KR101704608B1 - 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법 - Google Patents

열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내화조성물을 이용함으로써, 내화구조패널에서 화염의 차단에 활용하여 고온저항성을 향상시키고, 열적 취약 부위를 보강하며, 내화구조패널의 설치를 간소화하면서도 안전한 내화성능을 유지할 수 있도록 하는 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법에 관한 것이다.
이를 위해 열팽창성 내화조성물은 15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)를 포함하는 용제; TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)를 포함하는 가소제; 5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민을 포함하는 첨가제; 5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연을 포함하는 난연제; 및 2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)를 포함하는 보조제;를 포함하고, 용제와 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어진다.

Description

열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법{HEAT EXPANDIBLE FIREPROOF COMPOSITE AND MANUFACTURING METHOD OF REFRACTORY MATERIAL USING THE SAME, AND FIREPROOF STRUCTURE PANEL USING THE FIREPROOF COMPOSITE AND INSTALL METHOD OF THIS}
본 발명은 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내화조성물을 이용함으로써, 내화구조패널에서 화염의 차단에 활용하여 고온저항성을 향상시키고, 열적 취약 부위를 보강하며, 내화구조패널의 설치를 간소화하면서도 안전한 내화성능을 유지할 수 있도록 하는 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법에 관한 것이다.
현행 건축법은 건축물의 통로나 복도 및 계단 등의 벽체는 화재시 피난을 위한 최소한의 대책으로 내화구조를 갖도록 하고 있다.
하지만, 종래의 패널에서 단열재로 쓰이는 무기질 섬유는 고열에 의해 용융하면서 수축함으로써, 패널의 가열면 쪽으로 휘는 현상이 발생하고, 그로 인해 인접한 두 패널이 벌어지면서 패널 사이로 틈이 발생하거나 패널 사이로 균열이 발생하고, 패널접합부의 이면온도가 기준치 이상으로 상승하는 문제점이 있었다.
이에 따라 화재의 우려가 있는 건축물에 대해서는 내화성능인증을 받은 재료에 한해 시공토록 하고 있다.
이때, 종래의 패널에 대한 내화성능인증을 만족하기 위해 실제 내화성능인증을 위한 실험에서는 패널의 접속 부위 취약성을 보완하기 위하여 미네랄울과 같은 보강재를 보충하여 덧대고, 패널의 접속 부위를 리베팅하는 경우가 대부분이다.
하지만, 내화성능인증을 통과한 종래의 패널의 실제 시공에 있어서는 미네랄울과 같은 보강재의 삽입 공정과 리벳팅 공정이 생략됨에 따라 인증시험구조와 시공구조가 서로 다르므로, 실제 내화성능을 구현하지 못하는 문제점이 있었다.
1) 대한민국 공개특허공보 제10-1479558호 (발명의 명칭 : 무기 팽창성 내화 조성물, 2015. 01. 13. 공고) 2) 대한민국 공개특허공보 제2015-0124800호 (발명의 명칭 : 다공경량골재를 이용한 내화 샌드위치 패널 및 그 제조방법., 2015. 11. 06. 공개)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내화조성물을 이용함으로써, 내화구조패널에서 화염의 차단에 활용하여 고온저항성을 향상시키고, 열적 취약 부위를 보강하며, 내화구조패널의 설치를 간소화하면서도 안전한 내화성능을 유지할 수 있도록 하는 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 실제 시공되는 내화구조패널에 대하여 인증된 내화성능을 그대로 구현하도록 내화구조인증구조와 시공구조를 동일하게 하는 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 열팽창성 내화조성물은 15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)를 포함하는 용제; TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)를 포함하는 가소제; 5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민을 포함하는 첨가제; 5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연을 포함하는 난연제; 및 2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)를 포함하는 보조제;를 포함하고, 상기 용제와 상기 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어진다.
본 발명에 따른 열팽창성 내화조성물은 상기 용제와, 상기 가소제와, 상기 첨가제와, 상기 난연제와, 상기 보조제의 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 30 중량부의 이소시아네이트;를 더 포함한다.
여기서, 상기 보조제는, 0.1 마이크로미터 내지 3 마이크로미터의 직경을 갖는 실리카를 포함한다.
본 발명에 따른 내화조성물의 제조방법은 15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)를 포함하는 용제와, TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)를 포함하는 가소제와, 5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민을 포함하는 첨가제를 투입하되, 상기 용제와 상기 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어지고, 상기 첨가제가 용해되도록 상기 용제와 상기 가소제와 상기 첨가제를 교반, 가열한 다음, 냉각시키는 제1단계; 상기 제1단계를 거쳐 형성되는 1차혼합물에 5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연을 포함하는 난연제를 더 투입하고, 교반하는 제2단계; 및 상기 제2단계를 거쳐 형성되는 2차혼합물에 2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)를 포함하는 보조제를 더 투입하고, 교반하는 제3단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 내화조성물의 제조방법은 15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)를 포함하는 용제와, TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)를 포함하는 가소제와, 5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민을 포함하는 첨가제를 투입하되, 상기 용제와 상기 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어지고, 상기 첨가제가 용해되도록 상기 용제와 상기 가소제와 상기 첨가제를 교반, 가열한 다음, 냉각시키는 제1단계; 상기 제1단계를 거쳐 형성되는 1차혼합물에 5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연을 포함하는 난연제를 더 투입하고, 교반하는 제2단계; 상기 제2단계를 거쳐 형성되는 2차혼합물에 2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)를 포함하는 보조제를 더 투입하고, 교반하는 제3단계; 및 상기 제3단계를 거쳐 형성되는 3차혼합물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 30 중량부의 이소시아네이트를 더 투입하고, 교반하는 제4단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 내화구조패널은 무기섬유 재질을 포함하는 단열판; 상기 단열판의 양면에 각각 적층 고정되는 금속 재질을 포함하는 마감판; 및 상술한 내화조성물의 제조방법을 기반으로 제조되어 상기 단열판과 상기 마감판 사이에 도포되어 상기 단열판에서 상기 마감판을 접착 고정시키는 내화접착제;를 포함한다.
본 발명에 따른 내화구조패널은 무기섬유 재질을 포함하는 단열판과, 상기 단열판의 양면에 각각 적층 고정되는 금속 재질을 포함하는 마감판을 포함하는 내화구조패널에 있어서, 상기 내화구조패널의 가장자리에는, 패널 간의 결합, 패널과 천정의 결합, 패널과 바닥의 결합에 따라 두 부재 사이에 밀착 삽입되도록 상기 단열판과 상기 마감판의 가장자리를 감싸는 내화패드;가 구비되고, 상기 내화패드는, 상술한 내화조성물의 제조방법을 기반으로 제조된다.
본 발명에 따른 내화구조패널의 설치방법은 상술한 내화구조패널을 설치하는 방법으로써, 내화구조패널의 고정을 위해 내화구조패널의 폭 방향으로 길게 형성된 고정형강을 내화구조패널의 높이 방향으로 하나 이상이 배열되며, 내화구조패널과 상기 고정형강을 상호 결합시키는 결합부재는, 내화구조패널 당 2개가 상기 고정형강의 길이 방향을 따라 설치되되, 내화구조패널의 폭 방향 가장자리로부터 10cm 내지 20cm의 이격거리를 나타낸다.
본 발명에 따른 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법에 따르면, 내화조성물을 이용함으로써, 내화구조패널에서 화염의 차단에 활용하여 고온저항성을 향상시키고, 열적 취약 부위를 보강하며, 내화구조패널의 설치를 간소화하면서도 안전한 내화성능을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 연소시 발생되는 연소가스를 희석시키고, 내화구조패널에 불활성 피막을 형성하여 라디칼이나 산소의 접근을 방해하고, 산화 반응을 억제할 수 있다. 또한, 열에 의한 내화조성물의 팽창을 안정화시키며, 내화조성물에 의해 형성된 내화재가 내화구조패널을 변형시키는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 이소시아네이트의 혼합을 통해 내화재에 접착성과 경화성 및 탄성을 부여하고, 유연성 및 신축성을 확보한 상태에서 열에 의해 팽창하도록 한다.
또한, 본 발명은 내화구조패널이 고온에 노출될 때, 내화구조패널의 발열량을 낮추고, 내화조성물의 팽창 성능을 안정화시키고, 화염의 확산을 차단하며, 화염으로부터 보호대상을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 열에 의해 변형되는 내화조성물의 균일성을 도모하고, 팽창 공간이 확장되는 것을 방지하며, 내화구조패널에서 크랙이 발생하거나 팽창 성능이 저하되는 것을 방지하여 실용성을 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 실제 시공되는 내화구조패널에 대하여 내화구조인증구조와 실제시공구조를 일치시키고, 건축재료에서 규정하는 난연성시험에 의한 난연성을 확보하며, 인증된 내화성능을 그대로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 열에 의해 내화재를 팽창시켜 발포층을 형성하고, 단열판의 단열성을 보강하며, 단열판의 용융 및 수축을 억제하며, 패널의 휨을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 내화구조패널의 조립시 발생되는 1mm 내지 2mm 정도의 접속간극을 메워 열교 현상을 차단하고, 내화구조패널의 휨 발생시 패널 접속 부위의 균열 및 개구부를 메울 수 있다.
또한, 본 발명은 고열에서 내화구조패널의 가열면에서 휨이 발생되는 것을 방지하는 기능을 하며, 패널 접속 부위의 균열을 억제하고, 패널 접속 부위에서의 개구부 발생을 최소화하며, 단열판에 대하여 마감판이 벌어지는 것을 최소화하고, 단열판으로 화염이 직접 작용하지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 내화구조패널의 연쇄연소반응을 약화시키고, 내화구조패널의 난연화를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 적층구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널 사이의 결합 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널과 구조물의 결합 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 설치 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 설치 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어서, 내화구조패널(10)의 성능인증(국토교통부 고시 2012-625호, 2014-200호)이란 KS F 2257-1, 2257-8 : 건축구조 부재의 내화시험방법 중 일반요구사항으로 국제규격으로는 ISO 834-1, 834-8로써 가로 3m, 높이 3m의 수직가열로에 가로 1m, 세로 3m의 내화구조패널(10) 3장을 접속하여 설치하며, 패널 설치 후 수직가열로는 시험신청시간에 따라 30분 내지 2시간 동안 수직가열로 내부에 섭씨 900도 이상의 화염을 가하여 아래의 성능기준을 만족해야 한다.
(1) 차염성에 대한 벽체의 내화구조 성능기준
1-1) 시험체의 표면에 발새한 개구부, 화염에 30초간 면패드 접촉시 착화되지 않을 것
1-2) 6mm 균열게이지가 시험체를 관통 후 150mm 이동하거나, 25mm 균열게이지가 시험체를 관통 후 가열로 내부로 삽입되는 개구부가 발생하지 않을 것
1-3) 시험체 이면에서 10초 이상 지속되는 화염이 발생하지 않을 것
(2) 차열성에 대한 벽체의 내화구조 성능기준
2-1) 시험체 이면 5개소 이상의 고정열전대 측정온도가 초기평균온도보다 140K 를 초과하지 않을 것
2-2) 이동열전대를 포함한 모든 이면열전대의 측정온도가 초기평균온도보다 180K 를 초과하지 않을 것
이에 대해 내화구조패널(10)이 고온에 노출되는 경우, 아래의 문제점에 노출될 수 있다.
첫째, 내화구조패널(10)에서 단열판(11)의 단열성이 충분하지 못하다.
둘째, 단열판(11)의 용융, 수축에 의한 내화구조패널(10)의 휨 발생과 그로 인해 내화구조패널(10) 간 접속부위의 균열 및 개구부가 발생된다.
셋째, 내화구조패널(10)을 조립할 때, 1mm 내지 2mm 정도의 패널 간 접속간극(t0)이 발생하여 열교현상에 의한 이면온도를 상승시킨다.
넷째, 가열면의 고온 노출로 인한 단열판(11)과 마감판(12) 사이의 벌어짐, 내화구조패널(10)과 고정형강(15) 사이의 벌어짐이 발생되고, 단열판(11)의 직접적인 화염노출현상과 이로 인한 단열판(11)의 용융 및 수축이 발생된다.
따라서, 본 발명에서는 상술한 문제점을 해결할 수 있는 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화구조패널과 이것의 설치방법을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법을 도시한 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열팽창성 내화조성물은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법에 포함하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열팽창성 내화조성물은 용제와, 가소제와, 첨가제와, 난연제와, 보조제를 포함하고, 이소시아네이트를 더 포함한다.
상기 용제는 15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)를 포함한다. 상기 가소제는 10 중량% 내지 30 중량%의 TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)를 포함한다.
여기서, 용제와 가소제는 물성에 따라 함량의 변경이 가능하며, 용제와 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어지도록 한다. 특히, 용제의 함량은 가소제의 함량과 같거나 크게 형성하되, 용제의 함량은 작을수록 가소제의 함량은 클수록 내화 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112016045086790-pat00001
상기 첨가제는 5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민을 포함한다.
상기 난연제는 5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연을 포함한다.
상기 보조제는 2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)를 포함한다. 여기서 실리카는 0.1 마이크로미터 내지 3 마이크로미터의 직경을 가질 수 있다. 이와 같이 실리카의 직경을 허용 범위로 제한함으로써, 열에 의해 변형되는 내화조성물의 균일성을 도모하고, 팽창 공간이 확장되는 것을 방지하며, 내화구조패널(10)에서 크랙이 발생하거나 팽창 성능이 저하되는 것을 방지하여 실용성을 극대화시킬 수 있다. 하지만, 실리카의 직경이 허용 범위를 벗어나는 경우, 내화조성물의 팽창 성능이 불규일해지고, 팽창흑연과 실리카의 과대 팽창에 의해 크랙이 발생하거나 성능 저하의 문제점을 내포하고 있다.
상술한 열팽창성 내화조성물의 함량을 허용 범위로 제한함으로써, 내화구조패널(10)에서 화염의 차단에 활용하여 고온저항성을 향상시키고, 열적 취약 부위를 보강하며, 내화구조패널(10)의 설치를 간소화하면서도 안전한 내화성능을 유지할 수 있다. 또한, 연소시 발생되는 연소가스를 희석시키고, 내화구조패널(10)에 불활성 피막을 형성하여 라디칼이나 산소의 접근을 방해하고, 산화 반응을 억제할 수 있다. 또한, 열에 의한 내화조성물의 팽창을 안정화시키며, 내화조성물에 의해 형성된 내화재가 내화구조패널(10)을 변형시키는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 내화구조패널(10)이 고온에 노출될 때, 내화구조패널(10)의 발열량을 낮추고, 내화조성물의 팽창 성능을 안정화시키고, 화염의 확산을 차단하며, 화염으로부터 보호대상을 보호할 수 있다.
하지만, 열팽창성 내화조성물의 함량이 허용 범위를 벗어나는 경우, 난연실험결과 실패를 나타냄으로써, 상술한 효과와 반대되는 문제점을 내포하고, 상승된 효과를 기대하기 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열팽창성 내화조성물은 상기 용제와, 상기 가소제와, 상기 첨가제와, 상기 난연제와, 상기 보조제의 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 30 중량부의 이소시아네이트를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 제한된 허용 범위의 이소시아네이트를 혼합 성형함으로써, 내화재(13)에 접착성과 경화성 및 탄성을 부여하고, 유연성 및 신축성을 확보한 상태에서 열에 의해 팽창하도록 할 수 있다. 하지만, 상술한 허용 범위를 벗어나는 경우, 내화재(13)의 접착성과 경화성이 증대되지만, 유연성과 신축성이 줄어들어 열에 의한 팽창이 과대 또는 저하됨으로써, 상술한 효과와 반대되는 문제점을 내포하고, 상승된 효과를 기대하기 어렵다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법은 상술한 열팽창성 내화조성물을 이용하여 내화재(13)를 제조하는 방법이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법은 제1단계와, 제2단계와, 제3단계를 포함한다.
상기 제1단계는 상기 용제와 상기 가소제와 상기 첨가제를 계량 투입하고, 상기 첨가제가 용해되도록 용제와 가소제와 첨가제를 교반, 가열한 다음, 냉각시킨다.
좀더 자세하게, 제1단계는 상술한 용제와 가소제와 첨가제를 계량 투입하는 제1투입단계(S11)와, 첨가제가 용해되도록 용제와 가소제와 첨가제를 교반, 가열하는 제1혼합단계(S12)와, 제1혼합단계(S12)를 거쳐 형성되는 제1혼합물을 냉각시키는 냉각단계(S13)를 포함한다. 여기서, 제1혼합물은 공지된 다양한 형태를 통해 교반방법, 교반시간, 가열온도, 가열시간, 가열방법, 냉각시간, 냉각방법 등을 선택할 수 있다.
상기 제2단계는 제1단계를 거쳐 형성되는 제1혼합물에 상술한 난연제를 더 투입하고, 교반한다. 좀더 자세하게, 제2단계는 제1단계를 거쳐 형성되는 제1혼합물에 상술한 난연제를 계량 투입하는 제2투입단계(S21)와, 제1혼합물과 난연제를 교반하는 제2혼합단계(S22)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1혼합물에 난연제가 투입된 제2혼합물은 공지된 다양한 형태를 통해 교반방법, 교반시간 등을 선택할 수 있다.
상기 제3단계는 제2단계를 거쳐 형성되는 제2혼합물에 상술한 보조제를 더 투입하고, 교반한다. 좀더 자세하게, 제3단계는 제2혼합물에 상술한 보조제를 계량 투입하는 제3투입단계(S31)와, 제2혼합물과 보조제를 교반하는 제3혼합단계(S32)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2혼합물에 보조제가 투입된 제3혼합물은 공지된 다양한 형태를 통해 교반방법, 교반시간 등을 선택할 수 있다.
여기서, 난연제와 보조제는 열 변형이 될 수 있으므로, 제1혼합물을 냉각시킨 다음, 제2단계와 제3단계가 실시되도록 할 수 있다.
또한, 제3혼합물은 별도의 접착제와 혼합되어 액상의 내화접착제(131)를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법은 상술한 열팽창성 내화조성물을 이용하여 내화재(13)를 제조하는 방법이다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화조성물의 제조방법에서 제4단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제4단계는 상기 제3단계를 거쳐 형성되는 제3혼합물에 상술한 이소시아네이트를 더 투입하고, 교반한다. 좀더 자세하게, 제4단계는 제3혼합물에 상술한 이소시아네이트를 계량 투입하는 제4투입단계(S41)와, 제3혼합물과 이소시아네이트를 교반하는 제4혼합단계(S42)를 포함한다. 여기서, 제3혼합물에 이소시아네이트가 혼합된 제4혼합물은 공지된 다양한 형태를 통해 교반방법, 교반시간 등을 선택할 수 있다. 제4혼합단계(S42)를 거치면 이소시아네이트의 특성으로 액상의 내화접착제(131)를 획득할 수 있다.
제4단계는 제4혼합단계(S42)를 거친 제4혼합물을 성형하는 성형단계(S43)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제4혼합물은 공지된 다양한 형태를 통해 성형방법, 성형시간 등을 선택할 수 있다. 성형단계(S43)를 거치면, 패드 형태의 내화패드(132)를 획득할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널(10)에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 적층구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널 사이의 결합 상태를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널과 구조물의 결합 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널(10)은 글라스울 등과 같은 무기섬유 재질을 포함하는 단열판(11)과, 단열판(11)의 양면에 각각 적층 고정되는 금속 재질을 포함하는 마감판(12)을 포함하고, 단열판(11)과 마감판(12) 사이에 도포되어 단열판(11)에서 마감판(12)을 접착 고정시키는 내화접착제(131)를 포함한다. 여기서, 내화접착제(131)는 상술한 열팽창성 내화조성물을 포함하고, 상술한 내화조성물의 제조방법으로 제조될 수 있다.
이와 더불어 내화구조패널(10)의 가장자리에는 내화패드(132)가 구비될 수 있다. 내화패드(132)는 패널 간의 결합, 패널과 천정의 결합, 패널과 바닥의 결합에 따라 두 부재 사이에 밀착 삽입되도록 단열판(11)과 마감판(12)의 가장자리를 감싸도록 한다.
이때, 내화패드(132)는 0.5mm 내지 3mm의 두께(t1)를 가지며, 하나 이상을 적층하여 사용할 수 있다. 내화패드(132)는 탄성에 의해 밀착력을 향상시킬 수 있다.
일예로, 도 3에 도시된 바와 같이 패널 간의 결합에 대하여 내화구조패널(10)의 가장자리를 내화패드(132)가 감싸도록 하고, 인접한 두 개의 내화구조패널(10)을 끼움 결합한다. 이에 따라 내화패드(132)는 패널 간의 접속간극(t0)에 밀착 충진됨으로써, 열교 현상을 차단할 수 있다.
다른 예로, 도 4에 도시된 바와 같이 패널과 천정의 결합에 대하여 내화구조패널(10)의 가장자리를 내화패드(132)가 감싸도록 하고, 내화구조패널(10)의 가장자리 및 내화패드(132)가 마감소켓(14)에 끼움 결합한다. 여기서, 마감소켓(14)은 제1고정부재(141)를 매개로 바닥 또는 천정에 고정된다. 이때, 마감소켓(14)과 천정 사이 또는 마감소켓(14)과 바닥 사이에도 내화패드(132)가 밀착 삽입될 수 있다.
내화구조패널(10)과 마감소켓(14)이 끼움 결합되면, 제2고정부재(142)를 매개로 마감소켓(14)의 날개 부분을 내화구조패널(10)에 고정시킬 수 있다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 설치방법에 대하여 설명한다. 도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 설치 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 설치 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 설치방법은 내화구조패널(10)을 고정형강(15)에 고정시키는 방법이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내화구조패널의 설치방법은 내화구조패널(10)의 폭 방향으로 길게 형성된 고정형강(15)은 내화구조패널(10)의 고정을 위해 바닥과 천정 사이에서 내화구조패널(10)의 높이 방향으로 하나 이상이 배열된다. 고정형강(15)의 배치 구조에 따라 상호 인접한 두 고정형강(15) 사이의 형강배치간격(h1)에는 바닥과 고정형강(15) 사이의 배치간격 또는 천정과 고정형강(15) 사이의 배치간격이 포함될 수 있다. 일예로, 높이 방향을 따라 상호 인접한 두 고정형강(15)에 대하여 1m 내지 1.3m 의 형강배치간격(h1)으로 배열된다. 미설명부호 h0는 바닥과 천정 사이의 거리 또는 내화구조패널(10)의 높이를 나타내고, 미설명부호 L은 내화구조패널(10)의 폭을 나타낸다.
또한, 내화구조패널(10)은 결합부재(151)를 매개로 고정형강(15)에 결합된다. 이러한 결합부재(151)는 고정형강(15)의 길이 방향을 따라 2개가 설치되도록 한다. 이때, 결합부재(151)는 내화구조패널(10)의 폭 방향 가장자리로부터 10cm 내지 20cm의 이격거리(W)를 나타내도록 한다. 여기서, 결합부재(151)의 이격거리(W)를 허용 범위로 한정함으로써, 고정형강(15)에서 내화구조패널(10)의 결합력을 증대시키고, 내화구조패널(10)이 열에 의해 변형되는 것을 최소화시킬 수 있다. 하지만, 결합부재(151)의 이격거리(W)가 허용 범위를 벗어나는 경우, 내화구조패널(10)이 고온에 노출되었을 때, 내화구조패널(10)과 고정형강(15) 사이의 벌어짐으로 내화구조패널(10)의 결합력이 약화되고, 단열판(11)과 마감판(12) 사이의 벌어짐을 가속화시킬 수 있으며, 내화구조패널(10)의 파손 등을 야기시킬 수 있다.
상술한 열팽창성 내화조성물과 이것을 이용한 내화조성물의 제조방법 그리고 내화조성물을 이용한 내화구조패널과 이것의 설치방법에 따르면, 내화조성물을 이용함으로써, 내화구조패널(10)에서 화염의 차단에 활용하여 고온저항성을 향상시키고, 열적 취약 부위를 보강하며, 내화구조패널(10)의 설치를 간소화하면서도 안전한 내화성능을 유지할 수 있다.
또한, 연소시 발생되는 연소가스를 희석시키고, 내화구조패널(10)에 불활성 피막을 형성하여 라디칼이나 산소의 접근을 방해하고, 산화 반응을 억제할 수 있다. 또한, 열에 의한 내화조성물의 팽창을 안정화시키며, 내화조성물에 의해 형성된 내화재(13)가 내화구조패널(10)을 변형시키는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 이소시아네이트의 혼합을 통해 내화재(13)에 접착성과 경화성 및 탄성을 부여하고, 유연성 및 신축성을 확보한 상태에서 열에 의해 팽창하도록 한다.
또한, 내화구조패널(10)이 고온에 노출될 때, 내화구조패널(10)의 발열량을 낮추고, 내화조성물의 팽창 성능을 안정화시키고, 화염의 확산을 차단하며, 화염으로부터 보호대상을 보호할 수 있다.
또한, 열에 의해 변형되는 내화조성물의 균일성을 도모하고, 팽창 공간이 확장되는 것을 방지하며, 내화구조패널(10)에서 크랙이 발생하거나 팽창 성능이 저하되는 것을 방지하여 실용성을 극대화시킬 수 있다.
또한, 실제 시공되는 내화구조패널(10)에 대하여 내화구조인증구조와 실제시공구조를 일치시키고, 건축재료에서 규정하는 난연성 시험에 의한 난연성을 확보하며, 인증된 내화성능을 그대로 구현할 수 있다.
또한, 열에 의해 내화재(13)를 팽창시켜 발포층을 형성하고, 단열판(11)의 단열성을 보강하며, 단열판(11)의 용융 및 수축을 억제하며, 패널의 휨을 억제할 수 있다.
또한, 내화구조패널(10)의 조립시 발생되는 1mm 내지 2mm 정도의 접속간극(t0)을 메워 열교 현상을 차단하고, 내화구조패널(10)의 휨 발생시 패널 접속 부위의 균열 및 개구부를 메울 수 있다.
또한, 고열에서 내화구조패널(10)의 가열면에서 휨이 발생되는 것을 방지하는 기능을 하며, 패널 접속 부위의 균열을 억제하고, 패널 접속 부위에서의 개구부 발생을 최소화하며, 단열판(11)에 대하여 마감판(12)이 벌어지는 것을 최소화하고, 단열판(11)으로 화염이 직접 작용하지 않도록 할 수 있다.
또한, 내화구조패널(10)의 연쇄연소반응을 약화시키고, 내화구조패널(10)의 난연화를 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
S11: 제1투입단계 S12: 제1혼합단계 S13: 냉각단계
S21: 제2투입단계 S22: 제2혼합단계 S31: 제3투입단계
S32: 제3혼합단계 S41: 제4투입단계 S42: 제4혼합단계
S43: 성형단계 10: 내화구조패널 11: 단열판
12: 마감판 13: 내화재 131: 내화접착제
132: 내화패드 14: 마감소켓 141: 제1고정부재
142: 제2고정부재 15: 고정형강 151: 결합부재
h0: 패널높이 h1: 형강배치간격 W: 이격거리
L: 패널폭 t0: 접속간극 t1: 패드두께

Claims (9)

15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)로 이루어진 용제;
TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)로 이루어진 가소제;
5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민으로 이루어진 첨가제;
5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연으로 이루어진 난연제; 및
2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)로 이루어진 보조제;를 포함하고,
상기 용제와 상기 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어지며,
상기 용제의 함량은 상기 가소제의 함량과 같거나 크게 형성하고,
상기 용제의 함량은 작을수록 상기 가소제의 함량은 클수록 내화 성능이 향상되는 것을 특징으로 하는 열팽창성 내화조성물.
제1항에 있어서,
상기 용제와, 상기 가소제와, 상기 첨가제와, 상기 난연제와, 상기 보조제의 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 30 중량부의 이소시아네이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열팽창성 내화조성물.
제1항에 있어서,
상기 보조제는, 0.1 마이크로미터 내지 3 마이크로미터의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 열팽창성 내화조성물.
제1항에 기재된 열팽창성 내화조성물을 제조하는 방법이고,
15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)로 이루어진 용제와, TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)로 이루어진 가소제와, 5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민으로 이루어진 첨가제를 투입하되, 상기 용제와 상기 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어지고, 상기 첨가제가 용해되도록 상기 용제와 상기 가소제와 상기 첨가제를 교반, 가열한 다음, 냉각시키는 제1단계;
상기 제1단계를 거쳐 형성되는 1차혼합물에 5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연으로 이루어진 난연제를 더 투입하고, 교반하는 제2단계; 및
상기 제2단계를 거쳐 형성되는 2차혼합물에 2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)로 이루어진 보조제를 더 투입하고, 교반하는 제3단계;를 포함하고,
상기 용제의 함량은 상기 가소제의 함량과 같거나 크게 형성하며,
상기 용제의 함량은 작을수록 상기 가소제의 함량은 클수록 내화 성능이 향상되는 것을 특징으로 하는 내화조성물의 제조방법.
제2항에 기재된 열팽창성 내화조성물을 제조하는 방법이고,
15 중량% 내지 40 중량%의 PEG(polyethylene glycol)로 이루어진 용제와, TCPP(Tris(1-chloro-2-proply)phosphate)로 이루어진 가소제와, 5 중량% 내지 10 중량%의 유기디아민으로 이루어진 첨가제를 투입하되, 상기 용제와 상기 가소제의 합은 30 중량% 내지 60 중량%로 이루어지고, 상기 첨가제가 용해되도록 상기 용제와 상기 가소제와 상기 첨가제를 교반, 가열한 다음, 냉각시키는 제1단계;
상기 제1단계를 거쳐 형성되는 1차혼합물에 5 중량% 내지 20 중량%의 알루미늄 산화물과, 20 중량% 내지 30 중량%의 암모늄계 난연제와, 5 중량% 내지 30 중량%의 팽창흑연으로 이루어진 난연제를 더 투입하고, 교반하는 제2단계;
상기 제2단계를 거쳐 형성되는 2차혼합물에 2 중량% 내지 10 중량%의 실리카(Sio2)로 이루어진 보조제를 더 투입하고, 교반하는 제3단계; 및
상기 제3단계를 거쳐 형성되는 3차혼합물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 30 중량부의 이소시아네이트를 더 투입하고, 교반하는 제4단계;를 포함하고,
상기 용제의 함량은 상기 가소제의 함량과 같거나 크게 형성하며,
상기 용제의 함량은 작을수록 상기 가소제의 함량은 클수록 내화 성능이 향상되는 것을 특징으로 하는 내화조성물의 제조방법.
무기섬유 재질을 포함하는 단열판;
상기 단열판의 양면에 각각 적층 고정되는 금속 재질을 포함하는 마감판; 및
제4항 또는 제5항에 기재된 내화조성물의 제조방법을 기반으로 제조되어 상기 단열판과 상기 마감판 사이에 도포되어 상기 단열판에서 상기 마감판을 접착 고정시키는 내화접착제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화구조패널.
무기섬유 재질을 포함하는 단열판과, 상기 단열판의 양면에 각각 적층 고정되는 금속 재질을 포함하는 마감판을 포함하는 내화구조패널에 있어서,
상기 내화구조패널의 가장자리에는,
패널 간의 결합, 패널과 천정의 결합, 패널과 바닥의 결합에 따라 두 부재 사이에 밀착 삽입되도록 상기 단열판과 상기 마감판의 가장자리를 감싸는 내화패드;가 구비되고,
상기 내화패드는, 제5항에 기재된 내화조성물의 제조방법을 기반으로 제조되는 것을 특징으로 하는 내화구조패널.
제6항에 기재된 내화구조패널을 설치하는 방법이고,
내화구조패널의 고정을 위해 내화구조패널의 폭 방향으로 길게 형성된 고정형강을 내화구조패널의 높이 방향으로 하나 이상이 배열되며,
내화구조패널과 상기 고정형강을 상호 결합시키는 결합부재는, 내화구조패널당 2개가 상기 고정형강의 길이 방향을 따라 설치되되, 내화구조패널의 폭 방향 가장자리로부터 10cm 내지 20cm의 이격거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 내화구조패널의 설치방법.
제7항에 기재된 내화구조패널을 설치하는 방법이고,
내화구조패널의 고정을 위해 내화구조패널의 폭 방향으로 길게 형성된 고정형강을 내화구조패널의 높이 방향으로 하나 이상이 배열되며,
내화구조패널과 상기 고정형강을 상호 결합시키는 결합부재는, 내화구조패널당 2개가 상기 고정형강의 길이 방향을 따라 설치되되, 내화구조패널의 폭 방향 가장자리로부터 10cm 내지 20cm의 이격거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 내화구조패널의 설치방법.
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