KR20010049789A - 적층물 및 이의 제조방법 - Google Patents

적층물 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20010049789A
KR20010049789A KR1020000040520A KR20000040520A KR20010049789A KR 20010049789 A KR20010049789 A KR 20010049789A KR 1020000040520 A KR1020000040520 A KR 1020000040520A KR 20000040520 A KR20000040520 A KR 20000040520A KR 20010049789 A KR20010049789 A KR 20010049789A
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다케무라가즈키
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고오사이 아끼오
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Abstract

본원에는 (i) 폴리올레핀 수지, (ii) 금속 수산화물, (iii) 인 난연제 및 (iv) 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물을 포함하며 수학식 1 내지 4를 만족시키는 수지 조성물로부터 제조된 코어 시트로 이루어진 1개의 내층과 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 포함하여 3개 이상의 층을 갖는 적층물(1) 및 이의 제조방법(2)이 제공되어 있다.
수학식 1
약 40중량% ≤ A ≤ 약 70중량%
수학식 2
약 10중량% ≤ B ≤ 약 50중량%
수학식 3
약 0.25 ≤ (C+D)/A ≤ 약 1.5
수학식 4
A+B+C+D = 100중량%
위의 수학식 1 내지 4에서,
A는 폴리올레핀 수지의 함량(중량%)이고,
B는 금속 수산화물의 함량(중량%)이며,
C는 인 난연제의 함량(중량%)이고,
D는 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물의 함량(중량%)이다.

Description

적층물 및 이의 제조방법 {Laminate and production process thereof}
본 발명은 적층물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 본 발명에 따르는 특정 수지 조성물로부터 제조된 코어 시트로 이루어진 1개의 내층과 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 포함하여 3개 이상의 층을 갖는 적층물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 적층물은 우수한 불연성을 가지며, 예를 들면, 본 발명에 따르는 적층물을 화재시 불꽃에 의해 가열되더라도 적층물로부터 수지가 용융되어 흘러나오지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르는 적층물은 예를 들면, 건축용 내외장재 및 방의 칸막이 판으로서 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 적층물의 제조방법에서는 특정 수지 조성물로부터 코어 시트를 성형할 경우 이들 수지 조성물이 우수한 유동성을 나타내기 때문에, 당해 방법은 생산성이 높다.
각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 폴리올레핀 수지로부터 제조된 코어 시트로 이루어진 1개의 내층의 양면에 부착시킴으로써 형성되는 적층물이 공지되어 있다. 상기한 적층물은 건축용 외장재로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 적층물의 코어 시트를 제조하는데 사용되는 폴리올레핀 수지는 인화성이 있다. 따라서, 반-불연성 물질로서 사용가능한 적층물을 개발하는 것이 바람직하다.
이러한 상황에서, 앞서 공지된 적층물에 난연성을 부여하도록 개질한 적층물로서, 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 층을 폴리올레핀 수지와 무기 충전제를 포함하는 수지 조성물로부터 제조된 코어 시트로 이루어진 내층의 양면에 부착함으로써 형성되는 적층물이 공지되어 있다. 이러한 수지 조성물로서, 폴리올레핀 수지와 수산화알루미늄을 포함하는 수지 조성물(i), 폴리올레핀 수지와 수산화마그네슘을 포함하는 수지 조성물(ii) 및 폴리올레핀 수지와 암모늄 폴리포스페이트를 포함하는 수지 조성물(iii)이 공지되어 있다.
상기한 수지 조성물(i) 또는 (ii)를 사용하여 형성한 적층물은 불꽃 가열시 할로겐화수소와 같은 독가스 또는 검은 연기를 발생시키지 않는다. 그러나, 이들 적층물에서는, 적층물에 반-불연성을 부여하기 위해 다량의 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘이 필요하기 때문에 당해 수지 조성물의 성형 적성(유동성)이 열화되는 문제점이 있다. 상기한 수지 조성물(iii)을 사용할 경우, 제조된 적층물은 다음과 같은 문제점이 있다:
(1) 적층물을 불꽃 가열할 경우, 적층물로부터 수지 조성물이 흘러나와 발화를 야기시키고,
(2) 수지 조성물로부터 코어 시트를 성형할 경우, 암모늄 폴리포스페이트가 유출되므로 코어 시트를 금속 시트에 접착시키기 어렵고, 이들 간의 접착 강도도 불충분해지며,
(3) 알루미늄 시트를 금속 시트로서 사용할 경우 알루미늄 시트가 부식된다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 불연성을 가지며, 화재시 불꽃에 의해 가열되더라도 적층물로부터 수지가 용융되어 흘러나오지 않는 적층물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 이들 적층물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 수지 조성물로부터 제조된 코어 시트로 이루어진 1개의 내층과 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 포함하여 3개 이상의 층을 갖는 불연성이 우수한 적층물을 발견하기 위해 집중적인 연구에 착수하였다. 그 결과, 특정 수지 조성물로터 제조된 코어 시트를 사용하여 형성한 적층물이 본 발명의 목적을 성취시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이에 따라, 본 발명이 이루어졌다.
본 발명은 (i) 폴리올레핀 수지, (ii) 금속 수산화물, (iii) 인 난연제 및 (iv) 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물을 포함하며 하기 수학식 1 내지 4를 만족시키는 특정 수지 조성물로부터 제조된 코어 시트로 이루어진 1개의 내층과 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 포함하여 3개 이상의 층을 갖는 적층물을 제공한다.
약 40중량% ≤ A ≤ 약 70중량%
약 10중량% ≤ B ≤ 약 50중량%
약 0.25 ≤ (C+D)/A ≤ 약 1.5
A+B+C+D = 100중량%
위의 수학식 1 내지 4에서,
A는 폴리올레핀 수지의 함량(중량%)이고,
B는 금속 수산화물의 함량(중량%)이며,
C는 인 난연제의 함량(중량%)이고,
D는 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물의 함량(중량%)이다.
본 발명은 또한 폴리올레핀 수지, 금속 수산화물, 인 난연제 및 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물을 포함하며 위의 수학식 1 내지 4를 만족시키는 수지 조성물을 제조하는 단계(i), 제조한 수지 조성물을 성형하여 코어 시트를 제조하는 단계(ii) 및 제조한 코어 시트로 이루어진 1개의 내층과 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 서로 접착시켜 3개 이상의 층을 갖는 적층물을 제조하는 단계(iii)를 포함하는 적층물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 적용 범위는 후술하는 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 구체적인 실시예가 본 발명의 바람직한 양태들을 나타내기는 하지만 이는 단지 예시적인 것일 뿐이고, 당해 기술분야의 숙련가들에 의해 이러한 상세한 설명으로부터 본 발명의 정신 및 범위 내에서 다양한 변화 및 개질이 가능할 수 있는 것으로 이해해야 한다.
본 발명에 사용되는 "폴리올레핀 수지"라는 용어는 올레핀을 중합시켜 제조한 수지를 의미한다. 올레핀은 특정하게 제한되지는 않지만, α-올레핀이 바람직하다. α-올레핀의 예는 에틸렌, 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 노넨-1, 4-메틸펜텐-1 및 데센-1이다.
폴리올레핀 수지는 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 공중합체는 랜덤 공중합체 또는 블럭 공중합체일 수 있다. 폴리올레핀 수지는 결정성 폴리올레핀 수지 또는 비결정성 폴리올레핀 수지일 수 있다.
단독중합체의 예는 에틸렌 단독중합체 및 프로필렌 단독중합체이다. 공중합체의 예는 에틸렌과 프로필렌의 블럭 공중합체, 및 프로필렌과 하나 이상의 α-올레핀(예를 들면, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 노넨-1, 4-메틸펜텐-1 및 데센-1)의 랜덤 공중합체이다. 바람직한 폴리올레핀 수지는 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌과 프로필렌의 블럭 공중합체이다. 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체 및 프로필렌과 α-올레핀의 공중합체의 바람직한 용융 유속은 통상적으로 약 0.3 내지 약 80g/10분이다.
본 발명에 사용되는 금속 수산화물은 특정하게 제한하지 않는다. 이의 예는, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 칼슘 알루미네이트, 하이드로탈사이트, 수산화칼슘, 수산화바륨 및 수산화아연이다. 이들 중에서는, 수산화알루미늄이 단위 중량당 다량의 결정수로 인한 높은 난연 효과를 갖기 때문에 바람직하다. 본 발명에 바람직하게 사용되는 수산화알루미늄의 평균 입자 크기는 통상적으로 약 1 내지 약 10㎛, 바람직하게는 약 3 내지 약 8㎛이다. 폴리올레핀 수지에 대한 수산화알루미늄의 분산성을 향상시키기 위해서는, 표면을 예를 들면, 당해 기술분야에 공지되어 있는 실란 커플링제, 지방족 산 또는 지방족 산 에스테르로 처리한 수산화알루미늄을 사용할 수도 있다.
본 발명에 사용되는 "인 난연제"라는 용어는 인 원자(P)-함유 난연제를 의미한다. 사용되는 인 난연제는 특정하게 제한하지 않는다. 이의 바람직한 예는 암모늄 폴리포스페이트 및 폴리인산 아미드이다. 인 난연제는 그대로 사용하거나, 멜라민 수지와 같은 수지로 도포된 형태로 사용할 수 있다. 시판되는 암모늄 폴리포스페이트의 예는 수미세이프(SUMISAFE) P(상품명, 제조원; Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 엑솔리트(EXOLIT) 422와 엑솔리트 462(상품명, 제조원; Hoechst AG), 테라주(TERRAJU) C60, 테라주 C70 및 테라주 C80(상품명, 제조원; Chisso Corporation)이다. 시판되는 폴리인산 아미드의 예는 수미세이프 PM(상품명, 제조원; Sumitomo Chemical Co., Ltd.)이다.
본 발명에 사용되는 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물은 특정하게 제한하지 않는다. 이의 예는 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 폴리펜타에리트리톨, 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜, 전분, 글루코즈 및 셀룰로즈이다. 이들 중에서, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 폴리펜타에리트리톨과 같은 펜타에리트리톨, 글리세롤 및 폴리에틸렌 글리콜이 바람직할 수 있다.
본 발명에 사용되는 코어 시트의 제조방법은 특정하게 제한하지 않는다. 예를 들면, 코어 시트는 먼저 폴리올레핀 수지, 금속 수산화물, 인 난연제 및 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물을 가압 혼련기 및 밴버리 혼합기와 같은 혼련기를 사용하여 약 160 내지 약 210℃의 온도에서 혼련시킴으로써 수지 조성물을 제조하고, 이어서 수지 조성물을 일축 압출기 또는 이축 압출기를 사용하여 약 160 내지 약 210℃에서 목적하는 시트로 성형하는 방법으로 제조할 수 있다. 코어 시트의 두께는 특정하게 제한하지 않지만, 통상적으로 약 1 내지 약 7mm이다.
수지 조성물을 코어 시트로 성형하는 경우에 수지 조성물의 유동성을 증가시키기 위해, 그리고 우수한 불연성을 갖는 적층물을 제조하기 위해, 수지 조성물 중의 폴리올레핀 수지의 함량(A)(중량%)에 대한 인 난연제의 함량(C)(중량%)과 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물의 함량(D)(중량%)의 총합의 비는 약 0.25 내지 약 1.5이고, 바람직하게는 약 0.25 내지 약 1이다.
본 발명의 효과를 손상시키기 않는 한, 수지 조성물을 경우에 따라, 증량제, 착색제, 분해 억제제, 대전방지제 및 수분 흡수제와 같은 시약과 배합하여 사용할 수 있다. 또한, 수지 조성물은 당해 기술분야에 공지되어 있는 발포제와 배합하여 사용할 수 있으며, 이로서 적절하게 선택된 성형 조건하에서 성형을 통해 발포성 코어 시트를 제조할 수 있다.
본 발명에 사용되는 금속 시트로서, 알루미늄, 스테인리스 강, 철, 구리, 티탄, 황동 및 니켈로 만들어진 금속 시트가 예시될 수 있다. 경질 적층물을 제조하고자 하는 관점에서는 알루미늄으로 만들어진 금속 시트가 바람직하다. 금속 시트의 두께는 특정하게 제한하지 않지만, 통상적으로 약 0.15 내지 약 0.5mm이다.
각각 금속 시트로 이루어진 외층을 코어 시트로 이루어진 내층에 부착시키는 방법은 특정하게 제한하지 않는다. 예를 들면, 다음의 방법을 열거할 수 있다:
(i) 이소시아네이트계, 스티렌-부타디엔계 및 에폭시계 접착제(결합제)와 같은 접착제를 코어 시트의 양면에 피복시키는 단계(1), 코어 시트의 양면에 금속 시트를 각각 놓아두는 단계(2) 및 각각의 시트를 프레스기를 사용하여 코어 시트에 부착시켜 적층물을 제조하는 단계(3)를 포함하는 방법 및
(ii) 압출기로부터 압출되는 코어 시트의 양면과 접촉하도록 2개의 롤을 배치하는 단계(1), 상이한 라인들로부터 공급되는 금속 시트들을 롤과 코어 시트의 양면 사이에 삽입하는 단계(2) 및 각각의 금속 시트를 코어 시트의 양면에 부착시켜 적층물을 제조하는 단계(3)를 포함하는 방법.
본 발명에 따르는 적층물은 바람직하게는 3층 구조를 갖는다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따르는 적층물에서, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 하나 이상의 추가의 층을 코어 시트로 이루어진 내층과 금속 시트로 이루어진 외층 사이에 삽입시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 적층물은 우수한 불연성을 가지며, 예를 들면, 본 발명에 따르는 적층물을 화재시 불꽃에 의해 가열되더라도 적층물로부터 수지가 용융되어 흘러나오지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르는 적층물은 예를 들면, 건축용 내외장재 및 방의 칸막이 판으로서 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 적층물의 제조방법에서는 본 발명에 사용된 특정 수지 조성물로부터 코어 시트를 성형할 경우 이들 수지 조성물이 우수한 유동성을 나타내기 때문에, 당해 방법은 생산성이 높다.
실시예
본 발명은 하기의 실시예를 참조로 하여 보다 상세하게 예시되며, 이는 단지 예시적인 것일 뿐, 이로써 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 및 비교 실시예 1 내지 3
프로필렌 단독중합체(상품명; Y-501N, 제조원; Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 수산화알루미늄(상품명; C-303, 제조원; Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 암모늄 폴리포스페이트(상품명; SIMISAFE P, 제조원; Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 및 펜타에리트리톨(제조원; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)을 표 1에 제시된 바와 같은 혼합 비율로 건식 블렌딩한다. 그후, 제조된 혼합물을 혼련기(상품명; LABO PLASTMILL, 제조원; TOYOSEIKI Corporation)를 사용하여 180℃에서 10분 동안 혼련시킴으로써 4가지 종류의 수지 조성물을 제조한다. 제조된 각각의 수지 조성물을 가열 프레스기를 사용하여 180℃에서 성형하여 220mm(길이) X 220nm(폭) X 3mm(두께)의 각각의 코어 시트를 제조한다.
위에서 제조한 코어 시트의 양면에 스티렌-부타디엔 고무계 접착제를 62g/㎡의 양으로 피복시키고, 두께가 0.25mm인 2개의 알루미늄 시트를 코어 시트의 양면에 함께 두고, 이어서 10kgf/㎠의 압력하에서 부착시킴으로써 적층물을 제조한다. 적층물의 3개 지점에서 홀 톱을 사용하여 각각 직경이 25mm인 3개의 원형 홀을 만들어 시험 단편을 제조한다. JIS A-1321에 따라 건축 자재 연소 시험을 수행한다. 이의 결과가 표 1에 제시되어 있다.
실시예 1 비교실시예 1 비교실시예 2 비교실시예 3
A : 폴리올레핀 수지 프로필렌 단독중합체 56 58 66 50
B : 금속 수산화물 수산화알루미늄 28 30 0 50
C : 인 난연제 암모늄 폴리포스페이트 8 6 7 0
D : 하이드록시 그룹 함유 유기 화합물 펜타에리트리톨 6 6 17 0
총량(A+B+C+D) 100 100 100 100
C+D/A 0.29 0.21 0.52 0
잔류 연소 시간(초)1 83 〉180 〉180 300
tdθ(℃·분)2 50 0 222 140
CA3 2 3 92 7
반-불연성 합격 불합격 불합격 불합격
수지 조성물의 유동성 양호 양호 양호
1: 가열이 끝난 후에 지속되는 잔류 연소 시간
2: 배기 온도 곡선이 표준 온도 곡선을 초과하는 부분에서 배기 온도 곡선과 표준 온도 곡선으로 둘러싸인 부분의 면적
3: 단위 면적당 발연 계수
본 발명에 따르는 적층물은 우수한 불연성을 가지며, 예를 들면, 본 발명에 따르는 적층물을 화재시 불꽃에 의해 가열되더라도 적층물로부터 수지가 용융되어 흘러나오지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르는 적층물은 예를 들면, 건축용 내외장재 및 방의 칸막이 판으로서 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 적층물의 제조방법에서는 본 발명의 특정 수지 조성물로부터 코어 시트를 성형할 경우 이들 수지 조성물이 우수한 유동성을 나타내기 때문에, 당해 방법은 생산성이 높다.

Claims (13)

  1. (i) 폴리올레핀 수지, (ii) 금속 수산화물, (iii) 인 난연제 및 (iv) 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물을 포함하며 수학식 1 내지 4를 만족시키는 수지 조성물로부터 제조된 코어 시트로 이루어진 1개의 내층과 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 포함하여 3개 이상의 층을 갖는 적층물.
    수학식 1
    약 40중량% ≤ A ≤ 약 70중량%
    수학식 2
    약 10중량% ≤ B ≤ 약 50중량%
    수학식 3
    약 0.25 ≤ (C+D)/A ≤ 약 1.5
    수학식 4
    A+B+C+D = 100중량%
    위의 수학식 1 내지 4에서,
    A는 폴리올레핀 수지의 함량(중량%)이고,
    B는 금속 수산화물의 함량(중량%)이며,
    C는 인 난연제의 함량(중량%)이고,
    D는 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물의 함량(중량%)이다.
  2. 제1항에 있어서, 1개의 내층과 내층의 양면에 부착된 2개의 외층으로 이루어진 3개의 층을 갖는 적층물.
  3. 제1항에 있어서, 폴리올레핀 수지가 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌과 프로필렌과의 블럭 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 적층물.
  4. 제1항에 있어서, 폴리올레핀 수지의 용융 유량이 약 0.3 내지 약 80g/10분인 적층물.
  5. 제1항에 있어서, 금속 수산화물이 수산화알루미늄을 함유하는 적층물.
  6. 제1항에 있어서, 인 난연제가 암모늄 폴리포스페이트 및 폴리인산 아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 적층물.
  7. 제1항에 있어서, 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물이 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 폴리펜타에리트리톨, 글리세롤 및 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 적층물.
  8. 제1항에 있어서, 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물이 펜타에리트리톨을 함유하는 적층물.
  9. 제1항에 있어서, 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물이 펜타에리트리톨, 디펜타에리트릴톨 및 폴리펜타에리트리톨로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 적층물.
  10. 폴리올레핀 수지, 금속 수산화물, 인 난연제 및 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물을 포함하며 수학식 1 내지 4를 만족시키는 수지 조성물을 제조하는 단계(i),
    제조된 수지 조성물을 성형하여 코어 시트를 제조하는 단계(ii) 및
    제조된 코어 시트로 이루어진 1개의 내층과 각각 금속 시트로 이루어진 2개의 외층을 서로 접착시켜 3개 이상의 층을 갖는 적층물을 제조하는 단계(iii)를 포함하는, 적층물의 제조방법.
    수학식 1
    약 40중량% ≤ A ≤ 약 70중량%
    수학식 2
    약 10중량% ≤ B ≤ 약 50중량%
    수학식 3
    약 0.25 ≤ (C+D)/A ≤ 약 1.5
    수학식 4
    A+B+C+D = 100중량%
    위의 수학식 1 내지 4에서,
    A는 폴리올레핀 수지의 함량(중량%)이고,
    B는 금속 수산화물의 함량(중량%)이며,
    C는 인 난연제의 함량(중량%)이고,
    D는 하이드록실 그룹 함유 유기 화합물의 함량(중량%)이다.
  11. 제10항에 있어서, 적층물이 1개의 내층을 갖는 적층물의 제조방법.
  12. 제1항에 따르는 적층물을 포함하는 건축 자재.
  13. 제10항에 따르는 방법으로 제조한 적층물을 포함하는 건축 자재.
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KR100647221B1 (ko) * 2006-04-10 2006-11-23 김고신 난연성 알루미늄 복합패널 제조장치

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