KR20020003556A - 난염성 조성물 및 상기가 코팅된 사 및 직물 구조 - Google Patents

난염성 조성물 및 상기가 코팅된 사 및 직물 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴계 수지 및 팽창제를 포함하는 기재 코팅용 할로겐 무함유 난염성 플라스틱 조성물에 관한 것이다. 본 조성물은 플라스티졸 형태이고, 따라서, 아크릴계 수지 및 팽창제가 분산되어 있는 가소제 매질을 포함하며, 상기 플라스티졸은 배합되었을 때, 1분 당 20회전하는 브룩필드 RVT 점도계를 사용하여 측정한 점도가 6,000 mPs.S 이하이고, 그의 유동 거동은 유사 플라스틱형과 뉴우톤형이다.

Description

난염성 조성물 및 상기가 코팅된 사 및 직물 구조 {Flame retarded plastic composition, yarn and textile structure coated therewith}
본 출원인이 제조하여 시판 중인 것으로, 연속성 사, 특히 무기 재료, 예를 들면, 유리로 제조된 연속성 사를 포함하는 코어, 1종 이상의 염화중합체 물질, 예를 들면, 염화폴리비닐(PVC)로 이루어진 매트릭스를 포함하는 외피 또는 피복, 상기 매트릭스에 혼입분포되어 있는 난염성 광물 충전제, 및 가소제로 구성된 복합사가 이미 널리 공지되어 있다.
이와 같은 사는 1종 이상의 염화중합체 물질, 예를 들면, PVC 및 가소제를 포함하는 플라스티졸을 코어에 코팅하여 얻는 것이 바람직하지만, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 본 출원인은 유리, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같은 천연 또는 합성 원료의 무기 또는 유기 재료로 제조된 사와 같은, 기재에 도포할 수 있고 할로겐 또는 할로겐 화합물을 함유하지 않는 할로겐 무함유 난염성 플라스틱 조성물을 개시한 바 있다 (참조 FR-A-2 755 973 참조). 이 난염성 플라스틱 조성물은 상기 조성물을 결합시키는 결합부와, 열분해성 강산 화합물 1종 이상 및 다가 탄소화합물로 이루어진 팽창제를 포함한다. 상기 결합부는 25% 이상의 한계산소지수(LOI)를 갖고, 팽창제는 필수적으로 상기 강산 화합물 및 상기 다가 탄소화합물을 포함하며, 조성물의 고체 성분 중의 상기 다가 탄소화합물에 대한 상기 강산 화합물의 중량비가 1.5 내지 2, 바람직하게는 1.85이다.
개시된 난염성 조성물은 고체상, 용융상 또는 액상일 수 있다. 이 조성물은 수성 분산액 형태인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 사로 제조되어 여러가지 환경, 특히 빌딩 또는 구조물, 예를 들면 블라인드의 내장 및 외장용 마감재에 사용되는 특수 직물은 국가적인 또는 국제적인 승인 또는 인증 규정 및(또는) 절차에 의해 정의되는 화재 거동 조건에 맞아야 한다.
따라서, 독일연방공화국에서는 이러한 직물에 적용될 수 있는 조건이 화염 및 연소 연기 온도에 의해 파괴된 시편의 길이를 특징으로 하는 여러 등급 정의하고 있으며, 이들 등급은 B1 내지 B3으로 나타내고, B1이 유기 물질을 포함하는 재료에 의해 얻어질 수 있는 최상의 화재 거동을 나타낸다.
프랑스에서 적용될 수 있는 조건으로는, 특히 연기 방출에 따라 결정되며, F0 내지 F5(F3이 할로겐화 중합체를 함유한 물질에 의해 얻을 수 있는 최상의 거동을 나타냄)로 나타내는 다양한 등급과 직물의 점화 시간에 따라 결정되며, M0 내지 M4(M1이 유기 물질을 포함하는 물질에 의해 얻을 수 있는 최상의 화재 거동을 나타냄)로 나타내는 다양한 등급이 규정되어 있다.
화재 거동과 관련된 조건들을 만족시키기 위해 임의의 플라스틱 조성물에 수지와 배합된 적합한 팽창제를 도입하여 요구되는 난염 수준을 얻는 방법이 공지된다.
본 발명은 예를 들면, 블라인드 또는 커튼과 같은 차양물의 제작에 요구되는 모든 특정 설명서 또는 용도를 만족시키는 사 또는 직물 구조 등의 기재 코팅용 할로겐 무함유 난염성 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 가소성 매질, 상기 가소성 매질 중에 분산되어 있는 1종 이상의 아크릴계 수지 및 팽창제를 포함하는 플라스티졸 상태의 난염성 조성물에 관한 것이다.
기재의 코팅, 구체적으로는 아크릴계 수지 및 팽창제를 포함하는 난염성 플라스틱 조성물을 사에 코팅하는 것과 관련하여, 본 출원인은 최적의 코팅 방법, 즉, 궁극적으로 저온 및 고온 모두에서 방화성 및 내열성 면에서 얻어진 사 또는 복합 구조의 특성을 그대로 유지할 수 있는 방법에 대해 조사해왔다.
본 출원인은 이러한 목적으로, 먼저 사와 관련하여서는 코어를 다이에 통과시키면서 코어 주변에 겔화되지 않은 플라스티졸 상태의 난염성 플라스틱 조성물, 즉, 아크릴계 수지 및 팽창제가 분산되어 있는 가소제 매질 피복을 외주 전달하는 코팅 방법을 적용하였다.
이 방법에 따라 기재에 난염성 플라스틱 조성물을 프라스티졸 상태로 도포하면, 수지의 최종 성질을 열화시키고 팽창제를 열화시킬 수 있는, 고온에서 수지를 녹여야 하는 과정을 피할 수 있다.
다음으로, 본 출원인은 고전단율(15 000 내지 20,000 s-1또는 100,000 s-1이상)의 다이를 사용하는 코팅 방법에 상용할 수 있는 본 발명에 따른 난염성 조성물의 최적의 유동 특성에 대해 조사하였다.
본 발명에 따르면, 플라스티졸이 300 내지 400 s의 저전단율에서는 뉴우톤 형 거동을 보이고, 1분 당 20회전하는 브룩필드 RVT 점도계를 사용하여 측정한 점도가 6,000 mPs.S 이하이고 10,000 s-1의 고전단율에서는 유사플라스틱 거동을 보일 때 상용될 수 있다.
유동학 지식을 갖춘 사람에게 공지된 바와 같이, 뉴우톤 거동은 전단율에 따라 전단 응력이 일차함수로 변화하는 것을 특징으로 하고, 유사플라스틱 거동은 전단율이 증가해도 전단 응력이 한정된 값까지만 변화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 경우는 표준화된 방법이든 아니든 간에 임의의 적절한 방법을 사용하여 난염성 조성물의 점도를 측정할 수 있을 때 뉴우톤형 거동을 확인하였고, 난염성 조성물이 15,000 내지 20,000 s-1정도의 고전단율로 코팅 다이를 범람 없이 통과할 수 있는 것으로 유사프라스틱 거동을 확인하였다.
얻어진 복합사의 특성, 특히, 방화성 및 내후성을 보존하기 위해, 아크릴계 수지의 중량에 대한 인산염을 포함하는 가소제 매질의 중량비는 200% 이하로 하고, 아크릴계 수지의 중량에 대한 팽창제의 중량비는 200% 이하로 하는 것이 바람직하다.
가소제 매질은 중량기준 주성분으로 유기 인산염을 포함하며, 프탈산염을 더 포함하는 것이 가능하고 바람직하다.
수지에 대한 팽창제의 중량비는 50 내지 200 중량%, 바람직하게는 150 내지 200 중량%이다.
앞서 정의한 바와 같이, 난염성 조성물을 코팅하고, 경화시켜 제조할 수 있는 임의의 복합사 또는 임의의 복합직물구조은 프랑스 규정 NFP 92503, 특히 등급 M1을 달성할 수 있으며, ISO 105 규정에 맞는 우수한 내후성 및 그에 따른 방화성을 달성할 수 있다.
발명의 상세한 설명과 청구범위에서, 하기 용어 및 표현들은 다음과 같은 의미를 갖는다.
"아크릴 수지"는 프로펜산으로부터 유도된 임의의 합성 중합체이다.
"열분해성 강산 화합물"은 고온, 즉 약 100℃ 내지 약 250℃에서 자체적으로 또는 전구체로부터 현장에서 강산을 방출하는 화합물이다.
"다가 탄소 화합물"은 일반적으로 다양한 종류의 탄수화물로부터 선택되고, 비교적 다량의 탄소와 히드록실기를 함유하는 화합물이다.
"액상 인 유도체"는 인산염 기를 포함하고, 액체 형태인 난염성 생성물이다.
"가스발생제"는 온도의 작용으로 인해 열분해되면서 가스, 예를 들면, 이산화탄소 또는 암모니아를 방출하는 물질이다.
"겔화된 플라스티졸"은 중합체, 충전제 및 다양한 첨가제가 가소제에 분산되어 있는 것이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시태양에 따르면, 난염성 플라스틱 조성물은 인산염계 가소제를 포함한다. 인산염/프탈산염계 가소제를 사용하면, 저밀도에서의성능이 우수하고, 겔화후 가소제 배출이 줄어든다.
프탈산염계 가소제의 예로는 바스프(BASF)로부터 입수가능한 가소제 PALATINOL 및 C PALATINOL N이 있다.
인산염계 가소제의 예로는 바이엘(Bayer)로부터 입수가능한 DISFLAMOLL DPO 및 DPK®가 있다.
인산염/프탈산염계 가소제의 예로는 솔루티아(Solutia) 제품이 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시태양에 따르면, 아크릴계 수지는 메틸 메타크릴레이트를 기재로하는 단일중합체 또는 공중합체이다.
이러한 수지는 예를 들면, 롬(Rohm)으로부터 입수가능한 수지 BM310® 및 BM 410®에서 선택할 수 있다.
본 발명에 따른 난염성 플라스틱 조성물은 또한 UV 안정화제 및(또는) 불투명화제 및(또는) 안료 및(또는) 점도저하가공보조제를 포함할 수 있다.
UV 안정화제로는 위트코(Witco)로부터 입수가능한 TINUVIN P와 같은 벤조페논계 화합물, 또는 위트코로부터 입수가능한 TINUVIN 320 또는 그레이트 레익스(Great Lakes)로부터 입수가능한 LOWILITE 55와 같은 벤조트리아졸 계 화합물이 있다.
불투명화제로는 탄산칼슘 및 황화아연이 있다.
안료로는 시바-가이기(Ciba-Geigy)로부터 입수가능한 IRGALITHE 또는 CHROMOPHTAL 시기즈 제품이 있다.
점도 저하 가공보조제로는 뷔크 쉬미(Buk Chemie)로부터 입수가능한 점도 저하제가 있다.
따라서, 본 발명의 조성물의 팽창제는 1종 이상의 강산 화합물을 포함한다.
열분해성 강산 화합물은 인산, 붕산 및 이들과 휘발성 양이온의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 다중인산암모늄염이 바람직하다. 이는 산공급체를 존재한다면 탄소공급체를 특정 온도 이상에서 또는 화염 속에서 효과적으로 탈수시킬 수 있고 난염처리할 기재의 점화 온도에 근사한 온도 범위에서 산을 방출할 수 있는 것으로 선택하기 때문이다.
팽창제는 또한 다가 탄소 화합물을 포함할 수 있다. 다가 탄소 화합물은 녹말 또는 다가 알콜이 바람직하며, 펜타에리트리톨이 더 바람직하다. 이들 화합물은 비교적 많은 양의 탄소를 함유하고, 히드록실기가 많기 때문에 고팽창 잔기 형성에 유리하다.
팽창제는 또한 유체 플라스티졸의 점도를 더 줄일 수 있도록 액상 인 유도체를 포함할 수 있다. 이들 유도체는 아크조(Akzo)로부터 입수가능한 FYROL®시리즈 제품으로부터 선택하는 것이 바람직하다.
팽창제는 또한 가스발생제, 구체적으로는 멜라민을 포함할 수 있다.
매우 바람직한 본 발명의 실시태양에 따르면, 난염성 플라스틱 조성물은 아크릴 수지 100 중량부, 인산염/프탈산염 가소제 125.00 중량부, 액상 인 유도체 5.00 중량부,다중인산 암모늄염 및 멜라민 97.50 중량부, 및 50/50 펜타에리트리톨/멜라민 52.00 중량부를 포함한다.
본 발명의 다른 주제는 무기 또는 유기 물질, 예를 들면, 할로겐 무함유 물질로 제조된 저연소성 코어, 및 상기 정의한 바와 같은 난염성 조성물로부터 제조할 수 있는 외피를 포함하는 난염성 복합사이다. 코어 물질은 예를 들면, 연속성 유리 필라멘트일 수 있다.
본 발명에 따른 복합사의 할로겐 무함유 물질로 제조된 코어는 천연 또는 합성의 무기 또는 유기 물질, 예를 들면, 유리 유리 필라멘트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 제조된 사로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 유리사 또는 연속성 유리 섬유 또는 피라멘트로 제조된 코어가 바람직하다.
본 발명의 주제는 또한 상기에서 얻어지는 복합사를 조립하거나 얽히게 한 직물 구조이다.
본 발명의 다른 주제는 앞서 정의한 바와 같은 난염성 조성물을 코팅하고 경화시켜 얻은, 수지가 코팅되어 있는 저연소성 기재, 예를 들면, 직물 구조이다.
본 발명의 또다른 주제는 상기 정의한 직물 구조를 포함하는 차양, 게시물 및 벽 또는 천장 덮개이다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 첨부된 청구범위에 어떠한 제한도 가하지 않는다.
실시예 1: 난염성 플라스틱 조성물 제제 1
플라스티졸:
아크릴계 수지 (BM 310, 롬) 100.00 중량부
인산염/프탈산염 가소제 125.00 중량부
팽창제:
다중인산암모늄염 120.00 중량부
펜타에리트리톨 31.00 중량부
멜라민 31.00 중량부
윤활제
실리콘유 2.50 중량부
위와 같은 난염성 플라스틱 조성물은 1분당 20 회전하는 브룩필드 RVT 점도계를 사용하여 측정한 뉴우톤 범위에서의 점도가 4600 mPa.s이다. 고전단율에서는 유사플라스틱이다.
상기 난염성 플라스틱 조성물로 코팅된 유리 직물과 연속성 유리 필라멘트 54%(또는 50%)와 상기 난염성 조성물 46%(또는 50%)로 제조된 복합사에 대한 화재 거동 검사를 실시하였다.
검사 결과는 이렇게 하여 얻어진 직물에 NFP 92503 규정의 M1 등급이 인정될 수 있는 것을 입증하였다.
실시예 2: 난염성 플라스틱 조성물 제제 II
플라스티졸:
아크릴계 수지 (BM 310, 롬) 100.00 중량부
인산염/프탈산염 가소제 125.00 중량부
팽창제:
다중인산암모늄염 38.00 중량부
펜타에리트리톨 31.00 중량부
BUDIT 3077 B 난염제(부덴하임(Budenheim) 150.00 중량부
윤활제
실리콘유 2.50 중량부
위와 같은 난염성 플라스틱 조성물은 1분당 20 회전하는 브룩필드 RVT 점도계를 사용하여 측정한 뉴우톤 범위에서의 점도가 6000 mPa.s이다. 고전단율에서는 유사플라스틱이다.
실시예 1에 기재된 것과 동일한 검사를 반복하여 동일한 결과를 얻었다.
실시예 3: 난염성 플라스틱 조성물 제제 III
플라스티졸:
아크릴계 수지 (BM 310, 롬) 80.00 중량부
아크릴계 수지(VP 8744, 롬) 20.00 중량부
인산염/프탈산염 가소제 130.00 중량부
팽창제:
다중인산암모늄염 115.00 중량부
펜타에리트리톨 31.00 중량부
멜라민 31.00 중량부
액상 인 유도체 5.00 중량부
윤활제
실리콘유 2.50 중량부
습윤제 5.00 중량부
위와 같은 난염성 플라스틱 조성물은 1분당 20 회전하는 브룩필드 RVT 점도계를 사용하여 측정한 뉴우톤 범위에서의 점도가 4300 mPa.s이다. 고전단율에서는 유사플라스틱이다.
실시예 1에 기재된 것과 동일한 검사를 반복하여 동일한 결과를 얻었다.
실시예 4: 난염성 플라스틱 조성물 제제 IV
플라스티졸:
아크릴계 수지 (BM 310, 롬) 80.00 중량부
아크릴계 수지(VP 8744, 롬) 20.00 중량부
인산염/프탈산염 가소제 130.00 중량부
팽창제:
다중인산암모늄염 115.00 중량부
펜타에리트리톨 31.00 중량부
멜라민 31.00 중량부
윤활제
실리콘유 2.50 중량부
위와 같은 난염성 플라스틱 조성물은 1분당 20 회전하는 브룩필드 RVT 점도계를 사용하여 측정한 뉴우톤 범위에서의 점도가 5250 mPa.s이다. 고전단율에서는 유사플라스틱이다.
실시예 1에 기재된 것과 동일한 검사를 반복하여 동일한 결과를 얻었다.
많은 다른 난염성 플라스틱 조성물을 제조할 수 있으며, 상기 실시예를 기초로하고 하기 보충 사항을 고려하여 정해진 검사에 의해 검정할 수 있다.
1) 최종 유동 거동은 대부분 사용된 가소제, 보다 구체적으로는 그의 화학적 성질과 비율에 좌우되며, 이와 관련하여서는 프탈산염을 포함하는 가소제가 바람직함에 틀림없다.
2) 팽창제 중의 성분 또는 화합물의 비는 최종 유동 거동에 거의 영향을 주지 않는데, 이는 특히 실제 팽창 특성이 반대로 바람직하기 때문이며, 팽창제의 비율은 최종 유동 거동을 생각할 때 중요하다. 이 비율은 반드시 한정되어야 하며, 그렇지 않으면 난염성에 손상을 줄 수 있다.
3) 필요하다면, 임의의 점도 저하 첨가제를 사용하여 유동 특성을 조절할 수 있다.

Claims (13)

  1. 아크릴계 수지 및 팽창제를 포함하며, 기재 코팅용으로 적합한 할로겐 무함유 난염성 플라스틱 조성물로서,
    플라스티졸 상태이고, 아크릴계 수지 및 팽창제가 분산되어 있는 가소제 매질을 포함하고,
    저전단율에서 점도가 6000 mPa.s인 뉴우톤형 유동 거동을 보이고,
    고전단율에서는 유사플라스틱형 유동 거동을 보이는 것을 특징으로 하는 할로겐 무함유 난염성 플라스틱 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 아크릴계 수지 중량에 대한 프탈산염을 포함하는 가소제 매질의 중량비가 200% 이하이고, 아크릴계 수지 중량에 대한 팽창제의 중량비가 200% 이하인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 가소제 매질이 중량기준 주성분으로 유기 인산염을 포함하는 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 가소제 매질이 프탈산염을 포하하는 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 수지의 중량을 기준으로 한 가소제 매질의 중량비가 100 내지 200 중량%, 바람직하게는 120 내지 145 중량%인 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 수지의 중량을 기준으로 한 팽창제의 중량비가 50 내지 200 중량%, 바람직하게는 150 내지 200 중량%인 조성물.
  7. 저연소성 물질, 예를 들면, 할로겐 무함유 물질로 제조된 코어, 및 수지로 제조된 외피를 포함하는 난염성 복합사로서, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에서 정의된 난염성 조성물로 상기 코어를 코팅하여 제조되는 것을 특징으로 하는 난염성 복합사.
  8. 제 7 항에 있어서, 코어 물질이 연속성 유리 필라멘트인 복합사.
  9. 저연소성 물질, 예를 들면, 할로겐 무함유 물질로 제조된 기재, 및 하나 이상의 수지층을 포함하는 복합 직물 구조로서, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에서 정의된 난염성 조성물로 상기 기재를 코팅하여 제조되는 것을 특징으로 하는 복합 직물 구조.
  10. 제 7 항에 정의된 복합사를 조립하거나 얽히게 한 직물 구조.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 정의된 직물 구조를 포함하는 차양.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 정의된 직물 구조를 포함하는 게시물.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 정의된 직물 구조를 포함하는 벽 또는 천장 덮개.
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