KR102659001B1 - Furniture panel for building interior materials using waste fiber - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널에 관한 것으로, 이를 위해 허니컴 구조체;와, 폐섬유를 포함하는 섬유재를 사용하여 제조된 초지 및 함침조성물로 이루어져 상기 허니컴 구조체의 양면에 부착되는 난연보드;와, 상기 각 난연보드의 표면에 부착되는 HPM보드; 및 상기 HPM보드의 표면에 도포되는 항균도료층;을 포함하여 이루어지되, 상기 허니컴 구조체의 표면에는 질석, 황도, 펄라이트 중 어느 하나를 뿜칠에 의해 도포되고, 상기 난연보드의 함침조성물은 트리페닐포스페이트(TPP) 20 내지 30 중량%, 수산화알루미늄(Al(OH)3) 50 내지 60 중량% 및 데카브로모디페닐에탄(DBDPE) 10 내지 20 중량%로 이루어진 난연제; 및 폴리부틸아크릴레이트 10 내지 20 중량% 및 폴리메틸메타크릴레이트 80 내지 90 중량%로 조성된 공중합체(poly(n-buthylacrylate)-b-poly(methylmethacrylate), PBA-PMMA) 80 내지 90 몰%와 실리카 입자 10 내지 20 몰%를 혼합하여 표면 처리된 실리카로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a flame-retardant furniture panel for architectural interior using waste fibers, and for this purpose, it consists of a honeycomb structure and a papermaking and impregnation composition manufactured using a fiber material containing waste fibers, and is attached to both sides of the honeycomb structure. Flame retardant board; And, HPM board attached to the surface of each flame retardant board; and an antibacterial paint layer applied to the surface of the HPM board, wherein any one of vermiculite, sulfur, and perlite is applied to the surface of the honeycomb structure by spraying, and the impregnation composition of the flame retardant board is triphenyl phosphate. A flame retardant consisting of 20 to 30% by weight of (TPP), 50 to 60% by weight of aluminum hydroxide (Al(OH)3), and 10 to 20% by weight of decabromodiphenylethane (DBDPE); and 80 to 90 mol% of a copolymer (poly(n-buthylacrylate)-b-poly(methylmethacrylate), PBA-PMMA) composed of 10 to 20% by weight of polybutylacrylate and 80 to 90% by weight of polymethyl methacrylate. It is characterized by being made of surface-treated silica by mixing 10 to 20 mol% of silica particles.
Description
본 발명은 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난연보드를 통해 허니컴 구조체를 화재로부터 보호할 수 있는 준불연성과, 방염성 및 난연성을 만족시킬 수 있고, 또한 HPM보드를 통해 외부충격으로부터 가구패널이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 또한 항균도료층을 통해 각종 세균 및 곰팡이 균을 억제할 수 있는 항균성을 갖출 수 있도록 한 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널에 관한 것이다.The present invention relates to a flame-retardant furniture panel for building interior materials using waste fiber. More specifically, it can satisfy semi-incombustibility, flame retardancy and flame retardancy that can protect a honeycomb structure from fire through a flame retardant board, and also an HPM board. This is about flame-retardant furniture panels for building interior materials using waste fiber that can prevent furniture panels from being damaged by external shocks and also have antibacterial properties that can suppress various bacteria and fungi through an antibacterial paint layer. will be.
일반적으로 실내도어는 건물 내부 각 공간이 출입구를 여닫는 것으로 건물의 실내벽체에 형성된 출입구에 문틀이 장착되고 이 문틀에 도어가 장착된다 이러한 실내도어는 바아를 연결하여 이루어진 골조프레임의 전후면에 합판이나 합성수지판이 부착되어 이루어진다.In general, indoor doors are used to open and close the entrance to each space inside a building. A door frame is installed at the entrance formed on the interior wall of the building, and the door is mounted on this door frame. These indoor doors are made of plywood or plywood on the front and back of a frame made by connecting bars. It is made by attaching a synthetic resin plate.
한편, 이와 같은 종래의 실내도어는 화재발생시 불에 타기 쉬운 재질이므로, 외부의 불길이 손쉽게 실내로 번지게 되는 문제점이 있다. 다시 말하면 외부에서 발생된 불은 실내로 침투하기 위해서는 실내도어를 통해 실내로 번지는데, 종래기술의 실내 도어는 불에 타기 쉬운 재질로 형성되어 외부의 불이 실내로 번지는 시간이 빨라지고 이에 따라 실내에 있는 사람들에게 대피할 수 있는 시간적인 여유를 줄수 없어 인명피해가 커지는 문제점이 있었다.Meanwhile, since such conventional indoor doors are made of a material that is easily flammable in the event of a fire, there is a problem in that external flames easily spread indoors. In other words, in order for a fire that starts from outside to penetrate into the interior, it spreads indoors through the interior door. The interior door of the prior art is made of a material that is easy to catch fire, so the time for the exterior fire to spread into the interior is accelerated, thereby increasing the indoor temperature. There was a problem in that casualties increased as people were unable to be given enough time to evacuate.
또 합성수지판의 경우는 상기한 문제에 ABS 수지가 타면서 유독가스가 발생되는 문제점이 있다.In addition, in the case of synthetic resin boards, there is a problem in that toxic gas is generated when ABS resin burns in addition to the above-mentioned problem.
이러한 문제점을 감안하여 종래기술(대한민국 등록실용신안 20-0358361)에서는 불연성 판넬(일명 N.F BOARD 라고함)로 전,후 판넬을 구성하고 그 내부에는 하니콤 패드를 면접착시키거나 또는 난연제인 압축 우레탄을 충진제로 삽입시켜 화재 발생시 외부의 화염이 실내로 번지는 것을 차단함과 아울러 실내로 번지는 시간을 지연시킬수 있는 방화기능을 갖는 실내도어가 제시된 바 있다.Taking these problems into consideration, the prior art (Korea Registered Utility Model No. 20-0358361) consists of front and rear panels made of non-combustible panels (aka N.F. BOARD), and honeycomb pads are bonded to the inside, or compressed urethane, a flame retardant, is used. An indoor door with a fire prevention function has been proposed that is inserted as a filler to block external flames from spreading indoors in the event of a fire, as well as delaying the time it spreads indoors.
하지만 이러한 종래기술은 화재를 대피할 수 있는 시간만 확보될 뿐, 화재를 확산을 방지할 수 없는 문제점이 있었다.However, this prior art had a problem in that it only secured time to evacuate a fire and could not prevent the spread of the fire.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1목적은, 난연보드를 통해 허니컴 구조체를 화재로부터 보호할 수 있는 준불연성과, 방염성 및 난연성을 만족시킬 수 있도록 한 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널을 제공하는데 있다.The present invention was developed in consideration of the above problems, and the first object of the present invention is to provide waste fiber that can satisfy semi-incombustibility, flame retardancy, and flame retardancy that can protect the honeycomb structure from fire through a flame retardant board. The aim is to provide flame-retardant furniture panels for building interior materials using .
본 발명의 제2목적은, HPM보드를 통해 외부충격으로부터 가구패널이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 또한 항균도료층을 통해 각종 세균 및 곰팡이 균을 억제할 수 있는 항균성을 갖출 수 있도록 한 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널을 제공하는데 있다. The second object of the present invention is to prevent furniture panels from being damaged by external shocks through the HPM board, and also to provide waste fibers with antibacterial properties that can suppress various bacteria and fungi through the antibacterial paint layer. The aim is to provide flame-retardant furniture panels for building interior materials using .
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제1발명은, 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널에 관한 것으로, 이를 위해 허니컴 구조체;와, 폐섬유를 포함하는 섬유재를 사용하여 제조된 초지 및 함침조성물로 이루어져 상기 허니컴 구조체의 양면에 부착되는 난연보드;와, 상기 각 난연보드의 표면에 부착되는 HPM보드; 및 상기 HPM보드의 표면에 도포되는 항균도료층;을 포함하여 이루어지되, 상기 허니컴 구조체의 표면에는 질석, 황도, 펄라이트 중 어느 하나를 뿜칠에 의해 도포되고, 상기 난연보드의 함침조성물은 트리페닐포스페이트(TPP) 20 내지 30 중량%, 수산화알루미늄(Al(OH)3) 50 내지 60 중량% 및 데카브로모디페닐에탄(DBDPE) 10 내지 20 중량%로 이루어진 난연제; 및 폴리부틸아크릴레이트 10 내지 20 중량% 및 폴리메틸메타크릴레이트 80 내지 90 중량%로 조성된 공중합체(poly(n-buthylacrylate)-b-poly(methylmethacrylate), PBA-PMMA) 80 내지 90 몰%와 실리카 입자 10 내지 20 몰%를 혼합하여 표면 처리된 실리카로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to the characteristics for achieving the above-described object, the first invention relates to a flame-retardant furniture panel for building interior materials using waste fibers, for which a honeycomb structure is manufactured using a fiber material containing waste fibers. A flame retardant board made of paper and impregnation composition and attached to both sides of the honeycomb structure; And, an HPM board attached to the surface of each flame retardant board; and an antibacterial paint layer applied to the surface of the HPM board, wherein any one of vermiculite, sulfur, and perlite is applied to the surface of the honeycomb structure by spraying, and the impregnation composition of the flame retardant board is triphenyl phosphate. A flame retardant consisting of 20 to 30% by weight of (TPP), 50 to 60% by weight of aluminum hydroxide (Al(OH)3), and 10 to 20% by weight of decabromodiphenylethane (DBDPE); and 80 to 90 mol% of a copolymer (poly(n-buthylacrylate)-b-poly(methylmethacrylate), PBA-PMMA) composed of 10 to 20% by weight of polybutylacrylate and 80 to 90% by weight of polymethyl methacrylate. It is characterized by being made of surface-treated silica by mixing 10 to 20 mol% of silica particles.
제2발명은, 제1발명에서, 상기 항균도료층은 폴리에스터 폴리올 및 알키드 폴리올 100중량부를 주제로 하고, 경화제로 폴리이소시아네이트 2 ~ 3중량부를 사용하되, 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디부틸프탈레이트(DBP)를 3 ~ 4중량부의 첨가제가 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.In the second invention, in the first invention, the antibacterial paint layer is based on 100 parts by weight of polyester polyol and alkyd polyol, and 2 to 3 parts by weight of polyisocyanate as a curing agent, including dioctyl phthalate (DOP) and dibutyl phthalate. (DBP) is characterized by mixing 3 to 4 parts by weight of additives.
제3발명은, 제1발명에서, 상기 섬유재는 비팅 공정을 통해 연마된 섬유재로 이루어지고, 상기 난연보드는 상기 초지를 상기 함침조성물에 함침한 후 열압착하여 제조되는 것을 특징으로 한다.The third invention, in the first invention, is characterized in that the fiber material is made of a fiber material polished through a beating process, and the flame retardant board is manufactured by impregnating the paper paper with the impregnating composition and then heat-pressing it.
본 발명에 따른 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널에 따르면, 폐섬유를 이용한 난연보드를 이용하여 환경이 오염되는 것을 방지하고, 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the flame-retardant furniture panel for building interior using waste fiber according to the present invention, there is an effect of preventing environmental pollution and reducing material costs by using a flame-retardant board using waste fiber.
또한 난연보드를 통해 허니컴 구조체를 화재로부터 보호할 수 있고, 상기 허니컴 구조체 역시 준불연성과, 방염성 및 난연성이 강화되어 화재의 확산을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the honeycomb structure can be protected from fire through the flame retardant board, and the honeycomb structure also has enhanced semi-incombustibility, flame retardancy, and flame retardancy, thereby preventing the spread of fire.
또한 HPM보드를 통해 외부충격으로부터 가구패널이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 또한 항균도료층을 통해 각종 세균 및 곰팡이 균을 억제할 수 있는 항균성을 갖출 수 있는 효과가 있다.In addition, the HPM board can prevent furniture panels from being damaged by external shocks, and the antibacterial paint layer has the effect of providing antibacterial properties that can suppress various bacteria and fungi.
도 1은 본 발명에 따른 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널의 단면 구성도,
도 2는 멤브레인 패널(a), 본 발명의 난연보드(b) 및 목재 패널(c)을 사용하여 제조된 시험체에 대한 직화 연소실험 결과를 나타낸 사진이다.1 is a cross-sectional diagram of a flame-retardant furniture panel for building interior using waste fiber according to the present invention;
Figure 2 is a photograph showing the results of a direct combustion test on a test specimen manufactured using a membrane panel (a), a flame retardant board (b) of the present invention, and a wood panel (c).
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.The following objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure will be thorough and complete and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, 'comprise' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other elements.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing specific embodiments below, various specific details have been written to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, a reader with sufficient knowledge in the field to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that when describing the invention, parts that are commonly known but are largely unrelated to the invention are not described to prevent confusion in explaining the invention.
이하에서는 본 발명에 따른 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the flame-retardant furniture panel for building interior using waste fiber according to the present invention will be described in detail along with the attached drawings.
도 1은 본 발명에 따른 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널의 단면 구성도이다.Figure 1 is a cross-sectional diagram of a flame-retardant furniture panel for building interior using waste fiber according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 하이컴 구조체와 HPM보드를 통해 무게는 저감시키면서 강성은 증대시키고, 또한 하이컴 구조체의 양면에 폐섬유를 포함하는 초지 및 함침조성물로 제조된 난연보드를 부착시켜 준불연성과 방염성을 만족하는 난연성을 강화시킬 수 있는 것은 물론, HPM보드의 표면에 항균도포층을 도포하여 각종 세균 및 곰팡이 균을 억제할 수 있도록 한 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널(100)에 관한 것이다.As shown in Figure 1, the present invention reduces weight and increases rigidity through a high-comb structure and an HPM board, and also attaches a flame-retardant board made of a papermaking and impregnation composition containing waste fibers to both sides of the high-comb structure. Flame-retardant furniture panel (100 ) is about.
본 발명의 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널(100)은 크게 4부분으로 구성되는데 허니컴 구조체(10)와, 난연보드(20)와, HPM보드(30) 및 항균도료층(40)으로 구성된다.The flame-retardant furniture panel (100) for building interior using waste fiber of the present invention is largely composed of four parts: a honeycomb structure (10), a flame retardant board (20), an HPM board (30), and an antibacterial paint layer (40). It is composed.
여기서 허니컴 구조체(10)는 무게가 가벼운 종이재질로 이루어질 수 있다.Here, the
이러한 상기 허니컴 구조체(10)는 강성을 증대시킬 수 있도록 벌집 구조의 공간부에 형성되는데, 이러한 상기 공간부의 표면에는 질석, 황도, 펄라이트 분말가루 중 어느 하나를 뿜칠에 의해 도포되어 세균 증식을 방지하고, 더불어 화재에 취약한 종이에 난연성을 부여시킬 수 있게 구성된다.The
이 때 하니컴구조체(10) 이외에 PB 또는 우레탄폼 또는 MDF 중 어느 하나로 구성될 수 있다. At this time, in addition to the
그리고 상기 난연보드(20)는 폐섬유를 포함하는 섬유재를 사용하여 제조된 초지 및 함침조성물로 이루어진다.And the flame
여기서 상기 난연보드(20)는 비팅 공정을 통해 연마된 섬유재를 사용하여 제조된 초지를 상기 함침조성물에 함침한 후 열압착하여 제조된다.Here, the
상술된 난연보드(20)는 함침조성물의 성분을 최적화함으로써 난연제 성분이 난연보드(20)에 고분산되어 난연성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.The flame
이러한 상기 난연보드(20)는 상기 허니컴 구조체(10)의 양면에 부착되어 허니컴 구조체(10)를 화재로부터 보호하는 기능을 한다.The flame
이러한 상기 난연보드(20)는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.The flame
그리고 HPM(High Pressure Melamine)보드(30)는 상기 각 난연보드(20)의 표면에 부착되는 것으로, 무늬가 인쇄된 종이나 섬유질 기재에 수지를 함침 적층하여 프레스를 통해 압축 성형한 것으로, 열과 스크레치에 매우 강한 특징이 있다.In addition, the HPM (High Pressure Melamine)
이를 통해 상기 가구패널(100)의 강성을 증대시키고, 고급스러움을 가미시킬 수 있게 된다.Through this, the rigidity of the
상기 항균도료층(40)은 살균 및 세균 증식과, 곰팡이의 증식을 방지하기 위한 것으로, 상기 HPM보드(30)의 표면에 도포된다. The
이러한 항균도료층(40)은 수지 100 ~ 200중량부에 대해 산화구리 10 ~ 20중량부를 혼합시켜 이루어지며, 경화제로 폴리이소시아네이트 2 ~ 3중량부를 사용하되, 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디부틸프탈레이트(DBP)를 3 ~ 4중량부의 첨가제가 혼합되어 구성된다.This
여기서 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디부틸프탈레이트(DBP)는 항균도료를 이용하여 형성된 도막에 유연성, 부착성, 내한성 및 내충격성을 부여하는 기능을 한다.Here, dioctyl phthalate (DOP) and dibutyl phthalate (DBP) function to provide flexibility, adhesion, cold resistance, and impact resistance to a coating film formed using an antibacterial paint.
이하에서는 난연보드에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Below, the flame retardant board will be described in detail.
상기 난연보드(20)는 폐섬유를 포함하는 섬유재를 사용하여 제조된 초지 및 함침조성물로 이루어져 난연 기능을 겸할 수 있다.The
본 발명의 난연보드(20)는 함침조성물의 성분을 최적화함으로써 난연제 성분이 난연보드에 고분산되어 난연성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.The
상기 함침조성물에 함유되는 난연제로는 트리페닐포스페이트, 수산화알루미늄 및 데카브로모디페닐에탄의 3가지 성분으로 이루어진 난연제를 적용하고 있는데, 상기 난연제의 조합에 의해 난연보드의 난연성능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.The flame retardant contained in the impregnation composition is a flame retardant composed of three components: triphenyl phosphate, aluminum hydroxide, and decabromodiphenylethane. The combination of the above flame retardants can improve the flame retardant performance of the flame retardant board. appear.
특히, 상기 난연제의 각 성분을 적절한 비율로 혼합하면 초지 조성물을 구성하는 성분들과의 상용성을 높일 수 있기 때문에 난연제의 함량을 높이더라도 함침 공정이 원활히 이루어지는 것으로 나타나 일반적인 함침 공정에 비해 더 많은 양의 난연제를 함침시킬 수 있는 것으로 나타났다.In particular, mixing each component of the flame retardant in an appropriate ratio can increase compatibility with the components constituting the papermaking composition. Therefore, even if the content of the flame retardant is increased, the impregnation process appears to be carried out smoothly, and it is found that the impregnation process is carried out smoothly compared to the general impregnation process. It has been shown that it can be impregnated with flame retardants.
상기 함침조성물을 구성하는 난연제는 구체적으로 트리페닐포스페이트 20 내지 30중량%, 수산화알루미늄 50 내지 60중량% 및 데카브로모디페닐에탄 10 내지 20중량%로 이루어진 난연제를 사용하는데, 이를 통해 인계 난연제인 트리페닐포스페이트나 브롬계 난연제인 데카브로모디페닐에탄으로 인한 응집이 발생하지 않으면서도 함침 공정시 양호한 분산성을 확보할 수 있게 된다.The flame retardant constituting the impregnation composition is specifically a flame retardant consisting of 20 to 30% by weight of triphenyl phosphate, 50 to 60% by weight of aluminum hydroxide, and 10 to 20% by weight of decabromodiphenylethane, through which the phosphorus-based flame retardant, tri Good dispersibility can be secured during the impregnation process without agglomeration caused by phenyl phosphate or decabromodiphenylethane, a brominated flame retardant.
또한, 상기 난연제를 구성하는 수산화알루미늄은 난연 효과뿐만 아니라 초지를 구성하는 섬유재의 친수성을 높여 결합력을 향상시킬 수 있게 한다.In addition, aluminum hydroxide, which constitutes the flame retardant, not only has a flame retardant effect, but also improves bonding strength by increasing the hydrophilicity of the fiber material making up the paper.
상기 난연제를 구성하는 각 성분들은 50 내지 150㎛의 입도로 분급하여 사용하는 것이 바람직한데, 이는 초지를 구성하는 섬유재 내에서의 분산성을 감안한 것으로서, 입도가 너무 작은 경우 함침 공정에서 섬유재 내에 분산되지 않는 미반응 분말의 발생량이 증가하며 너무 큰 경우에도 충분한 함침이 이루어지지 않기 때문에 상기 크기 범위가 되도록 분급하여 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use each component constituting the flame retardant by classifying it into a particle size of 50 to 150㎛, which takes into account the dispersibility within the fiber material constituting the papermaking. If the particle size is too small, it may be contained within the fiber material during the impregnation process. Since the amount of unreacted powder that is not dispersed increases and sufficient impregnation is not achieved even if it is too large, it is preferable to classify and use it so that it falls within the above size range.
또한, 상기 함침조성물에는 실리카가 함유되는데, 특히, 폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체로 표면처리된 실리카를 사용함으로써 난연제의 분산성과 성형성을 향상시키고 있다. 상기 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체는 실리카 입자와 그래프트 공중합함으로써 표면처리된 실리카 입자를 형성하게 된다.In addition, the impregnation composition contains silica. In particular, the dispersibility and moldability of the flame retardant are improved by using silica surface-treated with a copolymer of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate. The polymethyl methacrylate copolymer is graft-copolymerized with silica particles to form surface-treated silica particles.
이러한 표면처리된 실리카 입자는 일종의 분산제 역할을 하면서도 공중합체의 말단에 결합되는 실리카의 친수성으로 인해 초지를 구성하는 섬유재 내에서 난연제가 빠르게 분산되어 흡착을 촉진할 수 있도록 하는 것으로 나타났다.These surface-treated silica particles act as a kind of dispersant, and due to the hydrophilic nature of silica bonded to the end of the copolymer, it has been shown that the flame retardant is quickly dispersed within the fiber material that makes up the paper and promotes adsorption.
폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체는 부틸아크릴레이트와 메틸메타크릴레이트가 1:1의 중량비로 함유된 공중합체의 경우 코팅제로 사용되며, 부틸아크릴레이트 함량이 90중량% 이상인 경우에는 접착제로 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다. 즉, 상기 공중합체의 물성은 공중합체의 조성비에 의해 달라질 수 있다.Copolymers of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate are used as coating agents in the case of copolymers containing butylacrylate and methyl methacrylate in a weight ratio of 1:1, and when the butylacrylate content is more than 90% by weight. It is known that it can be used as an adhesive. That is, the physical properties of the copolymer may vary depending on the composition ratio of the copolymer.
본 발명에서는 상기 폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체로서, 폴리부틸아크릴레이트 10 내지 20중량% 및 폴리메틸메타크릴레이트 80 내지 90중량%로 조성된 공중합체를 사용하고 있다. 또한, 상기 공중합체에 실리카를 부가하여 그래프트 공중합체를 형성하기 위하여 상기 폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체 80 내지 90 몰%에 01 내지 05㎛의 실리카 입자 10 내지 20 몰%가 되도록 공중합체와 실리카 입자를 혼합하고 그래프트 공중합체하여 표면처리된 실리카를 제조할 수 있다.In the present invention, as a copolymer of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate, a copolymer composed of 10 to 20% by weight of polybutylacrylate and 80 to 90% by weight of polymethyl methacrylate is used. In addition, in order to form a graft copolymer by adding silica to the copolymer, 10 to 20 mol% of 01 to 05㎛ silica particles are added to 80 to 90 mol% of the copolymer of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate. Surface-treated silica can be produced by mixing the copolymer and silica particles as much as possible and grafting the copolymer.
즉, 상기 함침조성물은 폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체를 제조하는 단계, 상기 공중합체에 실리카 입자를 혼합하여 표면처리된 실리카를 제조하는 단계, 상기 실리카에 난연제를 혼합하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.That is, the impregnation composition includes the steps of preparing a copolymer of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate, mixing silica particles with the copolymer to prepare surface-treated silica, and mixing a flame retardant into the silica. It can be manufactured including.
또한, 상기 함침조성물은 폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체 30 내지 40 중량부, 표면처리된 실리카 10 내지 20 중량부 및 난연제 50 내지 60 중량부로 이루어지며, 원활한 함침을 위해 물 50 내지 200 중량부를 부가하여 수용액을 형성하여 사용하게 된다. 또한, 상기 난연보드(20)에 색상을 부여하기 위하여 상기 함침조성물을 제조하는 과정에서 무기안료를 첨가할 수도 있다.In addition, the impregnating composition consists of 30 to 40 parts by weight of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate copolymer, 10 to 20 parts by weight of surface-treated silica, and 50 to 60 parts by weight of a flame retardant, and 50 to 60 parts by weight of water for smooth impregnation. It is used by adding 200 parts by weight to form an aqueous solution. Additionally, in order to impart color to the
상기 표면처리된 실리카 입자는 폴리부틸아크릴레이트와 실리카 입자를 브롬화 구리(CuBr2) 및 아스코르브산의 존재하에 반응시켜 폴리부틸아크릴레이트로 표면처리된 실리카 입자를 제조하고, 상기 실리카 입자에 다시 메틸메타크릴레이트를 부가하고 브롬화 구리 존재하에 반응시켜 폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체가 실리카 입자를 표면처리한 형태의 실리카를 수득할 수 있다. The surface-treated silica particles are prepared by reacting polybutylacrylate and silica particles in the presence of copper bromide (CuBr2) and ascorbic acid to prepare silica particles surface-treated with polybutylacrylate, and methyl methacrylate is added to the silica particles again. By adding a rate and reacting in the presence of copper bromide, silica in the form of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate copolymer surface-treated silica particles can be obtained.
이후, 제조된 실리카에 난연제를 부가하여 교반함으로써 함침조성물을 수득하게 된다.Thereafter, a flame retardant is added to the prepared silica and stirred to obtain an impregnation composition.
상기와 같이 수득된 함침조성물에 초지를 함침시키는데, 상기 초지는 폐섬유를 포함하는 섬유재를 사용하여 통상의 초지 제조공정을 적용함으로써 수득될 수 있고, 또한 상기 초지에는 초지 100 중량부에 대해 5 내지 10중량부의 펄라이트 및 2 ~ 5중량부의 질석 분말가루가 더 혼합되어 구성될 수 있다.Paper is impregnated with the impregnating composition obtained as above, and the paper can be obtained by applying a normal papermaking process using a fiber material containing waste fibers, and the papermaking contains 5 parts by weight per 100 parts by weight of the papermaking. It may be composed by further mixing 10 to 10 parts by weight of perlite and 2 to 5 parts by weight of vermiculite powder.
여기서 상기 질석 및 펄라이트는 내부에 무수한 기공이 형성된 무기질로, 상기 난연보드(20)에 흡음 효과와 더불어 단열효과를 부여할 수 있게 된다. Here, the vermiculite and perlite are minerals with numerous pores formed inside, and can provide a sound-absorbing effect as well as an insulating effect to the
대한민국 공개특허공보 10-2018-0107524호에서는 준불연 초지 섬유판재를 제조하기 위하여 초지 공정에서 난연제를 함유하는 초지 조성물과 섬유재를 섞어 초지를 제조하고 있으며, 제조된 초지를 다시 난연제가 함유된 함침조성물에 함침시키는 공정을 적용하고 있다. 이러한 두 차례의 난연제 도입에 의해 초지 내부에 난연제의 함량을 늘일 수는 있으나, 초지 제조공정에서 난연제가 함유되면 초지 자체의 내구성이 저하되어 공정 불량이 발생하게 되는 문제점이 있다.In Korean Patent Publication No. 10-2018-0107524, papermaking is made by mixing a papermaking composition containing a flame retardant with a fiber material in the papermaking process to produce a semi-incombustible papermaking fiberboard, and the produced paper is again impregnated with a flame retardant. A process of impregnating the composition is applied. Although it is possible to increase the content of the flame retardant inside the papermaking process by introducing the flame retardant twice, there is a problem in that if the flame retardant is included in the papermaking process, the durability of the papermaking itself decreases, resulting in process defects.
본 발명의 난연보드(20)는 이러한 종래기술의 공정과는 달리 초지를 통상의 초지 공정으로 제조한 후 함침 공정만으로 초지 섬유질 내에 난연제가 도입되도록 하고 있다. 또한, 이러한 공정만으로도 충분한 난연효과를 달성할 수 있도록 함침 공정을 위한 함침조성물의 성분 및 함량을 최적화하고 있다.The
상기 섬유재는 폐섬유를 이용하는데, 상기 폐섬유는 면, 펄프, 폴리에스테르, 폴리프로펠렌에서 선택된 천연섬유나 합성섬유를 단독으로 사용할 수도 있고 또는 혼합된 섬유를 사용할 수도 있다. 또한, 폐섬유와 일반섬유를 혼합하여 사용할 수도 있다.The fiber material uses waste fibers. The waste fibers may be natural fibers or synthetic fibers selected from cotton, pulp, polyester, and polypropylene, or may be used as mixed fibers. Additionally, waste fibers and regular fibers can be mixed and used.
또한, 상기 섬유재를 이용하여 초지 공정을 수행하기에 앞서 비팅(beating) 공정을 통해 섬유재를 연마 처리할 수 있다. 상기 비팅 공정에서는 섬유재를 미세한 분말 형태로 분쇄한 후 수조에 투입하여 2 내지 3시간 동안 연마하게 된다.Additionally, prior to performing a papermaking process using the fiber material, the fiber material may be polished through a beating process. In the beating process, the fiber material is ground into a fine powder, placed in a water bath, and polished for 2 to 3 hours.
이와 같이 연마 처리된 섬유재를 이용하여 초지를 제조하는데, 섬유재를 탈수 건조하는 공정이며, 지층형성, 압착탈수, 건조, 표면처리 등의 통상의 초지 공정을 적용할 수 있다. 즉, 헤드박스에서 분출된 섬유재를 와이어부에 도입하여 지필로 형성된 다음, 압착부에서 압착 탈수 과정을 거치며, 건조부에서 잔류수분을 증발시킨 다음 캘린더에서 종이의 두께가 조절되어 초지로 완성된다.In this way, papermaking is made using the polished fiber material, which is a process of dehydrating and drying the fiber material, and normal papermaking processes such as stratum formation, compression dehydration, drying, and surface treatment can be applied. In other words, the fiber material ejected from the head box is introduced into the wire section to form paper, then goes through a pressing and dehydration process in the pressing section, the remaining moisture is evaporated in the drying section, and then the thickness of the paper is adjusted in the calendar to complete the paper making process. .
상기 초지는 두께가 1 내지 5㎜가 되도록 제조할 수 있다. 초지의 두께가 너무 두꺼우면 이후 함침 공정에서 난연제의 함침이 원활하지 않으며 두께가 너무 얇으면 후공정에서 초지의 손상이 발생할 수 있기 때문에 상기 두께 범위가 되도록 제조하는 것이 바람직하다.The paper can be manufactured to have a thickness of 1 to 5 mm. If the thickness of the paper is too thick, the impregnation of the flame retardant will not be smooth in the subsequent impregnation process, and if the thickness is too thin, damage to the paper may occur in the subsequent process, so it is preferable to manufacture it to be within the above thickness range.
상기 함침 공정은 상기 함침조성물이 수납된 함침조에 상기 초지를 투입하고 상기 함침조 내에 설치된 압축 가이드 롤러를 거치면서 함침시킨 후 스틸 압축 롤러로 가압함으로써 초지의 수분 함량을 줄이면서 함침 과정을 진행할 수 있다. 또한, 초지를 구성하는 섬유질 내에 함침조성물의 성분이 침투할 수 있도록, 상기 가이드 롤러로 음각 및 양각으로 만든 롤러를 사용하여 가압하면서 함침되도록 할 수도 있고, 상기 함침 공정 후 수득된 난연성 난연보드(20)를 건조하는 공정을 수행할 수 있다.In the impregnation process, the paper is put into an impregnation tank containing the impregnation composition, impregnated through a compression guide roller installed in the impregnation tank, and then pressed with a steel compression roller. The impregnation process can be performed while reducing the moisture content of the paper. . In addition, so that the components of the impregnating composition can penetrate into the fibers constituting the papermaking, it can be impregnated while pressing using a roller made of intaglio and embossing as the guide roller, and the flame-retardant flame-retardant board (20) obtained after the impregnation process ) can be performed.
또한, 상기 난연성 난연보드(20)를 열압착기를 이용하여 열압착 성형할 수 있다. 상기 열압착 성형은 평면 열압착 성형이며 이를 통해 초지를 구성하는 섬유질의 평활도와 안정성을 유지할 수 있다. 상기 열압착 성형 공정을 수행할 때 상기 열압착기의 상단에 금형을 부착하여 상기 난연성 난연보드(20)의 표면에 다양한 문양을 형성할 수도 있다.Additionally, the
이러한 열압착 성형을 하거나 또는 건조된 난연성 난연보드(20)를 2매 이상의 합지하는 합지 공정을 수행함으로써 합지된 판재 또는 보드 형태로 제조할 수 있다. 상지 합지 공정은 상기 난연성 난연보드의 용도에 따라 2 내지 6매의 범위에서 적층하여 합지할 수 있다. 또한, 상기 합지 공정을 위하여 합지할 난연성 초지 패녈의 표면에 접착제를 도포한 후 적층하여 접착할 수 있다. 이와 같이 합지공정을 수행하면 두께가 2 내지 30㎜가 되도록 조절할 수 있으므로 각종 건축용 천장패널의 소재로도 사용할 수 있다.It can be manufactured in the form of a laminated sheet or board by performing such thermocompression molding or performing a lamination process of lamination of two or more dried
본 발명의 난연보드(20)에 대한 효과를 설명한다.The effect of the
[실시예][Example]
도 2는 멤브레인 패널(a), 본 발명의 난연보드(b) 및 목재 패널(c)을 사용하여 제조된 시험체에 대한 직화 연소실험 결과를 나타낸 사진이다.Figure 2 is a photograph showing the results of a direct combustion test on a test specimen manufactured using a membrane panel (a), a flame retardant board (b) of the present invention, and a wood panel (c).
난연성 난연보드를 제조를 위하여 평균 40㎜ 길이의 면 재질의 폐섬유를 분쇄한 후 분쇄물 100 중량부를 수조에 투입하고 2시간 동안 비팅 공정을 수행하였다.To manufacture a flame retardant board, waste cotton fibers with an average length of 40 mm were pulverized, 100 parts by weight of the pulverized material was placed in a water tank, and a beating process was performed for 2 hours.
수득된 폐섬유를 헤드박스에 투입하였고, 상기 헤드박스에서 분출되는 폐섬유를 와이어부에서 지층을 형성하였다. 이를 가압부에서 압착 및 탈수한 후 건조부에서 잔류 수분을 증발시킨 후 캘린더를 통과하여 폭 1,000㎜, 길이 2,500㎜, 두께 2~25㎜의 초지를 제조하였다.The obtained waste fibers were put into a headbox, and the waste fibers ejected from the headbox formed a stratum in the wire portion. This was pressed and dehydrated in the pressing section, the remaining moisture was evaporated in the drying section, and then passed through a calendar to produce paper with a width of 1,000 mm, a length of 2,500 mm, and a thickness of 2 to 25 mm.
상기 초지를 함침조성물이 저장된 함침조에 투입하였으며, 함침조 내에 설치된 가이드 롤러를 거쳐 스틸 압축 롤러로 가압하여 난연성 난연보드를 제조하고 1차 건조하였다. 1차 건조된 난연성 난연보드를 180℃, 200㎏/㎠의 온도와 압력으로 3분간 열압착하여 두께 2㎜의 난연성 난연보드를 수득하였다.The paper was put into an impregnation tank where the impregnation composition was stored, and pressurized with a steel compression roller through a guide roller installed in the impregnation tank to produce a flame-retardant board and first dried. The first dried flame retardant board was heat-compressed at 180°C and a temperature and pressure of 200 kg/cm2 for 3 minutes to obtain a flame retardant board with a thickness of 2 mm.
이때, 함침액은 난연제 60 중량부, 실리카 15 중량부 및 폴리부틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체 35 중량부로 이루어진 함침조성물을 물 100 중량부와 혼합하여 제조하였다.At this time, the impregnation solution was prepared by mixing an impregnation composition consisting of 60 parts by weight of a flame retardant, 15 parts by weight of silica, and 35 parts by weight of a copolymer of polybutylacrylate and polymethyl methacrylate with 100 parts by weight of water.
이때, 상기 난연제는 트리페닐포스페이트 24중량%, 수산화알루미늄 58중량% 및 데카브로모디페닐에탄 18중량%를 혼합하여 사용하였으며, 부틸아크릴레이트/메틸메타크릴레이트 공중합체로는 BA 15중량% 및 MMA 85중량%로 조성된 공중합체를 사용하였다.At this time, the flame retardant was used as a mixture of 24% by weight of triphenyl phosphate, 58% by weight of aluminum hydroxide, and 18% by weight of decabromodiphenylethane, and the butylacrylate/methyl methacrylate copolymer was 15% by weight of BA and 85% of MMA. A copolymer composed in weight percent was used.
[비교예][Comparative example]
비교를 위하여 실시예와 동일한 함침 공정을 실시하되 함침조성물로 액상규산칼륨 80 중량부, 울트라카브 30 중량부, 규조토 20 중량부를 물 100 중량부와 혼합한 조성물을 사용하였다.For comparison, the same impregnation process as in the example was performed, but a composition of 80 parts by weight of liquid potassium silicate, 30 parts by weight of ultracarb, and 20 parts by weight of diatomaceous earth mixed with 100 parts by weight of water was used.
실시예 및 비교예에 따른 난연성 난연보드(20)와 종래의 목재 패널에 대한 직화 연소 실험을 실시하였다. 그 결과 도 2(b)에서와 같이 실시예의 난연성 난연보드(20)는 직화 분사에도 연소되지 않아 난연성이 우수한 것으로 나타났다. 이에 대하여 비교예에 따른 난연성 난연보드(20)는 도 2(a)와 같이 난연성을 나타내어 종래의 목재 패널(도 2(c))에 비해서는 발화 정도가 약했으나 실시예에 비해 심한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 본 발명의 함침 공정에 의해 난연보드(20)에 난연제 성분이 다량 함유되기 때문인 것으로 판단되었다.Direct combustion experiments were conducted on the
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널(100)은 난연보드를 통해 허니컴 구조체를 화재로부터 보호할 수 있고, 또한 HPM보드를 통해 외부충격으로부터 가구패널이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 또한 항균도료층을 통해 각종 세균 및 곰팡이 균을 억제할 수 있는 항균성을 갖출 수 있게 된다.As described above, the flame-
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Since the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, various equivalents can be substituted for them at the time of filing the present application. It should be understood that there may be variations.
10: 허니컴 구조체
20: 난연보드
30: HPM보드
40: 항균도료층
100: 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널10: Honeycomb structure
20: Flame retardant board
30: HPM board
40: Antibacterial paint layer
100: Flame-retardant furniture panel for building interior materials using waste fiber
Claims (3)
폐섬유를 포함하는 섬유재를 사용하여 제조된 초지 및 함침조성물로 이루어져 상기 허니컴 구조체(10)의 양면에 부착되는 난연보드(20);
상기 각 난연보드(20)의 표면에 부착되는 HPM보드(30); 및
상기 HPM보드(30)의 표면에 도포되는 항균도료층(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 허니컴 구조체(10)는 질석, 황도, 펄라이트 중 어느 하나를 뿜칠에 의해 도포되고,
상기 난연보드(20)의 함침조성물은 트리페닐포스페이트(TPP) 20 내지 30 중량%, 수산화알루미늄(Al(OH)3) 50 내지 60 중량% 및 데카브로모디페닐에탄(DBDPE) 10 내지 20 중량%로 이루어진 난연제; 및 폴리부틸아크릴레이트 10 내지 20 중량% 및 폴리메틸메타크릴레이트 80 내지 90 중량%로 조성된 공중합체(poly(n-buthylacrylate)-b-poly(methylmethacrylate), PBA-PMMA) 80 내지 90 몰%와 실리카 입자 10 내지 20 몰%를 혼합하여 표면 처리된 실리카로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널.
honeycomb structure (10);
A flame retardant board (20) made of a papermaking and impregnation composition manufactured using a fiber material containing waste fibers and attached to both sides of the honeycomb structure (10);
HPM board (30) attached to the surface of each flame retardant board (20); and
It includes an antibacterial paint layer (40) applied to the surface of the HPM board (30),
The honeycomb structure 10 is applied by spraying any one of vermiculite, sulfuric acid, and perlite,
The impregnation composition of the flame retardant board 20 includes 20 to 30% by weight of triphenyl phosphate (TPP), 50 to 60% by weight of aluminum hydroxide (Al(OH)3), and 10 to 20% by weight of decabromodiphenylethane (DBDPE). Flame retardant consisting of; and 80 to 90 mol% of a copolymer (poly(n-buthylacrylate)-b-poly(methylmethacrylate), PBA-PMMA) composed of 10 to 20% by weight of polybutylacrylate and 80 to 90% by weight of polymethyl methacrylate. A flame-retardant furniture panel for building interior materials using waste fiber, characterized in that it is made of silica surface-treated by mixing 10 to 20 mol% of silica particles.
상기 항균도료층(40)은 폴리에스터 폴리올 및 알키드 폴리올 100중량부를 주제로 하고, 경화제로 폴리이소시아네이트 2 ~ 3중량부를 사용하되, 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디부틸프탈레이트(DBP)를 3 ~ 4중량부의 첨가제가 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널.
According to paragraph 1,
The antibacterial paint layer 40 is composed of 100 parts by weight of polyester polyol and alkyd polyol, and 2 to 3 parts by weight of polyisocyanate as a curing agent, with 3 to 4 parts by weight of dioctyl phthalate (DOP) and dibutyl phthalate (DBP). A flame-retardant furniture panel for building interior materials using waste fiber, characterized in that it is composed of a mixture of additives by weight.
상기 섬유재는 비팅 공정을 통해 연마된 섬유재로 이루어지고,
상기 난연보드(20)는 상기 초지를 상기 함침조성물에 함침한 후 열압착하여 제조되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 건축 내장재용 난연성 가구패널.According to paragraph 1,
The fiber material is made of fiber material polished through a beating process,
The flame retardant board (20) is a flame retardant furniture panel for building interior materials using waste fiber, characterized in that it is manufactured by impregnating the paper with the impregnating composition and then heat-pressing it.
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