KR102341612B1 - 친환경 tpe 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 및 그 제조 방법에 관련된 것으로서, 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대는, 기 설정된 형상의 벽 보호대로서, 그 조성물은, 전체 조성물 100wt%를 기준으로 멜라민폴리포스페이트(Melamine polyphosphate) 64.8 내지 79.2wt% 및 알루미늄 디에틸포스핀산(Diethlyphosphinic acid, Aluminum salt) 25.2 내지 30.8wt%를 포함하고, 상술한 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 제조 방법은, 준비된 혼합기에 조성물 및 열가소성 엘라스토머(TPE: Thermoplastic elastomer)를 투입하여 상온에서 200 내지 400rpm으로 10 내지 30분간 혼합 교반하는 혼합 교반 단계; 혼합 교반 단계의 수행에 의해 수득되는 혼합물을 온도 150 내지 220℃, 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 용융한 후, 기 설정된 크기의 펠릿 형상으로 압출 성형하는 제1 압출 성형 단계; 및 펠릿 형상으로 성형된 혼합물을 온도 150 내지 220℃, 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 벽 보호대 형상으로 압출 성형하는 제2 압출 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 및 그 제조방법{FIRE RETARDED WALL GUARD USING THERMO PLASTIC ELASTOMER MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 및 그 제조 방법에 관련된 것으로서, 구체적으로는 멜라민폴리포스페이트 및 알루미늄 디에틸포스핀산을 포함하는 소재를 벽 보호대의 조성물로 하여, 방염안전 벽 보호대를 제조하는 기술에 관련된 것이다.

흔히 PVC로 통칭되고 있는 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride)은 열가소성 플라스틱 중 하나로, 1800년대에 두 명의 화학자에 의해 우연히 발견된 이후, 내구성, 가공성 등 그 물리적 특성이 우수함이 입증되면서, 건축재료, 필름, 인조피혁, 성형품 등 다양한 제품으로 가공되어 사용되고 있다.

그러나 이러한 PVC는 열 안정성이 낮은 문제와, 재가공 또는 소각과정에서 다이옥신을 비롯한 다양한 유해물질이 발생하는 문제가 존재하였다.

또한 PVC의 가공성 향상을 위해 사용되는 프탈레이트 계열의 가소제가, 인간의 체내 호르몬계의 혼란을 야기하는 환경 호르몬을 배출하는 점이 알려지면서, 일부 제품군에서는 특정 가소제를 사용하는 PVC의 이용을 금지하고 있는 상황에 있어 다양한 연구 개발진에 의해 PVC를 다른 물질로 전환하려는 노력이 이어지고 있다.

일 예로 한국 공개 특허 제10-2015-0008121호에서는 대상물을 제조하는데 이용되는 보드의 소재로 폴리우레탄폼 등을 이용하 상기 보드의 외면에 발포성 방화도료를 코팅하는 등으로 방염 소재를 제조하는 기술이 제시되어 있다.

그러나, 상술한 선행기술은 제조된 제품에 난연 기능이 있는 제재를 코팅하는 것으로, 난연 기능이 부여된 제재를 코팅하는데 이용되는 휘발성 유기 화합물이 인체에 해를 끼칠 수 있으며, 장기간 사용 시 코팅된 난연 기능 재제가 노후되면서 목적하는 난연 효과를 얻지 못하는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 종래 사용되던 PVC를 대체하기 위한 소재로서, 멜라민폴리포스페이트 및 알루미늄 디에틸포스핀산을 포함하는 물질을 조성물로하여, 방염안전 벽 보호대를 제조함으로써, 인체에 무해하고, 환경 오염의 우려가 없는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대는, 기 설정된 형상의 벽 보호대로서, 그 조성물은, 전체 조성물 100wt%를 기준으로 멜라민폴리포스페이트(Melamine polyphosphate) 64.8 내지 79.2wt% 및 알루미늄 디에틸포스핀산(Diethlyphosphinic acid, Aluminum salt) 25.2 내지 30.8wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 조성물은, 혼합기에 멜라민폴리포스페이트와 알루미늄 디에틸포스핀산을 투입한 후, 100 내지 150rpm으로 10 내지 25분간 혼합 교반하여 수득되는 것이 바람직하다.

한편, 상술한 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 제조 방법에 있어서, 준비된 혼합기에 조성물 및 열가소성 엘라스토머(TPE: Thermoplastic elastomer)를 투입하여 상온에서 200 내지 400rpm으로 10 내지 30분간 혼합 교반하는 혼합 교반 단계; 혼합 교반 단계의 수행에 의해 수득되는 혼합물을 온도 150 내지 220℃, 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 용융한 후, 기 설정된 크기의 펠릿 형상으로 압출 성형하는 제1 압출 성형 단계; 및 펠릿 형상으로 성형된 혼합물을 온도 150 내지 220℃, 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 기 설정된 패턴을 갖는 벽 보호대 형상으로 압출 성형하는 제2 압출 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 혼합 교반 단계의 수행 시, 혼합기에는, 투입되는 혼합물 100wt%를 기준으로, 조성물 35 내지 55wt%, 열가소성 엘라스토머 45 내지 70wt%가 투입되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 열가소성 엘라스토머는, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 및 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공중합체가 이용되는 것이 바람직하다.

또한 상술한 제1 성형 단계에서는, 용융된 혼합물을 기 설정된 시간 냉각한 후, 혼합물을 입도 1 내지 5mm 크기를 갖는 펠릿 형상으로 압출 성형하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 종래 사용되던 PVC를 대체하기 위한 소재로서, 멜라민폴리포스페이트 및 알루미늄 디에틸포스핀산을 포함하는 조성물을 열가소성 엘라스토머에 적용한 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 제공함으로써, 인체에 무해하고 환경 친화적인 소재를 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 제조함에 있어서, 열가소성 엘라스토머 기재에 단순 도포하는 방식의 코팅이 아닌, 방염 기능을 부여하는 조성물을 열가소성 엘라스토머와 용융하여 가교한 뒤 압출 성형하여 난연성이 부여된 방염 안전 벽 보호대를 제조함으로써, 종래 방염제 조성물이 코팅된 벽 보호대에 비하여 열적 안정성이 우수한 방염안전 벽 보호대를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 유해 성분을 방출하지 않는 성분들을 이용하여 방염안전 벽 보호대를 제조함으로써, 사람의 신체와 밀접하게 접촉하는 다양한 제품군에서도 용이하게 이용할 수 있음은 물론이고, 열가소성으로 높은 온도에서 변형이 쉽고 여러 번 재활용할 수 있어 환경 보전 효과 및 쓰레기 처리 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 구성하는 조성물의 중량 기준 혼합 비율을 나타낸 예.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 조성물의 포장 상태를 나타내는 예.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 제조 방법에 대한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 제조에 이용되는 방염제와 열가소성 엘라스토머의 중량 기준 혼합 비율을 나타낸 예.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열가소성 엘라스토머를 구성하는 주요 성분들의 혼합 비율을 나타낸 예.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대에 수행된 부착율(Pick up ratio) 평가 결과.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 생산제품 검사 결과통보서.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 방염성능검사 결과통보서.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 및 그 제조 방법에 관련된 것으로서, 본 발명은, 종래 사용되던 PVC를 대체하기 위한 소재로서, 멜라민폴리포스페이트 및 알루미늄 디에틸포스핀산을 포함하는 물질을 조성물로하여, 방염안전 벽 보호대를 제조함으로써, 인체에 무해하고, 환경 오염의 우려가 없는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 대한 설명을 수행함에 있어서, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적인 설명을 수행하기로 하며, 하나 이상의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성 요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시 참조될 것이다.

도 1을 참조하여 본 발명에서 제안하는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 조성물을 살펴보면, 바람직하게 멜라민폴리포스페이트(Melamine polyphosphate) 및 알루미늄 디에틸포스핀산(Diethylephosphinic acid, Aluminum salt)을 포함할 수 있다.

이때, 상술한 물질들은 화학물질정보시스템 NCIS에서 CAS 넘버 218768-84-4와, 225789-38-8로 조회되는 물질인 것으로, 양 물질 모두 유독 물질, 금지 물질 및 제한 물질에 해당 사항이 없는 물질들인 것을 확인할 수 있다.

한편 본 발명에서 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 조성물은 전체 조성물 100wt%를 기준으로, 상술한 멜라민폴리포스페이트를 64.8 내지 79.2wt%로 포함하고, 상술한 알루미늄 디에틸포스핀산을 25.2 내지 30.8wt%로 포함되도록 할 수 있다.

한 실시 예로서, 도 1의 100에서는, 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 조성물에 대한 멜라민폴리포스페이트와 알루미늄 디에틸포스핀산의 가장 바람직한 혼합 중량비에 대한 예가 도시되어 있다.

즉, 본 발명에서 제안하는 조성물은 전체 100wt%에 대하여, 멜라민폴리포스페이트 72wt% 및 알루미늄 디에틸포스핀산 28wt%의 중량 기준 혼합 비율로 구성될 때 가장 효과적인 방염 성능을 구현하는 것으로 이해될 수 있다.

한편, 상술한 물질들에 의해 수득되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 조성물은, 준비된 혼합기 에 멜라멘폴리포스페이트와, 알루미늄포스핀산을 투입하고, 회전 속도 100 내지 150rpm으로, 10 내지 25분, 가장 바람직하게는 10 내지 20분간 혼합 교반하여 수득되는 것으로 이해될 수 있다.

이때, 상술한 조성물은, 분말 성상으로 준비되어 서로 교반 혼합되는 것으로 이해될 수 있으며, 상술한 교반 혼합의 수행 후 수득되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 조성물은 준비된 용기에 밀봉되게 포장되어 유통 및 공급될 수 있다.

한편, 도 2에서는 상술한 조성물이 준비된 용기에 밀봉 포장되어 있는 상태를 살펴볼 수 있으며, 도 2에서는 명시적으로 나타나 있지는 않으나, 포장 용기에는 상술한 조성물을 구성하는 구성 물질에 대한 표시사항과 품질 보증서가 부착될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

또 다른 한편, 본 발명에서는 앞서 수득된 조성물을 이용하여 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 제조할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명을 위하여 도 3에 도시된 흐름도를 참조하기로 한다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에서 개진하는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 제조 방법은, 먼저 준비된 혼합기에 앞서 수득된 조성물 및 열가소성 엘라스토머를 투입하여 상온에서 회전 속도 200내지 400rpm으로 10 내지 30분간 혼합 교반하는 혼합 교반 단계(S10)가 수행될 수 있다.

구체적으로, 상술한 S10 단계에서는 준비된 혼합기에 투입되는 혼합물 100wt%를 기준으로, 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 조성물 35 내지 55wt%, 열가소성 엘라스토머 45 내지 70wt%가 투입되도록 할 수 있다.

한 실시 예로서, 도 4의 200에서는 상술한 S10 단계에서, 상술한 조성물과 열가소성 엘라스토머의 가장 바람직한 중량 기준 혼합 비율이 도시되어 있으며, 즉, 본 발명에서는 도 1의 S10 단계의 수행 시 혼합기에 투입되는 혼합물 100wt%를 기준으로 조성물을 40wt%로 포함하고, 열가소성 엘라스토머를 60wt% 포함되도록 할 수 있는 것이다.

더욱 구체적인 예로서, 본 발명의 S10 단계에서는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 조성물 2,600g과 열가소성 엘라스토머 3,900g을 계량하여 혼합기에 투입함으로써, 상술한 조성물과 열가소성 엘라스토머를 상호 교반 혼합하도록 하는 것으로 이해될 수 있다.

한편 이때, 본 발명에서 언급하는 열가소성 엘라스토머는, 실온에서는 고무의 성질을 갖고 있지만 고온에서는 가소화되어, 각종 성형 가공이 수행될 수 있는 고분자 재료의 성질을 갖는 소재로 이해될 수 있으며, 이러한 열가소성 엘라스토머는 플라스틱 성형기로 가공이 가능하여 공정 합리화를 도모할 수 있고, 가황 고무에서부터 일반 플라스틱 범위의 용도에 사용할 수 있어 시장 수요의 다양화에 대응할 수 있으며 여러 번 반복하여 재이용할 수 있다는 장점이 있다.

구체적으로 본 발명에서는 상술한 특성을 갖는 열가소성 엘라스토머로, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 및 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공중합체가 이용될 수 있으며, 가장 바람직하게는, 도 5의 300에 도시된 테이블과 같은 물질 성분 및 조성비를 갖는 열가소성 엘라스토머가 이용될 수 있다.

즉, 본 발명에서는 열가소성 엘라스토머의 주요 구성 성분으로서, SEBS(Styrene-ethyl-butyl-styrene block copolymer), 미네랄 오일, 폴리프로필렌(Polypropylene), 난연제와, 폴리알파올레핀(POA: Poly Alpha Olefin) 또는 폴리올레핀엘라스토머(POE: Poly Olefin Elastomer)를 포함할 수 있다.

구체적으로 상술한 SEBS는, 열가소성 엘라스토머로서, 유연성이 있는 엘라스틱 미드 블록 도메인(elastic mid-block domain)과, 경질세그먼트 역할을 담당하는 피지컬리 크로스 링커블 엔드 블록 도메인(Physically cross-linkable end-block domain)으로 구성되어 있다.

세그먼트 간의 가교 없이 엘라스토머의 성질을 나타내며, 낮은 전압에서 변형가능성이 있는 전기적 특징을 갖고 있고, 폴리올레핀 또는 스타이렌계 고분자와의 혼합성이 우수하고, 열적 안정성이 뛰어나 본 발명에서 이용하는 열가소성 엘라스토머 공중합체의 내열성을 향상하도록 하는데 이용된다.

상술한 기능 수행을 위하여, 본 발명에서 상술한 SEBS는 열가소성 엘라스토머 전체 100wt% 중 17 내지 23wt%의 중량 비율로 포함될 수 있다.

다음으로, 상술한 미네랄 오일은, 석유에서 얻은 액체상태의 탄화수소류의 혼합물로서, 본 발명에서는 MOAH 성분을 정제한 미네랄 오일을 사용하는 것이 바람직하고, 본 발명에서는 상술한 미네랄 오일에 의하여, 혼합 대상 물질들의 혼합성을 향상하고, 점도 감소에 따른 용융 지수의 상승으로 생산성이 향상되도록 할 수 있다.

상술한 기능 수행을 위하여, 본 발명에서 상술한 미네랄 오일은, 열가소성 엘라스토머 전체 100wt% 중 19 내지 25wt%의 중량 비율로 포함될 수 있다.

또한 상술한 폴리프로필렌은, 탄소 3개로 이루어진 프로필렌 단량체가 사슬 성장 중합하여 얻어지는 열가소성 고분자 소재로서, 폴리에틸렌 중합체와 쉽게 공중합될 수 있으며, 무게가 가벼운 반면 강도가 우수하고, 유해물질을 발생시키지 않는 친환경 소재이자, 항균 기능을 제공하여, 본 발명에서는, 열가소성 엘라스토머의 물리적 특성을 보강하고자 하는데 이용된다.

이때, 상술한 폴리프로필렌은 열가소성 엘라스토머 전체 100wt% 중 6 내지 10wt%로 포함될 수 있다.

또한 상술한 난연제는, 통상의 할로겐계, 인계 및 무기계 중 적어도 어느 하나의 화합물에 기반한 난연제가 사용될 수 있으나, 유해성 이슈가 없는 무기계 난연제가 사용됨이 바람직하다.

구체적으로 수산화 알루미늄, 산화안티몬, 수산화마그네슘, 주석산아연, 인, 구아니딘계, 몰리브덴산염, 지르코늄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기계 난연제가 이용될 수 있다.

한 실시 예로서, 본 발명에서는 가격이 저렴하고, 첨가량 대비 난연 효과가 우수한 수산화마그네슘을 포함하는 난연제가 바람직하게 이용될 수 있으며, 상술한 난연제는 열가소성 엘라스토머 전체 100wt% 중 35 내지 45wt%로 첨가되어 제조되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대에 난연성을 부여하도록 기능할 수 있다.

다음으로 상술한 폴리알파올레핀(PAO: Poly Alpha Olefin)은, 윤활 기재의 오일로서, 합성 탄화 수소의 일종으로 이해될 수 있다. 폴리알파올레핀은 저온에서 우수한 유동성, 비교적 높은 열적 및 산화 안정성, 고온에서 낮은 증발 손실, 높은 점조 지수, 우수한 마찰 작용, 우수한 가수분해 안정성 및 우수한 내침식성을 갖는다.

또한 상술한 폴리알파올레핀은 독성이 없어 친환경적으로 이용할 수 있고 광물유와 에스테르계 화합물과 우수한 혼화성을 가져, 본 발명의 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 제조에 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 폴리알파올레핀은 본 발명의 열가소성 엘라스토머 전체 100wt% 중 7 내지 12wt%로 포함될 수 있다.

한편 본 발명에서는 상술한 폴리알파올레핀을 대체하여, 폴리올레핀엘라스토머(POE: Poly Olefin Elastomer)를 이용할 수도 있다.

이때, 상술한 폴리올레핀엘라스토머는, 폴리에틸렌 중 VLDPE(Very Low Density Polyethylene)의 일종으로 메탈로센 촉매를 사용한 에틸렌과 옥텐 또는 부텐의 공중합체로 이해될 수 있으며, 본 발명에서는 폴리올레핀엘라스토머의 밀도가 낮고 탄성이 높은 특성을 이용하여 앞서 설명한 폴리프로필렌의 내충격성을 보강하도록 하는데 사용될 수 있다.

즉, 본 발명에서는 상술한 SEBS, 미네랄 오일, 폴리프로필렌, 난연제, 폴리알파올레핀 또는 폴리올레핀엘라스토머로 구성된 열가소성 엘라스토머 중합체로 이용함에 따라서, 강화된 열적 및 산화 안정성, 혼화성 및 내구성을 제공하여 제조되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 품질 향상을 도모할 수 있게 되는 효과가 있다.

다시 도 3으로 돌아와서, S10 단계에서, 상술한 조성물 및 상술한 열가소성 엘라스토머리를 교반 혼합한 후에는, S10 단계에 의해 수득되는 혼합물을 온도 150 내지 220℃, 가장 바람직하게는 170 내지 200℃의 온도에서 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 용융한 후, 기 설정된 크기의 펠릿 형상으로 압출 성형되도록 하는 제1 압출 성형 단계(S20)가 수행되게 된다.

이때, 바람직하게는 상술한 S20 단계에서 이용되는 압출기는 고체 이송, 가소화, 혼화 및 용융된 혼합물의 이송 성능이 우수한 이축 압출기가 이용되도록 함이 바람직할 것이다.

또한 상술한 S20 단계에서는 용융된 혼합물을 펠릿 형상으로 압출 성형함에 있어서, 펠릿 형상으로 압출 성형 전, 기 설정된 시간 동안 냉각하도록 하는 냉각 공정이 더 포함되도록 할 수 있다.

이때, 상술한 냉각 공정은, 용융된 혼합물을 고화시켜 압출 성형 단계에서의 성형성을 향상하고, 생산성을 증대하기 위한 것으로 이해될 것이며, 용융된 혼합물에 대한 냉각 온도가 점진적으로 강하되도록 하여, 연속적인 온도 구배의 냉각 처리가 수행되도록 함이 바람직하다.

또한, 상술한 냉각 처리가 수행된 혼합물은, 압출기를 통해 입도 1 내지 5mm의 크기, 가장 바람직하게는 1 내지 3mm를 갖는 펠릿 형상으로 압출 성형되도록 함이 바람직한데, 이는 S20 단계에서 제조된 펠릿을 이용하여 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 제조함에 있어, 가장 높은 제조 효율을 도출하는 펠릿의 크기 범위에 해당하는 것으로 이해될 것이다.

한편, 상술한 S20 단계의 수행 후에는, 펠릿 형상으로 성형된 혼합물을 온도 150 내지 220℃, 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 기 설정된 패턴을 갖는 벽 보호대 형상으로 압출 성형하는 제2 압출 성형 단계가 수행될 수 있다.

이때, 상술한 벽 보호대 형상은, 벽 보호대, 벽 가드, 벽 매트, 벽 쿠션 등으로 통칭되는 제품의 형상과 유사한 형상을 가질 수 있는 것으로 이해될 것이며, 상술한 패턴은, 일 예로서, 벽 보호대의 표면에 소정의 압력을 가하여 양각 또는 음각으로 문자, 숫자, 도형 중 적어도 어느 하나의 패턴이 형성되도록 하여 벽 보호대의 심미성이 향상되도록 하거나 벽 보호대에 원하는 식별 문구가 새겨지도록 할 수 있는 것으로 이해될 것이다.

즉, 상술한 S30 단계는, 앞서 S20 단계에서 수득되는 펠릿 형상의 혼합물을 공급받아, S30 단계의 압출기에서 원하는 두께 및 패턴을 갖는 벽 보호대 형상으로 용융 압출하도록 하여 효율적인 방염 성능을 구현하는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 제조해 낼 수 있는 것으로 이해될 것이다.

한편 도 6에서는, 앞서 설명한 S10 내지 S30 단계의 수행에 따라 제조된 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대에 수행된 부착율 평가 결과가 나타나 있다.

도 6의 400에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제조된 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대는 열가소성 엘라스토머 생지 3,900g에 상술한 조성물 2,600g을 이용하여 방염안전 벽 보호대를 제조한 결과, 6,500g의 무게를 갖는 방염안전 벽 보호대가 제조됨에 따라, 열가소성 엘라스토머에 혼화된 조성물이 100%로 부착되어, 부착율 (pick up ratio)가 매우 우수함을 확인할 수 있었다.

즉 이에 따라, 본 발명에 의해 제조되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대는, 우수한 기계적 강도와 함께 환경 친화적이며, 우수한 난연성이 부여된 벽 보호대로서 기능하여, 다양한 제품군에서 PVC를 대체하는 소재로서 용이하게 활용될 수 있는 효과가 있다.

다음으로 도 7을 참조하여 보면, 도 7에는 본 발명에 의해 제조되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대에 대하여 한국소방산업기술원장으로부터 발급된 생산제품(형식)검사의 실시에 따른 결과통보서가 첨부되어 있으며, 그 결과는 합격으로 본 발명에 의해 제조되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대가 방염성 물질로서 그 구조, 성능 등이 소방용품의 형식 승인 기준 및 성능인증기준에 적합하게 판정되었음을 알 수 있다.

또한 이에 더하여 도 8에서는 본 발명에 의해 제조되는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염 안전 벽 보호대의 방염안전 벽 보호대에 대하여 한국소방산업기술원장으로부터 발급된 방염성능검사의 실시에 따른 결과통보서가 첨부되어 있고, 그 결과 역시 합격으로 친환경 TPE 소재를 이용한 방염 안전 벽 보호대가 소방법령에서 정하고 있는 방염성능 기준에도 적합한 것으로 판정되었음을 알 수 있다.

이에 이상과 같이 살펴본 결과, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 종래 사용되던 PVC를 대체하기 위한 소재로서, 멜라민폴리포스페이트 및 알루미늄 디에틸포스핀산을 포함하는 조성물을 열가소성 엘라스토머에 적용한 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 제공함으로써, 인체에 무해하고 환경 친화적인 소재를 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대를 제조함에 있어서, 열가소성 엘라스토머 기재에 단순 도포하는 방식의 코팅이 아닌, 방염 기능을 부여하는 조성물을 열가소성 엘라스토머와 용융하여 가교한 뒤 압출 성형하여 난연성이 부여된 방염 안전 벽 보호대를 제조함으로써, 종래 방염제 조성물이 코팅된 벽 보호대에 비하여 열적 안정성이 우수한 방염안전 벽 보호대를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 유해 성분을 방출하지 않는 성분들을 이용하여 방염안전 벽 보호대를 제조함으로써, 사람의 신체와 밀접하게 접촉하는 다양한 제품군에서도 용이하게 이용할 수 있음은 물론이고, 열가소성으로 높은 온도에서 변형이 쉽고 여러 번 재활용할 수 있어 환경 보전 효과 및 쓰레기 처리 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이, 도 1 내지 8의 실시 예로부터 본 발명인 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대 및 그 제조방법에 대한 설명을 수행하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대에 있어서,
   기 설정된 형상의 벽 보호대로서,
   그 조성물은, 전체 조성물 100wt%를 기준으로 멜라민폴리포스페이트(Melamine polyphosphate) 64.8 내지 79.2wt% 및 알루미늄 디에틸포스핀산(Diethlyphosphinic acid, Aluminum salt) 25.2 내지 30.8wt%를 포함하되,
   상기 조성물은,
   혼합기에 분말 성상으로 준비된 상기 멜라민폴리포스페이트와 상기 알루미늄 디에틸포스핀산을 투입한 후, 회전 속도 100 내지 150rpm으로 10 내지 25분간 혼합 교반하여 수득되고,
   상기 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대의 제조 방법은,
   준비된 혼합기에 상기 조성물 및 열가소성 엘라스토머(TPE: Thermoplastic elastomer)를 투입하여 상온에서 회전 속도 200 내지 400rpm으로 10 내지 30분간 혼합 교반하는 혼합 교반 단계;
   상기 혼합 교반 단계의 수행에 의해 수득되는 혼합물을 섭씨 150 내지 220도, 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 용융한 후, 기 설정된 크기의 펠릿 형상으로 압출 성형하는 제1 압출 성형 단계; 및
   펠릿 형상으로 성형된 혼합물을 섭씨 150 내지 220도, 회전 속도 30 내지 60rpm으로 세팅된 압출기에 투입하여 기 설정된 패턴을 갖는 벽 보호대 형상으로 압출 성형하는 제2 압출 성형 단계;를 포함하고,
   상기 혼합 교반 단계의 수행 시,
   상기 혼합기에는, 투입되는 혼합물 100wt%를 기준으로, 상기 조성물 35 내지 55wt%, 상기 열가소성 엘라스토머 45 내지 70wt%가 투입되며,
   상기 열가소성 엘라스토머는,
   상기 열가소성 엘라스토머 전체 100wt% 중, SEBS(Styrene-ethyl-butyl-styrene block copolymer) 17 내지 23wt%, MOAH 성분을 정제한 미네랄 오일 19 내지 25wt%, 폴리프로필렌 6 내지 10wt%, 무기계 난연제로서 수산화마그네슘 35 내지 45wt%와, 폴리알파올레핀 또는 폴리올레핀엘라스토머를 7 내지 12wt%로 포함하는 공중합체가 이용되고,
   상기 제1 압출 성형 단계에서는,
   용융된 혼합물을 기 설정된 시간 냉각한 후, 상기 혼합물을 입도 1 내지 5mm 크기를 갖는 펠릿 형상으로 압출 성형하는 것을 특징으로 하는 친환경 TPE 소재를 이용한 방염안전 벽 보호대.
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