KR20180131218A - 준불연성 허니콤 복합재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

제1 보강재, 상기 제1 보강재 위에 위치하는 종이 재질의 허니콤 코어, 상기 허니콤 코어 위에 위치하고 준불연성 코팅 조성물을 포함하는 코팅층, 그리고 상기 코팅층 위에 위치하는 제2 보강재를 포함하고, 상기 준불연성 코팅 조성물은 가용성 규산염; 팽창흑연; 및 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기물을 포함하는 준불연성 허니콤 복합재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

준불연성 허니콤 복합재 및 이의 제조 방법{SEMI-INCOMBUSTIBLE HONEYCOMB COMPOSITE AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
준불연성 허니콤 복합재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
허니콤(honeycomb)은 육각형의 벌집 모양의 구조를 가지는 것으로, 구조적 특성상 강도가 우수하여 건축물의 내장재 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
이러한 허니콤은 알루미늄으로 제조한 제품이 주로 사용되고 있으나, 알루미늄 가격이 비싸 건축물의 내장재로 사용하기에 상당한 비용 부담이 있는 실정이다.
이에 따라 값싼 종이 재질의 허니콤을 사용하고자 하는 다양한 시도가 진행 중이다. 예를 들면, 종이 재질의 허니콤을 페놀 수지에 함침하는 방법으로 난연 처리된 것을 사용하는 경우이다. 그러나 이 경우 난연 효과가 일부 있지만 현재 내장재의 안전 기준 강화로 요구되는 준불연 등급을 만족하지 못한다.
한국공개특허 제2005-0048983호
일 구현예는 준불연성을 확보하는 동시에 치수안정성이 우수한 준불연성 허니콤 복합재를 제공한다.
다른 일 구현예는 제조 비용이 저렴하여 생산성이 향상된 준불연성 허니콤 복합재의 제조 방법을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 제1 보강재; 상기 제1 보강재의 상면에 위치하는 종이 재질의 허니콤 코어; 상기 허니콤 코어의 상단에 위치하고 준불연성 코팅 조성물을 포함하는 코팅층: 및 상기 코팅층의 상단에 위치하는 제2 보강재를 포함하고, 상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 서로 동일하거나 상이하며, 상기 준불연성 코팅 조성물은 가용성 규산염 50 중량% 내지 80 중량%; 팽창흑연 10 중량% 내지 30 중량%; 및 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기물 5 중량% 내지 20 중량%를 포함하는 준불연성 허니콤 복합재를 제공한다.
상기 준불연성 코팅 조성물은 상기 준불연성 코팅 조성물 100 중량부에 대하여, 인산염, 붕사, 무기안료, 아연, 제2주석, 질석, 펄라이트, 황토, 백토, 경탄, 또는 이들의 조합을 포함하는 첨가제 1 중량부 내지 30 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 각각 유리섬유, 글래스페이퍼, 탄소섬유, 부직포 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 각각 0.1 mm 내지 1.0 mm의 두께를 가질 수 있다.
상기 허니콤 코어는 복수 개의 육각형 모양의 셀을 포함하고, 상기 허니콤 코어의 높이는 5 mm 내지 40 mm 이고, 상기 셀을 이루는 몸체의 두께는 0.1 mm 내지 1.0 mm 일 수 있다.
상기 허니콤 코어는 복수 개의 육각형 모양의 셀을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 허니콤 코어의 상단 외에, 상기 셀을 이루는 몸체의 내부 및 외부 표면을 둘러싸고 형성될 수 있다.
상기 코팅층의 두께는 0.05 mm 내지 1.50 mm 일 수 있다.
상기 준불연성 허니콤 복합재는 상기 제1 보강재와 상기 허니콤 코어 사이의 위치, 그리고 상기 코팅층과 상기 제2 보강재 사이의 위치 중 적어도 하나에 위치하고 접착 조성물을 포함하는 접착층을 더 포함할 수 있고, 상기 접착 조성물은 우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물, 아크릴계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 바인더 수지 100 중량부; 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연 20 중량부 내지 60 중량부; 및 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기물 1 중량부 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.
상기 준불연성 허니콤 복합재의 두께는 5.0 mm 내지 48.0 mm 일 수 있다.
상기 준불연성 허니콤 복합재는 실내장식물의 불연 및 준불연 재료의 인정기준(KFIS 014)에 따라 시험한 결과 준불연재료 인정을 받은 것, 또는 건축물의 내장 재료 및 구조의 난연성 시험 방법의 규격(KS F2271)에 따라 시험한 결과 난연2급을 나타낸 것일 수 있다.
다른 일 구현예에 따르면, 제1 보강재의 일면에 종이 재질의 허니콤 코어를 부착하는 단계; 상기 부착된 허니콤 코어를 상기 준불연성 코팅 조성물로 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 상기 코팅층의 상단에 제2 보강재를 부착하는 단계를 포함하는 준불연성 허니콤 복합재의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 보강재와 상기 허니콤 코어와의 부착, 그리고 상기 제2 보강재와 상기 코팅층과의 부착은 각각 상기 접착 조성물로 부착될 수 있다.
난연2급의 준불연성을 확보하는 동시에 치수안정성이 우수할 뿐만 아니라 제조 비용이 저렴하여 생산성이 향상된 준불연성 허니콤 복합재가 제공된다. 이러한 준불연성 허니콤 복합재는 준불연성과 치수안정성뿐 아니라 단열성 및 흡음성이 요구되는 천장재, 벽재 등의 건축용 내장재로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 3은 허니콤 코어를 나타내는 개략도이다.
이하, 구현예들에 대하여 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 구현예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상단에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재는 종이 재질의 허니콤을 이용한 것으로, 천장재, 벽재 등 건축용 내장재에 유용하게 사용될 수 있는 신소재이다. 구체적으로, 준불연성 허니콤 복합재는 값싼 종이 재질의 허니콤을 이용한 것으로, 종래 알루미늄 허니콤 대비 생산성이 크게 향상된다. 뿐만 아니라, 준불연성 허니콤 복합재는 종이 재질의 허니콤이 준불연성 코팅 조성물로 코팅되고 보강재로 복합화된 구조를 가짐으로써, 난연2급의 준불연성과 우수한 치수안정성, 단열성 및 흡음성이 모두 확보됨에 따라, 건축용 내장재, 예컨대, 천장재 또는 벽재에 유용하게 사용 가능한 신소재이다.
이하, 일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재에 대해 도 1 및 2를 참고하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 1 및 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재(10)는 제1 보강재(20), 제1 보강재(20)의 상면에 위치하는 종이 재질의 허니콤 코어(30), 허니콤 코어(30)의 상단에 위치하는 코팅층(40), 그리고 코팅층(40)의 상단에 위치하는 제2 보강재(50)를 포함한다.
허니콤 코어(30)는 종이 재질의 허니콤으로서, 상하부가 개방된 육각형의 단면을 가지는 기둥 형태의 단위 셀들이 반복적으로 연접된 형태일 수 있다. 허니콤 코어(30)에 대해 도 3을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 허니콤 코어를 나타내는 개략도이다. 도 3을 참고하면, 허니콤 코어(30)는 복수 개의 육각형 모양의 셀을 포함한다. 허니콤 코어의 높이(H)는 5 mm 내지 40 mm 일 수 있고, 예컨대, 8 mm 내지 30 mm 일 수 있다. 셀을 이루는 몸체의 두께(T)는 0.1 mm 내지 1.0 mm 일 수 있고, 예컨대, 0.2 mm 내지 0.7 mm 일 수 있다. 또한 셀 크기(S)는 5 mm 내지 20 mm 일 수 있고, 예컨대, 8 mm 내지 15 mm 일 수 있다. 상기 범위 내의 높이, 두께 및 크기를 가지는 허니콤 코어를 이용하여 준불연성 허니콤 복합재를 형성할 경우 강도가 높고 치수안정성이 우수하여 결로 방지가 가능하며, 열전도율이 낮아 실내 열손실을 최소화할 수 있으며, 경량으로 제단이 용이할뿐만 아니라 공명을 일으키는 구조로 인해 우수한 흡음성을 확보할 수 있다.
코팅층(40)은 종이 재질의 허니콤 코어(30)의 표면을 준불연성 코팅 조성물로 코팅함으로써 형성됨에 따라, 준불연성 코팅 조성물을 포함한다. 준불연성 코팅 조성물은 가용성 규산염, 팽창흑연, 그리고 이들과 다른 무기물을 포함한다. 준불연성 코팅 조성물을 포함하는 코팅층(40)이 종이 재질의 허니콤 코어(30)의 표면에 형성됨으로써 난연2급의 준불연성을 확보할 수 있다. 이하 상기 준불연성 코팅 조성물의 각 성분에 대해 설명한다.
가용성 규산염(soluble silicate)은 실리카(SiO2)와 알칼리금속의 수용액을 의미하는 것으로, 물유리(water glass)로도 불린다. 알칼리금속의 종류에 따라 규산나트륨(규산소다), 규산칼륨(규산가리), 리튬실리케이트 등을 예로 들 수 있다. 상기 규산나트륨 또는 규산칼륨은 실리카를 Na2CO3 또는 K2CO3와 함께 1100℃ 내지 1200℃에서 용융시킴으로써 형성되며, 이렇게 만들어지는 유리는 고압 스팀과 함께 물에 녹아 물유리로 알려진 투명하고 약간의 점성이 있는 액체가 된다. 이러한 가용성 규산염을 사용할 경우 준불연성 코팅 조성물의 난연성을 향상시킬 수 있다.
가용성 규산염은 준불연성 코팅 조성물의 총 중량에 대하여 50 중량% 내지 80 중량%, 예를 들면, 60 중량% 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 가용성 규산염이 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 준불연성 코팅 조성물의 난연성을 확보할 수 있고, 팽창흑연과 무기물의 분산성이 증대되어 준불연성 코팅 조성물의 난연성이 더욱 향상될 수 있다.
팽창흑연은 흑연의 층상 구조를 가지므로 그 층상 사이에 원자나 작은 분자를 집어넣고 열을 가할 경우 아코디언처럼 분리되면서 입자가 수 백배 팽창하게 되는 현상을 가진다. 팽창흑연의 이러한 현상으로 인하여 준불연성 코팅 조성물의 난연성을 향상시킬 수 있다.
팽창흑연은 분말 형태일 수 있다. 구체적으로, 팽창흑연은 80 mesh 내지 300 mesh의 입도를 가질 수 있다. 팽창흑연이 상기 입도 범위를 가지는 경우 준불연성 코팅 조성물 내에서 분산성이 향상될 수 있다.
팽창흑연은 준불연성 코팅 조성물의 총 중량에 대하여 10 중량% 내지 30 중량%, 예를 들면, 15 중량% 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 팽창흑연이 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 준불연성 코팅 조성물의 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
무기물은 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
수산화알루미늄은 종이의 소수화를 막고 친수화를 유도하여 결합력을 높일 수 있다. 예를 들어, 수산화알루미늄은 국내산 대주케이시 kh-8R 나노미립자 분말을 사용함으로써 종이로의 침투성을 향상시키고 난연성을 더욱 강화시킬 수 있다.
울트라카브는 영국의 LKAB 미네랄즈(Minerals Ltd.)가 생산하고 있는 훈타이트(Huntite; 마그네슘 칼슘 카보네이트)와 하이드로 마그네사이트(수화 마그네슘 카보네이트)가 혼합된 특수 마그네슘 카보네이트 미네랄 브랜드의 이름이다. 울트라카브는 가격이 저렴할 뿐 아니라 내열성 및 난연성이 우수한 물질이다.
울트라카브는 분말 형태일 수 있고, 예를 들어 100 mesh 내지 300 mesh의 입도를 가질 수 있다. 울트라카브가 상기 입도 범위를 가지는 경우 준불연성 코팅 조성물 내에서 분산성이 향상될 수 있다.
규조토는 단세포 조류인 규조의 규산질유해가 바다나 호수 바닥에 쌓여서 생성된 퇴적물로서, 주로 무기화합물인 실리카(SiO2) 성분으로 구성되어 있다. 이러한 규조토는 친환경재료로 탈취, 단열, 습도조절 등의 다양한 성능을 가질뿐 아니라 준불연성 코팅 조성물에 우수한 난연성을 부여할 수 있다.
규조토는 분말 형태일 수 있고, 구체적으로 100 mesh 내지 500 mesh의 입도를 가질 수 있다. 규조토가 상기 입도 범위를 가지는 경우 준불연성 코팅 조성물 내에서 분산성이 향상되어 준불연성 코팅 조성물의 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이들 무기물은 준불연성 코팅 조성물의 총 중량에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%, 예를 들면, 5 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 무기물이 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 준불연성 코팅 조성물의 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
준불연성 코팅 조성물은 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 첨가제는 인산염, 붕사, 무기안료, 아연, 제2주석, 질석, 펄라이트, 황토, 백토, 경탄, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 첨가제는 상기 준불연성 코팅 조성물, 즉, 가용성 규산염, 팽창흑연 및 무기물의 총량 100 중량부에 대하여, 1 중량부 내지 30 중량부로 포함될 수 있고, 예를 들면, 1 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 첨가제가 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 준불연성 코팅 조성물의 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
코팅층(40)은 허니콤 코어(30)의 표면에 형성된다. 구체적으로, 코팅층(40)은 허니콤 코어(30)의 상단뿐 아니라, 허니콤 코어(30)의 셀을 이루는 몸체의 내부 및 외부 표면을 모두 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다. 다시 말해, 코팅층(40)은 제2 보강재(50)와 부착되는 허니콤 코어(30)의 상단 외에도, 허니콤 코어(30)의 셀을 이루는 몸체의 모든 면 위에 형성될 수 있고, 이와 같이 형성될 경우 난연2급의 준불연성을 안정적으로 확보할 수 있다.
코팅층(40)의 두께는 0.05 mm 내지 1.50 mm 일 수 있고, 예컨대, 0.05 mm 내지 1.00 mm, 0.1 mm 내지 1.00 mm, 0.1 mm 내지 0.7 mm 일 수 있다. 코팅층의 두께가 상기 범위 내인 경우 난연2급의 준불연성을 안정적으로 확보할 수 있다.
제1 보강재(20)는 허니콤 코어(30)의 하면에, 제2 보강재(50)는 코팅층(40)의 상단에 위치한다.
제1 보강재(20) 및 제2 보강재(50)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 구체적으로, 제1 보강재 및 제2 보강재는 각각 유리섬유, 글래스페이퍼, 탄소섬유, 부직포 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 보강재를 코팅된 허니콤 코어의 양면에 부착하여 복합화된 구조로 형성함으로써 준불연성 허니콤 복합재의 치수안정성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 천장재, 벽재 등 내장재로 사용하기 위해 판재(board) 사이에 준불연성 허니콤 복합재를 구비하여 복합 판넬 구조를 형성하는 경우 높은 강도와 함께 휨이나 뒤틀림 현상이 없으며 결로 방지가 가능하다.
제1 보강재(20) 및 제2 보강재(50)는 각각 0.1 mm 내지 1.0 mm의 두께를 가질 수 있고, 예컨대, 0.2 mm 내지 0.8 mm의 두께를 가질 수 있다. 제1 보강재 및 제2 보강재의 두께가 상기 범위 내인 경우 우수한 치수안정성을 확보할 수 있고, 이에 따라 결로 방지가 가능한 내장재, 예컨대, 천장재 또는 벽재를 구현할 수 있다.
제1 보강재(20)와 허니콤 코어(30)의 부착, 또한 제2 보강재(50)와 코팅층(40)의 부착은 접착 조성물에 의해 이루어질 수 있다. 이에 따라, 일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재(10)는 제1 보강재(20)와 허니콤 코어(30) 사이의 위치, 또는 코팅층(40)과 제2 보강재(50) 사이의 위치, 또는 이들 모두의 위치에 접착 조성물을 포함하는 접착층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
접착 조성물은 바인더 수지, 팽창흑연 및 무기물을 포함할 수 있다. 이러한 접착 조성물을 포함하는 접착층을 더 가짐으로써 제1 보강재 및 제2 보강재와 허니콤 코어 간의 접착력이 우수할 뿐 아니라 난연성을 더욱 부여하므로, 난연2급의 준불연성을 가진 준불연성 허니콤 복합재를 확보할 수 있다. 이하 접착 조성물의 각 성분에 대해 설명한다.
바인더 수지는 제1 보강재(20)와 허니콤 코어(30) 간, 제2 보강재(50)와 허니콤 코어(30)의 상단에 형성된 코팅층(40) 간을 서로 접착시키기 위한 접착력을 부여한다. 바인더 수지는 우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물, 아크릴계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
우레탄계 화합물은 폴리올과 폴리이소시아네이트로부터 합성된 우레탄 프리폴리머를 주성분으로 포함하고 있으며, 접착력 부여 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 종류라면 어떤 것도 무방하다.
에폭시계 화합물은 비스페놀 A형 수지, 비스페놀 F형 수지, 노볼락 수지 등을 예로 들 수 있으며, 접착력 부여 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 종류라면 어떤 것도 무방하다.
아크릴계 화합물은 아크릴계 단량체로부터 합성된 폴리머로서, 아크릴계 단량체는 예컨대 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴릴레이트, 노르말부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
팽창흑연은 상술한 준불연성 코팅 조성물에 사용된 팽창흑연과 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다. 팽창흑연은 바인더 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부 내지 60 중량부로 포함될 수 있고, 예를 들면, 30 중량부 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 팽창흑연이 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 접착 조성물의 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
무기물은 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이러한 무기물은 상술한 준불연성 코팅 조성물에 사용된 무기물과 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다. 무기물은 바인더 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부, 예를 들면, 5 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 무기물이 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 접착 조성물의 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 접착 조성물을 포함하는 접착층은 접착력을 부여할 정도의 두께로 형성되면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
전술한 구조를 가지는 준불연성 허니콤 복합재의 두께는 5.0 mm 내지 48.0 mm 일 수 있고, 예를 들면, 6.0 mm 내지 45.0 mm, 6.0 mm 내지 40.0 mm 일 수 있다. 이때 상기 두께는 제1 보강재의 두께, 허니콤 코어의 높이(H), 코팅층의 두께 및 제2 보강재의 두께의 총합과 같다. 준불연성 허니콤 복합재의 두께가 상기 범위 내인 경우 안정적인 준불연성을 확보할 수 있을 뿐 아니라 우수한 치수안정성, 단열성 및 흡음성을 동시에 얻을 수 있다.
일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재는 난연 2급의 준불연성을 나타낸다. 구체적으로, 실내장식물의 불연 및 준불연 재료의 인정기준(KFIS 014)에 따라 시험한 결과 준불연재료 인정을 받은 것, 또는 건축물의 내장 재료 및 구조의 난연성 시험 방법의 규격(KS F2271)에 따라 시험한 결과 난연2급을 나타낸 것일 수 있다.
이하, 다른 일 구현예에 따른 준불연성 허니콤 복합재의 제조 방법에 대해 설명한다.
준불연성 허니콤 복합재(10)는 제1 보강재(20)의 일면에 종이 재질의 허니콤 코어(30)를 부착하고, 이어서 제1 보강재(20)에 부착된 허니콤 코어(30)를 준불연성 코팅 조성물로 코팅하여 코팅층(40)을 형성하고, 이어서 코팅층(40)의 상단에 제2 보강재(50)를 부착하는 단계를 거쳐 제조된다.
코팅은 제1 보강재(20)에 부착된 허니콤 코어(30)의 상단을 포함해서 전면에 수행될 수 있다. 다시 말해, 허니콤 코어(30)의 상단뿐 아니라 셀을 이루는 몸체의 내부 및 외부 표면이 코팅될 수 있다. 이러한 코팅은 스프레이 코팅 방식으로 수행될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 제1 보강재(20)와 허니콤 코어(30)와의 부착, 그리고 제2 보강재(50)와 코팅층(40)과의 부착은 각각 접착 조성물에 의해 수행될 수 있다.
상기 제조 방법에서 제1 보강재, 허니콤 코어, 준불연성 코팅 조성물, 제2 보강재, 그리고 접착 조성물에 대한 설명은 앞에서 언급하였으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 　다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다. 또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.
(준불연성 허니콤 복합재의 제조)
실시예 1
바인더 수지로 에폭시계 화합물(정도이앤피주식회사, X-4117) 100 중량부, 팽창흑연 40 중량부(바인더 수지 100 중량부 기준), 그리고 울트라카브(LKAB 미네랄즈사, UltraCarb) 10 중량부(바인더 수지 100 중량부 기준)를 혼합하여 제조된 접착 조성물을 준비하였다.
또한 가용성 규산염(영일화성사, 액상규산칼륨 4호) 70 중량%, 팽창흑연 20 중량%, 그리고 울트라카브(LKAB 미네랄즈사, UltraCarb) 10 중량%를 혼합하여 제조된 준불연성 코팅 조성물을 준비하였다.
두께 0.5mm의 글래스페이퍼(한국화이바社, 글래스페이퍼(GP))의 일면에 높이 8mm, 셀 크기 10mm 및 두께 0.4mm인 종이 재질의 허니콤(삼진하니콤社, 종이하니콤)을 상기 접착 조성물로 부착한 다음, 글래스페이퍼에 부착된 허니콤의 전면을 상기 준불연성 코팅 조성물로 코팅하여 두께 0.1mm의 코팅층을 형성한 다음, 허니콤의 상단에 형성된 코팅층 표면에 두께 0.5mm의 글래스페이퍼(한국화이바社, 글래스페이퍼(GP))를 상기 접착 조성물로 부착하여, 두께 9.1mm의 준불연성 허니콤 복합재를 제조하였다.
비교예 1
삼진하니콤社의 난연하니콤 제품(셀 크기 10mm, 높이 8mm, 두께 0.4mm)을 허니콤으로 준비하였다. 상기 제품은 종이 재질의 허니콤 제조시 인계 난연제의 함침 공정을 거친 것이다.
비교예 2
두께 0.5mm의 글래스페이퍼(한국화이바社, 글래스페이퍼(GP))를 2매 준비한 뒤, 이들 사이에 비교예 1의 허니콤 제품을 실시예 1에서 사용된 접착 조성물로 부착하여 두께 9mm의 허니콤 복합재를 제조하였다.
평가 1: 난연도 측정
실시예 1에서 제조된 준불연성 허니콤 복합재, 비교예 1에서 제조된 허니콤, 그리고 비교예 2에서 제조된 허니콤 복합재를 가로 세로 각 100 mm 크기로 제단 후, 건축물의 내장 재료 및 구조의 난연성 시험 방법의 규격(KS F2271)에 따라 난연도를 측정하였다. 측정 결과, 실시예 1의 경우 준불연성에 해당하는 난연2급으로 확인되었고, 반면 비교예 1 및 2의 경우 난연3급으로 확인되었다.
또한, 실시예 1에서 제조된 준불연성 허니콤 복합재, 비교예 1에서 제조된 허니콤, 그리고 비교예 2에서 제조된 허니콤 복합재를 가로 세로 각 100 mm 크기로 제단 후, 실내장식물의 불연 및 준불연 재료의 인정기준(KFIS 014)에 따라 난연도를 측정하였다. 측정 결과, 실시예 1의 경우 준불연성에 해당하는 난연2급으로 확인되었고, 반면 비교예 1 및 2의 경우 난연3급으로 확인되었다.
이러한 결과를 통해, 종이 재질의 허니콤을 이용하여 준불연성 코팅 조성물로 코팅 후 양면에 보강재로 복합화된 구조를 가지는 준불연성 허니콤 복합재는 난연2급의 준불연성을 확보함을 알 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 준불연성 허니콤 복합재
20: 제1 보강재
30: 허니콤 코어
40: 코팅층
50: 제2 보강재

Claims (14)

  1. 제1 보강재;
    상기 제1 보강재의 상면에 위치하는 종이 재질의 허니콤 코어;
    상기 허니콤 코어의 상단에 위치하고 준불연성 코팅 조성물을 포함하는 코팅층: 및
    상기 코팅층의 상단에 위치하는 제2 보강재를 포함하고,
    상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 서로 동일하거나 상이하며,
    상기 준불연성 코팅 조성물은
    가용성 규산염 50 중량% 내지 80 중량%;
    팽창흑연 10 중량% 내지 30 중량%; 및
    수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기물 5 중량% 내지 20 중량%를 포함하는
    준불연성 허니콤 복합재.
  2. 제1항에서,
    상기 준불연성 코팅 조성물은
    상기 준불연성 코팅 조성물 100 중량부에 대하여,
    인산염, 붕사, 무기안료, 아연, 제2주석, 질석, 펄라이트, 황토, 백토, 경탄, 또는 이들의 조합을 포함하는 첨가제 1 중량부 내지 30 중량부를 더 포함하는 준불연성 허니콤 복합재.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 각각 유리섬유, 글래스페이퍼, 탄소섬유, 부직포 또는 이들의 조합을 포함하는 준불연성 허니콤 복합재.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 각각 0.1 mm 내지 1.0 mm의 두께를 가지는 준불연성 허니콤 복합재.
  5. 제1항에서,
    상기 허니콤 코어는 복수 개의 육각형 모양의 셀을 포함하고,
    상기 허니콤 코어의 높이는 5 mm 내지 40 mm 이고,
    상기 셀을 이루는 몸체의 두께는 0.1 mm 내지 1.0 mm인 준불연성 허니콤 복합재.
  6. 제1항에서,
    상기 허니콤 코어는 복수 개의 육각형 모양의 셀을 포함하고,
    상기 코팅층은 상기 허니콤 코어의 상단 외에, 상기 셀을 이루는 몸체의 내부 및 외부 표면을 둘러싸고 형성되는 준불연성 허니콤 복합재.
  7. 제1항 또는 제6항에서,
    상기 코팅층의 두께는 0.05 mm 내지 1.50 mm 인 준불연성 허니콤 복합재.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 보강재와 상기 허니콤 코어 사이의 위치, 그리고 상기 코팅층과 상기 제2 보강재 사이의 위치 중 적어도 하나에 위치하고 접착 조성물을 포함하는 접착층을 더 포함하고,
    상기 접착 조성물은
    우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물, 아크릴계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 바인더 수지 100 중량부;
    상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여,
    팽창흑연 20 중량부 내지 60 중량부; 및
    수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기물 1 중량부 내지 20 중량부를 포함하는
    준불연성 허니콤 복합재.
  9. 제1항에서,
    상기 준불연성 허니콤 복합재의 두께는 5.0 mm 내지 48.0 mm인 준불연성 허니콤 복합재.
  10. 제1항에서,
    상기 준불연성 허니콤 복합재는 실내장식물의 불연 및 준불연 재료의 인정기준(KFIS 014)에 따라 시험한 결과 준불연재료 인정을 받은 것, 또는 건축물의 내장 재료 및 구조의 난연성 시험 방법의 규격(KS F2271)에 따라 시험한 결과 난연2급을 나타낸 것인 준불연성 허니콤 복합재.
  11. 제1 보강재의 일면에 종이 재질의 허니콤 코어를 부착하는 단계;
    상기 부착된 허니콤 코어를 준불연성 코팅 조성물로 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 코팅층의 상단에 제2 보강재를 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 서로 동일하거나 상이하며,
    상기 준불연성 코팅 조성물은
    가용성 규산염 50 중량% 내지 80 중량%;
    팽창흑연 10 중량% 내지 30 중량%; 및
    수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기물 5 중량% 내지 20 중량%를 포함하는
    준불연성 허니콤 복합재의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 준불연성 코팅 조성물은
    상기 준불연성 코팅 조성물 100 중량부에 대하여,
    인산염, 붕사, 무기안료, 아연, 제2주석, 질석, 펄라이트, 황토, 백토, 경탄, 또는 이들의 조합을 포함하는 첨가제 1 중량부 내지 30 중량부를 더 포함하는 준불연성 허니콤 복합재의 제조 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 제1 보강재 및 상기 제2 보강재는 각각 유리섬유, 글래스페이퍼, 탄소섬유, 부직포 또는 이들의 조합을 포함하는 준불연성 허니콤 복합재의 제조 방법.
  14. 제11항에서,
    상기 제1 보강재와 상기 허니콤 코어와의 부착, 그리고 상기 제2 보강재와 상기 코팅층과의 부착은 각각 접착 조성물로 부착되고,
    상기 접착 조성물은
    우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물, 아크릴계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 바인더 수지 100 중량부;
    상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여,
    팽창흑연 20 중량부 내지 60 중량부; 및
    수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 울트라카브(ultracarb), 규조토, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기물 1 중량부 내지 20 중량부를 포함하는 준불연성 허니콤 복합재의 제조 방법.
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