KR20170068887A

KR20170068887A - 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드

Info

Publication number: KR20170068887A
Application number: KR1020150175907A
Authority: KR
Inventors: 김수철
Original assignee: 김수철
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-20

Abstract

본 발명은 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 반응성 모노머, 광개시제 및 소광제를 포함하는 UV 경화 조성물과 난연제로 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate)를 포함하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 비할로겐 난연제를 사용하여 휘발성 유기 화합물을 발생시키지 않아 친환경적이며, 종래 우드 블라인드와는 달리 백화현상이 발생하지 않으면서도 난연 성능(불연, 준불연, 난연 및 방염) 기준에 부합하는 블라인드용 목재를 제조할 수 있다.

Description

우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드 {Fire retardant coating composition for wood blind and wood blind coated it}

본 발명은 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 반응성 모노머, 광개시제 및 소광제를 포함하는 UV 경화 조성물과 난연제로 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate)를 포함하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 사무실 등의 창에 설치하여 빛을 차단하는데 사용되는 블라인드의 소재는 폴리에스텔 등의 합섬섬유가 사용되었다. 그러나 합섬 섬유를 이용한 블라인드는 천으로 되어 바람이 있는 날에 창을 열어 놓으면 바람에 날려서 블라인드를 접어야 하므로 빛의 차단과 외부 가리개의 역할을 할 수 없는 문제점이 있다. 또한 자연스런 천연 무늬 등의 분위기를 나타낼 수 없으므로 인테리어 소품으로써 한계가 있었다.

이에 실내의 인테리어 등을 감안하여 천연 목재를 이용한 블라인드 등이 개발되었으나, 종래 천연목재를 이용한 블라인드는 실내의 다양한 인테리어의 효과를 구현할 수 없으며, 나무 재질을 단순히 이용하거나 나이테나 나무결에 의한 무늬만 살리도록 하여 그 형상이 단순하거나 단조로운 느낌을 주어 인테리어의 고급화를 꾀하기 어려웠다. 뿐만 아니라, 최근 미적 추구 뿐 아니라 건강에 대한 관심이 급격히 증대되고 있으며, 이에 종래 목재 블라인드로는 이러한 현대인들의 요구를 충족하는데 한계가 있었다.

한편, 목재 블라인드의 경우 화재 시 순식간에 건축물을 연소시켜 재산과 인명 피해를 유발할 수 있기 때문에 방염 및 난연처리가 필수적이다.

목재관련 난연 조성물은 할로겐계 난연제, 인계 난연제 및 무기계 난연제와 고분자의 혼합물 등으로 구성되어 피도포체의 표면에 코팅하여 사용하는 것이 주류를 이루고 있는 실정이다.

기존 난연 조성물은 목재를 액체상태의 난연제에 함침시켜 나무에 난연제 성분을 흡수시켜 난연성을 부여하는 방식을 사용했으나, 난연도막 형성 시 피도포체인 목재에 난연 조성물의 흡수가 매우 적고, 건조 속도가 매우 늦어 작업 능률이 저하되고, 장시간 방치 시 도막의 균열이 발생하는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 기존의 방법은 난연성분의 흡수가 어려운 대나무와 같은 재질의 목재에 적용이 어려우며, 건조 후 백화현상이 발생한다는 문제가 있었다.

국내공개특허 제10-2014-0023853호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 비할로겐 난연제를 사용하여 휘발성 유기 화합물을 발생시키지 않아 친환경적이며, 종래 우드 블라인드와는 달리 백화현상이 발생하지 않으면서도 난연 성능(불연, 준불연, 난연 및 방염) 기준에 부합하는 블라인드용 목재를 제조할 수 있는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 블라인드용 목재에 난연 조성물을 코팅함으로써 시간, 비용이 절약되고, 블라인드의 제작 시 뿐 아니라 이미 사용중인 제품에도 추가로 난연성능을 부여할 수 있는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물 및 이 조성물이 도포된 난연 우드 블라인드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아크릴 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 반응성 모노머, 광개시제 및 소광제를 포함하는 UV 경화 조성물; 및 난연제로 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate);를 포함하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물을 제공한다.

상기 UV 경화 조성물 및 난연제는 8:2~2:8의 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 블라인드용 목재의 적어도 일면에 전술한 난연 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 난연 코팅 조성물이 코팅된 블라인드용 목재를 UV 건조하는 단계;를 포함하는 난연 우드 블라인드의 제조방법을 제공한다.

상기 코팅은 블라인드용 목재의 적어도 일면에 3 내지 5개의 층으로 코팅되는 것이 바람직하다.

또한 상기 코팅은 블라인드용 목재의 상면 및 하면에 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 방법에 따라 난연 코팅층이 형성된 난연 우드 블라인드를 제공한다.

본 발명에 따르면 비할로겐 난연제를 사용하여 휘발성 유기 화합물을 발생시키지 않아 친환경적이며, 종래 우드 블라인드와는 달리 백화현상이 발생하지 않으면서도 난연 성능(불연, 준불연, 난연 및 방염) 기준에 부합하는 블라인드용 목재를 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 블라인드용 목재에 난연 조성물을 코팅함으로써 시간, 비용이 절약되고, 블라인드의 제작 시 뿐 아니라 이미 사용중인 제품에도 추가로 난연성능을 부여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 난연 우드 블라인드 제조 시 난연 코팅층 형성을 위한 코팅장치를 나타낸 도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 난연 코팅층이 형성된 난연 우드 블라인드의 사진을 나타낸 도이다.
도 4 및 도 5는 45℃ 연소테스트기에서 탄화면적이 통과된 실험결과를 보여주는 사진이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물은 UV 경화 조성물과 난연제인 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate)를 포함하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물을 제공한다.

상기 UV 경화 조성물은 UV 경화 수지인 아크릴 아크릴레이트 수지 및 우레탄 아크릴레이트 수지와 반응성 모노머, 그리고 광개시제 및 소광제를 포함한다.

상기 아크릴 아크릴레이트 수지는 UV 경화 조성물에 각각 10~20중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 10중량% 미만일 경우에는 경화성이 저하되고, 20중량%를 초과할 경우에는 조성물의 점도가 상승하여 작업성, 경화성 및 이형성이 감소될 수 있다. 상기 우레탄 아크릴레이트 수지는 UV 경화 조성물에 20~30중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 20중량% 미만일 경우에는 조성물의 부착성 및 내약품성이 감소될 수 있으며, 30중량%를 초과할 경우에는 조성물의 점도가 상승하여 작업성, 경화성 및 이형성이 감소될 수 있다.

상기 아크릴 아크릴레이트 수지 및 우레탄 아크릴레이트 수지는 일반적으로 점도가 높아 사용상에 어려움이 있어 점도를 낮추기 위해 반응성 모노머들을 사용한다. 용제를 사용하여 점도를 조절하는 경우도 있으나, 환경상의 문제고 있고 물성 구현에도 한계가 있어, 본 발명에서는 반응성 모노머를 사용하여 고형분이 100%인 UV 경화 조성물을 사용하였다. 상기 반응성 모노머로는 반응기 개수에 따라 단관능, 이관능, 삼관능 및 다관능 모노머로 구분되는데 단관능모노머의 경우 2-EHA(ethtlhexyl acrylate), ODA(Octyl decyl acrylate), HEMA(Hydroxyethyl metaacrylate) 등이 있으며m 이관능 모노머로는 BDDA(Butanediol), NPGDA(Neopentyl Glycol Diacrylate), EGDMA(Ethylene Glycol Dimethylacrylate) 등이 있으며 삼관능 모노머로는 TMPTA(Trimethylolpropane triacrylate), TMPTMA(Trimethacrylate), PETA(Pentaerythritol triacrlate) 등이 있다. 특히, TMPTA 및 HEMA를 병용 사용하는 것이 좋다.

상기 반응성 모노머는 UV 경화 조성물에 30~50중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 30중량% 미만일 경우에는 점도 조절의 효과가 미미하며, 50중량%를 초과할 경우에는 조성물의 점도가 너무 낮아져 작업성이 저하될 수 있다.

상기 광개시제로는 Irgacure 184, 500, 2959, 819 DW(Ciba geigy사) 등이 사용될 수 있다. 상기 소광제로는 HK-400, OK-412, OK-607, TS-100(EVONIK) 등이 사용될 수 있다. 상기 광개시제와 소광제는 각각 UV 경화 조성물에 4~10중량%로 포함될 수 있다.

상기와 같은 UV 경화 조성물에는 필요에 따라 분산제, 레벨링제, 소포제 등의 첨가제가 더 추가될 수 있다. 분산제로는 Byk-154, 180, 187, 190, 194(BYK) 등이 사용될 수 있다. 레벨링제의 예로는 Byk-307, 320, 331, 342, 377, 3500, 358N, 3441(BYK) 등이 사용될 수 있다. 소포제로는 Byk-018, 024, 028, 093, 1710(BYK) 등이 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 난연 코팅 조성물에 사용되는 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate, MPP)는 비할로겐 난연제로, 입자크기는 1~20㎛, 바람직하게는 5~10㎛인 분말상인 것이 좋다.

상기 UV 경화 조성물과 메라민 폴리포스페이트는 8:2~2:8의 중량비, 바람직하게는 7:3~5:5의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 혼합비가 전술한 범위를 벗어날 경우에는 블라인드용 목재에 난연성 부여 효과가 미미하거나, 형성된 코팅층에 균열이 발생할 수 있다.

또한 본 발명은 상기와 같은 난연 코팅제 조성물을 이용한 난연 우드 블라인드의 제조방법을 제공한다.

먼저, 아크릴 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 반응성 모노머, 광개시제 및 소광제를 포함하는 UV 경화 조성물의 점도를 20~2000mPa.s(25℃) 정도로 조절한다. 상기 UV 경화 조성물의 점도가 전술한 범위를 벗어날 경우에는 난연제와의 혼합이 어려울 수 있다. 따라서, UV 경화 조성물의 점도를 전술한 바와 같이 낮게 유지하는 것이 좋다.

상기 점도가 조절된 UV 경화 조성물에 난연제인 멜라민 폴리포스페이트 분말을 8:2~2:8의 중량비, 바람직하게는 7:3~5:5의 중량비로 첨가하고 교반하여 난연 코팅 조성물을 준비한다.

이어서, 블라인드용 목재의 적어도 일면, 바람직하게는 목재의 상면과 하면에 상기 난연 코팅 조성물을 코팅한다. 이때, 상기 코팅은 3~5회, 바람직하게는 4회로 수행하여 목재의 표면에 난연 코팅층이 3~5개의 층으로 형성되도록 한다. 상기 난연 코팅층이 3개층 미만일 경우에는 블라인드용 목재에 난연성능이 부여되지 않으며, 5개층을 초과할 경우에는 코팅층이 너무 두터워져 코팅층이 깨지거나 균열이 발생할 수 있다.

상기 코팅층이 도포된 블라인드용 목재는 이후 UV를 3초간 조사하여 UV 건조시킨다. 상기 UV 조사량은 600~1,000mJ/㎠로 조사하는 것이 좋으며, UV 조사량이 600mJ/㎠ 미만일 경우에는 경화가 잘 일어나지 않을 수 있고, 1,000mJ/㎠를 초과할 경우에는 소프트한 난연 UV 경화 수지가 단단해질 수 있다.

또한 본 발명은 상기와 같은 방법에 의해 난연 코팅층이 형성된 난연 우드 블라인드를 제공하는 바, 상기 난연 우드 블라인드의 표면에는 3~5개의 난연 코팅층이 형성되어 있으며, 상기 난연 코팅층의 총 두께는 0.05~0.20㎜인 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 난연 코팅층이 형성된 우드 블라인드는 이후 필요에 따라 통상의 방법에 따라 채색의 공정을 더 수행할 수도 있다.

이하에서는 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

난연 코팅 조성물 제조

아크릴 아크릴레이트 수지 20중량%, 우레탄 아크릴레이트 수지 20중량%, 반응성 모노머로 TMPTA 25중량% 및 HEMA 15중량%, 광개시제로 CIBA 184 5중량%, 소광제로 HK-400 5중량% 및 잔량의 첨가제를 1시간 동안 상온에서 혼합하여 점도가 500mPa.s(25℃)인 UV 경화 조성물을 준비하였다. 상기 UV 경화 조성물에 난연제인 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate, MPP) 분말을 7:3의 중량비로 혼합하여 난연 코팅 조성물을 제조하였다.

난연 코팅 조성물 제조

아크릴 아크릴레이트 수지 10중량%, 우레탄 아크릴레이트 수지 30중량%, 반응성 모노머로 TMPTA 30중량% 및 HEMA 10중량%, 광개시제로 CIBA 184 5중량%, 소광제로 HK-400 5중량% 및 잔량의 첨가제를 1시간 동안 상온에서 혼합하여 점도가 200mPa.s(25℃)인 UV 경화 조성물을 준비하였다. 상기 UV 경화 조성물에 난연제인 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate, MPP) 분말을 7:3의 중량비로 혼합하여 난연 코팅 조성물을 제조하였다.

난연 코팅 조성물 제조

아크릴 아크릴레이트 수지 15중량%, 우레탄 아크릴레이트 수지 25중량%, 반응성 모노머로 TMPTA 30중량% 및 HEMA 20중량%, 광개시제로 CIBA 184 5중량%, 소광제로 HK-400 5중량% 및 잔량의 첨가제를 1시간 동안 상온에서 혼합하여 점도가 50mPa.s(25℃)인 UV 경화 조성물을 준비하였다. 상기 UV 경화 조성물에 난연제인 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate, MPP) 분말을 7:3의 중량비로 혼합하여 난연 코팅 조성물을 제조하였다.

난연 우드 블라인드 제조

도 1에 도시한 바와 같이 하단부에는 목재의 이동을 위한 롤러가 구비되어 있으며, 롤러의 상부에는 일정간격으로 4개의 코팅부가 형성되어 있는 코팅장치에 블라인드용 목재를 올려놓고, 난연 코팅 조성물을 코팅하였다. 이때, 4개의 코팅부에는 상기 실시예 1의 난연 코팅 조성물을 장착하였으며, 4개의 코팅부를 통과시켜 목재의 표면에 4개층의 난연 코팅층을 형성하도록 하였다.

난연 우드 블라인드 제조

상기 실시예 4에서 목재의 표면에 4개층의 난연 코팅층 형성 이후, 목재를 뒤집어 코팅층이 형성된 이면의 표면에 동일한 방법으로 4개의 난연 코팅층을 더 형성하도록 하여, 목재의 상면과 하면에 각각 4개의 난연 코팅층이 형성되도록 하였다.

난연 우드 블라인드 제조

상기 실시예 5에서 실시예 2의 난연 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 블라인드용 목재의 상면과 하면에 각각 4개의 난연 코팅층을 형성하였다.

난연 우드 블라인드 제조

상기 실시예 5에서 실시예 3의 난연 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 블라인드용 목재의 상면과 하면에 각각 4개의 난연 코팅층을 형성하였다.

상기 실시예 5 내지 7에 의해 난연 코팅층이 형성된 블라인드용 목재3는 도 2 및 도 3에 나타내었다. 상기 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 난연 코팅층이 형성된 블라인드용 목재는 건조 후에도 백화현상이 발생하지 않으며, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 도 4는 45℃ 난연테스트기이고, 도 5는 난연테스트 결과를 보여주는 사진으로 소방시설 설치유지 및 안전관리에 의한 법률 제14조제1항의 규정에부합하는 난연성능을 가짐을 확인받았다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

아크릴 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 반응성 모노머, 광개시제 및 소광제를 포함하는 UV 경화 조성물; 및
난연제로 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate);
를 포함하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 UV 경화 조성물 및 난연제는 8:2~2:8의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 UV 경화 조성물은 아크릴 아크릴레이트 수지 10~20중량%, 우레탄 아크릴레이트 수지 20~30중량%, 반응성 모노머 30~50중량%, 광개시제 4~10중량% 및 소광제 4~10중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 반응성 모노머는 2-EHA(ethtlhexyl acrylate), ODA(Octyl decyl acrylate), HEMA(Hydroxyethyl metaacrylate), BDDA(Butanediol), NPGDA(Neopentyl Glycol Diacrylate), EGDMA (Ethylene Glycol Dimethylacrylate), TMPTA(Trimethylolpropane triacrylate), TMPTMA(Trimethacrylate) 및 PETA(Pentaerythritol triacrlate) 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 우드 블라인드용 난연 코팅 조성물.
블라인드용 목재의 적어도 일면에 제1항 기재의 난연 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및
상기 난연 코팅 조성물이 코팅된 블라인드용 목재를 UV 건조하는 단계;
를 포함하는 난연 우드 블라인드의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 코팅은 블라인드용 목재의 상면 및 하면에 도포되는 것을 특징으로 하는 난연 우드 블라인드의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 코팅은 블라인드용 목재의 상면 또는 하면에 3 내지 5개의 층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 난연 우드 블라인드의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 코팅은 블라인드 목재의 적어도 일면에 0.05~0.20㎜ 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 난연 우드 블라인드의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 건조는 600~1,000mJ/㎠의 양의 UV를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 난연 우드 블라인드의 제조방법.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법에 의해 난연 코팅층이 형성된 난연 우드 블라인드.