KR100654367B1 - 화염차단 구조를 갖는 단열판재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통상의 석유화학수지 원료를 발포시켜 건축물등의 단열재로 사용되는 스티로폼, 우레탄폼 또는 우레아폼 등의 단열판재에 열 또는 가공의 방법으로 원형, 선형으로 하니컴, 미로와 같은 형상을 0.5~30mm 두께로 형성 시키고 여기에 불에 타지 않는 난연, 불연재를 충진 시켜 격벽을 형성시킴으로서 단열판재가 화재에 노출 인화되어도 화염이 확산되지 않아 대형화재 및 유독가스를 유발하지 않는 화염차단 구조를 갖는 단열판재에 관한 것이다.
단열판재, 화염차단, 스티로폼, 우레탄, 불연재
Description
도 1은 본 발명에 따라 다수의 갈매기 모양의 격벽을 갖는 화염차단 구조를 갖는 단열판재,
도 2는 본 발명에 따라 하니컴 모양의 격벽을 갖는 화염차단 구조를 갖는 단열판재,
삭제
도 3은 본 발명에 따라 미로 모양의 격벽을 갖는 화염차단 구조를 갖는 단열판재,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재의 시료를 일정시간동안 불로 가열한 후의 사진,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재의 시료를 일정시간동안 불로 가열한 후의 사진,
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재의 시료를 일정시간동안 불로 가열한 후의 사진,
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재의 시료를 일정시간동안 불로 가열한 후의 사진,
도 8은 일반적인 단열판재를 일정시간동안 불로 가열한 후의 비교 사진.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 단열판재 3 : 발포석유화학수지
5 : 격벽 7 : 외피층
본 발명은 화염차단 구조를 갖는 단열판재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 일반 단열재로 사용되는 스티로폼, 우레탄폼, 우레아폼 등의 단열판재 내부에 다수의 갈매기형상, 하니컴형상 또는 미로형상의 공동을 형성하고 그 내부에 난연, 불연재를 충진하여 격벽을 형성함으로써, 화재에 노출되어도 화염을 크게 확산시키지 않고 유독 가스의 발생을 억제시킬 수 있도록 한 화염차단 구조를 갖는 단열판재에 관한 것이다.
종래에는 스티로폼 판재, 우레탄폼 판재, 및 우레아폼 판재 등은 경량성과 단열성이 우수하여 건축이나 일반 산업분야에서 단열재로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 그런 발포 화학수지는 인화성 및 화염확산성이 커서 대형화재를 유발시킴 과 동시에 유독가스의 발생으로 인해 인명에 치명적인 위해를 끼치고 있었다.
이러한 단점을 극복하기 위하여 상기 발포 화학수지 단열판재의 표면에 석고보드나 철판 등을 부착시켜, 단열재의 화재방지를 위한 방법이 시도되고 있지만, 이러한 방법으로는 화염이 내부로 인화(착화)되었을 시 인위적으로 소방하기가 어려운 폐단이 있었다. 또한, 화학수지 제조 시 염화파라핀과 같은 난연제등을 첨가하여 난연성 발포 화학수지를 얻는 방법이 시도 되고 있지만, 이는 경제성의 결려로 건축 단열재로 호평을 받지 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 우수한 경량성과 단열성을 갖는 발포 석유화학수지 단열재 내부에 불연재 격벽 구조를 형성함으로써, 화재시에 화염이 확산되는 것을 방지하고 유독가스의 발생을 억제시킬 수 있도록 한 화염차단 구조를 갖는 단열판재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단열판재 내부에 다수의 격벽을 형성함으로써 전체 구조강도를 향상시킬 수 있도록 한 화염차단 구조를 갖는 단열판재를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재는 발포 석유화학수지의 내부에는 격벽을 형성하기 위해 0.5~30 mm의 폭을 갖는 다수의 공동을 형성하고 상기 다수의 공동에는 난연, 불연재가 충진되며, 그 외부에는 내화성이 강한 외피층을 구비한다.
이때, 상기 발포 석유화학수지는 스티로폼, 우레탄폼 및 우레아폼으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하고, 상기 외피층은 석고보드, 철판 및 난연 모르타르로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 단열재 내부 격벽 형상은 다수의 갈매기형상, 하니컴형상, 또는 미로 형상으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 난연, 불연재는 포틀랜트시멘트 모르타르, 펄프슬러지, 플라이애쉬, 소각재, 집진분진, 폐석고, 규산염 및 그들의 혼합물로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 난연, 불연재는 접착성을 띄며 경화성을 갖는 무기분체인 것을 특징으로 하고, 상기 난연, 불연재는 기포를 갖는 무기분체 조성물인 것을 포함하는 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재를 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재(1)는 그 내부에 다수의 갈매기형상, 하니컴형상, 또는 미로형상의 공동을 형성하고 그 내부에 난연, 불연재를 충진하여 격벽(5)을 형성함으로써 이루어진다.
또한, 단열판재에 공동을 형성하는 방법으로는 열, 압축공기, 레이저, 절삭가공등에 의해 형성할 수 있다.
상기 단열판재는 발포 석유화학수지(3)로서, 일반적으로 스티로폼, 우레탄폼 및 우레아폼으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 격벽들은 판재의 종류, 두께 또는 크기에 따라 다를 수 있지만, 두께가 0.5-30mm의 범위내인 것이 바람직하다.
상기와 같은 내부 구조를 갖는 단열판재에 불연재를 주입하게 되는데, 상기 난연, 불연재로는 포틀랜트시멘트 모르타르, 펄프슬러지, 플라이애쉬, 소각재, 집진분진, 폐석고 또는 액상 규산소다, 규산칼륨의 규산염 등을 선택적으로 사용될 수 있다. 상기 불연재들 이외에도 내열성 및 내화성이 우수한 재료들이 불연재로 사용될 수 있는데, 접착성 및 경화성을 갖는 무기분체 또는 기포를 포함하는 무기분체 조성물이 사용될 수도 있다.
물론, 단열판재의 내부 격벽구조는 상기에 언급된 구조 이외에도 규칙적 또는 불규칙적인 형상을 가질 수 있으며, 형상의 격벽은 난연, 불연재를 충진할 수 있도록 공동을 형성하고, 그 공동에 난연, 불연재를 충진함으로서 화염차단 구조를 갖는 단열판재가 완성된다.
이하, 본 발명에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 통상의 발포 스티로폼 단열판재에 미리 가열된 3mm 두께의 와이어로 갈매기형상, 하니컴형상, 또는 미로형상으로 용융시켜 공동을 형성한다. 상기와 같은 단열판재의 공동 내부에 불연재를 주입한다. 그 후에, 단열판재 표면에 외피층(7)으로서, 석고보드, 철판 또는 난연 모르타르를 부착함으로써, 본 발명에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재를 완성한다.
단열판재의 내부에 공동을 형성하는 방법으로는 가열된 와이어를 사용하여 스티로폼 등을 용융시켜 형성할 수 있지만, 레이저, 압축공기 또는 일반절삭가공 등의 방법으로 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재 시료를 화염에 노출시킨 결과, 단열판재의 내부로 화염이 확산되지 않는 것을 발견하였다.
이러한 현상은 화염이 스티로폼의 내부에 형성된 불연재 격벽에 의해 차단되어 더 이상 확산되지 않기 때문인 것을 알 수 있다.
이하, 본 발명의 화염차단 구조를 갖는 단열판재의 화염차단 효과를 입증하기 위하여, 하기와 같은 실시예와 비교예를 통해 시료를 준비하였고, 그들 각각의 시료들을 화염에 노출시키는 인화시험을 실시하였으며, 그 결과를 도면에 사진으로 첨부하였다.
<실시예 1>
본 발명의 화염차단 구조를 갖는 단열재의 시험을 위해, 가로 300mm, 세로 500mm, 두께 50mm의 스티로폼 단열재를 준비하고, Ø3mm, Ø5mm 두께의 "V"형상으로 된 와이어를 가열한 후, 가열된 와이어를 사용하여 상기 단열재 표면에 위치시켜 누름으로써 다수의 "V"형상을 형성시켜 다수의 공동을 형성한다. 상기 공동에 플라이애쉬 석회 및 규산소다를 충진하고, 단열재 양측면에 0.5mm의 철판을 부착하여 시료 1을 제작한다.
이렇게 완성된 시료 1에 LPG 가스 토취를 사용하여 화염을 일방향으로 30초 동안 가한 후 일 측면의 철판을 제거하고 촬영한 사진이 도 5에 도시되어 있다.
<실시예 2>
다수의 공동에 충진되는 재료가 펄프슬러지 석회 및 규산소다인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시료 2를 제작하고, 동일한 조건으로 화염을 가한 후 촬영한 사진이 도 6에 도시되어 있다.
<실시예 3>
다수의 공동에 충진되는 재료가 펄프슬러지애쉬, 석회 및 규산소다인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시료 3를 제작하고, 3분 동안 화염을 가한 후 촬영한 사진이 도 7에 도시되어 있다.
<실시예 4>
다수의 공동에 충진되는 재료가 제강분진과 규산소다인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시료 3를 제작하고, 3분 동안 화염을 가한 후 촬영한 사진이 도 8에 도시되어 있다.
<비교예>
본 발명에서 비교시험을 하기 위해 가로 300mm, 세로 500mm, 두께 50mm의 스티로폼 단열재에 양측면에 0.5mm의 철판를 부착하고 일 방향에서 LPG 가스 토취로 화염을 30초간 가한 후 일 측면의 철판을 제거하고 촬영한 사진이 도 9에 도시되어 있다.
도 5 내지 도 9의 사진을 참조하면, 상기 실시예를 통해 제작된 단열판재와 일반 스티로폼 판재를 동일한 시간동안 화염에 노출시켰을 때, 실시예 1 내지 4의 시료들은 화염을 확산시키기 않으며 불에 거의 타지 않은 반면에, 비교예는 바로 인화되어 화염확산이 됨으로써 건축물, 산업용 단열재로 사용시 화재 노출시 큰 피해를 받을 수 밖에 없다는 것을 알 수 있다.
도 9에서 알 수 있듯이, 화염에 30초간 노출된 스티로폼 단열재는 인화되어 연소하며 화염이 확산되면서 유독가스를 발생시키며 거의 용융되었다.
또한, 본 발명의 화염차단구조를 갖는 단열판재 조성물에서 사용하는 불연재는 규산소다로 충진하여도 소정의 목적을 달성할 수가 있고, 바람직하게는 신속한 경화성으로 충진 후 단열재 표면 마감작업을 할 수 있는 것이 좋으며 접착성능이 있어 충진 후 단열판재의 외측면을 접착함으로써 단열판재의 휨, 충격 강도를 보완하게 된다.
더욱 경량화를 위해서는 접착성이 있는 모르타르를 사용하여 단열판재의 외측면에 도포할 수도 있다. 또한 경제성, 경량성 및 단열성의 성능을 위해 소각재, 폐석고, 분진, 펄프슬러지 등을 사용하는 것이 좋으며, 충진물을 발포 또는 기포가 포함되는 것이 더욱 좋은 성능을 나타낼 수 있다. 이렇게 조성된 조성물은 난연, 경량 단열성 효과가 더욱 증가되어 에너지 절감에 기여할 수가 있고 단열재를 많이 사용하는 건축물 또는 산업부분에서 화재에 대한 불안을 해소와 자원의 절약 및 경제성을 제공하는 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 화염차단 구조를 갖는 단열판재는 건축이나 산업현장에서 단열재로부터 발생되는 대형화재 및 유독가스로 인명위해 사고 유발에 따른 위험요소를 예방할 수가 있고, 발포 화학수지를 간단하게 응용 이용함으로서 생산성과 경제성을 제공하고, 충진하는 불연재로서 폐자원을 사용함으로써 자원의 절약과 환경보호에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화염차단 구조를 갖는 단열판재는 단열판재 내부에 여러형상의 격벽들이 설치됨으로써, 단열판재의 전체 강도를 크게 향상시킬 수 있다.
Claims (8)
- 발포 석유화학수지의 내부에는 격벽을 형성하기 위해 0.5~30 mm의 폭을 갖는 다수의 공동을 형성하고, 상기 다수의 공동 내부에는 난연, 불연재가 주입되어 충진되며, 그 외부에는 내화성이 강한 외피층을 구비하는 것을 특징으로 하는 화염차단 구조를 갖는 단열판재.
- 제 1항에 있어서,상기 발포 석유화학수지는 스티로폼, 우레탄폼 및 우레아폼으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화염차단용 단열판재.
- 제 1항에 있어서,상기 외피층은 석고보드, 철판 및 난연 모르타르로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화염차단용 단열판재.
- 제 1항에 있어서,상기 단열재 내부 격벽 형상은 다수의 갈매기형상, 하니컴형상, 또는 미로 형상으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화염차단 구조를 갖는 단열판재.
- 제 1항에서 있어서,상기 난연, 불연재는 포틀랜트시멘트 모르타르, 펄프슬러지, 플라이애쉬, 소각재, 집진분진, 폐석고, 규산염 및 그들의 혼합물로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화염차단 구조를 갖는 단열판재.
- 제 1항에 있어서,상기 난연, 불연재는 접착성을 띄며 경화성을 갖는 무기분체인 것을 특징으로 하는 화염차단구조를 갖는 단열판재.
- 제 1항에 있어서,상기 난연, 불연재는 기포를 갖는 무기분체 조성물인 것을 포함하는 특징으로 하는 화염차단구조를 갖는 단열판재.
- 발포 스티로폼 판재에 가열된 와이어로 0.5~30 mm의 폭을 갖는 다수의 공동을 형성하는 단계;상기 다수의 공동의 내부에 난연, 불연재를 주입하는 단계; 및상기 난연, 불연재가 주입된 판재의 외부 표면에 석고보드, 철판 및 난연 모르타르로부터 선택된 어느 하나의 재료를 사용하여 외피층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화염차단구조를 갖는 단열판재의 제조방법.
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