防火、阻燃、准不燃胶合板顶棚材料及其制备方法

摘要

本发明涉及对胶合板进行穿孔后，在真空状态下，通过加压注入防火或阻燃树脂来制备而成的阻燃及准不燃顶棚材料及其制备方法。本发明可通过穿孔在胶合板的孔沿着木材的纤维方向在短时间内注入阻燃树脂，由此可使施加于粘结层的应力最小化，还可减少因缩短干燥时间而在干燥过程中产生的收缩应力。因此，本发明能够用符合火灾安全标准的足够量的阻燃树脂浸渍胶合板内部，从而可作为木质类材料来提供阻燃及准不燃顶棚材料。并且，由于本发明的顶棚材料使用预制备的胶合板，因此重量轻且强度大，尤其，可以代替含石棉、放射性氡释放、湿气及水分弱的无机类顶棚材料(石膏板等)。并且，由于本发明的顶棚材料使用木质类胶合板，因此，调节温度和湿度，可保持美丽的天然图案和颜色，并且还能够有助于改善室内环境。并且，本发明的顶棚材料可以制备难以用木材制备的均匀且尺寸稳定性优秀的宽板结构的顶棚材料。

说明书

技术领域

本发明涉及防火、阻燃及准不燃顶棚材料及其制备方法。更具体地，本发明涉及如下的防火、阻燃及准不燃顶棚材料及其制备方法：在作为典型的木质板状材料的胶合板表面单纯涂敷防火或阻燃树脂使其渗入表面，或者对胶合板的表面进行穿孔后，在真空状态下，通过加压注入阻燃树脂来制备而成。

背景技术

用于建筑室内装饰的顶棚材料设置于学校、医院、酒店、商店等多个设施的建筑物的天花板，是用于遮挡指向屋顶里面的墙壁内侧的屋顶下方或上层的底部结构的建筑材料。

顶棚材料具有隐藏结构体或设置于天花板的管道、配线等且通过额外的外部装修来在一定程度上阻隔、吸收和反射风雨、热量、声音等的功能。

并且，为了防止发生火灾时火花通过顶棚材料来进行蔓延，而适用于有关建筑法施行令、建筑物撤离及防火结构等标准的规定、有关多用途营业场所的安全管理的特别法等火灾安全，来作为室内装饰物或室内装饰材料，为此在相关法令中规定根据适用场所及适用面积使用防火、阻燃及准不燃性能以上的材料。

但是，通过使用作为以木材为原料制备的典型的木质材料的胶合板、刨花板、中密度纤维板等材料，此今为止，难以制备成具有防火、阻燃、准不燃性能以上的顶棚材料。

例如，由于刨花板和中密度纤维板因制备特性通过高密度热压缩来制备，因而具有重量很重、尺寸稳定性差、对火灾弱的缺点等，因此难以用作顶棚材料。

图1为示出作为典型的木质板状材料中的一种的胶合板的结构。参照图1，胶合板(plywood)是指将木材制成薄板，即单板(veneer)，并以奇数数量层叠、粘结，以使它们的纤维方向相互正交的方式制备而成的宽板材料，具有木材的优点，如木材的花纹、质感、吸音性、温度和湿度调节功能、难以造成分裂或变形，尤其，具有与木材相比尺寸稳定性优秀且能够制备难以用木材制备的宽度宽的材料。

到目前为止，已尝试通过在单板进行阻燃处理后经干燥后层叠、粘结多张来制备阻燃胶合板，但是依然提出有如下的问题：由于单板太薄，存在不仅难以处理而且制备过程中有很多缺陷且制备费用非常高，与此相比阻燃性能没有得到大大提高。为此，目前在韩国国内尚无防火、阻燃胶合板的制备及流通。

发明内容

技术问题

本发明为用于制备可满足相关法令及规定中所提出的防火、阻燃及准不燃性能标准且能够适用成非常优秀的顶棚材料的胶合板顶棚材料。

本发明提供制备方法简单且可降低制备成本的具有防火、阻燃及准不燃性能的顶棚材料。

解决问题的方案

本发明的一实施方式涉及防火胶合板顶棚材料制备方法，其中，包括：

对所制成的胶合板表面进行表面干燥及研磨的步骤；

在上述胶合板的表面涂敷规定的阻燃树脂的步骤；

被涂敷的阻燃树脂渗入表层单板并被进行干燥的步骤，并且干燥的胶合板满足防火性能标准。

本发明的再一实施方式涉及阻燃及准不燃胶合板顶棚材料制备方法，其中，包括：

在胶合板表面穿出多个孔的穿出孔步骤；

向真空腔移送被穿孔的上述胶合板的步骤；

通过对上述真空腔进行减压来保持真空状态，并向上述真空腔的内部注入阻燃树脂的步骤；

通过对装满上述阻燃树脂的上述真空腔施加规定压力来用上述阻燃树脂浸渍上述胶合板的内部的浸渍步骤；以及

使浸渍有上述树脂的胶合板干燥的步骤。

在本发明的的另一实施方式中，本发明涉及阻燃及准不燃顶棚材料，其中，包括：

胶合板，被穿出多个孔；以及

阻燃树脂，通过上述孔浸渍胶合板内部。

发明的效果

本发明为用于制备如下的防火胶合板，即，通过在胶合板的表面涂敷规定的防火及阻燃树脂使其渗入表层并进行干燥，来制备适合防火性能标准的防火胶合板，由此制备可加贴相关标准认证的防火标签的防火胶合板。

并且，本发明可通过穿孔在胶合板的孔沿着各层单板的纤维方向在短时间内注入阻燃树脂，由此可使施加于粘结层的膨润应力最小化，还可减少因缩短干燥时间而产生的收缩应力。因此，本发明能够用符合火灾安全标准的足够量的阻燃树脂浸渍胶合板内部，从而能够提供木质类材料的阻燃及准不燃顶棚材料。

并且，由于本发明的顶棚材料使用预制备的胶合板，因此重量轻且强度大，尤其，可以代替含石棉、放射性氡释放、湿气及水分弱的石膏板等无机类顶棚材料。

并且，由于本发明的顶棚材料使用木质类胶合板，因此，可调节温度和湿度，可保持美丽的天然图案和颜色，因穿出了多个孔而可提供优秀的吸音效果。

并且，本发明的顶棚材料可以制备难以用木材制备的均匀且尺寸稳定性优秀的宽板结构的顶棚材料。

附图说明

图1为示出胶合板的结构。

图2和图3为示出本发明的顶棚材料制备方法的流程图。

图4为由图2的方法制备而成的本发明的顶棚材料。

图5为示出通过在顶棚材料中贯通孔来形成的剖视图。

图6为示出在顶棚材料中以规定深度穿孔的剖视图。

图7为可使用于本发明的装载装置的一例。

图8和图9为示出在本发明中对阻燃树脂进行加压的方法。

图10为示出由实施例1制备而成的胶合板顶棚材料A和将其贴在天花板的施工事例B。

最佳实施方式

本发明根据下述说明均可以实现。应理解的是，下述说明用于说明本发明的优选的具体例，本发明并不局限于此。

图2和图3为示出本发明的顶棚材料制备方法的流程图。图4为由图2的方法制备而成的本发明的顶棚材料。图5为示出通过在顶棚材料中贯通孔来形成的剖视图，图6为示出在顶棚材料中以规定深度穿孔的剖视图。

参照图2，在本发明中，阻燃及准不燃顶棚材料制备方法包括穿孔步骤S1、向真空腔移送胶合板的步骤S2、真空及树脂注入步骤S3、树脂浸渍步骤S4及胶合板干燥步骤S5。

上述穿孔步骤S1为在胶合板穿孔的步骤。

上述穿孔步骤为在胶合板钻出规定大小的孔的步骤。上述穿孔步骤可以通过贯通胶合板来进行穿孔。并且，上述穿孔步骤能够以胶合板厚度的1/4以上的深度，优选地，以1/2以上的厚度进行穿孔。

上述穿孔步骤能够以30～100mm的间距形成直径为1～10mm的孔。上述穿孔可不受限制地使用公知的螺栓等。

参照图4至图6，在胶合板10中穿出了多个孔20。参照图4，单板A和单板B沿着纤维方向相互正交而粘结。在单板与单板之间具有粘结剂层，使得多个单板相结合。

参照图5和图6，孔20贯通胶合板或穿孔至胶合板内部的1/4以上。上述孔20提供阻燃树脂通过孔注入后沿着单板的侧面，即，各层单板的纤维方向加压注入的途径。

另一方面，本发明可通过对胶合板表面进行凹凸处理来使阻燃树脂注入容易。通过在整个胶合板表面以规定深度经反复进行上述凹凸处理来形成规定大小的孔。例如，以1～3mm的深度形成大小为2～6mm的孔，在整个胶合板以数mm至数cm的间距形成这些孔。上述方法可通过上述孔强制注入阻燃树脂，并且，还可通过上述孔提高吸音性能。

上述胶合板移送步骤S2为将穿孔的胶合板搭载于装载装置30后，向真空腔移送的步骤。上述装载装置30可使用能够搭载并固定的任何胶合板。图7为可使用于本发明的装载装置的一例。

向真空腔移送阻燃树脂或防火树脂(以下，统称为阻燃树脂)的步骤S3为通过对上述真空腔进行加压来保持真空状态，并注入阻燃树脂的步骤。

在上述步骤S3中，将真空腔保持在真空状态后注入上述阻燃树脂。上述真空腔的内部的真空度可以为小于常压(760mmHg)的范围。

当真空腔内部为真空状态时，在上述树脂注入步骤中，能够以更好的速度使树脂从药剂罐移动至向真空腔，并可以向胶合板内部注入更多的量的树脂。更具体地，在本发明中通过保持一定时间的加压前真空状态来最大限度地去除包含在罐与胶合板内部的空气和水分。即，在木材单板的细胞孔隙与细胞间隙等中含有空气和水分的情况下，即使在外部施加强大的压力，药剂很难充分渗入。因此，在对药剂进行加压之前，在充分的真空状态下，可通过去除木材内空气和水分来在短时间内注入充足的药剂。

用上述阻燃树脂浸渍胶合板的步骤S4为通过对装满树脂的上述真空腔施加一定压力来向胶合板内部强制注入上述阻燃树脂的步骤。在上述浸渍步骤S4中，当真空腔中的阻燃树脂被完全填充时，通过操作加压泵来向木材内强制注入阻燃树脂。

为了制备阻燃及准不燃性能的胶合板，需要长时间注入规定量(400kg/m²)以上的阻燃树脂。但是，在胶合板中，单板与单板之间形成有粘结层(粘结剂膜)，若为了注入过量的药剂而长时间进行加压，则因粘结层而难以注入药剂，而且存在注入阻燃树脂后进行干燥时，产生收缩应力等而导致粘结层可能被破坏的问题。即，在以与普通木材相同的方法对胶合板进行加压注入的情况下，产生所需注入时间也很长，粘结层被破坏，单板分离的问题，从而失去作为产品的价值。

图8和图9为示出在本发明中加压注入阻燃树脂的方法。参照图8及图9，上述阻燃树脂40可通过穿孔在胶合板的孔迅速注入到胶合板内部后，沿着各单板的侧面，即，木材单板的纤维方向同时注入。

在本发明中用阻燃树脂同时浸渍各单板，而不是依次浸渍上层单板至下层单板，进一步地，可以沿着单板木材的纤维方向注入阻燃树脂，因此具有浸渍速度非常快且可以用规定的注入量浸渍的优点。并且，由于本发明不通过粘结剂层或横穿注入阻燃树脂，因此可以使对粘结剂层的粘结性能的影响最小化。即，本发明的方法可以使对粘结剂层施加的膨胀应力最小化，并且还可以减少因干燥时间缩短而引起的收缩应力，从而不会发生单板的分离(剥离)。

在本发明中的上述浸渍步骤S4中，可根据胶合板厚度或种类并根据树脂的组成比、阻燃性、准不燃性、不燃性标准任意设定压力及时间。

在本文中，浸渍步骤中的加压压力大于10kg/cm²，优选地，以15kg/cm²以上进行处理，为了提高生产性可以使加压压力为20kgf/cm²以上。在上述浸渍步骤中压力为15kg/cm²以下的情况下，不仅难以向胶合板注入标准量以上的阻燃树脂，而且为了注入规定注入量以上的树脂需要很长时间。

上述加压步骤中为持续保持10kg/cm²的压力，优选地，为15kg/cm²以上，以规定时间间距向加压泵间歇性地施加大于10kg/cm²的压力，优选地，施加大于15kg/cm²的压力。

若在上述胶合板浸渍有适当量的树脂，则通过启动泵来回收真空腔内的残留树脂后，向干燥器移送上述胶合板。

上述干燥步骤S5为使浸渍有树脂的胶合板干燥的步骤。

上述干燥步骤为通过蒸发去除与浸渍胶合板内部的树脂一同存在的水的步骤。

在上述浸渍步骤过程中，以水溶液状态存在于胶合板内部空间的阻燃剂随着水经由上述干燥步骤而蒸发以固体状态残留在单板木材内部空间。上述干燥步骤为通过调节干燥器内的温度、湿度和气流来干燥上述胶合板的步骤。在上述干燥步骤中，在100℃以下的低温下，可以人工干燥胶合板，例如，在大于40℃且在100℃以下的温度下，优选地，在60℃至80℃以下的温度下可以进行干燥。

随着水经由上述干燥步骤而蒸发的上述阻燃树脂的多个成分(阻燃剂、水溶性甘醇类、其他添加剂等)以(树脂)固体形式存在。

在上述浸渍步骤中，填充在上述孔的水溶性磷类阻燃剂在真空腔中在残留树脂被回收的过程中和干燥步骤中被除去，留下经穿孔的上述孔。

可用于本发明的阻燃树脂包含水、水溶性阻燃剂及水溶性甘醇类。

可用于本发明的上述水溶性甘醇类有乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三亚甲基二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、新戊二醇、六亚甲基二醇、十二亚甲基二醇等、优选为乙二醇。并且，作为水溶性甘醇还可使用高分子树脂，例如，聚乙二醇、聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等。优选地，上述水溶性甘醇类分子量为1000以内，更优选地，为500以内。

上述水溶性甘醇类可防止水溶性阻燃剂的蒸发并使木材柔软，通过浸渍木材内部来提高木材的尺寸稳定性，并且，水溶性阻燃剂赋予防止冬季被冻结的作为防冻剂的功能。

相对于100重量份的水，上述木材浸渍用阻燃树脂可包含1～10重量份的上述水溶性甘醇类，优选地，包含1～3重量份。

上述水溶性阻燃剂可使用胍(guanidine)类阻燃剂及磷类阻燃剂中的一种以上。

上述磷类阻燃剂可以为具有碳原子的磷类聚合物。作为上述磷类阻燃剂可以为磷酸、磷酸铵、聚磷酸铵、磷类聚合物、磷酸脲、氨基甲酸乙酯磷酸化合物或磷酸化合物。上述磷酸用作溶解磷类阻燃剂而不是阻燃功能。

作为上述胍类阻燃剂可使用胍、氨基磺酸胍、磷酸胍等。

上述磷类阻燃剂为由磷和氮结合而成的聚合物，其特征在于，不仅粘结力优秀且便于交联，而且阻燃性强。并且，具有碳原子的磷类阻燃剂干燥后粘结在木材内的细胞内腔、细胞间隙等细孔中，即使残留在木材表面也不会产生白化现象，因而不会影响粘结性或涂装及外观性。

胍磷酸化合物为所混合的磷类阻燃剂与一部分胍阻燃剂产生反应所形成的化合物。

上述胍磷酸化合物吸附在纸内的细孔中，即使残留在纸表面也不会产生白化现象，不会使粘结力下降。

相对于100重量份的水，上述阻燃树脂可包含1～10重量份的磷酸、5～45重量份的(聚)磷酸铵及1～3重量份的乙二醇。

相对于100重量份的水，上述阻燃树脂可包含10～100重量份的磷类阻燃剂、5～45重量份的胍类阻燃剂及1～10重量份的水溶性乙二醇。

相对于100重量份的水，上述阻燃树脂可包含1～10重量份的磷酸、10～99重量份的磷酸铵、5～45重量份的胍及1～10重量份的水溶性乙二醇。

上述阻燃树脂还可包含具有碳原子的磷类聚合物、聚氨酯阻燃剂、三聚氰胺、丙烯酸分散剂、氨基磺酸胍及脲中的一种以上的辅助剂。

上述磷类聚合物具有碳原子，例如，可选择选自磷酸盐化合物、聚氨酯磷酸化合物、乙二胺磷酸盐、环磷酸酯、磷酸二乙基乙酯、磷酸二乙酯、二甲基(甲基)磷酸酯及三乙基磷酸组中的一种以上。

本发明在上述阻燃树脂中可包含其他添加剂。

相对于100重量份的水，还可包含1～10重量份的其他添加剂，如防霉剂、防腐剂、着色剂、芳香剂等。此外，还可包含发挥增湿作用的无机成分，如多孔氧化铝、硅胶、氯化钙等。

在另一实施方式中，本发明涉及胶合板顶棚材料。参照图4，本发明的顶棚材料包括胶合板10，穿孔由多个孔20或对表面进行凹凸处理；以及阻燃树脂，通过上述孔浸渍胶合板内部。

上述顶棚材料的形成如下：以30～100mm的间距形成有直径为1～10mm的孔，上述孔能够以胶合板厚度的1/4以上的深度形成，并且，上述孔可完全贯通顶棚材料。

上述孔20对顶棚材料提供吸音性能。上述孔的大小和形状可以各不相同。

例如，在上述顶棚材料中可重复且规则地形成有具有互不相同的大小的孔，或者不规则地配置有具有互不相同的大小的孔。由于小孔和大孔可以过滤不同频带的声波，因此本发明的顶棚材料可以提供对各种波段的声波的吸音性能。并且，上述顶棚材料可以对表面进行凹凸处理。

对于上述顶棚材料可以参照上述的顶棚材料制备方法。

具体实施方式

以下，列举实施例进一步具体说明本发明，但是可以对本发明的实施例作出各种变形，本发明的范围并不局限于实施例。

实施例1

对厚度为7mm的落叶松胶合板表面加工形成直径为4mm的孔(间距为50mm)的胶合板，以压力为18kgf/cm²、真空时间为10分钟、加压时间为2小时条件进行真空加压来用水溶性阻燃树脂浸渍。

比较例1

在未进行穿孔处理的厚度为7mm的落叶松胶合板，以与实施例1相同的条件进行真空加压来用阻燃树脂浸渍。

下列表1表示实施例1和比较例1的树脂浸渍量结果，图10为示出由实施例1制备而成的胶合板顶棚材料a和将其贴在天花板的施工事例b。

表1

与比较例1相比，实施例1的阻燃树脂注入性提高约23％。下列表2表示测定实施例1和比较例1的准不燃性能的结果。

表2

参照表2，可知与比较例1相比，实施例1的阻燃性能大大得以改善。

实施例2

对厚度为11mm的落叶松胶合板的表面穿出直径为4mm的孔的胶合板，以压力为18kgf/cm²、真空时间为10分钟、加压时间为2小时的条件进行真空加压来用水溶性阻燃树脂浸渍。

表3和表4分别表示在实施例2中注入的树脂量和准不燃性能。性能试验通过委托韩国建筑生活环境试验研究院根据韩国产业规格KS F ISO 5660-1(2015年06月08日)来进行。

表3

表4

据悉通常落叶松被分类为树脂注入性非常难的树种，不可能处理标准量以上的药剂及树脂，但是，当使用本发明的方法时，如表3和表4所示，可以由落叶松制备而成的胶合板制备准不燃顶棚材料。

实施例3

根据厚度为11mm的扁柏木胶合板表面的阻燃树脂涂敷量(g/m²)测定防火性能。

表5为示出根据在实施例3中在胶合板表面涂敷的涂敷量(g/m²)消防防灾厅标准的防火性能的表。如表所示，在胶合板表面涂敷0～30g/m²的阻燃树脂的情况下，性能不合格，在涂敷60～90g/m²的情况下，虽然合格但是为合格标准界限值，因而难以判断具有充分的防火性能，当涂敷120g/m²以上时，显示充分满足性能标准。

表5

本领域的普通技术人员可以容易地利用本发明的简单的变形或变更，可以视为这些变形或变更均属于本发明的领域。

产业上的可利用性

本发明可用作防火、阻燃顶棚材料，尤其，可以代替含有石棉的石膏板等无机类顶棚材料。