KR20140033451A

KR20140033451A - 피복재

Info

Publication number: KR20140033451A
Application number: KR1020137034009A
Authority: KR
Inventors: 야스노리 다나카
Original assignee: 가부시키가이샤 에프 컨설턴트
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-03-18
Also published as: CN103649430B; JPWO2013008819A1; CN103649430A; KR20160090404A; WO2013008819A1; KR101661204B1; JP5535406B2; HK1190767A1; MY158485A

Abstract

본 발명은 시공시에 우수한 굴곡성을 갖고, 화재 등 고온에 노출된 경우에는 충분한 발포성, 강도 등을 가진 탄화 단열층을 형성할 수 있는 피복재를 제공한다.
본 발명은 구체적으로는 결합재, 난연제, 발포제, 탄화제 및 충전제를 포함하는 피복재이되, 상기 결합재로서 190℃에서 용융질량유속이 0.1-300 g/10min이고, 또한 비닐아세테이트 함유율이 15-50 질량%인 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복재를 제공한다.

Description

피복재{Covering Material}

본 발명은 신규 피복재에 관한 것이다. 본 발명의 피복재는 건축물 등의 각종 기재(프레임)를 고온으로부터 보호할 목적으로 사용할 수 있다.

종래 건축물, 토목 구축물 등의 구조물이 화재 등에 의한 고온에 노출된 경우에는 이들 구조물의 철골, 콘크리트 등의 프레임의 기계적 강도가 급격히 저하되는 문제가 있다. 이에 대해 프레임의 온도 상승을 지연시켜 강도 저하를 일시적으로 억제하는 내열보호공법이 채택되고 있다.

상기 내열보호공법의 하나로서, 열팽창성 수지 시트, 무기 섬유 시트 등의 건식 피복재에 의한 내열보호공법이 수행되고 있다. 이들은 준비된 건식 피복재를 프레임에 피복하는 방법이다. 건식 피복재는 두께 관리가 용이하고, 시공 현장에서의 양생이 필요 없기 때문에 공사 기간 단축을 기대할 수 있다. 특히, 열 팽창성 수지 시트는 평활한 표면을 확보할 수 있어 미관성에도 뛰어나 매우 주목된다. 상기 건식 피복재로는 예를 들면, 특허 문헌 1의 건식 피복재인 “합성 수지, 난연성 발포제 및 다가 알코올을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 발포 내화 시트”가 개시되어 있다.

특개 2002-201733호 공보

건식 피복재는 시공시에 시공 부위의 형상에 따라 구부리게 되는 경우가 있다. 또한, 프레임에 고정시키기 위해 못, 징 등으로 고정되는 경우가 있다. 만일 상기 작업에 의해 피복재가 부분적으로 결여되거나 부분적 또는 전체적으로 피복재가 깨지거나 하면, 본래의 내열 보호 성능을 충분히 발휘할 수 없게 된다. 따라서, 건식 피복재는 상기 작업을 수행한 경우에도 쉽게 누락, 균열 등이 생기지 않는 성능, 즉 시공시의 우수한 굴곡성이 요구되고 있다.

상기 문제에 대처하기 위해 수지 성분의 유리 전이 온도를 조정하거나 첨가제를 혼합하는 시도가 있다. 그러나 상기 시도만으로는 피복재가 고온에 노출된 경우에 피복재가 흘러내리는 등의 문제가 생길 우려가 있다. 또한, 탄화 단열층의 발포 배율, 강도 등이 불충분하게 되어, 결과적으로 내열 내화 보호 성능을 저하시키는 경우가 있다.

본 발명은 이들 선행 기술의 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 시공시 우수한 굴곡성을 갖고 화재 등의 고온에 노출된 경우에는 충분한 발포성, 강도 등을 갖는 탄화 단열층을 형성할 수 있는 피복재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 열심히 검토한 결과, 특정의 결합재, 난연제, 발포제, 탄화제 및 충전제를 포함하는 특정의 피복재가 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

특히, 본 발명은 하기의 피복재에 관한 것이다.

1. 결합재, 난연제, 발포제, 탄화제 및 충전제를 포함하는 피복재로서,

상기 결합재로는 190℃에서 용융질량유속(melt mass flow rate)이 0.1-300 g/10min이고, 또한 비닐아세테이트 함유율이 15-50 질량%인 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복재.

2. 또한, 상기 피복재는 액상 할로겐 화합물을 포함하는 피복재.

본 발명의 피복재는 시공시 우수한 굴곡성을 갖고, 화재 등의 고온에 노출된 경우에는 충분한 발포성, 강도 등을 갖는 탄화 단열층을 형성할 수 있다. 본 발명의 피복재는 건축물 등의 기재의 내열 보호재로서 각종 부위에 폭넓게 적용할 수 있다.

이하, 본 발명의 피복재에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 피복재는, 결합재, 난연제, 발포제, 탄화제 및 충전제를 포함하고,

상기 결합재로는 190℃에서 용융질량유속이 0.1-300 g/10min이고, 또한 비닐아세테이트 함유율이 15-50 질량%인 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 구성성분에 대해 설명한다.

결합재 (바인더 성분)

본 발명에서 사용하는 결합재(바인더 성분)는 화재시 탄화하여 탄화 단열층을 형성하는 작용이 있다. 본 발명에서 사용하는 결합재는 190℃에서 용융질량유속(이하,“MFR”이라 한다)이 특정 범위에 있고, 또한 특정 비닐아세테이트 함유율을 갖는 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지(이하,“본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지”라 한다)를 필수 성분으로 포함한다.

본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지는 190℃에서 MFR이 0.1-300 g/10min이고, 바람직하게는 1.0-200 g/10min, 더욱 바람직하게는 1.5-100 g/10min, 가장 바람직하게는 2.5-60 g/10min이다.

본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지의 MFR은 상기 범위인 것에 의해, 본 발명의 피복재는 우수한 발포성 및 강도 등을 가진 탄화 단열층을 형성할 수 있다.

상기 MFR이 300 g/10min을 초과할 경우에는, 화재 등의 고온에 노출된 경우에 발포성이 저하되거나 탄화 단열층을 형성하기 전에 피복재가 탈락할 우려가 있다. 또한, MFR이 0.1 g/10min미만의 경우에도 발포성이 저하될 우려가 있다.

또한, 본 명세서에서 MFR은 JIS K7210:1999 “열가소성 플라스틱의 용융질량유속(MFR) 및 용융부피유속(MVR)의 시험 방법”에 따라 시험 온도 190℃ 및 하중 2.16 kg에서 측정되는 값이다.

본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지의 비닐아세테이트 함유율은 15-50 질량%이고, 바람직하게는 20-45 질량%이다.

비닐아세테이트 함유율이 상기 범위인 것에 의해, 본 발명의 피복재는 우수한 굴곡성을 발휘하고 발포성도 양호하다. 특히 비닐아세테이트 함유율이 20-45 질량%인 경우에는 피복재의 굴곡의 용이성(시공작업성) 및 저온에서의 우수한 굴곡성의 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이, 우수한 굴곡성을 가짐으로써, 피복재의 벤딩, 네일(nail) 및 리베트(rivet)에 의해 고정하는 가공 모두에 대해 내성을 얻을 수 있다.

비닐아세테이트 함유율이 15 질량%미만인 경우에는 발포성이 떨어질 우려가 있다. 비닐아세테이트 함유율이 50 질량%를 초과하는 경우에는 탄화 단열층의 강도가 저하될 우려가 있다.

또한, 에틸렌 함유율이 50-85 질량%(바람직하게는 55-80 질량%)인 것에 의해, 탄화 단열층의 강도를 유지할 수 있다.

또한 본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지는, JIS K7162 규정된 인장 파괴 변형이 바람직하게는 500%이상, 더욱 바람직하게는 600%이상이면 적당하다. 상기 범위일 경우에는 더욱 우수한 굴곡성을 발휘할 수 있다.

상기 결합재의 작용 기전은 분명하지 않으나, 대체로 하기와 같이 추정된다.

본 발명의 피복재는 화재 등의 고온에 노출된 경우, 후술의 난연제, 발포제 등보다 불연성 가스가 발생한다. 이때, 본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지는 적당하게 연화된 상태로 되어 있다고 추측된다. 이에 의해, 연화한 수지 성분 중에 불연성 가스의 미세한 기포가 균일하게 분포된 상태가 되고, 탄화 단열층을 형성한다고 추측된다. 따라서, 형성된 탄화 단열층은 치밀한 구조를 유지하고 높은 발포에 의한 우수한 단열성이 발현되는 동시에 고강도 탄화 단열층을 형성할 것으로 사료된다.

본 발명에서는 결합재로 본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지만 사용할 수 있고, 또한 다른 합성 수지를 혼합할 수도 있다. 이때, 결합재로서 본 발명의 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지 이외에 다른 합성 수지를 혼합하는 경우에는, 혼합 후 결합재의 MFR 및 비닐아세테이트 함유율이 상기 소정의 범위를 충족시키는 것이 바람직하다. 즉, 혼합 후 결합재의 MFR은 0.1-300 g/10min이고, 또한 비닐아세테이트 함유율은 15~50 질량%인 것이 바람직하다.

혼합 가능한 합성 수지로는 예를 들면, 비닐아세테이트 수지, 비닐아세테이트-비닐버세테이트(vinyl versatate)에스테르 공중합 수지, 비닐아세테이트-비닐버세테이트에스테르-아크릴 공중합 수지, 비닐아세테이트-아크릴 공중합 수지, 아크릴 수지, 아크릴-스티렌 공중합 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리부타디엔(polybutadiene) 수지, 알키드 수지, 비닐클로라이드 수지 등의 유기 합성 수지를 들 수 있다.

난연제

본 발명에서 사용하는 난연제는 일반적으로 화재시에 탈수 냉각 효과, 불연성 가스 발생 효과 및 결합재 탄화 촉진 효과 등의 적어도 하나의 효과를 발휘하고 결합재의 연소를 억제하는 작용을 가진다.

본 발명에서 사용하는 난연제로서는 상기 작용을 갖는 한 특별히 제한되지 않고, 공지의 난연제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 트리크레실포스페이트(tricresyl phosphate), 디페닐크레실포스페이트(diphenylcresyl phosphate), 옥틸디페닐포스페이트(octyldiphenyl phosphate), 트리(β-클로로에틸)포스페이트(tri(β-chloroethyl)phosphate), 트리부틸포스페이트(tributyl phosphate), 트리(디클로로프로필)포스페이트(tri(dichloropropyl)phosphate), 트리페닐포스페이트(triphenylphosphate), 트리(디브로모프로필)포스페이트(tri(dibromopropyl)phosphate), 클로로포스포네이트(chlorophosphonate), 브로모포스포네이트(bromophosphonate), 디에틸-N,N-비스(2-하이드록시에틸)아미노메틸포스포네이트(diethyl-N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl phosphonate) 및 디(폴리옥시에틸렌)하이드록시메틸포스포네이트(di(polyoxyethylene)hydroxymethyl phosphonate) 등의 유기 포스포러스계(organic phosphorus-based) 화합물; 클로로화된 폴리페닐(chlorinated polyphenyl), 클로로화된 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene), 디페닐클로라이드(diphenyl chloride), 트리페닐클로라이드(triphenyl chloride), 지방산에스테르의 펜타클로라이드(pentachloride of fatty acid ester), 퍼클로로펜타시클로데칸(perchloropentacyclodecane), 클로로화된 나프탈렌(chlorinated naphthalene), 및 테트라클로로프탈릭안하이드라이드(tetrachlorophthalic anhydride) 등의 클로린(chlorine) 화합물; 안티몬트리옥사이드(antimony trioxide), 안티몬펜타클로라이드(antimony pentachloride) 등의 안티몬(antimony) 화합물; 포스포러스트리클로라이드(phosphorus trichloride), 포스포러스펜타클로라이드(phosphorus pentachloride), 암모늄포스페이트(ammonium phosphate), 암모늄폴리포스페이트(ammonium polyphosphate)등의 포스포러스 화합물; 기타, 징크보레이트(zinc borate), 소듐보레이트(sodium borate) 등의 보론(boron) 화합물 등이 있다. 상기 난연제는 단독 또는 2종 이상으로 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 이들은 미피복품, 피복 처리품의 어느 것이라도 좋다.

본 발명은 난연제로서 특히 암모늄폴리포스페이트를 이용하는 것이 바람직하다. 암모늄폴리포스페이트를 사용하는 경우에는 탈수 냉각 효과와 불연성 가스 발생 효과를 보다 효과적으로 발휘할 수 있다.

난연제의 혼합 비율은 결합재 100 질량부(고형분)에 대해서, 바람직하게는 50-1000 질량부, 더욱 바람직하게는 100-800 질량부, 더욱 더 바람직하게는 150-600 질량부이다. 본 발명에서는 이와 같이 난연제가 비교적 고비율로 포함됨으로써, 내열 보호성에 대해 좋은 성능을 얻을 수 있다.

발포제

본 발명에서 사용하는 발포제는 일반적으로 화재시에 불연성 가스를 발생시켜 불타는 결합재 및 탄화제를 발포시켜 기공을 가진 탄화 단열층을 형성시키는 작용을 가진다.

발포제로는 상기 작용을 갖는 한 특별히 제한되지 않고, 공지의 발포제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 멜라민 및 이의 유도체, 디시안디아미드(dicyandiamide) 및 이의 유도체, 아조디카본아미드(azodicarbonamide), 우레아(urea), 티오우레아(thiourea) 등이 있다. 상기 발포제는 단독 또는 2종 이상으로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 발포제 중에서도, 멜라민, 디시안디아미드, 아조디카본아미드 등이 불연성 가스 발생 효율이 우수한 점에서 바람직하다. 특히 멜라민이 더욱 바람직하다.

상기 발포제의 혼합 비율은 결합재 100 질량부(고형분)에 대해서, 바람직하게는 5-500 질량부, 더욱 바람직하게는 30-200 질량부이다. 상기 범위에 있어서, 우수한 발포성을 발휘하고 내열 보호성에 대해 좋은 성능을 얻을 수 있다.

탄화제

본 발명에서 사용하는 탄화제는 일반적으로 화재시에 결합재의 탄화와 함께 그 자체도 탈수 탄화해 나감으로써, 단열성이 우수한 두께의 탄화 단열층을 형성하는 작용을 가진다.

탄화제는 상기 작용을 갖는 한 특별히 제한되지 않고, 공지의 탄화제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 디펜타에리트리톨(dipentaerythritol), 트리메틸올프로판(trimethylolpropane) 등의 다가 알코올(polyhydric alcohols); 전분 및 카제인 등이 있다. 상기 탄화제는 단독 또는 2종 이상으로 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에는 특히 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨이 탈수 냉각 효과 및 탄화 단열층 형성 작용이 우수한 점에서 바람직하다.

탄화제의 혼합 비율은 결합재 100 질량부(고형분)에 대해서, 바람직하게는 5-600 질량부, 더욱 바람직하게는 10-400 질량부이다. 상기 범위인 것에 의해 탈수 냉각 효과와 탄화 단열층 형성 작용을 발휘하고 내열 보호성에 대해 좋은 성능을 얻을 수 있다.

충전제

본 발명에서 사용하는 충전제는 일반적으로 탄화 단열층의 강도를 유지하는 작용을 갖는다.

충전제로는, 상기 작용을 갖는 한 특별히 제한되지 않고, 공지의 충전제를 사용할 수 있다. 예를 들면 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 소듐카보네이트(sodium carbonate), 마그네슘카보네이트(magnesium carbonate), 알루미늄옥사이드(aluminum oxide) 등의 카보네이트; 티타늄디옥사이드(titanium dioxide), 징크옥사이드(zinc oxide)등의 금속 산화물(metal oxides); 실리카, 점토, 탈크(talc), 점토, 고령토(kaolin), 규조토(diatomaceous earth), 백사(Shirasu), 운모(mica), 규회석(wollastonite), 규사, 규석, 석영, 질석(vermiculite), 알루미나(alumina), 비산회(fly ash) 등의 무기분체 등이 있다.

본 발명에는 충전제로서 티타늄디옥사이드 및 상전이 온도가 1000℃ 이상의 무기분체(이하, “본 발명의 무기분체”라고 한다. 구체적인 예는 후술한다)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 “상전이”는 하기의 어느 하나를 포함하는 것이다.

ㆍ무기분체의 탈수 반응(결정수ㆍ수화수의 제거)

ㆍ무기분체의 결정 구조의 변화(다형전이)

ㆍ무기분체의 융해 또는 분해 반응

본 발명의 무기분체를 사용함으로써 고온에 노출된 경우라도, 피복재의 차이 등의 결함을 방지할 수 있다. 이러한 결과, 안정된 탄화 단열층을 형성할 수 있으며 상기 “피복재의 차이”는 탄화 단열층의 형성 전, 형성 중, 형성 후의 어느 경우에 발생하는 것도 포함한다. 본 발명에는 특히, 피복재가 탄화 단열층을 형성하기 전의 피복재의 차이를 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 무기분체를 사용함으로써 난연제 및 발포제의 효과를 저해하지 않고, 발포 배율이 높고 우수한 강도를 가지는 탄화 단열층을 얻을 수 있다. 또한, 균일한 기포를 갖는 탄화 단열층을 얻을 수 있다.

상기의 작용 기전은 분명하지 않으나, 대체로 하기와 같이 추정된다.

무기분체가 상전이를 발생시키는 경우에는, 반드시 체적 또는 형상의 변화를 수반한다. 또한 이때 상전이 열을 발생시킨다. 일반적으로 무기분체의 강도가 높기 때문에, 연소시에 형성되는 미세한 공극을 갖는 탄화 단열층의 구조 골격 중에 무기분체가 존재하면 탄화 단열층의 강도는 높아질 것으로 예상된다.

한편, 체적 또는 형상 변화를 발생시키는 무기분체가 탄화 단열층의 구조 골격 내에 존재하는 경우에는 상기 구조 내의 탄화물과 무기분체 계면에서 접착력 저하가 발생하고, 결과적으로 탄화 단열층 전체의 저하를 초래한다. 또한 상전이 열에 의해 발포제 및 난연제의 열분해를 억제함과 동시에 열분해로 발생한 가스 성분이 탄화 기구에 작용하기 어려워지기 때문에 탄화 단열층의 발포성이 저하되고, 본래의 목적인 단열성이 낮아지는 것으로 추측된다.

이에 대해 본 발명의 무기분체의 경우에는, 화재시 온도 상승에 의해 상전이가 발생하지 않아 발포제 및 난연제의 열분해를 억제하는 것은 아니다. 또한, 형성된 탄화 단열층은 치밀한 구조를 유지하고 높은 발포에 의한 우수한 단열성이 발현되는 동시에 고강도의 탄화 단열층을 형성할 것으로 사료된다.

본 발명의 무기분체로는 α-알루미나, 소성 고령토(calcined kaolin), 소성 점토, 소성 실리카, 소성 질석(calcined vermiculite), 백사(Shirasu), 백사 풍선(Shirasu balloon), 비산회, 시멘트(Portland cement), 소성 규조토, 융제 소성 규조토, 규회석 등이 있다. 또한, 상기 이외에도 공지의 광물이나 무기 화합물 등을 상전이 온도가 1000℃ 이상이 되도록 미리 처리한 무기분체를 사용할 수 있다. 상기 무기분체는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이들 무기분체 중에 탄화 단열층의 강도 향상을 위해서 적어도 SiO₂를 포함하는 것이 바람직하여, 소성 점토, 소성 고령토, 규회석 등이 적당하다.

또한 무기분체의 형상으로는 특히 한정되지 않으나, 예를 들면, 구상, 입상(granular), 판상(plate-like), 봉상(cylindrical), 편상(flaky), 침상(acicular), 섬유질 등이 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상으로 사용할 수도 있다. 본 발명은 특히 판상, 편상, 침상, 섬유질 모양의 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 티타늄디옥사이드로는 아나타제(anatase)형 및 루틸(rutile)형 등을 사용할 수 있으나, 특히 루틸 형이 바람직하다.

충전제가 티타늄디옥사이드와 본 발명의 무기 분체를 포함하는 경우에는, 티타늄디옥사이드와 본 발명의 무기 분체의 질량 비율은 바람직하게는 99:1-1:99, 더욱 바람직하게는 97:3-50:50, 더욱 더 바람직하게는 95:5-60:40, 가장 바람직하게는 90:10-70:30이다. 상기 범위이면 고강도 탄화 단열층을 형성할 수 있다.

충전제의 입자 크기는 바람직하게는 800 ㎛이하, 더욱 바람직하게는 0.01-500 ㎛이다. 또한 충전제의 형상이 섬유의 경우는 섬유 길이가 상기 범위 내에 있으면 좋다.

충전제의 배합 비율은 결합재 100 질량부(고형분)에 대해서, 바람직하게는 10-300 질량부, 더욱 바람직하게는 20-250 질량부이다. 상기 범위에 있는 것에 의해 탄화 단열층의 강도를 유지하고 내열 보호성에 대해 좋은 성능을 얻을 수 있다.

액상 할로겐 화합물

본 발명의 피복재는 상기 성분에 추가로 더욱 액상 할로겐 화합물을 포함하는 것이 매우 적합하다. 상기 액상 할로겐 화합물은 피복재의 굴곡성 및 내열 보호성 등의 향상에 유효하게 작용하는 성분이다. 이때, 상기의 “액상”이란 상온(25℃)에서 액체의 성상을 나타내는 것을 의미한다. 또한, 액상 할로겐 화합물에는 포스포러스는 포함되지 않는다.

할로겐의 종류로는 플루오린(fluorine), 클로린(chlorine), 브로민(bromine), 요오드(iodine) 등이 있으며 이 중에서도 클로린이 바람직하다. 바람직한 액상 할로겐 화합물로는 클로린화된 파라핀(chlorinated paraffin)을 들 수 있다.

염소화 파라핀의 탄소수는 바람직하게는 10 이상, 더욱 바람직하게는 14-28이다. 염소화 파라핀의 염소 함유율은 바람직하게는 25%이상 70%미만, 더욱 바람직하게는 35-68%, 더욱 더 바람직하게는 40-65%이다. 본 발명은 상기 조건을 충족시키는 염소화 파라핀을 이용함으로써 굴곡성이 한층 향상된다. 또한, 발포성, 강도가 더욱 우수한 탄화 단열층을 형성할 수 있다.

액상 할로겐 화합물의 혼합 비율은 결합재 100 질량부(고형분)에 대해서, 바람직하게는 20-300 질량부, 더욱 바람직하게는 30-200 질량부이다.

섬유 물질

본 발명의 피복재는 상기 성분 이외에 섬유 물질을 더 포함하는 것이 바람직하다. 섬유 물질이 포함되는 것에 의해 다공질 탄화층의 형상을 유지하는 효과 등이 높아진다. 섬유 물질의 섬유 길이는 바람직하게는 1-30 mm, 더욱 바람직하게는 2-20 mm이다.

섬유 물질로는 예를 들면, 암면(rock wool), 유리 섬유, 실리카-알루미나 섬유, 세라믹 섬유, 티타늄산 칼륨(potassium titanate) 섬유 등 무기섬유; 탄소 섬유, 종이 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 비닐 섬유, 및 아라미드(aramid) 섬유 등의 유기섬유가 꼽힌다. 이 중에서도 내열성을 갖는 무기 섬유 및 탄소 섬유가 바람직하다.

본 발명에서는 특히 유리 섬유가 좋다. 유리 섬유를 사용한 경우에는 가열시 발포성에서 우수한 성능이 발휘되며, 내열 보호재로서 적합한 다공질 탄화층을 얻기 쉽다.

섬유 물질의 혼합 비율은 결합재 100 질량부(고형분)에 대해서, 바람직하게는 0.1-30 질량부, 더욱 바람직하게는 1-20 질량부이다.

본 발명의 피복재의 형상 등

본 발명의 피복재는 일반적으로 시트(sheet) 형상 성형체로서 사용할 수 있다. 시트 형상 성형체의 두께는 적용 부위 등에 따라 적절히 설정하면 좋으나, 바람직하게는 0.2-10 mm, 더욱 바람직하게는 0.5-6 mm정도이다.

시트 형상 성형체를 얻기 위해서는 상기의 각 성분을 균일하게 혼합하여 얻은 혼합물을 공지의 방법에 의해 성형하면 된다. 각 성분의 혼합시에는 필요에 따라 용제를 혼합하고 가열할 수도 있다. 비즈장(bead-like) 및 펠릿장(pellet-type) 등의 결합재를 사용하는 경우는, 결합재의 연화 온도까지 가열 장치에 의해 가열하고, 반죽기 등에 의해 혼련하면서 각 성분을 혼합하면 된다.

상기 혼합물에는 각종 첨가제 등을 혼합할 수 있다. 첨가제로는 예를 들면, 안료, 섬유, 습윤제, 가소제, 윤활제, 방부제, 방미제, 방조제, 항균제, 증점제, 레벨링제, 분산제, 소포제, 가교제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 촉매 등이 있다.

성형 방법으로는 예를 들면, 혼합물을 거푸집에 부어 건조 후 탈형하는 방법, 혼합물을 가온 도공기 의해 이형지에 바른후에 감는 방법, 반죽기 등에 의해서 반죽한 혼합물을 압출 기계에 의해 시트 형태로 가공하는 방법, 반죽기 등에 의해 반죽한 혼합물을 롤 사이에 공급하여 시트 형태로 가공하는 방법, 혼합물을 펠렛 한 후에 압출 성형기에 의해 시트 형태로 가공하는 방법, 번버리 믹서(Banbury mixer) 또는 믹싱 롤(mixing roll)로 반죽한 혼합물을 복수의 가열된 롤로 이루어진 캘린더에 의해 압연하여 시트 형태로 가공하는 방법 등이 있을 수 있다.

본 발명의 피복재는 필요에 따라 보강재, 접착제, 이형지 등을 적층 할 수 있다. 상기 보강재로는 예를 들면, 직포, 부직포 및 메시(mesh) 등을 사용할 수 있다. 상기 접착제로는 공지의 접착제 및 점착제 등이 사용될 수 있다. 상기 이형지는 접착제에 겹쳐 적층하고, 유통시에 접착제가 보호할 수 있는 것이면 좋다.

본 발명의 피복재는 건축물 등의 각종 기자재를 피복하는 재료로서 사용할 수 있다. 기재가 사용되는 부위로는 벽, 기둥, 바닥, 보(beams), 지붕, 계단 등이 있다. 기재를 구성하는 재료로는 금속, 콘크리트, 목질 부재, 수지계 부재 등이 있다. 상기 기재는 기초 처리 및 방청 처리 등이 적절히 이루어진 것이라도 좋다.

본 발명의 피복재를 기재에 첩착할 때 기재에 미리 접착제를 바르고 첩착하는 방법, 접착제 층을 마련한 피복재를 기재에 첩착하는 방법, 피복재를 못, 징 등으로 기재에 고정하는 방법 등의 다양한 방법이 가능하다. 또한, 접착제에는 점착제도 포함된다.

본 발명의 피복재를 기재에 접착하는 경우에는, 대상이 되는 기재가 모두 덮이게 처리하면 좋다. 본 발명은 상기 기재에 2개 이상의 피복재를 적층하여 첩착할 수 있다.

피복재끼리의 일치 부분의 처리에 대해서는 피복재들을 중첩 방법, 좁은 폭의 시트나 테이프를 중첩하는 방법, 퍼티재(putty)를 충전하는 방법 등을 채택할 수 있다. 상기 일치 부분은 접착제에 의해 접착하거나 가열, 가압 등의 방법으로 접합할 수 있다. 이와 같이, 일치 부분의 틈새를 실질적으로 제거함으로써 피복재 본래의 내열 보호성을 확실하게 얻을 수 있다.

본 발명의 피복재 위에 필요에 따라 화장층(decorative layer)을 형성시켜도 좋다. 상기 화장층은 공지의 시공 방법으로 형성시키면 좋고, 예를 들면, 각종 도료를 칠하거나 화장 필름, 화장 시트 등을 적층할 수 있다. 화장층은 여러 재료가 적층 된 것도 좋다.

[ 실시예 ]

이하에 시험예를 나타내어 본 발명의 특징을 더욱 명확하게 한다.

피복재 1-31의 제작예

표 1-1 내지 1-3에 나타낸 배합에 따라 각 원료를 120℃로 열을 가한 후 반죽기로 혼련 및 압연 후 실온으로 냉각시키고, 두께 1.5 mm의 시트상 피복재 1-31을 얻었다. 또한, 원료는 하기와 같은 것을 사용하였다.

ㆍ결합재 A: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 65 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 41 질량%, 인장 파괴 변형: 1720%)

ㆍ결합재 B: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 30g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 33 질량%, 인장 파괴 변형: 920%)

ㆍ결합재 C: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 90g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 33 질량%, 인장 파괴 변형: 1180%)

ㆍ결합재 D: 에틸렌/메틸아크릴레이트 수지(MFR(190℃): 450g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 0 질량%, 인장 파괴 변형: 320%)

ㆍ결합재 E:스티렌/부타디엔계 열가소성 엘라스토머(MFR(190℃): 2.6g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 0 질량%, 인장 파괴 변형: 1100%)

ㆍ결합재 F: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 100 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 46 질량%, 인장 파괴 변형: 1740%)

ㆍ결합재 G: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 18 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 28 질량%, 인장 파괴 변형: >640%)

ㆍ결합재 H: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 5.7 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 28 질량%, 인장 파괴 변형: >600%)

ㆍ결합재 I: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 160 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 20 질량%, 인장 파괴 변형: >770%)

ㆍ결합재 J: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 1.5 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 20 질량%, 인장 파괴 변형: >590%)

ㆍ결합재 K: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 12 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 15 질량%, 인장 파괴 변형: 800%)

ㆍ결합재 L: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 2.2 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 15 질량%, 인장 파괴 변형: 500%)

ㆍ결합재 M: 비닐아세테이트/에틸렌 공중합 수지(MFR(190℃): 1000 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 28 질량%, 인장 파괴 변형: 310%)

ㆍ결합재 N: 아크릴/스티렌 공중합 수지(MFR(190℃): 88 g/10min, 비닐아세테이트 함유율: 0 질량%)

ㆍ발포제: 멜라민

ㆍ탄화제: 펜타에리트리톨

ㆍ난연제: 암모늄폴리포스페이트

ㆍ충전제 A: 산화 티타늄(TiO₂, 루틸형, 평균 입자 지름 0.3 ㎛)

ㆍ충전제 B: 규회석(CaSiO₂, 장경 200 ㎛, 상전이 온도 1000℃ 이상(녹는점 1400℃)

ㆍ섬유: 유리 섬유(섬유 길이 6 mm)

ㆍ염소화 파라핀 A: (탄소수 26, 염소 함유율 51%)

ㆍ염소화 파라핀 B: (탄소수 15, 염소 함유율 51%)

ㆍ염소화 파라핀 C: (탄소수 25, 염소 함유율 42%)

시험예 1 (내굴곡성 시험)

얻어진 피복재 1-31에 대해 내굴곡성 시험을 하였다.

구체적으로는 각 피복재에 대해 JIS K5400에 규정한 내굴곡성 시험(굴대 φ 2mm)을 25℃ 이하 및 5℃ 이하에서 수행하고, 피복재의 상태를 육안으로 평가하였다.

평가 기준은 각각 하기와 같으며, 시험시의 굴곡의 용이성(작업성)도 고려하였다. 결과는 표 1-1부터 1-3에 나타낸다.

A: 180°까지 이상 없음

B: 180°까지 이상 없음(작업성이 떨어진다)

C: 90°에서 180°사이에서 균열 발생

D: 90°까지 균열 발생

시험예 2 (발포 배율 및 치밀성 평가)

피복재 1-31을 열간 압연 강판(300mm × 300mm × 9mm)에 접착제를 이용하여 붙인 것을 각 시험체로 하였다.

시험체를 ISO834의 표준 가열 곡선에 따라 일정 시간(1 시간) 가열하여, 시험체를 실온으로 냉각 한 후 탄화 단열층의 발포 배율 측정을 실시하였다. 또한 탄화 단열층 발포층의 치밀성을 육안으로 평가하였다. 그 후 시험체를 수직으로 탄화 단열층의 강도를 육안으로 평가하였다. 평가 기준은 각각 하기와 같다. 결과는 표 1-1부터 1-3에 나타낸다.

<발포 배율>

A: 발포 배율 50배 이상

B: 발포 배율 30배 이상 50배 미만

C: 발포 배율 10배 이상 30배 미만

D: 발포 배율 10배 미만

<치밀성>

A: 탄화 단열층의 내부가 치밀함

B: 탄화 단열층의 내부에 일부 공극이 인정됨

C: 탄화 단열층의 내부에 많은 공극이 인정됨

시험예 3 ( 내탈락성 평가)

피복재 1-31 중 시험예 1 및 2의 평가가 모두 A 판정인 것에 대해 시험예 3을 수행하였다.

대상이 되는 피복재를 열간 압연 강판(150 mm × 75 mm × 1.6 mm)에 아크릴계 접착제를 이용하여 붙인 것을 각 시험체로 하였다.

시험체를 피복재의 표면이 하향이 되도록 설치하고, 250℃ 이하에서 10분간 정치하고 피복재의 탈락 및 차이를 육안으로 평가하였다(탄화 단열층 형성 전).

평가 기준은 각각 하기와 같다. 결과는 표 1-1부터 1-3에 나타낸다.

A: 탈락 없음

B: 표층이 일부 탈락

C: 모두 탈락

시험예 4 ( 냉온주기 평가)

시험예 3을 실시한 피복재 중 시험예 3의 평가가 A 판정인 것에 대해 시험 예 4를 수행하였다.

열간 압연 강판(150 mm × 75 mm × 1.6 mm)을 L자형으로 구부린 기재에 대상이 되는 피복재를 아크릴계 접착제를 이용하여 붙인 것을 각 시험체로 하였다.

시험체를 50℃ 이하(3시간)→ -30℃ 이하(3시간)을 1주기로 온냉 반복을 총 10회 수행한 후에 피복재의 상태를 육안으로 평가하였다.

A: 이상 없음

B: 표층에 약간 균열 발생

C: 가장자리 부분에 균열 발생

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 1-3]

Claims

결합재, 난연제, 발포제, 탄화제 및 충전제를 포함하는 피복재이되,
상기 결합재로서 190℃에서 용융질량유속이 0.1~300 g/10min이고,
비닐아세테이트 함유율이 15~50 질량%인 비닐아세테이트-에틸렌 공중합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복재.
제1항에 있어서, 상기 피복재는 액상 할로겐 화합물을 포함하는 피복재.