KR200496267Y1 - 난연 및 방염성이 개선된 목질계 건축 마감재 - Google Patents

난연 및 방염성이 개선된 목질계 건축 마감재 Download PDF

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Abstract

본 고안은 침투성 난연 전처리제를 건축 마감재 표면에 도포하여 침투시킨 후(1차 처리) 그 위에 난연 또는 방염 도료층(2차 처리 도막 및 3차 처리 도막)을 형성하므로 상층 도막의 깨짐, 박리나 마모가 발생하여도 방염 및 난연 성능을 확보할 수 있다. 특히, 흡음성 개선을 위하여 방염 및 난연 도료로 도장된 마감재 표면에 타공이나 2차 가공을 한 제품(도 8)의 경우에 화염이 내부 소재에 착화되어 화재가 급격히 진행되는 것을 방지할 수 있다.
본 고안의 목질계 건축마감재는 표층의 난연(방염) 도막층이 소재로 습기 및 수분이 침투하는 것을 차단하므로 기존의 침투성 난연처리제의 흡습 및 조습성 문제로 발생하는 결로, 젖음, 표면오염, 얼룩 및 백화현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 고안의 목질계 건축 마감재 처리방법은 침투성 난연 전처리제와 난연성 코팅 조성물로 2차, 3차 도막층을 추가로 형성함에 따라 건축마감재 난연성능 및 방염성능을 현저히 개선시킬 수 있다.
.

Description

난연 및 방염성이 개선된 목질계 건축 마감재{Wood and Wood Based Finishing materials improved fire and flame-retardant}
본 고안은 난연 및 방염성이 개선된 목질계 건축 마감재에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 고안은 목질계 건축마감재 소재에 침투성 난연처리제를 침투시킨 후 난연성 도료로 도막을 형성시킴으로써 기존의 난연도료로 도장시 도막마모, 도막박리, 도막 크랙이나 할렬 등으로 방염 또는 난연 성능의 저하문제를 방지하고 방염성능 또는 난연성능을 지속적으로 유지할 수 있는 목질계 건축 마감재에 관한 것이다.
건축 마감재는 크게 내장재, 외장재 및 바닥재로 구분되며, 건축 마감재로 주로 사용되는 재료로는 목재 및 목질재료, 대리석, 현무암, 화강암 등 석재, 금속재 및 타일과 같은 세라믹이 있다. 이중에서 목질계(목질재료, 목재, 합판, 중밀도섬유판 등)는 다른 재료에 비해 사람과 환경에 친화적인 재료로 알려져 있으며, 특히, 충격 및 소음을 효율적으로 흡수하여 조용한 환경을 조성할 수 있으며, 시각적으로도 아름답고 편안한 느낌을 제공하여 전세계적으로 수요와 사용량이 증가하고 있다.
다만, 목질계 재료는 가열하면 산화되면서 순식간에 건축물을 연소시켜 막대한 인명과 재산 피해를 유발하고 있기 때문에 효과적인 방염 및 난연처리가 필수적으로 요구되고 있다.
현재 목질계 건축마감재의 화재안전과 관련하여 처리하는 방법인 후처리 방법은 방염 및 난연성 도료를 건축마감재 시공 후 현장에서 도장하는 방법으로 이루어지고 있는데, 통상 3회 이상 도장으로 도막 두께를 100㎛ 이상 형성시킴으로써 관련 법령 및 기준에서 규정하고 있는 방염성능을 확보하여야 하지만(도 1 참고), 현장 작업 특성(흘러내림, 얼룩발생, 미처리 부분 발생)상 규정 도막두께 확보와 균일한 처리가 곤란하여 방염성능을 확보하기가 현실적으로 어렵고, 따라서 부실방염처리로 인한 화재안전 문제가 발생하고 있다.
또한, 규정대로 100㎛ 이상의 도막 두께를 확보한다고 하여도, 시간 경과에 따른 도막의 갈라짐, 깨짐, 벗겨짐, 마모 등이 발생하게 되므로 화재시 화염이 소재에 닿게 되어 화염의 확대, 잔신, 잔염 등이 발생하는 문제점이 여전히 제기되고 있다(도 2 참고).
이러한 문제를 해결하고자 수용성의 난연제를 목재 내부에 함침시켜 난연성능을 높이는 방법이 개발되어 사용되고 있다. 하지만, 목재 내부로 함침된 난연제는 흡습 및 조습성 문제로 습기 및 수분을 흡수하게 되어 표면에 결로 및 젖음 현상이 발생하고, 또한, 도 3과 같이 흡습과 건조과정에서 표면이 건조되면 얼룩이나 백화현상이 심하게 발생하게 되며, 표면 오염 물질의 제거(청소 또는 물걸레질)시 표면에 함침된 난연제가 함께 제거되어 방염 및 난연성능이 저하되는 문제가 발생되었다.
본 고안은 도막의 갈라짐이나 마모, 벗겨짐 등의 현상이 발생하여도 난연 및 방염 성능을 확보할 수 있고, 마감재 표면에 흡음성 개선 등을 위하여 타공, 홈가공 등을 하여도 방염 및 난연성능을 유지할 수 있는 건축 마감재를 제공하는 것이다.
본 고안은 표면에 얼룩이나 백화현상, 젖음, 결로 현상 등이 발생하지 않는 건축 마감재를 제공하는 것이다.
본 고안의 하나의 양상은,
목질계 건축 마감재에 침투성 난연 전처리제를 도포한 후 건조시키는 단계 ;
난연성의 하도 코팅 조성물을 적어도 1회 이상 코팅(2차 처리)하여 하층 도막을 형성하는 단계 ; 및
상기 하층 도막 상에 투명 상층 도막을 형성(3차 처리)하는 단계를 포함하는 목질계 건축 마감재 표면처리 방법에 관련된다.
다른 양상에서, 본 고안은
목질계 건축 마감재 표층에 도포되어 침투된 난연전처리제, 난연성의 하층 도막(소지조정) 및 상층 도막을 포함하는 목질계 건축 마감재에 관련된다.
본 고안은 침투성 난연 전처리제를 건축 마감재 표면에 도포하여 침투시킨 후 그 위에 난연 또는 방염 도료층(하층도막)을 형성하므로 상층 도막의 깨짐이나 마모가 발생하여도 방염 및 난연 성능을 확보할 수 있다.
또한 흡음성 개선을 위하여 표면에 천공된 경우(도 7, 8) 화염이 천공된 구멍을 통하여 화염이 확산되는 것을 방지할 수 있다,
본 고안의 건축마감재는 난연(방염) 상층 도막이 침투성 난연처리제 로 수분 및 습기가 침투하는 것을 차단하므로 침투성 난연처리제의 흡습성 문제로 발생하는 결로, 젖음, 얼룩 및 백화현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 고안의 건축 마감재 처리방법은 침투성 난연 전처리제와 프라이머를 혼합한 하도층을 추가로 형성함에 따라 난연 및 방염 성능을 안전하고 확실하게 유지시킬 수 있다.
도 1은 기존 방식에 따라 방염 또는 난연 도료를 건축 마감재 표면에 단순 코팅하여 형성된 도막을 보여주고, 도 2는 도 1의 도막 갈라짐, 깨짐으로 건축 마감재 내부로 화염이 확산되어 내부 탄화층 및 잔신이 발생된 것을 보여준다.
도 3은 난연제가 건축 마감재에 함침된 경우, 흡습과 건조과정에서 발생되는 백화현상을 보여준다.
도 4는 본 고안의 건축 마감재의 모식도이다.
도 5는 비교예 1의 불합격된 방염 성능 결과이다.
도 6은 비교예 2에서 나타난 백화현상이다.
도 7은 실시예 1 내지 3의 방염성능 결과이다.
도 8은 천공된 건축 마감재를 보여준다.
도 9는 도 4의 건축마감재 하면에 부착된 부직포와 조습제를 도시한 것이다.
본 고안은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 고안의 바람직한 구체예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 고안이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 본 고안의 목질계 건축 마감재는 마감재(10) 표면상에 적층 및 도포되어 침투된 침투성 난연 전처리제(20), 난연성의 하층 도막(30) 및 상층 도막(40)을 포함한다.
본 고안의 목질계 건축 마감재 표면 처리 방법은 침투성 난연 전처리제 도포 단계, 하층도막 형성단계 및 상층 도막 형성 단계를 포함한다.
상기 침투성 난연 전처리제 도포 단계는 목질계 건축 마감재에 침투성 난연 전처리제를 도포(1차 처리)한 후 건조시키는 단계이다.
상기 건축 마감재는 목재, 합판, 목질계 보드 등일 수 있다.
상기 침투성 난연 전처리제는
붕사 4~10중량%, 붕산암모니아 1~5중량%, 폴리인산암모늄 15~35중량%, 및 잔량으로 물을 포함한다.
또는 상기 침투성 난연 전처리제는
붕사 4~10중량%, 붕산암모니아 2~5중량%, 인산암모늄 5~10중량%, 인산이암모늄 5~15중량%, 인산이수소암모늄 5~10중량%, 및 잔량으로 물을 포함할 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 침투성 난연 전처리제는 건축 마감재 표면에 도포되어 일부가 마감재 내부로 스며들어 침투되고, 일부는 표면상에 매우 얇게 코팅될 수 있다.
상기 침투성 난연 전처리제는 상기 마감재에 난연성을 부여할 수 있다.
상기 침투성 난연 전처리제는 곰팡이 방지를 위한 붕사(Borax) 1~3중량%, 동결방지제인 에틸렌클리콜 1~3 중량% 추가로 포함할 수 있다.
본 고안의 침투성 난연 전처리제는 수용성으로 소재 표면에 100~150g/㎡으로 도포처리(1차 처리)될 수 있다.
본 고안의 침투성 난연 전처리제는 상기 2차 처리되는 하층 도막과의 밀착성이 우수하여 도장 후 표면평활도, 흡습 및 흡수 방지, 도막박리 및 백화현상을 방지할 수 있다.
상기 하층도막 형성단계는 난연성의 하도 코팅 조성물을 적어도 1회 이상 코팅(2차 처리)하여 하층 도막을 형성하는 단계이다.
상기 난연성의 하도 코팅(소지처리) 조성물은 상기 침투성 난연 전처리제와 프라이머를 1 : 10~30, 바람직하게는 1 : 20~25 중량비로 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 프라이머는 공지되어 시중에서 유통되고 있는 목재 소지처리용 우드실러 또는 샌딩실러 일 수 있다.
상기 우드실러 또는 샌딩실러는 수용성일 수 있다.
상기 하도 코팅 조성물은 소재 표면에 침투성 난연처리제로 방염성능 및 난연성능이 확보된 마감재의 표면에 2차 도막을 형성함으로서 화재시 화염의 급속한 확산과 기초 소재인 목재와 목질재료로의 화재확산을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 방법은 상기 하도 코팅 조성물을 두 번 코팅하여 제 1 하층 도막(31) 및 제 2 하층도막(32)을 형성할 수 있다. 상기 하층도막(30)은 제 1 하층 도막(31) 및 제 2 하층도막(32)을 포함할 수 있다.
상기 하층도막(30)의 두께는 30~100㎛, 바람직하게는 30~70㎛일 수 있다. 제 1 하층 도막(31) 및 제 2 하층도막(32)의 각 두께는 30~100㎛ 범위에서 적절히 조절될 수 있다.
상기 상층 도막 형성 단계는 상기 하층 도막 상에 투명 상층 도막을 형성(3차 처리)하는 단계이다.
상기 투명 상층 도막 (3차 처리) 조성물은 공지된 상도 코팅제로서, 우레탄계, 아크릴계, 락카계 또는 UV 경화형 도료일 수 있다.
상기 투명 상층 도막 (3차 처리) 조성물은 무기 난연제로 탄산칼슘, 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘을 함유할 수 있다.
상기 상층 도막은 10~20㎛일 수 있다.
본 고안은 상층 도막이 건조된 후 소정 깊이 또는 마감재를 관통하는 복수의 홀을 천공하는 단계를 포함할 수 있다(도 8).
상기 홀은 1~10mm 직경의 구멍을 30~100mm 간격으로 형성될 수 있다.
도 8과 같이, 홀이 형성된 경우, 화염이 홀을 통해 마감재 내부로 급속도로 확산될 수 있는데, 본 고안의 경우, 홀의 상단측에 침투성 난연 전처리제와 하도가 형성되어 있어 화염이 급속히 확산되는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참고하면, 본 고안의 목질계 건축마감재는 상기 마감재(10) 하면에 부착된 부직포(50) 및 상기 마감재 하면에 도포되거나 상기 부직포에 도포되거나 함침된 조습제(60)나 조습제층을 포함할 수 있다.
본 고안의 건축마감재 제조방법은 홀 천공 후 상기 마감재(10) 하면에 조습제가 도포된 부직포(50)를 추가로 부착할 수 있다.
본 고안의 건축마감재 제조방법은 홀 천공 후 상기 마감재 하면에 조습제를 도포 및 건조시킨 후 상기 부직포를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 부직포는 공지된 부직포를 제한없이 사용할 수 있다. 상기 부직포의 두께에 대해 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 부직포는 두께가 0.2~3mm 일 수 있다.
상기 조습제(60)는 염화칼슘, 수산화나트륨, 오산화인, 산화칼슘, 수산화칼슘, 인산암모늄, 폴리인산암모늄 또는 탄산칼슘 수용액일 수 있다.
상기 조습제는 수용액 상태로 부직포에 도포되면 부직포 표면과 내부(기공)에 일부가 함침되어 잔류할 수 있고, 부직포 표면에 조습제층을 형성할 수 있다. 상기 조습제 함량에 특별한 제한이 있는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 조습제는 물 60~75%, 조습제(염화칼슘) 20~30중량%, 붕사1~5 중량%, 초산용액 2~5%를 혼합한 조습제 조성물을 보드 후면이나 부직포에 50g/㎡~200g/㎡, 바람직하게는 50g/㎡~150g/㎡ 도포하여 건조될 수 있다.
상기 부직포에는 항균제가 추가로 함침될 수 있다. 예를 들면, 붕사, 붕산염 등 항균제가 상기 조습제 수용액에 1~5중량%로 첨가된 후 부직포에 도포될 수 있다.
상기 홀은 실내 수증기(수분)가 목재, 합판 및 조습제를 함유한 부직포로 흡습되거나 실내로 방습될 수 있는 통로를 제공할 수 있다.
이하에서 실시예를 들어 본 고안을 더욱 구체적으로 설명하나 본 고안의 실시예들은 여러 가지로 변형될 수 있으며 본 고안의 범위가 실시예에 의해서 한정되지 않는다.
실시예 1
침투성 난연 전처리제는 붕산암모니아 3중량%, 암모늄 펜타보레이트 3중량%, 인산암모늄 7중량%, 인산이암모늄 10중량%, 인산이수소암모늄 7중량%, 구아니딘 인산 4중량%를 물 66중량%에 혼합하였다.
두께 9.0mm 라디에타파인 합판 표면에 위에서 제조된 침투성 난연 처리제를 표면에 70~150g/㎡ 롤 코터(Roll coater)로 도포 처리(1차 처리)한 후 건조시켰다. 이어서, 상층 도막 조성물로 UV경화형 상도 투명(UV상도투명 G-20,(주)노루페인트)을 1회 도장(2차 처리)하여 10~15㎛ 두께의 상층 도막을 형성하였다.
실시예 2
침투성 난연 전처리제는 실시예 1에서 제조된 조성물을 사용하였다(붕사 3중량%, 암모늄 펜타보레이트 3중량%, 인산암모늄 7중량%, 인산이암모늄 10중량%, 인산이수소암모늄 7중량%, 구아니딘 인산 4중량%를 물 66중량%에 혼합함).
하도 코팅 (2차 처리) 조성물은 침투성 난연 전처리제와 프라이머로 목공용 우드실러(스마탄 수성, ㈜노루페인트))를 1 : 20의 비율로 혼합하였다.
실시예 1과 같이, 두께 9.0m 파디에타파인 합판 표면에 본 기술에서 제조된 침투성 난연 전처리제를 표면에 70~150g/㎡ 롤 코터(Roll coater)로 도포 처리(1차 처리)한 후 건조시켰다. 이어서, 상기의 하도 코팅 (2차 처리) 조성물을 롤 코터(Roll coater)로 1회 도장하여 35㎛ 두께의 도막을 형성하였다. 마지막으로, UV경화형 상도 투명(UV상도투명 G-20,(주)노루페인트)을 1회 도장(3차 처리)하여 10~15㎛ 두께의 상층 도막을 형성하였다.
실시예 3
하도 코팅 조성물을 스프레이로 2회 도장하여 70㎛ 두께의 하층 도막을 형성한 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 제조하였다.
비교예 1
표면 전처리(1차 처리) 없이 두께 10.0mm 라디에타파인 판재를 비교예 1로 사용하였다.
비교예 2
두께 10mm 편백나무에 수용성 난연수지(물 100중량부에 대해 인산 1~10중량부, 인산암모늄 5~45중량부, 에틸렌글리콜 1~3중량부)를 함침하고 이를 실내에서 약 1년간 방치하였다. 그 결과 표면에 흡습 및 조습작용에 의하여 백화현상이 발생한 모습니다. (도 3)
실험 1
소방청 고시 제2019-2호, 방염성능기준에 따라 실시예 1 내지 3, 비교예 1의 방염성능을 평가하였다.
도 5는 비교예 1의 방염 성능 결과이고, 도 6은 비교예 2에서 나타난 백화현상이고, 도 7은 실시예 1 내지 3의 방염성능 결과이다.
비교예 1은 목재 표층이 파괴되고 탄화층이 깊게 발생하였으며, 탄화면적 59㎠, 탄화길이 11㎝, 잔신시간 30초 이상으로 방염성능 기준에 불합격되었고, 비교예 2는 백화현상이 발생되었다.
실시예 1은 탄화면적 42.6㎠, 탄화길이 8.5㎝, 실시예 2는 탄화면적 14.3㎠, 탄화길이 4.5㎝, 실시예 3은 탄화면적 10.0㎠, 탄화길이 4.0㎝로서 모두 방염성능 기준에 합격되었다.
본 고안의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 고안의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (7)

  1. 마감재(10) ;
    상기 마감재 표면상에 적층 및 도포되어 침투된 침투성 난연 전처리제층(20) ;
    상기 침투성 난연 전처리제층(20) 상에 코팅된 난연성의 하층 도막(30) ; 및
    상기 하층 도막(30) 상에 형성된 상층 도막(40)을 포함하되,
    상기 침투성 난연 전처리제층은
    붕산염 4~10중량%, 붕산암모니아 2~5중량%, 인산암모늄 5~10중량%, 인산이암모늄 5~15중량%, 인산이수소암모늄 5~10중량% 및 잔량으로 물을 포함하는 조성물을 상기 마감재 표면상에 도포한 후 건조시켜 형성되고,
    상기 난연성의 하층 도막은 상기 침투성 난연 전처리제와 목공용 우드실러 또는 샌딩실러 1 : 20~25 중량비로 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 목질계 건축 마감재.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 건축마감재는
    상기 마감재(10) 하면에 부착된 부직포(50) 및 상기 마감재 하면에 도포되거나 상기 부직포에 도포되거나 함침된 조습제(60)나 조습제층을 포함하는 것을 특징으로 하는 목질계 건축 마감재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 건축마감재는 상층도막에서부터 마감재를 관통하는 다수의 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 목질계 건축 마감재.
  7. 삭제
KR2020200001554U 2020-05-08 2020-05-08 난연 및 방염성이 개선된 목질계 건축 마감재 KR200496267Y1 (ko)

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