상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 열경화성 수지 함침액에 탄산칼슘을 첨가 혼합하여서 된 난연함침액에 무늬목을 함침시킨 다음 건조하는 난연성을 갖는 함침무늬목의 제조방법에 있어서, 상기 난연함침액이 열경화성 수지 함침액 100중량부에 대하여 탄산칼슘을 60∼200중량부 첨가 혼합하여서 된 것임을 특징으로 하는 난연성을 갖는 함침무늬목의 제조방법을 제공한다.
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또, 본 발명에서는 열경화성 수지 함침액에 탄산칼슘을 첨가 혼합하여서 된 난연함침액에 무늬목을 함침시킨 다음 건조시켜 얻어진 함침무늬목을 적어도 1겹이상 적층하여 함침무늬목층을 형성하고, 상기 함침무늬목층의 상면과 하면에 각각 멜라민수지에 오버레이지를 함침시킨 다음 건조하여 얻어진 함침오버레이지를 적층하여 차단층을 형성하고, 상기 차단층 각각의 외표면에 무늬목을 적층하여 상하 무 늬목층을 형성하고, 상기 상하 무늬목층의 외표면에 상기 함침오버레이지를 적층하여 함침오버레이지층을 형성한 다음 프레스상에서 열가압성형하는 것을 특징으로 하는 난연성 합판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 상기 합판의 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 열경화성 수지 함침액에 탄산칼슘을 첨가 혼합하여서 된 난연함침액에 무늬목을 함침시킨 다음 건조시켜 얻어진 함침무늬목을 적어도 1겹이상 적층하여 형성된 함침무늬목층과; 상기 함침무늬목층의 상면과 하면에 각각 멜라민수지에 오버레이지를 함침시킨다음 건조하여 얻어진 함침오버레이지를 적층하여 형성된 차단층과; 상기 차단층 각각의 외표면에 무늬목을 적층하여 형성된 상하 무늬목층과; 상기 상하 무늬목층의 외표면에 상기 함침오버레이지를 적층하여 형성된 함침오버레이지층;을 포함함을 특징으로 하는 난연성 합판을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 난연성을 갖는 함침무늬목은 열경화성 수지 함침액에 탄산칼슘을 첨가 혼합하여서 된 난연함침액에 무늬목을 함침시킨 다음 건조하여 제조된다.
이때, 상기 난연함침액은 열경화성 수지 함침액 100중량부에 대하여 탄산칼슘을 60∼200중량부 첨가 혼합하여서 된 것이다.
여기서 열경화성 수지 함침액은 통상의 시트 제조나 화장판 제조시 사용되는 멜라민수지, 페놀수지, 요소수지, 폴리에스테르수지, 에폭시수지 함침액에서 선택된 것을 적용하면 된다.
난연함침액은 상기한 통상의 열경화성 수지액침액에 탄산칼슘을 첨가 혼합하여 제조된 것인데, 이와 같이 탄산칼슘을 첨가하여 제조된 난연함침액은 우수한 난연효과를 나타낸다. 즉, 화재 발생시 고온에 의해 함침무늬목에 포함된 탄산칼슘이 분해되어 이산화탄소가 생성되며, 이렇게 생성된 이산화탄소는 소화능력을 가지고 있어 난연성을 가지게 된다.
이때, 탄산칼슘은 열경화성 수지 함침액 100중량부에 대하여 60중량부 미만으로 첨가할 경우 제조된 무늬목의 난연성이 충분히 개선되지 못하는 단점이 있으며, 그 첨가량이 200중량부를 초과할 경우 열경화성 수지 함침액과의 혼합이 용이하지 않아 작업성이 떨어지고 무늬목의 함침이 곤란하다는 문제점이 있으므로, 난연함침액은 열경화성 수지 함침액 100중량부에 대하여 탄산칼슘 60∼200중량부 첨가하여 제조된 것을 사용하는 것이 좋다.
이렇게 열경화성 수지 함침액에 탄산칼슘을 첨가 혼합하여 제조된 난연함침액에 함침되는 무늬목은 합판이나 화장판 등의 제조에 일반적으로 사용되는 것을 적용하면 된다.
이때, 상기 무늬목은 고형분함량이 30∼50%가 되도록 함침시키고 110∼150℃에서 건조하게 된다. 여기서, 고형분함량이 30% 미만일 경우 충분한 양의 탄산칼슘이 포함되지 않아 무늬목의 난연성 개선효과가 저하될 뿐만 아니라 접착력이 저하되는 단점이 있으며, 고형분함량이 50%를 초과할 경우 제조된 난연성을 갖는 함침무늬목을 사용하여 합판을 제조하는 과정에서 열가압 성형시 수지가 프레스 밖으로 흘러내리고 건조속도가 늦어지며, 특히 고형분함량이 50중량부를 초과하도록 함침 하는 것이 매우 곤란하다는 문제점이 있으므로, 무늬목의 고형분함량은 상기 범위 내로 하는 것이 좋다.
상기와 같이 무늬목을 난연함침액에 함침시킨 후 건조하면 본 발명에 따른 함침무늬목을 얻을 수 있는데, 건조는 110∼150℃에서 실시하면 되고, 휘발분 함량이 3.0∼5.0%가 될 때까지 건조하면 충분하다.
이렇게 제조된 함침무늬목은 난연성을 가지게 되는데, 이는 화재발생시 함침무늬목에 함유된 탄산칼슘이 고온에 의해 분해되어 이산화탄소를 발생시키면, 발생된 이산화탄소가 소화능력을 가지고 있어 우수한 난연성을 가지게 되는 것이다.
상기와 같이 제조된 함침무늬목은 합판을 포함하여 각종 시트지의 제조에 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 함침무늬목을 이용하여 합판을 제조하는 방법과 상기 제조방법에 의해 제조된 합판을 제공한다.
상기 합판의 제조방법은 열경화성 수지 함침액에 탄산칼슘을 첨가 혼합하여서 된 난연함침액에 무늬목을 함침시킨 다음 건조시켜 얻어진 함침무늬목을 적어도 1겹이상 적층하여 함침무늬목층을 형성하고, 상기 함침무늬목층의 상면과 하면에 각각 멜라민수지에 오버레이지를 함침시킨 다음 건조하여 얻어진 함침오버레이지를 적층하여 차단층을 형성하고, 상기 차단층 각각의 외표면에 무늬목을 적층하여 상하 무늬목층을 형성하고, 상기 상하 무늬목층의 외표면에 상기 함침오버레이지를 적층하여 함침오버레이지층을 형성한 다음 프레스상에서 열가압성형하는 것이다.
이렇게 제조된 합판은 도 1에 도시된 바와 같이 열경화성 수지 함침액에 탄 산칼슘을 첨가 혼합하여서 된 난연함침액에 무늬목을 함침시킨 다음 건조시켜 얻어진 함침무늬목을 적어도 1겹이상 적층하여 형성된 함침무늬목층(11)과, 상기 함침무늬목층(11)의 상면과 하면에 각각 멜라민수지에 오버레이지를 함침시킨다음 건조하여 얻어진 함침오버레이지를 적층하여 형성된 차단층(12,13)과, 상기 차단층(12,13) 각각의 외표면에 무늬목을 적층하여 형성된 상하 무늬목층(14,15)과, 상기 상하 무늬목층(14,15)의 외표면에 멜라민수지에 오버레이지를 함침시킨다음 건조하여 얻어진 함침오버레이지를 적층하여 형성된 함침오버레이지층(16,17)을 포함하게 된다.
여기서, 함침무늬목을 제조하는 것에 대해서는 전술한 바와 같으며, 본 발명에서는 상기 함침무늬목을 적어도 1겹이상 적층하여 함침무늬목층(11)을 형성하게 된다. 함침무늬목의 적층개수는 제조할 합판의 두께를 고려하여 적절히 선택적으로 이루어질 수 있는 것이다.
상기 함침무늬목층(11)의 상면과 하면에는 각각 멜라민수지에 오버레이지를 함침시킨다음 건조하여 얻어진 함침오버레이지를 적층하여 형성된 차단층(12,13)이 형성된다. 이때 함침오버레이지는 멜라민수지에 오버레이지를 고형분함량이 60∼80%가 되도록 함침시키고 90∼110℃에서 건조시켜 얻어진 것을 사용하게 된다.
상기 차단층(12,13)은 함침무늬목의 열경화성수지가 열가압시 상·하부로 베어나와 무늬목층(14,15)으로 베어드는 것을 방지하기 위하여 형성된 것으로서, 오버레이지는 각종 가구나, 바닥재, 도어, 인테리어 용품에 일반적으로 적용되는 표면재를 사용하면 되고, 상기 오버레이지가 함침되는 멜라민수지는 통상의 시트 제 조나 화장판 제조시 사용되는 것을 적용하면 된다.
상기 차단층(12,13) 각각의 외표면에는 무늬목을 적층하여 형성된 상하 무늬목층(14,15)이 형성된다. 여기서 무늬목은 전술한 바와 같이 합판이나 화장판 등의 제조에 일반적으로 사용되는 것을 적용하면 된다.
상기 상하 무늬목층(14,15)의 외표면에는 각각 함침오버레이지를 적층하여 형성된 함침오버레이지층(16,17)이 형성된다.
여기서, 함침오버레이지는 전술한 바와 같이 멜라민수지에 오버레이지를 고형분함량이 60∼80%가 되도록 함침시키고 90∼110℃에서 건조시켜 얻어진 것을 사용하게 된다.
이때 오버레이지는 각종 가구나, 바닥재, 도어, 인테리어 용품에 일반적으로 적용되는 표면재로서 목무늬나 추상무늬 등 다양한 패턴이 형성된 것을 사용할 수 있는데, 이러한 문양을 갖는 오버레이지를 멜라민수지에 함침하여 얻어진 함침오버레이지를 최외측의 표면에 형성함에 따라 별도의 후가공 공정을 실시하지 않아도 합판의 표면이 미려하게 나타나는 이점이 있다.
특히, 상기와 같이 함침오버레이지를 무늬목의 외표면에 적층하여 함침오버레이지층(16,17)을 형성하게 되면 표면의 마감뿐만 아니라 수지에 의해 내수성을 갖게 된다. 따라서 물이나 습기등에 장기간 노출되어도 썩거나 부풀어올라 터지는 것이 억제되며, 외부의 환경변화에 의해 쉽게 휘거나 변형이 일어나지 않는다는 이점이 있다.
상기와 같이 하여 적층이 완료되면 프레스상에서 열가압 성형하게 된다. 열 가압 성형은 다양한 조건에서 실시할 수 있으며, 바람직하게는 성형시 합판의 파열이나 변형을 고려하여 110∼150℃의 온도에서 20∼60분간 10∼60kgf/㎠의 압력하에서 실시하는 것이 좋다.
이렇게 얻어진 본 발명에 따른 합판은 각종 가구나, 건축물의 내외장재, 벽면 등에 사용될 수 있으며, 외표면에 각각 함침오버레이지가 형성되어 있어 미려한 장식효과를 얻을 수 있으며, 수지에 의해 내수성을 가진다. 아울러 내부에 내장된 함침무늬목에 의하여 난연성을 가지므로 화재의 발생시 불에 잘 타지 않아 화재에 의한 대형사고를 방지할 수 있는 이점이 있다. 특히 함침무늬목에 포함된 탄산칼슘은 화재 발생시 고온에서 이산화탄소를 발생시키며, 발생된 이산화탄소는 소화능력을 가지고 있어 난연성을 배가시키는 이점을 가지고 있다.
이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
페놀수지 함침액 10Kg에 탄산칼슘을 14Kg을 첨가 혼합하여서 된 난연함침액에 무늬목을 고형분함량이 40%가 되도록 함침시킨 다음 110℃의 건조기에서 건조하여 함침무늬목을 제조하였다. 여기서 사용한 페놀수지 함침액은 페놀과 포르말린을 0.60몰비로 혼합한 액 100중량부에 대하여 암모니아수 2.4중량부 및 메탄올 50중량부의 비율로 혼합하여 제조된 것을 사용하였다.
<실시예 2>
탄산칼슘을 6Kg을 페놀수지 함침액 10Kg에 첨가하여 제조된 난연함침액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 함침무늬목을 제조하였다.
<실시예 3>
탄산칼슘을 20Kg을 페놀수지 함침액 10Kg에 첨가하여 제조된 난연함침액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 함침무늬목을 제조하였다.
<비교예 1>
탄산칼슘을 2Kg을 페놀수지 함침액 10Kg에 첨가하여 제조된 난연함침액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 함침무늬목을 제조하였다.
<비교예 2>
탄산칼슘을 25Kg을 페놀수지 함침액 10Kg에 첨가하여 난연함침액을 제조하고, 여기에 무늬목을 함침하여 함침무늬목을 제조하고자 하였으나, 과량의 탄산칼슘이 첨가된 관계로 함침이 곤란하여 함침무늬목을 제조할 수 없었다.
<실시예 4>
난연함침액에 무늬목을 고형분함량이 30%가 되도록 함침시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 함침무늬목을 제조하였다.
<실시예 5>
난연함침액에 무늬목을 고형분함량이 50%가 되도록 함침시킨 것을 제외하고 는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 함침무늬목을 제조하였다.
<비교예 3>
난연함침액에 무늬목을 고형분함량이 25%가 되도록 함침시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 함침무늬목을 제조하였다.
<비교예 4>
난연함침액에 무늬목을 함침시켜 고형분함량이 55%가 되도록 함침시키고자 하였으나 함침이 곤란하여 함침무늬목을 제조하지 못하였다.
<실시예 6 내지 10>
상기 실시예 1 내지 5에서 제조한 함침무늬목을 8겹 적층한 다음 그 상면과 하면에 각각 멜라민수지 함침액에 오버레이지를 수지함침량이 74.5%가 되도록 함침시킨 다음 110℃의 건조기에서 건조시켜 제조한 함침오버레이지를 적층하고, 상기 함침오버레이지 각각의 외표면에 무늬목을 적층하고, 상기 무늬목의 외표면에 각각 상기 함침오버레이지를 적층하였다. 여기서 사용한 멜라민 함침액은 멜라민과 포르말린을 1.8몰비로 혼합한 액 100중량부에 대하여 PVA 3중량부, 물 15중량부, 메틸알코올 10중량부, 계면활성제 0.2중량부, 경화제 1.0중량부 및 실리콘 오일 0.3중량부의 비율로 혼합된 것을 사용하였다.
상기와 같이 적층한 상태에서 130℃의 온도로 가열된 프레스에서 30분동안 58kgf/㎠의 압력을 가하여 성형한 후 프레스 열판을 실온까지 수냉하고 해체시켜 합판을 제조하였다.
이렇게 제조된 합판의 휨율을 KS M 3337(열경화성 수지 적층판)에서 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 내수성은 KSF 3106(특수가공 화장합판)에 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 방염성은 한국소방검정공사의 KOFEIS 100(방염성능)에서 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 난연성은 KS F 2271(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험)에 규정된 방법에 따라 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<비교예 5 내지 8>
상기 비교예 1 내지 4에서 제조한 함침무늬목을 8겹 적층한 다음 그 상면과 하면에 각각 무늬목을 적층하고, 상기 무늬목의 외표면에 각각 멜라민수지 함침액에 오버레이지를 수지함침량이 74.5%가 되도록 함침시킨 다음, 110℃의 건조기에서 건조시켜 제조한 함침오버레이지를 적층하였다. 여기서 사용한 멜라민 함침액은 멜라민과 포르말린을 1.8몰비로 혼합한 액 100중량부에 대하여 PVA 3중량부, 물 15중량부, 메틸알코올 10중량부, 계면활성제 0.2중량부, 경화제 1.0중량부 및 실리콘 오일 0.3중량부의 비율로 혼합된 것을 사용하였다.
상기와 같이 적층한 상태에서 130℃의 온도로 가열된 프레스에서 30분동안 58kgf/㎠의 압력을 가하여 성형한 후 프레스 열판을 실온까지 수냉하고 해체시켜 합판을 제조하였다.
이렇게 제조된 합판의 휨율을 KS M 3337(열경화성 수지 적층판)에서 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 내수성은 KSF 3106(특수가공 화장합판의 내수시험방법)에 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 방염성은 한국소방검정공사의 KOFEIS 1001(방염성능)에서 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 난연성은 KS F 2271(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험)에 규정된 방법에 따라 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 |
휨율(%) |
내수성 |
방염성 |
난연성 |
실시예 6 |
0.4 |
적합 |
적합 |
난연 2급 |
실시예 7 |
0.6 |
적합 |
적합 |
난연 3급 |
실시예 8 |
0.3 |
적합 |
적합 |
난연 2급 |
비교예 5 |
0.87 |
적합 |
부적합 |
부적합 |
비교예 6 |
함침무늬목 제조불가 |
실시예 9 |
0.55 |
적합 |
적합 |
난연 3급 |
실시예 10 |
0.45 |
적합 |
적합 |
난연 2급 |
비교예 7 |
0.71 |
층간갈라짐 |
적합 |
부적합 |
비교예 8 |
함침무늬목 제조불가 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 함침무늬목을 사용하여 합판을 제조한 실시예 6 내지 10의 경우 휨율이 적어 안정적이며, 내수성과 방염성 및 난연성이 모두 우수함을 확인할 수 있다.