KR100554439B1

KR100554439B1 - 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 표면재

Info

Publication number: KR100554439B1
Application number: KR1020030024409A
Authority: KR
Inventors: 임근
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2006-02-22
Also published as: KR20040090313A

Abstract

본 발명은 난연첨가제가 배합된 난연PVC(Polyvinyl Chloride)시트 및 난연ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)시트를 포함하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 표면재는 난연PVC수지와 난연ABS수지를 조합 적층하여 PVC수지의 자기소화성과 ABS수지의 진공성형성(신율 및 저온충격강도 등)을 복합 적용함으로써 진공성형 작업성과 방염성능을 동시에 만족할 수 있으며, 특히 불에 취약한 합성수지 도어의 방염성능을 향상시키는 장점이 있다. 또한 대칭구조를 사용함으로써 소재의 열적 특성 차이로 인한 변형을 최소화할 수 있다.

합성수지 도어, 합성수지 표면재, 방염성능, 난연ABS시트, 난연PVC시트

Description

방염성능을 지닌 합성수지 도어의 표면재{Flame-retardant plastic skin of plastic door}

도 1은 일반적인 합성수지 도어의 조립 형상을 도시한 도면,

도 2는 도 1의 A-A' 부분의 단면도,

도 3은 종래 합성수지 도어의 합성수지 표면재의 층구성을 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 방염성능을 지닌 합성수지 표면재의 층구성을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 합성수지 표면재 2: 외곽심재

3: 보강심재 4: 내부충진재

5: PVC무늬필름 6: ABS시트

7: 난연PVC시트 8: 난연ABS시트

본 발명은 진공성형을 통한 합성수지 도어의 제작에 있어 방염성능을 지닌 표면재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난연PVC시트와 난연ABS시트를 조합 적층하 여 PVC수지의 자기소화성과 ABS수지의 진공성형성(신율 및 저온충격강도 등)을 복합 적용함으로써 불에 취약한 합성수지 도어의 방염성능을 향상시킨 합성수지 도어의 표면재에 관한 것이다.

도어의 표면소재로 합판, PB(Particle Board), MDF(Medium Density Fiberboard, 중밀도섬유판) 등의 목재가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 대량생산이 용이한 ABS시트가 많이 사용되고 있다. 합성수지 도어는 표면재로 합성수지를 사용하는 도어를 칭하는 것으로, 도 1 및 도 2와 같은 구조를 지닌다.

합성수지 도어는 수작업 가공이 많은 목재 도어와는 달리 금형을 사용하여 성형하므로 대량생산이 용이한 장점이 있으며, 표면의 PVC무늬필름을 자유롭게 변경할 수 있으므로 색상의 표현이 용이하다. 이러한 이유로 합성수지 도어의 사용이 증가하고 있다.

하지만 합성수지 도어는 표면재로 ABS를 사용함으로써 ABS의 가연성으로 인해 화재 발생시 보다 큰 피해를 초래하고 있다. 아울러 각종 법규(소방법)의 강화로 합성수지 도어의 사용 규제가 심화되고 있다. 따라서, 가연성을 지닌 ABS의 단점이 개선될 필요가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 가공성을 유지하면서 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 표면재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 난연첨가제가 배합된 난연PVC(Polyvinyl Chloride)시트 및 난연ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)시트를 포함하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재를 제공한다.

본 발명에서 사용되는 난연첨가제는 테트라브로모비스페놀에이(Tetra Bromo Bisphenol A, TBBA), TBBA계 페녹시 수지, TBBA계 카보네이트 올리고머, 브로미네이티드 에폭시 올리고머(Brominated Epoxy Oligomer, BEO), 옥타브로모디페닐옥사이드(Octabromodiphenyloxide), 데카브로모디페닐옥사이드, 트리브로모페녹시에탄, 헥사브로모디페녹시 에탄(hexabromo Diphenoxy Ethane), 데카브로모디페닐에탄, 에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드), 2,4,6-트리스(2,4,6-트리브로모페녹시) 1,3,5-트리아진 등의 할로겐화합물, 트리페닐인산염, 트리(히드록시페닐)인산염, 트리크레질인산염 등의 인계 난연제 중에서 선택된다. 에폭시 난연제로서 에폭시 말단이 트리브로모페놀로 치환된 브로미네이티드 에폭시 올리고머 역시 사용 가능하며, 또한 위에서 열거한 여러 난연제를 병용 사용하는 것도 가능하다.

특히 할로겐계 난연제가 바람직하고, 난연제 사용량은 ABS 공중합체 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부를 사용할 수 있으나, 20 중량부 이상을 초과할 경우 난연성은 뛰어나나 가공성, 기계적 강도 저하가 발생하여 바람직하지 않다. PVC수지의 경우도 ABS수지와 같이 PVC수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부의 난연제를 사용할 수 있다.

본 발명의 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재는 소재의 열적 특성 차이로 인한 변형을 최소화하기 위하여, 난연PVC시트-난연ABS시트-난연PVC시 트 또는 난연ABS시트-난연PVC시트-난연ABS시트의 대칭구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방염성능을 지닌 합성수지 표면재는 PVC무늬필름을 추가로 적층하여 표면의 색상을 자유롭게 변경할 수 있으며, 또한 진공성형 또는 프레스 성형을 통해 그 표면에 음각, 양각 또는 음양각을 부여할 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 일반적인 합성수지 도어의 조립 형상을 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 A-A' 부분의 단면도이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 합성수지 도어는 전후 표면을 이루어 외관을 부여하는 합성수지 재질의 표면재(1), 상기 표면재(1) 내부에 충진된 내부충진재(4), 상기 내부충진재(4)의 양측면에 배치된 보강심재(3), 및 도어 양측면에 삽입된 외곽심재(2)로 구성되어 있다. 상기 외곽심재(2)로서 PVC발포 심재, 라왕심재, LVL(Laminated Veneer Lumber)심재 등을 사용할 수 있고, 상기 보강심재(3)로서는 LVL심재 등을 사용할 수 있으며, 상기 내부충진재(4)로서는 스티로폼, 우레탄 폼, 종이하니컴(Honeycomb) 등을 사용할 수 있다.

도 3은 종래 합성수지 도어의 합성수지 표면재의 층구성을 도시한 단면도로서, 합성수지 도어의 표면재(1)는 일반적으로 진공성형을 통해 음양각 형상을 준다. 이를 위해 표면재의 소재는 신율 및 충격강도가 우수해야 한다. PVC나 PS(Polystyrene)수지는 충격강도(특히 저온충격강도)가 취약하며 신율 역시 낮다. PE(Polyethylene)나 PP(Polypropylene)수지는 타 소재와의 접착이 어렵다는 단점이 있다. ABS수지는 이러한 특성을 모두 충족하는 수지이므로 합성수지 도어의 표면재 로 많이 사용되고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 합성수지 도어의 표면재는 1.0 내지 2.0 T(㎜) 두께의 평판 ABS시트(6)에 0.1 내지 0.3 T 두께의 PVC무늬필름(5)을 붙이고 진공성형하여 음양각 형상을 부여한 것이다.

하지만 ABS수지는 가연성으로 방염성능을 충족하지 못한다. 따라서, 본 발명에서는 가연성의 표면재를 개선하여 방염성능을 지니게 하므로 합성수지 도어의 불에 대한 단점을 보완하고자 하였다.

이를 위하여 우선 ABS수지에 난연첨가제를 배합하여 카렌다 공법을 통해 시트(이를 난연ABS시트라 칭함) 상태로 제조하고, 역시 PVC수지에 난연첨가제를 배합하여 카렌다 공법을 통해 시트(이를 난연PVC시트라 칭함) 상태로 제조한 다음, 이렇게 생산된 난연ABS시트와 난연PVC시트를 조합 적층함으로써 방염성능을 부여할 수 있다. 적층 방법은 Hot Press 또는 Laminating 방법 등을 통해 수행될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, PVC수지는 자기소화성이 있으나 신율 및 저온충격성이 좋지 않아 진공성형 작업이 어렵다. 또한 ABS수지는 신율 및 저온충격성은 우수하나 가연성이 강하므로 난연첨가제를 첨가하더라도 방염성능을 충족할 수 없다.

본 발명에서는 이러한 상반된 특성을 지닌 난연PVC시트와 난연ABS시트를 조합 사용하므로 진공성형 작업성과 방염성능을 동시에 만족할 수 있다. 난연PVC층은 불꽃에 대한 탄화를 방지하는 역할을 하며 난연ABS층은 진공성형성이 가능하도록 하는 역할을 한다. 참고로 국내 소방법에서 규정하는 방염성능은 합성수지판의 경우 규정된 시험방법에 의거 탄화면적 40 ㎠ 이내, 잔염시간 5초 이내, 잔신시간 20 초 이내, 탄화길이 20 ㎝ 이내이여야 한다.

한편, 두가지 소재의 시트를 적층할 경우 소재간의 열적 특성(선팽창 계수)의 차이에 따라 발생될 수 있는 변형을 최소화하기 위해 적층 순서를 고려해야 한다.

난연PVC시트와 난연ABS시트를 단순 적층할 경우 PVC와 ABS의 수축율 또는 온도에 따른 선팽창 계수의 차이로 인해 적층된 시트가 바가지 형상처럼 변형된다. 이러한 변형은 진공성형의 작업성을 저하시킬 뿐만 아니라 도어 완제품 제작후 도어 변형의 원인이 되기도 한다.

따라서, 소재의 열적 특성 차이로 인한 변형을 최소화하기 위해서는 층 구성을 대칭으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, ABS를 중심에 두고 양쪽에 PVC를 적층한다. 다시 말해 난연PVC시트(7)-난연ABS시트(8)-난연PVC시트(7) 순으로 적층한다. 반대로 PVC를 중심에 두고 양쪽에 ABS를 적층하는 것, 즉 난연ABS시트-난연PVC시트-난연ABS시트의 순서로 적층하는 것도 가능하다. 이와 같이, 소재의 층구성을 대칭으로 적층함으로써 수축팽창에 따른 변형을 최소화할 수 있는 것이다. 이렇게 적층된 시트에 PVC무늬필름(5)을 붙여 진공성형하거나 PVC무늬필름 없이 진공성형하여 도어의 표면재를 완성한다. PVC무늬필름(5)은 필름내 첨가된 가소제의 양과 자체 두께(0.15 내지 0.25 ㎜)로 인해 적층시트의 변형에 큰 영향을 주지 않는다.

실시예

ABS수지 100 중량부에 난염첨가제로서 TBBA를 15 중량부 배합하고 기타 난염 첨가제를 5 중량부 정도를 배합하며, PVC수지 100 중량부에 난연첨가제로서 TBBA를 17 중량부 배합하고 삼산화안티몬을 3 중량부를 배합하여 카렌다공법이나 압출공법을 통하여 각각 시트 상태로 제조한 후, 도 4와 같이 난연PVC시트(7)-난연ABS시트(8)-난연PVC시트(7)-PVC무늬필름 (5) 순으로 또는 난연PVC시트(7)-난연ABS시트(8)-난연PVC시트(7) 순으로 적층한 다음, Hot Press를 통하여 일체화하여 방염성능을 지닌 합성수지판을 제작하였다. 이를 판상형태로 또는 진공성형이나 프레스성형을 통해 음양각의 형상을 부여하여 합성수지 도어의 표면재로 사용하였다.

비교예

ABS수지를 카렌다 공법 또는 압출공법을 통하여 시트 상태로 제조한 후, 도 3와 같이 상부층에 PVC무늬필름(5)을 붙여 합성수지판을 제조하였다. 이를 이용하여 판상형태 또는 진공성형을 통해 음양각 형상을 부여하여 합성수지 도어의 표면재로 사용하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 표면재에 방염성능을 테스트하였고, 그 결과는 표 1과 같다.

	실시예	비교예
탄화면적(㎠)	30∼40	측정불가
잔염시간(초)	5초 이내	측정불가
잔신시간(초)	20초 이내	측정불가
탄화길이(㎝)	20 ㎝ 이내	측정불가
시험방법: 소방법 11조에 규정된 방염성능시험

표 1에 따르면, 본 발명에 따른 표면재는 소방법에 규정된 방염성능 기준을 모두 충족하였으며, 반면에 비교예의 경우 불꽃 제거후에도 계속 자기소화성이 없어 발화가 진행되어 시편이 완전 연소되므로 측정이 불가능하였다.

본 발명에 따른 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 표면재는 난연PVC수지와 난연ABS수지를 조합 적층하여 PVC수지의 자기소화성과 ABS수지의 진공성형성을 복합 적용함으로써 진공성형 작업성과 방염성능을 동시에 만족할 수 있으며, 특히 불에 취약한 합성수지 도어의 방염성능을 향상시키는 장점이 있다. 또한 대칭구조를 사용함으로써 소재의 열적 특성 차이로 인한 변형을 최소화할 수 있다.

Claims

난연첨가제가 배합된 난연PVC(Polyvinyl Chloride)시트 및 난연ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)시트를 포함하며,

난연PVC시트-난연ABS시트-난연PVC시트 또는 난연ABS시트-난연PVC시트-난연ABS시트의 대칭구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재.
제 1항에 있어서, 상기 난연첨가제가 테트라브로모비스페놀에이(Tetra Bromo Bisphenol A, TBBA), TBBA계 페녹시 수지, TBBA계 카보네이트 올리고머, 브로미네이티드 에폭시 올리고머(Brominated Epoxy Oligomer, BEO), 에폭시 말단이 트리브로모페놀로 치환된 브로미네이티드 에폭시 올리고머, 옥타브로모디페닐옥사이드 (Octabromodiphenyloxide), 데카브로모디페닐옥사이드, 트리브로모페녹시에탄, 헥사브로모디페녹시 에탄(hexabromo Diphenoxy Ethane), 데카브로모디페닐에탄, 에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드), 2,4,6-트리스(2,4,6-트리브로모페녹시) 1,3,5-트리아진, 트리페닐인산염, 트리(히드록시페닐)인산염, 및 트리크레질인산염 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재.
제 2항에 있어서, 상기 난연첨가제가 브로미네이티드 에폭시 올리고머, 에폭시 말단이 트리브로모페놀로 치환된 브로미네이티드 에폭시 올리고머, 옥타브로모디페닐옥사이드, 데카브로모디페닐옥사이드, 트리브로모페녹시에탄, 헥사브로모디 페녹시 에탄, 데카브로모디페닐에탄, 에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드), 2,4,6-트리스(2,4,6-트리브로모페녹시) 1,3,5-트리아진으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상의 할로겐 화합물인 것을 특징으로 하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 난연첨가제의 사용량은 PVC수지 및 ABS수지 각 100 중량부에 대하여 각각 1 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재.
삭제
제 1항에 있어서, PVC무늬필름을 추가로 포함하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재.
제 1항에 있어서, 표면에 음각, 양각 또는 음양각이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방염성능을 지닌 합성수지 도어의 합성수지 표면재.