KR102056393B1 - 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 방화문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 망상구조형(Network Structure Type) 단열 접착제를 포함하는 방화문에 관한 것으로, 화염이나, 고온 하에서 접착제 층이 탄화되거나, 균열 등의 형태 변화 없이 밀폐된 상태로 공기층을 유지하여 열전도율을 낮추는 접착제를 단열보드 사이에 도포한 일체형 단열보드를 방화문 내부에 배치하여 차열성능을 개선하고, 단열보드를 구성하는 섬유의 방향을 수평 방향(Machine Direction)에서 수직 방향(Cross Direction)으로 배향시켜 휨 강도 및 비틀림 강도가 향상되어 내구성이 개선된 방화문을 제공한다.

Description

망상구조형 단열 접착제를 포함하는 방화문{FIRE DOOR CONTAINING INSULATION ADHESIVE WITH NETWORK STRUCTURE TYPE}

본 발명은 망상구조형(Network Structure type) 단열 접착제를 포함하는 방화문에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방화문의 내화성능 개선하기 위하여 방화문 내부에 채워진 단열보드 사이에 화염이나, 고온 하에서 형성된 공기층을 밀폐된 상태로 유지할 수 있는 접착제 층을 배치함으로써 열전도율을 낮추어 차열성능을 개선하고, 단열보드를 구성하고 있는 섬유의 방향을 수평 방향(Machine Direction)에서 수직 방향(Cross Direction)으로 배향시킴으로써 휨 강도 및 비틀림 강도가 향상되어 내구성이 개선된 방화문에 관한 것이다.

방화문은 문의 일종으로 사람의 통행은 가능하지만, 화재 시 화염 전파를 최소화하고 피난 경로를 확보하는데 매우 중요한 시설이다.

현재, 건축 및 소방 관련법규에서는 건축물 내부에 사용되는 마감 및 내장 재료는 불연, 준 불연, 난연 재료를 사용하도록 규제하고 있다. 즉, 건물에 화재 발생 시 화재 확산 방지와 인명 보호를 위해 일정 규모 이상의 건물은 방화구획을 하도록 하고 있다.

이러한, 방화구획은 내화 구조로 된 고정식이 신뢰성은 가장 높지만 사용자의 편의를 위해 방화문 및 자동방화셔터로 구획하는 경우가 일반적이며, 그 내부에는 단열재가 배치되어 있어 내화 성능의 지표가 되는 차염, 차열 및 내구성을 좌우하는 중요한 역할을 한다.

방화문 및 자동방화셔터는 건축물 내 어느 한 공간에 발생한 화재가 다른 공간에 확대되는 것을 방지하기 위해 사용되는 것으로서 국토교통부 고시 제2016-193호의 방화문 기준 요건을 충족하여야 하며, 본 고시 제5조에는 방화문의 내화 시험방법(KS F 2268-1)이 제정되어있어 내화성능에 대한 엄격한 기준을 요구하고 있다.

내화성능은 부재가 갖는 화재에 저항하는 성능으로 차염, 차열 및 구조 안정의 세 가지로 대별되며, 종래에는 1시간 이상의 차염성능을 통과하기만 하면 방화문으로 인정받았으나, 최근에는 관련 규정이 강화되어 1시간 이상의 차염성 뿐만 아니라 30분 이상의 차열성을 확보할 것을 요구하고 있다.

일반적으로 건축물의 개구부에 설치되는 방화문은 일정 두께의 금속 판재로 성형 되는데, 전면을 이루는 외측 부재와 후면을 이루는 내측 부재로 이루어져 있고, 상기 외측 부재와 내측 부재의 외주 면을 절곡시켜 상·하면과 좌·우측면으로 이루어진 테두리 부를 갖추게 하여 외측 부재와 내측 부재 사이에는 일정한 공간을 갖게 된다.

이러한 방화문의 내부 공간에는 결로 방지, 단열성, 내화성 및 흡음성을 갖춘 단열재로 채우게 된다. 그러나 이러한 종래의 방화문은 여전히 내화성능에서 개선을 요구한다.

대한민국 등록번호 제10-1600020호(2016년02월26일) 대한민국 등록번호 제10-1863614호(2018년05월28일)

본 발명은 종래의 방화문이 갖고 있는 내화성능의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 방화문 내부의 단열보드 사이에 화염이나, 고온 하에서 탄화되거나, 균열 등의 형태 변형이 없어 형성된 공기층을 밀폐 상태로 유지되는 접착제 층을 배치하여 열전도율을 낮춤으로써 차열성능을 개선하고, 단열보드를 구성하는 섬유의 방향을 수평 방향에서 수직 방향으로 배향시킴으로써 휨 강도 및 비틀림 강도의 향상으로 내구성이 개선된 방화문을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제 1발명은, 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 방화문에 있어서,

망상구조형 단열 접착제를 단열보드와 단열보드 사이에 도포하여 접착제 층이 형성되어 완성된 일체형 단열보드를 내측 부재, 외측 부재 및 측면 부재가 일정 두께의 철판으로 이루어지고, 내측 부재, 외측 부재 및 측면 부재가 일정 간격의 공간을 두고 제조된 방화문의 내부 공간에 상기 일체형 단열보드가 채워지되, 상기 망상구조형 단열 접착제는 무기소재 울을 물유리에 함침 시켜 섬유상태로 해리한 후 세절하는 단계 (S10);와, 리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량%를 혼합하는 단계(S20);와, 상기 S20에 S10을 5∼15 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S30);와, 상기 S30에 고령토 15∼30 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S40);와, 상기 S40에 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량%를 넣고 교반하여 망상구조형 단열 접착제를 완성하는 단계(S50)를 특징으로 한다.

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제 3발명은, 제 1발명에서, 상기 무기소재 울은 그라스 울, 미네랄 울, 세라크 울 중 어느 하나 이상의 것을 물유리에 24시간 함침 시켜 섬유 상태로 해리한 후 5∼15㎜ 크기로 세절하여 투입하고,

상기의 건조제는 붕산, 인산, 아세트산, 석고, 점토, 활석 중 어느 하나 이상의 것으로 제조된 망상구조형 단열 접착제의 점도가 4,000±500cps인 것을 특징으로 한다.

제 4발명은, 제 1발명에서, 상기 단열보드는 섬유방향을 수직 방향으로 배향시킨 것으로,

상기 단열보드와 단열보드 사이의 접착제 층의 두께가 1∼5㎜ 이고, ,

상기 방화문 철판(400)과 일체형 단열보드 사이에 0.5∼2㎜ 두께의 망상구조형 단열 접착제가 도포되며,

상기 접착제 층과 단열보드 층은 2회 이상 반복되어 적층되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 방화문은 화염이나 고온 하에서 공기층을 밀폐된 상태로 유지할 수 있기 때문에 열전도율이 낮아져 차열성능이 개선되는 효과가 있다.

또한, 종래의 단열보드에 비해 얇고, 가볍기 때문에 제조시간을 단축할 수 있어 경제적 절감 효과가 있다.

단열보드의 섬유 방향을 수직방향으로 배향시켜 휨 강도 및 비틀림 강도 향상됨에 따라 내구성이 개선되어 방화문 제조 시 취급이 간편한 효과가 있다.

도 1은 망상구조형 단열 접착제 제조의 순서도.
도 2는 일체형 단열보드의 사시도.
도 3은 섬유 방향이 수직 방향으로 배향된 일체형 단열보드의 단면도.
도 4는 방화문의 내부 구조 단면도.

도 1은 망상구조형(Network structure type) 단열 접착제 제조의 순서도이고, 도 2는 일체형 단열보드(300)의 사시도이고, 도 3은 섬유 방향이 수직 방향으로 배향된 일체형 단열보드(100)의 단면도이고, 도 4는 방화문의 내부 구조 단면도 이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 일면에 있어서 리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량% 및 물유리에 24시간 함침 시켜 섬유 상태로 해리한 후 5∼15㎜ 크기로 세절한 무기소재 울 10∼15 중량%, 고령토 15∼30 중량%, 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 제공한다.

본 발명은 추가 일면에 있어서, 단열보드(100)와 단열보드(100) 사이에 망상구조형 단열 접착제 층(200)이 형성되어 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 단열보드(300)를 제공한다.

본 발명은 추가 일면에 있어서, 일반적으로 수평 방향(Machine direction)인 무기소재 단열보드의 섬유 방향을 수직 방향(Cross direction)으로 배향 시키는 것을 특징으로 하는 일체형 단열보드(300)를 제공한다.

본 발명은 추가 일면에 있어서, 내측 부재, 외측 부재 및 측면 부재가 일정 두께의 철판(400)으로 이루어지고, 내측 부재, 외측 부재 및 측면 부재가 일정 간격의 공간을 두고 제조된 방화문의 내부 공간에 일체형 단열보드(300)가 채워진 방화문을 제공한다.

종래, 일반적인 유기, 무기 및 하이브리드 소재 등의 단열용 접착제는 화염이나, 고온 하에서 발포 또는 팽창하여 밀폐된 공기층을 형성시킴으로써 열전도율을 낮추는 것이 기본원리이나, 종래의 단열용 접착제는 화염이나, 고온 하에서 탄화되거나, 균열 등의 형태 변형으로 공기가 유출되어 공기층을 밀폐 상태로 유지하지 못하여 차열성능이 미흡하였다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 무기소재 울을 섬유상태로 해리한후, 세절한 무기소재 울이 접착제 층에서 망상구조(Network Structure)의 역할을 수행함으로써 접착제 층이 부서지거나, 갈라지는 것을 방지함으로써 밀폐 상태로 공기 층을 유지하여 열전도율을 낮추기 때문에 차열효과가 현저하게 개선되는 기술적 특징이 있다.

본 발명의 망상구조형 단열 접착제는 리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량%, 섬유상으로 세절된 무기소재 울 5∼15 중량%, 고령토 15∼30 중량%, 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량%를 혼합하여 분산 시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 리튬실리케이트의 투입량은 50∼70 중량%로 이하일 경우 접착이 미흡하게 되며, 이상일 경우 망상구조(Network Structure)의 효율이 낮아진다.

상기 무기소재 울은 통상의 그라스 울, 미네랄 울 및 세라크 울 등을 사용할 수 있으나 세라크 울이 바람직하다.

상기 세절된 무기소재 울의 바람직한 크기는 5∼15㎜로, 이하일 경우 망상구조(Network Structure)의 효율이 낮아지며, 이상일 경우 용액에서 섬유 상태의 무기소재 울이 서로 엉켜 분산에 어려움이 있다.

상기 첨가제는 건조 시간을 조절하기 위한 붕산과 석고, 내수성 향상을 위한 수비점토 및 점도 조절을 위한 물유리로 이루어지며, 이러한 첨가제의 비율은 일체형 단열보드(300)의 용도에 따라 조절될 수 있으나 5∼10 중량%가 바람직하다.

상기 고령토의 투입량은 15∼30 중량%로 이하일 경우 내수성 및 내열성이 낮아지며, 이상일 경우 점도 조절이 곤란하다.

본 발명의 망상구조형 단열 접착제를 단열보드(100)와 단열보드(100) 사이에 도포하여 형성된 접착제 층(200)의 바람직한 두께는 1∼5㎜의 범위로, 일체형 단열보드(300)의 용도에 따라 선택하여 설정할 수 있으나. 이 범위를 초과하는 경우 건조에 영향을 미쳐 접착성능이 떨어진다.

본 발명에 따른 방화문은 철판(400)과 일체형 단열보드(300) 사이에 망상구조형 단열 접착제를 0.5∼2㎜ 두께로 도포하여 차열성능을 개선하는 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 방화문 내부의 망상구조형 단열 접착제 층(300)과 단열보드 (100) 층은 2회 이상 순차적으로 적층하는 것이 바람직하다.

이하, 구체적인 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명이 하기의 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1 : 망상구조형 단열 접착제 시료 제조

세라크 울을 24시간 물유리에 함침 시켜 해리한 후 10㎜ 크기로 세절한다.

리튬실리케이트 64 중량%, 붕산 0.2 중량%, 석고 0.3 중량%을 혼합하여 5분간 3,500rpm에서 교반한 후 상기의 세절된 세라크 울 10 중량%를 넣고 30분간 3,500rpm에서 교반하여 분산 시킨다. 교반이 끝나면 고령토 20 중량%를 넣고 10분간 3,500rpm에서 교반하여 분산 시킨 다음, 수비점토 0.5 중량% 및 물유리 5 중량%를 넣고 교반하여 점도 4,000±500cps의 망상구조형 단열 접착제를 제조하였다.

실시 예 2 : 방화문 시편 제작

섬유 방향이 수평 방향인 미네랄 울 보드를 수직 방향으로 25㎜씩 자르고, 90도 회전시켜 섬유 방향을 수직 방향으로 세운 뒤 가로 800㎜, 세로 2,200㎜가 되도록 배열하고, 배열된 미네랄 울 보드 상층 면에 실시 예 1에서 제조한 단열 접착제를 3㎜ 두께로 도포하고, 도포된 접착제 층 위에 다시 상기의 배열을 실시하여 일체형 단열보드를 완성한다.

방화문(800㎜×2,200㎜×50T) 내부의 철판 면에 실시 예 1에서 제조한 단열 접착제를 1㎜ 두께로 도포한 후 상기의 일체형 단열보드를 배치하여 완성하고, 상온에서 24시간 건조하여 방화문 시편을 제작하였다.

실시 예 3 : 시험용 방화문 시편의 내화시험

실시 예 2에서 제작된 방화문 시편을 내화시험 방법(KS F 2268-1)에 따라 공인시험기관인 (주)한국방재기술시험원(2019.02.18., 성적서 번호 : KPL19-0103)에서 실시한 시험 결과는 다음 표 1과 같다.

시험항목	성능기준			성능결과	결과
차염성 60min.	직경 6㎜ 균열게이지가 시험 체를 관통한 경우 관통한 경로가 150㎜이상 이동하지 않을 것.			관통되지 않음	적합
	직경 25㎜ 균열게이지가 시험체를 관통하지 않을것.			관통되지 않음	적합
	시험 중 비가열면에 10s 이상 지속되는 화염발생이 없을 것.			발생 없음	적합
차열성 30min.	문짝	비가열면 평균온도	초기온도 보다 140K를 초과하여 상승하지 않을 것	86.4	적합
		비가열면 최고온도	초기온도 보다 180K를 초과하여 상승하지 않을 것	127.6	적합
	문틀	비가열면최고온도	초기온도 보다 360K를 초과하여 상승하지 않을 것	86.8	적합

상기 시험 결과로 부터 확인되는 바와 같이 본 발명의 방화문은 차염 성및 차열성 시험에서 성능기준에 적합하다는 판정을 받았다.

100 : 단열보드
200 : 접착제 층
300 : 일체형 단열보드
400 : 철판

Claims (4)

1. 망상구조형(Network structure type) 단열 접착제를 포함하는 방화문에 있어서,
   망상구조형 단열 접착제를 단열보드(100)와 단열보드(100) 사이에 도포하여 접착제 층이 형성되어 완성된 일체형 단열보드(300)를 내측 부재, 외측 부재 및 측면 부재가 일정 두께의 철판(400)으로 이루어지고, 내측 부재, 외측 부재 및 측면 부재가 일정 간격의 공간을 두고 제조된 방화문의 내부 공간에 상기의 일체형 단열보드(300)가 채워지되,
   상기 망상구조형 단열 접착제는
   무기소재 울을 물유리에 함침 시켜 섬유상태로 해리한 후 세절하는 단계 (S10);
   리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량%를 혼합하는 단계(S20);
   상기 S20에 S10을 5∼15 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S30);
   상기 S30에 고령토 15∼30 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S40);
   상기 S40에 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량%를 넣고 교반하여 망상구조형 단열 접착제를 완성하는 단계(S50)를 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 방화문.
   
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3. 제 1항에 있어서, 상기 무기소재 울은 그라스 울, 미네랄 울, 세라크 울 중 어느 하나 이상의 것을 물유리에 24시간 함침 시켜 섬유 상태로 해리한 후 5∼15㎜ 크기로 세절하여 투입하고,
   상기의 건조제는 붕산, 인산, 아세트산, 석고, 점토, 활석 중 어느 하나 이상의 것으로 제조된 망상구조형 단열 접착제의 점도가 4,000±500cps인 것을 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 방화문.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 단열보드(100)는 섬유방향을 수직 방향(Cross direction)으로 배향시킨 것으로,
   상기 단열보드와 단열보드 사이의 접착제 층(200)의 두께가 1∼5㎜ 이고,
   상기 방화문 철판(400)과 일체형 단열보드(300) 사이에 0.5∼2㎜ 두께의 망상구조형 단열 접착제가 도포되며,
   상기 접착제 층(200)과 단열보드(100) 층은 2회 이상 반복되어 적층된는 것을 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 방화문.
   

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