KR200241744Y1 - 황토를 포함하는 불연 화장판넬 - Google Patents

Abstract

본 고안은 불연 화장판넬에 관한 것으로, 특히 지하철 구내 벽면, 화장실 벽면, 실내 주방의 벽면, 천장, 바닥 등의 건축 내외장재, 철도 객차 바닥, 인테리어, 및 가구에 사용될 수 있는 내화성이 우수하고, 칫수변화율이 적은 황토를 포함하는 불연 화장판넬에 관한 것이다.

본 고안은 이를 위하여, a) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층; 및 b) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 주성분으로 하는 무기충전재를 함유하는 페놀 변성수지, 또는 멜라민 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된 심재층을 포함하는 불연 화장판넬을 제공한다.

본 고안의 황토를 포함하는 불연 화장판넬은 내화성이 매우 우수하며, 칫수안정성이 우수하여 변형이 거의 없다.

Description

황토를 포함하는 불연 화장판넬{FIREREISTANT DECORATIVE PANEL COMPRISING LOESS}

[산업상 이용 분야]

본 고안은 불연 화장판넬에 관한 것으로, 특히 지하철 구내 벽면, 화장실 벽면, 실내 주방의 벽면, 천장, 바닥 등의 건축 내외장재, 철도 객차 바닥, 인테리어, 및 가구에 사용될 수 있는 내화성이 우수하고, 칫수변화율이 적은 불연 화장판넬에 관한 것이다.

[종래 기술]

일반적인 멜라민 화장판은 멜라민수지 함침 표면보호층, 멜라민수지 함침 모양층, 및 페놀수지를 크라프트지에 함침한 코아층을 구성하여 다단프레스로 고온 고압에서 성형한다. 그러나 이들 화장판은 많은 양의 수지, 및 펄프층을 포함하므로 불에 약한 단점이 있다.

따라서 내화성을 요구하는 상용건물의 내외장재와 가구 등은 석재 등을 연마하여 사용하거나 금속을 가공하여 사용하고, 또는 사기, 도기 등의 타일을 부착한다. 그러나 이들 재료들은 내구성이 우수하고, 내화성이 우수한 반면에 제조비용이 높고, 무거우며, 가공하기가 어려운 단점이 있으며, 또한 화려한 장식미를 나타내는 데에는 한계가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 특정의 무기물을 심재층에 포함하는 불연 멜라민 화장재가 개시되었고, 그 예는 일본공개특허공보 평3-253342호(도 1), 평11-268186호(도 2), 평10-305527호(도 2, 도 3), 평10-305525호(도 2, 도 3) 등과 같다. 이들은 위로부터 모양지와 멜라민 수지를 사용하는 화장층용 시트, 글래스 섬유 부직포, 및 수산화알루미늄과 같은 무기충전재를 멜라민수지 또는 페놀수지에 혼합하고 함침 또는 코팅하여 제조되는 심재층, 글래스 섬유 직포를 멜라민수지 또는 페놀수지에 혼합하고 함침하여 제조되는 보강층, 상기 심재층, 및 상기 화장층으로 구성하고, 이들을 다단프레스로 고온 고압으로 성형하여 제조한다.

그러나 이러한 종래의 불연 멜라민 화장판넬은 일반 멜라민 화장판에 비하여 내화성이 향상되었지만 화장판의 강도 향상 및 제조 작업성을 위하여 많은 양의 수지를 사용하므로 불연성 및 칫수 안정성을 만족시키기에는 미흡한 면이 많고, 수산화알루미늄과 같은 무기충전재를 사용하므로 제조비용이 높은 문제점이 있다.

본 고안은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 내화성 및 칫수안정성이 보다 우수한 불연 화장판넬을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 수지에 우수한 가공성을 부여할 수 있는 무기충전재를 포함하는 불연 화장판넬을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 화장판넬에 우수한 강도를 부여할 수 있는 무기충전재를 포함하는 불연 화장판넬을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 불연 화장재의 단면도이다.

도 2은 종래의 불연 화장판의 단면도이다.

도 3은 종래의 불연 화장판의 단면도이다.

도 4는 본 고안의 황토를 사용한 불연 화장판넬의 단면도이다.

도 5는 본 고안의 황토를 사용한 불연 화장판넬의 단면도이다.

도 6은 본 고안의 황토를 사용한 불연 화장판넬의 단면도이다.

도면부호 11은 화장층이고, 12는 심재층이고, 13은 보강층이고, 21은 모양층이고, 100은 불연화장재이고, 200은 불연화장판이고, 300은 황토를 포함하는 불연 화장판넬이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여, 불연 화장판넬에 있어서,

a) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층; 및

b) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 주성분으로

하는 무기충전재를 함유하는 페놀 변성수지, 또는 멜라민 변성수지의

수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된 심재층

을 포함하는 불연 화장판넬을 제공한다.

이하에서 본 고안을 상세하게 설명한다.

[작 용]

본 고안은 글래스 섬유, 알루미나 섬유와 같은 무기섬유로부터 제조되는 직포, 부직포, 종이 등의 기재에 황토를 주재로 하는 무기충전재 및 내화성이 강한 난연제를 포함하는 멜라민 변성수지 또는 페놀 변성수지 배합물을 함침 또는 코팅 처리시킨 시트를 여러 장 적층시킨 재료의 표면, 또는 표면과 이면에 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지 함침 모양지가 겹쳐져서 고온고압으로 성형되어 일체화된 화장판넬을 제공하는 것이다.

또한 본 고안의 화장판넬은 상기 심재층과 모양층 사이, 또는 심재층과 심재층 사이에 무기섬유 직포에 멜라민 변성수지 또는 페놀수지 변성수지의 배합물을 함침 또는 코팅처리시킨 보강층을 개재시킬 수도 있다.

또한 상기 심재층과 보강층은 복수 층으로 사용될 수 있으며, 그 구성은 사용용도 및 두께에 따라서 다양화된다. 특히 벽체로 사용될 때에는 두께 3 내지 12 mm로 제조되는 것이 바람직하며, 이때의 심재층의 개수는 3 내지 100 매이며, 보강층은 필요에 따라서 1 내지 20 매를 사용할 수 있다.

본 고안의 불연 화장판넬은 모양층에 함침되는 열경화성 수지인 멜라민수지, 페놀수지, 아크릴수지, 우레탄수지 등의 종류에 따라서 멜라민 화장판넬, 페놀 화장판넬, 아크릴 화장판넬, 우레탄 화장판넬 등으로 명명될 수 있다.

이러한 화장판넬의 유형은 하기와 같다.

첫째 유형의 황토를 사용한 불연 화장판넬은 위로부터

ⅰ) 모양층; 및

ⅱ) 다수 개의 심재층

을 포함한다.

둘째 유형의 황토를 사용한 불연 화장판넬은 위로부터

ⅰ) 모양층

ⅱ) 다수 개의 심재층; 및

ⅲ) 모양층

을 포함한다(도 5).

셋째 유형의 황토를 사용한 불연 화장판넬은 위로부터

ⅰ) 모양층

ⅱ) 다수 개의 심재층

ⅲ) 보강층

ⅳ) 다수 개의 심재층; 및

ⅴ) 모양층

을 포함한다(도 4).

넷째 유형의 황토를 사용한 불연 화장판넬은 위로부터

ⅰ) 모양층

ⅱ) 보강층

ⅲ) 다수 개의 심재층

ⅳ) 보강층; 및

ⅴ) 모양층

을 포함한다(도 6).

이하에서는 각각의 층에 대하여 설명한다.

상기 심재층은 무기섬유의 직포, 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 주성분으로 하는 무기충전재를 함유하는 페놀 변성수지, 또는 멜라민 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된 시트상의 층이다.

상기 심재층용 기재는 유리섬유, 또는 알루미나섬유 등의 무기섬유의 직포, 또는 부직포, 또는 크라프트지와 같은 종이가 바람직하다. 특히 니들링 기계에서 섬유경 6 내지 30 ㎛의 E-글래스(E-Glass) 조성의 유리섬유를 10 내지 50 ㎜의 길이로 절단한후 에폭시, 아크릴, 폴리비닐 알코올 수지 등의 바인더를 섞어 혼합하여 제조한 유리 섬유 부직포가 바람직하다.

상기 기재는 평량 30 내지 200 g/㎡인 것이 바람직하다. 평량이 30 g/㎡ 이하이면 제조되는 멜라멘 화장 판넬의 강도가 부족하여, 함침 또는 코팅, 성형, 또는 취급시 문제점이 발생할 수 있고, 평량이 200 g/㎡ 이상이면 딱딱하여 함침성 또는 코팅성, 및 제조 작업성이 좋지 않다.

상기 심재층용 기재에 함침되는 멜라민 변성수지 또는 페놀 변성수지의 배합물은 ⅰ) 멜라민 또는 페놀 수지 1차 축합물 3.0 내지 10.0 중량%(고형분 기준);

ⅱ) 황토 50 내지 80 중량%;

ⅲ) 난연제 1.0 내지 5.0 중량%; 및

ⅳ) 용제(물, 또는 알코올) 10 내지 40 중량%

를 포함한다.

특히 배합물 내에 멜라민 변성수지 또는 페놀 변성수지가 5 중량% 이하이고 난연제가 4.0 중량% 이상이면 KS F 2271 건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험의 결과에서 난연 1급을 얻을 수 있다.

상기 배합물중 프레스 성형 후 사용자의 제품 가공성을 향상시키기 위해 황토의 무기충전재의 일부를 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘, 활석 등으로 대체하여 사용할 수 있다.

이때의 배합물의 조성은

ⅰ) 멜라민 또는 페놀 수지 1차 축합물 3.0 내지 10.0 중량%(고형분 기준);

ⅱ) 황토 40 내지 70 중량%;

ⅲ) 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 또는 활석 등 대체 무기충전재

3 내지 20 중량%;

ⅳ) 난연제 1.0 내지 5.0 중량%; 및

ⅴ) 용제(물, 또는 알코올) 10 내지 40 중량%

를 포함한다.

상기 배합물은 그대로의 상태, 또는 물, 알코올 등의 희석제를 추가하여 사용이 가능하다. 또한 상기 수지 배합물의 함침(또는 코팅)량은 기재 100 중량부에 대하여 400 내지 2000 중량부가 바람직하다. 함침량이 400 중량부 미만이면 규정 두께를 맞추기 위하여 많은 량의 시트가 필요하게 되어서 비용이 상승되고, 2000 중량부 그 이상이면 건조시간이 길어져 생산성이 낮아지며, 프레스로 성형된 후의 층간 접착력이 약해질 수 있다.

상기 멜라민 변성수지 및 페놀 변성수지는 액상형으로, 멜라민 또는 페놀 25 내지 45 중량%, 포름알데히드 30 내지 60 중량%, 가소제 2 내지 5 중량%, 용제로 증류수 10 내지 25 중량%를 통상적인 중합방법으로 반응시켜 제조되는 1차 축합물이다. 또한 상기 멜라민 수지의 경우 경화시간을 단축하기 위해 추가로 경화제를 투입할 수 있다.

상기 난연제는 인 및 질소를 함유하는 액상 난연제와 디시안디아마이드의 고상 난연제를 혼용하여 사용한다. 투입방법은 상기 1차 축합물 100 중량부에 인/질소계 난연제 15 내지 30 중량부, 고상형 난연제 디시안디아마이드 5 내지 10 중량부를 투입하는 것이 바람직하다. 이러한 난연제를 혼합함으로써 수지는 난연성을 가지게 된다.

상기 인 및 질소를 함유하는 액상 난연제는 독일 에스케이더블유 트로스트베르그(SKW Trostberg)사의 Melflam 131 A가 바람직하며, 이 액상 난연제는 여러 가지의 질소와 인을 포함하는 수용액으로 활성성분이 35 내지 45 중량%이다. 이 난연제의 역할은 화재로 인하여 화장판넬이 열을 받게될 때 폴리인산의 열적 축중합을 촉진시켜 고분자 폴리인산을 생성하며, 생성된 고분자의 폴리인산은 탈수소 촉매로 작용하여 숯을 형성하므로 산소와 열을 차단하게 되므로 우수한 불연성 효과를 나타낼 수 있게 한다. 또한 멜라민 수지에 포함된 많은 질소성분 또한 고분자 폴리인산을 생성하는데 도움을 준다. 이러한 인 및 질소를 함유하는 액상 난연제는 디시안디아마이드의 고상 난연제와 함께 사용하면 난연 상승작용을 일으켜 효과가 배가된다.

상기 디시안디아마이드는 고상으로 상기 수지 배합물에 함유되어 있는 포름알데히드, 물, 암모늄염 등의 여러물질과 다양한 반응을 하여 불에 타지 않는 물질로 변하게 되어 난연효과를 나타내며, 화재로 인하여 화장판넬이 열을 받게될 때 화장판넬이 타는 현상을 발생시키지 않는다. 특히 상기 인 및 질소를 함유하는 액상 난연제와 함께 사용하면 난연상승 효과를 일으켜 효과가 배가된다.

상기 무기충전재로 사용되는 황토는 화재로 인하여 화장판넬이 열을 받게될 때 연소가 되지 않고 열을 전달하지 않으며, 황토성분에 포함되어 있는 결정수가 열을 흡수하여 난연 효과를 주게된다. 또한 황토는 화장판넬이 고온 고압으로 성형될 때 수지에 고르게 열전달을 하여 각 층 간에 우수한 접착성을 제공한다.

이러한 황토는 일반적으로 제독능력이나 항균작용 등의 약리효과가 있다고 알려져 있으며, 환경오염 물질을 정화시키는 정화제, 미용재료, 민간요법 치료제로 많이 사용되고 있다. 황토는 종래의 사용효과 이외에도 원적외선 방사 능력이 있기 때문에 인해 본 고안의 화장판넬에 포함되어 인체의 온열 효과와 건물 보온효과를 제공할 수도 있다.

본 고안에 사용되는 황토는 생산되는 산지에 따라 백색, 황색, 적색 등의 색상이 나타날 수 있으며, 특히 경상남도 산청, 청도, 전라남도 구례, 화순, 및 전라북도 부안 등에서 채취한 것이 바람직하다. 이러한 황토는 이산화규소 10 내지 90 중량%, 산화알루미늄 10 내지 80 중량%, 산화철 0.1 내지 50 중량%, 산화마그네슘 0.1 내지 30 중량%, 산화칼슘 0.1 내지 50 중량%, 산화칼륨 0.1 내지 30 중량%, 산화광물 및 무기물질 0.1 내지 5 중량%, 수분 0 내지 5 중량%, 나머지 불순물 0.1내지 20 중량%의 조성을 가지는 것이 바람직하다.

본 고안의 황토는 천연황토를 그대로 사용할 수도 있고, 300 내지 1000 ℃의 온도로 소성처리한 소성황토를 사용할 수도 있다. 이러한 소성황토는 황토 내에 포함되어 있는 유기물을 제거하고, 황토에 불규칙하게 포함되어 있는 미세기공 및 결정수를 일정 수준으로 감소시킨 것이다. 이러한 소성황토는 수지에 배합될 때 흡유량이 감소되어 보다 다량을 사용할 수 있으며, 이로부터 보다 우수한 난연 성능을 가질 수 있다.

본 고안의 무기충전재로 사용되는 황토의 입도분포는 5 내지 300 ㎛가 바람직하고, 평균입도는 10 내지 50 ㎛가 바람직하다. 규정 입도 이하의 것을 사용하면 수지와 용제의 흡유성이 강하여 점도가 매우 높게 되어 함침 또는 코팅 작업성이 나쁘게되며, 규정입도 이상의 것을 사용하면 함침 또는 코팅 후 고온고압 성형시 표면에 큰 입자 사이즈로 인한 판넬 표면 평활성이 낮아질 수가 있다.

상기 황토의 일부를 대체하는 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘, 활석 등의 대체 무기충전재는 입도가 10 내지 50 ㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 규정 이하의 입도의 것을 사용하면 수지와 용제의 흡유성이 강하여 배합물의 점도가 상승하여 작업성이 좋지 않게 되며, 규정 이상의 입도 사용시 제품 성형후 큰 입자 크기로 인하여 표면 평활성이 낮아질 수가 있다.

본 고안의 화장판넬은 상기 심재층과 모양층 사이, 또는 심재층과 심재층 사이에 유리섬유, 알루미나섬유 등의 무기섬유 직포에 멜라민 변성수지 또는 페놀수지 변성수지를 함침 또는 코팅처리시킨 보강층을 개재시킬 수 있는데, 이러한 보강층용 기재에는 E-글래스 조성의 유리섬유를 직조기로 제직하여 제조한 유리섬유 직포가 특히 바람직하다.

상기 보강층의 기재는 평량이 30 내지 150 g/㎡인 직포가 바람직하다. 평량이 30 g/㎡ 이하이면 섬유의 굵기가 너무 가늘고 유연하여 취급성 및 작업성(적층)이 나쁘게 되며, 150 g/㎡ 이상이면 섬유의 굵기가 커져서 판넬 제조후 섬유의 흔적이 표면에 전사되어 나타날 수가 있고 또한 섬유층 상하간의 접착력이 약해져서 층이 분리되는 현상이 나타날 수가 있다.

상기 보강층은 유리섬유 등의 직포 100 중량부에 상기 심재층에 사용되는 멜라민 변성수지 또는 페놀 변성수지의 배합물을 50 내지 500 중량부로 함침(또는 코팅)하여 사용한다. 또한 무기충전재인 황토를 포함하지 않은 멜라민 변성수지 단독 또는 페놀 변성수지 단독으로 50 내지 200 중량부를 함침하여 사용할 수도 있다. 그러나 사용되는 수지량이 증가시킬수록 난연성은 좋지 않게 된다.

본 고안의 멜라민 화장판넬의 표면과 이면에 사용되는 모양층 시트는 합성펄프, 나무, 직물, 유기 합성섬유 등으로 만들어진 평량 40 내지 200 g/㎡의 종이 기재 100 중량부에 멜라민수지, 페놀수지, 아크릴수지, 우레탄수지 등의 수지가 50 내지 200 중량부 함침 또는 코팅처리된 열경화성 수지 함침지가 사용되며, 모양층 기재에 산화티탄 등의 무기질 성분을 혼합하면 난연성을 높일 수 있으며 사용 수지량이 적을수록 난연성에 유리하다.

이렇게 만들어진 심재층과 보강층용 시트는 판넬의 두께를 고려하여 여러 장을 사용하고 표면과 이면에는 모양층이 각 1 매씩 사용되며 다단프레스에서 가열가압하여 본 고안의 황토를 사용한 불연 화장판넬이 제조된다. 표면의 엠보효과를 부여하기 위하여 경면판, 엠보판 등이 제품표면에 겹쳐져서 성형될 수 있으며, 성형완료 후 제품 표면의 스크래치를 방지하기 위하여 보호 필름이 부착될 수 있다.

본 고안의 화장판넬은 외면에 화장면이 보일 수 있도록 모양층이 외면을 향하도록 부착하여 사용된다.

본 고안의 화장판넬은 화장판넬 그 자체로 시멘트 벽면, 철판, 나무 등의 재질에 접착제 등을 이용하여 부착할 수 있으며, 칫수변화율이 적기 때문에 용도에 따라서 이면에 폴리염화비닐(PVC) 시트, 합판, 중밀도 파이버보드(MDF), 고밀도 파이버보드(HDF) 등의 이면기재를 별도로 부착하여 사용하여도 변형이 없다.

본 고안의 불연 화장판넬은 내화성이 우수하고, 칫수변화율이 적기 때문에 지하철 구내 벽면, 화장실 벽면, 실내 주방의 벽면, 천장, 바닥 등의 건축 내외장재, 철도 객차 바닥, 인테리어, 및 가구에 적합한 불연 화장판넬이다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 고안을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 고안을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

(심재층 및 보강층용 난연 멜라민 수지 및 황토 배합물의 제조)

멜라민 1 몰에 대하여 포름알데히드 1.7 몰을 가하고, 이들을 95 ℃의 온도 및 약알칼리 하에서 반응시키고, 가소제와 물을 가하여 함량을 조절하여 초기 축합물을 얻는다. 이 초기 축합물 100 중량부에 경화제로 파라톨루엔술폰산(PTSA)과잠재성 경화제인 독일 에스케이더블유 트로스트베르그(SKW Trostberg)사의 Melpers RH4를 각각 0.1 중량부를 첨가하여 멜라민 수지를 얻었다. 이 멜라민 수지 100 중량부에 액상 난연제인 Melflam 131A 20 중량부와 고상 난연제인 디시안디아마이드 4.0 중량부를 투입하여 난연 멜라민 수지를 제조하였다.

상기 난연 멜라민 수지 100 중량부에 평균입도 10 내지 50 ㎛의 황토를 900 중량부를 첨가 혼합하여 난연 멜라민 수지와 황토의 배합물을 제조하였다.

(심재층 시트의 제조)

상기 난연 멜라민 수지와 황토의 배합물을 아크릴수지계 바인다로 처리시킨 평량 110 g/㎡의 E-글래스 섬유 부직포에 건조 기준 함침률 800 중량%가 되도록 함침 및 건조하여 심재층 시트를 얻었다.

(보강층 시트의 제조)

또한 상기 난연 멜라민 수지와 황토의 배합물을 평량 60 g/㎡의 E-글래스 섬유 직포에 건조기준 300 중량% 되도록 함침 및 건조하여 보강층 시트를 얻었다.

(모양층용 멜라민 수지의 제조)

멜라민 1 몰에 대하여 포름알데히드 1.7 몰을 가한 후, 이들을 95 ℃의 온도 및 약알칼리 하에서 반응시키고 물을 가하여 수지의 함량을 조절하여 초기축합물을 얻는다. 이 초기 축합물에 100 중량부에 경화제로 파라톨루엔 술폰산(PTSA)과 잠재성 경화제(고온에서만 반응을 촉진시키는 경화제)인 독일 에스케이더블유 트로스트베르그(SKW Trostberg)사의 Melpers RH4를 각각 0.2 중량부를 첨가하여 멜라민수지를 제조하였다.

(모양층 시트의 제조)

상기 멜라민수지에 산화티탄이 혼입된 80 g/㎡의 인쇄 모양지를 90 중량% 함침하여 모양층을 제조하였다.

(불연 멜라민 화장 판넬의 제조; 도 4)

상기에서 제조된 각각의 시트들을 위에서부터 모양층 1 매, 심재층 시트 3 매, 보강층 시트 1 매, 심재층 시트 3 매, 및 모양층 1 매의 순으로 적층시키고, 양측에 스테인레스 경면판을 포개어 150 ℃의 온도, 100 kgf/㎠의 압력으로 30 분간 고온프레스에서 열압하여 3 mm 두께의 불연 멜라민 화장판넬을 제조하였다.

실시예 2

(심재층용 난연 페놀 수지 및 황토 배합물의 제조)

페놀 1 몰에 대하여 포름알데히드 1.4 몰을 가하고, 이들을 100 ℃의 온도 및 약알칼리 하에서 반응시키고, 가소제, 에탄올, 및 물을 가하여 함량을 조절하여 초기 축합물을 얻는다. 이 초기 축합물 100 중량부에 액상 난연제인 Melflam 131A 20 중량부와 고상 난연제인 디시안디아마이드 4.0 중량부를 투입하여 난연 페놀수지를 제조하였다.

상기 난연 페놀 수지 100 중량부에 평균입도 10 내지 50 ㎛의 황토를 900 중량부 첨가 혼합하여 난연 페놀 수지와 황토의 배합물을 제조하였다.

(심재층 시트의 제조)

상기 난연 페놀 수지와 황토의 배합물을 아크릴수지계 바인다로 처리시킨 평량 110 g/㎡의 E-글래스 섬유 부직포에 건조 기준 함침률 800 중량%가 되도록 함침및 건조하여 심재층 시트를 얻었다.

(모양층 시트의 제조)

상기 실시예 1과 동일한 모양층 시트를 제조하였다.

(불연 멜라민 화장 판넬의 제조; 도 5)

상기에서 제조된 각각의 시트들을 위에서부터 차례로 모양층 1 매, 심재층 시트 6 매, 및 모양층 1 매의 순으로 적층시키고 양측에 스테인레스 경면판을 포개어 150 ℃의 온도, 100 kgf/㎠의 압력으로 30 분간 고온프레스에서 열압하여 3 mm 두께의 불연 멜라민 화장판넬을 제조하였다.

실시예 3

(심재층 시트의 제조)

상기 실시예 1과 동일한 심재층 시트를 제조하였다.

(보강층 시트의 제조)

상기 실시예 1과 동일한 보강층 시트를 제조하였다.

(모양층 시트의 제조)

상기 실시예 1과 동일한 모양층 시트를 제조하였다.

(불연 멜라민 화장 판넬의 제조; 도 5)

상기에서 제조된 각각의 시트들을 위에서부터 모양층 1 매, 보강층 시트 1 매, 심재층 시트 5 매, 보강층 시트 1 매, 및 모양층 1 매의 순으로 적층시키고, 양측에 스테인레스 경면판을 포개어 150 ℃의 온도, 100 kgf/㎠의 압력으로 30 분간 고온프레스에서 열압하여 3 mm 두께의 불연 멜라민 화장판넬을 제조하였다.

실시예 4

(심재층용 난연 페놀 수지 및 황토 배합물의 제조)

실시예 2와 동일한 난연 페놀수지를 제조하였다.

상기 난연 페놀 수지 100 중량부에 평균입도 10 내지 50 ㎛의 황토를 700 중량부 및 평균입도 10 내지 50 ㎛의 수산화알루미늄 200 중량부를 첨가 혼합하여 난연 페놀 수지와 황토 및 수산화알루미늄의 배합물을 제조하였다.

(심재층 시트의 제조)

상기 난연 페놀 수지와 황토 및 수산화알루미늄의 배합물을 아크릴수지계 바인다로 처리시킨 평량 110 g/㎡의 E-글래스 섬유 부직포에 건조 기준 함침률 800 중량%가 되도록 함침 및 건조하여 심재층 시트를 얻었다.

(모양층 시트의 제조)

상기 실시예 1과 동일한 모양층 시트를 제조하였다.

(불연 멜라민 화장 판넬의 제조; 도 5)

상기에서 제조된 각각의 시트들을 위에서부터 차례로 모양층 1 매, 심재층 시트 6 매, 및 모양층 1 매의 순으로 적층시키고 양측에 스테인레스 경면판을 포개어 150 ℃의 온도, 100 kgf/㎠의 압력으로 30 분간 고온프레스에서 열압하여 3 mm 두께의 불연 멜라민 화장판넬을 제조하였다.

비교예 1

(심재층 시트의 제조)

무기충전재로 황토 대신에 10 내지 50 ㎛의 수산화알루미늄을 사용하는 것을제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 심재층 시트를 제조하였다.

(보강층 시트의 제조)

무기충전재로 황토 대신에 10 내지 50 ㎛의 수산화알루미늄을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 보강층 시트를 제조하였다.

(모양층 시트의 제조)

상기 실시예 1과 동일한 모양층 시트를 제조하였다.

(불연 멜라민 화장 판넬의 제조; 도 5)

실시예 1과 같이 상기에서 제조된 각각의 시트들을 위에서부터 차례로 모양층 1 매, 심재층 시트 3 매, 보강층 시트 1 매, 심재층 시트 3 매, 및 모양층 1 매의 순으로 적층시키고 양측에 스테인레스 경면판을 포개어 150 ℃의 온도, 100 kgf/㎠의 압력으로 30 분간 고온프레스에서 열압하여 3 mm 두께의 불연 멜라민 화장판넬을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1에서 제조된 각각의 불연 멜라민 화장판의 물성을 비교하여 하기 표 1에 기재하였다.

[표 1]

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1
불연성	표면시험	합격	합격	합격	합격	합격
	기재시험	합격	합격	합격	합격	불합격
칫수안정성 1(70 ℃, 24 hr)	-0.07 %	-0.07 %	-0.06 %	-0.07 %	-0.14 %
칫수안정성 2(45 ℃, 95 % 습도, 96 hr)	+0.15 %	+0.15 %	+0.14 %	+0.15 %	+0.30 %
두 께	3 mm	3 mm	3 mm	3 mm	3 mm

상기 표에서,

불연성은 KS F2271의 건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법에 따라서 실시된 시험 결과이고,

각각의 칫수안정성은 JIS K6902의 열경화성 수지 화장판 시험방법에 기재된 칫수안정성 시험방법에 따라서 실시된 시험 결과이다.

본 고안의 황토를 사용한 불연 화장판넬은 유리 섬유, 알루미나 섬유 등의 무기섬유로부터 제조되는 직포, 부직포, 또는 그라프트지 등의 다공질 시트와 황토를 주요 무기충전재로 사용하고 난연제를 첨가한 멜라민 또는 페놀수지 및 그 변성수지로 되는 배합물이 일체화 된 건축 내외장재, 인테리어 및 가구용, 바닥용 등으로 사용될 수 있는 화장판으로, 내화성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 칫수안정성이 우수하여 변형이 거의 없다.

Claims (25)

1. 불연 화장판넬에 있어서,

   a) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층; 및

   b) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 주성분으로

   하는 무기충전재를 함유하는 페놀 변성수지, 또는 멜라민 변성수지의

   수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된 심재층

   을 포함하는 불연 화장판넬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 화장판넬은 심재층과 모양층 사이, 또는 심재층과 심재층 사이에 무기섬유의 직포에 멜라민 변성수지 또는 페놀수지 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된 보강층을 개재시킨 불연 화장판넬.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 a)의 모양층은 열경화성 수지의 함침량이 모양지 100 중량부에 대하여 50 내지 200 중량부인 불연 화장판넬.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 a)의 열경화성 수지가 멜라민수지, 페놀수지, 아크릴수지, 및 우레탄수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 불연 화장판넬.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 a)의 모양지는 합성펄프, 나무, 직물, 및 유기 합성섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 재질의 종이이며, 평량이 40 내지 200 g/㎡인 불연 화장판넬.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 b)의 심재층은 수지 배합물의 함침량이 기재 100 중량부에 대하여 400 내지 2000 중량부인 불연 화장판넬.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 b)의 수지 배합물이

   ⅰ) 멜라민 또는 페놀 25 내지 45 중량%, 포름알데히드 30 내지 60 중량%,

   가소제 2 내지 5 중량%, 및 물 10 내지 25 중량%를 반응시켜 제조되는

   멜라민 또는 페놀 수지 1차 축합물 3.0 내지 10.0 중량%(고형분 기준);

   ⅱ) 황토 50 내지 80 중량%;

   ⅲ) 난연제 1.0 내지 5.0 중량%; 및

   ⅳ) 용제로 물, 또는 알코올 10 내지 40 중량%

   를 포함하는 불연 화장판넬.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 b)의 수지 배합물이

   ⅰ) 멜라민 또는 페놀 25 내지 45 중량%, 포름알데히드 30 내지 60 중량%,

   가소제 2 내지 5 중량%, 및 물 10 내지 25 중량%를 반응시켜 제조되는

   멜라민 또는 페놀 수지 1차 축합물 3.0 내지 10.0 중량%(고형분 기준);

   ⅱ) 황토 40 내지 70 중량%;

   ⅲ) 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 및 활석으로 이루어진 군으로부터

   선택되는 무기충전재 3 내지 20 중량%;

   ⅳ) 난연제 1.0 내지 5.0 중량%; 및

   ⅴ) 용제로 물, 또는 알코올 10 내지 40 중량%

   를 포함하는 불연 화장판넬.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 b)의 황토는 입도 분포가 5 내지 300 ㎛이고, 평균입도가 10 내지 50 ㎛인 불연 화장판넬.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 b)의 황토는 산지가 경상남도 산청, 청도, 전라남도 구례, 화순, 또는 전라북도 부안인 불연 화장판넬.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 b)의 황토는 조성이 이산화규소 10 내지 90 중량%, 산화알루미늄 10 내지 80 중량%, 산화철 0.1 내지 50 중량%, 산화마그네슘 0.1 내지 30 중량%, 산화칼슘 0.1 내지 50 중량%, 산화칼륨 0.1 내지 30 중량%, 산화광물 및 무기물질 0.1 내지 5 중량%, 수분 0 내지 5 중량%, 나머지 불순물 0.1 내지 20 중량%를 포함하는 불연 화장판넬.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 b)의 황토는 천연황토를 300 내지 1000 ℃의 온도로 소성처리한 소성황토인 불연 화장판넬.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 심재층의 기재는 유리섬유, 또는 알루미나섬유의 직포, 부직포, 또는 그라프트지이고, 평량이 30 내지 200 g/㎡인 불연 화장판넬.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 기재가 니들링 기계에서 섬유경 6 내지 30 ㎛의 E-글래스(E-Glass) 조성의 유리섬유를 10 내지 50 ㎜의 길이로 절단한후 에폭시, 아크릴, 및 폴리비닐 알코올 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 바인더를 혼합하여 제조한 유리섬유 부직포인 불연 화장판넬.
15. 제 2 항에 있어서,

    상기 보강층은 수지 배합물의 함침량이 기재 100 중량부에 대하여 50 내지 500 중량부인 불연 화장판넬.
16. 제 2 항에 있어서,

    상기 수지 배합물이

    ⅰ) 멜라민 또는 페놀 25 내지 45 중량%, 포름알데히드 30 내지 60 중량%,

    가소제 2 내지 5 중량%, 및 물 10 내지 25 중량%를 반응시켜 제조되는

    멜라민 또는 페놀 수지 1차 축합물 3.0 내지 10.0 중량부;

    ⅱ) 난연제 1.0 내지 5.0 중량부; 및

    ⅲ) 용제로 물, 또는 알코올 10 내지 40 중량부

    를 포함하는 불연 화장판넬.
17. 제 2 항에 있어서,

    상기 수지 배합물이

    ⅰ) 멜라민 또는 페놀 25 내지 45 중량%, 포름알데히드 30 내지 60 중량%,

    가소제 2 내지 5 중량%, 및 물 10 내지 25 중량%를 반응시켜 제조되는

    멜라민 또는 페놀 수지 1차 축합물 3.0 내지 10.0 중량%(고형분 기준);

    ⅱ) 황토 50 내지 80 중량%;

    ⅲ) 난연제 1.0 내지 5.0 중량%; 및

    ⅳ) 용제로 물, 또는 알코올 10 내지 40 중량%

    를 포함하는 불연 화장판넬.
18. 제 2 항에 있어서,

    상기 수지 배합물이

    ⅰ) 멜라민 또는 페놀 25 내지 45 중량%, 포름알데히드 30 내지 60 중량%,

    가소제 2 내지 5 중량%, 및 물 10 내지 25 중량%를 반응시켜 제조되는

    멜라민 또는 페놀 수지 1차 축합물 3.0 내지 10.0 중량%(고형분 기준);

    ⅱ) 황토 40 내지 70 중량%;

    ⅲ) 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 및 활석으로 이루어진 군으로부터

    선택되는 무기충전재 3 내지 20 중량%;

    ⅳ) 난연제 1.0 내지 5.0 중량%; 및

    ⅴ) 용제로 물, 또는 알코올 10 내지 40 중량%

    를 포함하는 불연 화장판넬.
19. 제 2 항에 있어서,

    상기 보강층의 기재는 유리섬유, 또는 알루미나섬유의 직포이고, 평량이 30 내지 150 g/㎡의 불연 화장판넬.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 기재가 E-글래스 조성의 유리섬유를 직조기로 제직하여 제조되는 유리섬유 직포인 불연 화장판넬.
21. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 화장판넬은 이면에 폴리염화비닐(PVC) 시트, 합판, 중밀도 파이버보드(MDF), 또는 고밀도 파이버보드(HDF)의 이면 기재가 더욱 부착되는 불연 화장판넬.
22. 황토를 포함하는 불연 화장판넬에 있어서, 위로부터

    a) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층; 및

    b) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 포함하는 페놀

    변성수지, 또는 멜라민 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된

    다수 개의 심재층

    이 적층되어 가열가압에 의하여 일체화된 불연 화장판넬.
23. 황토를 포함하는 불연 화장판넬에 있어서, 위로부터

    a) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층;

    b) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 포함하는 페놀

    변성수지, 또는 멜라민 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된

    다수 개의 심재층; 및

    c) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층

    이 적층되어 가열가압에 의하여 일체화된 불연 화장판넬.
24. 황토를 포함하는 불연 화장판넬에 있어서, 위로부터

    a) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층;

    b) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 포함하는 페놀

    변성수지, 또는 멜라민 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된

    다수 개의 심재층;

    c) 무기섬유의 직포에 멜라민 변성수지 또는 페놀수지 변성수지의 수지 배합

    물이 함침 또는 코팅처리된 보강층;

    d) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 포함하는 페놀

    변성수지, 또는 멜라민 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된

    다수 개의 심재층; 및

    e) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층

    이 적층되어 가열가압에 의하여 일체화된 불연 화장판넬.
25. 황토를 포함하는 불연 화장판넬에 있어서, 위로부터

    a) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층;

    b) 무기섬유의 직포에 멜라민 변성수지 또는 페놀수지 변성수지의 수지 배합

    물이 함침 또는 코팅처리된 보강층;

    c) 무기섬유의 직포 또는 부직포, 또는 종이의 기재에 황토를 포함하는 페놀

    변성수지, 또는 멜라민 변성수지의 수지 배합물이 함침 또는 코팅처리된

    다수 개의 심재층;

    d) 무기섬유의 직포에 멜라민 변성수지 또는 페놀수지 변성수지의 수지 배합

    물이 함침 또는 코팅처리된 보강층; 및

    e) 모양지에 열경화성 수지가 함침 또는 코팅처리된 모양층

    이 적층되어 가열가압에 의하여 일체화된 불연 화장판넬.