KR102558324B1 - 방염 폴리에스테르 데코 시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트를 포함하는 코어층 및 코어층의 적어도 일면에 위치하는 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트를 포함하는 스킨층을 포함하며, 스킨층은 코어층보다 칼라마스터 배치의 함량을 더 많이 포함하도록 함으로써, 소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준을 만족하면서도 난연제에 의한 변색 문제를 해결하여 난연제를 사용하지 않은 종래의 데코시트 제품과 동등한 색조 편차를 가지는 방염 폴리에스테르 데코시트를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 방염 성능이 우수한 합성수지 필름에 관한 것으로, 보다 구체적으로 방염성능 및 난연성이 우수한 폴리에스테르의 다층 구조를 가지며, 건축 내/외장재, 바닥소재, 기타 장식용 등으로 사용되는 방염 폴리에스테르 데코 시트에 관한 것이다.
일반적으로, 데코레이션 시트(데코 시트)는 다양한 색상과 패턴을 가지는 시트로, 장롱이나 책상과 같은 다양한 사무용/주거용 가구의 표면이나, 건축자재 및 실내 인테리어 표면에 부착되어 다양한 시각적/촉감적 효과를 사용자에게 제공한다.
이러한 데코 시트는 폴리염화비닐 수지나 폴리프로필렌 수지 등과 같은 플라스틱 수지를 시트 형태로 제조하고 다양한 색상과 패턴을 부여하여 제조되고 있다. 이와 같은 특정한 색상 및 패턴을 가지는 데코 시트의 사용 영역이 점차 확대됨에 따라 단순한 색상 및 패턴을 제공하는 것에 더하여 추가적인 소재를 통해 데코 시트 표면에서 다양한 시각적 효과를 부여하는 데코 시트가 사용되고 있다. 이와 같은 데코 시트는 다양한 인테리어 소품으로서 실내 공간에 널리 사용되고 있다.
또한, 데코 시트로 널리 사용되는 폴리에스테르 필름은 폴리염화비닐과 달리 유독성을 가지지 않으며 외관 품질이 우수하여 친환경 요구에 부합하는 장점을 가진다. 그러나 폴리에스테르 필름의 경우 불에 잘 타는 속성이 있어 화재에 취약한 단점을 가진다. 특히, 대규모 화재 사건 발생으로 인명과 재산 피해가 발생됨에 따라 건축 내/외장재 등에 대한 방염성(난연성)이 요구되고 있으며, 이에 데코 시트 또한 방염성이 요구되고 있으므로, 폴리에스테르를 데코 시트로 사용하는데 한계를 가진다.
이러한 데코 시트의 방염성 문제를 해결하기 위하여 방염 성능이 비교적 우수한 폴리염화비닐(PVC)수지를 성형한 데코 시트 및 인테리어필름을 이용하여 방염 성능을 구현하고 있다. 그러나 종래 데코 시트용 소재로 사용되고 있는 가소화 폴리염화비닐 소재는 물성 및 성형성이 우수하고 특히 난연성을 가지지만, 염화비닐 수지에 가소제를 투입하여 가소성을 부여한 필름을 사용하므로, 소각 시 다이옥신과 같은 유독 가스가 발생하여 유해성 문제가 항상 제기되고 있다.
이와 같이, 폴리염화비닐 데코 시트가 가지는 유독성 문제를 해결하고자 하는 친환경 요구로 폴리에스테르 데코 시트의 수요가 증가하면서, 방염성이 부여된 폴리에스테르 데코 시트의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폴리에스테르 수지 기반의 데코 시트로서, 폴리에스테르 데코 시트에 방염성을 부여하고, 특히 소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준을 만족하며, 동시에 방염성 부여에도 난연제에 의한 변색 문제를 해결하여 낮은 색조 편차를 가지는 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트를 포함하는 코어층 및 코어층의 적어도 일면에 위치하는 폴리에스테르 수지와 폴리포스포네이트를 포함하는 스킨층을 포함하는 방염 폴리에스테르 데코 시트에 의해 달성된다.
바람직하게는, 스킨층의 표면에 위치하는 인계 난연제를 포함하는 보호코팅층을 더 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 방염 폴리에스테르 데코 시트는 인(P) 함량이 4,000 내지 15,000ppm인 것일 수 있다.
바람직하게는, 방염 폴리에스테르 데코 시트의 색차 값 차이(dE)는 방염 폴리에스테르 데코 시트에서 폴리포스포스네이트를 첨가하지 않은 데코시트 대비 0.5 이하인 것일 수 있다.
바람직하게는, 코어층 및 스킨층은 폴리포스네이트의 함량이 수학식 1을 만족하는 것일 수 있다.
(수학식 1)
2.56≤전체 데코 시트 두께(mm) X 폴리포스네이트 함량(중량%)≤2.58
바람직하게는, 방염 폴리에스테르 데코 시트의 수학식 2에 따른 인장 강도 비율은 0.7 내지 1인 것일 수 있다.
(수학식 2)
인장강도 비율= 방염 폴리에스테르 데코시트의 인장강도/폴리포스네이트를 첨가하지 않은 데코시트의 인장강도
바람직하게는, 코어층 및 스킨층은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 컬러염료 또는 안료 10 내지 50 중량부를 혼합하여 형성된 칼라마스터 배치를 더 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 스킨층은 코어층보다 칼라마스터 배치의 함량을 더 많이 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 코어층은 칼라마스터 배치를 코어층 전체 중량에 대해 4 내지 12 중량%를 포함하고, 스킨층은 칼라마스터 배치를 스킨층 전체 중량에 대해 25 내지 35 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 방염 폴리에스테르 데코 시트의 두께는 0.20 내지 0.60mm인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 다층 구조의 폴리에스테르 데코시트의 각층에 모두 폴리포스포네이트 난연제를 사용하고 인계 난연제를 함유한 하드 코팅액을 코팅 후 건조, UV경화 방식으로 각각 건조 및 경화하여 보호코팅층을 형성함으로써, 방염 성능을 가지는 폴리에스테르 데코시트를 제공할 수 있으며, 특히, 소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준을 만족하는 데코시트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 방염성을 만족시키면서도 난연제에 의한 변색 문제를 해결하여 난연제를 사용하지 않은 종래의 데코시트 제품과 동등한 색조 편차를 가지는 방염 폴리에스테르 데코시트를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트의 개략 단면도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트의 개략 단면도다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트(Polyphosphonate)를 포함하는 코어층(10) 및 코어층(10)의 적어도 일면에 위치하는, 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트를 포함하는 스킨층(20)을 포함하고, 스킨층(20) 표면에 도포되어 형성되며 인계 난연제를 포함하는 보호코팅층(30)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 코어층(10)의 일면에 스킨층(20)이 적층된 스킨층/코어층의 적층 구조를 가질 수 있으며, 코어층(10)의 양면에 스킨층(20)이 적층된 스킨층/코어층/스킨층의 적층 구조를 가질 수 있다.
코어층(10)은 방염 폴리에스테르 데코 시트의 중심부에 위치하며 폴리에스테르 수지에 난연재인 폴리포스포네이트가 혼합되어 구성된다. 그리고 스킨층(20)은 코어층(20)의 외부에 위치하며, 코어층(10)과 동일하게 폴리에스테르 수지에 난연재인 폴리포스포네이트가 혼합되어 구성된다.
이때, 코어층(10) 및 스킨층(20)을 구성하는 폴리에스테르 수지는 공중합 폴리에스테르를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 재생 원료를 첨가하여 원가절감을 구현할 수 있다.
공중합 폴리에스테르 수지를 형성하는 디카르본산은 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 세바스산, 아디프산, 디페닐디카르복실산, 5-제3급 부틸이소프탈산, 2,2,6,6-테트라메틸디페닐-4,4-디카르본산, 1,1,3-트리메틸-3-페닐인단-4,5-디카르본산, 5-나트륨설포이소프탈산, 트리메리트산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 피메르산, 아젤라인산, 피로메리트산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,3-사이클로헥산디카르복실산 및 디메틸-1,4-사이클로헥산디카르복실산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한, 공중합 폴리에스테르 수지를 형성하는 디올 성분은 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 헥산디올, 펜탄디올, 2,2-(4-옥시페놀)프로판 유도체의 디올, 키실렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-부탄디올, 1,3-프로판디올, 1,2-프로판디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,3-사이클로헥산디메탄올, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올 및 2,2-디메틸-1,3-프로판디올로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한, 일례로서, 코어층(10) 및 스킨층(20)을 구성하는 폴리에스테르 수지는 글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-G) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 구성될 수 있다.
글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-G)에 포함되는 글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트(Glycol modified polyethylene terephthalate: PET-G) 수지는 텔레프탈산 (Terephthalic acid: TPA)과 에틸렌글리콜(Ethylene glycol: EG), 사이클로 헥산 디 메탄올 (Cyclohexanedimethanol: CHDM)을 공중합한 비정질 수지로서 우수한 가공성과 성형성, 인쇄성이 우수하고, 수축으로 인한 변형이 없으며 내 충격성이 우수하고 소각 또는 화재 발생시, 염소 가스가 발생하지 않고 환경 호르몬 등의 유해성분이 없는 특성이 있어서, 데코 시트로 사용되는 본 발명에 적합하다.
폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)는 결정성 폴리머로서 스킨층을 이루는 경우 내용제성 및 유연성을 향상시키는 특성이 있다. 이를 통해, 스킨층(20) 상에 보호 코팅층(30)을 코팅할 때, 코팅액이 스킨층(20)으로 침투하지 못하게 하는 효과를 가지며, 높은 내용제성으로 코어층(10) 및 스킨층(20)이 손상되지 않으며 신율이 높아지는 장점을 가진다. 또한, PBT가 코어층(10) 및 스킨층(20)에 혼합됨으로써 성형온도를 낮추어 높은 신율이 높아지며 백탁현상을 개선할 수 있다.
본 발명에서 스킨층/코어층/스킨층 구조의 방염 폴리에스테르 데코 시트 두께는 0.20 내지 0.60mm인 것이 바람직하다. 두께가 0.20mm 미만인 경우 방염 비율 증가에 따른 색상 및 강도 저하 문제가 있으며, 0.60mm 초과인 경우 가구 구성중 고가의 시트 비율 상승에 따른 추가적인 원가 상승의 문제를 가진다.
특히, 코어층과 스킨층의 폴리포스포네이트의 함량은 제품 두께에 따라 상이하며, 하기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
(수학식 1)
2.56≤전체 데코 시트 두께(mm) X 폴리포스네이트 함량(중량%)≤2.58
예를 들어, 제품 두께가 0.60mm인 경우 코어층(10)은 코어층(10) 전체 중량에 대해 폴리포스포네이트를 4.3 중량% 포함하고, 제품 두께가 0.20mm의 경우 12.8 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 예를 들어, 제품 두께가 0.60mm인 경우 스킨층(20)은 스킨층(20) 전체 중량에 대해 폴리포스포네이트를 4.3 중량% 포함하고, 제품 두께가 0.20mm의 경우 12.8 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 수학식 1의 값이 2.58을 초과(폴리포스네이트 함량이 과도)한 경우 인장강도가 저하되며, 수학식 1의 값이 2.56 미만(폴리포스네이트 함량이 부족)인 경우 방염 성능이 부족하게 된다.
코어층(10) 및 스킨층(20)은 컬러 염료 또는 안료와 폴리에스테르 수지로 제조된 칼라마스터 배치를 더 포함하는 것이 바람직하고, 스킨층(20)은 코어층(10)보다 칼라마스터 배치의 함량을 더 많이 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 칼라마스터 배치는 폴리에스테르 100 중량부에 대해 컬러 염료 또는 안료 10 내지 50 중량부를 혼합하여 형성된다.
보다 구체적으로, 코어층(10)은 코어층(10) 전체 중량에 대해 칼라마스터 배치를 4 내지 12 중량% 포함하고, 스킨층(20)은 스킨층(20) 전체 중량에 대해 25 내지 35 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
코어층(10)의 칼라마스터 배치 함량은 4 중량% 미만인 경우 제품 차폐성이 부족한 문제를 가지며, 12 중량%를 초과한 경우는 원가 상승의 주요한 요인이 된다.
그리고 스킨층(10)의 칼라마스터 배치 함량이 25중량% 미만인 경우 폴리포스포네이트의 색상으로 인한 색차를 발생시키는 문제를 가지며, 35중량% 초과인 경우 스킨층내 PET-G함량 저하 문제로 목재 부착시 부착력 저하 문제를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트에 포함된 연료 또는 안료는 데코 시트에 차폐성 및 착색성을 부여하기 위한 것으로, 흰색, 검은색, 빨간색, 노란색, 초록색, 파랑색 및 보라색으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 염료 도는 안료를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 안료는 칼라마스터 배치를 제조할 때 분해되어 착색 불량, 외관 불량 등의 현상을 일으키지 않는 한, 당업자에게 공지된 무기계 안료 또는 유기계 안료를 제한없이 사용할 수 있다. 일례로서, 통상의 흰색 안료는 산화티탄, 탄산칼슘, 황산바륨, 탄산마그네슘, 카올린, 실리카, 점토, 테레프탈산칼슘, 산화알루미늄, 인산칼슘 등의 무기계 입자들을 사용할 수도 있고, 공중합 폴리에스테르 수지와 용융 혼합시 불용성인 고융점 유기 화합물 미립자, 가교 중합체 미립자 및 폴리에스테르 합성시 사용하는 금속 화합물 촉매, 예를 들면 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물 등에 의해 공중합 폴리에스테르 제조시 중합체 내부에 형성되는 내부 입자 등을 들 수 있다. 또한, 검은색 안료로는 카본블랙이 많이 사용된다. 이외, 먼셀 색상환 기본 색인 빨간색 안료, 노란색 안료, 초록색 안료, 파랑색 안료 또는 보라색 안료는 당업자에게 많이 알려져 있는 안료 범위내에서 선택 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 보호코팅층(30)은 스킨층(20) 표면에 도포되어 형성되며, 인계 난연제(Ammonium polyphosphate) 및 UV경화수지 (Aliphatic Urethane Acrylate등) 포함한다. 보호코팅층(30)은 UV경화수지에 인계 난연제가 혼합된 하드 코팅액을 스킨층(20) 상에 코팅하고 건조한 후 UV 경화 방식으로 경화하여 형성된다.
일 실시예에서, 코어층(10) 및 스킨층(20)의 두께 비율(코어층 두께/스킨층 두께)은 5 내지 7 인 것이 바람직하다. 두께 비율이 5 미만인 경우 원가 상승 문제를 가지며, 7 초과인 경우 부족한 스킨층에 의한 코어층의 색상의 변색의 차단에 어려운 문제를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코시트는 인(P) 함량이 4,000 내지 15000ppm인 것이 바람직하다. 투입되는 적정한 인의 함량은 두께에 따라 상이하며, 폴리포스포네이트의 함량에 따라 결정된다. 폴리포스포네이트의 인 함량은 평균 10.75% 수준으로 방염데코시트 제조시 폴리포스포네이트의 투입량을 조정하여 두께 별로 적정한 방염데코시트의 인 함량의 조정이 가능하다. 이때, 인 함량이 4,000ppm 미만인 경우 방염 성능의 부족한 문제를 가지며, 15,000ppm 초과인 경우 원가 문제 및 점도 저하에 의한 시트 압출의 어려운 문제 및 인장강도 저하로 인한 재단 가공시 파손의 우려를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코시트는 동일 색상의 비방염 일반 데코시트 대비 색차 값(dE) 차이가 0.5 이하인 것이 바람직하다. 색차 값(dE) 차이가 0.5 초과인 경우 칼라 이색으로 판단되어 병행 및 전환 사용에 어려운 문제를 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코시트는 동일 두께의 비방염 폴리에스테르 데코시트 대비 수학식 2에 따른 인장강도 비율이 0.7 내지 1인 것이 바람직하다. 수학식 2에 따른 인장강도 비율이 0.7 이상인 경우 난연제 사용에 따른 인장강도 차이나 색차 규격과 같은 물성 변화 과도하게 커지게 된다.
(수학식 2)
인장강도 비율= 방염 폴리에스테르 데코시트의 인장강도/폴리포스네이트를 첨가하지 않은 데코시트의 인장강도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트의 제조방법은 코어층의 원료 및 스킨층의 원료를 각각 용융 압출기에 투입하는 제1 단계(S101), 각각의 용융 압출기를 소정의 압출 실린더 온도 조건으로 압출하는 제2 단계(S102), 각각 용융 압출된 두 성분을 층상 구조의 시트 구조로 제조하는 제3 단계(S103) 및 냉각롤을 통과시켜 냉각시키는 제4 단계(S104)를 포함하고, 스킨층의 표면에 하드코팅액을 코팅하여 보호코팅층을 형성하는 제5 단계를 더 포함할 수 있다.
먼저, 코어층의 원료 및 스킨층의 원료를 각각 용융 압출기에 투입하는 제1 단계(S101)에서는 코어층 및 스킨층을 구성하는 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트를 혼합하여 형성된 원료를 각각 서로 다른 용융 압출기에 투입한다. 이때, 코어층의 원료 및 스킨층의 원료는 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트에 더해 서로 다른 함량의 칼라마스터 배치를 추가로 첨가하여 제조될 수 있으며, 또는 컬러 염료 또는 안료를 포함하는 폴리에스테르계 수지를 기반으로 한 마스터 배치, 폴리포스포네이트 및 폴리에스테르계 버진 원료를 혼합하여 제조될 수 있다.
다음으로, 각각의 용융 압출기를 소정의 압출 실린더 온도 조건으로 압출하는 제2 단계(S102)에서는 소정의 온도 조건에서 코어층의 원료 및 스킨층의 원료를 압출하는 단계이다.
다음으로, 각각 용융 압출된 두 성분을 층상 구조의 시트 구조로 제조하는 제3 단계(S103)에서는 각각 용융 압출된 두 성분을 층상 구조의 시트 구조로 제조하기 위해 피드블록 및 T-Die를 통과시키거나, 다층구조의 T-Die의 서로 다른 유로에 연결하여 압출하는 방법을 사용하여, 스킨층/코어층 또는 스킨층/코어층/스킨층의 형태로 적층된 시트 구조를 제조하는 단계이다.
마지막으로, 냉각롤을 통과시켜 냉각시키는 제4 단계(S104)를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 설명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1]
TiO2로 구성된 안료 50 중량부와 폴리에스테르 수지 50 중량부로 이루어진 칼라마스터 배치, 난연제인 폴리포스포네이트 및 폴리에스테르계 버진을 포함하는 코어층 원료 및 스킨층 원료를 코어층을 위한 용융 압출기 및 스킨층을 위한 용융 압출기에 각각 투입한다. 이때, 코어층을 위한 용융 압출기 및 스킨층을 위한 용융 압출기에 투입되는 원료 배합은 표 1과 같다.
다음으로 270℃ 압출 실린더 온도 조건에서 코어층 원료 및 스킨층 원료를 각각 압출하고, 용융 압출된 두 성분을 층상 구조의 시트 구조로 제조하기 위해 3층 구조의 유로기를 지나 T-Die를 거쳐 냉각롤을 통해 냉각하여 스킨층/코어층/스킨층 구조의 데코 시트를 0.40mm 두께로 제조하였다.
다음으로, 제조된 시트의 일 표면에 인계 난연제(Ammonium polyphosphate) 및 UV경화수지(Aliphatic Urethane Acrylate)를 포함하는 하드 코팅액을 코팅하고 건조한 후, UV 경화 방식으로 건조 및 경화하여 보호코팅층을 형성하여 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[실시예 2]
보호코팅층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[실시예 3]
데코 시트의 두께를 0.20mm로 하고, 코어층 및 스킨층 함량을 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[실시예 4]
데코 시트의 두께를 0.60mm로 하고, 코어층 및 스킨층 함량을 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
| 단위(중량%) |
실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | |
| 전체 두께 | 0.40mm | 0.40mm | 0.20mm | 0.60mm | |
| 폴리에스테르 버진 |
코어층 | 87.6 | 87.6 | 75.2 | 91.7 |
| 스킨층 | 63.6 | 63.6 | 52.2 | 70.7 | |
| 폴리포스포네이트 | 코어층 | 6.4 | 6.4 | 12.8 | 4.3 |
| 스킨층 | 6.4 | 6.4 | 12.8 | 4.3 | |
| 칼라마스터 배치 | 코어층 | 6 | 6 | 12 | 4 |
| 스킨층 | 30 | 30 | 35 | 25 |
[
비교예
]
[
비교예
1]
코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[비교예 2]
코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[비교예 3]
코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[비교예 4]
코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[비교예 5]
데코 시트 두께와 코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[비교예 6]
데코 시트 두께와 코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[비교예 7]
데코 시트 두께와 코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
[비교예 8]
데코 시트 두께와 코어층 및 스킨층 함량을 표 2와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 방염 폴리에스테르 데코 시트를 제조하였다.
| 단위 (중량%) |
비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | 비교예6 | 비교예7 | 비교예8 | |
| 전체 두께 | 0.40mm | 0.40mm | 0.40mm | 0.40mm | 0.20mm | 0.60mm | 0.20mm | 0.60mm | |
| 폴리 에스테르 버진 |
코어층 | 88.5 | 87.6 | 94 | 82.1 | 75 | 92 | 74.2 | 92.7 |
| 스킨층 | 88.5 | 70 | 63.6 | 82.1 | 52 | 71 | 51.2 | 71.7 | |
| 폴리포스포 네이트 |
코어층 | X | 6.4 | - | 6.4 | 13 | 4 | 12.8 | 4.3 |
| 스킨층 | X | - | 6.4 | 6.4 | 13 | 4 | 12.8 | 4.3 | |
| 칼라마스터 배치 | 코어층 | 11.5 | 6 | 6 | 11.5 | 12 | 4 | 13 | 3 |
| 스킨층 | 11.5 | 30 | 30 | 11.5 | 35 | 25 | 36 | 24 |
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 8에서 제조된 데코 시트에 대하여, 하기 실험예를 통해 물성을 평가하여, 그 결과를 표 3 내지 표 4에 나타내었다.
[
실험예
]
(1) 45도 연소시험
소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준 만족을 확인하기 위해 한국소방산업기술원(KFI)의 방염성능 시험세칙에 따라 45° 연소시험(경사법)에 기초하여 잔염시간, 잔신시간, 탄화면적, 탄화길이 및 점염횟수를 측정하였다. 이때, 동일한 시료에 대해 3회 반복실험하여 각각을 측정하였다.
(2) 색차 측정
ASTM E1164 기준에 따라 D65 광원과 CM-2500d(미놀타社)를 이용하여 컬러값(L, a, b)과 색차(dE)를 측정하였다.
그리고 폴리포스포네이트를 사용하지 않은 Target DATA(비교예 1)와의 색차 값 차이(dE*)를 산출하였다.
(3) 투과도 측정
스킨층 상부에서 COH-400(Nippon Denshoku社)를 이용하여 전체 투과도를 측정하였다.
(4) 인 함량 측정
제조된 데코시트에 대해 NMR 측정법을 이용하여 인 함량을 측정한다.
(5) 인장 강도
ISO 527 법에 의해 인장강도를 측정하였다.
| 시험항목 | 시험기준 | 실시예1 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |||
| 45도 연소 시험 |
잔염시간 | 5초이내 | 3.6 | 4.8 | 1.1 | 175.3 | 전소 | 80.1 | 29.1 | 26.7 | 29.3 | 31.4 | 36.5 | 23.3 |
| 잔신시간 | 20초이내 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 탄화면적 | 40㎠이내 | 8.9 | 14.5 | 8.1 | 157.2 | 14.9 | 14.3 | 10.4 | 12.6 | 25.7 | 32.3 | 24.3 | ||
| 탄화길이 | 20㎝이내 | 4. | 4.5 | 3.8 | 14.6 | 6.3 | 6 | 5.3 | 6.6 | 8.6 | 9.4 | 8.2 | ||
| 점염횟수 | 3회이상 | 해당없음 | 해당없음 | 해당없음 | 해당없음 | |||||||||
본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1은 폴리포스포네이트를 사용하지 않은 비교예 1, 코어층에만 폴리포스포네이트를 사용한 비교예 2, 스킨층에만 폴리포스포네이트를 사용한 비교예 3과 비교하여, 잔염시간, 잔신시간, 탄화면적, 탄화길이에서 더 우수한 결과를 보이며, 소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준을 만족하는 것을 알 수 있다. 반면에, 비교예 1 내지 3은 소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준을 만족시키지 못하는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 스킨층과 코어층 모두에 소정의 폴리포스포네이트를 함유함으로써 소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준을 만족시킬 수 있다.
| L* | a* | b* | dE* (색차값 차이) |
투과도(%) | 인 ?t량 (ppm) |
인장강도 (Kgf/㎟) |
|
| Target DATA (비교예1) |
95.59 | -0.85 | 2.35 | - | 3.22 % | 0 | 3.98 |
| 실시예2 | 95.55 | -0.76 | 2.18 | 0.20 | 3.30 % | 6,880 | 3.24 |
| 실시예3 | 95.42 | -0.70 | 2.29 | 0.23 | 3.48 % | 13,760 | 2.91 |
| 실시예4 | 95.51 | -0.81 | 2.15 | 0.22 | 3.18 % | 4,623 | 3.68 |
| 비교예4 | 95.22 | -0.95 | 3.59 | 1.37 | 3.23 % | 6,880 | 3.30 |
| 비교예5 | 95.30 | -0.65 | 2.48 | 0.38 | 3.36 % | 16,125 | 2.58 |
| 비교예6 | 95.58 | -0.84 | 2.10 | 0.25 | 3.20 % | 3,225 | 3.80 |
| 비교예7 | 95.50 | -0.77 | 2.20 | 0.20 | 2.80 % | 13,760 | 2.71 |
| 비교예8 | 95.38 | -0.91 | 2.91 | 0.60 | 4.05 % | 4,623 | 3.71 |
본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 2 내지 4는 색차 조건, 인 함량 및 인장강도를 만족하는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2 내지 4와 폴리포스포네이트를 첨가하지 않은 데코시트인 비교예 1을 비교하면, 실시예 2 내지 4는 비교예 1 대비 색차값 차이(dE*)가 0.5 이하인 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2 내지 4는 비교예 1 대비 하기 수학식 2에 따른 인장강도 비율이 0.7 내지 1을 만족하여, 난연제인 폴리포스포네이트를 사용하였음에도 이를 사용하지 않은 데코 시트와 색차규격 및 인장강도 차이가 매우 적은 것을 알 수 있다.
(수학식 2)
인장강도 비율= 방염 폴리에스테르 데코시트의 인장강도/폴리포스네이트를 첨가하지 않은 데코시트의 인장강도
반면에, 스킨층과 코어층의 칼라마스터 배치 함량이 동일한 비교예 4는 색차 값 차이(dE*)가 0.5를 초과하여 변색이 발생한 것을 알 수 있다.
폴리포스포네이트가 과도한 비교예 5는 인장강도가 부족한 문제를 가지는 것을 알 수 있으며, 폴리포스포네이트가 부족한 비교예 6은 인 함량이 부족한 것을 알 수 있으며 이로 인해 방염 성능이 부족하게 된다.
칼라 마스터 배치가 과도한 비교예 7은 인장강도가 부족한 문제 및 불필요한 원가 상승 문제를 가지는 것을 알 수 있으며, 칼라마스터 배치가 부족한 비교예 8은 색차(dE*)가 0.5 초과인 문제를 가지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 스킨층과 코어층의 적층 구조를 가지며, 각 층에 모두 폴리포스포네이트 난연제를 사용하여 방염 성능을 갖는 데코 시트를 제공하며, 제공된 데코시트는 소방청고시 제2019-2호의 방염성능기준을 만족한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 폴리에스테르 데코 시트는 상술한 색차 값 차이(dE*)에 나타난 바와 같이 난연제를 사용하지 않는 제품과 동등한 색조 편차를 유지하기 위해 칼라마스터 배치의 함량을 코어층과 스킨층에 다르게 투입하여 칼라 변색을 방지한 것임을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 코어층
20: 스킨층
30: 보호코팅층
20: 스킨층
30: 보호코팅층
Claims (10)
- 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트를 포함하는 코어층; 및
상기 코어층의 적어도 일면에 위치하는, 폴리에스테르 수지 및 폴리포스포네이트를 포함하는 스킨층;
을 포함하며,
상기 코어층 및 스킨층은 폴리포스포네이트의 함량이 수학식 1을 만족하는, 방염 폴리에스테르 데코 시트.
(수학식 1)
2.56≤전체 데코 시트 두께(mm) X 폴리포스포네이트 함량(중량%)≤2.58 - 제1항에 있어서,
상기 스킨층의 표면에 위치하는 인계 난연제를 포함하는 보호코팅층을 더 포함하는, 방염 폴리에스테르 데코 시트. - 제1항에 있어서,
상기 방염 폴리에스테르 데코 시트는 인(P) 함량이 4,000 내지 15,000ppm인, 방염 폴리에스테르 데코 시트. - 제1항에 있어서,
상기 방염 폴리에스테르 데코 시트의 색차 값 차이(dE)는 상기 방염 폴리에스테르 데코 시트에서 폴리포스포스네이트를 첨가하지 않은 데코 시트 대비 0.5 이하인, 방염 폴리에스테르 데코 시트. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 방염 폴리에스테르 데코 시트의 수학식 2에 따른 인장 강도 비율은 0.7 내지 1인, 방염 폴리에스테르 데코 시트.
(수학식 2)
인장강도 비율= 방염 폴리에스테르 데코시트의 인장강도/폴리포스네이트를 첨가하지 않은 데코시트의 인장강도 - 제1항에 있어서,
상기 코어층 및 상기 스킨층은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 컬러염료 또는 안료 10 내지 50 중량부를 혼합하여 형성된 칼라마스터 배치를 더 포함하는, 방염 폴리에스테르 데코 시트. - 제7항에 있어서,
상기 스킨층은 상기 코어층보다 상기 칼라마스터 배치의 함량을 더 많이 포함하는, 방염 폴리에스테르 데코 시트. - 제7항에 있어서,
상기 코어층은 상기 칼라마스터 배치를 코어층 전체 중량에 대해 4 내지 12 중량%를 포함하고,
상기 스킨층은 상기 칼라마스터 배치를 스킨층 전체 중량에 대해 25 내지 35 중량%를 포함하는, 방염 폴리에스테르 데코 시트. - 제1항에 있어서,
상기 방염 폴리에스테르 데코 시트의 두께는 0.20 내지 0.60mm인, 방염 폴리에스테르 데코 시트.
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