KR20210070035A

KR20210070035A - 폴리에스테르계 난연성 블라인드

Info

Publication number: KR20210070035A
Application number: KR1020190160030A
Authority: KR
Inventors: 이지형
Original assignee: 디케이티코퍼레이션 주식회사
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2021-06-14
Also published as: KR102298079B1

Abstract

본 발명은 폴리에스테르계 난연성 블라인드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 가정 및 교육시설 또는 공공장소 등에서 사용될 수 있는 환경 유해성이 없는 친환경적인 블라인드를 얻을 수 있고, 무엇보다도 충분한 난연성을 확보하면서 블라인드를 구성하는 각 메쉬가 일정하게 형성될 수 있도록 코팅을 수행한 폴리에스테르계 난연성 블라인드에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르계 난연성 블라인드{Polyester Flame Retardant Blinds}

일반적으로, 블라인드는 외부로부터 실내로 유입되는 빛을 차단하거나 유입되는 빛의 양을 조절하는 기구이다.

이러한 블라인드는 금속, 목재, 섬유 등 다양한 소재로 제작되고 있으나, 금속이나 목재의 경우에는 유연성이 없고 강성이 높아 특수목적 외에는 선호되지 않고 있으며, 섬유로 제조된 것들이 주로 사용되고 있다.

이와 같은 블라인드는 섬유산업과 직접 연관되어 있기 때문에 섬유산업의 침체기와 맞물려 성장이 둔화되어 왔으나, 최근 블라인드의 다양성, 기능성, 전문화, 고급화, 첨단화에 힘입어 신 성장동력 산업의 하나로 자리매김하고 있고, 각종 건물, 학교, 가정 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

그런데, 이들 각종 건물이나 학교, 가정 등에서 일단 화재가 발생하면 블라인드가 하나의 화재 확산 재료가 되기 때문에 인명 및 재산 피해를 증대시키는 요인이 되고 있어 이에 대한 예방이 절실히 요구된다.

이러한 재해를 예방하기 위해 각종 블라인드 등의 난연화가 추진되고 있으며, 특히 난연성은 기본적으로 보유하면서도 기계적 물성이 향상된 제품들이 연구되고 있다.

난연성과 관련된 난연제로는 크게 할로겐계 난연제와 인계 난연제, 안티몬계 난연제가 있는데, 이 중 할로겐계 난연제는 성분 중 7족 할로겐 원소인 Br, Cl, I, F를 함유하는 난연제를 통칭한다.

그런데, 할로겐계 난연제는 난연성이 매우 높은 장점이 있으나, H(수소) 등과 결합하여 연소시 유독가스를 발생하여 환경문제가 심각하므로 네달란드 및 독일에서는 일부 할로겐계 난연제의 사용을 금지하였다.

또한, 할로겐계 난연제를 사용할 경우 수지 가공 및 성형시 발생되는 할로겐화 수소로 인하여 금형 부식, 수지 분해 착색 등의 문제를 발생시키는데, 아래와 같이 예시할 수 있다.

[예시] 할로겐 화합물

이와 같은 할로겐계 난연제의 문제점을 극복하기 위해 대부분 인계 난연제를 사용하고 있다.

이러한 인계 난연제는 분해시 대기나 토양 등의 환경오염을 유발하지 않기 때문에 비할로겐계 난연제로서 현재 여러 나라에서 사용 중이다.

하지만, 인계 난연제를 블라인드의 주재에 단순 코팅할 경우 메쉬가 일정하게 형성되지 않아 제품의 가치를 떨어뜨리는 문제가 있다.

美國 특허 US5990213(1999.11.23), "Flame resistant polyester resin composition" 日本 공개특허 특개2004-107860호(2004.04.08.), "THERMALLY ADHESIVE SHEATH CORE TYPE CONJUGATED SHORT FIBER AND NON-WOVEN FABRIC OF THE SAME" 國內 특허 등록번호 제10-0502059호(2005.07.08.), "할로겐을 함유하지 않는 난연성 조성물, 그 조성물을 이용하여 난연화한 실, 및 그러한 실로 된 난연성 직물 구조물"

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 일반 가정 및 교육시설 또는 공공장소 등에서 사용될 수 있는 환경 유해성이 없는 친환경적인 블라인드를 얻을 수 있고, 무엇보다도 충분한 난연성을 확보하면서 블라인드를 구성하는 각 메쉬가 일정하게 형성될 수 있도록 코팅을 수행한 폴리에스테르계 난연성 블라인드를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 폴리에스테르 원단; 상기 폴리에스테르 원단의 일면 또는 양면에 코팅되고 폴리우레탄 수지를 포함하는 고분자 수지층; 상기 고분자 수지층 위에 코팅되는 안료층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 난연성 블라인드를 제공한다.

이때, 상기 고분자 수지층은 난연성 용액이 코팅되어 형성되고, 상기 난연성 용액은 폴리우레탄 수지 40-60중량%와, 수성화 또는 유성화 된 유무기계 안료 12-18중량% 및 나머지 인계 난연제로 조성되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 인계 난연제는 암모늄 폴리 포스페이트(Ammonium poly-phosphate), 멜라민 폴리 포스페이트(Melamine poly-phosphate), 암모늄 폴리 포스페이트 멜라민 코티드(Ammonium poly-phosphate Melamine coated) 중에서 선택된 어느 하나 인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 인계 난연제는 블럭-코폴리머(Block co-polymer)형태로 구성하고, NCO반응시켜 사용하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 일반 가정 및 교육시설 또는 공공장소 등에서 사용될 수 있는 환경 유해성이 없는 친환경적인 블라인드를 얻을 수 있고, 무엇보다도 충분한 난연성을 확보하면서 블라인드를 구성하는 각 메쉬가 일정하게 형성되게 하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 난연성 블라인드의 제조공정중 일부를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에스테르계 난연성 블라인드는 친환경 섬유인 폴리에스테르계 섬유가 주재로 이루어진 원단, 즉 폴리에스테르 원단(31)이 난연성 용액(32)에 침지되어 있는 침지롤러(33)를 경유하여 난연성 용액(32) 밖에 설치된 탈수롤러(34)를 거쳐 반송되면서 폴리에스테르 원단(31)의 일면 또는 양면에 난연성 용액(32)이 코팅되어 난연성 고분자 수지층을 갖도록 구성된다.

이때, 상기 난연성 고분자 수지층은 폴리에스테르 원단(31)의 표면을 보호하고 난연효과를 보완하게 된다.

또한, 상기 난연성 고분자 수지층은 블라인드의 기초 틀의 역할을 하며, 스크린 등의 중량감, 인장, 인열 등의 외부요소에 대한 내구성도 강화시키게 된다.

뿐만 아니라, 폴리우레탄 수지를 포함하는 상기 난연성 고분자 수지층 위에 유기계 안료층이 더 형성될 수 있다.

상기 유기계 안료층은 폴리에스테르 원단(31)을 최종적으로 보호하고, 소비자의 기호에 따라 다양한 컬러연출을 할 수 있게 하며, 블라인드의 최종 이미지를 완성하게 된다.

이와 같은 난연성 블라인드를 제조하기 위해 먼저, 이물질이 제거된 폴리에스테르 원단(31)을 고분자 수지가 용해된 난연성 용액(32)에 침지시킨다.

이에 따라, 폴리에스테르 원단(31)의 겉과 속 모두에 난연기능이 부여된다.

여기에서, 상기 난연성 용액(32)은 열경화성 수지인 폴리우레탄 수지 및 인계 난연제를 포함한다.

때문에, 난연성 용액(32)에 침지되어 있는 침지롤러(33)를 따라 이동하는 폴리에스테르 원단(31)에는 폴리우레탄 수지, 인계 난연제로 이루어진 난연성 용액(32)이 묻게 되고, 이를 나이프 코팅 방식으로 깎아 내어 고분자 수지층이 코팅 형성되도록 한다.

이 경우, 상기 난연성 용액(32)을 구성하는 인계 난연제는 블럭-코폴리머(Block co-polymer) 형태로 구성되는 것이 바람직하며, 물과 블럭-코폴리머 형태의 인계 난연제가 1:1의 중량비로 혼합된 것, 혹은 인계 난연제만을 단독으로 사용할 수 있다.

특히, 단단한 결합을 위해 NCO(이소시아네이트의 관능기)반응을 시킬 수 있는데, NCO 반응은 -NCO가 -OH에 쉽게 부가하여 상온 또는 저온 가열로 우레탄 결합(-NH-COO-)을 생성함으로써 내마모성, 내후성, 내약품성을 양호하게 할 수 있다.

이때, 반응을 좀더 빠르게 하기 위해 첨가제로서 NCO 가교역할을 도와주는 촉매를 사용할 수 있다.

이와 같이 블럭-코폴리머(Block co-polymer) 형태 및 NCO 반응에 의해 블라인드를 구성하는 각 메쉬가 일정하게 형성될 수 있다.

또한, 난연성 용액(32)에는 유성화된 유기계 안료가 포함된다.

뿐만 아니라, 폴리에스테르계 원단(31)의 표면에 코팅되는 안료층은 외관을 형성하기 때문에 코팅시 원단의 전체 폭을 동일한 두께나 도포량으로 실시함이 바람직하다.

한편, 안료층을 구성하는 인계 난연제의 사용은 표면의 스크래치성, 내구성 등을 향상시키기 위해 최소화하는 것이 바람직하다.

이와 같은 난연성 블라인드의 제조공정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폴리에스테르 원단(31) 표면에 묻어 있는 각종 이물질 등에 의해 화학적 구성이 이루어지지 않아 난연을 방해하지 않도록 호발제 등을 사용하여 이물질 등을 모두 제거한다.

그 후, 난연성 용액(32)에 폴리에스테르 원단(31)을 침지시키는 과정을 거친다. 여기서, 난연성 용액(32)은 물과 1:1의 중량비로 혼합, 또는 인계 난연제만을 단독으로 사용할 수 있다.

이때, 단단한 결합을 위해 NCO(이소시아네이트의 관능기)반응을 시킬 수 있다.

NCO 반응은 -NCO가 -OH에 쉽게 부가하여 상온 또는 저온 가열로 우레탄 결합(-NH-COO-)을 생성함으로써 내마모성, 내후성, 내약품성을 양호하게 할 수 있다.

또한, 반응을 좀더 빠르게 하기 위해 첨가제로서 NCO 가교역할을 도와주는 촉매를 일부 사용하고, 인계 난연제는 블록-코폴리머(Block co-polymer), 즉 블록공중합체 형태로 구성하며, 통상적인 NCO(이소시아네이트) 반응을 시켜서 진행할 수 있다.

아울러, 인계 난연제는 암모늄 폴리 포스페이트(Ammonium poly-phosphate), 멜라민 폴리 포스페이트(Melamine poly-phosphate), 암모늄 폴리 포스페이트 멜라민 코티드(Ammonium poly-phosphate Melamine coated) 중에서 선택될 수 있다.

이 경우, 전술한 대로 NCO 반응을 거쳐 우레탄 결합을 형성함으로써 내마모성, 내후성, 내약품성을 개선할 수 있다.

한편, 난연성 용액에(32)는 난연성을 더욱 강화시키면서 폴리에스테르 원단(31)을 보호할 수 있는 친환경 폴리우레탄 수지가 포함된다.

여기서, 난연성 용액(32)은 폴리우레탄 수지 40-60중량%와, 수성화 또는 유성화 된 유무기계 안료 12-18중량% 및 나머지 인계 난연제로 조성되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 난연성 용액(32)에 침지롤러(33)를 이용해 침지시킨 폴리에스테르 원단(31)을 탈수롤러(34)에 통과시켜 탈수(Squeezing)시키는 과정 및 탈수된 폴리에스테르 원단(31)을 텐터기(Tenter unit)(미도시)에 통과시켜 건조시키는 과정을 거치게 된다.

덧붙여, 고분자 수지층과 안료층에는 기능성과 각 층간 안전성을 확보하기 위해 첨가제가 첨가될 수 있는데, 이러한 첨가제는 난연제와 수지 및 안료 간의 분산을 돕기 위한 분산제와 기포를 방지하기 위한 소포제, 표면의 질감을 향상시키기 위한 표면처리제, 약품의 점도 조절을 위한 증점제 등이 사용될 수 있다.

이렇게 제조된 본 발명에 따른 폴리에스테르계 난연성 블라인드는 예컨대, 아래 예시와 같은 특성을 갖게 된다.

[예시]

본 발명에서는 블라인드의 표면 보호 및 내열성, 내약품성을 증대시키면서 표면 연마 효과를 얻어 미려한 외관을 현출하고 광택도를 높임으로써 소비자의 구매력을 높이도록 기능성 코팅액으로 스프레이 코팅될 수 있다.

이때, 기능성 코팅액은 수산화알루미늄 25중량%와, 인산아연 5중량%와, 폴리비닐피놀리돈 코폴리머 15중량%와, 뮬라이트 15중량%와, 에폭시실란 5중량% 및 나머지 액상탄화수소로 이루어진다.

여기에서, 상기 수산화알루미늄은 폴리머의 소수화를 막고 친수화를 유도하여 결합력과 부착력을 높이면서 난연성을 강화시키기 위해 첨가되고, 상기 인산아연은 화재발생시 공기중의 산소와 결합하여 산화물 또는 질소화물로 된 보호피막을 형성하여 내화성, 난연성을 증대시키기 위해 첨가된다.

또한, 상기 폴리비닐피놀리돈 코폴리머는 조성물에 함유된 결정들의 조대 성장을 억제하여 표면거칠기를 줄임으로써 화학적 연마 효과를 유도하고, 내약품성, 내열성 및 마찰특성이 우수하여 마모를 억제하고 특히, 스크래치 현상 방지에 유효하게 작용한다.

뿐만 아니라, 상기 뮬라이트는 1500℃ 부근까지 고융점화시켜 방염성, 즉 난연성을 강화시키기 위해 첨가되며, 상기 에폭시실란은 유기용매와 혼합된 후 수분과 촉매제에 의해서 피막을 형성하여 발수성은 물론 슬립성에 따른 표면의 마모저항성을 높이면서 내크랙성을 강화시킨다.

그리고, 상기액상탄화수소는 미네랄오일, CM-n 이소파라핀, 이소헥사데칸 등이 있는데 고형분의 용해성이 뛰어나고 냉각기능이 있어 차열 기능을 보강한다.

이와 같이, 본 발명에서는 기능성 코팅액을 이용하여 블라인드 표면에 스프레이 방식으로 더 코팅함으로써 난연성을 더욱 강화시키면서 표면 균일성, 광택성, 내마모성까지 더 얻을 수 있어 소비자 선택의 폭이 더욱 커질 것으로 기대된다.

아울러, 본 발명에 따른 난연성 블라인드 샘플(기능성 코팅액 코팅전, 후 모두 각각)에 대해 상기 기능성 코팅액의 부착성(박리억제성)을 부착력 시험기로 테스트한 결과, 2.4N/㎟로서 일반적인 직물 코팅시 부착력 수치인 1.25N/㎟를 훨씬 상회하여 부착안정성이 매우 우수한 것으로 파악되었다.

뿐만 아니라, 난연성을 확인하기 위해 난연성 시험방법(KS F2271)에 따라 테스트한 결과, 준불연성에 해당하는 난연등급으로 판정되었다.

따라서, 난연특성도 우수하면서 친환경적이고, 외관품질도 뛰어난 블라인드 제조가 가능할 것으로 기대된다.

31: 폴리에스테르 원단
32: 난연성 용액
33: 침지롤러
34: 탈수롤러

Claims

폴리에스테르 원단;
상기 폴리에스테르 원단의 일면 또는 양면에 코팅되고 폴리우레탄 수지를 포함하는 고분자 수지층;
상기 고분자 수지층 위에 코팅되는 안료층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 난연성 블라인드.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자 수지층은 난연성 용액이 코팅되어 형성되고, 상기 난연성 용액은 폴리우레탄 수지 40-60중량%와, 수성화 또는 유성화 된 유무기계 안료 12-18중량% 및 나머지 인계 난연제로 조성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 난연성 블라인드.
청구항 2에 있어서,
상기 인계 난연제는 암모늄 폴리 포스페이트(Ammonium poly-phosphate), 멜라민 폴리 포스페이트(Melamine poly-phosphate), 암모늄 폴리 포스페이트 멜라민 코티드(Ammonium poly-phosphate Melamine coated) 중에서 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 난연성 블라인드.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 인계 난연제는 블럭-코폴리머(Block co-polymer)형태로 구성하고, NCO반응시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 난연성 블라인드.