의 방염검사물품이 1㎡ 중량이 450g 초과하는 것을 말한다.
2015년 개정된 건축법에서는 건물에 피난 안전구역 혹은 대피 공간을 설치하여 재난(화재 등)으로부터 인명을 보호하도록 규정하고 있으나, 단층건물이나 오래된 건물에서는 재난으로부터 인명을 보호할 아무런 조치가 없는 것이 현실이다.
이러한 상황에서 인명을 화재로부터 인명을 보호하고자 개인용 화재방호포가 개발되었으나 유통중인 제품의 대부분은 저가의 유리섬유 제직물 단독이나 유리섬유에 실리콘을 코팅한 소재를 일정한 크기로 봉제하여 개인용 화재 방호포(방호담요)로 이용되고 있다.
이런 제품은 열 차단 능력(방사율)이 50% 미만으로 화재에 의한 직접열이나 간접열 그리고 복사열에 의해 인명 피해를 막기가 어려울 뿐만 아니라 유리섬유가 가진 특성으로 인해 피부 자극이 있고 일부 알레르기성 피부를 지닌 사람에게는 경시할 수 없는 피부 트러블을 일으키는 단점이 있다.
대한민국공개특허제10-2006-0022075호(2006년03월09일 공개) 대한민국공개특허제10-2018-0128850호(2018년12월04일 공개)
그러므로 본 발명은 기존의 개인용 화재 보호포의 단점인 열차단 능력(방사율)을 최소 85% 이상이 되게 하고 인체에 트러블이 전혀 없는 섬유를 사용하여 방염성능기준에 의한 "얇은 포"의 기준에 부합함으로서 실제 화재 발생시 중량에 의해 야기될 가능성 문제점을 완벽히 해결하는 개인용 화재 방호포용 복합재를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 파라아라미드섬유의 혼합방적사로 이루어진 직편물의 상부 및 하부에 프라이머층이 형성되고, 상기 상부프라이머층의 상부에 접착층을 가지는 알루미늄 라미네이팅층이 형성되고, 상기 하부프라이머층의 하부에 실리콘 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 화재방호용 복합재가 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 화재방호용 복합재는 화재시 화염으로부터 인명을 보호하는 개인용 화재방호용 보호포로 사용되는 복합재에 관한 것이다.
본 발명의 화재방호용 복합재는 크게 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 파라아라미드섬유의 혼합방적사로 이루어진 직편물, 프라이머층, 접착층을 가지는 알루미늄 라미네이팅층, 하부 실리콘 코팅층으로 이루어진다.
도 1은 본 발명의 화제방호용 복합재의 단면을 나타내는 모식도로서 도 1을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.
우선, 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 파라아라미드섬유의 혼합방적사로 이루어진 직편물(10)은 본 발명의 화재방호용 복합재의 기재가 되는 부분으로서 불에 강한 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 인장강도가 우수한 파라아라미드섬유의 혼합방적사를 사용한 직편물이다. 상기 혼합방적사의 혼합비율은 산화폴리아크릴로니트릴섬유 함량을 70∼40중량% 파라아라미드 섬유 함량을 30∼60중량%를 혼합하여 얻어진 방적사를 제직 또는 편직하여 얻어진 직편물이다.
상기 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 파라아라미드섬유의 혼합방적사로 이루어진 직편물(10)의 상부 및 하부에는 프라이머층(20)이 형성되는데, 형태안정을 위한 직편물의 열처리시 물에 용해 및 분산이 가능한 프라이머를 동욕 처리하여 직편물에 코팅하게 되는데, 이는 이후 진행될 알루미늄 라미네이팅 및 실리콘 코팅시 직편물에 대한 접착력을 향상시킨다.
상기 프라이머층은 트리에톡시 비닐실란, 3-글리시독시 프로필트리메톡시 실란, 아미노 프로필 에톡시 실란 중 어느하나 이상 1~10중량%, 비이온계계면활성제 또는 양이온계 계면활성제 1~5중량% 및 잔부로서 순수로 이루어진 프라이머가 코팅된 것이 바람직한데, 실란 용액은 1% 미만에서는 섬유층과 실리콘 코팅의 접착력이 저하되는 문제가 발생하고 10%초과의 농도에서는 섬유와 실란의 결합으로 인한 섬유의 경도가 증가하여 섬유의 유연성이 저하된다. 음이온계계면활성제를 사용하게 되면 상기 실란과 화학결합하여 침전이 발생되므로 비이온계계면활성제 또는 양이온계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 계면활성제는 1% 미만의 사용에서는 계면활성제의 미셀형성이 부족하여 실란의 분산성 및 침투성이 저하되며 5% 초과의 농도에서는 실란과 섬유의 접착력을 약화시키는 문제가 발생한다.
상기 상부프라이머층의 상부에는 접착층(31)을 가지는 알루미늄 라미네이팅층(30)이 형성되는데, 상기 알루미늄 라미네이팅층은 알루미늄 두께가 6∼12 미크론인 호일을 사용하여 열차단 기능(열반사율 85%)을 달성하고, 또한 박막금속소재를 사용함으로서 방염성능기준의 "얇은 포"의 기준에 부합되도록 한다. 그리고 라미네이팅시 시용되어지는 접착층(31)은 우레탄계 접착제, 페놀계 접착제, 에폭시 계 접착제 중 어느 하나를 사용한다.
상기 하부프라이머층의 하부에는 실리콘 코팅층(40)이 형성되는데, 상기 실리콘 코팅층은 1액형 또는 2액형 액상 실리콘 수지(LSR: Liquid Silicone Rubber)를 사용하여 최종제품인 화재방호용 복합재의 강도를 향상시키게 된다. 코팅 소재는 선처리된 프라이머층(20)과 접착력이 우수한 vinyl group-terminated Siloxane 30~70중량%와 Silicone dioxide 30~70중량%가 혼합된 실리콘 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 실리콘 수지는 내열성이 우수한 난연제를 첨가된 제품을 사용하여 최종제품에 방염기준에 영향이 없도록 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 열차단 효과가 우수한 개인용 화재 방호포(화재 담요)를 제조하기 위한 복합재를 제공함으로써 재난(화재)시 사용함으로써 화염의 직접적인 노출을 차단함은 물론 화염으로부터 발생되는 직, 간접열과 복사열을 85%이상 차단함으로써 화재로 발생할 수 있는 인명 피해를 효과적으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 화재방호용 복합재의 단면구조를 나타낸 모식도이다.
이하 본 발명의 화재방호용 복합재의 비한정적인 실시예를 들어 설명하기로 한다.
[실시예 1]
산화폴리아크릴로니트릴섬유(70중량%)와 파라아라미드섬유(30중량%)의 혼합방적사로 제직한 직물(200gsm)의 상부 및 하부에 트리에톡시 비닐실란 및 3-글리시독시 프로필트리메톡시 실란 10중량%, 비이온계계면활성제 5중량% 및 잔부로서 순수로 이루어진 프라이머를 동욕 처리하여 코팅하여 프라이머층을 형성한 후, 상부프라이머층의 상부에는 두께 6 미크론의 알루미늄 라미네이팅층을 우레탄계 접착제로 접착하였다. 상기 하부프라이머층의 하부에는 vinyl group-terminated Siloxane 70중량%와 Silicone dioxide 30중량%가 혼합된 2액형 액상 실리콘 수지를 코팅하고 건조시켜 화재방호용 복합재를 제조하였다. 제조된 복합재의 물성시험결과를 표 1에 나타내었다.
구 분 실시예 1
잔염시간(초) 1초 이내
잔신시간(초) 5초이내
탄화면적(cm2) 15이내
탄화길이(cm) 5이내
열 반사율(%) 93
[실시예 2]
산화폴리아크릴로니트릴섬유(70중량%)와 파라아라미드섬유(30중량%)의 혼합방적사로 제직한 직물(240gsm)의 상부 및 하부에 트리에톡시 비닐실란 및 3-글리시독시 프로필트리메톡시 실란 10중량%, 비이온계계면활성제 5중량% 및 잔부로서 순수로 이루어진 프라이머를 동욕 처리하여 코팅하여 프라이머층을 형성한 후, 상부프라이머층의 상부에는 두께 10 미크론의 알루미늄 라미네이팅층을 우레탄계 접착제로 접착하였다. 상기 하부프라이머층의 하부에는 vinyl group-terminated Siloxane 70중량%와 Silicone dioxide 30중량%가 혼합된 2액형 액상 실리콘 수지를 코팅하고 건조시켜 화재방호용 복합재를 제조하였다. 제조된 복합재의 물성시험결과를 표 2에 나타내었다.
구 분 실시예 2
잔염시간(초) 1초 이내
잔신시간(초) 5초이내
탄화면적(cm2) 13이내
탄화길이(cm) 5이내
열 반사율(%) 91

Claims (4)

  1. 산화폴리아크릴로니트릴섬유와 파라아라미드섬유의 혼합방적사로 이루어진 직편물의 상부 및 하부에 트리에톡시비닐실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 아미노프로필에톡시실란 중 어느하나 이상 1~10중량%, 비이온계계면활성제 또는 양이온계 계면활성제 1~5중량% 및 잔부로서 순수로 이루어진 프라이머층이 형성되고, 상기 상부프라이머층의 상부에 접착층을 가지는 알루미늄 라미네이팅층이 형성되고, 상기 하부프라이머층의 하부에 실리콘 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 화재방호용 복합재.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 접착층은 우레탄계 접착제, 페놀계 접착제, 에폭시계 접착제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화재방호용 복합재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘코팅층은 1액형 또는 2액형 액상 실리콘 수지인 것을 특징으로 하는 화재방호용 복합재.
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