KR102480101B1 - 준불연성 금속제 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 개의 금속판 사이에 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 심재가 접착 구비된 준불연성 금속제 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 준불연성 금속제 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
화재가 발생할 경우 이의 확산을 저지해주는 기능을 난연이라고 하며, 난연의 성능을 지닌 소재를 난연재라고 한다. 관련법규에의 한 기준에 따르면 난연재는 연소성, 가스유해성 시험결과에 따라 불에 타지 아니하는 성능을 가진 불연(난연1급), 불연재에 준하는 성질을 가진 준불연(난연2급) 재료로 구분한다. 금속, 유리, 광물 등 불연 재료가 아닌 가연성 소재에 불에 타지 아니하고 인명과 재산을 보호하는 성질을 부여하는 것을 난연화라 한다.
한편, 알루미늄 복합 패널은 가벼우면서 모양과 색상, 기능 등을 다양하게 변화 시킬 수 있기 때문에 고층 건물이 다수인 현 시대에서 건축자재로 대리석, 적벽돌 등을 대신하여 외장 마감 소재로 선호되고 있는 추세이다.
그렇지만 알루미늄 복합 패널은 서로 다른 물성의 소재들을 접합시켜 주기 위하여 접착제와 충전제가 혼합된 심재를 함유하고 있다. 여기에 사용되는 재료는 주로 고분자 수지이므로 쉽게 연소되고 화재에 취약한 문제가 있어 난연화 처리된 심재 물질이 사용된 복합 패널 개발의 필요성이 대두되었다.
이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0899112호가 제시되어 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 줄불연성을 가지며, 가공성이 우수한 금속제 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만 상기 목적은 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 두 개의 금속판 사이에 심재가 접착 구비된 금속제 패널로, 상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 것인, 준불연성 금속제 패널에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘 30 내지 60 중량%, 표면개질된 산화그래핀 5 내지 20 중량%, 표면개질된 코디어라이트 1 내지 15 중량%, 표면개질된 유리섬유 1 내지 15 중량% 및 난연성 고분자 바인더 10 내지 30 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 유리섬유는 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제로 표면개질된 것일 수 있으며, 이때 상기 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제는 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 3-[메톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 3-[메톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, [히드록시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, [히드록시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, [히드록시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, [히드록시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 및 2-[(아세톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 난연성 고분자 바인더는 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 롤투롤 공정을 통해 제1금속판, 제1실란트, 심재, 제2실란트 및 제2금속판을 순차적으로 적층하여 접합시키는 단계를 포함하며, 상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 것인, 준불연성 금속제 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 준불연성 금속제 패널은 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 심재의 양면에 금속판을 접착하여 제조된 것임에 따라 준불연성을 가질 수 있다.
아울러, 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 조성물을 압출하여 심재를 제조함에 따라, 각 성분 간 상용성이 우수하여 압출 가공성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 준불연성 금속제 패널을 간략하게 도시한 측면도이다
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 준불연성 금속제 패널의 롤투롤 제조 공정을 간략하게 도시한 제조도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 준불연성 금속제 패널의 롤투롤 제조 공정을 간략하게 도시한 제조도이다.
이하 본 발명에 따른 준불연성 금속제 패널 및 이의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 두 개의 금속판 사이에 심재가 접착 구비된 금속제 패널로, 상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 준불연성 금속제 패널에 관한 것으로, 구체적으로는 준불연성 금속 복합 패널에 관한 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 준불연성 금속제 패널은 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 심재의 양면에 금속판을 접착하여 제조된 것임에 따라 준불연성을 가질 수 있다.
아울러, 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 조성물을 압출하여 심재를 제조함에 따라, 각 성분 간 상용성이 우수하여 압출 가공성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 예에 따란 준불연성 금속제 패널에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 금속판은 내부식성이 우수한 알루미늄판일 수 있다. 알루미늄 패널은 두 장의 알루미늄판 사이에 심재를 접합시킨 것으로, 벽면의 내장과 외장에 무리를 주지 않는 경량성과 견고성 및 평활성이 뛰어나고, 건축물을 보호하는 단열성과 차음성 등의 기능성은 물론 디자인적 요소 또한 우수하다는 장점이 있다.
상기 금속판의 두께는 목표하는 패널의 규격에 따라 달라질 수 있으며, 4 ㎜ 두께의 패널을 기준으로 0.5 ㎜ 이하, 바람직하게는 0.3 sowl 0.5 ㎜일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 심재는 금속판의 사이에 위치하여 준불연성, 즉 난연성을 제공하기 위한 것으로, 전술한 바와 같이 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함할 수 있다. 이를 통해 뛰어난 난연성, 내열성 및 열충격 저항성을 확보할 수 있다.
바람직하게, 상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘 30 내지 60 중량%, 표면개질된 산화그래핀 5 내지 20 중량%, 표면개질된 코디어라이트 1 내지 20 중량%, 표면개질된 유리섬유 1 내지 15 중량% 및 난연성 고분자 바인더 10 내지 30 중량%를 포함할 수 있으며, 보다 좋게는 표면개질된 수산화마그네슘 45 내지 55 중량%, 표면개질된 산화그래핀 8 내지 15 중량%, 표면개질된 코디어라이트 8 내지 13 중량%, 표면개질된 유리섬유 5 내지 10 중량% 및 난연성 고분자 바인더 15 내지 25 중량%를 포함할 수 있다. 이와 같은 범위에서 심재의 압출 가공성이 우수하며, 목표하는 수준의 난연성 및 열충격 저항성을 확보할 수 있다.
이때, 상기 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 유리섬유는 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제로 표면개질된 것일 수 있다. 이를 통해 난연성 고분자 바인더와의 상용성이 향상될 수 있으며, 압출 가공성이 향상될 수 있다.
구체적인 일 예시로, 상기 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제는 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 3-[메톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 3-[메톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, [히드록시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, [히드록시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, [히드록시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, [히드록시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 및 2-[(아세톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란일 수 있다.
이때, 상기 알킬렌글리콜기의 반복단위 수는 3 내지 20일 수 있으며, 보다 좋게는 5 내지 10일 수 있다. 이와 같은 범위에서 수산화마그네슘, 코디어라이트 및 유리섬유의 표면을 효과적으로 개질할 수 있으면서 난연성 고분자 바인더와 잘 혼합되어 각각 표면개질된 수산화마그네슘, 코디어라이트 및 유리섬유가 난연성 고분자 바인더 내에 균질하게 분산될 수 있다.
표면개질 방법은 특별히 한정하지 않으며, 상기 수산화마그네슘, 코디어라이트 또는 유리섬유 20 내지 50 중량부를 폴리알킬렌글리콜계 실란 용액 100 중량부에 침지시킨 후 3 내지 24시간 동안 교반시킨 다음 건조하여 표면 개질시킬 수 있으며, 상기 폴리알킬렌글리콜계 실란 용액은 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제를 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올 용매에 5 내지 10 중량%로 용해시켜 준비할 수 있다.
한편, 상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 탈수 반응에 의한 흡열 효과 및 수증기에 의한 희석 효과를 통해 난연성을 제공하는 것으로, 무기피막형성에 의한 단열 및 산소 차단 효과도 발휘할 수 있다. 상기 수산화마그네슘은 할로겐계 난연제 대비 연소 시 유독가스가 발생하지 않아 독성이 없고, 수산화알루미늄계 물질보다 열용량이 크며, 부식성이 적고 전기절연성도 우수하다는 장점이 있다. 다만, 수산화마그네슘을 너무 다량 배합할 시 가공성이 저하될 수 있고, 기계적 성능 및 내수성이 저하될 수 있어 상기 표면개질된 수산화마그네슘은 심재 총 중량 중 30 내지 60 중량%로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 45 내지 55 중량%로 배합하는 것이 바람직하다.
상기 산화그래핀은 난연조제로서 첨가되는 것으로, 상기 수산화마그네슘과 함께 사용할 시 심재의 난연성과 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 상기 산화그래핀은 심재 총 중량 중 5 내지 20 중량%로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 8 내지 15 중량%로 배합하는 것이 바람직하다.
상기 코디어라이트(Mg2Al4Si5518)는 열팽창계수가 낮고, 화학적 안정성이 뛰어나 상기 수산화마그네슘과 함께 사용할 시 심재의 단열성과 내열성 및 열충격 저항성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 표면개질된 코디어라이트는 심재 총 중량 중 1 내지 15 중량%로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 5 내지 10 중량%로 배합하는 것이 바람직하다.
상기 유리섬유는 심재의 강도를 높이기 위한 것으로, 상기 유리섬유는 평균 직경이 1 내지 20 ㎛, 평균 길이가 1 내지 10 ㎜인 것일 수 있으며, 보다 좋게는 평균 직경이 3 내지 10 ㎛, 평균 길이가 3 내지 5 ㎜인 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 목표 수준의 기계적 강도를 확보할 수 있다. 상기 표면개질된 유리섬유는 심재 총 중량 중 1 내지 15 중량%로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 5 내지 10 중량%로 배합하는 것이 바람직하다.
상기 난연성 고분자 바인더는 심재 내 무기입자 및 무기섬유가 서로 잘 결착되도록 하기 위한 것으로, 충분한 난연 특성을 가지며 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 바람직하게, 상기 난연성 고분자 바인더는 폴리올레핀 수지를 포함하는 것일 수 있다. 이를 통해 심재 형성을 위한 압출 가공성을 향상시킬 수 있으며, 준불연 수준의 난연성을 확보할 수 있다.
구체적인 일 예시로, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 등에서 선택되는 하나 이상을 들 수 있다. 그 중에서도, 저밀도 폴리에틸렌 및 초저밀도 폴리에틸렌 등에서 선택되는 하나 이상을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 폴리올레핀 수지의 수평균 분자량(Mn)은 특별히 한정되지 않지만, 우수한 난연성 및 접착성을 확보하기 위한 측면에서, 10,000 내지 500,000 g/mol일 수 있으며, 보다 좋게는 30,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 용융지수(Melting index)가 0.5 내지 10 g/10min (190℃, 2.16 Kgf)인 것일 수 있으며, 보다 좋게는 2 내지 6 g/10min (190℃, 2.16 Kgf)인 것일 수 있다. 0.5 g/10min 미만이면 성형성이 저하될 수 있고, 10 g/10min 초과이면 가공성이 저하될 수 있으며, 기계적 물성이 떨어질 수 있다.
상기 난연성 고분자 바인더는 심재 총 중량 중 10 내지 30 중량%로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 15 내지 25 중량%로 배합하는 것이 충분한 결합력 및 가공성을 확보함에 있어 바람직하다.
나아가, 본 발명의 일 예에 따른 준불연성 금속제 패널은 전술한 바와 같이, 두 개의 금속판 사이에 심재가 접착 구비된 구조를 가지며, 상기 두 개의 금속판과 심재는 시트형 내열성 실리콘 실란트에 의해 접착된 것일 수 있다. 이때 사용되는 시트형 내열성 실리콘 실란트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 핫멜트형으로서 롤투롤 공정에 의한 열합지 시 용융되어 상기 금속판과 심재를 접착시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 양태는 준불연성 금속제 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 각 층을 순차적으로 적층한 후 열라미네이션 롤투롤 공정을 통해 각 층을 접착하여 준불연성 금속제 패널을 제조할 수 있다.
상사하게, 롤투롤 공정을 통해 제1금속판, 제1실란트, 심재, 제2실란트 및 제2금속판을 순차적으로 적층하여 접합시키는 단계를 포함하며, 상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함할 수 있다.
이때, 각 구성 성분 및 함량은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략하며, 상기 제1실란트 및 제2실란트는 시트형 내열성 실리콘 실란트일 수 있고, 제1금속판 및 제2금속판은 알루미늄판일 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 준불연성 금속제 패널 및 이의 제조 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[제조예 1-1]
에탄올에 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 수산화마그네슘 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 수산화마그네슘을 준비하였다.
[제조예 1-2]
에탄올에 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 산화그래핀 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 산화그래핀을 준비하였다.
[제조예 1-3]
에탄올에 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 코디어라이트 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 코디어라이트를 준비하였다.
[제조예 1-4]
에탄올에 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 유리섬유 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 유리섬유를 준비하였다.
[제조예 2-1]
에탄올에 프로필 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 수산화마그네슘 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 수산화마그네슘을 준비하였다.
[제조예 2-2]
에탄올에 프로필 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 산화그래핀 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 산화그래핀을 준비하였다.
[제조예 2-3]
에탄올에 프로필 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 코디어라이트 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 코디어라이트를 준비하였다.
[제조예 2-4]
에탄올에 프로필 트리메톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시킨 개질 용액 100 중량부에 대하여 유리섬유 30 중량부를 투입하고, 12시간 동안 교반시킨 다음 여과 및 건조하여 표면개질된 유리섬유를 준비하였다.
[제조예 3-1]
표면개질되지 않은 수산화마그네슘을 준비하였다.
[제조예 3-2]
표면개질되지 않은 산화그래핀을 준비하였다.
[제조예 3-3]
표면개질되지 않은 코디어라이트를 준비하였다.
[제조예 3-4]
표면개질되지 않은 유리섬유를 준비하였다.
[실시예 1]
심재용 조성물 총 중량에 대하여 제조예 1-1의 표면개질된 수산화마그네슘 50 중량%, 제조예 1-2의 표면개질된 산화그래핀 13 중량%, 제조예 1-3의 표면개질된 코디어라이트 10 중량%, 제조예 1-4의 표면개질된 유리섬유 7 중량%, 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE, Mn 45,000 g/mol, 용융지수 5 g/10min) 20 중량%를 혼합하여 심재용 조성물을 준비하고, 이 심재용 조성물 100 중량부에 대하여 산화방지제로 펜타에리쓰리틸 테트라키스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트] 0.3 중량부와 활제로 스테아린산 아연 0.5 중량부를 혼합하여 3 ㎜ 두께로 압출 가공하였다.
이후, 도 2에 도시된 바와 같이, 압출 가공된 심재 양면에 시트형의 실리콘 실란트와 알루미늄판(0.5 ㎜)을 각각 적층한 후 롤투롤 공정을 통해 열합지하여 평판형 4 ㎜ 두께의 금속제 패널을 제조하였다.
[실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 3]
하기 표 1에 도시된 바와 같이, 첨가되는 물질의 종류 및 함량을 달리한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
| 실시예 | 비교예 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | |
| 제조예 1-1 | 50 | 60 | 55 | 45 | 25 | - | - | - |
| 제조예 1-2 | 13 | 19 | 12 | 12 | 5 | - | - | - |
| 제조예 1-3 | 10 | 0.5 | 8 | 13 | 30 | - | - | - |
| 제조예 1-4 | 7 | 0.5 | 5 | 10 | 20 | - | - | - |
| 제조예 2-1 | - | - | - | - | - | 50 | - | - |
| 제조예 2-2 | - | - | - | - | - | 13 | - | - |
| 제조예 2-3 | - | - | - | - | - | 10 | - | - |
| 제조예 2-4 | - | - | - | - | - | 7 | - | - |
| 제조예 3-1 | - | - | - | - | - | - | 50 | 55 |
| 제조예 3-2 | - | - | - | - | - | - | 13 | 18 |
| 제조예 3-3 | - | - | - | - | - | - | 10 | - |
| 제조예 3-4 | - | - | - | - | - | - | 7 | 7 |
| LDPE | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
[특성 평가]
1) 준불연성 평가: KS F 4737의 7.9(연소성능 시험)에 따라 시험하였으며, 준불연성의 성능은 (A) 평균 총 방출열량 (MJ/㎡), (B) 최대 열 방출률이 연속으로 200 kW/㎡를 초과하는 시간(초), (C) 시험체를 관통하는 방화상 유해한 균열 및 구멍 및 용융 등의 생성, (D) 가스 유해성 시험결과 실험용 쥐의 평균행동정지시간(분:초)으로 평가하였다.
2) 내충격성: KS D 3520의 13.2.4(충격 시험)에 따라 시험하였으며, 추의 무게는 (500 ± 1) g에서 격심 앞 끝의 반지름은 (6.35 ± 0.03) ㎜로 하며, 추는 시험편으로부터 500 ㎜ 떨어진 높이에서 떨어뜨렸다. 이후 표면의 갈라짐 및 박리가 생기지 않은 경우 합격, 그렇지 않은 경우 불합격으로 평가하였다.
3) 열충격 저항성: (160 ± 3) ℃의 항온기에 2 시간 방치 시킨 다음 (－20 ± 3) ℃의 항온기에 2 시간 방치시키는 과정을 1 사이클로 하여 60 사이클을 실시한 후 길이 변화가 없고 뒤틀림 및 변형, 변색 등이 없는 경우 합격, 그렇지 않은 경우 불합격으로 평가하였다.
4) 가공성: 압출 가공 시 스크류 압출기 내 유동 상태 및 작업성 등을 종합하여 가공성이 작업에 적합한 경우 ◎, 작업은 되나 생산성이 떨어지는 경우 Δ, 가공성이 떨어지는 경우 X로 평가하였다.
| 준불연성 평가 | 내충격성 | 열충격 저항성 | 가공성 | ||||
| A | B | C | D | ||||
| 기준 | 8 이하 | 10초 이하 | 없을 것 | 9분 이상 | |||
| 실시예 1 | 1.22 | 0 | 없음 | 15:43 | 합격 | 합격 | ◎ |
| 실시예 2 | 2.70 | 0 | 없음 | 15:35 | 합격 | 불합격 | ◎ |
| 실시예 3 | 1.81 | 0 | 없음 | 15:39 | 합격 | 합격 | ◎ |
| 실시예 4 | 1.57 | 0 | 없음 | 15:50 | 합격 | 합격 | ◎ |
| 실시예 5 | 3.03 | 0 | 없음 | 15:08 | 불합격 | 합격 | ◎ |
| 실시예 6 | 3.45 | 0 | 없음 | 14:53 | 불합격 | 합격 | Δ |
| 비교예 1 | 5.08 | 0 | 없음 | 14:54 | 합격 | 불합격 | Δ |
| 비교예 2 | 5.41 | 0 | 없음 | 14:30 | 불합격 | 불합격 | Δ |
상기 표 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따라 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 심재용 조성물로 심재를 압출 가공하여 금속제 패널을 제조한 실시예 1 내지 6의 경우, 비교예 1 및 2 대비 난연성, 내충격성, 열충격 저항성 및 가공성이 모두 우수하였다.
특히, 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제로 각각 표면개질된 수산화마그네슘, 산화그래핀, 코디어라이트 및 유리섬유를 사용한 실시예 1 내지 5의 경우, 일반 실란계 커플링제로 표면개질된 수산화마그네슘, 산화그래핀, 코디어라이트 및 유리섬유를 사용한 실시예 6 대비 모든 특성이 우수하였다. 이는 수산화마그네슘, 산화그래핀, 코디어라이트 및 유리섬유가 난연성 고분자 바인더와 유사한 구조를 가진 폴리에틸렌글리콜계 실란 커플링제로 표면개질됨에 따라, 상기 난연성 고분자 바인더와의 상용성이 매우 우수하여 심재 내 균질하게 분산되었기 때문인 것으로 판단된다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 압출기
20: 라미네이션 롤
100: 심재
200: 실란트
300: 금속판
20: 라미네이션 롤
100: 심재
200: 실란트
300: 금속판
Claims (6)
- 두 개의 금속판 사이에 심재가 접착 구비된 금속제 패널로,
상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 것인, 준불연성 금속제 패널.
- 제 1항에 있어서,
상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘 30 내지 60 중량%, 표면개질된 산화그래핀 5 내지 20 중량%, 표면개질된 코디어라이트 1 내지 15 중량%, 표면개질된 유리섬유 1 내지 15 중량% 및 난연성 고분자 바인더 10 내지 30 중량%를 포함하는 것인, 준불연성 금속제 패널.
- 제 1항에 있어서,
상기 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 유리섬유는 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제로 표면개질된 것인, 준불연성 금속제 패널.
- 제 3항에 있어서,
상기 폴리알킬렌글리콜계 실란 커플링제는 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 3-[메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 3-[메톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 3-[메톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, [히드록시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, [히드록시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, [히드록시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, [히드록시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리에틸렌옥시)프로필] 트리에톡시실란, 2-[(아세톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리메톡시실란, 및 2-[(아세톡시(폴리프로필렌옥시)프로필] 트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, 준불연성 금속제 패널.
- 제 1항에 있어서,
상기 난연성 고분자 바인더는 폴리올레핀 수지를 포함하는, 준불연성 금속제 패널.
- 롤투롤 공정을 통해 제1금속판, 제1실란트, 심재, 제2실란트 및 제2금속판을 순차적으로 적층하여 접합시키는 단계를 포함하며,
상기 심재는 표면개질된 수산화마그네슘, 표면개질된 산화그래핀, 표면개질된 코디어라이트, 표면개질된 유리섬유 및 난연성 고분자 바인더를 포함하는 것인, 준불연성 금속제 패널의 제조 방법.
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| KR1020210099094A KR102480101B1 (ko) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 준불연성 금속제 패널 및 이의 제조 방법 |
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-
2021
- 2021-07-28 KR KR1020210099094A patent/KR102480101B1/ko active IP Right Grant
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