KR200443505Y1

KR200443505Y1 - 난연단열필름

Info

Publication number: KR200443505Y1
Application number: KR2020070020468U
Authority: KR
Inventors: 최비호; 최용준
Original assignee: 주식회사케노텍
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-02-23

Abstract

본 고안은 난연단열필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이스필름과,; 아크릴계 수지 , 우레탄계 수지 , 비닐계 수지 및 에폭시 수지로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지 및 난연제를 포함하며 상기 베이스필름상에 형성된 제1난연층과,; 상기 제1난연층상에 형성된 인쇄층과,; 상기 인쇄층상에 형성된 금속층과,; 상기 금속층상에 형성된 프라이머층과,; PE(polyethylene) 수지, 난연제 및 MPE(Metallocene Polyethylene)를 포함하며 상기 프라이머층상에 형성된 제2난연층과,; 상기 제2난연층상에 형성되는 부직포층 및; 발포제와 난연제 및 PE를 혼합한 후 발포하여 제조되며 발포율이 15 내지 45%이고 상기 부직포층상에 형성된 난연 발포 PE층을 포함하는 난연단열필름에 관한 것으로, 본 고안의 난연단열필름은 기존의 단열필름에 비해 단열성과 보온성이 높고, 내열성, 내습성, 내한성 등의 기능과 더불어 기존 단열필름의 문제점이던 난연성을 탁월하게 개선하였고 뛰어난 인쇄성 및 금속질감을 표현하는데 매우 우수하다.

난연제, 단열필름, 제1난연층, 제2난연층, 난연 발포 PE층

Description

난연단열필름{ANTI-FLAMMABLE INSULATING FILM}

본 고안은 난연단열필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이스필름과,; 아크릴계 수지 , 우레탄계 수지 , 비닐계 수지 및 에폭시 수지로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지 및 난연제를 포함하며 상기 베이스필름상에 형성된 제1난연층과,; 상기 제1난연층상에 형성된 인쇄층과,; 상기 인쇄층상에 형성된 금속층과,; 상기 금속층상에 형성된 프라이머층과,; PE(polyethylene) 수지, 난연제 및 MPE(Metallocene Polyethylene)를 포함하며 상기 프라이머층상에 형성된 제2난연층과,; 상기 제2난연층상에 형성되는 부직포층 및; 발포제와 난연제 및 PE를 혼합한 후 발포하여 제조되며 발포율이 15 내지 45%이고 상기 부직포층상에 형성된 난연 발포 PE층을 포함하는 난연단열필름에 관한 것이다.

종래, 단열재로는 스티로폼 등이 많이 알려졌는데, 스티로폼은 보온성, 내구성, 방습성 및 방수성 등의 특성이 매우 탁월하고 매우 저렴한 원가와 시공시의 간편성 등으로 현재까지도 많이 사용된다. 그러나, 상기 단열재는 미관상 보기에 좋지 않아 일반적으로 벽체 내부에 시공되어 외벽에 시공이 어려운 단점이 있고 화재시 매우 취약한 문제가 있었다. 한편, 스티로폼 외에도 여러가지 단열재가 연구되고 있다. 대한민국 등록실용신안 제403713호의 등록공보에는 부식되지 아니하도록 하는 폴리에스터필름(10)과, 그 폴리에스터필름(10)이 폴리에틸렌의 "T"다이(dies), 접착제 및 열융착중 하나에 의해 접합되는, 빛 반사와 열전도가 양호한 알루미늄포일(20)과, 그 폴리에스터부착 알루미늄포일에 폴리에틸렌(PE)을 개재하여 열융착되는 부직포(30) 및 폴리에틸렌폼(70)중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합기능 반사 보온 단열재에 있어서, 상기 폴리에틸렌(PE)을 개재하여 상기 알루미늄포일(20)에 접합되는 상기 폴리에스터필름(10)의 면에는 동색과 금색중 하나의 색상을 나타내는 염료잉크로 인쇄됨으로써 알루미늄포일만으로도 고가의 동판이나 금판과 같은 효과와 질감을 지니게 되는 것을 특징으로 하는 복합기능 반사 보온 단열재가 개시되어 있다. 그러나, 상기 문헌에 개시된 것을 포함하여 종래의 단열필름 또는 단열재의 경우 불연 또는 난연 기능이 없어 화재에 매우 취약한 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 난연제를 단열재 표면에 도포하거나 기재필름에 난연제를 첨가하는 등의 방법을 고려할 수 있으나, 이러한 대처는 임시방편에 그치기 때문에 난연효과를 기대하기 어렵고 또한 금속질감을 내기 위하여 금속층을 구비한 단열필름의 경우 난연처리로 인해 금속질감이 떨어지거나 아예 사라지는 등의 문제가 있다.

따라서, 본 고안의 기술적 과제는 금속질감을 갖는 단열필름에 있어서, 금속질감을 떨어뜨리지 않으면서도 매우 우수한 난연성을 갖는 난연단열필름을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 고안은 베이스필름과,; 아크릴계 수지 , 우레탄계 수지 , 비닐계 수지 및 에폭시 수지로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지 및 난연제를 포함하며 상기 베이스필름상에 형성된 제1난연층과,; 상기 제1난연층상에 형성된 인쇄층과,; 상기 인쇄층상에 형성된 금속층과,; 상기 금속층상에 형성된 프라이머층과,; PE(polyethylene) 수지, 난연제 및 MPE(Metallocene Polyethylene)를 포함하며 상기 프라이머층상에 형성된 제2난연층과,; 상기 제2난연층상에 형성되는 부직포층 및; 발포제와 난연제 및 PE를 혼합한 후 발포하여 제조되며 발포율이 15 내지 45%이고 상기 부직포층상에 형성된 난연 발포 PE층을 포함하는 난연단열필름을 제공한다.

또한, 본 고안은 상기 베이스 필름이 PET(polyethyleneterephthalate), PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 및 PP(Polypropylene)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 난연단열필름을 제공한다.

본 고안의 난연단열필름은 기존의 단열필름에 비해 단열성과 보온성이 높고, 내열성, 내습성, 내한성 등의 기능과 더불어 기존 단열필름의 문제점이던 난연성을 탁월하게 개선하였고 뛰어난 인쇄성 및 금속질감을 표현하는데 매우 우수하다.

이하에서 본 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 고안에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 난연단열필름(100)의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 고안의 난연단열필름(100)은 베이스필름(10)과,; 아크릴계 수지 , 우레탄계 수지 , 비닐계 수지 및 에폭시 수지로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지 및 난연제를 포함하며 상기 베이스필름(10)상에 형성된 제1난연층(20)과,; 상기 제1난연층(20)상에 형성된 인쇄층(30)과,; 상기 인쇄층(30)상에 형성된 금속층(40)과,; 상기 금속층(40)상에 형성된 프라이머층(50)과,; PE(polyethylene) 수지, 난연제 및 MPE(Metallocene Polyethylene)를 포함하며 상기 프라이머층(50)상에 형성된 제2난연층(60)과,; 상기 제2난연층(60)상에 형성되는 부직포층(70)과,; 발포제와 난연제 및 PE를 혼합한 후 발포하여 제조되며 발포율이 15 내지 45%이고 상기 부직포층(70)상에 형성된 난연 발포 PE층(80)을 포함한다.

본 고안의 난연단열필름(100)에 적용되는 베이스필름(10)은 특별히 제한되는 것은 아니며, 금속층(40)의 존재로 인한 금속질감의 표현을 위해 투명도가 높은 것이면 모두 사용가능하다. 상기 베이스 필름(10)의 바람직한 예로는 PET(polyethyleneterephthalate), PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 및 PP(polypropylene)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 베이스필름(10)의 두께는 12 내지 50㎛ 범위인 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스필름(10)상에 형성되는 제1난연층(20)은 아크릴계 수지 , 우레탄계 수지 , 비닐계 수지 및 에폭시 수지로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지 및 난연제를 포함한다. 본 고안의 난연단열필름(100)은 난연제를 포함 한 난연층이 상기 제1난연층(20)과 하기 제2난연층(60) 및 난연 발포PE층의 3개층을 구비한 것을 그 기술적 특징으로 하는 바, 이는 상기 난연층을 적층단열필름 내부의 적층 사이사이에 적절하게 복수의 적층으로 존재하게 하여 난연성을 높이고 금속층(40)의 존재로 인한 금속질감을 해치지 않도록 하기 위함이다. 본 고안자들의 연구에 의하면, 같은 양의 난연제를 사용하는 경우 본 고안과 같이 난연층을 여러 층으로 나누어 적층하는 것이 하나의 단일층에 난연제가 존재하게 하는 것보다 월등한 난연효과를 발휘할 뿐만 아니라 단열필름에 있어서 금속질감도 훨씬 우수하게 발현되는 것을 알게 되었다. 본 고안의 난연층에 사용가능한 난연제는 상기 난연제층의 존재로 인해 금속층(40)의 금속질감을 저해하는 것만 아니면 특별히 제한되는 것은 아니고, 공지의 난연제인 할로겐계, 비할로겐계 또는 인계 난연제 모두 사용가능하다. 상기 제1난연층(20)의 두께는 1 내지 5㎛ 범위인 것이 바람직하다. 제1난연층(20)의 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 난연효과가 떨어지고, 반면 5㎛를 초과하는 경우에는 금속질감이 떨어지기 때문이다. 또한, 상기 제1난연층 중 난연제의 첨가량은 건조중량을 기준으로 10 내지 50 중량% 범위인 것이 바람직하다. 난연제의 첨가량이 10중량% 미만이면 난연 효과가 미미하고, 반면 50중량%를 초과하는 경우에는 광학특성이 떨어지고 균열이 되는 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

본 고안의 난연단열필름(100)은 상기 제1난연층(20)상에 형성된 인쇄층(30)을 포함한다. 상기 인쇄층(30)은 특별히 제한되는 것은 아니며, 여러가지 문양이나 무늬를 인쇄하여 난연단열필름(100)의 미려함을 높이고 금속질감을 나타낼 수도 있다. 상기 인쇄층(30)의 형성은 그라비어 인쇄법과 같은 공지의 인쇄방법을 이용하여 형성할 수 있다.

또한, 본 고안의 난연단열필름(100)은 상기 인쇄층(30)상에 형성된 금속층(40)을 포함한다. 상기 금속층(40)의 재질은 특별히 제한되는 것은 아니며, 금속질감을 낼 수 있고 열의 반사효과가 높아 보온 및 단열 효과가 우수한 것, 예를 들면 알루미늄, 동, 니켈, 주석 등과 같은 것이면 된다. 상기 금속층(40)의 형성은 진공증착 또는 금속호일(metal foil)을 압착 등의 방법으로 형성할 수 있다. 상기 금속층(40)의 두께는 5nm 내지 20㎛ 범위인 것이 바람직하다. 상기 금속층(40)의 두께가 5nm 미만이면 단열 및 보온 효과가 떨어지고, 반면 20㎛를 초과하는 경우에는 시공시 균열의 원인이 될 수 있기 때문이다.

또한, 본 고안의 난연단열필름(100)은 상기 금속층(40)상에 형성된 프라이머층(50)을 포함한다. 상기 프라이머층(50)은 상기 금속층(40)과 제2난연제층간의 표면장력 차이로 인한 층간 균열을 방지하기 위하여 형성되는 것으로, 바람직하게는 아크릴 점착제 또는 우레탄 점착제와 같은 것이 바람직하다.

또한, 본 고안의 난연단열필름(100)은 PE(polyethylene) 수지, 난연제 및 MPE(Metallocene Polyethylene)를 포함하며 상기 프라이머층(50)상에 형성된 제2난연층(60)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 난연층은 본 고안의 난연단열필름(100)의 적층 내에 복수의 것이 분산되어 있는 경우에 난연효과와 금속질감의 표현에 보다 유리한 효과를 발현하게 된다.

또한, 본 고안의 난연단열필름(100)은 상기 제2난연층(60)상에 형성되는 부 직포층(70)을 포함한다. 상기 부직포층(70)은 보온과 단열효과가 우수하다.

또한, 본 고안의 난연단열필름(100)은 발포제와 난연제 및 PE를 혼합한 후 발포하여 제조되며 발포율이 15 내지 45%이고 상기 부직포층(70)상에 형성된 난연 발포 PE층(80)을 포함한다. 발포 PE층(80)은 발포로 인한 보온 및 단열성이 탁월한 반면 화재시 매우 취약한 부분이 된다. 따라서, 본 고안의 난연단열필름(100)은 PE폼에도 난연제를 혼입하여 난연효과를 부여하였다. 상기 난연 발포 PE층(80)의 두께는 6 내지 15mm 범위인 것이 바람직하다. 상기 난연 발포 PE층(80)의 두께가 6mm 미만인 경우에는 보온성 및 단열성이 떨어지고, 반면 15mm를 초과하는 경우에는 hardness 및 중량이 높아져 시공성이 떨어지기 때문이다. 상기 난연 발포 PE폼에 첨가되는 난연제는 무기계 난연제인 것이 바람직하고, 상기 무기계 난연제의 바람직한 예로는 수산화알루미늄, 산화안티몬(삼산화, 오산화), 수산화마그네슘, 주석산아연, 인제품, 구아니딘계, 몰리브덴산염 및 지르코늄 등으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 전체 난연 발포PE층의 총중량을 기준으로 10 내지 40 중량% 범위로 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 상기 난연 발포 PE층은 그 발포율이 15 내지 45% 범위인 것이 바람직하다. 발포율이 15% 미만일 경우 PE폼이 Hardness가 높아져 시공성이 떨어지며, 반면 45%를 초과하는 경우 시공성은 좋아지나 보온성은 현저하게 떨어지기 때문이다.

또한, 도 1에서 볼 수 있는 것과 같이, 본 고안의 난연단열필름(100)은 상기 발포PE층상에 형성된 접착제층(90) 및 이형지층(91)을 더 포함하여 사용시 이형지층(91)을 탈피한 후 벽체 등의 기재에 부착하여 사용할 수 있도록 할 수 있다.

아하에서는 본 고안의 바람직한 태양인 실시예를 통해 본 고안에 대해 더욱 상세히 설명한다.

실시예 (난연단열필름의 제조)

베이스 필름으로써 코로나 또는 프라이머 전 처리가 되어 있는 두께 12㎛ 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 수분산성 난연제 10중량% 와 변성 아크릴 에멀젼 바인더 30중량%, 메틸에틸케톤 30중량% , 톨루엔 30중량% 을 혼합한 난연코팅액을 그라비아 코팅법으로 100-110℃의 온도로 Line Speed 50m/min 건조시켜 1㎛ 두께로 제 1난연층을 형성하였다. 그 다음, 컬러 인쇄를 하기 위하여 잉크성분 합성 수지 24중량%, 합성왁스 4중량% , 안료 26중량% , 톨루엔 20중량% , 메틸에틸케톤 20중량% ,메틸아세테이트 6중량% 혼합하여 #175 동판을 이용하여 베다 인쇄 및 무늬를 인쇄한 다음 그라비아 인쇄법을 적용하여 인쇄를 하며 동시에 금속 질감을 형성 하기 위하여 연속적으로 그라비아 인쇄법으로 #175 동판을 이용하여 1㎛ 이하 두께로 코팅하였다. 그 다음 폴리우레탄 수지 22중량% , 이소시안에이트 4.5 중량% , EA 73.5 중량%를 혼합액을 두께 10um 알루미늄 foil 과 함께 인쇄층 위로 Roll To Roll 방식으로 도포한 후 80-110℃ 온도로 Dry 해서 밀착 시킨다. 그 후 Extruding-Laminating 기 (T다이)에서 Al foil 에 밀착성을 향상 시키기 위하여 폴리우레탄 프라이머 24중량% , 경화제 4중량% , EA 72중량%을 혼합한 다음 1um 이하로 도포시키며 동시에 LDPE 80중량% 와 비할로겐계 난연제 10중량% , MPE(Metallocene Polyethylene) 10중량% 를 혼합한 올레핀계 수지를 300-350℃ 온도로 녹인 후 함께 도포하여 제2난연층을 형성하였다. 제2난연층을 형성한 후 그 위에 PET재질의 부직포를 평량 100g/m2~150g/m2 으로 도포시켰다.

이와 별도로 PE 80중량% 및 무기계 난연제인 산화안티몬 20중량%의 구성을 갖고 발포율이 30%인 두께 6mm의 PE폼을 제조하고, 이를 직접열(불나미) 500-700℃ 열을 이용하여 상기 부직포상에 압착시켰다. 그리고 PE폼 위에 우레탄 계열의 접착제를 10um~15um의 두께로 그라비아 코팅법으로 도포 후 80~100℃ 건조하는 동시에 박리에 용이한 두께 38um 이형지를 합지하였다. 그 후 숙성실에서 40℃ 24hr 숙성 시켰다. 이로써 다기능 적층 난연단열필름을 얻을 수 있었다.

비교예 1 및 2(단열필름의 제조)

제 1난연층 및 제 2난연층 , PE발포 폼에 난연제를 첨가하지 않고 난연제 대신 동량의 수지를 더 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 단열필름(A)을 제조 하였다(비교예 1).

또한, 실시예 1과 같이 제1 난연층을 형성하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 난연단열필름(B)을 제조하였다(비교예 2). 상기 실시예(C) 와 비교예 1(A) 및 비교예 2(B)에서 각각 제조한 필름을 길이 127mm, 폭 12.7mm, 두께 1/2inch 크기로 시험시편을 각각 5개를 제작 하였다. 시편을 난연 시험기에 수직으로 장치하고 시편과 10mm 간격을 두고 10초간 버너로 불을 붙인 후 버너를 제거하고 시편에 불이 붙은 불이 꺼지기까지의 시간을 측정 하여 아래의 표 1과 같이 정리 하였다. 이때 시편 5개를 1set로 한 것에 10회간에 걸쳐 동일 시험을 하여 시 편이 연소되는 시간을 측정 한다.(UL-94V 수직 난연 시험측정 규격에 따라 측정 하였다.)

평가 방법 / 시료 종류	비교예(A)	비교예(B)	실시예(C)
10초간 불을 가한후 연소 시간	53sec	25sec	18sec
Total 연소 시간 (5ea Sample)	280sec	216sec	136sec
두 번째 불을 가한 후 불씨 잔류 시간	71sec	39sec	27sec
10회 불을 붙인 후 Clamp까지의 연소	가	불가	불가
불똥에 의한 탈지면 연소	가	가	불가

상기 표 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 난연층 및 난연제가 포함 되지 않은 (A) 시편 보다 난연층 및 난연제를 포함 하는 (B),(C) 시편이 10초간 가한 후 연소 시간 및 Total 연소 시간이 짧으며 Clamp 까지 완전 연소가 되지 않는다. 또한 시편 (B),(C)의 측정 결과를 살펴 보면 시편 (B)보다 난연제 및 난연층이 많은 시편 (C) 가 완전연소 및 불똥에 의한 탈지면의 2차 연소가 발생 하지 않는다.

앞에서 설명된 본 고안의 실시예는 본 고안의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 난연단열필름의 구조를 설명하기 위한 단면도

Claims

베이스필름과,;

아크릴계 수지 , 우레탄계 수지 , 비닐계 수지 및 에폭시 수지로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지, 및 난연제를 포함하며 상기 베이스필름상에 형성된 제1난연층과,;

상기 제1난연층상에 형성된 인쇄층과,;

상기 인쇄층상에 형성된 금속층과,;

상기 금속층상에 형성된 프라이머층과,;

PE(polyethylene) 수지, 난연제 및 MPE(Metallocene Polyethylene)를 포함하며 상기 프라이머층상에 형성된 제2난연층과,;

상기 제2난연층상에 형성되는 부직포층 및;

발포제와 난연제 및 PE를 혼합한 후 발포하여 제조되며 발포율이 15 내지 45%이고 상기 부직포층상에 형성된 난연 발포 PE층을 포함하는 난연단열필름.
제1항에 있어서,

상기 베이스 필름은 PET(polyethyleneterephthalate), PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 및 PP(Polypropylene)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 난연단열필름.