KR101381933B1 - A flame retardant composite panel having light weight - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복합패널에 관한 것으로, 특히 난연성 심재의 전후 양측면에 알루미늄 박판을 적층 결합하여 경량이면서 난연성을 특성을 가지는 난연성 경량 복합패널에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 난연성 경량 복합패널의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composite panel, and more particularly, to a flame retardant lightweight composite panel having a light weight and flame retardancy characteristics by laminating an aluminum thin plate on both front and rear sides of a flame retardant core material. The present invention also relates to a method for manufacturing the flame retardant lightweight composite panel.
건축 내장재 및 외장재로서 복합패널이 널리 사용되고 있다. 이러한 복합패널은 경량성과 함께 난연성이 요구된다. 이러한 복합패널은 통상 도 1에 도시된 바와 같이 수지에 난연제, 발포제 및/또는 경량성 필러를 혼합한 수지 조성물을 판재로 성형하여 심재(10)를 만들고, 이 심재(10)의 전후면에 알루미늄로 압출성형한 경량 알루미늄 박판(20)이 접착된 구조로 되어 있다. Composite panels are widely used as architectural interior materials and exterior materials. Such composite panels are required to be lightweight and flame retardant. As shown in FIG. 1, such a composite panel is usually formed of a sheet material by molding a resin composition obtained by mixing a flame retardant, a foaming agent and / or a lightweight filler into a resin to form a
복합패널의 난연성을 위하여 심재용 수지 조성물에 다양한 종류의 난연제가 첨가되어 사용되고 있는 데, 난연제로서는 할로겐계, 인계, 질소계 등과 같은 유기 난연재와, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 등과 같은 금속수산화물 계통의 무기계 난연제가 사용되고 있다. Various kinds of flame retardants are added to the core resin composition for the flame retardancy of the composite panel. The flame retardants include organic flame retardants such as halogen-based, phosphorus-based and nitrogen-based, and inorganic flame retardants of metal hydroxides such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide. It is used.
그런데 최근에는 할로겐계 난연제의 화재시 할로겐계의 유해 가스가 발생하는 문제 때문에, 무기계 난연제, 특히, 금속수산화물을 사용하는 난연화 재료가 중시되고 있다. 이러한 무기계 난연제를 사용하는 예가 아래 특허문헌들에 개시되어 있다. By the way, in recent years, the flame retardant material which uses inorganic type flame retardant, especially metal hydroxide is important because of the problem that a halogen type harmful gas is produced at the time of a fire of a halogen type flame retardant. An example of using such an inorganic flame retardant is disclosed in the following patent documents.
(특허문헌 1) KR10-1013827 B1 (Patent Document 1) KR10-1013827 B1
(특허문헌 2) KR10-2010-0122891 A (Patent Document 2) KR10-2010-0122891 A
(특허문헌 3) KR10-0385369 B1
(Patent Document 3) KR10-0385369 B1
상기 특허문헌 1은 폴리올레핀 수지에 무기계 난연제와 열팽창성 마이크로 캡슐을 포함하는 난연성 복합패널을 개시하고 있다. 상기 특허문헌 1의 복합패널은 수지의 함량에 비하여 상대적으로 많은 함량(60 내지 80중량부)의 무기계 난연제를 사용하고 있는데, 이와 같이 고함량의 난연제 사용은 발포성, 유동성등과 같은 성형성이나 기계적인 물성을 저하시키고, 무게가 무거워지는 단점이 있었다. 이를 극복하기 위한 방안으로서 열팽창성 마이크로캡슐을 적용하여 다공성 심재를 구성하여 저비중을 달성하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 팽창가스가 탄화수소계로서 가연성물질이며 팽창 마이크로캡슐은 Polyacrylonitrile(PAN)으로서 연소시 시안가스의 발생이 우려되는 소재의 한계가 있으며 고가인 단점이 있다.Patent Document 1 discloses a flame retardant composite panel comprising an inorganic flame retardant and a thermally expandable microcapsule in a polyolefin resin. The composite panel of Patent Document 1 uses an inorganic flame retardant having a relatively high content (60 to 80 parts by weight) as compared to the resin content. Thus, the use of a high content of flame retardant is such as formability or mechanical properties such as foamability and fluidity. The physical properties were lowered and the weight was heavy. As a solution to overcome this problem, a method of forming a porous core material by applying thermally expandable microcapsules is proposed to achieve low specific gravity. However, the expanded gas is a hydrocarbon-based combustible material, and the expanded microcapsules are polyacrylonitrile (PAN), which is a material that is concerned about the generation of cyan gas during combustion, and has a disadvantage of being expensive.
또한 특허문헌 2는 무기계 난연제로서 수산화마그네슘 및/또는 수산화알루미늄과 같은 무기계 난연제를 심재용 수지조성물에 혼합하여 난연성을 부여하고 있다. 그러나 이러한 특허문헌 2 역시 난연성 조건을 충족하기 위하여 높은 함량(60 내지 80중량부)의 무기계 난연제의 사용을 필요로 하고 있다. 이러한 높은 함량의 무기계 난연제는 복합패널의 심재 성형성을 저하시키고 취성이 강하여 복합패널이 사용되는 물품의 기계적인 물성을 저하시키는 단점이 있었다.Moreover, patent document 2 mixes inorganic flame retardants, such as magnesium hydroxide and / or aluminum hydroxide, with the resin composition for core materials as an inorganic flame retardant, and provides flame retardance. However, Patent Document 2 also requires the use of a high content (60 to 80 parts by weight) of an inorganic flame retardant to satisfy the flame retardant conditions. Such a high content of inorganic flame retardant has a disadvantage in that the core formability of the composite panel is lowered and the brittleness is so strong that the mechanical properties of the article in which the composite panel is used are reduced.
그리고 특허문헌 3은 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 탄산마그네슘, 멜라민시아누레이트(Melamine Cyanurate), 적인, 암모늄폴리포스페이트(APP), 멜라민포스페이트(MP), 멜라민폴리포스페이트(MPP) 중에서 선택되는 비할로겐계 난연제를 사용하여 난연성을 충족시키고 있으나, 이 역시 난연제의 함량이 상대적으로 높아서 상기 선행 특허문헌 1 및 2와 같은 단점을 가지고 있다. And
이에 본 발명은 종래 복합패널이 가진 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 난연제의 함량을 낮추어 성형성, 경량성 및 기계적 물성을 개선하되 난연성능은 우수한 심재를 가진 복합패널을 제공함에 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems of the conventional composite panel, to improve the formability, light weight and mechanical properties by lowering the content of the flame retardant, but to provide a composite panel having a core material having excellent flame retardancy.
또한 본 발명은 난연성 수지조성물에 화학발포제를 첨가함으로써 난연성능의 저하를 방지하면서 경량성과 강성 등과 같은 기계적 물성을 개선한 심재를 가진 복합패널을 제공함에 다른 목적이 있다. In addition, another object of the present invention is to provide a composite panel having a core material having improved mechanical properties such as light weight and rigidity while preventing a decrease in flame retardant performance by adding a chemical foaming agent to a flame retardant resin composition.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합패널은, 베이스 수지와 난연제 및 기타 발포제를 포함한 난연성 수지조성물로 성형하여 만든 심재의 양측면에 금속재 박판이 접합되어 구성되고, 상기 난연성 수지조성물은 폴리올레핀계, EVA공중합체, EPDM 공중합체, PVC, 및 아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 베이스 수지 25 내지 40중량%; 무기계 난연제 30 내지 54중량%; 억연제 0.1 내지 30중량%; 및 난연보조제 0.1 내지 30중량%;를 포함하는 것에 특징이 있다. The composite panel of the present invention for achieving the above object is formed by bonding a thin metal plate to both sides of the core material formed by molding a flame-retardant resin composition containing a base resin, a flame retardant and other blowing agents, the flame-retardant resin composition is polyolefin-based, EVA 25 to 40% by weight of any one base resin selected from the group consisting of copolymers, EPDM copolymers, PVC, and acrylics; 30 to 54 % by weight of an inorganic flame retardant; 0.1-30 weight percent depressant; And a flame retardant adjuvant 0.1-30% by weight.
본 발명의 난연성 경량 복합패널의 또 다른 특징은, 상기 난연성 수지조성물이 화학발포제 0.1 내지 5.0중량 %를 더 포함하는 것에 있다. Another feature of the flame retardant lightweight composite panel of the present invention is that the flame retardant resin composition further comprises 0.1 to 5.0% by weight of a chemical foaming agent.
본 발명의 난연성 경량 복합패널의 또 다른 특징은, 난연성 수지조성물이 합성수지재 또는 천연섬유의 섬유상 보강재를 더 포함하되, 섬유상 보강재의 함량은 0.01 내지 10중량%인 것에 있다.Another feature of the flame retardant lightweight composite panel of the present invention is that the flame retardant resin composition further comprises a synthetic resin material or a fibrous reinforcement of natural fibers, wherein the content of the fibrous reinforcement is 0.01 to 10% by weight.
본 발명의 난연성 경량 복합패널의 또 다른 특징은, 난연성 수지조성물의 무기계 난연제가 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 삼산화안티몬, 및 붕소화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것에 있다. Another feature of the flame retardant lightweight composite panel of the present invention is that the inorganic flame retardant of the flame retardant resin composition is any one selected from the group consisting of aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, antimony trioxide, and a boron compound.
본 발명의 난연성 경량 복합패널의 또 다른 특징은, 난연성 수지조성물의 난연보조제가 MgO, ZnO, SiO2를 포함한 금속산화물군에서 선택된 어느 하나이고, 그리고 타르크(Talc), 점토, 카올린(Kaolin), 운모, 규조토, 흑연, 카본 블랙의 판상 및 침상구조를 가지는 유기 무기물 군에서 선택되는 어느 하나의 첨가제가 더 첨가되는 것에 있다.Another feature of the flame retardant lightweight composite panel of the present invention, the flame retardant aid of the flame retardant resin composition is any one selected from the group of metal oxides including MgO, ZnO, SiO2, and Tarc, clay, Kaolin, One of the additives selected from the group of organic inorganic materials having a plate-like and needle-like structure of mica, diatomaceous earth, graphite, and carbon black is further added.
본 발명의 난연성 경량 복합패널의 또 다른 특징은, 상기 섬유상 보강재가 폴리비닐알콜(PVA),폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴(Acryl),폴리아크릴로니트릴(PAN),레이온(Rayon)을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지재 섬유이거나, 셀룰로오스, 마, 목분을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 천연섬유 또는, 탄소섬유, 유리섬유, 암면, 현무암, 해포석을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 무기계 섬유의 섬유상 물질 또는 판상의 물질인 것에 있다. Another feature of the flame retardant lightweight composite panel of the present invention, the fibrous reinforcing material is polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), acryl (Acryl), polyacrylo Any one or more synthetic resin fibers selected from the group containing nitrile (PAN), Rayon (Rayon), or any one or more natural fibers selected from the group containing cellulose, hemp, wood flour, or carbon fiber, glass fiber, rock wool, basalt And a fibrous material or plate-like material of any one or more inorganic fibers selected from the group containing crypts.
본 발명의 난연성 경량 복합패널의 또 다른 특징은, 상기 심재와 알루미늄 박판을 서로 접착시키는 접착층은 합성수지재 접착용 제1접착필름과 알루미늄 접착용 제2접착필름이 서로 적층된 이중필름 접착층이고, 상기 이중필름 접착층은 열융착에 의해 심재와 알루미늄 박판을 서로 접착하는 것에 있다. Another feature of the flame-retardant lightweight composite panel of the present invention, the adhesive layer for bonding the core material and the aluminum thin plate to each other is a double film adhesive layer in which the first adhesive film for the synthetic resin material adhesive and the second adhesive film for the aluminum adhesive laminated on each other, The double film adhesive layer is for bonding the core material and the aluminum thin plate to each other by thermal fusion.
상기 합성수지재 접착용 제1접착필름은 바람직하게는 초산비닐계 또는 말레이산 개질 폴리에틸렌을 포함하는 개질올레핀수지 군에서 선택된 어느 하나의 접착제로 만들어지고, 제2접착필름은 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 폴리올레핀수지 군에서 선택된 어느 하나의 접착제로 만들어진다.
The first adhesive film for bonding the synthetic resin material is preferably made of any one selected from the group of modified olefin resins including vinyl acetate-based or maleic acid-modified polyethylene, and the second adhesive film preferably includes low density polyethylene. It is made of any one adhesive selected from the group of polyolefin resin.
상기한 본 발명의 난연성 경량 복합패널에 의하면, 난연제로서 무기계 난연제의 함량을 줄이고, 연소시 탄화층 형성에 의해 무기계 난연제의 난연성능을 보완하는 난연보조제를 사용함으로써 고함량의 무기계 난연제를 사용한 복합패널에 비하여, 난연성능은 유지하면서 성형성, 경량성, 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. According to the flame retardant lightweight composite panel of the present invention, a composite panel using a high content of inorganic flame retardant by reducing the content of the inorganic flame retardant as a flame retardant, and by using a flame retardant aid to compensate for the flame retardant performance of the inorganic flame retardant by forming a carbonized layer during combustion. Compared with the above, moldability, light weight, and mechanical properties can be improved while maintaining flame retardant performance.
또한 통상적인 무기계 난연제의 형상은 과립상의 형태로서 다량배합시 혼합물의 용융점도가 급격히 상승하여 가공성이 좋지 않으나, 탄화층보강용 침상, 판상 무기물을 일정량 대체할 경우 그 유동성과 치수안정성은 매우 우수한 특성을 보인다. 이들 침상, 판상의 무기물들을 적절히 배합함으로써 이들 혼합물은 연소반응 후 생성되는 탄화층은 보다 조밀하고 강인한 구조를 보일수 있어 화염의 침투를 억제하는 효과를 갖게 되며 난연효과는 극대화 될 수 있다.In addition, the shape of the conventional inorganic flame retardant is in the form of granules, the melt viscosity of the mixture increases rapidly in the case of a large amount of blending processability is not good, but the fluidity and dimensional stability is very excellent when a certain amount of the carbide bed reinforcement needle, plate-shaped inorganic material is replaced Seems. By appropriately mixing these needle and plate inorganic materials, these mixtures have a more dense and strong structure of the carbonized layer formed after the combustion reaction, and thus have the effect of suppressing the penetration of flame and the flame retardant effect can be maximized.
또한, 본 발명의 난연성 경량 복합패널의 난연성 수지조성물은 경량화를 위하여 첨가되는 화학발포제를 사용하여, 다공성 심재가 구성되도록 발포성형을 하고, 침상이나 판상의 형태를 갖는 무기소재를 혼합함으로써 독립기공이 잘 발달하는 특성을 보인다. 일반적으로 열가소성 소재의 압출 혹은 사출발포공정에서 용융상태에서 적절히 가교밀도를 조절함으로써 고도의 발포율을 얻을수 있는 것으로 알려져 있다. 가교밀도가 낮게되면 발포율이 낮아지며 가교밀도가 높으면 발포율이 증가할 수는 있으나 지나친 겔화로 인한 성형성이 좋지 않게 되는 문제가 발생한다. 이는 미세발포된 기공들이 성형과정에서 미세기공의 벽이 파괴되어 거대기공으로 발달하는 것을 가교를 통한 점도의 상승과 용융강도를 높여 기공을 이루는 벽체의 파괴를 막아 고배율의 발포를 달성한다는 의미이다. In addition, the flame-retardant resin composition of the flame-retardant lightweight composite panel of the present invention is foamed to form a porous core material by using a chemical foaming agent added to reduce the weight, and independent pores are mixed by mixing an inorganic material having a needle or plate shape. It shows well developed characteristics. In general, it is known that a high foaming rate can be obtained by appropriately adjusting the crosslinking density in a molten state in an extrusion or injection foaming process of a thermoplastic material. If the crosslinking density is low, the foaming rate is low, and if the crosslinking density is high, the foaming rate may increase, but a problem arises in that moldability due to excessive gelation is not good. This means that the micro-foamed pores are formed into macropores by breaking the walls of the micropores during the molding process, thereby preventing the destruction of the walls forming the pores by increasing the viscosity and increasing the melt strength through crosslinking to achieve high magnification foaming.
이러한 성형중 미세기공의 병합으로 거대기공의 형성과 이들 거대기공의 이탈을 억제하기 위하여 침상과 판상의 무기물을 배합함으로써 압출 수지조성물의 발포성형을 안정적으로 달성 할 수 있다.It is possible to stably achieve the foaming of the extruded resin composition by blending needle-like and plate-shaped inorganic materials to suppress the formation of macropores and the separation of these macropores by merging the micropores during the molding.
또한, 일반적으로 심재조성물의 발포율이 높아질수록 취성도 증가하게 되나 본 발명의 섬유상 유기물이나 침상, 판상의 무기물을 보강재로 일정비율 혼합함으로써 고배율의 발포와 고강도를 갖는 우수한 물성을 확보할 수 있다.
In general, as the foaming ratio of the core material composition increases, brittleness also increases, but by mixing a certain ratio of the fibrous organic material, needle, and plate-like inorganic materials of the present invention as a reinforcing material, it is possible to secure excellent physical properties having high magnification foaming and high strength.
도 1은 본 발명의 난연성 경량 복합패널의 단면도이다.
도 2는 공압출시 접착수지의 층간 분산 현상을 보여주는 사진이다. 1 is a cross-sectional view of a flame retardant lightweight composite panel of the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the interlayer dispersion phenomenon of the adhesive resin during coextrusion.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명의 난연성 경량 복합패널(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 수지와 난연제 및 기타 발포제를 포함한 수지 조성물을 발포성형하여 만든 심재(10)의 양측면에 알루미늄 박판(20)이 접합되어 구성된다. In the flame retardant
상기 심재(10)는 아래 조성으로 된 난연성 수지 조성물을 압출성형하여 제조된다. 상기 난연성 수지조성물은, 폴리올레핀, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)공중합체, EPDM 공중합체, PVC, 아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 베이스 수지 25 내지 40중량%; 무기계 난연제 30 내지 54중량%; 억연제 0.1 내지 30중량%; 및 난연보조제 0.1 내지 30중량%; 기타 첨가제를 포함한다. The
상기 심재와 접착하는 박판은 알루미늄재에 한정되지 않고 건축내외장재로 사용되는 금속재 판재가 사용될 수 있다. The thin plate to be bonded to the core material is not limited to the aluminum material may be used a metal plate used as interior and exterior building materials.
베이스 수지로서는 폴리올레핀, EVA공중합체, EPDM 공중합체, PVC, 아크릴계 수지 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 이들의 변성체도 사용될 수 있다. 위 수지의 종류중에서 복합패널의 강성을 높이기 위해서 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 사용이 바람직하다. 그리고, 베이스 수지는 난연성 수지조성물 전체 중량에 대하여 25 내지 40중량% 포함한다. As the base resin, polyolefin, EVA copolymer, EPDM copolymer, PVC, acrylic resin and the like may be used, but are not limited thereto, and modified bodies thereof may also be used. Among the above resins, ethylene vinyl acetate (EVA) is preferably used to increase the rigidity of the composite panel. In addition, the base resin includes 25 to 40% by weight based on the total weight of the flame retardant resin composition.
베이스 수지 함량이 40중량% 이상에서는 가공성이 우수하지만 난연성이 급격히 감소하며, 25중량% 이하에서는 난연성은 우수하나 무게가 무거워지며 가공성이 급격히 나빠지고, 경량화를 위해 난연성 수지조성물을 발포할 경우 취성이 커져 쉽게 부스러지는 문제가 발생한다.
If the base resin content is more than 40% by weight, the processability is excellent, but the flame retardancy is sharply reduced.If the base resin content is less than 25% by weight, the flame retardancy is excellent, but the weight is heavy, the workability is rapidly deteriorated, and when the flame-retardant resin composition is foamed to reduce the weight, The problem arises that it grows easily.
무기계 난연제로서는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘와 같은 금속수산화물이나, 삼산화안티몬, 붕소화합물이 사용된다. 바람직하게는 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘이 사용된다. As the inorganic flame retardant, metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, antimony trioxide and boron compounds are used. Preferably aluminum hydroxide or magnesium hydroxide is used.
상기 수산화알루미늄과 수산화마그네슘은 연소시 흡열반응으로서 주위의 열을 빼앗아 연소점 주위의 온도를 낮추어줌으로써 연소를 억제하는 동시에 연소시 H20를 발생시켜 수증기로 변하면서 연소성가스를 희석시켜 연소를 억제하는 작용을 한다. The aluminum hydroxide and magnesium hydroxide acts as an endothermic reaction during combustion to take the heat of the surroundings to lower the temperature around the combustion point to suppress combustion and at the same time generate H20 during combustion to change the water vapor to dilute the combustible gas to inhibit combustion Do it.
그러나, 무기계 난연제는 함량이 60중량%를 초과하면, 성형성과 기계적 물성을 저하시키고, 30중량%이하에서는 난연성이 떨어지는 단점이 있으므로, 바람직하게는 30 내지 54중량%의 함량으로 베이스 수지에 포함된다. However, since the inorganic flame retardant has a disadvantage that the content exceeds 60% by weight, the moldability and mechanical properties are lowered, and the flame retardancy is less than 30% by weight, it is preferably included in the base resin in the content of 30 to 54 % by weight. .
한편, 무기계 난연제의 함량이 50중량% 이하로 감소하면, 성형품의 성형성이나 기계적 물성은 개선되지만, 상대적으로 높은 함량의 난연제 사용에 비하여 상대적으로 난연성은 저하되는데, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 연소시 탄화층을 형성하는 난연보조제를 첨가한 것에 특징이 있다. 상기 난연보조제는 연소되는 수지의 표면에 탄화층을 형성하여 수지의 연소를 억제하는 역할을 함으로써 무기계 난연제의 난소 성능을 보완한다. On the other hand, when the content of the inorganic flame retardant is reduced to 50% by weight or less, the moldability and mechanical properties of the molded article is improved, but compared to the use of a relatively high content of the flame retardant, the flame retardancy is lowered, in order to solve this problem Silver is characterized by the addition of a flame retardant adjuvant forming a carbonized layer during combustion. The flame retardant auxiliary agent forms a carbonized layer on the surface of the resin to be burned to serve to suppress combustion of the resin, thereby supplementing the ovary performance of the inorganic flame retardant.
이러한 난연보조제로서는 MgO, ZnO, SiO2 등과 같은 금속산화물군 및 타르크(Talc), 점토, 카올린(Kaolin), 운모, 규조토, 흑연, 카본 블랙의 판상 및 침상구조를 가지는 유기무기물군에서 선택되는 어느 하나 이상의 것이 사용된다. Such flame retardant aids include any one selected from the group of metal oxides such as MgO, ZnO, SiO2, etc., and organic inorganic groups having a platy and needle-like structure of tarc, clay, kaolin, mica, diatomaceous earth, graphite, and carbon black. One or more are used.
종래의 기술은 난연성 심재의 경량화를 위해 열팽창성 아크릴벌룬을 사용하였으나 전술된 바와 같이 가연성 팽창제를 사용함으로 인한 난연성능의 저하와 고비용의 단점이 있어 화학발포제 단독으로 경량화를 달성하고자 하였다.The prior art used a thermally expandable acrylic balloon to reduce the weight of the flame retardant core material, but as described above, there is a disadvantage in reducing the flame retardant performance and the high cost due to the use of the flammable inflating agent.
상기 화학발포제는, 유기계와 무기계 발포제로 구분되며 통상적으로 무기발포제로서 중조(NaHCO3)가 대표적이며, 유기발포제는 Azodicarbonamide, p,p'-Oxybis(benzene sulfonylhydrazide), p-Toluenesulfonyl hydrazide, p-Toluenesulfonyl acetone hydrazone, p-Toluenesulfonyl semicarbazide, 5-Phenyltetrazole등이 있으나 azo계 발포제가 대표적이다. 당해 기술에서는 발열발포제인 azo계 발포제와 흡열발포제인 무기계 중조를 적절한 비율로 혼합하여 사용하였다.
The chemical foaming agent is divided into organic and inorganic foaming agents, and typically, an inorganic foaming agent is represented by sodium bicarbonate (NaHCO 3 ). There are acetone hydrazone, p-Toluenesulfonyl semicarbazide, 5-Phenyltetrazole, but azo blowing agent is typical. In this technique, an azo blowing agent, which is an exothermic foaming agent, and an inorganic sodium bicarbonate, which is an endothermic foaming agent, are mixed and used in an appropriate ratio.
이 경우, 심재는 화학발포제에 의해 경량화는 가능하지만, 기계적 물성이 약화되어 알루미늄 박판과의 박리되는 문제점과 휨강도가 저하는 문제점을 발생시킨다. 또한 침상 및 판상의 무기물이 일정한 함량 이하일 경우에는 발포된 미세기공의 병합으로 인한 손실이 커서 경량효과가 낮은 문제가 나타났다. In this case, the core material can be lightened by the chemical foaming agent, but the mechanical properties are weakened, causing problems such as peeling from the aluminum thin plate and lowering of bending strength. In addition, when the needle-like and plate-shaped inorganic matters less than a certain content, the loss due to the merging of the foamed micropores appeared to be a problem of low light weight effect.
본 발명은 상기 화학발포제의 첨가에 의해 기계적 물성이 저하되는 문제를 해결하기 위하여 침상, 판상의 무기물과 섬유상 보강재를 첨가하는 것에 또 다른 특징이 있다. 억연제나 탄화층보강재로서 도입되는 침상, 판상의 무기물은 심재 혼합물의 압출기내 유동특성을 우수하게 해주며, 발포시 독립기포가 잘 발달되도록 보조하는 역할을 한다. 또한, 상기 섬유상 보강재도 심재의 발포성형시 발생하는 기공의 외벽을 형성하는 역할을 함으로써 기공의 균일한 분산을 보조하며, 심재 전체의 기계적 물성을 강화하게 된다. The present invention has another feature of adding needle-like, plate-shaped inorganic material and fibrous reinforcing material in order to solve the problem of lowering mechanical properties by the addition of the chemical foaming agent. Needle-shaped and plate-shaped inorganic materials, which are introduced as depressants or carbide reinforcements, provide excellent flow characteristics in the extruder of the core mixture, and assist in the development of independent bubbles during foaming. In addition, the fibrous reinforcement also serves to form the outer wall of the pores generated during the foaming of the core material to assist uniform dispersion of the pores, and to strengthen the mechanical properties of the entire core material.
상기한 목적으로 난연성 수지조성물에 첨가되는 섬유상 보강재는 폴리비닐알콜(PVA),폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴(Acryl),폴리아크릴로니트릴(PAN),레이온(Rayon)을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지재 섬유이거나, 셀룰로오스, 마, 목분을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 천연섬유 또는, 탄소섬유, 유리섬유, 암면, 현무암, 해포석을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 무기계 섬유의 섬유상 물질 또는 판상의 물질일 수 있다. The fibrous reinforcement added to the flame-retardant resin composition for the above purpose is polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), acryl (Acryl), polyacrylonitrile (PAN) , Any one or more synthetic resin fibers selected from the group containing rayon, or any one or more natural fibers selected from the group containing cellulose, hemp, wood flour or carbon fiber, glass fiber, rock wool, basalt, haemulseok It may be a fibrous material or a plate-like material of any one or more inorganic fibers selected from the group.
이러한 섬유상 보강재는 0.01 내지 10중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
Such fibrous reinforcement preferably contains 0.01 to 10% by weight.
한편, 상기 심재와 알루미늄 박판을 서로 접착시키는 접착층(30)은 합성수지재 접착용 제1접착필름(31)과 알루미늄 접착용 제2접착필름(32)이 서로 적층된 이중필름 접착층이고, 상기 이중필름 접착층(30)은 심재(10)와 알루미늄 박판(20)사이에 개재되어 열융착에 의해 심재와 알루미늄 박판을 서로 접착한다. Meanwhile, the
상기 합성수지재 접착용 제1접착필름(31)은 특히 합성수지재와의 우수한 접착성을 가지도록 바람직하게는 초산비닐계 수지나 폴리올레핀계 수지를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 접착제로 만들어지고, 제2접착필름은 금속재와 우수한 접착성을 가지도록 바람직하게는 초산비닐계 수지와 말레인산 개질 폴리올레핀계 수지를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 접착제로 만들어진다.
The first adhesive film 31 for bonding the synthetic resin material is preferably made of any one adhesive selected from the group consisting of vinyl acetate resin or polyolefin resin so as to have excellent adhesiveness with the synthetic resin material. The adhesive film is preferably made of any one adhesive selected from the group consisting of vinyl acetate-based resins and maleic acid-modified polyolefin-based resins to have excellent adhesion with metal materials.
본 발명에 따른 난연성 수지조성물로 성형된 심재의 실시예는 아래와 같다. 그러나 아래의 실시예는 본 발명의 기술적 범위를 제한하는 것은 아니다.
An embodiment of a core material molded of a flame retardant resin composition according to the present invention is as follows. However, the following examples do not limit the technical scope of the present invention.
베이스 수지로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 36.0중량%, 무기계 난연제로서 수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 50중량%, 타르크 12중량% 및 난연보조제 2중량%를 혼합하여 난연성 수지조성물을 제작하고, 이 수지조성물을 190℃, 압출속도 2.5m/분으로 압출기에서 압출성형하여 심재를 제작하였다. 성형된 심재는 난연성 시험에서 산소지수가 47을 나타내었다. A flame retardant resin composition was prepared by mixing 36.0 wt% of ethylene vinyl acetate (EVA) as a base resin, 50 wt% of magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 )) as an inorganic flame retardant, 12 wt% of tar, and 2 wt% of a flame retardant adjuvant. The resin composition was extruded in an extruder at 190 ° C and an extrusion speed of 2.5 m / min to produce a core material. The molded core showed an oxygen index of 47 in the flame resistance test.
베이스 수지로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 36.0중량%, 무기계 난연제로서 수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 54중량%, 타르크 10중량%을 혼합하여 난연성 수지조성물을 제작하고, 이 수지조성물을 실시예 1과 동일한 압출조건(190℃, 압출속도 2.5m/분)으로 압출기에서 압출성형하여 심재를 제작하였다. 성형된 심재는 난연성 시험에서 산소지수가 39를 나타내었다.
A flame retardant resin composition was prepared by mixing 36.0 wt% of ethylene vinyl acetate (EVA) as a base resin, 54 wt% of magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 )) as an inorganic flame retardant, and 10 wt% of tar, to prepare a flame retardant resin composition. Core material was prepared by extrusion molding in an extruder under the same extrusion conditions as in Example 1 (190 ℃, extrusion speed 2.5m / min). The molded core showed an oxygen index of 39 in the flame retardancy test.
본 발명에 따른 난연성 수지조성물로 성형된 심재의 경량성에 대한 실시예를 아래 실시예 3 및 4에 나타내었다. Examples of the light weight of the core material molded from the flame retardant resin composition according to the present invention are shown in Examples 3 and 4 below.
상기 [실시예 2]와 동등한 조성비에 azo계 화학발포제를 1.0 중량% 혼합하여 실시한 사례이다. This is a case where 1.0 wt% of azo-based chemical foaming agent was mixed in the same composition ratio as in [Example 2].
베이스 수지로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 36.0중량%, 무기계 난연제로서 수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 54중량%, 타르크 10중량%, 및 화학발포제 1.0중량%를 혼합한 수지조성물을 만들고, 이 수지조성물을 실시예 1과 동일한 압출조건(190℃, 압출속도 2.5m/분)으로 압출기에서 압출성형하여 심재를 제작하였다. 성형된 심재는 비중이 1.2 내지 1.3이고, 난연성 시험에서 산소지수가 37을 나타내었다. A resin composition was prepared by mixing 36.0% by weight of ethylene vinyl acetate (EVA) as a base resin, 54% by weight of magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 )) as an inorganic flame retardant, 10% by weight of tar, and 1.0% by weight of a chemical foaming agent. This resin composition was extruded in an extruder under the same extrusion conditions (190 ° C., extrusion speed of 2.5 m / min) as in Example 1 to prepare a core material. The molded core material has a specific gravity of 1.2 to 1.3 and an oxygen index of 37 in the flame retardancy test.
상기 [실시예 1]과 동등한 조성비에 화학발포제를 1.0 중량% 혼합하여 실시한 예이다. It is an example performed by mixing 1.0 weight% of chemical foaming agents in the composition ratio equivalent to [Example 1].
베이스 수지로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 36.0중량%, 무기계 난연제로서 수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 50중량%, 타르크 12중량%, 난연보조제 2중량% 및 화학발포제 1.0중량%을 혼합한 수지조성물을 만들고, 이 수지조성물을 실시예3과 동일한 압출조건(190℃, 압출속도 2.5m/분)으로 압출기에서 압출성형하여 심재를 제작하였다. 성형된 심재는 비중이 1.0 내지 1.05이고, 난연성 시험에서 산소지수가 37을 나타내었다. 36.0 wt% of ethylene vinyl acetate (EVA) as base resin, 50 wt% of magnesium hydroxide (Mg (OH) 2)) as an inorganic flame retardant, 12 wt% of tar, 2 wt% of flame retardant adjuvant and 1.0 wt% of chemical foaming agent A resin composition was prepared, and the resin composition was extruded in an extruder under the same extrusion conditions as in Example 3 (190 ° C., extrusion speed of 2.5 m / min) to prepare a core material. The molded core material has a specific gravity of 1.0 to 1.05 and an oxygen index of 37 in the flame retardancy test.
위 본 발명의 실시예들의 기계적 물성과 난연성의 평가기준인 산소지수로 평가하여 그 결과를 아래 표1에 나타내었다.Evaluation of the mechanical properties and flame retardancy of the embodiments of the present invention by the oxygen index is shown in Table 1 below.
[N/mm2}Flexural strength
[N / mm2}
[N/mm2]The tensile strength
[N / mm2]
상기 표1의 KS규격은 두께 4mm의 알루미늄 복합패널의 휨강도와 인장강도에 대한 하한 규정이다. 상기 표1에 나타난 바와 같이, 난연보조제 혼합물이 포함된 실시예 1이 포함되지 않은 실시예 2보다 산소지수가 8.0 정도 높게 나타났으며 휨강도와 인장강도 등의 기계적 물성도 높게 나타났다. 또한 이들 심재 조성물에 동등한 양의 화학발포제를 사용하여 발포성형한 결과에 있어서도 실시예 3은 발포율이 낮게 나타났으나 난연보조제 혼합물이 배합된 실시예 4의 경우가 높은 발포율을 나타내어 소량 첨가된 침상, 판상의 무기물이 고배율의 발포성형에 중요한 인자임을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로서 실시예 3의 발포심재의 비중은 1.28, 실시예 4의 발포심재의 비중은 1.05의 경량발포심재로 가공할 수 있었다. 또한 경량화율에 비하여 휨강도와 인강강도의 감소는 미미하여 이들 난연보조제 혼합물의 보강효과가 매우 큰 것으로 나타났으며 모든 실시사례에 있어서 KS 규격이상의 휨강도와 인장강도를 나타내는 것으로 확인되었다.KS standard of Table 1 is the lower limit for the flexural strength and tensile strength of 4mm thick aluminum composite panel. As shown in Table 1, the oxygen index was about 8.0 higher than in Example 2, which does not include Example 1 containing the flame retardant adjuvant mixture , and mechanical properties such as bending strength and tensile strength were also high. In addition, in the result of foam molding using an equivalent amount of chemical foaming agent in these core compositions, Example 3 showed a low foaming rate, but Example 4 with a flame retardant adjuvant mixture showed a high foaming rate, Needle and plate minerals were found to be important factors for high magnification foaming. As a result, the specific gravity of the foam core material of Example 3 was 1.28, the specific gravity of the foam core material of Example 4 could be processed into a lightweight foam core material of 1.05. In addition, the reduction of flexural strength and phosphorus strength was insignificant compared to the weight reduction rate, and the reinforcing effect of these flame retardant adjuvant mixtures was very high. In all cases, the flexural strength and tensile strength of the KS standard were confirmed.
준불연 알루미늄 복합판넬의 제조에 있어서 알루미늄 판재와 난연성 심재의 접착을 위하여 종래의 특허문헌 1과 같은 접착용 수지의 공압출 공정에 의하여 실시하였다. In the manufacture of the semi-non-combustible aluminum composite panel, in order to bond the aluminum plate and the flame retardant core material, a co-extrusion process of the adhesive resin as in the conventional patent document 1 was performed.
실시예 1의 수지조성물을 동일한 압출조건(190℃, 압출속도 2.5m/분)으로 압출기에서 압출성형하고 T-다이스에서 접착수지를 동시에 압출하여 압축롤에 의해 일정한 두께로 성형하였다. 이때의 접착수지는 난연성 심재와 접착성이 좋지 않은 소재를 사용하였으며 냉각후 접착수지의 박리를 유도하여 공압출시 접착제의 효율을 분석하고자 하였다. The resin composition of Example 1 was extruded in the extruder under the same extrusion conditions (190 ℃, extrusion speed 2.5m / min), and simultaneously extruded the adhesive resin in the T-die was molded to a constant thickness by a compression roll. At this time, the adhesive resin used a flame-retardant core material and a material with poor adhesion, and tried to analyze the efficiency of the adhesive during coextrusion by inducing peeling of the adhesive resin after cooling.
도 2는 공압출된 접착제가 알루미늄 표면재와 난연심재 사이에만 분포되는 것이 아니라 난연 심재의 층간에 다층으로 혼입된 현상을 보여주고 있다. 이는 가연성 접착제가 난연심재를 얇은 필름상으로 분리시키는 역할을 하게 되면 이 경우 휨강도와 인장강도등의 기계적 물성은 증가될 수 있으나 난연성능의 약화와 접착박리강도의 약화를 야기할 수 있다. FIG. 2 shows a phenomenon in which the coextruded adhesive is not only distributed between the aluminum surface material and the flame retardant core material but is mixed in multiple layers between the layers of the flame retardant core material. If the flammable adhesive serves to separate the flame retardant core material into a thin film, in this case, mechanical properties such as bending strength and tensile strength may be increased, but the flame retardant performance may be weakened and the adhesive peel strength may be weakened.
이를 극복하기 위하여 앞에서 설명하고 청구항 1, 7, 8항에 언급된 두성분이 라미네이트된 이중 필름상의 접착제를 구성하여 적용함으로써 접착제가 난연성 심재 내부로 혼입되는 문제를 해결하였다.
In order to overcome this problem, the problem of incorporating the adhesive into the flame retardant core material was solved by constructing and applying the adhesive on the dual film laminated with the two components described above and mentioned in claims 1, 7, and 8.
100: 복합패널 10: 심재
20: 알루미늄 박판 30: 접착층
31: 제1접착필름 32: 제2접착필름100: composite panel 10: core material
20: aluminum thin plate 30: adhesive layer
31: first adhesive film 32: second adhesive film
Claims (8)
상기 난연성 수지 조성물은
폴리올레핀계, EVA공중합체, EPDM 공중합체, PVC, 아크릴계, 및 이들의 변성수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 베이스 수지 25 내지 40중량%;
수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 삼산화안티몬, 및 붕소화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 무기계 난연제 30 내지 54중량%; 및
MgO, ZnO, SiO2를 포함한 금속산화물군에서 선택된 하나 또는 하나 이상의 난연보조제 0.1 내지 30중량%; 을 포함하고,
타르크(Talc), 점토, 카올린(Kaolin), 운모, 규조토, 흑연, 카본 블랙을 포함하는 유기 무기물군에서 선택된 어느 하나가 첨가제가 첨가되며,
상기 유기 무기물의 첨가제는 판상 및 침상구조를 가지며,
상기 난연성 수지조성물로 성형한 심재(10)는 0.9 내지 1.5의 비중을 가지는 것을 특징으로 하는 난연성 경량 복합패널. In the flame retardant lightweight composite panel 100 in which the aluminum thin plate 20 is bonded to each other through the adhesive layer 30 on both sides of the core material 10 formed by molding the flame retardant resin composition,
The flame retardant resin composition
25 to 40% by weight of any one base resin selected from the group consisting of polyolefins, EVA copolymers, EPDM copolymers, PVC, acrylics, and modified resins thereof;
30 to 54 % by weight of any one inorganic flame retardant selected from the group consisting of aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, antimony trioxide, and a boron compound ; And
0.1 to 30% by weight of one or more flame retardant aids selected from the group of metal oxides including MgO, ZnO, SiO 2 ; / RTI >
Additive is added to any one selected from the group of organic minerals including tarc, clay, kaolin, mica, diatomaceous earth, graphite, carbon black,
The additive of the organic inorganic material has a plate-like and needle-like structure,
The flame retardant lightweight composite panel, characterized in that the core material (10) molded from the flame retardant resin composition has a specific gravity of 0.9 to 1.5.
화학발포제 0.1 내지 5중량 %;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 경량 복합패널. The method of claim 1, wherein the flame retardant resin composition,
0.1 to 5% by weight of a chemical foaming agent; flame-retardant lightweight composite panel further comprising.
상기 난연성 수지조성물은 합성수지재 또는 천연섬유의 섬유상 보강재를 더 포함하되, 상기 섬유상 보강재는 0.01 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 난연성 경량 복합패널. 3. The method of claim 2,
The flame retardant resin composition further comprises a synthetic resin material or a fibrous reinforcement of natural fibers, wherein the fibrous reinforcement is characterized in that the flame retardant lightweight composite panel.
상기 섬유상 보강재는 폴리비닐알콜(PVA),폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴(Acryl),폴리아크릴로니트릴(PAN),레이온(Rayon)을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지재 섬유이거나, 셀룰로오스, 마, 목분을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 천연섬유 또는, 탄소섬유, 유리섬유, 암면, 현무암, 해포석을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 무기계 섬유의 섬유상 물질 또는 판상의 물질인 것인 특징으로 하는 난연성 경량 복합패널. The method of claim 3,
The fibrous reinforcing material is a group containing polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), acrylic (Acryl), polyacrylonitrile (PAN), rayon (Rayon) Any one or more synthetic resin fibers selected from, or any one or more natural fibers selected from the group containing cellulose, hemp, wood powder, or any one or more inorganic fibers selected from the group including carbon fiber, glass fiber, rock wool, basalt, haemulstone Flame retardant lightweight composite panel characterized in that the fibrous material or plate-like material.
상기 접착층은 합성수지재 접착용 제1접착필름층과 알루미늄 접착용 제2접착필름층이 서로 적층된 이중필름 접착층이고, 상기 이중필름 접착층은 열융착에 의해 심재와 알루미늄 박판을 서로 접착하는 것을 특징으로 하는 난연성 경량 복합패널. The method of claim 1,
The adhesive layer is a double film adhesive layer in which a first adhesive film layer for bonding a synthetic resin material and a second adhesive film layer for bonding an aluminum layer are laminated to each other, and the double film adhesive layer bonds the core material and the aluminum thin plate to each other by thermal fusion. Flame retardant lightweight composite panel.
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