KR20220018431A - 난연성 고분자 소재 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생명 활동을 위해 에너지를 공급하는 유기 화합물인 아데노신 삼인산(ATP)을 이용하여 난연성을 향상시킨 난연성 고분자 소재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 고분자 소재는 고분자 수지의 표면에, 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층이 형성될 수 있다.
Description
본 발명은 생명 활동을 위해 에너지를 공급하는 유기 화합물인 아데노신 삼인산(ATP)을 이용하여 난연성을 향상시킨 난연성 고분자 소재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 폴리우레탄 수지는 우수한 마모, 뛰어난 기계적 물성 및 탄성력 등으로 인하여 자동차, 전선, 공압 호스, 매트리스 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있으나, 취약한 난연 특성으로 인해 매우 우수한 난연성이 요구되는 가정 및 산업 분야에서는 사용이 극히 제한되고 있다.
이러한 폴리우레탄 소재의 난연성을 높이기 위해 할로겐 기반의 난연제가 폭넓게 사용되어 왔으나, 연소 시에 인체에 유해한 독성 가스가 발생되는 문제점으로 인해 국제환경기구의 규제로 사용이 금지되고 있다.
따라서, 친환경 소재인 인계 난연제의 개발이 활발히 이루어지고 있으나, 종래의 인계 난연제는 난연성을 증진시키기 위해 2가지 이상의 첨가제가 필요하며, 인의 함량이 낮아 높은 난연성을 달성하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 고분자 수지에 친환경 난연제의 잠재성을 갖는 아데노신 삼인산(ATP)을 반대 전하를 띄는 고분자와 함께 적층 코팅하여 난연성을 향상시킨 난연성 고분자 소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 난연성 고분자 소재 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 고분자 소재는 고분자 수지의 표면에, 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 고분자 소재는 연소 시에 유리 파편 형태의 차르(char)를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 고분자 소재는 연소 시에 초기 부피 대비 10배 이상의 부피 팽창이 일어날 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고분자 수지는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 및 우레아 (Urea) 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산은 서로 정전기적 인력에 의해 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층의 두께는 0.8 ㎛ 내지 4 ㎛ 일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 난연성 고분자 소재의 제조 방법은, 고분자 수지의 표면에 아데노신 삼인산(ATP)을 코팅하는 제1 단계, 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지의 표면에 키토산을 코팅하는 제2 단계, 및 증류수에 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅층이 형성된 고분자 수지를 침지시키는 제3 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 단계 내지 제3 단계는 적어도 3회 이상 반복적으로 수행할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 단계 내지 제3 단계는 5회로 반복 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 단계는, 아데노신 삼인산(ATP)을 포함하는 수용액에 고분자 수지를 침지시키는 단계, 및 상기 고분자 수지를 압착하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수용액은 pH 5 내지 8 의 정제수 또는 완충용액일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 단계는, 키토산을 포함하는 아세트산 용액에 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지를 침지시키는 단계, 및 침지 후의 고분자 수지를 압착하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고분자 수지는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 및 우레아 (Urea) 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태로, 상기 방법으로 제조되고, 고분자 수지의 표면에, 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층이 형성된 난연성 고분자 소재를 들 수 있다.
일 실시예에서, 상기 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층의 두께는 0.8 ㎛ 내지 4 ㎛ 일 수 있다.
본 발명의 난연성 고분자 소재에 포함된 아데노신 삼인산(ATP)은 분자 자체에 난연 소재에서 필수적인 3대 구성 요소인 인(P), 질소(N) 및 탄소(C)를 포함하기 때문에, 다른 첨가제의 존재 없이도, 삼인산기, 리보오스 및 질소 함유 염기 각각의 멀티 시너지 효과를 통해 우수한 난연 특성을 나타낼 수 있으며, 여러 고분자 수지에 적용하여 고분자 수지의 난연성을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 아데노신 삼인산(ATP)은 세포에서 다양한 생명 활동을 수행하기 위해 매일 생성되는 유기 화합물이기에 무독성으로서 식품용기, 의료용기 등에 친환경 난연제로 적용 가능하다.
아울러, 본 발명에 따르면, 고분자 수지에 친환경 난연제의 잠재성을 갖는 아데노신 삼인산(ATP)을 반대 전하를 띄는 고분자와 함께 적층 코팅하여, 고분자 수지에 다량의 난연성 물질을 코팅시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비할로겐계 인계 난연제가 코팅된 고분자 수지 및 이의 난연 특성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 고분자 소재의 제조 방법을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 난연성 폴리우레탄의 난연 성능 평가 결과를 나타낸다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 고분자 소재의 제조 방법을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 난연성 폴리우레탄의 난연 성능 평가 결과를 나타낸다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비할로겐계 인계 난연제가 코팅된 고분자 수지 및 이의 난연 특성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비할로겐계 인계 난연제는 아데노신 삼인산(ATP)을 포함한다.
아데노신 삼인산(ATP)은 흥분, 근육 수축 및 화학 합성의 신경 전도를 포함하여 살아있는 유기체의 다양한 생화학적 과정에 에너지를 제공하는 중요한 생체 분자이다.
아데노신 삼인산(ATP)는 도 1에 도시된 바와 같이, 삼인산기(three phosphate groups), 리보오스(Ribose) 및 아데닌(Adenine) 염기로 구성되어 있으며, 분자 자체에 난연 소재에서 필수적인 3대 구성 요소인 인(P), 질소(N) 및 탄소(C)를 포함하고 있어서 우수한 난연성을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비할로겐계 인계 난연제는 연소 시에 유리 파편 형태의 차르(char)를 형성하여 여러 고분자 수지의 난연성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 비할로겐계 인계 난연제는 연소 시에 초기 부피 대비 최소 10 배 이상, 바람직하게는 70 내지 80배의 부피 팽창이 일어나기에, 적은 양으로도 여러 고분자 수지에 우수한 난연성을 부여할 수 있다.
이는 아데노신 삼인산(ATP)에 함유된 삼인산기, 아데닌 염기 및 리보오스가 멀티 시너지 효과를 발휘하기 때문이다.
구체적으로, 삼인산기는 산 공급원(acid source)으로 작용하며, 상대적으로 낮은 온도(약 160 내지 200℃)에서 방출되어 유리 파편 형태의 차르(char) 형성을 촉진할 수 있다.
리보오스는 차르 공급원(char source)으로 작용하며, 연소 시에 유리 파편 형태의 차르(char)를 형성할 수 있다.
아데닌은 질소를 함유하는 염기로, 발포제(blowing agent)로 작용하여 연소 시에 암모니아 등의 불연성 가스를 방출하게 된다.
따라서, 본 발명의 아데노신 삼인산(ATP) 함유 난연제는 다른 첨가제의 존재 없이도, 삼인산기, 리보오스 및 아데닌 염기 각각의 멀티 시너지 효과를 통해 우수한 난연 특성을 나타낼 수 있으며, 여러 고분자 수지에 적용하여 고분자 수지의 난연성을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 난연제에 함유된 아데노신 삼인산(ATP)은 세포에서 다양한 생명 활동을 수행하기 위해 매일 생성되는 유기 화합물이기에 무독성으로서 식품용기, 의료용기 등에 친환경 난연제로 적용 가능한 장점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 난연성 고분자 소재는, 고분자 수지의 표면에, 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층이 형성될 수 있다.
키토산(Chitosan)은 소수성을 띄는 친환경 고분자로 구조 내 아미노기에 의해 (+) 전하를 띄며, 이로 인해 (-) 전하를 띄는 아데노신 삼인산(ATP)과 정전기적 인력에 의해 결합을 형성하여 적층 결합을 이룰 수 있다. 따라서, 키토산은 수용성인 아데노신 삼인산(ATP)의 코팅 효과를 극대화하기 위한 물질로 활용될 수 있다. 즉, 아데노신 삼인산(ATP)은 키토산(Chitosan)과의 적층 결합으로 인해 고분자 수지의 표면에 충분한 양으로 코팅되어 난연 효과를 발휘할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 난연성 고분자 소재는 고분자 수지의 표면에 연속적으로 상반되는 인력의 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 적층된 코팅층이 형성되어 있기 때문에, 고분자 소재의 난연성이 향상될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 고분자 소재는 아데노신 삼인산(ATP)이 지니는 우수한 난연성으로 인해, 연소 시에 유리 파편 형태의 차르(char)를 형성하여 고분자 소재의 난연성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 난연성 고분자 소재는 연소 시에 초기 부피 대비 최소 10 배 이상, 바람직하게는 70 내지 80배의 부피 팽창이 일어나기에, 우수한 난연성을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 고분자 소재에 적용되는 고분자 수지는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 및 우레아 (Urea) 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 상기 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층의 두께는 0.8 ㎛ 내지 4 ㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 두께가 0.8 ㎛ 미만인 경우 난연 효과의 발현이 미미하여, 추가적인 첨가제가 요구되는 문제점이 발생하고, 4 ㎛ 를 초과하는 경우 난연 효과의 차이가 크지 않아 비경제적인 문제점이 있으며, 재료 자체가 지니는 기계적 물성이 저하된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태로 상기 난연성 고분자 소재를 제조하는 방법을 들 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 고분자 소재의 제조 방법은, 고분자 수지의 표면에 아데노신 삼인산(ATP)을 코팅하는 제1 단계(S 100), 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지의 표면에 키토산을 코팅하는 제2 단계(S 200), 및 증류수에 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅층이 형성된 고분자 수지를 침지시키는 제3 단계(S 300)를 포함할 수 있다.
먼저, 고분자 수지의 표면에 아데노신 삼인산(ATP)을 코팅하는 제1 단계(S 100)를 수행한다.
일 실시예에서, 상기 S 100 단계는, 아데노신 삼인산(ATP)을 포함하는 수용액에 고분자 수지를 침지시키는 단계(S 110), 및 상기 고분자 수지를 압착하는 단계(S 120)를 포함할 수 있다.
상기 S 110 단계는 아데노신 삼인산(ATP)을 포함하는 수용액에 고분자 수지를 충분한 시간(20 ~ 30 초)동안 침지시켜 아데노신 삼인산(ATP)이 고분자 수지의 표면에 코팅되도록 하기 위한 것이다.
이때, 상기 S 110 단계에서 사용되는 수용액은 pH 5 내지 8, 바람직하게는 6.8 내지 7.4 의 정제수인 것이 바람직하다. 이는 상기 pH 범위를 벗어나는 경우, 아데노신 삼인산(ATP)의 수용화가 잘 이루어지지 않기 때문이다.
보다 바람직하게는, 상기 수용액은 pH 5 내지 8 의 완충용액을 사용할 수 있다. 수용액 내의 pH가 급격하게 변하게 되면 아데노신 삼인산(ATP)의 변형 및 파괴가 일어나게 되는데, 완충용액은 이러한 pH 변화를 막아주어 아데노신 삼인산(ATP)의 성능을 최대한 이끌어내도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 수용액이 pH 5 내지 8 의 완충용액을 사용하는 경우, 완충용액의 -OH 가 가교제 역할을 하여, 난연제 물질(도 1의 ATP)이 응집 및 석출되지 않고 고분자 물질에 흡착될 수 있다. 이때, 상기 완충용액은 예를 들어, pH 5 내지 8의 TAE(Tris acetate/EDTA), HEPES(Hydroxyethyl piperazine Ethane Sulfonicacid), PBS(Phosphate buffered saline), TES, Bis-Tris 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 S 120 단계는 고분자 수지를 압착(squeeze)하여 고분자 수지에 남아있는 용액을 제거하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 고분자 수지는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, EVA(Ethylene-vinyl acetate), 면 섬유 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지의 표면에 키토산을 코팅하는 제2 단계(S 200)를 수행한다.
일 실시예에서, 상기 S 200 단계는, 키토산을 포함하는 아세트산 용액에 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지를 침지시키는 단계(S 210), 및 침지 후의 고분자 수지를 압착하는 단계(S 220)를 포함할 수 있다.
상기 S 210 단계는 키토산을 포함하는 아세트산 용액에 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지를 충분한 시간(20 ~ 30 초)동안 침지시켜 키토산을 아데노신 삼인산(ATP)과 정전기적 인력에 의해 결합시켜 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅층을 고분자 수지의 표면에 형성하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 상기 키토산을 포함하는 아세트산 용액은 키토산의 침전이 생기지 않도록, 1% 아세트산 용액에 약 1% 농도의 키토산을 녹여 준비할 수 있다.
한편, 상기 S220 단계는 침지 후의 고분자 수지를 압착(squeeze)하여 고분자 수지에 남아있는 용액을 제거하기 위한 것이다.
이후, 증류수에 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅층이 형성된 고분자 수지를 침지시키는 제3 단계(S 300)를 수행한다.
상기 S 300 단계를 통해 고분자 수지의 표면의 잔여 키토산을 제거하고 불순물을 제거하여, 고분자 수지의 표면에 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅층이 형성된 난연성 고분자 소재를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 제1 단계 내지 제3 단계를 수행하는 것을 1 사이클로 하여, 상기 제1 단계 내지 제3 단계를 적어도 3회 이상 반복적으로 수행하여 고분자 수지의 표면에 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다.
가장 바람직하게는 상기 제1 단계 내지 제3 단계를 5회 반복 수행하여, 난연제 물질을 고분자 수지의 표면에 충분한 양으로 코팅되도록 하여 고분자 수지의 난연 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 고분자 수지에 친환경 난연제의 잠재성을 갖는 아데노신 삼인산(ATP)을 반대 전하를 띄는 고분자인 키토산과 함께 적층 코팅하여, 고분자 수지에 다량의 난연성 물질을 코팅시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 난연성 물질인 아데노신 삼인산(ATP)과 정전기적 인력에 의해 결합을 형성할 수 있는 친환경 고분자인 키토산을 교대로 적층시키는 다층박막적층법(layer-by-layer)을 통해, 수용성인 아데노신 삼인산을 고분자 수지의 표면에 다량으로 코팅시킬 수 있어 고분자 수지의 난연성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 아데노신 삼인산(ATP)의 수용액으로 pH 5 내지 8의 완충용액을 사용하는 경우, 아데노신 삼인산(ATP)의 변형 및 파괴를 막아 난연 성능을 최대한 이끌어낼 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예와 함께 본 발명의 내용을 추가적으로 설명하도록 하겠다.
아데노신 삼인산(ATP)을 pH 6.8 내지 7.4 의 TAE(Tris acetate/EDTA) 완충용액(0.1M, 40mL)에 첨가하여 수용화시켰다. 이때, 용액에 녹는 아데노신 삼인산의 양은 100mg/ml 이다.
한편, 키토산은 침전이 생기지 않도록 1% 아세트산 용액에 1% 농도로 녹여 수용화시켰다.
이후, 아데노신 삼인산(ATP) 수용액에 폴리우레탄 폼을 넣어 20-30초 동안 침지시킨 후, 충분히 적셔진 폴리우레탄 폼을 압착(squeeze)하여 용액을 제거하여 폴리우레탄 폼의 표면에 아데노신 삼인산(ATP)을 코팅하였다.
다음으로, 키토산 수용액에 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 폴리우레탄 폼을 넣어 20-30초 동안 침지시킨 후, 충분히 적셔진 폴리우레탄 폼을 압착(squeeze)하여 용액을 제거하여 폴리우레탄 폼의 표면에 코팅된 아데노신 삼인산(ATP)과 키토산을 적층 결합시켜 코팅층을 형성하였다.
이후, 증류수에 폴리우레탄 폼을 침지시켜 충분히 헹군 뒤 압착(squeeze)하여 폴리우레탄 폼 표면의 잔여 키토산을 제거하였다.
상술한 방법을 1회 사이클로 하여, 각각 1 내지 5회의 횟수로 반복적인 코팅을 수행하여 난연성 폴리우레탄을 제조하였다.
난연성 고분자 소재의 난연 특성 평가
기존의 가연성 폴리우레탄 폼(Bare PU, 비교예 1)과 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 난연성 폴리우레탄의 난연 특성을 비교하기 위해, UL 94 HBF 규격에 따른 난연 평가를 수행하고, 그 결과를 도 3에 나타냈다.
도 3에 나타나듯이, 기존의 가연성 폴리우레탄 폼은 수 초 내에 규격 샘플이 모두 연소되어 사라지는 것을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 난연성 폴리우레탄의 경우, 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅 횟수가 증가함에 따라 난연성이 증대되는 것으로 나타났다.
구체적으로, 3회 코팅 시에는 HBF 등급을 획득하였고, 4회 코팅 시에는 HF-2 등급, 5회 코팅 시에는 최고 등급인 HF-1 등급을 획득한 것을 확인할 수 있다.
이러한 결과를 보아, 본 발명의 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅층의 코팅 횟수는 적어도 3회 이상인 것이 바람직하며, 코팅 횟수가 5회인 경우 가장 높은 난연성을 확보할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (15)
- 고분자 수지의 표면에, 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층이 형성된, 난연성 고분자 소재.
- 제1항에 있어서,
상기 난연성 고분자 소재는 연소 시에 유리 파편 형태의 차르(char)를 형성함을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재.
- 제1항에 있어서,
상기 난연성 고분자 소재는 연소 시에 초기 부피 대비 10배 이상의 부피 팽창이 일어나는 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재.
- 제1항에 있어서,
상기 고분자 수지는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 및 우레아(Urea) 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재.
- 제1항에 있어서,
상기 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산은 서로 정전기적 인력에 의해 결합된 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재.
- 제1항에 있어서,
상기 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층의 두께는 0.8 ㎛ 내지 4 ㎛인 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재.
- 고분자 수지의 표면에 아데노신 삼인산(ATP)을 코팅하는 제1 단계;
아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지의 표면에 키토산을 코팅하는 제2 단계; 및
증류수에 아데노신 삼인산(ATP)-키토산 코팅층이 형성된 고분자 수지를 침지시키는 제3 단계;를 포함하는,
난연성 고분자 소재의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 단계 내지 제3 단계는 적어도 3회 이상 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 단계 내지 제3 단계는 5회로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 단계는,
아데노신 삼인산(ATP)을 포함하는 수용액에 고분자 수지를 침지시키는 단계; 및
상기 고분자 수지를 압착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 수용액은 pH 5 내지 8 의 정제수 또는 완충용액인 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제2 단계는,
키토산을 포함하는 아세트산 용액에 아데노신 삼인산(ATP)이 코팅된 고분자 수지를 침지시키는 단계; 및
침지 후의 고분자 수지를 압착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 고분자 수지는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 및 우레아(Urea) 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재의 제조 방법.
- 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되고,
고분자 수지의 표면에, 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층이 형성된 것인, 난연성 고분자 소재.
- 제14항에 있어서,
상기 아데노신 삼인산(ATP) 및 키토산이 교대로 적층된 코팅층의 두께는 0.8 ㎛ 내지 4 ㎛인 것을 특징으로 하는,
난연성 고분자 소재.
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