KR101388614B1

KR101388614B1 - 목재의 난연처리방법

Info

Publication number: KR101388614B1
Application number: KR1020120034238A
Authority: KR
Inventors: 박상범; 김종인; 손동원; 강미란
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2014-04-23
Also published as: KR20130112102A

Abstract

본 발명은 목재에 난연성을 부여함에 있어 주약제 처리와 보조약제 처리의 단계로 구분하여 처리함으로써, 목재 내에서 약제끼리 결정을 형성하게 되어 시간이 경과하더라도 약제가 목재로부터 용출되지 않아 목재의 난연성을 현저하게 향상시킬 수 있는 목재의 난연처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 목재의 난연처리방법은, 주약제인 규산나트륨(Na₂SiO₃)의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정; 규산나트륨의 수용액에 목재를 넣고 가압처리하는 공정; 주약제 처리가 끝난 후 목재를 건조시키는 공정; 보조약제인 붕산(H₃BO₃), 인산수소Ⅱ암모늄((NH₄)₂HPO₄), 붕산암모늄(NH₄BO₃) 중 어느 하나의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정; 상기 보조약제의 수용액에 목재를 넣고 가압처리하는 공정; 보조약제 처리가 끝난 후 건조시키는 공정을 거쳐서 처리하여 목재에 난연성을 부여하는 것을 특징으로 한다.

Description

목재의 난연처리방법{Fire retardant treatment method of wood}

본 발명은 목재의 난연처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 목재에 난연성을 부여함에 있어 주약제 처리와 보조약제 처리의 단계로 구분하여 처리함으로써, 목재 내에서 약제끼리 결정을 형성하게 되어 시간이 경과하더라도 약제가 목재로부터 용출되지 않아 목재의 난연성을 현저하게 향상시킬 수 있는 목재의 난연처리방법에 관한 것이다.

최근 들어 일반 건축물 및 목조 건축물의 화재시 인명 및 재산상의 피해를 줄이기 위하여 건축물 내·외장재료에 대한 규제가 강화되면서, 건축물의 내·외장재료는 화재시 불길의 확산을 늦추거나 번지지 못하도록 난연재료, 준불연재료, 불연재료를 의무적으로 사용하도록 법으로 규정하고 있다. 예를 들면, 용인 고시원 화재 참사를 계기로 개정된 다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법을 살펴보면, 고시원 등 다중이용업소는 최초 설치 마감재 뿐만 아니라 교체 마감재에 대해서도 반드시 불연재료 또는 준불연재료로 설치하도록 의무화했다.

난연재료, 준불연재료, 불연재료는 화재시 쉽게 인화되지 않아야 하며, 이들 재료로부터 발생되는 유독가스의 종류와 양이 최소화할 수 있어야 하는데, 국토해양부 고시와 KS F 2271 건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험기준을 살펴보면, 난연재료는 불에 잘 타지 않는 성질의 재료로 난연처리판, 난연도장재료, 우레탄 PIR 판넬, 난연스티로폼 판넬 등이 이에 속하며, 준불연재료는 불연재료에 준하는 성질을 가진 재료로 그라스울 판넬, 일반 석고보드 등이 이에 속하며, 불연재료는 불에 타지 않는 성질을 가진 재료로 미네랄울 판넬, 슈퍼 F/G 판넬, 유리, 석재, 철강 등이 이에 해당된다.

이와 같이 강화된 법 규정에 따라 난연소재나 난연화 기술의 개발에 관련업계의 많은 관심이 집중되고 있다. 하지만, 모든 자재를 그 자체로 불연 내지 난연성을 갖는 것을 선택하여 사용한다는 것은 현실적으로 어려운 문제가 많기 때문에, 요구되는 다른 특성을 고려하여 소재 자체의 성질은 가연성이더라도 제조나 가공단계에서 소재에 난연성을 부여하는 방법을 많이 사용하고 있다.

이렇게 가연성 소재에 난연성을 부여하는 방법으로는, 섬유의 방사공정 또는 판넬이나 시트의 압출공정 등 소재 제조공정에서 난연성 첨가제를 첨가하는 방법, 목재 표면에 난연 시트를 부착하는 방법, 목재에 난연성 약품 등을 분사 도포하는 방법, 난연성 약제에 목재를 침지하는 방법 등이 사용되고 있다. 하지만, 난연시트의 경우 일정 이상의 온도에 일정시간 노출되면 열화되어 난연성을 발휘하지 못하는 결과를 초래하고, 난연성 약품 등을 분사 또는 침지하는 경우 난연성 물질이 목재의 표면 또는 표면으로부터 1∼3㎜ 정도만 적용되기 때문에 화재 초기에 난연성을 잃어버리는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 목재에 난연성을 부여함에 있어 주약제 처리와 보조약제 처리의 단계로 구분하여 처리함으로써, 목재의 세포 내에 염의 형성으로 인한 결정이 형성되어 처리 후 장시간이 경과하더라도 약제가 목재로부터 용출되지 않아 목재의 난연성을 현저하게 향상시킬 수 있는 목재의 난연처리방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 목재의 난연처리방법은, 주약제인 규산나트륨(Na₂SiO₃)의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정; 규산나트륨의 수용액에 목재를 넣고 가압처리하는 공정; 주약제 처리가 끝난 후 목재를 건조시키는 공정; 보조약제인 붕산(H₃BO₃), 인산수소Ⅱ암모늄((NH₄)₂HPO₄), 붕산암모늄(NH₄BO₃) 중 어느 하나의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정; 상기 보조약제의 수용액에 목재를 넣고 가압처리하는 공정; 보조약제 처리가 끝난 후 건조시키는 공정을 거쳐서 처리하여 목재에 난연성을 부여하며, 상기 보조약제는 붕산(H₃BO₃), 인산수소Ⅱ암모늄((NH₄)₂HPO₄), 붕산암모늄(NH₄BO₃) 중에서 선택되며, 상기 각 공정의 감압처리 하는 공정에서의 감압처리는 550∼650㎜Hg에서 30∼40분 처리하는데, 초기 5∼10분은 수용액을 충전하지 않은 상태에서 처리하며, 나머지 시간은 각 공정의 수용액을 채운 상태에서 진행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 규산나트륨의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정 전에, 목재에 전자빔 처리하는 공정을 더 포함하며, 전자빔 처리하는 공정에서 조사(照射)하는 전자빔의 세기는 100∼400kGy이다.

바람직하게는, 각 공정의 가압처리 하는 공정에서의 가압처리는 각 공정의 수용액을 채운 상태로 1.5∼3시간 동안 18∼20㎏/㎠의 압력을 가하여 처리한다.

바람직하게는, 주약제인 규산나트륨의 %농도는 30∼50%이며, 보조약제인 붕산과 인산수소Ⅱ암모늄 및 붕산암모늄의 %농도는 3∼5%이다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 목재의 난연처리방법은, 주약제 처리와 보조약제 처리의 단계로 구분하여 목재의 난연처리를 함으로써, 목재의 세포 내에 염이 형성되면서 결정이 형성되게 되어 난연처리 후 장시간이 경과하더라도 약제가 목재로부터 용출되지 않아 목재의 난연성이 현저하게 향상된다. 또한 약제 처리를 하기 전에 전처리 공정으로 목재에 전자빔 처리를 함으로써 난연제의 주입량을 크게 향상시켰기 때문에 목재의 난연성이 더욱 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 난연처리방법의 공정 순서를 개략적으로 표시한 순서도이다.
도 2는 보조약제 처리후 목재 내에 형성된 결정을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 3은 난연처리 후 시험편의 열방출율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 난연처리 후 시험편의 총열방출량을 나타낸 그래프이다.

본 발명에 다른 목재의 난연처리방법의 가장 큰 기술적 특징은, 목재의 난연 처리공정을 주약제 처리와 보조약제 처리의 단계로 구분 처리하여 목재의 세포 내에서 약제끼리 염을 형성해서 결정이 형성되게 함으로써, 처리 후 장시간이 경과하더라도 약제가 목재로부터 용출되지 않게 하여 목재의 난연성을 현저하게 향상시켰다는 점이다.

본 발명에 따른 목재의 난연처리방법은 주약제인 규산나트륨(Na₂SiO₃)의 수용액에서 감압 및 가압처리를 한 다음, 붕산(H₃BO₃)과 인산수소Ⅱ암모늄((NH₄)₂HPO₄) 및 붕산암모늄(NH₄BO₃)에서 선택된 하나 이상의 보조약제 수용액에서 각각 감압 및 가압처리하는 공정에 따라 진행하는데, 난연제(약제)의 주입량을 증가시키기 위하여 주약제 처리 전에 목재에 전자빔 처리를 먼저 하는 것이 바람직하다.

목재에 난연성 부여를 위한 주약제와 보조약제 처리를 하기 전에 난연제(약제)의 주입량을 증가시키기 위하여 전자빔 조사(照射)장치에서 목재에 전자빔 처리를 실시하는 것이 바람직한데, 전자빔을 100kGy(킬로그레이) 이하로 조사하면 난연제 주입량에 별다른 증가가 없어서 전자빔 조사의 효과가 미미하고, 400kGy 이상에서는 목재의 물리적, 화학적 손상이 발생할 수 있다. 따라서 조사하는 전자빔의 세기는 100∼400kGy 정도가 적합하다.

전자빔 처리 후, 난연제의 주약제인 규산나트륨의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는데, 감압처리 공정에서는 챔버 내의 압력이 550∼650㎜Hg에서 30∼40분 처리를 하며, 초기 5∼10분은 챔버 내에 규산나트륨 수용액을 충전하지 않은 상태에서 처리하는데 이때 목재 내에 함유된 수분과 공기 등이 빠져나오게 된다. 이와 같은 처리가 끝나면 나머지 시간 동안 챔버에 규산나트륨의 수용액을 채운 상태에서 처리를 진행하면서 규산나트륨 수용액이 목재에 주입되게 된다.

주약제의 감압처리가 끝나고 나면 연속하여 가압처리를 하는데, 가압처리 공정에서는 챔버 내에 목재와 규산나트륨의 수용액을 채운 후, 1.5∼3시간 동안 18∼20㎏/㎠의 압력을 가하여 처리하고, 규산나트륨 수용액이 목재에 주입되어 챔버 내의 압력이 떨어지면 가압펌프로 규산나트륨 수용액을 챔버 내로 주입하면서 상기 압력을 맞추면서 처리한다. 주약제의 감압 및 가압처리 공정에서 규산나트륨의 %농도는 30∼50%이고, pH는 10∼12 정도가 바람직하다. 주약제인 규산나트륨의 농도가 30% 이하에서는 난연성능을 얻기 어렵고, 50% 이상에서는 처리 이후 목재표면으로 미고착 약제가 흘러나와 오염을 발생시킬 수 있다.

주약제인 규산나트륨의 가압 처리공정이 끝나면 건조시킨 후 보조약제 처리를 한다. 첫번째 방법으로는, 붕산 수용액에 목재를 넣고 감압처리 하는 공정을 거치게 되는데, 감압처리 공정에서는 챔버 내의 압력이 550∼650㎜Hg에서 30∼40분 처리를 하며, 초기 5∼10분은 챔버 내에 붕산 수용액을 충전하지 않은 상태에서 처리하고, 이와 같은 처리가 끝나면 나머지 시간 동안 챔버에 붕산 수용액을 채운 상태에서 처리를 진행하면서 붕산 수용액이 목재에 주입되게 된다.

붕산의 감압처리가 끝나고 나면 연속하여 가압처리를 하는데, 가압처리 공정에서는 챔버 내에 목재와 붕산 수용액을 채운 후, 1.5∼3시간 동안 18∼20㎏/㎠의 압력을 가하여 처리하고, 붕산 수용액이 목재에 주입되어 챔버 내의 압력이 떨어지면 가압펌프로 붕산 수용액을 챔버 내로 주입하면서 상기 압력을 맞추면서 처리한다. 붕산의 감압 및 가압처리 공정에서 붕산의 %농도는 3∼5% 정도가 바람직하다.

두번째 방법으로는, 주약제인 규산나트륨의 가압 처리공정이 끝나면 건조시킨 후 보조약제인 인산수소Ⅱ암모늄 처리를 하는데, 먼저, 인산수소Ⅱ암모늄 수용액에 목재를 넣고 감압처리 하는 공정을 거치게 되는데, 감압처리 공정에서는 챔버 내의 압력이 550∼650㎜Hg에서 30∼40분 처리를 하며, 초기 5∼10분은 챔버 내에 인산수소Ⅱ암모늄 수용액을 충전하지 않은 상태에서 처리하고, 이와 같은 처리가 끝나면 나머지 시간 동안 챔버에 인산수소Ⅱ암모늄 수용액을 채운 상태에서 처리를 진행하면서 인산수소Ⅱ암모늄 수용액이 목재에 주입되게 된다.

인산수소Ⅱ암모늄의 감압처리가 끝나고 나면 연속하여 가압처리를 하는데, 가압처리 공정에서는 챔버 내에 목재와 인산수소Ⅱ암모늄 수용액을 채운 후, 1.5∼3시간 동안 18∼20㎏/㎠의 압력을 가하여 처리하고, 인산수소Ⅱ암모늄 수용액이 목재에 주입되어 챔버 내의 압력이 떨어지면 가압펌프로 인산수소Ⅱ암모늄 수용액을 챔버 내로 주입하면서 상기 압력을 맞추면서 처리한다. 인산수소Ⅱ암모늄의 감압 및 가압처리 공정에서 인산수소Ⅱ암모늄의 %농도는 3∼5% 정도가 바람직하다.

세번째 방법으로는, 주약제인 규산나트륨의 가압 처리공정이 끝나면 건조시킨 후 보조약제인 붕산암모늄 처리를 하는데, 먼저, 붕산암모늄 수용액에 목재를 넣고 감압처리 하는 공정을 거치게 되는데, 감압처리 공정에서는 챔버 내의 압력이 550∼650㎜Hg에서 30∼40분 처리를 하며, 초기 5∼10분은 챔버 내에 붕산암모늄 수용액을 충전하지 않은 상태에서 처리하고, 이와 같은 처리가 끝나면 나머지 시간 동안 챔버에 붕산암모늄 수용액을 채운 상태에서 처리를 진행하면서 붕산암모늄 수용액이 목재에 주입되게 된다.

붕산암모늄의 감압처리가 끝나고 나면 연속하여 가압처리를 하는데, 가압처리 공정에서는 챔버 내에 목재와 붕산암모늄 수용액을 채운 후, 1.5∼3시간 동안 18∼20㎏/㎠의 압력을 가하여 처리하고, 붕산암모늄 수용액이 목재에 주입되어 챔버 내의 압력이 떨어지면 가압펌프로 붕산암모늄 수용액을 챔버 내로 주입하면서 상기 압력을 맞추면서 처리한다. 붕산암모늄의 감압 및 가압처리 공정에서 붕산암모늄의 %농도는 3∼5% 정도가 바람직하다.

상기에서 설명한 것과 같이, 보조약제는 붕산, 인산수소Ⅱ암모늄, 붕산암모늄 중에서 어느 한가지만 선택하여 사용할 수도 있고, 2∼3가지를 선택하여 사용할 수도 있는데, 2∼3가지를 선택할 경우에는 하나의 보조약제에서 감압 및 가압처리가 끝나고 나서 다른 보조약제에서 감압 및 가압처리한다.

주약제와 보조약제(붕산, 인산수소Ⅱ암모늄, 붕산암모늄)의 가압처리 공정이 끝난 후 목재를 건조시키는 건조공정은, 건조기에서 건조시킬 때는 건조기 내의 온도가 50∼70℃에서 3∼4시간 건조시키고, 자연건조시킬 때는 상온에서 1∼2일 동안 건조시킨다.

상기와 같은 과정을 거쳐서 난연성을 부여한 목재의 난연성능을 평가하는 실험을 하였다. 실험을 위해 소나무, 헴록, 라디에타소나무의 3수종으로 두께 13mm로 제재·건조한 후, 두께 12mm, 사이즈 100×600mm 크기로 시험편을 제조하고, 시험편을 전자빔 조사장치에 넣고 100kGy, 200kGy, 300kGy로 각각 조사 처리하였으며, 주처리 약제인 난연제로는 액상의 규산나트륨(%농도 30%, 50%)을 사용했고, 보조약제로는 3% 농도의 붕산, 인산수소Ⅱ암모늄, 붕산암모늄을 사용하였다.

난연제의 주입량 실험

목재에 30%와 50%의 액상규산나트륨 처리를 한 후, 보조약제 주입량을 측정하기 위하여 전자빔 처리를 하지 않은 목재와 100kGy, 200kGy, 300kGy의 전자빔 처리를 한 각 목재의 중량증가율을 측정했다. 난연제 주입후 목재의 중량증가를 측정하는 것은 약제 주입으로 인하여 목재 내 난연재 보유량(함유량)을 평가하기 위한 것이다.

목재의 중량증가율(30% 규산나트륨)

보조약제	전자빔처리량(kGy)	소나무(%)	헴록(%)	라디에타소나무(%)
붕산	무처리	11.53	25.78	37.44
	100	23.67	33.93	70.32
	200	41.45	23.44	66.14
	300	21.82	37.22	106.5
인산수소Ⅱ 암모늄	무처리	7.65	2	27.25
	100	26.6	39.98	43.21
	200	26.03	26.1	44.4
	300	22.61	31.02	46.26
붕산 암모늄	무처리	9.55	22.73	23.91
	100	25.19	16.64	51.57
	200	50.55	46.44	72.17
	300	49.69	25.31	52.19

목재의 중량증가율(50% 규산나트륨)

보조약제	전자빔처리량(kGy)	소나무(%)	헴록(%)	라디에타소나무(%)
붕산	무처리	19.79	16.58	50.76
	100	58.80	52.32	65.15
	200	47.34	63.51	71.07
	300	16.56	55.30	65.15
인산수소Ⅱ 암모늄	무처리	29.45	25.55	26.03
	100	37.62	61.66	73.63
	200	52.32	65.31	64.60
	300	48.77	55.47	65.46
붕산 암모늄	무처리	8.10	8.85	37.74
	100	38.53	50.52	72.75
	200	36.68	65.98	64.23
	300	64.08	67.81	68.85

상기 실험에서 알 수 있는 바와 같이, 주약제 처리를 하기 전에 목재에 전자빔 처리를 하지 않은 목재는 난연제가 소량 밖에 주입되지 않았으나, 전자빔 처리를 한 목재에는 많은 양의 난연제가 주입되었으며, 200kGy의 전자빔을 조사했을 때가 100kGy나 300kGy의 전자빔을 조사했을 때보다 많이 주입되었고, 주약제인 규산나트륨의 농도가 30%일 때보다는 50%일 때가 더 많은 양의 난연제가 주입됨었음을 알 수 있다.

또한, 전자현미경으로 관찰했을 때, 주약제 처리 후 보조약제 처리를 하고 나면, 목재 세포 내에 염의 형성으로 인한 결정이 관찰되어 이러한 결정으로 인하여 난연약제의 정착 및 용탈안정성을 가져오는 것으로 판단된다(도 2 참조).

난연성능 평가

⑴ 난연성능 평가 기준

건축기준법에 의한 난연성능 평가기준(KS ISO 5660-1)

난연등급	시험조건		판정기준
난연등급	가열조건	가열시간	판정기준
난연1급(불연)	50㎾/㎡	20분	1. 총열방출량이 8MJ/㎡ 이하일 것. 2. 최대열방출률이 10초 이상 200㎾/㎡를 초과하지 않을 것. 3. 방화상 유해한 관통, 균열, 구멍 등이 발생하지 않을 것.
난연2급 (준불연)	50㎾/㎡	10분
난연3급(난연)	50㎾/㎡	5분

[표 3]은 목재 및 목질재료의 난연성능 평가 기준을 나타낸 자료로서, 본 발명에서는 난연3급(난연)의 기준에 맞춰 실험을 실시하였다. 실험조건으로 가열전압 50kW, 가열시간 300초로 설정하였다. 판정기준은 건축기준법에 의한 난연성능 평가기준(KS ISO 5660-1, 콘칼로리미터법)에 준하여 [표 3]의 내용과 같이 1. 2. 3.항목에 적합해야 하는 것으로 하였다.

⑵ 착화시간(ignition time)

착화시간

수종	주약제	보조약제	착화시간(초)
소나무	액상규산나트륨(30%)	붕산 3%	40
		인산수소Ⅱ암모늄 3%	29
		붕산암모늄 3%	39
	액상규산나트륨(50%)	붕산 3%	57
		인산수소Ⅱ암모늄 3%	50
		붕산암모늄 3%	48
헴록	액상규산나트륨(30%)	붕산 3%	57
		인산수소Ⅱ암모늄 3%	64
		붕산암모늄 3%	48
	액상규산나트륨(50%)	붕산 3%	139
		인산수소Ⅱ암모늄 3%	282
		붕산암모늄 3%	207
라디에타 소나무	액상규산나트륨(30%)	붕산 3%	미착화
		인산수소Ⅱ암모늄 3%	45
		붕산암모늄 3%	120
	액상규산나트륨(50%)	붕산 3%	249
		인산수소Ⅱ암모늄 3%	미착화
		붕산암모늄 3%	미착화

본 실험에서 착화시간이란 "복사열에 노출된 시험편이 착화에 충분한 양의 가연성 증기를 발생시켰을 때, 콘칼로리미터에 설치된 스파크 점화기를 불꽃에 의해 착화되어 10초 이상 불꽃연소가 지속하게 되는 시간"을 의미한다. [표 4]에서 알 수 있는 바와 같이, 소나무 및 라디에타소나무는 붕산을 보조약제로 사용한 시험편에서 착화시간이 뚜렷이 지연되는 것으로 나타타났으며, 헴록 시험편의 경우에는 인산수소Ⅱ암모늄의 처리가 더 효과적인 것으로 나타났다. 라디에타소나무 시험편의 경우에는 액상규산나트륨 30%와 붕산, 액상규산나트륨 50%와 인산수소Ⅱ암모늄, 액상규산나트륨 50%와 붕산암모늄 처리를 했을 때 착화가 이루어지지 않아 높은 난연효과를 보였다.

⑶ 열방출율(heat release rate; HRR)

열방출율 측정은 대부분의 유기재료의 연소 중에 산소 1kg이 소비되면 약 13.1MJ의 열이 방출되는 산소소비 원리를 바탕으로 하고 있는데, 설정한 복사열(50kW)에 노출된 시험편이 착화되어 연소될 때의 시험편 표면적당 발생하는 순간적인 열량의 크기로써 재료의 연소위험성을 가장 잘 나타내는 요소이다.

도 3에서 알 수 있듯이, 그래프를 통해 최대열방출율(Peak Heat Release Rate)을 구해 보면, ISO 5660-1에 의하면 목재의 난연등급 판정을 위해선 최대열방출율이 10초 이상 200kW/㎡를 초과하지 않아야 하는데, 조사결과 시험편의 모두에서 기준을 만족시키는 결과를 얻었다.

⑷ 총열방출량(total heat released; THR)

총열방출량은 각 시험에서 시험편의 연소로 방출된 열량으로, 시험편 표면적당 시간에 대한 함수로 표현되는 열방출율을 주어진 시간에서 적분하여 구할 수 있다. 관련 기준(KS F ISO 5660-1)에 따르면 총열방출량(THR) 값은 8MJ/㎡ 이하이어야 난연등급에 적합하다고 규정되어 있다.

도 4에서 알 수 있듯이, 난연 처리를 하지 않은 소나무는 연소시간 200초가 경과하면 기준값(8MJ/㎡)을 초과하는 결과를 나타냈고, 헴록의 경우 액상규산트륨의 농도를 30%로 처리한 경우 소나무보다 조금 더 높은 성능의 난연목재가 얻어진 것으로 판단된다. 또한, 230초 경과에서부터 기준값인 8MJ/㎡를 초과하는 것으로 나타났다. 주약제인 액상규산나트륨의 농도를 증가(50%)시키면 헴록은 THR의 기준값을 만족시킨다. 5분 동안 총열방출량(THR)이 8MJ/㎡을 넘지 않는 것을 확인할 수 있고, 이는 보조약제 3종인 붕산, 인산수소Ⅱ암모늄, 붕산암모늄 모두 같은 결과이다. 라디에타소나무는 250초 부근부터 기준값인 8MJ/㎡을 초과했다. 이는 주약제인 액상규산나트륨의 농도를 증가시켜도 앞의 30%의 결과와 같은 값을 나타냈다. 또한, 라디에타소나무에 붕산암모늄 3%를 보조약제로 사용한 경우 총열방출량(THR) 값이 모두 8MJ/㎡ 이하로 나타났다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

목재의 난연처리방법에 있어서,
주약제인 규산나트륨(Na₂SiO₃)의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정;
상기 규산나트륨의 수용액에 목재를 넣고 가압처리하는 공정;
상기 주약제 처리가 끝난 후 목재를 건조시키는 공정;
보조약제인 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정;
상기 보조약제의 수용액에 목재를 넣고 가압처리하는 공정;
상기 보조약제 처리가 끝난 후 건조시키는 공정;
을 거쳐서 처리하여 목재에 난연성을 부여하며,
상기 보조약제는 붕산(H₃BO₃), 인산수소Ⅱ암모늄((NH₄)₂HPO₄), 붕산암모늄(NH₄BO₃) 중에서 선택되며,
상기 각 공정의 감압처리 하는 공정에서의 감압처리는 550∼650㎜Hg에서 30∼40분 처리하는데, 초기 5∼10분은 수용액을 충전하지 않은 상태에서 처리하며, 나머지 시간은 각 공정의 수용액을 채운 상태에서 진행하는 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.
삭제
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제1항에 있어서,
상기 규산나트륨의 수용액에 목재를 넣고 감압처리하는 공정 전에, 목재에 전자빔 처리하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 각 공정의 가압처리 하는 공정에서의 가압처리는 각 공정의 수용액을 채운 상태로 1.5∼3시간 동안 18∼20㎏/㎠의 압력을 가하여 처리하는 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.
제1항에 있어서,
상기 주약제인 규산나트륨의 %농도는 30∼50%이며, 보조약제의 %농도는 3∼5%인 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.
제1항에 있어서,
상기 주약제인 규산나트륨 수용액의 pH는 10∼12인 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.
제4항에 있어서,
상기 전자빔 처리하는 공정에서 조사(照射)하는 전자빔의 세기는 100∼400kGy인 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.
제1항에 있어서,
상기 주약제 처리와 보조약제 처리가 끝난 후 건조시키는 공정은, 건조기에서 50∼70℃에서 3∼4시간 건조시키는 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.
제1항에 있어서,
상기 주약제 처리와 보조약제 처리가 끝난 후 건조시키는 공정은, 상온에서 1∼2일 동안 자연건조시키는 것을 특징으로 하는 목재의 난연처리방법.