KR101045927B1

KR101045927B1 - 선실 격벽용 코어

Info

Publication number: KR101045927B1
Application number: KR1020080089800A
Authority: KR
Inventors: 엄문광; 이진우; 이상복
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2011-07-01
Also published as: KR20100030855A

Abstract

본 발명은 무기물울로 이루어진 제2층과, 무기첨가제가 포함된 페놀수지가 발포되어 제2층 내측에 위치하는 제1층을 포함하여 구성되는 선실 격벽용 코어에 관한 것이다.

본 발명에 의한 선실 격벽용 코어는, 페놀수지와 상기 페놀수지 100 중량부에 대하여 난연제 10 ~ 50phr(Part Hundred Resin), 무기첨가제 20 ~ 60phr 을 포함하여 이루어진 제1층(142)과, 상기 제1층(142) 외측에 무기물울로 형성된 제2층과(144), 상기 제1층(142)과 제2층(144) 사이에 게재되어 상기 제1층(142)과 제2층(144)이 부착된 상태를 유지하도록 하는 접착층(146)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 선실 격벽용 내장제에 따르면 무게가 경량화되고 제조 원가가 절감되며 난연성능이 향상되는 이점이 있다.

선실, 격벽, 코어, 발포제, 무기첨가제, 난연성

Description

선실 격벽용 코어 {Core materials for cabin wall}

도 1 은 본 발명에 의한 선실 격벽용 코어가 채용된 격벽의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2 는 본 발명에 의한 선실 격벽용 코어에 대한 바람직한 실시 예와 비교 예의 조성을 나타낸 표.

도 3 은 도 2의 조성에 따라 제조된 선실 격벽용 코어의 산소지수, TGA잔류량 및 화염 발생 여부에 대한 결과를 나타낸 표.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 격벽 120. 외장층

140. 코어 142. 제1층

144. 제2층 146. 접착층

160. 금속층

본 발명은 선실 격벽용 코어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무기물울로 이루어진 제2층과, 무기첨가제가 포함된 페놀수지가 발포되어 제2층 내측에 위치하는 제1층을 포함하여 경량화되고 제조 원가가 절감되며 난연성능과 작업성이 향상되도록 한 선실 격벽용 코어에 관한 것이다.

선박을 구성하는 구조재는 운항 중에 화재 발생 시 피해를 최소화하기 위하여 해상 인명 안전에 관한 국제 조약인 SOLAS(International convention for the Safety Of Life At Sea)에 근거하여 국제해사기관의 화재시험방법의 적용에 관한 국제 코드(FTP core:Fire Test Procedures)에 따라 엄격하게 관리되어지고 있다.

즉, 엔진룸과 같은 격렬한 화재가 발생될 수 있는 곳의 구조재는 FTP코드 A급으로 분류되고, 통로 등 사람이 있는 구역은 FTP코드 B급으로 분류되며, 사람과는 무관한 화물 보관을 위한 구역은 FTP코드 F급으로 분류하고 있다.

그리고 이러한 FTP코드의 분류 중 B급의 경우 해상에서의 화재 발생 시 인명에 직접적으로 영향을 미치게 되므로, 화재에 대한 피해의 확대를 방지하기 위하여 단열, 방열 및 발화방지 등의 방화 구조가 요구된다.

이에 따라 상기한 조건을 만족할 수 있는 격벽의 개발이 진행되고 있으며, 특히 유독가스 및 발화 방지 기능을 가지는 격벽용 코어 연구에 열을 올리고 있다.

격벽의 코어로는 석면, 글래스울, 세라믹울 및 미네랄울을 포함하는 유/무기물 코아와, 금속코아, 유기코아 등이 다양하게 활용되고 있다.

그러나 석면은 발암 물질로 규정되어 사용이 금지되었으며, 글래스울, 세라믹울은 가격이 고가일 뿐만 아니라 분진 등으로 인해 취급이 어려운 문제점이 있다.

또한, 미네랄울은 가격경쟁력, 불연성능 및 방음성능은 뛰어나나 비중이 높 아 선박의 중량을 가중시키게 되며, 미세입자로 인한 피부염 발생 가능성이 있어 바람직하지 못하다.

그리고 금속코아는 주로 알루미늄이 적용되어 방음성능은 우수하나 비용이 높고 FTP코드 B급테스트를 통과하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 유기코아의 경우 가격이 낮고 비중이 낮은 장점은 있으나, 불연성 테스트를 통과하지 못하는 문제점이 있다.

한편, 일본 특개 제2004-249805호에는 아크릴 수지계 에멀션이 포함된 제진층과, 합성고무라텍스를 함유하는 바닥층으로 이루어진 선박용 구조재가 게시되어 있다.

그러나 이러한 구성은 방음 및 제진 성능은 향상되나 난연성이 없어 FTP코드의 분류 중 B급에 만족하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0048983호에는 난연 처리된 종이하니컴을 심재로 한 불연 복합판넬이 게시되어 있다.

그러나 심재는 단순 페놀폼이 적용되어 750℃ 이상의 화염에 착화되며, 표면재는 화재 발생 시 형상유지가 어려운 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0035688호에는 불연재로 구획된 건축용 패널이 게시되어 있다.

그러나 이러한 패널은 중량이 크고 가격이 고가이며, 내부에 스티로폼이 내장되어 있으므로 내연성이 낮아 선박용에는 적용이 불가하다.

마지막으로 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0053285호에는 발포성 레졸형 페놀 수지 성형 재료 및 페놀 수지 발포체가 게시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 발포체는 페놀수지에 발포제, 정포제, 무기첨가제 등을 투입하여 발포한 것으로 무기 첨가제 투입량이 적고 산소 지수값이 낮아 난연성이 매우 취약한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 무기재료가 포함된 페놀수지를 발포 성형하여 무게가 경량화되고 제조 원가가 절감되며 난연성능이 향상되도록 한 선실 격벽용 코어를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 선실 격벽용 코어는, 페놀수지와 상기 페놀수지 100 중량부에 대하여 난연제 10 ~ 50phr(Part Hundred Resin), 무기첨가제 20 ~ 60phr 을 포함하여 이루어진 제1층과 상기 제1층 외측에 무기물울로 형성된 제2층과 상기 제1층과 제2층 사이에 게재되어 상기 제1층과 제2층이 부착된 상태를 유지하도록 하는 접착층을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 무기물울은, 석면, 글래스울, 세라믹울, 미네랄울 중 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 페놀수지는 액상 또는 고상이 적용되며, 상기 제1층에는 발포제 및 경화제가 포함됨을 특징으로 한다.

상기 페놀수지는 난연제와 무기첨가제가 혼합된 상태로 동시에 발포됨을 특징으로 한다.

상기 난연제는, CaSO₄와 CaSO₄ 수화물 중 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 무기첨가제는, Talc, Mica, Al(OH)₃, Mg(OH)₂, CaCO₃, Sb₂O₃ 중 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 무게가 경량화되고 제조 원가가 절감되며 난연성능과 작업성이 향상되는 이점이 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 선실 격벽용 코어의 바람직한 실시 예를 첨부된 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 선실 격벽용 코어가 채용된 격벽의 내부 구성을 보인 단면도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 격벽(100)은 선실 내부에 설치되어 공간을 구획하는 것으로, 선박 운항 중 화재 발생 시에 인명 피해를 최소화하기 위하여 다양한 실험 조건을 만족해야만 한다.

상기 격벽(100)은 크게 외관을 형성하는 외장층(120)과 내열성을 가지는 코어(140)와 상기 외장층(120)과 코어(140)를 분리하고 상기 격벽(100)의 구조 강도를 높이기 위한 금속층(160)을 포함하여 구성된다.

상기 외장층(120)은 일반적으로 PVC로 형성되며 격벽(100)의 외측에 위치하여 외관을 형성한다. 그리고 상기 외장층(120)은 화재 발생 시 인체에 직접적으로 유해할 수 있으므로, 발화 및 착화되지 않아야 하며 유해가스가 발생되지 않아야 한다. 따라서, 상기 외장층(120)은 표면 연소성 시험을 통과할 수 있는 불연성이 요구된다.

상기 외장층(120) 내측에는 금속층(160)이 구비된다. 상기 금속층(160)은 일반적으로 STEEL이 적용되며 상기 격벽(100)의 강도를 높여 내구성을 향상시키는 역할을 수행하는 것으로, 상기 외장층(120)과 금속층(160) 사이에는 도시되진 않았지만 접착부재가 게재됨이 바람직하다.

상기 금속층(160) 내측에는 본 발명의 요부 구성인 코어(140)가 구비된다. 상기 코어(140)는 다수의 층으로 이루어져 불연성을 가지도록 구성된다.

즉, 상기 코어(140)는 난연제와 무기첨가제가 포함된 페놀수지 발포체로 이루어진 제1층(142)과, 상기 제1층(142) 외측에 무기물울로 형성된 제2층(144)과, 상기 제1층(142)과 제2층(144) 사이에 게재되어 상기 제1층(142)과 제2층(144)이 부착된 상태를 유지하도록 하는 접착층(146)을 포함하여 구성된다.

상기 제1층(142)은 발포 성형이 가능한 수지로 구성되며, 본 발명의 실시 예에서는 난연성을 가지는 페놀수지 발포체가 적용되었다.

그리고 상기 제1층(142)은 난연제와 무기첨가제 및 페놀수지가 혼합된 상태로 동시에 발포된다.

상기 난연제는 CaSO₄ 또는 CaSO₄수화물 중 하나 이상을 포함하여 구성된다.

상기 무기첨가제는 Talc, Mica, Al(OH)₃, Mg(OH)₂, CaCO₃, Sb₂O₃ 중 하나 이상을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 무기물울은 석면, 글래스울, 세라믹울 및 미네랄울 중 하나 이상이 포함되어 이루어질 수 있다.

그리고 상기 무기첨가제와 페놀수지가 혼합되어 동시에 발포 성형된 코어(140)는 선실의 격벽(100)으로 사용 가능하도록 다양한 시험 조건을 만족해야만 한다.

이하에서는 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예를 비교 예와 비교함과 동시에, 본 발명의 실시 예가 선실의 격벽(100)용으로 적용 가능한 범위를 확인하기 위한 실험결과를 살펴본다.

도 2에는 본 발명에 의한 선실 격벽용 코어에 대한 바람직한 실시 예와 비교 예의 조성을 나타낸 표가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 조성에 따라 제조된 선실 격벽용 코어의 산소지수, TGA잔류량 및 화염 발생 여부에 대한 결과를 나타낸 표가 나타나 있다.

먼저 도 2의 조성비와 같이, 상기 제1층(142)은 페놀수지를 사용하였으며, 비교 예와 실시 예 모두 발포 성형을 위하여 페놀수지에 대하여 0.1phr의 발포제를 첨가하였다.

그리고 비교 예에서는 난연제와 무기첨가제를 투입하지 않았으며, 실시 예에서는 난연제로서 CaSO₄를 첨가하고, 무기첨가제로서 Al(OH)₃, Mg(OH)₂, Talc, CaCO₃중 하나 이상을 선택적으로 첨가하였으며, 첨가된 무기첨가제의 투입량은 페놀수지에 대하여 각각 20 또는 40phr을 적용하였다.

상기와 같은 조성비로 제조된 제1층(142)에 대하여 비교 예와 실시 예 각각 산소지수(%), TGA잔류량(%) 및 화염 발생 여부를 실험하였다.

상기 산소지수(Oxygen Index)는 상온에서 시험 시편의 연소 시 필요한 최소 산소요구량을 나타내는 것으로, 산소지수가 낮을수록 연소가 용이한 것을 나타낸다.

상기 비교 예와 실시 예에 대한 산소지수를 측정한 결과, 비교 예의 경우 29%를 나타냈으며, 실시 예에 따른 제1층(142)의 경우 31% 내지 44%의 산소지수를 나타내었다.

특히 난연제가 포함된 제1층(142)의 경우 급격하게 산소지수가 향상되었다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 난연제와 무기첨가제가 포함된 페놀수지 발포체로 구성된 제1층(142)은 비교 예보다 연소가 어려운 것을 알 수 있다.

그리고 시험 시편의 최초 무게에서 20℃/min로 750℃까지 승온한 후 1시간 동안 750℃에서 등온 상태로 유지한 이후의 시험 시편의 무게(TGA 잔류량)는 비교 예의 경우 43.8%를 나타내었고, 실시 예의 경우 53.7% 내지 68.2%의 TGA잔류량을 나타내었다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 난연제와 무기첨가제가 포함된 페놀수지 발포체로 구성된 제1층(142)은 비교 예보다 TGA잔류량이 높은 것을 알 수 있으며, 이것은 상기 제1층(142)이 난연성을 가지는 것을 나타낸다.

마지막으로 부탄가스가 공급되는 직경 15㎜ 분젠버너에서 공기량을 조절하여 2㎝ 높이의 파란 불꽃을 형성시키고 20초간 시험 시편을 접촉시킨 다음, 불꽃 이탈직후의 화염 발생 여부를 살펴본 결과, 본 발명에 따라 무기물이 포함된 발포용 수지를 발포 성형하여 형성된 실시예1 내지 실시예6 중에서 실시예1을 제외하고는 화염이 발생되지 않았다.

따라서, 상기 제1층(142)은 33% 내지 44%의 산소지수(oxygen index)를 갖는 범위 내에서라면, 발포용 수지에 포함되는 무기물의 함량을 다양하게 변경 적용이 가능함을 알 수 있다.

물론 난연제와 무기첨가제가 포함되지 않은 비교 예의 경우에는 상기와 같은 조건으로 화염 발생 여부를 살펴본 결과, 화염이 발생하였다.

따라서, 상기한 결과와 같이 페놀수지 발포체에 난연제와 무기첨가제가 포함된 제1층(142)의 경우 화염이 발생하지 않았을 뿐 아니라, 선실 내에서 화재가 발생하더라도 쉽게 연소하지 않으며, 고온에서 TGA잔류량이 높아 그 구조 및 형상을 유지할 수 있음을 기대할 수 있다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시 예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 격벽의 내측에 위치하는 코어 중 요부 구성인 제1층을 난연제와 무기첨가제가 포함된 페놀수지를 발포함으로써 성형하고, 제1층 외측에는 무기물울로 이루어진 제2층을 구비하였다.

따라서, 경량화되며 무기물울의 사용량이 감소하여 작업성이 향상되는 이점 이 있다.

또한 페놀수지, 난연제 및 무기첨가제의 가격이 저렴하여 제조 원가가 절감되며 가격 경쟁력이 향상되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 산소지수, TGA잔류량 및 화염 발생 실험 결과를 통해 알 수 있듯이, 난연성능이 향상되어 선실 격벽용 코어로 적용하기에 용이하다는 이점이 있다.

Claims

삭제
삭제
페놀수지와, 상기 페놀수지 100 중량부에 대하여 CaSO₄와 CaSO₄ 수화물 중 하나 이상을 포함하는 난연제 10 ~ 50phr(Part Hundred Resin), 무기첨가제 20 ~ 60phr, 발포제 0.1phr을 포함한 상태로 발포되어 형성된 제1층(142)과,

상기 제1층(142) 외측에 석면, 글래스울, 세라믹울, 미네랄울 중 하나 이상의 무기물울로 형성된 제2층(144)과,

상기 제1층(142)과 제2층(144) 사이에 게재되어 상기 제1층(142)과 제2층(144)이 부착된 상태를 유지하도록 하는 접착층(146)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 선실 격벽용 코어.
제 3 항에 있어서, 상기 제1층(142)은 33 ~ 44%의 산소지수를 갖는 것을 특징으로 하는 선실 격벽용 코어.
제 4 항에 있어서, 상기 무기첨가제는, Talc, Mica, Al(OH)₃, Mg(OH)₂, CaCO₃, Sb₂O₃ 중 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 선실 격벽용 코어.
삭제