KR102365151B1 - 발포배수캡 조성물 및 이를 이용한 발포배수캡 - Google Patents

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아그니코리아 주식회사
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Abstract

본 발명은 발포배수캡 조성물 및 이를 이용한 발포배수캡에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발포배수캡 조성물은 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 팽창흑연분말(expandable graphite powder), 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate), 아크릴수지(acryl resin) 및 플라스틱수지(plastic resin)를 포함하는 조성물로 이루어지고, 상기 플라스틱수지는 열가소성 수지, 열경화수지 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 플라스틱수지가 사용된다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 발포배수캡은 발포배수캡 조성물로 제조된 발포배수캡 자체가 내화충전성능을 발휘할 수 있도록 구성됨으로써, 배수 등을 위한 배수캡에 별도의 내화충전성능재를 부착 또는 첨부하지 않고도 우수한 내화충전성능을 발휘할 수 있고 화재의 확산 및 유독가스의 발생을 억제함과 동시에 열전도를 차단하여 대형 인명참사를 예방할 수 있으며 내화 성능이 우수하고 배수캡의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

발포배수캡 조성물 및 이를 이용한 발포배수캡{FOAMED DRAINAGE CAP COMPOSITION AND FOAMED DRAINAGE CAP USING THE SAME}
본 발명은 발포배수캡 조성물 및 이를 이용한 발포배수캡에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발포배수캡 조성물로 제조된 발포배수캡 자체가 내화충전성능을 발휘할 수 있도록 구성함으로써, 배수 등을 위한 배수캡에 별도의 내화충전성능재를 부착 또는 첨부하지 않고도 우수한 내화충전성능을 발휘할 수 있고 화재의 확산 및 유독가스의 발생을 억제함과 동시에 열전도를 차단하여 대형 인명참사를 예방할 수 있으며 내화 성능이 우수하고 내구성을 향상시킬 수 있는 발포배수캡 조성물 및 이를 이용한 발포배수캡에 관한 것이다.
일반적으로 건축물이나 구조물을 세우는 건설공사를 진행하는 경우, 전선관이나 수도관, 가스관, 배수관, 덕트, 조인트, 커튼월 등의 설비구조물을 설치한다.
그런데, 콘크리트 등으로 이루어지는 바닥 및 벽체와 같은 건축구조물과 설비구조물과의 사이에 틈새나 공간이 형성되고, 이들 틈새나 공간을 통해 화재 시 화염이나 유해가스가 건너편으로 이동할 수 있다.
따라서, 단열과 방화 등의 기능을 수행하면서 이들 틈새나 공간을 효과적으로 메워 화재 시 화염이나 유해가스의 이동을 차단하기 위하여 채움재를 사용한다.
대한민국 정부에서는 건축물의 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙에 따라 내화구조의 인정 및 관리기준, 내화충전구조 세부운영지침 등을 법제화하여 내화충전구조의 성능확인을 위한 절차와 방법, 기준 등을 규정하고 있다.
예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0090145호, 등록특허공보 제10-0664665호, 등록실용신안공보 제20-0329349호 등에는 건축용 채움재에 대한 다양한 기술이 공개되어 있다.
특히, 등록특허공보 제10-0664665호에서는 난연성, 방수성, 내마모성 등을 높여주기 위하여 보온재 층의 표면에 방화피막을 형성하고 있지만, 발포배율이 크면 클수록 상대적으로 발포면이 약해지고, 주수시험이나 고열에서 발생되는 압력에 쉽게 부서지거나 탈락되어 원하는 만큼의 충분한 내열 효과를 얻기가 어렵다.
그리고 등록특허공보 제10-0664665호에서는 주수시험 시 수압에 의한 버팀목 역할을 위하여 보온재 층 내부에 내열성 심재를 형성하고 있지만, 이를 위해 추가적인 공정을 필요로 하므로 제조에 어려움이 있다.
국내공개특허 제10-2004-0090145호(2004년 10월 22일 공개) 국내등록특허 제10-0664665호(2006년 12월 27일 등록) 국내등록실용 제20-0341817호(2004년 02월 03일 등록)
본 발명은 발포배수캡 조성물로 제조된 발포배수캡 자체가 내화충전성능을 발휘할 수 있도록 구성함으로써, 배수 등을 위한 배수캡에 별도의 내화충전성능재를 부착 또는 첨부하지 않고도 우수한 내화충전성능을 발휘할 수 있고 화재의 확산 및 유독가스의 발생을 억제함과 동시에 열전도를 차단하여 대형 인명참사를 예방할 수 있으며 내화 성능이 우수하고 내구성을 향상시킬 수 있는 발포배수캡 조성물 및 이를 이용한 발포배수캡을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 발포배수캡 조성물은 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 팽창흑연분말(expandable graphite powder), 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate), 아크릴수지(acryl resin) 및 플라스틱수지(plastic resin)를 포함하는 조성물로 이루어지고, 상기 플라스틱수지는 열가소성 수지, 열경화수지 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 플라스틱수지가 사용된다.
상기 열가소성 수지로는 PE, PP, ABS, PS, PC, PVC, PET, PBT, PES, PPS, urethane 및 polyisobutylene으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열가소성 수지가 사용되고, 상기 열경화 수지로는 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 멜라민, 폴리우레탄, 폴리이소시아네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리이미드, 실리콘 및 아미노로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열경화성 수지가 사용되며, 상기 고무로는 부틸 고무, 부타디엔 고무, 천연 고무, 이소프렌 고무, 스틸렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 아크릴니트릴부타디엔 고무, 수소화니트릴부타디엔 고무, 염소화부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화폴리에틸렌, 아크릴 고무, 에피클로로하이드린 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 및 우레탄 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고무가 사용되고, 상기 조성물은 바닥면의 관통홀에 설치되는 트랩을 제조할 수 있다.
상기 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate) 15 내지 20 중량부, 팽창흑연분말(expandable graphite powder) 10 내지 100 중량부, 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate) 5 내지 10 중량부, 아크릴수지(acryl resin) 20 내지 25 중량부 및 플라스틱수지(plastic resin) 50 내지 80 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 팽창흑연분말(expandable graphite powder), 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate), 아크릴수지(acryl resin) 및 플라스틱수지(plastic resin)를 포함하는 조성물로 압출 사출 성형으로 제조된 트랩 자체가 별도의 내화충전성능재의 부착없이 내화충전성능이 발휘되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발포배수캡은 발포배수캡 조성물로 제조되되, 상기 발포배수캡 조성물은 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate) 15 내지 20 중량부, 팽창흑연분말(expandable graphite powder) 10 내지 100 중량부, 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate) 5 내지 10 중량부, 아크릴수지(acryl resin) 20 내지 25 중량부 및 플라스틱수지(plastic resin) 50 내지 80 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 플라스틱수지는 열가소성 수지, 열경화수지 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 플라스틱수지가 사용된다.
상기 열가소성 수지로는 PE, PP, ABS, PS, PC, PVC, PET, PBT, PES, PPS, urethane 및 polyisobutylene으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열가소성 수지가 사용되고, 상기 열경화 수지로는 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 멜라민, 폴리우레탄, 폴리이소시아네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리이미드, 실리콘 및 아미노로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열경화성 수지가 사용되며, 상기 고무로는 부틸 고무, 부타디엔 고무, 천연 고무, 이소프렌 고무, 스틸렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 아크릴니트릴부타디엔 고무, 수소화니트릴부타디엔 고무, 염소화부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화폴리에틸렌, 아크릴 고무, 에피클로로하이드린 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 및 우레탄 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고무가 사용될 수 있다.
상기 발포배수캡 조성물로 제조된 발포배수캡에 있어서, 상기 발포배수캡 표면에는 난연코팅층이 더 형성되되, 상기 난연코팅층은 상기 발포배수캡 표면에 난연코팅 조성물을 도포한 후 건조하여 형성되고, 상기 난연코팅 조성물은 바이오매스 폴리우레탄 수지, TPV수지, TPO 수지, 탄산칼슘, 구리분말, 실리콘 화합물, 과산화물, 알루미늄 산화물 및 산화방지제를 포함할 수 있다.
상기 난연코팅 조성물은 바이오매스 폴리우레탄 수지 40 내지 50 중량부, TPV수지 5 내지 15 중량부, TPO 수지 10 내지 20 중량부, 탄산칼슘 1.5 내지 2.5 중량부, 구리분말 0.1 내지 0.3 중량부, 실리콘 화합물 10 내지 20 중량부, 과산화물 1 내지 5 중량부, 알루미늄 산화물 1 내지 5 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 발포배수캡은 발포배수캡 조성물로 제조된 발포배수캡 자체가 내화충전성능을 발휘할 수 있도록 구성됨으로써, 배수 등을 위한 배수캡에 별도의 내화충전성능재를 부착 또는 첨부하지 않고도 우수한 내화충전성능을 발휘할 수 있고 화재의 확산 및 유독가스의 발생을 억제함과 동시에 열전도를 차단하여 대형 인명참사를 예방할 수 있으며 내화 성능이 우수하고 배수캡의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 발포배수캡이 일 예로 설치되는 샤프트실을 보여주는 사진이다.
도 2a, 2b 및 2c는 본 발명에 따른 발포배수캡의 일 예를 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 발포배수캡이 바닥면에 설치되는 일 예를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발포배수캡에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 발포배수캡이 일 예로 설치되는 샤프트실을 보여주는 사진이고, 도 2a, 2b 및 2c는 본 발명에 따른 발포배수캡의 일 예를 보여주는 사진이며, 도 3은 본 발명에 따른 발포배수캡이 바닥면에 설치되는 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 발포배수캡(10)은 발포배수캡 조성물로 제조될 수 있는데, 예를 들어, 상기 발포배수캡(10)은 주택이나 집합 건물의 욕실 바닥면(100)으로 모이는 오수를 처리하기 위하여 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 발포배수캡(10)은 오수는 배수되고 머리카락이나 이물질은 걸러질 수 있도록 하는 배수망을 발포배수캡(10) 본체에 착탈할 수 있도록 하고, 하방에는 배수관체의 악취가 배출되지 않도록 하는 악취 차단구를 구성하게 된다.
본 발명에 따른 발포배수캡(10)은 상기와 같이 바닥면(100)에 마련된 관통홀(200)에 설치되고 화재시 화염이나 유해가스가 상기 바닥면(100)에 형성된 관통홀(200)을 통해 이동하는 것을 차단할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발포배수캡(10)은 상기 배수트랩 이외에도, 건축물이나 구조물을 세우는 건설공사를 진행하는 경우, 전선관이나 수도관, 가스관, 배수관, 덕트, 조인트, 커튼월 등의 설비구조물과 바닥면(100)의 관통홀(200) 사이의 틈새나 공간에 설치되는 발포배수캡(10)에 적용됨으로써 상기 틈새나 공간을 통해 화재시 화염이나 유해가스가 건너편으로 이동하는 것을 방지할 수도 있다.
본 발명에 따른 발포배수캡 조성물은 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 팽창흑연분말(expandable graphite powder), 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate), 아크릴수지(acryl resin) 및 플라스틱수지(plastic resin)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 발포배수캡 조성물은 상기 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate) 15 내지 20 중량부, 팽창흑연분말(expandable graphite powder) 10 내지 100 중량부, 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate) 5 내지 10 중량부, 아크릴수지(acryl resin) 20 내지 25 중량부 및 플라스틱수지(plastic resin) 50 내지 80 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate)는 난연제로 사용될 수 있는데, 상기 난연제는 일반적으로 연소하기 쉬운 성질을 가진 고분자 재료에 할로겐, 인, 질소, 그리고 금속화합물 등 난연성 부여 효과가 큰 화합물을 첨가함으로써 발화를 늦추고, 연소의 확대를 막아주는 물질이다.
이와 같은 난연제는 크게 할로겐계 난연제와, 비할로겐계 난연제 및 무기계 난연제로 구분되고 있으며, 상기 할로겐계 난연제의 경우는 환경 오염을 유발하는 할로겐계의 물질을 사용하기 때문에 그 사용을 줄이는 반면 비할로겐계의 난연제에 대한 사용 및 개발이 점차적으로 증가하고 있다.
여기서, 상기 비할로겐계 난연제는 인계 난연제가 대표적이며, 이러한 인계 난연제는 연소과정에서 가연성물질과 반응해 고분자 표면에 탄화막(carbonaceous layer)을 형성하고, 이 탄화막에 의해 연소에 필요한 산소를 차단함으로써 난연 효과를 얻도록 이루어진다.
본 발명에서는 난연제로 암모늄계 난연제가 사용되고, 상기 암모늄계 난연제로는 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate)가 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate)는 화학식 [NH4PO3]n(OH)2(여기서, 1,000 ≤ n ≤ 10,000)로 표현되고, 발포배수캡 조성물 전체 함량 중에서 15 내지 20 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 팽창흑연분말(expandable graphite powder)은 팽창흑연을 분말화한 것으로, 일반적으로 흑연은 탄소원자의 6원자 고리가 평면적으로 무한히 연결된 평면형 거대분자가 층을 이루어 포개어진 광물로서, 그 성질은 전기의 양도체이고, 또한 폴리센의 층상구조로 인해 유연하고 활성(滑性)이 있으며, 쪼개지기는 쉽지만 거대 분자여서 반응성이 낮은 특징이 있다.
그러나 흑연은 폴리센 구조의 탄소 평면 사이가 반데르발스 힘으로 연결되어 있을 뿐이어서 탄소원자 사이의 간격인 14.2㎚에 비하여 35.5㎚로 넓기 때문에 층 사이의 틈새에 다른 원자를 삽입하여 층간화합물을 만들 수 있다. 즉, 흑연결정의 망상평면을 유지한 채로 평면 사이의 틈새에 많은 원자나 분자 또는 이온을 삽입하여 층간화합물을 만드는 것이다.
즉, 흑연의 층 사이에 황산과 같은 산을 도포한 층간화합물 또는 잔류화합물을 1000℃에 가까운 온도로 급가열하면, 산이 기화되어 가스가 발생되고 그 가스의 팽창압에 의해 흑연 층간이 수십 내지 수백 배로 팽창하는데, 이를 팽창흑연이라 한다.
상기 팽창흑연분말은 화재발생시 온도가 180℃ 이상으로 상승하는 과정에서 팽창흑연이 30 내지 50배로 팽창하며 숯(Char)을 형성하기 때문에 불연성과 함께 난연성능을 부여하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate)는 제조되는 발포배수캡에서 요구되는 인장강도, 점도, 블리딩(bleeding) 현상, 겔링성 등의 물성을 개선시키기 위한 가소제로 사용될 수 있다.
상기 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate)는 무색의 투명한 액상 물질로 에틸렌 수지나 합성고무의 가소제로 많이 사용되어지며 저온용 몰딩프레스나 냉동식품 등의 포장재에 사용될 수 있다.
상기 아크릴수지(acryl resin)는 피막형성 온도가 낮고 가소제를 사용하지 않아도 유연성이 탁월할 뿐만 아니라 내후성, 내마모성이 우수한 장점을 가지고 있는데, 상기 아크릴수지는 모노머 조성물, 가교성 모노머 및 안정제를 포함하여 제조되고, 상기 아크릴수지는 모노머 조성물 100 중량부에 대하여 상기 가교성 모노머 3 내지 7 중량부 및 안정제 0.1 내지 1 중량부를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 모노머 조성물은 알케닐 방향족 모노머(alkenyl aromatic monomer); 아크릴로니트릴(acrylonitrile); 4~22개의 탄소원자를 가지는 아크릴산(acrylic acid) 및 메트아크릴산(methacrylic acid)의 알킬(alkyl) 에스테르, (헤테로)사이클로알킬((hetero)cycloalkyl) 에스테르 또는 아랄킬(aralkyl) 에스테르; 1~18개의 탄소원자를 가지는 알킬기, 사이클로알킬기 또는 아랄킬기로 N-치환된 아크릴아마이드(acrylamide) 및 메트아크릴아마이드(methacrylamide); 비닐 아세테이트(vinyl acetate); 및 비닐 버사테이트(vinyl versatate)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다.
상기 가교성 모노머는 상기 아크릴수지에 가교 기능을 부여하는 역할을 수행하고, 상기 아크릴 수지의 부착성을 증진시킬 수 있는데, 상기 가교성 모노머는 하이드록시(hydroxy) 기능성 모노머, 아미노(amino) 기능성 모노머, 에폭시(epoxy) 기능성 모노머, 카르보닐(carbonyl) 기능성 모노머 및 메티올(methyol) 기능성 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 하이드록시 기능성 모노머는 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate 및 2-hydroxybutyl acrylate로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있고, 상기 아미노 기능성 모노머는 N,N-dimethyl aminoethyl methacrylate, N,N-dimethyl aminoethyl acrylate 및 N,tert-butyl aminoethyl methacrylate로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있으며, 상기 에폭시 기능성 모노머는 glycidyl methacrylate가 사용될 수 있고, 상기 카르보닐 기능성 모노머는 diacetone acrylamide 또는 acetoacetoxyrthyl metacrylate 중에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있으며, 상기 메틸올 기능성 모노머는 N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide 및 N-n-isobutoxymethyl acrylamide로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다.
상기 안정제는 상기 아크릴수지의 물리적, 화학적 안정성을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 안정제는 알릴 알킬 황산염(allyl alkyl sulfonate) 또는 공중합성 황산염 모노머(copolymerizable sulfonate manomer) 중에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 플라스틱수지(plastic resin)는 발포배수캡을 압출 또는 사출 성형하여 제조할 때 사용되는 공지된 각종 플라스틱수지가 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 플라스틱수지(plastic resin)로는 열가소성 수지(thermoplastic polymer), 열경화수지(thermosetting polymer) 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 플라스틱수지가 사용될 수 있다.
상기 열가소성 수지(thermoplastic polymer)로는 PE, PP, ABS, PS, PC, PVC, PET, PBT, PES, PPS, urethane 및 polyisobutylene으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열가소성 수지가 사용될 수 있다.
또한, 상기 열경화 수지(thermosetting polymer)로는 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 멜라민, 폴리우레탄, 폴리이소시아네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리이미드, 실리콘 및 아미노로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열경화성 수지가 사용될 수 있다.
또한, 상기 고무로는 부틸 고무, 부타디엔 고무, 천연 고무, 이소프렌 고무, 스틸렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 아크릴니트릴부타디엔 고무, 수소화니트릴부타디엔 고무, 염소화부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화폴리에틸렌, 아크릴 고무, 에피클로로하이드린 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 및 우레탄 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고무가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 발포배수캡(10)은 상기 발포배수캡 조성물로 제조될 수 있는데, 예를 들어, 상기 발포배수캡(10)은 상기 발포배수캡 조성물을 압출, 사출 성형하여 제조될 수 있고, 상기 발포배수캡 조성물을 이용하여 압출, 사출 성형하여 발포배수캡을 제조하는 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 기술적 사상의 다른 실시예에 따른 발포배수캡(10)은, 제조되는 발포배수캡의 난연성, 내구성 등의 물성을 더욱 향상시키기 위하여, 상기 제조된 발포배수캡(10) 표면에 난연코팅층(미도시)을 더 형성할 수도 있다.
상기 난연코팅층은 상기 제조된 발포배수캡(10) 표면에 난연코팅 조성물을 도포한 후 건조하여 형성될 수 있는데, 상기 난연코팅 조성물은 바이오매스 폴리우레탄 수지, TPV수지, TPO 수지, 탄산칼슘, 구리분말, 실리콘 화합물, 과산화물, 알루미늄 산화물 및 산화방지제를 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 난연코팅 조성물은 바이오매스 폴리우레탄 수지 40 내지 50 중량부, TPV수지 5 내지 15 중량부, TPO 수지 10 내지 20 중량부, 탄산칼슘 1.5 내지 2.5 중량부, 구리분말 0.1 내지 0.3 중량부, 실리콘 화합물 10 내지 20 중량부, 과산화물 1 내지 5 중량부, 알루미늄 산화물 1 내지 5 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 바이오매스 폴리우레탄 수지는 하기의 방법으로 제조된 바이오매스 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있다.
상기 바이오매스 폴리우레탄 수지를 제조하기 위하여, 먼저, 디카르복실산(Dicarboxylic Acid) 및 폴리올(Polyol)을 준비하여 혼합한 후 축합반응을 진행하여 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol)을 합성할 수 있다.
상기 디카르복실산(Dicarboxylic Acid)은 아디픽산(Adipic Acid) 또는 숙신산(Succinic Acid) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
또한, 상기 폴리올(Polyol)은 1,6-헥산디올(1,6-Hexanediol), 1,3-프로판디올(1,3-Propanediol) 및 폴리 테트라메틸렌 에테르 글리콜(poly tetramethylene ether glycol, PTMG)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol)은 상기 디카르복실산(Dicarboxylic Acid) 1 몰(mol) 및 폴리올(Polyol) 1.5 내지 2.0 몰(mol)의 비율로 준비하여 혼합한 후 250 내지 300℃의 온도에서 10 내지 20시간 동안 축합반응을 진행함으로써 생성될 수 있다.
다음으로, 상기 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol), 유기용제, 바이오 다관능 폴리올 화합물 및 이소시아네이트(Isocyanate)에 라디칼 개시제를 투입하고 반응시켜 바이오매스 폴리우레탄 수지(Biomass Polyurethane Resin)를 제조할 수 있다.
상기 유기용제는 톨루엔(Toluene), 메틸에틸케톤(Methyl ethyl ketone), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 아세톤(Acetone) 및 디메틸포름아미드(Dimethylformamide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
또한, 상기 바이오 다관능 폴리올 화합물은 수산기를 함유하지 않고 있는 바이오매스 자원 유래의 동식물 기름에서 합성을 통하여 수산기를 포함하는 바이오 다관능 폴리올로 합성하는 화학적인 제조방법을 통해 제조될 수 있다.
예를 들어, 상기 바이오 다관능 폴리올 화합물의 화학적인 제조방법으로는 동식물 기름의 불포화 지방산사슬에 탄소이중결합을 에폭시화(epoxidation)와 고리열림(ring opening) 반응을 통해 수산기를 도입하는 에폭시화 제조방법과, 에폭시화와 마찬가지로 탄소 이중결합에 하이드로포밀화(hydroformylation) 후 수소첨가(hydrogenation) 반응을 통해 수산기를 도입하는 하이드로포밀화 제조방법과, 오존(O3)을 이용하여 탄소이중결합을 절단한 후 수소첨가를 통해 수산기를 도입 오존분해(ozonolysis)를 통한 제조방법 등이 있다.
상기 에폭시화 제조방법으로 도입된 수산기는 2차 알코올로써 1차 알코올에 비해 이소시아네이트와의 반응성이 낮다는 단점이 있고, 하이드로포밀화 제조방법으로 도입된 수산기는 에폭시화 제조방법과 같이 수산기가 지방산 사슬 중간에 생성되기는 하나 1차 알코올을 생성하므로 이소시아네이트와 반응성이 비교적 더 높아진다. 오존분해를 통한 제조방법으로 도입된 수산기는 사슬 말단에 위치하여 이소시아네이트와 반응성이 높다는 장점이 있다.
본 발명에서 상기 바이오 다관능 폴리올 화합물은 상기와 같이 제조된 공지의 바이오 다관능 폴리올 화합물을 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 바이오 다관능 폴리올 화합물은 중량평균분자량(weight-average molecular weight; Mw)이 3,000 내지 6,000g/mol인 바이오 다관능 폴리올 화합물이 사용될 수 있다.
또한, 상기 이소시아네이트(Isocyanate)는 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate(TDI)), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate(MDI)), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate(HDI)), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate(IPDI)) 및 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(4,4'-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate)(HMDI)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
또한, 상기 라디칼 개시제는 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide; BPO) 또는 아조비스이소부티로나이트릴(azobisisobutyronitrile; AIBN) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
또한, 상기 바이오매스 폴리우레탄 수지(Biomass Polyurethane Resin)는 상기 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 60 내지 80 중량부, 유기용제 10 내지 20 중량부, 바이오 다관능 폴리올 화합물 20 내지 30 중량부 및 이소시아네이트(Isocyanate) 5 내지 15 중량부에 라디칼 개시제 0.1 내지 0.5 중량부를 투입하고 130 내지 150℃의 온도에서 질소를 퍼징(N2 gas purging)하면서 5 내지 7시간 동안 반응시켜 제조되고, 상기 바이오매스 폴리우레탄 수지(Biomass Polyurethane Resin)는 중량평균분자량(weight-average molecular weight; Mw)이 30,000 내지 50,000g/mol일 수 있다.
상기 TPV(Thermo Plastic Vulcanizate; 열가소성 가교 탄성체) 수지는 절연성, 내열성, 내한성이 우수한데, 상기 TPV 수지는 열가소성과 고무 탄성을 동시에 갖는 수지로서, 가교된 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)와 폴리프로필렌을 주성분으로 하는 조성물을 일컫는다.
일반적으로 TPV(Thermo Plastic Vulcanizate; 열가소성 가교 탄성체) 수지는 탄성체의 가교도에 따라, 가교 성분이 전혀 없이 고무성분이 단순 혼합된 단순 블렌드형 열가소성 탄성체(TPO)와, 부분적으로 가교가 이루어진 부분 가교형 열가소성 가교 탄성체(TPR)과, 완전 가교가 이루어진 완전 가교형 열가소성 가교탄성체(TPV)로 분류된다.
또한, 이러한 가교도는 TPV 수지 중의 고무성분의 미세 분산성에 영향을 미치며, 결국 인장강도나 영구신장줄음율 및 영구압축줄음율 등의 탄성적 물성에 영향을 미친다. 구체적으로는 가교가 전혀 되지 않은 TPO나 가교도가 낮은 TPR의 경우 전단응력에 의해 고무상을 균일한 미세 분산상으로 하는 것에 한계가 있으며, 특히 고무의 함량이 많아질수록 미세 분산상을 얻는 것이 더욱 어려워진다. 이러한 이유로, 열가소성과 우수한 탄성이 요구되는 소재에서는, 가교가 진행될 때 전단응력에 의해 고무상을 미세 입자로 물리적으로 분쇄시키는 동적가교를 행하게 된다.
상기 TPO(Thermo Plastic Polyolefine; 열가소성 폴리올레핀계 탄성체) 수지는 인장강도, 가공성이 우수한데, 상기 TPO 수지는 우수한 내후성과, 저온에서의 우수한 유연성, 탁월한 융착성 및 작업시 유해물질이나 냄새, 먼지 발생이 없고, 방수성과 내풍성이 뛰어나고, 무엇보다도 친환경 열가소성 소재로, 높은 기계적 강도를 갖는다.
예를 들어, 상기 TPO(Thermoplastic Polyolefine) 수지는 PE(Polyethylene) 수지, PP(Polypropylene) 수지, 폴리부틸렌(Polybutylene) 수지, 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 수지가 사용될 수 있다.
상기 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 무기 충전제로 사용되고, 겉보기 점도를 높여 초기 점착을 증가시키며, 내열성 및 내구성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 화학식이 CaCO3로 자연계에서 존재하는 염 중에서 가장 많고, 그 형태도 다양한데, 대리석, 방해석, 선석, 석회석, 백악, 빙주석(氷洲石), 조개껍질, 달걀껍질, 산호 등으로 존재할 수 있다. 상기 탄산칼슘은 일반적으로 무색의 결정 또는 백색의 고체로, 비중 2.93이며, 825℃에서 분해될 수 있고, 가열하면 이산화탄소(CO2)를 발생하고 생석회를 얻을 수 있다(CaCO3 → CaO + CO2 ↑).
상기 탄산칼슘은 값이 싸고 비중도 크지 않아 공업 분야에 널리 사용될 수 있는데, 상기 탄산칼슘은 석회석 대리석으로서 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 건축재료 등의 중화제(中和劑)로서 사용될 수 있다. 호분은 백색안료와 수성도료에, 침강 탄산칼슘은 안료, 도료, 치약 등에 사용되며, 고무에도 보강제로서 배합될 수 있다.
상기 구리분말은 나노 크기를 갖는 구리나노입자가 사용될 수 있고, 상기 구리나노입자는 항균성과 소취성을 부여할 수 있는데, 상기 구리나노입자는 세균이 번식하는 것을 스스로 억제시키고 각종 미생물의 신진대사를 방해하여 불쾌한 냄새의 원인을 제거하는 등 항균성 및 소취성을 부여할 수 있다.
예를 들어, 상기 구리나노입자는 산화구리나노입자가 사용될 수 있는데, 상기 산화구리나노입자는 1 내지 200nm 입자 크기를 가지는 산화구리 분말 100 중량부에 대하여, 실란 0.1 내지 2 중량부를 교반하여 표면 개질시켜 제조된 산화구리나노입자가 사용될 수 있다.
즉, 산화구리 분말의 표면은 일반적으로 친수성이므로 OH기에 의해 수지 내에서 분산되지 못하고 상호 응집될 수 있으나, 본 발명에서는 상기와 같이 실란으로 산화구리 분말의 표면을 개질함에 따라 실란의 SIOH 그룹과 산화구리 분말 표면의 OH 그룹 간에 가수분해를 일으켜 결합함으로써, 실란 중 소수성인 OR 그룹이 산화구리 분말의 표면으로 위치하여 OR 그룹 간의 반발력, 즉 산화구리 분말 간의 반발력으로 인해 분산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실란은 상기와 같이 분산성을 향상시키기 위하여 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane) 또는 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란(Vinyltri(2-methoxyethoxy)silane)을 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 실란의 사용이 가능하다.
상기 실리콘 화합물은 화학식 -R2Si-O-SiR2-(여기서, R=CH3)로 표현될 수 있는데, 상기 실리콘 화합물은 특유한 유연성, 내화학성, UV 저항성, 난연성, 환경친화성, 무독성, 넓은 온도범위에서의 가용성과 안정성을 지니고 있다. 이 특성들은 실란트(sealants), 개스킷(gaskets), 고무성형(rubber molding), 방열기능을 하기 위한 첨단 소재로 응용이 되고 있다.
본 발명에서 상기 실리콘 화합물은 과산화물의 라디칼이 실리콘과 반응하여 실리콘으로부터 수소를 빼앗아 과산화물이 안정화되며, 실리콘은 활성화되고, 상기 활성화된 실리콘은 연쇄반응을 일으켜 안정화된 실리콘 망(silicone network)을 형성할 수 있는데, 이와 같이 안정화된 실리콘 망(silicone network)은 열원 사이의 방어막 역할을 하여 이차 열원으로부터 공급되는 열을 차단하고, 산소의 유입을 막는다.
상기 과산화물(peroxide)은 가교 특성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있는데, 예들 들어, 상기 과산화물(peroxide)은 디쿠밀퍼옥사이드(DCP), 1,1-디-(tert-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산 [1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane], 디-(2-tert-부티-퍼옥시이소프로필)-벤젠 [di-(2-tert-buty-peroxyisopropyl)-benzene], 부틸-4,4-비스(tert-부틸디옥시)발러레이트 [Butyl 4,4-bis(tert-butyldioxy) valerate], 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드 [Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxi de], 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드 [Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide], 디벤조일 퍼옥사이드 (Dibenzoyl peroxide], tert-부틸 퍼옥시벤조에이트 (tert-Butyl peroxybenzoate), tert-부틸쿠밀퍼옥사이드 (tert-Butylcumylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-디-(tert-부틸퍼옥시)-헥산 [2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane], 디-tert-부틸퍼옥사이드(Di-tert-butylperoxide) 및 2,5-디메틸-2,5-디(tert-부틸퍼옥시)헥심-3 [2,5-dimethyl-2,5-di(tertbutylperoxy)hexyme-3]으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 알루미늄 산화물은 화재발생시 흡열반응을 일으키므로 온도 상승을 감소시키고 연소의 이동을 억제하는 역할을 하며, 이에 내열성을 향상시키는 역할을 한다.
또한, 상기 알루미늄 산화물은 화학식 Al2(OH)3로 표현될 수 있는데, 상기 알루미늄 산화물은 연소 반응에 의한 산물로서 불연제인 수분 및 금속 산화물을 생성함으로써 연소의 원인인 산소의 접촉을 차단하여 발포배수캡의 방화성을 더 향상시킬 수 있고, 연소시 유해가스가 적고 발연성이 낮아 안정성이 우수하다.
상기 산화방지제는 가공중 열화를 방지하고 오염을 최대한 방지하며 발포배수캡의 수명을 연장시키기 위하여 사용되는 것으로, 예를 들어, 상기 산화방지제는 Tetrakis[methylene-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, Tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite 및 1,2-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoly) hydrazine로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발포배수캡에 대한 실시예 및 비교예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 1 >
암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate) 18 중량부, 팽창흑연분말(expandable graphite powder) 50 중량부, 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate) 8 중량부, 아크릴수지(acryl resin) 23 중량부 및 플라스틱수지(plastic resin) 65 중량부의 중량 비율로 포함된 발포배수캡을 제조하였다.
< 실시예 2 >
암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate) 18 중량부, 팽창흑연분말(expandable graphite powder) 50 중량부, 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate) 8 중량부, 아크릴수지(acryl resin) 23 중량부 및 플라스틱수지(plastic resin) 65 중량부의 중량 비율로 포함된 발포배수캡을 제조하였고, 상기 발포배수캡 표면에 난연코팅층을 더 형성함으로써, 난연코팅층이 형성된 발포배수캡을 제조하였다.
이때, 상기 난연코팅층은 상기 발포배수캡 표면에 난연코팅 조성물을 도포한 후 건조하여 형성하였는데, 상기 난연코팅 조성물은 바이오매스 폴리우레탄 수지 45 중량부, TPV수지 10 중량부, TPO 수지 15 중량부, 탄산칼슘 2 중량부, 구리분말 0.2 중량부, 실리콘 화합물 15 중량부, 과산화물 3 중량부, 알루미늄 산화물 3 중량부 및 산화방지제 0.5 중량부의 중량 비율로 포함되었다.
< 비교예 >
실시예 1과 동일한 조성물을 이용하여 발포배수캡을 제조하였는데, 비교예에서는 실시예 1과 달리 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate)와 팽창흑연분말(expandable graphite powder)을 포함하지 않고 발포배수캡을 제조하였다.
1. 난연성 실험
실시예 1, 2 및 비교예에 따라 제조된 발포배수캡의 난연성(발연성)을 측정하였고, 이에 대한 측정 기준을 하기의 [표 1]에 나타내었으며, 측정 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
등급 시험 항목 시험조건 적합기준
불연재료
(1급)		 불연성
(전기로 연소)		 최고온도와 최종평형 온도와의온도차(℃) 750℃,
20분 연소		 20℃ 이하
질량감소율 30% 이하
가스유해성 평균행동정지시간 마우스 9분 이상
준불연재료
(2급)		 콘칼로리미터 총열방출량(MJ/m2) 약 800℃,
10분 연소		 8 MJ/m2 이하
열방출율이 20kW/m2를 초과하는 시간(초) 10초 이하
심재의 전부용융, 관통하는 균열 및 구멍 등의 변화 육안 심재의 균열, 구멍 및 용융이 없을 것
가스유해성 평균행동정지시간 마우스 9분 이상
난연재료
(3급)		 콘칼로리미터 총열방출량(MJ/m2) 약 800℃,
5분 연소		 8 MJ/m2 이하
열방출율이 20kW/m2를 초과하는 시간(초) 10초 이하
심재의 전부용융, 관통하는 균열 및 구멍 등의 변화 육안 심재의 균열, 구멍 및 용융이 없을 것
가스유해성 평균행동정지시간 마우스 9분 이상
실시예 1 실시예 2 비교예 기준
콘칼로리미터 총방출률(MJ/m2) 5.86 5.03 14.8 8 MJ/m2 이하
열방출율이 20kW/m2를 초과하는 시간(초) 6 3 14 10초 이하
심재의 전부용융, 관통하는 균열 및 구멍 등의 변화 없음 없음 있음 심재의 균열, 구멍 및 용융이 없을 것
발연 없음 없음 있음 -
판정 난연 2급 상당 난연 2급 상당 미달
상기 [표 2]를 참조하면, 실시예 1, 실시예 2에 따라 제조된 발포배수캡은 열방출량이 매우 낮게 나타나고 있으며 난연성이 우수함을 확인할 수 있다.
2. 단열성 실험
실시예 1 및 비교예에 사용되는 발포배수캡의 단열성을 측정하였고 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.
상기 단열성 실험은 상기 실시예 1과 비교예에 사용된 발포배수캡 조성물을 일반 EPS 발포폼에 도포하여 시험편을 준비한 후, KS L 9016 규정(평판열류계법)에 준하여 평균온도 20±2℃ 조건하에서 열전도율을 측정하였다.
이때, 대조구는 발포배수캡 조성물을 도포하지 않은 일반 EPS 발포폼에 대한 열전도율을 나타낸다.
구분 실시예 1 비교예 대조구
열전도율(W/mK) 0.032 0.046 0.052
상기 [표 3]을 참조하면, 실시예 1에 사용되는 발포배수캡 조성물을 도포한 시험편은 열전도율이 0.032(W/mK)로 단열성이 우수함을 확인할 수 있다.
3. 물성 측정 및 평가
상기 실시예 1, 2 및 비교예에 따라 제조된 발포배수캡의 시편에 대하여 각각 인장강도, 내열성, 내한성 및 내마모성을 시험하였고, 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.
간략한 실험 조건은 다음과 같다.
㉠ 인장강도
제조된 발포배수캡 시편을 10cm의 길이로 절단하여 시편에 대하여 만능인장시험기(ITM)를 이용하여 200mm/min의 인장속도로 실험을 실시하였다. 5개의 시편에 대해 실험을 실시한 후 그 평균값을 구하였다.
㉡ 내열성
ISO 6722에 따라 시편의 내열성을 평가하기 위하여 시편을 125℃에서 3000시간 방치한 후 절연 파괴 특성 및 신장율을 측정하였다. 굴곡 후 내전압이 1kV 이상이어야 하며, 신장율은 100% 이상이어야 한다.
㉢ 내한성
ISO 6722에 따라 시편의 내한성을 평가하기 위하여, 32mm x 127mm x 125mm의 시편을 -40℃에서 4시간 동안 유지한 후 정해진 환봉에 권부하였다. 내한성이 기준치를 만족하려면 절연 파괴가 발생하지 않아야 한다.
㉣ 내마모성
ISO 6722에 따라 시편의 내마모성을 평가하기 위하여, 시편에 7N 하중을 가하며 지름이 0.45mm 니들(needle)로 마모시켰다. 300회 이상 마모시에 절연 파괴가 발생하지 않아야 한다.
항목 실시예 1 실시예 2 비교예
인장강도(kgf/mm2) 2.31 2.59 1.08
내열성 굴곡후 내전압(KV) 10 11 7
신장율(%) 180 186 78
내한성 굴곡후 내전압(KV) Pass Pass Fail
내마모성(회) 1028 1135 687
상기 [표 4]를 참조하면, 실시예 1, 2에 따른 발포배수캡은 인장강도, 내열성, 내한성 및 내마모성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 발포배수캡
100; 바닥면
200; 관통홀

Claims (6)

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  4. 발포배수캡 조성물로 제조된 발포배수캡에 있어서,
    상기 발포배수캡 조성물은 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate) 15 내지 20 중량부, 팽창흑연분말(expandable graphite powder) 10 내지 100 중량부, 디이소부틸 아디페이트(di-isobutyl adipate) 5 내지 10 중량부, 아크릴수지(acryl resin) 20 내지 25 중량부 및 플라스틱수지(plastic resin) 50 내지 80 중량부의 중량 비율로 포함되고,
    상기 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate)는 [NH4PO3]n(OH)2(여기서, 1,000 ≤ n ≤ 10,000)로 표현되는 것이 사용되며,
    상기 플라스틱수지는 열가소성 수지, 열경화수지 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 플라스틱수지가 사용되며,
    상기 열가소성 수지로는 PE, PP, ABS, PS, PC, PVC, PET, PBT, PES, PPS, urethane 및 polyisobutylene으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열가소성 수지가 사용되고, 상기 열경화 수지로는 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 멜라민, 폴리우레탄, 폴리이소시아네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리이미드, 실리콘 및 아미노로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열경화성 수지가 사용되며, 상기 고무로는 부틸 고무, 부타디엔 고무, 천연 고무, 이소프렌 고무, 스틸렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 아크릴니트릴부타디엔 고무, 수소화니트릴부타디엔 고무, 염소화부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화폴리에틸렌, 아크릴 고무, 에피클로로하이드린 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 및 우레탄 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고무가 사용되고,
    상기 발포배수캡 표면에는 난연코팅층이 더 형성되되,
    상기 난연코팅층은 상기 발포배수캡 표면에 난연코팅 조성물을 도포한 후 건조하여 형성되고, 상기 난연코팅 조성물은 바이오매스 폴리우레탄 수지 40 내지 50 중량부, TPV수지 5 내지 15 중량부, TPO 수지 10 내지 20 중량부, 탄산칼슘 1.5 내지 2.5 중량부, 구리분말 0.1 내지 0.3 중량부, 실리콘 화합물 10 내지 20 중량부, 과산화물 1 내지 5 중량부, 알루미늄 산화물 1 내지 5 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부의 중량 비율로 포함되고,
    상기 바이오매스 폴리우레탄 수지는, 디카르복실산(Dicarboxylic Acid) 1 몰(mol) 및 폴리올(Polyol) 1.5 내지 2.0 몰(mol)의 비율로 준비하여 혼합한 후 250 내지 300℃의 온도에서 10 내지 20시간 동안 축합반응을 진행하여 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol)을 합성하되, 상기 디카르복실산(Dicarboxylic Acid)은 아디픽산(Adipic Acid) 또는 숙신산(Succinic Acid) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 폴리올(Polyol)은 1,6-헥산디올(1,6-Hexanediol), 1,3-프로판디올(1,3-Propanediol) 및 폴리 테트라메틸렌 에테르 글리콜(poly tetramethylene ether glycol, PTMG)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 상기 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 60 내지 80 중량부, 유기용제 10 내지 20 중량부, 바이오 다관능 폴리올 화합물 20 내지 30 중량부 및 이소시아네이트(Isocyanate) 5 내지 15 중량부에 라디칼 개시제 0.1 내지 0.5 중량부를 투입하고 130 내지 150℃의 온도에서 질소를 퍼징(N2 gas purging)하면서 5 내지 7시간 동안 반응시키는 과정을 거쳐 중량평균분자량(weight-average molecular weight)이 30,000 내지 50,000g/mol인 바이오매스 폴리우레탄 수지가 제조되되, 상기 유기용제는 톨루엔(Toluene), 메틸에틸케톤(Methyl ethyl ketone), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 아세톤(Acetone) 및 디메틸포름아미드(Dimethylformamide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 바이오 다관능 폴리올 화합물은 중량평균분자량(weight-average molecular weight)이 3,000 내지 6,000g/mol인 바이오 다관능 폴리올 화합물이 사용되며, 상기 이소시아네이트(Isocyanate)는 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate(TDI)), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate(MDI)), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate(HDI)), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate(IPDI)) 및 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(4,4'-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate)(HMDI)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 라디칼 개시제는 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide) 또는 아조비스이소부티로나이트릴(azobisisobutyronitrile) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며,
    상기 실리콘 화합물은 -R2Si-O-SiR2-(여기서, R=CH3)로 표현되는 실리콘 화합물이 사용되고,
    상기 과산화물(peroxide)은 디쿠밀퍼옥사이드(DCP), 1,1-디-(tert-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산 [1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane], 디-(2-tert-부티-퍼옥시이소프로필)-벤젠 [di-(2-tert-buty-peroxyisopropyl)-benzene], 부틸-4,4-비스(tert-부틸디옥시)발러레이트 [Butyl 4,4-bis(tert-butyldioxy) valerate], 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드 [Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxi de], 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드 [Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide], 디벤조일 퍼옥사이드 (Dibenzoyl peroxide], tert-부틸 퍼옥시벤조에이트 (tert-Butyl peroxybenzoate), tert-부틸쿠밀퍼옥사이드 (tert-Butylcumylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-디-(tert-부틸퍼옥시)-헥산 [2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane], 디-tert-부틸퍼옥사이드(Di-tert-butylperoxide) 및 2,5-디메틸-2,5-디(tert-부틸퍼옥시)헥심-3 [2,5-dimethyl-2,5-di(tertbutylperoxy)hexyme-3]으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용된 것을 특징으로 하는 발포배수캡.
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