KR100942319B1 - 난연성 뿜칠도료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난연성 뿜칠도료에 있어서, 폴리우레탄 폼 절편을 불연코팅하여 화재의 발생에도 유독가스의 배출이 없는 난연성 뿜칠도료의 제조방법 및 그 뿜칠도료에 관한 것이다. 본 발명은 소정의 크기를 갖는 폴리우레탄 폼 절편을 60~70℃로 가열된 방화도료에 침적시킨 후 건조하여 코팅하는 불연코팅단계(S10); 및 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편 및 무기질 도료;를 1~1.2: 0.2~0.25의 부피비로 혼합하는 단계(S20);를 포함하여 단열성 및 불연성을 갖는 것을 특징으로 하는 난연성 뿜칠도료의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 이러한 제조방법으로 제조된 난연성 뿜칠도료에 관한 것이다.

폴리우레탄 폼, 불연코팅, 무기질 도료, 난연성

Description

난연성 뿜칠도료의 제조방법{Method of manufacturing nonflammable spray paint}

본 발명은 난연성 뿜칠도료에 있어서, 폴리우레탄 폼 절편을 불연코팅하여 화재의 발생에도 유독가스의 배출이 없는 난연성 뿜칠도료의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 무기질 도료를 1~1.2: 0.2~0.25의 부피비로 혼합하여, 단열재로서의 장점을 유지하면서 방염, 난연성이 확보된 뿜칠도료의 제조방법을 제공한다. 또한, 무기질 접착제 등을 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 무기질 도료의 혼합물 100중량부에 대하여 5~7중량부 정도 더 포함시키거나, 유리섬유 또는 보연재 섬유질등의 균열방지제를 포함시켜 건물의 천정 및/또는 내·외벽 등의 시공시 탈락되는 것을 방지한다.

일반적으로 폴리우레탄 폼은 건설, 선박, 차량, 등을 비롯한 각종 건축 구조물의 단열시공을 위한 재료로 사용되고 있다. 폴리우레탄 폼은 시공이 간편하고 단열성이 우수할 뿐만 아니라, 가격도 저렴하여 이상적인 단열소재로 사용되고 있다.

다만, 폴리우레탄 폼은 쉽게 부서지고 열에 대하여 매우 취약하다는 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하여 안출된 것으로는 발포우레탄 폼과 퍼라이트의 혼합 조성물(공개공보 2001-85090)이 있다. 발포우레탄 폼과 퍼라이트의 혼합 조성물은 단열성이 유지되고, 소정의 강도를 갖으면서, 가볍다는 특성이 있다.

그러나, 이러한 혼합 조성물도 결정적으로 화재에 취약하다는 단점이 있다. 최근 잇따라 발생한 공업단지 또는 산업단지에서의 화재에서 폴리우레탄 폼의 연소시 발생하는 암모니아와 일산화탄소는 독성이 강해 마시면 순식간에 뇌와 호흡기에 치명적인 손상을 가져오고 질식 증상을 일으킨다. 이러한 유독 가스로 인한 사상자가 늘어나고 있어, 한국산업안전공단은 안전대책을 수립하기 위해 ‘폴리우레탄 폼의 안전보건 업무 협약'을 체결할 정도에 이르렀다. 또한, 화재에 취약하다는 단점에도 불구하고, 폴리우레탄 폼의 장점을 대체할 만한 소재가 없다는 점이 현실인바, 경량성과 단열성, 소정의 강도를 가지면서도 화재에도 강한 난연성 뿜칠도료가 요구되었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리우레탄 폼 절편에 불연코팅처리를 한 후, 퍼라이트 등과의 혼합 조성물 제작하여, 단열성, 경량성, 내구성을 유지하면서도 화재시에 불에 타지 않는 난연성 뿜칠도료의 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 무기질 접착제 또는 소지 접착제 및 유리섬유 등의 균열방지제를 첨가하여, 단열재로서의 장점인 방염 및 난연성을 확보하면서 시공시 탈락되는 것을 방지하고, 소정의 강도를 유지하는 난연성 뿜칠도료를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로서, 난연성 뿜칠도료의 제조방법은 소정의 크기를 갖는 폴리우레탄 폼 절편을 60~70℃로 가열된 방화도료에 침적시킨 후 건조하여 코팅하는 불연코팅단계(S10); 및 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편 및 무기질 도료;를 1~1.2: 0.2~0.25의 부피비로 혼합하는 단계(S20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 무기질 도료는 질석 또는 퍼라이트 또는 질석과 퍼라이트의 혼합상태인 것을 사용한다.

이때, 질석과 퍼라이트의 혼합상태인 무기질 도료는, 질석과 퍼라이트의 중량비가 1:1이 되도록 교반한 것이다.

또한, 폴리우레탄 폼 절편을 코팅하는 불연코팅단계(S10) 이전에, 폴리우레 탄 폼 절편의 크기가 5 ~ 7mm가 되도록 절단하는 절단단계(S1);가 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 난연성 뿜칠도료 100중량부에 대하여 5~7중량부의 무기질 접착제를 포함시켜 희석교반하는 무기질접착제포함단계(S30);가 더 포함될 수 있다.

또한, 난연성 뿜칠도료 100중량부에 대하여, 건조시 균열을 방지하기 위한 2~5중량부의 균열방지제를 더 포함시켜 교반하는 균열방지제포함단계(S40)가 더 포함될 수 있다.

이때, 균열방지제는 화이버 로빙 클로스(Fiber Roving Cloth), 유리섬유, 케블라 섬유, 아라미드 섬유 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 균열방지제임이 바람직하다.

또한, 난연성 뿜칠도료 100중량부에 대하여 5~7중량부의 소지 접착제를 포함시켜 희석교반하는 소지접착제포함단계(S50);가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한, 또 다른 수단으로서 난연성 뿜칠도료는 앞서 기재한 제조방법 중 어느 하나의 방법에 의하여 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명인 난연성 뿜칠도료의 제조방법 및 그 뿜칠도료에 따르면, 폴리우레탄 폼 절편이 불연코팅되어 있으므로, 화재가 발생한 경우에도 유독가스가 발생하지 않아 질식의 염려가 없다는 장점이 있다.

그리고, 무기질접착제 또는 소지 접착제를 더 포함함으로써, 시공시 탈락되는 것을 방지하는 장점이 있다.

또한, 유리섬유 등의 균열방지제를 더 포함함으로써, 소정의 강도를 유지함과 동시에 건조시에 균열이 발생하는 것을 방지하는 장점이 있다.

또한, 폴리우레탄 폼 절편은 재활용된 자재를 사용할 수 있으므로, 제조단가가 저렴하고 공정이 단순하여 시공비용의 감소 등의 경제성의 면에서 우수하다는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예로 설명한다. 도 1은 본 발명인 난연성 뿜칠도료의 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다.

<난연성 뿜칠도료의 제조방법>

먼저, 불연코팅단계(S10)에 대하여 설명한다. 소정의 크기를 갖는 폴리우레탄 폼 절편을 약 60~70℃로 가열된 방화도료에 침적시킨다. 일반적으로 폴리우레탄폼은 이소시아네이트(A액)와 폴리올(B액)이 혼합되면서 발포되어 입자가 형성되고, 그 구성 입자의 기공속에는 프레온 등이 존재하면서 열전도율이 우수한 성능을 발휘한다. 이러한 폴리우레탄 폼 절편의 표면은 오픈셀(open cell)이다. 이러한 오픈셀 구조의 폴리우레탄 폼 절편을 소정의 시간 동안 침적시키면 폴리우레탄 폼 절편의 약 60~70%에 방화도료가 스며든다. 이 후 방화도료가 스며든 폴리우레탄 폼을 꺼내어 건조시키면 방화도료가 폴리우레탄 폼 절편에 코팅된다.

일반적으로, 방화도료는 난연성재료에 의한 것과, 가연물질과의 사이에 차단층을 만들어 열이 전도되는 것을 지연시키는 것 2가지가 있다. 본 발명에서 사용하는 방화도료는 전자인 난연성 재료로 물유리, 각종 에멀션 수지, 염소화합물 등의 난연재료에 각종 안료나 불연 고체물질을 첨가한 것을 포함하여, 종래에 널리 알려지거나 일반적으로 사용된 것이 사용될 수 있음은 물론이다. 방화도료의 일 예로는 분말 무기질 규조토 또는 탄산칼슘 등의 불연재가 포함되어 있는 것을 사용함이 바람직하다. 또한, 불연코팅에 사용되는 방화도료는 약 70℃의 온도로 가열하여 사용함이 바람직하다.

바람직하게는, 불연코팅단계(S10) 이전에 상기 폴리우레탄 폼 절편을 소정의 크기로 절단하는 절단단계(S1)가 더 포함된다. 폴리우레탄 폼 절편의 불연코팅이 적절하게 되기 위함이며, 폴리우레탄 폼 절편은 특정한 형태에 국한되지 아니하며, 그 크기는 단열성과 시공성 등을 고려하여 약 4~15mm가 되도록 한다. 15mm보다 큰 경우에는 난연성 뿜칠도료의 조성물을 건축 시공에 사용하는 경우 그 크기가 커서 내벽 또는 외벽에 부착되는 부착력이 감소되며, 4mm보다 작은 경우라면, 폴리우레탄 폼 절편이 제기능을 발휘하기 어렵기 때문이다. 이러한 점을 고려하여 볼때, 폴리우레탄 폼 절편의 크기가 5~7mm가 되도록 함이 더욱 바람직하다. 특히, 폐폴리우레탄 폼을 재활용하여 사용하는 경우에 절단단계(S1)가 포함되어야 할 것이다.

다음 단계로, 혼합단계(S20)를 설명한다. 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편 및 무기질 도료;를 1~1.2: 0.2~0.25의 부피비로 혼합한다. 무기질 도료로는 질석을 사용할 수 있으며, 퍼라이트를 사용할 수 있다. 또한 질석과 퍼라이트의 혼합된 상태를 사용할 수 있고, 이 경우 질석과 퍼라이트의 혼합비율(중량부)은 1:1 임이 바람직하다. 무기질 도료는 불연성이고, 무연이며, 열안정성이 우수하고 열분해가 쉽게 일어나지 않으므로 유독가스의 배출이 없는 재료이다. 또한 내수, 내유 및 내용재 성이 대단히 우수하며, 내산 및 내알칼리성이 우수하고, 유기질 도료에 비하여 경도가 우수하다는 장점으로 본 발명에 적합하다.

특히, 질석(버미큘라이트:Vermiculite)은 경량이고 단열성이 우수하다는 장점과 1400℃±50℃의 내화도를 갖는 장점이 있으며, 내부와 외부의 온도차에 의한 결로방지의 효과가 있고, 다공질의 구조로 흡음성이 우수하여 본 발명에 적합하다.

퍼라이트는 일반적으로 팽창퍼라이트를 지칭하는 말로, 퍼라이트라고 불리우는 암석으로는 흑요석(Obsidian), 진주암(Perlite), 송지암(Pitchi stone)등이 있다. 퍼라이트는 초경량이고, 무수한 다공질로 대류를 방지하여 단열성이 우수하다는 특징이 있다. 또한, 불연성의 재질로 화재시 유독가스의 발생이 전혀 없는 장점이 있으므로 본 발명에 적합하다.

혼합단계(S20)를 마친 난연성 뿜칠도료에 무기질 접착제를 더 포함시키는 무기질 접착제 포함단계(S30)가 더 포함됨이 바람직하다. 난연성 뿜칠도료는 단열을 위한 용도로 사용되는바, 건축물의 천장 또는 내·외벽면에 오래 부착되거나 머물러 있어야 한다. 따라서, 무기질 접착제를 더욱 포함시킴이 바람직하다. 무기질 접착제로는 분말형태로, 시멘트류, 규산소다류, 세라믹, 옥시클라로이드 등이 있으며, 그 비율은 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 무기질도료의 혼합물 100중량부에 대하여 약 5~7 중량부 포함됨이 바람직하다. 즉, (불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 무기질 도료의 혼합물):(무기질 접착제)=1:0.05~0.07의 비율을 갖는다.

그 다음 단계로, 무기질 접착제 포함단계(S30)를 마친 난연성 뿜칠도료에 균열방지제를 포함시키는 균열방지제 포함단계(S40)가 더 부가됨이 바람직하다. 균열 방지제는 화이버 로빙 클로스(Fiber Roving Cloth), 유리섬유(Glass Fiber), 케블라 섬유(Kevlar Fiber), 아라미드 섬유(Aramide Fiber)중에서 선택된 적어도 어느 하나의 균열방지제를 사용할 수 있다. 균열방지제는 무기질 도료가 건조되면서 생기는 균열을 방지하기 위한 것으로, 그 양은 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 무기질 도료의 혼합물 100중량부에 대하여 2~5중량부 포함될 수 있다. 5중량부 보다 큰 비율로 포함되면 균열방지제가 과다하여 본 발명인 난연성 뿜칠도료의 단열성이 약화되고, 화재시 유독가스의 발생을 최소화하는데 어려움이 있으며, 2중량부 미만인 경우 균열방지제의 본연의 기능을 발휘하기 어렵기 때문이다. 제조비용과 균열방지의 효과 등을 고려할 때 약 3~4중량부에 해당되는 양이 포함됨이 바람직하다.

또한, 액상의 다기능 본드인 소지 접착제를 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 무기질 도료의 혼합물의 100중량부에 대하여 5~7중량부 더 포함할 수 있다(S50:소지접착제 포함단계).

<난연성 뿜칠도료 >

상기의 방법으로 제조된 난연성 뿜칠도료는 폴리우레탄 폼 절편과 질석, 퍼라이트 또는 질석과 퍼라이트가 혼합된 무기질도료가 1~1.2:0.2~0.25의 부피비로 혼합되어 있는 상태로, 폴리우레탄 폼 절편은 약 70℃의 방화도료에 침습된 후 건조된 것을 사용한다.

그리고 소지 접착제 또는 무기질 접착제가 폴리우레탄 폼 절편과 무기질 도료가 혼합된 혼합물의 100중량부에 대하여 약 5~7중량부 만큼 더 포함되어 구성될 수 있다.

또한, 상기의 방법으로 제조된 난연성 뿜칠도료를 건설 현장에서 시공시, 건조되면서 발생할 수 있는 균열을 예방하고자, 앞서 기재한 화이버 로빙클로스, 그래스 화이버 등의 균열방지재가 폴리우레탄 폼 절편과 무기질 도료가 혼합된 혼합물의 100중량부에 대하여 약 2~5중량부 만큼 더 포함되어 구성될 수 있다.

기타의 난연성 뿜칠도료의 구성성분의 재료적 특징 및 비율은 앞서 기재한 제조방법에서 언급된 바와 동일한바, 앞선 기재로 갈음한다.

폴리우레탄 폼 절편은 이미 사용한 폴리우레탄 폼을 재활용할 수 있음은 물론, 폴리우레탄 발포체로부터 생성된 것을 사용할 수 있음은 물론이다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 다양한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 명세서의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명인 난연성 뿜칠도료의 제조방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

Claims (9)

1. 폴리우레탄 폼 절편의 크기가 5~7mm가 되도록 절단하는 절단단계(S1);

   상기 절단된 폴리우레탄 폼 절편을 60~70℃로 가열된 방화도료에 침적시켜 상기 방화도료가 상기 폴리우레탄 폼 절편의 60%~70%로 스며들게 한 후 건조함으로써 코팅하는 불연코팅단계(S10);

   상기 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편 및 무기질 도료를 1~1.2: 0.2~0.25의 부피비로 혼합하는 단계(S20);

   상기 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 상기 무기질 도료의 혼합물 100중량부에 대하여 5~7중량부의 무기질 접착제를 포함시켜 희석교반하는 무기질접착제포함단계(S30);

   상기 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 상기 무기질 도료의 혼합물 100중량부에 대하여 건조시 균열을 방지하기 위한 2~5중량부의 균열방지제를 더 포함시켜 교반하는 균열방지제포함단계(S40);

   상기 불연코팅된 폴리우레탄 폼 절편과 상기 무기질 도료의 혼합물 100중량부에 대하여 5~7중량부의 액상의 소지 접착제를 포함시켜 희석교반시키는 소지접착제포함단계(S50);를 포함하고,

   상기 무기질 도료는 질석 또는 퍼라이트 또는 질석과 퍼라이트가 중량비 1:1이 되도록 혼합된 상태의 무기질 도료이며,

   상기 균열방지제는 화이버 로빙 클로스(Fiber Roving Cloth), 유리섬유, 케블라 섬유, 아라미드 섬유 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 균열방지제를 사용함으로써,

   단열성 및 불연성을 갖는 것을 특징으로 하는 난연성 뿜칠도료의 제조방법.
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