KR20040087101A - Ｐｖｃ 코팅벽지용 난연제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물은 수산화 알루미늄 1 내지 60 중량부, 수산화 마그네슘 1 내지 50 중량부 및 삼산화 안티몬 1 내지 55 중량부로 이루어지며, 선택적으로 브롬 화합물 0 내지 30 중량부, 염소 화합물 0 내지 20 중량부, 인계 화합물 0 내지 20 중량부 및 내열 안정제 0 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.

Description

ＰＶＣ 코팅벽지용 난연제 조성물{Flame Retardant Composition for PVC Coating Wall Paper}
발명의 분야
본 발명은 PVC 코팅 벽지에 사용되는 난연제 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 삼산화 안티몬, 브롬 화합물, 염소 화합물, 인계 화합물 및 내열안정제로 이루어지며, PVC 코팅 벽지에 난연성을 부여하기 위한 조성물에 관한 것이다.
발명의 배경
PVC 코팅벽지는 일명 실크 벽지라고도 하며, 실내 내장물로 널리 사용되고 있다. 특히 실크 벽지는 천연실크 감촉의 다양한 색상과 클래식한 분위기에서 심플한 감각까지 느낄 수 있어, 가정용뿐만 아니라 공공건물이나 호텔 등에도 많이 애용되며, 따라서 방염성이 필수적으로 요구된다.
그러나, 종래의 벽지는 불에 잘 타는 가연성 재질로 되어 있으며, 특히 PVC 코팅벽지는 연소시 유독성 가스가 발생되는 문제점이 있다.
외국에서는 이미 오래전부터 벽지에 대해서도 난연 규격이 엄격하여 벽지용 방염제가 개발되어 왔으나, 가격이 비쌀 뿐만 아니라, 국내 업체에 적용하기에는 기술적인 문제점이 있어 직접 사용을 할 수 없는 실정이다.
방염이 되는 원리는 여러 가지가 있다. 즉, 어떤 소재가 불에 타려면 3가지 요소가 필요한데, 가연성 물질, 산소 공급원 및 점화원이 서로 적절하게 조합되었을 때 발화가 되어 화재로 이어지는 것이다. 그러나 상기 3가지 요소에서 어느 한 가지라도 부족할 경우에는 발화가 일어나지 않으므로, 산소의 공급을 차단하여 산소지수를 높게 만들거나, 수분으로 재질의 온도를 낮추거나, 가연물과 점화원과 접촉을 막음으로써, 방염이 되도록 하는 것이다.
본 발명자는 이러한 원리에 착안, 점화원에 의한 연소시 자체내에서 가스가 발생이 되어 산소의 공급을 차단하여 산소지수를 높게 하고, 연소시 물을 발생시켜 재질의 온도를 냉각시키며, 생성된 불가연성 산화물로 가연물과 점화원의 접촉을 막음으로써 우수한 난연성을 갖는 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물을 개발하기에 이른 것이다.
또한 본 발명의 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물은 PVC 코팅 벽지 생산시 첨가제로 사용될 수 있기 때문에, 쉽고 간단하게 난연성을 부여할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 목적은 난연성이 우수한 PVC 코팅벽지용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 작업이 용이한 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 PVC 코팅벽지의 후가공 단계인 잉크 처리시 표면 불량을 감소시킬 수 있는 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물은 수산화 알루미늄 1 내지 60 중량부, 수산화 마그네슘 1 내지 50 중량부 및 삼산화 안티몬 1 내지 55 중량부로 이루어지며, 선택적으로 브롬 화합물 0 내지 30 중량부, 염소 화합물 0 내지 20 중량부, 인계 화합물 0 내지 20 중량부 및 내열 안정제 0 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물은 경탄이나 탈크를 0 내지 30 중량부 더 포함할 수 있다.
상기 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘은 화원에 의해 물(H2O)과 산화 알루미늄(Al2O3)및 산화 마그네슘(MgO)으로 분해되어 재료의 온도를 낮추거나, 점화원과의 접촉을 차단하는 작용을 한다.
수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘의 산화 반응은 각각 하기식 (1) 및 (2)로 이루어진다.
2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O (1)
Mg(OH) 2 → MgO + H 2 O (2)
상기에서 생성된 물(H2O)은 재료의 온도를 낮추는 작용을 하게 되며, 또한 산화생성물인 산화 알루미늄(Al2O3)및 산화 마그네슘(MgO)은 불에 점화되지 않는 불가연성 물질로서 가연물과 점화원과의 접촉을 차단하게 된다. 따라서, 상기 분해된 물과 산화물로 인해 불에 타지 않는 난연성을 갖게 되는 것이다.
본 발명에서 수산화 알루미늄은 1 내지 60 중량부, 수산화 마그네슘은 1 내지 50 중량부로 첨가된다.
상기 삼산화안티몬은 연소시 PVC 코팅벽지의 염소와 반응하여 염화 안티몬을 형성시키게 되며 이는 외부에서 산소 유입을 차단시키는 작용을 하게 된다. 연소시 삼산화 안티몬의 반응은 다음과 같다.
Sb 2 O 3 + PVC → SbCl 3 + CO 2 + CO (3)
본 발명에서 삼산화안티몬은 공업용 안티몬뿐만 아니라, 촉매용 안티몬도 사용할 수 있다. 상기 삼산화 안티몬은 1 내지 55 중량부로 첨가된다. 삼산화안티몬을 1 중량부 미만 사용할 경우 방염성 향상의 효과가 충분히 발휘되지 않으며, 또한 55 중량부 보다 큰 경우에는 작업성이 저하된다.
본 발명의 난연제 조성물에는 난연성을 더욱 향상시키기 위하여, 선택적으로 브롬 화합물을 0 내지 30 중량부의 범위에서 더 첨가할 수 있다. 상기 브롬 화합물로는 데카브로모디페닐 옥사이드, 테트라 브로모 비스페놀 에이-비스 아닐 에테르 및 페녹시 터미네이트 카보네이트 올리고머의 테트라 브로모 비스페놀 에이 등이 있다.
또한, 본 발명에서는 난연성을 더욱 향상시키기 위하여 선택적으로 염소 화합물을 0 내지 20 중량부의 범위에서 더 첨가할 수 있다. 상기 염소 화합물의 예로는 염소화 파라핀, 염소화 폴리에틸렌, 지방족 염소계 난연제등이 있다.
더 나아가 본 발명에서는 난연성을 더욱 향상시키기 위하여 선택적으로 인계 화합물을 0 내지 20 중량부의 범위에서 더 첨가할 수 있다. 상기 인계 화합물의 예로는 트리페닐 포스페이트, 트리 크레실 포스페이트, 폴리 인산 암모늄 등이 있다.
본 발명의 내열 안정제는 통상적으로 사용되는 페놀계, 인계, 황계 및 아민계 산화방지제가 사용될 수 있다. 상기 내열 안정제는 0 내지 10 중량부로 사용된다. 내열 안정제가 10 중량부를 초과하여 첨가할 경우 물성 발란스에 좋지 않은 영향을 미친다.
본 발명의 난연제 조성물의 제조방법은 상기 각 성분을 정량하여 혼합기에 투입한 다음, 초기엔 저속으로 혼합하고 이후에는 정량 혼합을 위하여 고속으로 30 분 이상을 혼합한다. 다음에, 제품의 균일한 입도 분포도를 위하여 200 메쉬 이상의 필터를 사용하여 굵은 입자의 제품을 선별함으로서, 30 ㎛ 이하의 입도를 갖는 분말상의 최종 제품이 제조될 수 있다. 따라서 본 발명의 난연제 조성물은 30 ㎛ 이하의 입도를 가지므로 PVC 코팅의 후가공 단계인 잉크 처리시 표면 불량을 감소할 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
수산화 알루미늄 50 중량부, 수산화 마그네슘 30 중량부 및 삼산화 안티몬 20 중량부를 정량하여 혼합기에 투입한 후, 초기엔 저속으로 혼합한 다음 고속으로 30 분 이상을 혼합하였다. 다음에, 제품의 균일한 입도 분포를 위하여 200 메쉬 이상의 필터를 사용하여 굵은 입자의 제품을 선별함으로서 분말상의 난연제 조성물을 제조하였다.
실시예 2
데카브로모디페닐 옥사이드 3 중량부 및 트리페닐 포스페이트 3 중량부를 더 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 3
탈크 10 중량부를 더 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였다.
실시예 4
염소화 폴리에틸렌(염소 40%) 7 중량부, 페놀계 산화방지제 4 중량부 및 경탄 2 중량부를 더 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였다.
제조된 상기 난연제 조성물을 코팅용 PVC 수지에 첨가하여, 벽지에 코팅하고, 1 m2의 중량이 450 g이하인 얇은포를 형성하여 난연시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대해 접염 횟수를 3회 이상으로 난연 테스트를 하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표준 규격 실시예
1 2 3 4
잔염시간 3초 이내 3초 3초 3초 3초
잔진시간 5초 이내 4초 3초 4초 3초
탄화면적 30 cm2 25 cm2 23 cm2 24 cm2 22 cm2
탄화길이 20 cm 13 cm 12 cm 13 cm 12 cm
상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 난연제 조성물을 PVC 코팅 벽지에 첨가할 경우, 소방검증 공사에서 요구하는 표준 규격보다 우수한 난연성을 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명의 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물은 난연성이 우수할 뿐만 아니라, 작업이 용이하고 후가공 단계인 잉크 처리시 표면 불량을 감소시킬 수 있는 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (4)

  1. 수산화 알루미늄 1 내지 60 중량부, 수산화 마그네슘 1 내지 50 중량부 및 삼산화 안티몬 1 내지 55 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 난연제 조성물은 데카브로모디페닐 옥사이드, 테트라 브로모 비스페놀 에이-비스 아닐 에테르 및 페녹시 터미네이트 카보네이트 올리고머의 테트라 브로모 비스페놀 에이로 이루어진 군으로부터 선택된 브롬 화합물 0 내지 30 중량부; 염소화 파라핀, 염소화 폴리에틸렌 및 지방족 염소계 난연제로 이루어진 군으로부터 선택된 염소 화합물 0 내지 20 중량부; 트리페닐 포스페이트, 트리 크레실 포스페이트 및 폴리 인산 암모늄로 이루어진 군으로부터 선택된 인계 화합물 0 내지 20 중량부; 페놀계, 인계, 황계 및 아민계 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택된 내열 안정제 0 내지 10 중량부 또는 이들의 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 난연제 조성물은 경탄 또는 탈크를 0 내지 30 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PVC 코팅벽지용 난연제 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 난연제 조성물로 제조한 PVC 코팅벽지.
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