KR102579450B1 - 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
친환경적이면서 경제성이 개선되도록, 본 발명은 무기원료 또는 금속원료로 형성된 섬유사 또는 상기 섬유사로 이루어진 직물 형태로 직조되어 구비되는 피코팅물의 표면에 도포되어 불연 및 난연 성능을 부여하도록 조성되는 세라믹코팅 조성물이 도포되고 건조되어 제조된 불연성 세라믹에프알피의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경적이면서 경제성이 개선된 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법에 관한 것이다.
다양한 산업현장에서 용접이나 용단 등으로 인한 화재 및 안전사고가 다수 발생하고 있으며, 이를 방지하기 위하여 현장 작업 기준에 대한 법제화 및 작업 환경 개선을 위한 제품 및 제조방법의 연구 개발이 진행되고 있다. 예컨대, 용접시 발생하는 불티를 커버하기 위한 용접 불꽃 방지 덮개나 가연불을 덮는 용접방호포 등이 이에 해당된다. 이러한 용접 불꽃 방지 덮개나 용접방호포 등은 불연재로 사용되는 섬유를 직조하여 직물로 제조한 후 다양한 산업 현장에 활용된다.
한편, 일반적으로 불연재로 사용되는 섬유(fiber)는 무기물이 다량으로 함유된 실리콘(silicon)계열의 무기섬유나 금속섬유가 널리 사용되고 있다.
상세히, 불연재로 널리 사용되는 섬유는 Silica Fiber, E-Glass Fiber, E-Glass Metal Hybrid Fiber, Silicon Cabide Fiber, Ceramic Fiber, Bauxite Fiber와 같은 무기섬유나, Alumina Fiber, Boron Fiber와 같은 금속섬유이다.
이때, 상기 Silica Fiber는 E-Glass Fiber에 함유된 Al2O3, CaO, Na2O와 같은 유해물질을 제거함으로써 SiO2의 함량을 98% 이상 유지하여 불연재로 사용하는 섬유이다. 그러나, 상기 유해물질을 제거하기 위하여 E-Glass Fiber를 염산으로 세척하여야 하므로 환경오염이 다량으로 발생되어 국내에서 거의 생산이 불가능하여 수입에 의존하게 된다. 이로 인해, 상기 Silica Fiber는 매우 고가이므로 사용상 제약을 받게 되며, 또한 염산 세척으로 강도가 저하되어 장시간 사용이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 상기 E-Glass Fiber나 E-Glass Metal Hybrid Fiber, Silicon Cabide Fiber, Ceramic Fiber, Bauxite Fiber와 같은 무기섬유 또는 Alumina Fiber, Boron Fiber와 같은 금속섬유는 강도가 강하여 장시간 이용이 가능하나 500℃ 이상에서 연화되어 불연재로 사용상 한계가 발생하는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위한 등록특허 제10-1517854호 "실리콘 에멀젼 수지를 이용한 고내열성 및 난연특성을 지닌 실리카 섬유전용 사코팅방법"은, 실리콘 에멀젼 수지 4.0~10.0중량%, 안료 0.1~1.0중량%, 물 89~95중량%으로 혼합하여 실리콘 에멀젼 사코팅 수지를 제조하는 단계; 실리카 원사를 상기 실리콘 에멀젼 사코팅 수지가 담긴 함침통에 직접 담구어 함침하는 단계; 수지가 함침된 실리카 원사를 스퀴즈로 통과시켜 수지함침량을 조절하고, 250~300℃의 온도에서 건조시키는 단계로 구성되어 있다.
그러나, 상기의 종래기술은 실리카 원사를 사용하여야 하므로 실리카 원사를 제조하기 위하여 염산이 사용된다. 이로 인해, 환경오염이 다량 발생되는 문제점이 있고, 실리카 원사의 특성상 강도가 저하되므로 장시간 사용하기 곤란한 Silica Fiber의 취약점을 여전히 내포한다.
따라서, 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 환경오염을 방지하고 저렴하면서도 무독, 무취, 무연의 불연재인 무기물 섬유나 금속 섬유의 개발이 절실히 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 친환경적이면서 경제성이 개선된 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 무기원료 또는 금속원료로 형성된 섬유사 또는 상기 섬유사로 이루어진 직물 형태로 직조되어 구비되는 피코팅물의 표면에 도포되어 불연성 세라믹에프알피로 제조되도록 상기 피코팅물에 불연 및 난연 성능을 부여하기 위해 조성되는 세라믹코팅 조성물에 있어서, 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물의 표면에 도포 및 건조되어 난연층으로 형성되도록 혼합되는 무기충진제; 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 도포되어 균일한 두께로 경화되도록 경화 속도를 조절하기 위해 혼합되는 실란 화합물; 상기 무기충진제의 난연 성능을 보완하며 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 연속적으로 코팅되도록 점도를 조절하기 위해 혼합되는 에어로졸; 및 상기 무기충진제, 상기 실란 화합물 및 상기 에어로졸이 균일하게 분산되도록 혼합되는 용제를 포함함을 특징으로 하는 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 제공한다.
한편, 본 발명은 무기원료 또는 금속원료로 형성된 섬유사 또는 상기 섬유사로 이루어진 직물 형태로 직조되어 구비되는 피코팅물의 표면에 도포되어 불연 및 난연 성능을 부여하도록 조성되는 세라믹코팅 조성물이 도포되고 건조되어 제조된 불연성 세라믹에프알피의 제조방법에 있어서, 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물의 표면에 도포 및 건조되어 난연층으로 형성되도록 혼합되는 무기충진제와, 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 도포되어 균일한 두께로 경화되도록 경화 속도를 조절하기 위해 혼합되는 실란 화합물과, 상기 무기충진제의 난연 성능을 보완하며 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 연속적으로 코팅되도록 점도를 조절하기 위해 혼합되는 에어로졸과, 상기 무기충진제, 상기 실란 화합물 및 상기 에어로졸이 균일하게 분산되도록 혼합되는 용제가 혼합되어 상기 세라믹코팅 조성물이 준비되는 제1단계; 상기 세라믹코팅 조성물이 수용된 수용조에 상기 피코팅물이 침전되어 상기 피코팅물의 표면에 상기 세라믹코팅 조성물이 도포되는 제2단계; 상기 세라믹코팅 조성물이 도포된 상기 피코팅물이 100~150℃ 범위에서 1차 건조되는 제3단계; 및 1차 건조된 상기 피코팅물이 160~200℃ 범위에서 2차 건조되는 제4단계를 포함하여 제조되되, 상기 제1단계에서, 상기 무기충진제는 세라믹 분말로 구비되되 상기 무기충진제 전체 중량에 대하여 이산화규소 60~95 중량% 및 산화알루미늄 5~40 중량%를 포함하고, 상기 실란 화합물은 비닐기를 말단으로 가지는 실리콘 고무로 구비되며, 상기 에어로졸은 유리 분말로 형성되어 구비되며, 상기 용제는 톨루엔인 것이며, 상기 세라믹코팅 조성물에 색상을 부여하는 안료가 더 포함되어 제조되는 것을 특징으로 하는 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법을 제공한다.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 실란 및 무기원료를 주성분으로 하는 코팅 조성물을 무기/금속섬유에 코팅하는 간단한 방법으로 SiO2가 96% 이상 포함되어 1,000℃ 이상의 고온에서도 내열성을 갖는 세라믹에프알프가 제조됨에 따라, 고가이고 제조시 염산을 사용하여 강도 저하 및 환경오염을 유발하던 종래의 실리카 섬유 불연재를 대체하여 경제적이면서도 친환경적인 불연재를 제공받을 수 있다.
둘째, 세라믹 분말이 고가의 티탄 분말을 제외한 SiO2와 Al2O3으로만 이루어져 코팅 조성물의 제조비용이 절감되며, 코팅제가 균일하게 도포될 수 있는 점도를 갖도록 조성비가 조절되어 제공됨으로써 투명도가 개선됨에 따라 뚜렷하고 선명하게 발색되는 고급스러운 색상을 통해 구매자의 니즈를 만족하는 고품질의 세라믹에프알피를 제공할 수 있다.
셋째, 실란 수지가 실리콘 고무로 포함됨에 따라 세라믹코팅 조성물이 도포되어 형성된 난연층이 소정의 탄성을 가짐으로써 세라믹에프알피의 유연성이 향상되므로, 난연성 및 불연성이 우수하면서도 플렉시블하여 다양한 산업현장에 활용 가능한 불연재로 활용성이 현저히 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹에프알피의 제조방법에 대한 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹에프알피의 제조방법을 나타낸 개요도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 세라믹에프알피의 불연시험을 나타낸 사진.
도 4는 종래의 E-Glass Fiber의 불연시험을 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹에프알피의 제조방법을 나타낸 개요도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 세라믹에프알피의 불연시험을 나타낸 사진.
도 4는 종래의 E-Glass Fiber의 불연시험을 나타낸 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 난연 세라믹코팅 조성물 및 이를 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹에프알피의 제조방법에 대한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹에프알피의 제조방법을 나타낸 개요도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 세라믹에프알피의 불연시험을 나타낸 사진이고, 도 4는 종래의 E-Glass Fiber의 불연시험을 나타낸 사진이다. 한편, 이하에서 설명될 친환경 난연 세라믹코팅 조성물과 세라믹코팅 조성물은 동일한 의미로 이해함이 바람직하다. 또한, 이하에서 설명될 불연성 세라믹에프알피와 세라믹에프알피는 동일한 의미로 이해함이 바람직하다.
상세히, 상기 세라믹에프알피는 본 발명에 따른 세라믹코팅 조성물이 피코팅물에 도포 및 건조되어 불연성 및 난연성이 부여된 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic)인 것으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 피코팅물은 무기원료 또는 금속원료로 이루어진 섬유, 예컨대 E-Glass Fiber, E-Glass Metal Hybrid Fiber, Silicon Cabide Fiber, Ceramic Fiber, Bauxite Fiber와 같은 무기섬유나 Alumina Fiber, Boron Fiber와 같은 금속섬유, 또는 이러한 무기섬유/금속섬유를 직물 형태로 직조한 원단을 포괄하는 의미로 이해함이 바람직하다.
이때, 상기 세라믹코팅 조성물은 무기충진제, 실란 화합물, 에어로졸(Aerosol) 및 용제를 포함하여 조성됨이 바람직하다. 더욱이, 상기 세라믹코팅 조성물은 상기 무기충진제가 20~50 중량%, 상기 실란 화합물이 13~30 중량%, 상기 에어로졸이 0.5~2 중량% 및 나머지 중량%의 상기 용제를 포함하여 혼합됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 세라믹코팅 조성물은 상기 무기충진제가 36 중량%, 상기 실란 화합물이 23 중량%, 상기 에어로졸이 1 중량%로 포함되며, 나머지 중량%를 상기 용제로 채워서 100 중량%의 상기 세라믹코팅 조성물로서 제조될 수 있다. 여기서, 상기 세라믹코팅 조성물은 상기의 성문이 상기의 조성비로 포함되되 교반과정을 통해 상호 분산 혼합될 수 있다.
상세히, 상기 무기충진제는 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물의 표면에 도포 및 건조되어 난연층으로 형성되도록 혼합됨이 바람직하다. 여기서, 상기 무기충진제는 세라믹 분말(Ceramic powder)로 구비됨이 바람직하며, 상기 무기충진제 전체 중량에 대하여 이산화규소(Silicon Dioxide,SiO2) 60~95 중량% 및 산화알루미늄(Aluminium Oxide,Al2O3) 5~40 중량%를 포함함이 바람직하다. 예컨대, 상기 무기충진제 전체 중량에 대하여 이산화규소 90~95 중량% 및 산화알루미늄 5~10 중량%로 포함될 수 있다.
이러한 이산화규소 및 산화알루미늄은 재료수급이 용이하여 제조비용이 절감되면서도 열에 대한 저항성이 우수하므로, 경제적이면서도 난연성이 우수한 세라믹코팅 조성물을 제조 및 제공받을 수 있다.
그리고, 상기 실란 화합물은 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 도포되어 균일한 두께로 경화되도록 경화 속도를 조절하기 위해 혼합됨이 바람직하다. 여기서, 상기 실란 화합물은 비닐기를 말단으로 가지는 실란 수지를 포함하여 이루어진 실리콘 고무(Silicon Rubber)로 구비됨이 바람직하다. 상세히, 상기 실리콘 고무는 임의의 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)의 비닐 말단기에 다른 폴리디메틸실록산의 수소 말단기를 부가 반응으로 결합시켜 제조될 수 있다.
이때, 상기 무기충진제와 상기 실란 화합물의 합이 상기 세라믹코팅 조성물 전체 중량에 대하여 33 중량% 미만으로 포함되면 실란을 베이스로 하는 무기성분 함량이 적어 바람직한 난연성능을 제공받기 어렵다. 반면에, 상기 무기충진제와 상기 실란 화합물의 합이 상기 세라믹코팅 조성물 전체 중량에 대하여 80 중량%를 초과하면 상기 용제의 포함량이 적어 용해력과 친화력의 저하를 가져올 수 있다.
더불어, 상기 무기충진제가 상기 세라믹코팅 조성물의 전체 중량에 대하여 20 중량% 미만이고 상기 실란 화합물이 30 중량%를 초과하여 포함되면, 상기 이산화규소의 함량이 부족하여 본 발명이 나타내고자 하는 난연성능이 제대로 발현되기 어렵다. 반면, 상기 무기충진제가 상기 세라믹코팅 조성물의 전체 중량에 대하여 50 중량%를 초과하고 상기 실란 화합물이 13 중량% 미만으로 포함되면, 점도가 낮아져 상기 피코팅물과의 접착력이 저하되며 균일한 두께로 도포되기 어려워 불량률이 증가할 수 있다.
따라서, 상기 세라믹코팅 조성물이 우수한 난연성능을 가지면서도 상기 피코팅물과의 접착성이 개선되도록 상기 무기충진제는 상기 세라믹코팅 조성물 전체 중량에 대하여 20~50 중량%로 포함되고, 상기 실란 화합물은 13~30 중량%로 포함됨이 바람직하다.
또한, 상기 에어로졸은 상기 무기충진제의 난연 성능을 보완하며 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 연속적으로 코팅되도록 점도를 조절하기 위해 혼합됨이 바람직하다. 이때, 연속적으로 코팅된다 함은 상기 피코팅물의 표면에 상기 세라믹코팅 조성물이 빈틈없이 균일하게 도포되어 상기 피코팅물이 실질적으로 차폐되도록 코팅되는 것으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 에어로졸은 유리 분말(Glass powder)로 형성되어 혼합됨이 바람직하다.
더불어, 상기 용제는 상기 무기충진제, 상기 실란 화합물 및 상기 에어로졸이 균일하게 분산되도록 혼합됨이 바람직하다. 이때, 상기 용제는 상기 실리콘 고무를 용해시킬 수 있는 유기용매인 톨루엔(Toluene)인 것이 바람직하다.
한편, 상기 세라믹코팅 조성물에 색상을 부여하는 안료를 더 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 안료는 Silver, Blue Gray, Green, Yellow, Black, Orange 등의 색상이 발색되는 색상안료가 용도, 사용환경 및 사용자의 요구에 맞게 선택되어 상기 세라믹코팅 조성물에 혼합될 수 있다. 이때, 상기 안료는 상술한 상기 무기충진제, 상기 실란 화합물 및 상기 에어로졸이 바람직한 조성비로 포함될 수 있는 범위에 영향을 주지 않으면서도 색상이 뚜렷하게 표현될 수 있을 정도로 혼합될 수 있다. 예컨대, 상기 안료는 상기 세라믹코팅 조성물의 전체 중량에 대하여 0.1~1 중량%로 포함될 수 있다. 따라서, 상기 세라믹코팅 조성물은 상기 무기충진제가 20~50 중량%, 상기 실란 화합물이 13~30 중량%, 상기 에어로졸이 0.5~2 중량%, 상기 안료가 0.1~1 중량% 및 나머지 중량%의 상기 용제를 포함할 수 있다.
이때, 상기 무기충진제가 이산화규소와 산화알루미늄을 포함하는 상기 세라믹 분말로 구비됨에 따라, 고가인 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 종래의 세라믹재료보다 저렴하면서도 기존의 난연성능을 유지하는 고품질의 난연코팅재를 제공받을 수 있어 경제성이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 불투명도가 높은 상기 이산화티탄이 실질적으로 생략되고 상기 이산화규소와 상기 산화알루미늄 분말만을 포함함에 따라 상기 세라믹코팅 조성물의 투명도가 향상될 수 있다. 따라서, 상기 안료를 혼합한 상태에서 상기 안료의 색상이 뚜렷하고 선명하게 발색되며, 상기 피코팅물에 도포 후 상기 세라믹에프알피로 제조된 상태에서도 색상 변화 없이 요구되는 바람직한 색상으로 발색될 수 있다. 이를 통해, 제품의 품질이 현저히 향상되며, 제품의 고급화를 통한 고객만족도가 현저히 향상될 수 있다.
더욱이, 상기 안료는 무기안료로 구비됨이 더욱 바람직하다. 따라서, 상기 세라믹코팅 조성물이 실질적으로 무기원료 또는 금속원료만을 포함하여 제조될 수 있다.
| 시험항목 | 실시예1 | 비교예 |
| 불연성 | 연소와 변형 발생하지 않음 (1,000℃, 3분) |
연소와 변형 발생하지 않음 (1,000℃, 3분) |
| 도포성 | 양호 (균일하게 도포됨) |
불량 (표면 불균일) |
| 투명도 | 양호 | 불량 (색상 탁함) |
상기 표 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 세라믹코팅 조성물이 도포되어 제조된 실시예1(세라믹에프알피)와 비교예의 도포성 및 투명도를 비교한 결과표이다. 이때, 상기 실시예1에 적용되는 세라믹코팅 조성물은 상기 무기충진제로 이산화규소 95중량% 및 산화알루미늄 5중량%를 배합하여 제조한 것이고, 비교예에 적용되는 세라믹코팅 조성물 무기충진제로 이산화규소 98중량%, 산화알루미늄 0.5중량% 및 이산화티탄 1.5중량%를 배합하여 제조한 것이다.
상기 표 1을 참조하면, 실시예1과 비교예는 불연성 테스트에서는 크게 차이가 없으나, 비교예의 결과에서와 같이, 이산화티탄이 포함됨에 의해 상기 세라믹코팅 조성물이 피코팅물에 매끄럽게 도포되지 못하고 표면이 불균일하게 형성됨을 확인할 수 있다. 또한, 불투명성이 높은 상기 이산화티탄에 의해 발색하고자 하는 실제 색상보다 탁하게 발색됨을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명에 따라 제조된 상기 세라믹코팅 조성물은 SiO2와 Al2O3으로만 이루어져 코팅 조성물이 균일하게 도포될 수 있는 점도를 갖도록 조성비가 조절되어 제공될 수 있다. 이에 따라, 표 1에서와 같이 투명도가 개선됨에 따라 균일한 두께로 도포되며, 색상이 선명하게 발색됨을 확인할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 뚜렷하고 선명하게 발색되는 고급스러운 색상을 통해 구매자의 니즈를 만족하는 고품질의 세라믹에프알피를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명의 세라믹코팅 조성물은 제조과정에서 휘발되는 상기 용제를 제외한 나머지 구성요소가 실질적으로 무기물 또는 금속 원료로 구비될 수 있다. 이때, 상기 무기충진제가 이산화규소를 주로 하는 세라믹 분말로 포함되고, 상기 실란 화합물도 실리콘 고무로 포함됨에 따라 상기 세라믹코팅 조성물은 이산화규소가 전체 96 중량% 이상의 무기물로 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 세라믹코팅 조성물이 도포되는 상기 세라믹에프알피는 내열온도가 1,000℃ 이상 지속적으로 유지될 수 있어 내열성이 현저히 향상될 수 있고, 유해물질이 실질적으로 포함되지 않으며, 화재시에도 무연, 무취, 무독의 친환경 제품으로 제조될 수 있다.
더욱이, 상기 실란 화합물이 실리콘 고무, 특히 액상의 실리콘 고무로 준비되어 혼합됨에 따라, 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 도포되어 형성된 상기 난연층이 내열성을 가지면서도, 소정의 탄성을 가짐으로써 섬유 또는 원단으로 구비되는 상기 피코팅물에 상기 세라믹코팅 조성물이 도포되어 형성되는 상기 세라믹에프알피가 유연성을 가질 수 있다. 이를 통해, 상기 세라믹에프알피를 이용하여 난연성, 불연성이 우수하면서도 플렉시블하여 다양한 산업현장에 활용 가능한 불티방지포 또는 용접방호포 등으로 사용할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 세라믹코팅 조성물이 적용된 상기 세라믹에프알피의 제조방법은 상기 세라믹코팅 조성물 준비 단계(s10), 상기 피코팅물에 상기 세라믹코팅 조성물 도포 단계(s20), 1차 건조 단계(s30), 2차 건조 단계(s40) 및 세라믹에프알피 제조 단계(s50)를 포함함이 바람직하다.
상세히, 상기 무기충진제와, 상기 실란 화합물과, 상기 에어로졸과 상기 용제가 혼합되어 상기 세라믹코팅 조성물이 제조 및 준비된다. 여기서, 상기 세라믹코팅 조성물은 상술한 조성비에 대응하여 혼합되어 준비됨이 바람직하며, 기설정된 색상의 상기 안료가 더 포함될 수 있다. 상기 세라믹코팅 조성물은 후술되는 수용조(2)에 수용되어 준비된다. 한편, 상기 세라믹코팅 조성물 내의 각 조성물이 분산 혼합된 상태가 유지되도록 상기 수용조(2)에는 교반장치가 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 피코팅물(1)은 상기 무기섬유 또는 상기 금속섬유, 또는 상기 무기섬유/금속섬유가 직조된 직물 형태의 원단 중 어느 하나로 구비됨이 바람직하며, 무기섬유원단 또는 금속섬유원단으로 구비됨이 더욱 바람직하다. 이러한 피코팅물(1)은 롤형태로 권취되어 준비됨이 바람직하다.
이때, 롤형태로 권취된 상기 피코팅물(1)이 풀리면서 상기 수용조(2)로 투입되어 침전되면 상기 피코팅물(1)의 표면에 상기 세라믹코팅 조성물이 도포된다. 그리고, 상기 세라믹코팅 조성물이 도포된 상기 피코팅물이 연속적으로 건조장치(3)로 이송된다.
여기서, 상기 세라믹코팅 조성물이 도포된 상기 피코팅물은 상기 건조장치(3)를 통과하면서 100~150℃ 범위의 온도에서 1차 건조되며, 순차적으로 160~200℃ 범위의 온도에서 2차 건조될 수 있다. 그리고, 상기 건조과정에서 상기 피코팅물(1)의 표면에 도포된 상기 세라믹코팅 조성물에 고온의 열이 가해짐에 따라 상기 용제는 휘발되고 상기 피코팅물의 표면에 도포된 상기 세라믹코팅 조성물이 건조되면서 상기 세라믹에프알피(4)가 제조된다.
이때, 1차 및 2차 건조 단계를 통해 건조된 상기 세라믹에프알피(4)는 권취되어 롤형태로 최종 제조될 수 있으며, 필요한 크기 또는 형상으로 재단 및 봉재되어 각 산업현장에서 사용될 수 있다.
한편, 상기 세라믹에프알피(4)를 제조하는 제조장치는 권취된 상기 피코팅물(1)이 풀리면서 인출되는 인출부, 상기 인출부의 이송방향 일측에 구비되며 상기 세라믹코팅 조성물이 수용된 상기 수용조(2), 상기 수용조(2)의 이송방향 일측에 구비되는 상기 건조장치(3), 그리고 상기 건조장치(3)의 이송방향 일측에 구비되며 상기 세라믹에프알피(4)가 권취되는 권취부를 포함함이 바람직하다. 이를 통해, 상기 세라믹에프알피(4)가 연속적으로 제조될 수 있다.
여기서, 상기 인출부와 상기 권취부의 인출/권취속도는 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 건조장치를 통과하면서 열을 통해 완전히 경화되면서도 생산속도가 과도하게 느려지지 않을 정도의 속도로 제어됨이 바람직하다.
상세히, 상기 인출/권취속도가 과도하게 빠른 경우 상기 세라믹코팅 조성물이 도포된 상기 피코팅물에 상기 건조장치에서 발산되는 열이 제대로 전달되지 못한다. 이로 인해, 상기 세라믹코팅 조성물이 완전히 경화되지 못하며, 상기 용제가 제대로 휘발되지 않아 최종 제조되는 상기 세라믹에프알피의 난연성능 및 내구성이 저하된다. 반면, 상기 인출/권취속도가 과도하게 느리면, 상기 세라믹코팅 조성물이 완전히 경화될 수 있으나, 시간당 상기 세라믹에프알피 제조량이 작아 생산성이 저하된다.
따라서, 상기 인출부와 상기 권취부의 인출/권취속도는 상기 세라믹코팅 조성물이 완전히 경화되면서도 생산속도가 과도하게 느려지지 않을 정도의 속도로 제어됨에 따라 최종 제조되는 상기 세라믹에프알피의 품질은 향상되면서도 시간대비 생산량이 증가함에 따라 생산성 및 경제성이 현저히 향상될 수 있다. 이러한 인출/권취속도는 상기 세라믹코팅 조성물의 점도에 따라 조절됨이 바람직하다.
| 시험항목 | 실시예2 | 종래예 |
| 불연성 | 연소와 변형 발생하지 않음 (1,000℃, 30분) |
연소 (연소온도 500℃) |
| 냄새 | 무취,무독,무연 | 연기 및 냄새발생 |
| 변형 | 변형없음 | 변형 발생 |
표 2는 본 발명에 따라 제조된 실시예2(세라믹에프알피)와 E-Glass Fiber로 형성된 원단으로 구비된 종래예를 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 불연시험한 결과에 대한 결과표이다. 이때, 상기 실시예2는 상기 무기충진제가 36 중량%, 상기 실란 화합물이 23 중량%, 상기 에어로졸이 1 중량%, 상기 안료(블랙 색상)가 0.5 중량%로 포함되며, 나머지 중량%를 상기 용제로 채워서 100 중량%으로 조성된 상기 세라믹코팅 조성물이 도포되어 제조된 세라믹에프알피(도 3에서 Black)인 것이다.
도 3 내지 도 4, 그리고 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예2(세라믹에프알피)는 1,000℃로 30분 간 가열하였으나, 연소와 변형이 없었으며, 무연/무독/무취한 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 기존에 E-Glass Fiber를 대체하여 불연재로서 현장에 안전하게 사용할 수 있으며, 유독연기가 발생되지 않아 작업자들의 건강까지 안전하게 보장될 수 있다. 또한, 상기 세라믹에프알피의 제조과정에서 염산 등의 유독물질이 실질적으로 사용되지 않으므로 환경오염을 발생시키지 않아 친환경적이다.
이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 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 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
1: 피코팅물 2: 수용조
3: 건조장치 4: 세라믹에프알피
3: 건조장치 4: 세라믹에프알피
Claims (5)
- 삭제
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- 삭제
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- 무기원료 또는 금속원료로 형성된 섬유사 또는 상기 섬유사로 이루어진 직물 형태로 직조되어 구비되는 피코팅물의 표면에 도포되어 불연 및 난연 성능을 부여하도록 조성되는 세라믹코팅 조성물이 도포되고 건조되어 제조된 불연성 세라믹에프알피의 제조방법에 있어서,
상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물의 표면에 도포 및 건조되어 난연층으로 형성되도록 혼합되는 무기충진제와, 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 도포되어 균일한 두께로 경화되도록 경화 속도를 조절하기 위해 혼합되는 실란 화합물과, 상기 무기충진제의 난연 성능을 보완하며 상기 세라믹코팅 조성물이 상기 피코팅물에 연속적으로 코팅되도록 점도를 조절하기 위해 혼합되는 에어로졸과, 상기 무기충진제, 상기 실란 화합물 및 상기 에어로졸이 균일하게 분산되도록 혼합되는 용제가 혼합되어 상기 세라믹코팅 조성물이 준비되는 제1단계;
상기 세라믹코팅 조성물이 수용된 수용조에 상기 피코팅물이 침전되어 상기 피코팅물의 표면에 상기 세라믹코팅 조성물이 도포되는 제2단계;
상기 세라믹코팅 조성물이 도포된 상기 피코팅물이 100~150℃ 범위에서 1차 건조되는 제3단계; 및
1차 건조된 상기 피코팅물이 160~200℃ 범위에서 2차 건조되는 제4단계를 포함하여 제조되되,
상기 제1단계에서, 상기 무기충진제는 세라믹 분말로 구비되되 상기 무기충진제 전체 중량에 대하여 이산화규소 60~95 중량% 및 산화알루미늄 5~40 중량%를 포함하고, 상기 실란 화합물은 비닐기를 말단으로 가지는 실리콘 고무로 구비되며, 상기 에어로졸은 유리 분말로 형성되어 구비되며, 상기 용제는 톨루엔인 것이며,
상기 세라믹코팅 조성물에 색상을 부여하는 안료가 더 포함되어 제조되는 것을 특징으로 하는 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법.
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