KR102258690B1 - Incombustible material having heat-resistant and non-flammable properties, method of fabricating of the same, building interior material, lagging material, sound absorbing material and insulation material including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내연 및 불연 특성을 갖는 불연소재 및 그 제조 방법에 관련된 것으로 상세하게는, 섬유 기재의 내부 및 표면 상의 코팅층을 포함한 불연소재 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a non-combustible material having internal and non-combustible properties and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a non-combustible material including a coating layer on the inside and the surface of a fibrous substrate, and a method of manufacturing the same.
불연소재는, 섬유 기재 내 또는 표면에 기능성 물질들을 삽입 또는 코팅하여, 섬유 기재의 물리 화학적 특성을 향상시키는 소재이다. 불연소재에 대해 강도 대비 낮은 밀도, 부식성, 피로에 대한 저항성, 난연성 등을 향상 시키는 기술들이 개발되고 있다.The non-combustible material is a material that improves the physicochemical properties of the fiber base material by inserting or coating functional materials in or on the fiber base material. For non-combustible materials, technologies are being developed to improve low density compared to strength, corrosion resistance, fatigue resistance, and flame retardancy.
예를 들어, 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastics)은, 플라스틱 계열의 수지가 제공된 섬유 기재를 복수 적층하고 열 압착한 복합재료이다. 섬유 강화 플라스틱은 내화성, 내열성, 난연성 및 흡음성 등을 갖는다. 이에 따라서, 섬유 강화 플라스틱은 석유화학, 정유, 발전소, 조선선박 등에 건축 내장재, 보온재, 및 단열재로 활용될 수 있다. For example, fiber reinforced plastics are composite materials obtained by laminating a plurality of fibrous substrates provided with a plastic-based resin and thermocompression bonding. Fiber-reinforced plastics have fire resistance, heat resistance, flame resistance and sound absorption properties. Accordingly, the fiber-reinforced plastic can be used as a building interior material, a thermal insulation material, and an insulation material in petrochemical, oil refinery, power plants, shipbuilding ships, and the like.
활용분야가 증가함에 따라, 다양한 기능들을 갖는 섬유 강화 플라스틱이 연구되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 10-1947743에는 에폭시 수기 말단에 불포화폴리에스테르기를 갖는 비스페놀형 비닐에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 염소화염화비닐수지 10~30 중량부, 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제 5~10 중량부, 아라미드섬유 1~5 중량부, 팽창흑연 12~20 중량부, 징크보레이트 또는 수산화알루미늄 또는 수산화 마그네슘으로부터 선택되는 억연제 10~30 중량부, 복합 난연제 10~20 중량부, 경화제 1~1.5 중량부 및 촉진제 0.5~1 중량부로 조성되는 불연성 매트릭스 수지를 유리섬유에 함침시킨 내식 외부층과 내식 보강층의 두께비가 1:8~10인 내부 내식층과 표면 불연층을 형성하여 다층 구조의 불연성 섬유 강화 플라스틱(FRP)를 제조하되, 상기 내부 내식층은 스페이스 매트(suface mat)에 상기 불연성 매트릭스 수지를 함침시킨 내식 외부층과 촙드 스트랜드 매트(chopped strand mat)에 상기 불연성 매트릭스 수지를 함침시킨 내식 보강층을 형성하는 제1 단계와, 상기 표면불연층은 글래스 로빙(glass roving)과 촙드 스트랜드 매트(chopped strand mat)를 적층하고 상기 불연성 매트릭스 수지를 함침시켜 형성하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조공장의 배기가스 덕트 및 배관용 다층 구조의 불연성 섬유 강화 플라스틱(FRP)의 제조방법이 개시되어 있다.As the field of application increases, fiber-reinforced plastics having various functions are being studied. For example, Korean Patent Registration No. 10-1947743 discloses, based on 100 parts by weight of a bisphenol-type vinyl ester resin having an unsaturated polyester group at the end of the epoxy group, 10 to 30 parts by weight of a chlorinated vinyl chloride resin, and a maleic anhydride kraft polyvinyl chloride copolymer couple. 5 to 10 parts by weight of a ring agent, 1 to 5 parts by weight of aramid fiber, 12 to 20 parts by weight of expanded graphite, 10 to 30 parts by weight of a suppressor selected from zinc borate or aluminum hydroxide or magnesium hydroxide, 10 to 20 parts by weight of a composite flame retardant, Multilayer by forming an inner corrosion-resistant layer and a surface non-combustible layer in which the thickness ratio of the corrosion-resistant outer layer and the corrosion-resistant reinforcing layer is 1:8-10 by impregnating glass fiber with a non-flammable matrix resin composed of 1 to 1.5 parts by weight of a hardener and 0.5 to 1 parts by weight of an accelerator. To prepare a non-combustible fiber-reinforced plastic (FRP) having a structure, wherein the inner corrosion-resistant layer is a corrosion-resistant outer layer impregnated with the non-flammable matrix resin in a space mat and the non-flammable matrix resin on a chopped strand mat. A first step of forming an impregnated corrosion-resistant reinforcing layer, and a second step of forming the surface non-combustible layer by laminating a glass roving and a chopped strand mat and impregnating the non-combustible matrix resin. Disclosed is a method of manufacturing a multi-layered non-flammable fiber-reinforced plastic (FRP) for exhaust gas ducts and piping in a semiconductor manufacturing plant, characterized in that.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 내열성이 향상된 불연소재 및 제조 방법을 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a non-combustible material and a manufacturing method with improved heat resistance.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 불연성이 향상된 불연소재 및 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a non-combustible material and a manufacturing method with improved non-combustibility.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 비용이 절감된 불연소재 및 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a non-combustible material and a manufacturing method with reduced manufacturing cost.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 시간이 단축된 불연소재 및 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a non-combustible material and a manufacturing method with reduced manufacturing time.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 대량 생산이 용이한 불연소재 및 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a non-combustible material and a manufacturing method that are easy to mass-produce.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 불연소재 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method of manufacturing a non-combustible material.
일 실시 예에 따르면, 상기 불연소재 제조 방법은, 무기 바인더, 애쉬(ash), 및 점토 분말을 준비하는 단계, 상기 무기 바인더에 용매를 제공하고 교반하여 베이스 용액을 제조하는 단계, 상기 베이스 용액에 상기 애쉬 및 상기 점토 분말을 제공하고 교반하여 코팅제를 제조하는 단계, 및 상기 코팅제를 섬유 기재에 도포하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing a non-combustible material includes preparing an inorganic binder, ash, and clay powder, providing a solvent to the inorganic binder and stirring to prepare a base solution, and the base solution Providing and stirring the ash and the clay powder to prepare a coating agent, and applying the coating agent to a fiber substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 애쉬를 준비하는 단계는, 상기 애쉬를 제1 필터로 필터링하여 이물질을 제거하는 1차 정제 단계, 및 상기 제1 필터보다 필터링 레벨이 높은 제2 필터를 사용하여 상기 애쉬를 추가로 필터링하여 미연소 탄소를 분리시키는 2차 정제 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the ash includes a first purification step of filtering the ash with a first filter to remove foreign substances, and the ash using a second filter having a higher filtering level than the first filter. Further filtering may include a secondary purification step of separating unburned carbon.
일 실시 예에 따르면, 상기 점토 분말을 준비하는 단계는, 점토 광물을 준비하는 단계, 상기 점토 광물을 1차 건조하는 단계, 상기 점토 광물을 미분쇄하는 단계, 상기 점토 광물을 1차 필터링하는 단계, 상기 점토 광물을 2차 건조하는 단계, 및 상기 점토 광물을 2차 필터링하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the preparing of the clay powder includes: preparing a clay mineral, first drying the clay mineral, pulverizing the clay mineral, and first filtering the clay mineral , Secondary drying the clay mineral, and secondary filtering the clay mineral.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 불연소재를 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a non-combustible material.
일 실시 예에 따르면, 상기 불연소재는, 섬유 기재, 상기 섬유 기재 내부 및 표면상의 코팅층을 포함하되, 상기 코팅층은 무기 바인더, 애쉬 및 점토 분말을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the non-combustible material includes a fibrous substrate, a coating layer on the inside and on the surface of the fibrous substrate, and the coating layer may include an inorganic binder, ash, and clay powder.
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유 기재는, 현무암 섬유, 유리 섬유, 카본 섬유, 아라미드 섬유, 실리카 섬유, 면 섬유 또는 나일론 등 화학섬유 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the fiber substrate may include at least one of chemical fibers such as basalt fiber, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, silica fiber, cotton fiber, or nylon.
일 실시 예에 따르면, 상기 무기 바인더는, 실리카, 알칼리 금속 산화물 및 물을 포함하되, 상기 알칼리 금속 산화물은 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 리튬(Li) 산화물 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the inorganic binder includes silica, an alkali metal oxide, and water, and the alkali metal oxide may include at least one of sodium (Na), potassium (K), or lithium (Li) oxide. have.
일 실시 예에 따르면, 상기 무기 바인더는, 이산화 실리콘(SiO2), 산화 나트륨(Na2O), 및 실리콘과 산화 나트륨의 화합물을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the inorganic binder may include silicon dioxide (SiO 2 ), sodium oxide (Na 2 O), and a compound of silicon and sodium oxide.
일 실시 예에 따르면, 상기 점토 분말은 점토(clay), 고령토(kaolin), 카올라이트(kaolinite), 벤토나이트(bentonite), 제올라이트(zeolite), 몬모릴로나이트(montmolinonite), 나크라이트(nacrite), 딕카이트(dickite), 할로이사이트(holloysite), 또는 깁사이트(gibbsite) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the clay powder is clay, kaolin, kaolinite, bentonite, zeolite, montmolinonite, nacrite, dicite ( dickite), haloysite, or gibbsite.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 건축 내장재, 보온재, 흡음재 및 단열재를 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a building interior material, a thermal insulation material, a sound-absorbing material and a heat insulating material.
일 실시 예에 따르면, 상기 건축 내장재, 상기 보온재, 상기 흡음재, 및 상기 단열재는, 상술된 실시 예에 따른 상기 불연소재를 포함하고, 내열성 및 불연성을 갖는다.According to an embodiment, the building interior material, the insulating material, the sound absorbing material, and the heat insulating material include the non-combustible material according to the above-described embodiment, and have heat resistance and non-combustibility.
본 발명의 실시 예에 따른 불연소재의 제조 방법은, 무기 바인더, 애쉬, 및 점토 분말을 준비하는 단계, 상기 무기 바인더에 용매를 제공하고 교반하여 베이스 용액을 제조하는 단계, 상기 베이스 용액에 상기 애쉬 및 상기 점토 분말을 제공하고 교반하여 코팅제를 제조하는 단계, 및 상기 코팅제를 섬유 기재에 도포하고 건조하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 불연소재의 제조 방법이 간단하여, 제조 시간 및 제조 비용이 용이하게 절감될 수 있어, 상기 섬유 강화 섬유는 용이하게 대량 생산할 수 있다.The method of manufacturing a non-combustible material according to an embodiment of the present invention includes preparing an inorganic binder, ash, and clay powder, providing a solvent to the inorganic binder and stirring to prepare a base solution, and the ash in the base solution And providing and stirring the clay powder to prepare a coating agent, and applying and drying the coating agent to a fiber substrate to form a coating layer. As described above, since the manufacturing method of the non-combustible material is simple, manufacturing time and manufacturing cost can be easily reduced, so that the fiber-reinforced fibers can be easily mass-produced.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 불연소재의 구조는, 상기 섬유 기재 내부 및 표면 상에, 상기 코팅층을 포함한 구조일 수 있다. 상기 코팅층은 상기 무기 바인더, 상기 애쉬, 및 상기 점토 분말을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층은, 상기 코팅제가 상기 섬유 기재에 도포된 후, 자연 건조 시, 상기 코팅제 내에 포함된 상기 용매가 휘발되어 형성될 수 있다. 상기 코팅층 내에 상기 애쉬는 내열성, 불연성 및 난연성을 동시에 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 애쉬는 알루미노 실리케이트(alumino silicate)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 코팅층 내에 상기 점토 분말은 내열성 및 난연성을 동시에 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 점토 분말은, 고령토(kaolin) 분말일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 불연소재는, 상기 코팅층 내의 상기 애쉬(예를 들어, 알루미노 실리케이트) 및 상기 점토 분말(예를 들어, 고령토 분말)에 의해, 내열성 및 불연성을 동시에 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 불연소재는 건축 내장재, 보온재, 흡음재 및 단열재에 사용될 수 있다.The structure of the non-combustible material according to an embodiment of the present invention may be a structure including the coating layer inside and on the surface of the fibrous substrate. The coating layer may include the inorganic binder, the ash, and the clay powder. Specifically, the coating layer may be formed by volatilization of the solvent contained in the coating agent upon natural drying after the coating agent is applied to the fiber substrate. The ash in the coating layer may have heat resistance, non-flammability and flame retardancy at the same time. For example, the ash may include alumino silicate. In addition, the clay powder in the coating layer may have heat resistance and flame retardancy at the same time. For example, the clay powder may be kaolin powder. Therefore, the non-combustible material according to the embodiment of the present invention may have heat resistance and non-combustibility at the same time by the ash (eg, aluminosilicate) and the clay powder (eg, kaolin powder) in the coating layer. have. Accordingly, the non-combustible material may be used for a building interior material, a thermal insulation material, a sound absorbing material and a heat insulation material.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 불연소재 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 용액을 제조하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 애쉬를 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 점토 분말을 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코팅제를 제조하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 섬유 기재 및 코팅층을 포함하는 불연소재를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 코팅제 및 불연소재의 제조공정을 설명하기 위한 사진이다.
도 8은 실험 예 2에 따른 불연소재 및 세라믹 직물을 비교 설명하기 위한 사진이다.
도 9는 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 불연소재의 화염방사 시험 조건을 나타낸 사진이다.
도 10은 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 불연소재의 화염방사 시험 전/후 상태를 비교 설명하기 위한 사진이다.
도 11은 실험 예 2에 따른 불연소재 및 유리 직물의 열처리 조건 별 상태를 비교하기 위한 사진이다.
도 12는 실험 예 2에 따른 불연소재 및 유리 직물의 토치 불꽃 시험을 비교한 사진이다.
도 13은 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 불연소재의 시편을 콘 칼로리미터 측정 후 시편을 촬영한 사진이다.
도 14는 실험 예 2에 따른 불연소재를 콘 칼로리미터 측정 후 촬영한 사진이다.
도 15는 실험 예 2에 따른 코팅제를 FRP(fiber reinforced plastics) 상에 코팅한 불연소재 시편의 한계산소지수(limiting oxygen index, LOI)를 측정 후 촬영한 사진이다.1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a non-combustible material according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a step of preparing a base solution according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a step of preparing an ash according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a step of preparing a clay powder according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a step of manufacturing a coating agent according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a non-combustible material including a fibrous substrate and a coating layer according to an embodiment of the present invention.
7 is a photograph for explaining the manufacturing process of the coating agent and the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6.
8 is a photograph for explaining a comparison between a non-combustible material and a ceramic fabric according to Experimental Example 2.
9 is a photograph showing the flame radiation test conditions of the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6.
10 is a photograph for explaining a comparison before and after the flame radiation test of the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6.
FIG. 11 is a photograph for comparing states of non-combustible materials and glass fabrics according to heat treatment conditions according to Experimental Example 2. FIG.
12 is a photograph comparing a torch flame test of a non-combustible material and a glass fabric according to Experimental Example 2.
13 is a photograph of a specimen of a non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 after measuring a cone calorimeter.
14 is a photograph taken after measuring a cone calorimeter of a non-combustible material according to Experimental Example 2.
15 is a photograph taken after measuring the limiting oxygen index (LOI) of a non-combustible material specimen coated with the coating agent according to Experimental Example 2 on fiber reinforced plastics (FRP).
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another element. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, in the present specification,'and/or' has been used to mean including at least one of the elements listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, and one or more other features, numbers, steps, or configurations. It is not to be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in the present specification, "connection" is used to include both indirectly connecting a plurality of constituent elements and direct connecting.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 불연소재 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 용액을 제조하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 애쉬를 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 점토 분말을 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코팅제를 제조하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 섬유 기재 및 코팅층을 포함하는 불연소재를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a non-combustible material according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining a step of preparing a base solution according to an embodiment of the present invention, and FIG. A view for explaining the step of preparing ash according to an embodiment, Figure 4 is a view for explaining the step of preparing clay powder according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a coating agent according to an embodiment of the present invention It is a view for explaining the step of manufacturing a, Figure 6 is a view for explaining a non-combustible material including a fiber substrate and a coating layer according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 무기 바인더(110), 애쉬(200), 및 점토 분말(300)이 준비된다(S110).1 to 3, an
상기 무기 바인더(110)는, 실리카, 알칼리 금속 산화물 및 물을 포함할 수 있다. 상기 알칼리 금속 산화물은 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 리튬(Li) 산화물 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 바인더(110)는 이산화 실리콘(SiO2) 및 산화 나트륨(Na2O)을 포함한 소듐 실리케이트(sodium silicate)일 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 상기 무기 바인더(110)는, 아래의 [표 1]와 같은 소듐 실리케이트를 포함할 수 있다.The
(20±1℃)Viscosity
(20±1℃)
상기 애쉬(200)을 준비하는 단계는, 상기 애쉬(200)를 제1 필터(210)로 필터링하여 이물질을 제거하는 1차 정제 단계, 및 상기 제1 필터(210)보다 필터링 레벨이 높은 제2 필터(220)를 사용하여 상기 애쉬(200)를 추가로 필터링하여 미연소 탄소를 분리시키는 2차 정제 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1차 정제 단계에 사용된 상기 제1 필터(210)는, 200 mesh일 수 이 있다. 예를 들어, 2차 정제 단계에 사용된 상기 제2 필터(220)는, 325 mesh일 수 있다. 따라서, 상기 제2 필터(220)는 상기 제1 필터(210)보다, 필터링 레벨이 높을 수 있다.Preparing the
상기 점토 분말(300)을 준비하는 단계는, 점토 광물(310)을 준비하는 단계, 상기 점토 광물(310)을 1차 건조하는 단계, 상기 점토 광물(310)을 미분쇄하는 단계, 상기 점토 광물(310)을 1차 필터링하는 단계, 상기 점토 광물(310)을 2차 건조하는 단계, 및 상기 점토 광물(310)을 2차 필터링하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 점토 광물(310)의 1차 건조 조건은, 110℃에서 3시간일 수 있다. 예를 들어, 상기 점토 광물(310)은 포트 밀(pot mill)에 제공되어 24시간 동안 미분쇄될 수 있다. 예를 들어, 상기 점토 광물(310)의 2차 건조 조건은, 1차 건조 조건과 동일할 수 있다.Preparing the
예를 들어, 상기 점토 분말(300)은, 점토(clay), 고령토(kaolin), 카올라이트(kaolinite), 벤토나이트(bentonite), 제올라이트(zeolite), 몬모릴로나이트(montmolinonite), 나크라이트(nacrite), 딕카이트(dickite), 할로이사이트(holloysite), 또는 깁사이트(gibbsite) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 무기 바인더(110)에 용매(120)을 제공하고 교반하여, 베이스 용액(100)이 제조된다(S120).1 and 4, a
상기 무기 바인더(110)에 제공된 상기 용매(120)는 물일 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 무기 바인더(110)는 물을 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 무기 바인더(110)에 희석용액으로 물을 제공하여, 후술되는 바와 같이, 상기 베이스 용액(100)에 상기 애쉬(200) 및 상기 점토 분말(300)을 제공 시, 코팅제(410)의 점도 상승이 방지될 수 있다. 이에 따라서, 후술되는 바와 같이, 상기 코팅제(410)가 스프레이 방법으로 섬유 기재(500)에 용이하게 도포될 수 있다. The solvent 120 provided to the
예를 들어, 상기 용매(120)의 온도는, 25 내지 35℃ 일 수 있다. For example, the temperature of the solvent 120 may be 25 to 35°C.
예를 들어, 상기 무기 바인더(110) 및 상기 유기 용매(120)의 교반 시간은, 10 내지 20분 일 수 있다.For example, the stirring time of the
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 베이스 용액(100)에 상기 애쉬(200) 및 상기 점토 분말(300)을 제공하고 교반하여 코팅제(410)가 제조된다(S130).1 and 5, the
일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 용액(100)이 교반되는 상태에서, 상기 애쉬(200)가 소량으로 천천히 제공될 수 있다. 이와 달리, 상기 애쉬(200)가 상기 베이스 용액(100)에 대량 제공된 경우, 상기 베이스 용액(100) 내에 상기 무기 바인더(110) 및 상기 애쉬(200)가 화학 반응하여 응고될 수 있다. 따라서, 상기 애쉬(200)는 상기 베이스 용액(100)에 소량으로 천천히 제공되어, 상기 무기 바인더(110) 및 상기 애쉬(200)의 화학 반응이 최소화 되고, 이로 인해, 용이하게 응고되는 것이 방지될 수 있다. 이후, 상기 점토 분말(300)을 더 제공하고 교반하여 상기 코팅제(410)가 제조될 수 있다. 이 경우, 후술되는 바와 같이, 상기 코팅제(410)는 스프레이 방법으로 3~4회 분사하여 섬유 기재(500)에 용이하게 도포될 수 있다.According to an embodiment, while the
일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 용액(100)의 교반속도는 400rpm 내지 500rpm일 수 있다. 이와 달리, 상기 베이스 용액(100)의 교반속도가 500rpm을 초과한 경우, 상기 베이스 용액(100) 및 상기 애쉬(200)의 혼합물에 기포가 발생될 수 있다. 이 경우, 후술되는 바와 같이, 상기 코팅제(410)가 스프레이 방식으로 상기 섬유 기재(500)에 용이하게 도포되기 어려울 수 있다. According to an embodiment, the stirring speed of the
상술된 바와 같이, 스프레이 방식으로 용이하게 도포가 어려운 경우, 스프레이에 포함된 스프레이 건의 노즐 크기 및 압력을 조절하여, 스프레이 도포가 가능할 수 있다. As described above, when it is difficult to easily apply by the spray method, spray application may be possible by adjusting the nozzle size and pressure of the spray gun included in the spray.
도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 코팅제(410)을 상기 섬유 기재(500)에 도포하여, 불연소재(600)가 제조된다(S140).1 and 6, by applying the
상기 코팅제(410)를 상기 섬유 기재(500)에 도포하는 방법은, 스프레이, 함침, 딥핑, 컨베이어 또는 붓을 이용한 방법 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 코팅제(410)는 상기 섬유 기재(500) 상에 단면 또는 양면 코팅될 수 있다. The method of applying the
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅제(410)는 스프레이 방법으로 3~4회 분사하여 상기 섬유 기재(500)에 도포하고 자연 건조하여, 상기 섬유 기재(500) 내부 및 표면 상에 코팅층(400)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 코팅제(410) 내에 상기 무기 바인더(110), 상기 용매(120), 상기 애쉬(200), 및 상기 점토 분말(300)의 중량 비율에 의해, 상기 코팅층(400)의 막질이 달라질 수 있다. According to an embodiment, the
구체적으로, 상기 무기 바인더(100)의 비율이 20wt%, 상기 용매(120)의 비율이 30wt% 초과 ~ 50wt% 미만, 상기 애쉬(200)의 비율이 30wt% 초과 ~ 50wt% 미만, 상기 점토 분말(300)의 비율이 3wt%으로 구성된 상기 코팅제(410)는, 상기 섬유 기재(500)에 스프레이 도포되고 건조되어, 상기 코팅층(400)이 균일한 두께로 용이하게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 코팅층(400)은 콘포말(conformal)하고 우수한 막질을 가질 수 있다.Specifically, the ratio of the
상기 용매(120)의 비율이 30wt% 이하 또는 상기 애쉬(200)의 비율이 50wt% 이상인 경우, 상기 코팅제(410)의 점도가 상승하여, 상기 코팅제(410)를 스프레이 방법으로 상기 섬유 기재(500)에 도포하는 것이 불가할 수 있다.When the ratio of the solvent 120 is 30 wt% or less or the
이와 달리, 상기 용매(120)의 비율이 50wt% 이상 또는 상기 애쉬(200)의 비율이 30wt% 이하인 경우, 상기 코팅제(410)의 점도가 하강하여, 상기 코팅제(410)를 스프레이 방법으로, 상기 섬유 기재(500)에 도포하는 것이 가능할 수 있다. 하지만, 상기 코팅제(410)의 점도가 낮아, 도포된 상기 코팅제(410)가 상기 섬유 기재(500) 상에서 흘러 내려, 상기 코팅층(400)의 막질이 저하될 수 있다.In contrast, when the ratio of the solvent 120 is 50 wt% or more or the
일 변형 예에 따르면, 상기 코팅제(410)를 상기 섬유 기재(500)에 도포하기 전, 상기 섬유 기재(500)에 전처리용 소스가 먼저 도포될 수 있다. 상기 전처리용 소스에 의해, 상기 코팅제(410)가 상기 섬유 기재(500)에 용이하게 흡착될 수 있고, 이로 인해, 상기 코팅층(400)이 균일한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 전처리용 소스는 알코올 또는 물일 수 있다. 또한, 상기 섬유 기재(500)에 상기 전처리용 소스를 제공하는 단계는, 초음파 진동자를 이용하여 상기 전처리용 소스를 액적 상태로 분무하는 단계, 및 분무된 액적 상태의 상기 전처리용 소스를 상기 섬유 기재(500)에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 전처리용 소스가 상기 섬유 기재(500)에 전체적으로 균일하게 제공될 수 있다. According to a modified example, before applying the
일 변형 예에 따르면, 상기 애쉬(200) 및 상기 점토 분말(300)을 이용하여, 내열성 입자가 제조되고, 상기 코팅제(410)는 상기 내열성 입자를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 내열성 입자를 제조하는 단계는, 포트 밀(pot mill)에 상기 점토 분말(300)을 제공한 후 1차 용매를 분사하면서 상기 포트 밀(pot mill)을 회전시켜 1차 입자를 제조하는 단계, 상기 1차 입자에 상기 애쉬(200) 및 2차 용매를 분사하여 상기 내열성 입자를 제조하는 단계, 및 상기 내열성 입자를 열처리 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 1차 용매는 물일 수 있고 상기 2차 용매는 상기 무기 바인더(110)일 수 있다. 이에 따라, 상기 내열성 입자는 상기 점토 분말(300) 코어 및 상기 애쉬(200) 쉘을 가질 수 있고, 상기 내열성 입자는 상기 코팅제(410) 내에 용이하게 균일하게 분산될 수 있다. 이로 인해, 상기 코팅층(400) 내에 상기 내열성 입자가 균일하게 분산되어, 상기 불연소재(600)의 내열성 및 불연성을 향상될 수 있다.According to a modified example, heat-resistant particles are manufactured by using the
또한, 일 변형 예에 따르면, 상술된 실시 예에 따라 상기 애쉬(200) 및 상기 점토 분말(300)을 갖는 제1 코팅제(상기 코팅제(410)) 및 상기 베이스 용액(100) 및 상기 내열성 입자만을 갖는 제2 코팅제 준비되고, 상기 섬유 기재(500)에 상기 제2 코팅제 및 상기 제1 코팅제가 순차적으로 도포될 수 있다. 이에 따라, 상기 내열성 입자가 상기 불연소재(600)의 표면 상에 노출되지 않을 수 있고, 이로 인해 표면이 매끄럽고 미관이 우수한 상기 불연소재(600)가 제공될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제2 코팅제가 먼저 도포되어, 상기 섬유 기재(500) 내에 상기 내열성 입자가 상대적으로 다량 제공되고 상기 섬유 기재(500)의 표면 상에 상기 내열성 입자가 상대적으로 적게 제공될 수 있다. In addition, according to a modified example, according to the above-described embodiment, only the first coating agent (the coating agent 410) and the
본 발명의 실시 예에 따른 상기 불연소재(600)의 제조 방법은, 상술된 바와 같이, 상기 무기 바인더(110), 상기 애쉬(200), 및 상기 점토 분말(300)을 준비하는 단계, 상기 무기 바인더(110)에 상기 용매(120)를 제공하고 교반하여 상기 베이스 용액(100)을 제조하는 단계, 상기 베이스 용액(100)에 상기 애쉬(200) 및 상기 점토 분말(300)을 제공하고 교반하여 상기 코팅제(410)를 제조하는 단계, 및 상기 코팅제(410)를 상기 섬유 기재(500)에 도포하고 건조하여 상기 코팅층(400)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 불연소재(600)의 제조 방법이 간단하여, 제조 시간 및 제조 비용이 용이하게 절감될 수 있어, 상기 섬유 강화 섬유(600)는 용이하게 대량 생산할 수 있다. The manufacturing method of the
본 발명의 실시 예에 따른 상기 불연소재(600)의 구조는, 상기 섬유 기재(500) 내부 및 표면 상에 코팅층(400)을 포함한 구조일 수 있다. 상기 코팅층(400)은 상기 무기 바인더(100), 상기 애쉬(200), 및 상기 점토 분말(300)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층(400)은, 상기 코팅제(410)가 상기 섬유 기재(500)에 도포된 후, 자연 건조 시, 상기 코팅제(410) 내에 포함된 상기 용매(120)가 휘발되어 형성될 수 있다. 상기 코팅층(400) 내에 상기 애쉬(200)는 내열성, 불연성 및 난연성을 동시에 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 애쉬(200)는 알루미노 실리케이트(alumino silicate)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 코팅층(400) 내에 상기 점토 분말(300)은 내열성 및 난연성을 동시에 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 점토 분말(300)은, 고령토(kaolin) 분말일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 불연소재(600)는, 상기 코팅층(400) 내의 상기 애쉬(200, 예를 들어, 알루미노 실리케이트) 및 상기 점토 분말(300, 예를 들어, 고령토 분말)에 의해, 내열성 및 불연성을 동시에 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 불연소재(600)는 건축 내장재, 보온재, 흡음재 및 단열재에 사용될 수 있다.The structure of the
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 불연소재의 구체적인 실험 예 및 특성평가가 설명된다.Hereinafter, specific experimental examples and characteristic evaluation of a non-combustible material according to an embodiment of the present invention will be described.
실험 예 1 에 따른 불연소재의 제조 방법Manufacturing method of non-combustible material according to Experimental Example 1
무기 바인더로 소듐 실리케이트(sodium silicate)를 준비하고, 알루미노 실리케이트(alumino silicate)를 포함하는 애쉬를 준비하고, 점토 분말로 고령토(kaolin) 분말을 준비하였다.Sodium silicate was prepared as an inorganic binder, ash containing alumino silicate was prepared, and kaolin powder was prepared as clay powder.
상기 소듐 실리케이트는 NaO2의 중량비율이 9wt% 내지 10wt%이고, Molar ratio가 3.1 내지 3.3인 것을 준비하였고, 상기 애쉬는 1차 필터(200mesh)로 필터링한 후, 2차 필터(325mesh)로 필터링하여 준비하였고, 상기 고령토 분말은, 고령토 광물을 1차 건조(110℃, 3시간)한 후, 포트 밀(pot mill)에 제공하여 24시간 미분쇄한 후, 상기 2차 필터(325mesh)로 1차 필터링한 후, 2차 건조(110℃, 3시간)한 후, 상기 2차 필터(325mesh)로 2차 필터링하여 준비하였다. The sodium silicate was prepared with a weight ratio of NaO 2 of 9 wt% to 10 wt%, and a Molar ratio of 3.1 to 3.3, and the ash was filtered with a first filter (200 mesh), and then filtered with a second filter (325 mesh). The kaolin powder was first dried (110° C., 3 hours) of kaolin minerals, and then finely pulverized for 24 hours by providing the kaolin mineral to a pot mill, and then using the second filter (325 mesh). After secondary filtering, secondary drying (110° C., 3 hours) was performed, and secondary filtering was performed with the secondary filter (325 mesh).
그리고, 상기 소듐 실리케이트(20wt%)에 용매로 물(30wt%, 25℃ 내지 35℃)을 제공하고 10분 내지 20분 교반하여, 베이스 용액을 제조하였다. Then, water (30wt%, 25°C to 35°C) was provided as a solvent to the sodium silicate (20wt%) and stirred for 10 to 20 minutes to prepare a base solution.
그리고, 상기 베이스 용액을 400 rpm 내지 500 rpm으로 교반하면서, 상기 애쉬(50wt%)를 소량으로 천천히 제공하고, 이후, 상기 고령토 분말(3wt%)을 제공하고 교반하여 코팅제를 제조하였다.And, while stirring the base solution at 400 rpm to 500 rpm, the ash (50wt%) was slowly provided in a small amount, and then, the kaolin powder (3wt%) was provided and stirred to prepare a coating agent.
그리고, 상기 코팅제를 섬유 기재인 세라믹 직물에 스프레이 도포하고 자연 건조하여, 상기 섬유 기재에 내부 및 표면에 코팅층을 형성하여, 불연소재를 제조하였다.In addition, the coating agent was spray-coated on a ceramic fabric, which is a fibrous substrate, and dried naturally, to form a coating layer on the inside and on the surface of the fibrous substrate to prepare a non-combustible material.
실험 예 2 에 따른 불연소재의 제조 방법Manufacturing method of non-combustible material according to Experimental Example 2
애쉬(40wt%), 및 물(40wt%)을 사용한 것 이외, 실험 예 1 과 동일한 공정을 수행하여 불연소재를 제조하였다.A non-combustible material was prepared by performing the same process as in Experimental Example 1, except that ash (40wt%) and water (40wt%) were used.
실험 예 3 에 따른 불연소재의 제조 방법Manufacturing method of non-combustible material according to Experimental Example 3
애쉬(30wt%), 및 물(50wt%)을 사용한 것 이외, 실험 예 1 과 동일한 공정을 수행하여 불연소재를 제조하였다.A non-combustible material was manufactured by performing the same process as in Experimental Example 1, except that ash (30 wt%) and water (50 wt%) were used.
실험 예 4 에 따른 불연소재의 제조 방법Manufacturing method of non-combustible material according to Experimental Example 4
소듐 실리케이트(30wt%), 물(30wt%), 및 애쉬(40wt%)를 사용한 것 이외, 실험 예 1 과 동일한 공정을 수행하여 불연소재를 제조하였다.Except for using sodium silicate (30wt%), water (30wt%), and ash (40wt%), a non-combustible material was manufactured by performing the same process as in Experimental Example 1.
실험 예 5 에 따른 불연소재의 제조 방법Manufacturing method of non-combustible material according to Experimental Example 5
소듐 실리케이트(30wt%), 물(40wt%), 및 애쉬(30wt%)를 사용한 것 이외, 실험 예 1 과 동일한 공정을 수행하여 불연소재를 제조하였다.Except for using sodium silicate (30wt%), water (40wt%), and ash (30wt%), a non-combustible material was manufactured by performing the same process as in Experimental Example 1.
실험 예 6 에 따른 불연소재의 제조 방법Manufacturing method of non-combustible material according to Experimental Example 6
소듐 실리케이트(40wt%), 물(30wt%), 및 애쉬(30wt%)를 사용한 것 이외, 실험 예 1 과 동일한 공정을 수행하여 불연소재를 제조하였다.Except for using sodium silicate (40wt%), water (30wt%), and ash (30wt%), a non-combustible material was prepared by performing the same process as in Experimental Example 1.
(wt%)ash
(wt%)
(wt%) Sodium silicate
(wt%)
(wt%)water
(wt%)
(wt%)Kaolin powder
(wt%)
※ 고령토 분말의 비율은 소듐 실리케이트, 물, 및 애쉬의 전체 합산 중량에 대한 비율로 3wt%으로 고정 ※ The ratio of kaolin powder is fixed at 3wt% based on the total weight of sodium silicate, water, and ash.
도 7은 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 코팅제 및 불연소재의 제조공정을 설명하기 위한 사진이다. 7 is a photograph for explaining the manufacturing process of the coating agent and the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6.
도 7의 (a)를 참조하면, 소듐 실리케이트에 물을 제공하고 교반하여, 베이스 용액을 제조한 후, 상기 베이스 용액을 400rpm 내지 500rpm으로 교반하면서 애쉬를 소량씩 천천히 제공하여 상기 코팅제를 제조하였다.Referring to Figure 7 (a), water was provided to sodium silicate and stirred to prepare a base solution, and then the base solution was stirred at 400 rpm to 500 rpm while slowly providing ash in small portions to prepare the coating agent.
도 7의 (b)를 참조하면, 상기 코팅제를 세라믹 직물에, 2 bar 내지 4 bar의 압력으로, 3회 내지 4회 스프레이 도포하고 자연 건조하여, 상기 불연소재를 제조하였다. Referring to (b) of FIG. 7, the coating agent was spray-coated on ceramic fabrics at a pressure of 2 bar to 4 bar, 3 to 4 times, and naturally dried to prepare the non-combustible material.
도 7에서 알 수 있듯이, 실험 예 1 내지 실험 예 6의 상기 코팅제는, 상술된 바와 같이, 상기 베이스 용액을 400rpm 내지 500rpm으로 교반하면서, 상기 애쉬를 소량씩 천천히 제공하여 상기 코팅제를 제조하였다. As can be seen in Figure 7, the coating agent of Experimental Examples 1 to 6, as described above, while stirring the base solution at 400rpm to 500rpm, the ash was slowly provided in small portions to prepare the coating agent.
이와 달리, 상기 베이스 용액을 400rpm 내지 500rpm으로 교반하면서 상기 애쉬를 대량 제공한 경우, 상기 베이스 용액 내의 상기 소듐 실리케이트 및 상기 애쉬가 화학 반응하여 응고될 수 있다. 따라서, 상술된 바와 같이, 상기 베이스 용액을 400rpm 내지 500rpm으로 교반하면서, 상기 애쉬를 소량씩 천천히 제공하는 것이, 상기 코팅제를 용이하게 제조하는 방법인 것을 알 수 있다. In contrast, when a large amount of the ash is provided while stirring the base solution at 400 rpm to 500 rpm, the sodium silicate and the ash in the base solution may be solidified by a chemical reaction. Therefore, as described above, while stirring the base solution at 400rpm to 500rpm, it can be seen that slowly providing the ash in small portions is a method of easily preparing the coating agent.
이후, 상기 코팅제는 세라믹 직물에 스프레이 도포되어, 상기 세라믹 직물 내부 및 표면상에 코팅층을 형성하여, 상기 불연소재가 제조된 것을 알 수 있다.Thereafter, the coating agent was spray-applied on the ceramic fabric to form a coating layer on the inside and the surface of the ceramic fabric, so that the non-combustible material was manufactured.
도 8은 실험 예 2에 따른 불연소재 및 세라믹 직물을 비교 설명하기 위한 사진이다.8 is a photograph for explaining a comparison between a non-combustible material and a ceramic fabric according to Experimental Example 2.
도 8의 (a)를 참조하면, 상기 세라믹 직물은, 복수의 수평방향(180°)을 갖는 세라믹 섬유 및 복수의 사선방향(45°)을 갖는 세라믹 섬유가 교차되어 형성된 구조인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8A, it can be seen that the ceramic fabric has a structure formed by intersecting ceramic fibers having a plurality of horizontal directions (180°) and ceramic fibers having a plurality of diagonal directions (45°). .
도 8의 (b)를 참조하면, 실험 예 2에 따른 상기 불연소재는, 상기 세라믹 직물에, 상기 코팅제가 균일하게 도포되고 건조되어, 컨포멀(comformal)하고 우수한 막질의 코팅층을 갖는 것을 알 수 있다. Referring to (b) of Figure 8, the non-combustible material according to Experimental Example 2, the ceramic fabric, the coating agent is uniformly applied and dried, it can be seen that it has a conformal (comformal) and excellent film quality coating layer. have.
(wt%)Sodium silicate
(wt%)
(wt%)water
(wt%)
(wt%)Alumino silicate
(wt%)
(wt%)Kaolin powder
(wt%)
도 8 및 [표 3]에서 알 수 있듯이, 실험 예 2에 따른 상기 코팅층 막질이 가장 우수한 것을 알 수 있다. 상기 코팅층의 막질이 가장 우수한 요인은, 실험 예 2에 따른 상기 코팅제가, 실험 예 1, 및 실험 예 3 내지 실험 예 5 보다, 스프레이 도포 방법에 있어 가장 적합한 점도를 갖는 것으로 해석될 수 있다. 따라서, 상기 코팅제가 상기 세라믹 직물에 균일하게 스프레이 도포되고 건조되어, 컨포멀(comformal)하고 우수한 막질을 갖는 상기 코팅층이 형성되는 것을 확인할 수 있다.As can be seen from Figure 8 and [Table 3], it can be seen that the film quality of the coating layer according to Experimental Example 2 is the best. The most excellent factor of the film quality of the coating layer can be interpreted as having the most suitable viscosity in the spray coating method than the coating agent according to Experimental Example 2, Experimental Example 1, and Experimental Examples 3 to 5. Therefore, it can be seen that the coating agent is uniformly spray-applied on the ceramic fabric and dried to form the coating layer having a conformal and excellent film quality.
이와 달리, 실험 예 1, 실험 예 4, 및 실험 예 5는 상기 코팅제의 점도가 실험 예 2 보다 높아, 스프레이 도포가 불가한 것을 확인할 수 있다. In contrast, in Experimental Example 1, Experimental Example 4, and Experimental Example 5, it can be seen that the viscosity of the coating agent was higher than that of Experimental Example 2, so that spray application was not possible.
그리고, 실험 예 3에 따른 상기 코팅제의 점도는, 물의 비율(50wt%)이 다른 실험 예들보다 높아, 점도가 가장 낮을 수 있다. 따라서, 상기 코팅제를 상기 세라믹 직물에 도포 시, 상기 코팅제가, 상기 세라믹 직물 상에서 흘러 내려 불량한 막질을 갖는 상기 코팅층이 형성되는 것을 확인할 수 있다.In addition, the viscosity of the coating agent according to Experimental Example 3 may have the lowest viscosity because the water ratio (50wt%) is higher than that of other experimental examples. Therefore, when the coating agent is applied to the ceramic fabric, it can be seen that the coating agent flows down on the ceramic fabric to form the coating layer having a poor film quality.
도 9는 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 불연소재의 화염방사 시험 조건을 나타낸 사진이고, 도 10은 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 불연소재의 화염방사 시험 전/후 상태를 비교 설명하기 위한 사진이다.9 is a photograph showing the flame radiation test conditions of non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6, and FIG. 10 is a comparative description of the conditions before and after the flame radiation test of the non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6 This is a photo for.
도 9를 참조하면, 화염전파 시험은 649℃, 1,022℃, 또는 1,270℃ 중에서 적어도 한 가지 온도 조건에서 진행될 수 있는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 9, it can be seen that the flame propagation test can be performed under at least one temperature condition of 649°C, 1,022°C, or 1,270°C.
도 10의 (a)를 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는, 유리 직물 상에, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 코팅제를 도포하고 건조하여 각각 제조되었다. 도 10의 (a)는 화염 전파 시험 전, 실험 예 1 내지 실험 예 6 에 따른 불연소재의 사진이다.Referring to (a) of FIG. 10, the non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6 were each prepared by applying and drying the coating agents according to Experimental Examples 1 to 6 on a glass fabric. 10A is a photograph of a non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 before the flame propagation test.
도 10의 (b)를 참조하면, 도 10의 (b)는 화염 전파 시험 후, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재의 사진이다.Referring to (b) of FIG. 10, (b) of FIG. 10 is a photograph of the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 after a flame propagation test.
도 9, 도 10, 및 [표 4]를 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는, 1,270℃에서 토치 화염 전파 시험이 진행되었다.9, 10, and [Table 4], the non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6 were subjected to a torch flame propagation test at 1,270°C.
도 9, 도 10, 및 [표 4]에서 알 수 있듯이, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재의 코팅층은, 토치 화염 전파 시험 전/후, 형태가 실질적으로 변화되지 않은 것을 알 수 있다. 또한, 화염 전파 시험 시, 실험 예 1 내지 실험 예 6 의 토치 화염 전파거리는, 모두 1cm 미만인 것을 알 수 있다. 따라서, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는, 난연성, 내열성, 불연성, 및 내화성이 우수한 소재인 것을 알 수 있다.As can be seen in FIGS. 9, 10, and [Table 4], it can be seen that the coating layer of the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 was substantially unchanged in shape before/after the torch flame propagation test. have. In addition, in the flame propagation test, it can be seen that the torch flame propagation distances of Experimental Examples 1 to 6 were all less than 1 cm. Therefore, it can be seen that the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 is a material having excellent flame retardancy, heat resistance, non-combustibility, and fire resistance.
도 11은 실험 예 2에 따른 불연소재 및 유리 직물의 열처리 조건 별 상태를 비교하기 위한 사진이다.FIG. 11 is a photograph for comparing states of non-combustible materials and glass fabrics according to heat treatment conditions according to Experimental Example 2. FIG.
도 11을 참조하면, 실험 예 2에 따른 상기 불연소재는, 상기 유리 직물 상에, 코팅제를 스프레이 도포하고 건조하여 제조되었다. 그리고, 상기 불연소재 및 상기 유리 직물은, 전기로에서 열처리 조건 별로, 600℃에서 2시간, 700℃에서 2시간, 및 800℃에서 2시간 열처리 되었다. Referring to FIG. 11, the non-combustible material according to Experimental Example 2 was prepared by spray coating and drying a coating agent on the glass fabric. In addition, the non-combustible material and the glass fabric were heat-treated at 600° C. for 2 hours, 700° C. for 2 hours, and 800° C. for 2 hours according to heat treatment conditions in an electric furnace.
도 11에서 알 수 있듯이, 상기 불연소재 및 상기 유리직물은, 600℃ 및 700℃에서 열처리 후, 형태가 실질적으로 변화가 없는 것을 확인할 수 있다. As can be seen from FIG. 11, it can be seen that the non-combustible material and the glass fabric have substantially no change in shape after heat treatment at 600°C and 700°C.
하지만, 상기 유리 직물은, 800℃에서 열처리 후, 형태가 수축된 것을 확인할 수 있다. 이와 달리, 상기 불연소재는, 800℃에서 열처리 후, 형태가 실질적으로 수축되지 않는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 불연소재는, 800℃까지 안정적인 것을 알 수 있다. 이에 따라서, 따라서, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는, 800℃까지 난연성, 내열성, 불연성, 및 내화성이 우수한 소재인 것을 알 수 있다.However, the glass fabric, after heat treatment at 800 ℃, it can be confirmed that the shape shrinks. In contrast, it can be seen that the non-combustible material does not substantially shrink in shape after heat treatment at 800°C. Therefore, it can be seen that the non-combustible material is stable up to 800°C. Accordingly, accordingly, it can be seen that the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 is a material having excellent flame retardancy, heat resistance, non-flammability, and fire resistance up to 800°C.
도 12는 실험 예 2에 따른 불연소재 및 유리 직물의 토치 불꽃 시험을 비교한 사진이다.12 is a photograph comparing a torch flame test of a non-combustible material and a glass fabric according to Experimental Example 2.
도 12를 참조하면, 토치 불꽃 시험은 1,100℃까지 진행되었다. Referring to FIG. 12, the torch flame test was performed up to 1,100°C.
도 12에서 알 수 있듯이, 상기 유리 직물은 870℃에서 5초만에 용융되어 형태가 변화된 것을 확인할 수 있다. 이와 달리, 상기 불연소재는 1,100℃에서 37초 동안 실질적으로 용융되지 않아 형태가 변화되지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 불연소재는 내열성 및 불연성이 우수하여, 건축재료의 불연재로 사용될 수 있다. As can be seen in FIG. 12, it can be seen that the glass fabric is melted at 870° C. in 5 seconds, and the shape is changed. In contrast, it can be seen that the non-combustible material is not substantially melted at 1,100° C. for 37 seconds, so that the shape does not change. Therefore, the non-combustible material has excellent heat resistance and non-combustibility, and can be used as a non-combustible material for building materials.
도 13은 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 불연소재의 시편을 콘 칼로리미터 측정 후 시편을 촬영한 사진이다.13 is a photograph of a specimen of a non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 after measuring a cone calorimeter.
도 13을 참조하면, 콘 칼로리미터 장비는, 재료의 내화 및 난연성을 평가하는 장비로 특정 열 흐름(heat flux) 조건에 노출 시, 최대 열 방출율(PHRR, peak heat release rate), 총 열 방출량(THR, total heat release), 연기 발생율(SPR, smoke production), 및 총 연기 방출율(TSP, total smoke release rate)을 측정할 수 있다. Referring to Figure 13, the cone calorimeter equipment is an equipment that evaluates the fire resistance and flame retardancy of a material, when exposed to a specific heat flux condition, the maximum heat release rate (PHRR, peak heat release rate), the total heat release amount ( Total heat release (THR), smoke production (SPR), and total smoke release rate (TSP) can be measured.
그리고, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는, ISO 5660-1에 따라 100mm(width) x 100mm(height) 및 50mm(thickness) 이하로 현무암 직물 상에 양면 코팅되어 제조되었다. In addition, the non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6 were manufactured by being coated on both sides on a basalt fabric of 100mm (width) x 100mm (height) and 50mm (thickness) or less according to ISO 5660-1.
그리고, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는, 콘 칼로리미터 장비에서 750℃ 온도 조건에서 5분 간 측정되었다.In addition, the non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6 were measured for 5 minutes at 750°C temperature condition in a cone calorimeter device.
(2급)Semi-incombustible material
(Level 2)
(콘 칼로리 미터법)KS F ISO 5660-1
(Corn calorie metric)
10분간 최대 열 방출율이 10초 이상 연속으로 200KW/m
을 초과하지 않음.
- 10분간 가열 후 시험 채를 관통하는 균열, 구멍 및 용융
(복합자재의 경우 심재가 전부 용융, 소멸되는 것을 포함)
등이 없어야 함.-The total amount of heat radiated for 10 minutes after starting heating is 8mJ/m 2 or less,
The maximum heat dissipation rate for 10 minutes is 200KW/m continuously for 10 seconds or more
Does not exceed.
-Cracks, holes and melting through the test strip after heating for 10 minutes
(In the case of composite materials, all core materials are melted or destroyed)
There should be no back.
(가스 유해성 시험)KS F 2271
(Gas hazard test)
(3급)Flame retardant material
(Level 3)
(콘 칼로리 미터법)KS F ISO 5660-1
(Corn calorie metric)
5분간 최대 열 방출율이 10초 이상 연속으로 200KW/m2
을 초과하지 않음.
- 5분간 가열 후 시험 채를 관통하는 균열, 구멍 및 용융
(복합자재의 경우 심재가 전부 용융, 소멸되는 것을 포함)
등이 없어야 함.-The total amount of heat radiated for 5 minutes after starting heating is 8mJ/m 2 or less,
The maximum heat dissipation rate for 5 minutes is 200 KW/m 2 for 10 seconds or more continuously
Does not exceed.
-Cracks, holes and melting through the test strip after heating for 5 minutes
(In the case of composite materials, all core materials are melted or destroyed)
There should be no back.
(가스 유해성 시험)KS F 2271
(Gas hazard test)
(콘 칼로리 미터법)KS F ISO 5660-1
(Corn calorie metric)
온도를 20K 이상 초과 상승하지 않을 것 (단, 20분 동안
평형에 도달하지 않으면 최종 1분간 평균온도를 최종평형
온도라 한다.)
- 질량 감소율이 30% 이하일 것-The maximum temperature in the furnace is finalized for 20 minutes after the start of heating.
Do not increase the temperature by more than 20K (however, for 20 minutes
If equilibrium is not reached, the average temperature for the last minute is finalized.
It is called temperature.)
-The mass reduction rate should be less than 30%
(가스 유해성 시험)KS F 2271
(Gas hazard test)
※ 2.3.2 건설교통부령 제 476호 건축물 내장재 난연 성능기준 ※ 2.3.2 Ministry of Construction and Transportation Ordinance No. 476, flame retardant performance standard for interior materials of buildings
도 13, [표 5], 및 [표 6] 에서 알 수 있듯이, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는, 콘 칼로리미터 측정 후, 형상이 실질적으로 변화가 없는 것을 알 수 있다. 또한, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재는 최대 열 방출율(PHRR, peak heat release rate), 총 열 방출량(THR, total heat release), 연기 발생율(SPR, smoke production), 및 총 연기 방출율(PHRR(kW/m2)의 수치가 거의 비슷한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 상기 불연소재의 내화성 및 난연성이 동등 수준인 것을 알 수 있다. 또한, [표 5]에 따라서, 실험 예 1 내지 실험 예 6의 상기 불연소재는, 750℃ 온도 조건에서 5분간 가열 후, 총 열 방출량이 8mJ/m2이하이고, 5분간 최대 열 방출율이 10초 이상 연속으로 200KW/m2을 초과하지 않아, 난연재료 3등급인 것을 확인할 수 있다.As can be seen from Figure 13, [Table 5], and [Table 6], it can be seen that the shape of the non-combustible material according to Experimental Examples 1 to 6 has substantially no change in shape after measuring a cone calorimeter. In addition, the non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6 include a maximum heat release rate (PHRR, peak heat release rate), total heat release (THR), smoke generation rate (SPR, smoke production), and total smoke. It can be seen that the values of the emission rate (PHRR(kW/m 2 ) are almost the same.) Therefore, it can be seen that the fire resistance and flame retardancy of the non-combustible materials according to Experimental Examples 1 to 6. In addition, the [Table] 5], the non-combustible materials of Experimental Examples 1 to 6, after heating at 750°C for 5 minutes, had a total heat dissipation of 8mJ/m 2 or less, and a maximum heat dissipation rate of 10 seconds or more continuously for 5 minutes. It does not exceed 200KW/m 2 , it can be confirmed that the flame retardant material is the third grade.
도 14는 실험 예 2에 따른 불연소재를 콘 칼로리미터 측정 후 촬영한 사진이다.14 is a photograph taken after measuring a cone calorimeter of a non-combustible material according to Experimental Example 2.
도 14의 (a)는, 실험 예 2에 따른 코팅제를 유리 직물에 단면 및 양면 코팅하여 도 13에서 ISO 5660-1 규격에 따라 상기 불연소재를 제작하고, 750℃ 온도에서 10분간 콘 칼로리미터를 측정하였다.Figure 14 (a) is, one-sided and double-sided coating of the coating agent according to Experimental Example 2 on a glass fabric to prepare the non-combustible material according to ISO 5660-1 standard in Figure 13, and a cone calorimeter for 10 minutes at 750 ℃ temperature It was measured.
도 14의 (b)는, 실험 예 2에 따른 상기 코팅제를 현무암 직물에 단면 및 양면 코팅하여 도 13에서 ISO 5660-1 규격에 따라, 상기 불연소재를 제조하고, 750℃ 온도에서 10분간 콘 칼로리미터를 측정하였다.14 (b) is a single-sided and double-sided coating of the coating agent according to Experimental Example 2 on a basalt fabric to prepare the non-combustible material according to ISO 5660-1 standard in FIG. 13, and cone calorie for 10 minutes at 750°C. The meter was measured.
(단면)Glass fabric
(section)
도 14, [표 6], 및 [표 7]에서 알 수 있듯이, 상기 유리 직물에 단면 및 양면 코팅된 상기 불연소재 및 상기 현무암 직물에 단면 및 양면 코팅된 상기 불연소재의 경우, 최대 열 방출율(PHRR, peak heat release rate), 및 총 열 방출량(THR, total heat release)의 수치가 상이한 것을 확인할 수 있다.14, [Table 6], and [Table 7], in the case of the non-combustible material coated on one side and both sides on the glass fabric and the non-combustible material coated on one side and both sides on the basalt fabric, the maximum heat release rate ( It can be seen that the values of PHRR, peak heat release rate), and total heat release (THR) are different.
구체적으로, 상기 유리 직물에 단면 코팅된 상기 불연소재의 경우 PHRR: 4.003 kW/m2, THR: 1.814 MJ/m2 이고, 상기 유리 직물에 양면 코팅된 상기 불연소재의 경우 PHRR: 1.1814 kW/m2, THR: 0.2354 MJ/m2 이고, 상기 현무암 직물에 단면 코팅된 상기 불연소재의 경우 PHRR: 1.953 kW/m2, THR: 0.417 MJ/m2 이고, 상기 현무암 직물에 양면 코팅된 상기 불연소재의 경우, PHRR: 4.475 kW/m2, THR: 1.5736 MJ/m2 인 것을 알 수 있다. 이에 따라서, 상기 유리 직물에 양면 코팅된 상기 불연소재는, PHRR 및 THR 값이 가장 낮아, 가장 우수한 난연성을 갖는 것을 알 수 있다.Specifically, in the case of the non-combustible material coated on one side of the glass fabric, PHRR: 4.003 kW/m 2 , THR: 1.814 MJ/m 2 , and in the case of the non-combustible material coated on both sides of the glass fabric, PHRR: 1.1814 kW/m 2 , THR: 0.2354 MJ/m 2 , in the case of the non-combustible material coated on one side on the basalt fabric, PHRR: 1.953 kW/m 2 , THR: 0.417 MJ/m 2 , and the non-combustible material coated on both sides on the basalt fabric In the case of, it can be seen that PHRR: 4.475 kW/m 2 , THR: 1.5736 MJ/m 2. Accordingly, it can be seen that the non-combustible material coated on both sides of the glass fabric has the lowest PHRR and THR values and has the best flame retardancy.
그리고, 상기 유리 직물에 단면 코팅된 상기 불연소재 및 상기 유리 직물에 양면 코팅된 상기 불연소재의 최대 열 방출율 및 총 열 방출량 비교 시, 상기 유리 직물에 양면 코팅된 경우가, 단면 코팅된 경우보다, 최대 열 방출율 및 총 열 방출량이 낮은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 유리 직물에 양면 코팅된 상기 불연소재는, 단면 코팅된 상기 불연소재보다, 난연성이 더 향상된 것을 알 수 있다.And, when comparing the maximum heat dissipation rate and total heat dissipation amount of the non-combustible material coated on one side of the glass fabric and the non-combustible material coated on both sides of the glass fabric, the case of double-sided coating on the glass fabric, than the case of single-sided coating, It can be seen that the maximum heat release rate and the total heat release amount are low. Accordingly, it can be seen that the non-combustible material coated on both sides of the glass fabric has more improved flame retardancy than the non-combustible material coated on one side.
이와 달리, 상기 현무암 직물에 단면 코팅된 상기 불연소재 및 상기 현무암 직물에 양면 코팅된 상기 불연소재의 최대 열 방출율 및 총 열 방출량 비교 시, 상기 현무암 직물에 단면 코팅된 경우가, 양면 코팅된 경우보다, 최대 열 방출율 및 총 열 방출량이 낮은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 현무암 직물에 단면 코팅된 상기 불연소재가, 양면 코팅한 상기 불연소재보다, 난연성이 더 향상된 것을 확인할 수 있다. In contrast, when comparing the maximum heat release rate and total heat release amount of the non-combustible material coated on one side of the basalt fabric and the non-combustible material coated on both sides of the basalt fabric, the case of single-sided coating on the basalt fabric is compared to the case of double-sided coating. , It can be seen that the maximum heat release rate and the total heat release amount are low. Accordingly, it can be seen that the non-combustible material coated on one side on the basalt fabric has improved flame retardancy more than the non-combustible material coated on both sides.
그리고, [표 6]에 따라서, 상기 유리 직물에 단면 및 양면 코팅된 상기 불연소재 및 상기 현무암 직물에 단면 및 양면 코팅된 상기 불연소재는, 750℃ 온도 조건에서 10분간 가열 후, 총 열 방출량이 8mJ/m2이하이고, 10분간 최대 열 방출율이 10초 이상 연속으로 200KW/m2을 초과하지 않아, 모두 준불연 재료 2등급인 것을 알 수 있다.And, according to [Table 6], the non-combustible material coated on one side and both sides on the glass fabric and the non-combustible material coated on one side and both sides on the basalt fabric, after heating at 750° C. for 10 minutes, the total amount of heat emission It is 8mJ/m 2 or less, and the maximum heat release rate for 10 minutes does not exceed 200KW/m 2 continuously for 10 seconds or more, so it can be seen that all are semi-non-
따라서, 상기 유리 직물에 단면 및 양면 코팅된 상기 불연소재 및 상기 현무암 직물에 단면 및 양면 코팅된 상기 불연소재는, 단열 보온재로 사용될 수 있다. 특히, 상기 유리 직물에 단면 코팅된 상기 불연소재의 경우 난연성이 가장 우수하고, 상기 현무암 직물 보다 원가가 낮아 용이하게 상용화될 수 있다.Accordingly, the non-combustible material coated on one side and both sides on the glass fabric and the non-combustible material coated on one side and both sides on the basalt fabric may be used as a heat insulating material. In particular, in the case of the non-combustible material coated on one side of the glass fabric, it has the best flame retardancy and lower cost than the basalt fabric, so it can be easily commercialized.
도 15는 실험 예 2에 따른 코팅제를 FRP(fiber reinforced plastics) 상에 코팅한 불연소재 시편의 한계산소지수(limiting oxygen index, LOI)를 측정 후 촬영한 사진이다.15 is a photograph taken after measuring the limiting oxygen index (LOI) of a non-combustible material specimen coated with the coating agent according to Experimental Example 2 on fiber reinforced plastics (FRP).
도 15를 참조하면, 한계산소지수(limiting oxygen index, LOI) 측정은, 고분자를 포함한 시편이 발화 후, 불이 꺼지지 않고 3분동안 연소되는데 필요한 공기중에 산소 농도를 측정하는 실험이다. Referring to FIG. 15, the limiting oxygen index (LOI) measurement is an experiment in which the oxygen concentration in the air required to burn for 3 minutes without extinguishing the fire after the specimen containing the polymer is ignited.
도 15의 (a)를 참조하면, 상기 FRP의 한계산소지수 측정 전/후 형상을 비교하였다.Referring to Figure 15 (a), the shape of the FRP before and after the measurement of the limiting oxygen index was compared.
도 15의 (b)를 참조하면, 실험 예 2에 따른 코팅제를 상기 FRP에 스프레이 방법으로 도포하고 건조하여, 상기 불연소재를 제조하였고, 상기 불연소재의 한계산소지수 측정 전/후 상태를 비교하였다.Referring to (b) of FIG. 15, the coating agent according to Experimental Example 2 was applied to the FRP by spraying and dried to prepare the non-combustible material, and the conditions before and after the measurement of the limiting oxygen index of the non-combustible material were compared. .
rank
기준LOI
standard
rank
기준LOI
standard
rank
기준LOI
standard
rank
기준LOI
standard
기준LOI
standard
기준LOI
standard
1급Flame Retardant
1st grade
이상35%
More than
2급Flame Retardant
3급Flame Retardant
Level 3
47%42~
47%
이상40%
More than
0Class
0
이상40%
More than
4Risk
4
이상35%
More than
이상32%
More than
1Class
One
이상32%
More than
AClass
A
이상32%
More than
화재 난연1등급International architectural interior materials
Fire flame retardant grade 1
3Risk
3
이상32%
More than
2Risk
2
이상28%
More than
이상28%
More than
2Class
2
이상28%
More than
BClass
B
이상28%
More than
이상24%
More than
이상24%
More than
3Class
3
이상24%
More than
CClass
C
이상24%
More than
도 15 및 [표 8]에서 알 수 있듯이, 상기 FRP를 한계산소지수 측정 결과, 산소농도 27.4%까지 화염반응이 발생되지 않았으나, 산소 농도가 27.5% 이상에서 화염반응이 발생되는 것을 확인할 수 있다. As can be seen from Fig. 15 and [Table 8], as a result of measuring the limiting oxygen index of the FRP, flame reaction did not occur up to 27.4% of oxygen concentration, but it can be seen that flame reaction occurs when the oxygen concentration is 27.5% or more.
이와 달리, 실험 예 2에 따른 상기 코팅제를 상기 FRP에 스프레이 도포하고 건조하여 상기 불연소재를 제조한 경우, 산소 농도가 25%, 30% 내지 40%, 50%, 및 60%까지 화염반응이 발생되지 않은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 실험 예 2 에 따른 상기 불연소재는, 우수한 난연성을 갖는 것을 알 수 있다.In contrast, when the coating agent according to Experimental Example 2 was spray-coated on the FRP and dried to prepare the non-combustible material, flame reactions occurred up to 25%, 30% to 40%, 50%, and 60% oxygen concentration. You can see that it was not. Therefore, it can be seen that the non-combustible material according to Experimental Example 2 has excellent flame retardancy.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As described above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those who have acquired ordinary knowledge in this technical field should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 베이스 용액
110: 무기 바인더
120: 용매
200: 애쉬
210: 제1 필터
220: 제2 필터
300: 점토 분말
310: 점토 광물
400: 코팅층
410: 코팅제
500: 섬유 기재
600: 불연소재100: base solution
110: inorganic binder
120: solvent
200: ash
210: first filter
220: second filter
300: clay powder
310: clay mineral
400: coating layer
410: coating agent
500: fiber base
600: non-combustible material
Claims (9)
상기 소듐 실리케이트에, 용매를 제공하고 교반하여, 베이스 용액을 제조하는 단계;
상기 베이스 용액에, 상기 애쉬 및 상기 고령토를 제공하고 교반하여, 코팅제를 제조하는 단계; 및
상기 코팅제를 섬유 기재에 도포하여, 불연소재를 제조하는 단계를 포함하되,
상기 코팅제 내의 상기 애쉬의 함량은 30 wt% 초과 50 wt% 미만인 불연소재의 제조 방법.
Preparing sodium silicate, ash, and kaolin;
Providing a solvent to the sodium silicate and stirring to prepare a base solution;
Preparing a coating agent by providing and stirring the ash and kaolin to the base solution; And
Including the step of preparing a non-combustible material by applying the coating agent to the fiber substrate,
The method of manufacturing a non-combustible material in which the content of the ash in the coating agent is more than 30 wt% and less than 50 wt%.
상기 애쉬를 준비하는 단계는,
상기 애쉬를 제1 필터로 필터링하여 이물질을 제거하는 1차 정제 단계; 및
상기 제1 필터보다 필터링 레벨이 높은 제2 필터를 사용하여, 상기 애쉬를 추가로 필터링하여 미연소 탄소를 분리시키는 2차 정제 단계를 포함하는 불연소재의 제조 방법.
The method of claim 1,
Preparing the ash,
A first purification step of filtering the ash with a first filter to remove foreign substances; And
And a second purification step of separating unburned carbon by additionally filtering the ash using a second filter having a higher filtering level than the first filter.
상기 고령토를 준비하는 단계는,
고령토 광물을 준비하는 단계;
상기 고령토 광물을 1차 건조하는 단계;
상기 고령토 광물을 미분쇄하는 단계;
상기 고령토 광물을 1차 필터링하는 단계;
상기 고령토 광물을 2차 건조하는 단계; 및
상기 고령토 광물을 2차 필터링하는 단계를 포함하는 불연소재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of preparing the kaolin,
Preparing kaolin minerals;
First drying the kaolin mineral;
Pulverizing the kaolin mineral;
First filtering the kaolin mineral;
Secondary drying the kaolin mineral; And
Method for producing a non-combustible material comprising the step of secondary filtering the kaolin mineral.
상기 섬유 기재 내부 및 표면상의 코팅층을 포함하되,
상기 코팅층은, 소듐 실리케이트, 애쉬 및 고령토를 포함하고,
상기 코팅층 내의 상기 애쉬의 함량은 30 wt% 초과 50 wt% 미만인 불연소재.
Fiber base;
Including a coating layer on the inside and the surface of the fiber substrate,
The coating layer includes sodium silicate, ash and kaolin,
A non-combustible material in which the content of the ash in the coating layer is more than 30 wt% and less than 50 wt%.
상기 섬유 기재는 현무암 섬유, 유리 섬유, 카본 섬유, 아라미드 섬유, 실리카 섬유, 면 섬유 또는 나일론 섬유 중에서 적어도 하나를 포함하는 불연소재.
The method of claim 4,
The fiber substrate is a non-combustible material comprising at least one of basalt fiber, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, silica fiber, cotton fiber, or nylon fiber.
A building interior material comprising the non-combustible material according to claim 4, and having heat resistance and non-combustibility.
Insulating material comprising the non-combustible material according to claim 4, and having heat resistance and non-combustibility.
A sound absorbing material comprising the non-combustible material according to claim 4 and having heat resistance and non-combustibility.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100852392B1 (en) * | 2008-01-15 | 2008-08-14 | 주식회사 경성엔터프라이즈 | The membrane technique with ceramic liquid binder for enhancing durability performance of concrete and steel structures |
KR20110086250A (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | 최진영 | High heat resistant flame retardant rigid polyurethane foam complex heat insulator using high solidity nonflammability fiberglass sheet and manufacturing method thereof |
KR101565906B1 (en) * | 2015-03-03 | 2015-11-05 | 동아대학교 산학협력단 | Recovery of unburned carbon from bottom ash using a magnetic separation and wasted edible oil |
KR101769145B1 (en) * | 2017-01-17 | 2017-08-17 | 이피아이주식회사 | Coating compositions using for flame retardant and flame-retarding method for inflammable materials using the same |
KR20180108593A (en) * | 2016-01-21 | 2018-10-04 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | Refractory multilayer sheet |
KR20200060622A (en) * | 2018-11-22 | 2020-06-01 | 주식회사 서원코리아 | Heat reflecting non-woven fabric for interior and exterior of structure and semi incumbustible insulated board using the same |
-
2020
- 2020-09-21 KR KR1020200121366A patent/KR102258690B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100852392B1 (en) * | 2008-01-15 | 2008-08-14 | 주식회사 경성엔터프라이즈 | The membrane technique with ceramic liquid binder for enhancing durability performance of concrete and steel structures |
KR20110086250A (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | 최진영 | High heat resistant flame retardant rigid polyurethane foam complex heat insulator using high solidity nonflammability fiberglass sheet and manufacturing method thereof |
KR101565906B1 (en) * | 2015-03-03 | 2015-11-05 | 동아대학교 산학협력단 | Recovery of unburned carbon from bottom ash using a magnetic separation and wasted edible oil |
KR20180108593A (en) * | 2016-01-21 | 2018-10-04 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | Refractory multilayer sheet |
KR101769145B1 (en) * | 2017-01-17 | 2017-08-17 | 이피아이주식회사 | Coating compositions using for flame retardant and flame-retarding method for inflammable materials using the same |
KR20200060622A (en) * | 2018-11-22 | 2020-06-01 | 주식회사 서원코리아 | Heat reflecting non-woven fabric for interior and exterior of structure and semi incumbustible insulated board using the same |
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