KR20110137503A - 화염 차단용 스파이럴 튜브 및 이를 포함하는 화염차단 시스템 - Google Patents

화염 차단용 스파이럴 튜브 및 이를 포함하는 화염차단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스파이럴 형태로 꼬여진 난연성의 열팽창성 튜브를 포함하는 화염차단 시스템에 대한 것으로서, 벽과 같은 칸막이 구조체에 형성된 개구부에 적용가능한 화염차단 시스템에 대한 것이다. 본 발명에 의한 화염차단 시스템을 적용할 경우 화재발생 및 이와 유사한 상황에서 벽을 관통하는 벽간 개구부를 통한 화염 및 독성연기 등의 확산을 차단함으로써 인명 및 재산피해를 줄일 수 있다.

Description

화염 차단용 스파이럴 튜브 및 이를 포함하는 화염차단 시스템{FIRE STOPPOING SPIRAL TUBE AND FIRE STOPPING SYTEM COMPRISING THE SPIRAL TUBE}
본 발명은 난연성 및 열팽창성을 가지며 스파이럴 형태로 꼬여있는 화염 차단용 스파이럴 튜브 및 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브를 포함하는 화염차단 시스템에 대한 것이다. 본 발명에 의한 상기 화염차단 시스템은 벽과 같은 칸막이 구조체에 형성된 개구부 및 케이블 트랜지트 등에 적용 가능하다.
화재가 발생하면, 많은 인명 및 재산상의 피해가 발생하게 된다. 화재에 의한 피해를 보면, 화재발생에 따른 직접적 피해뿐만 아니라 가연성 물질의 연소에 따른 독성연기발생 및 이의 급속한 확산에 의한 질식사에 따른 인명손실이 문제가 되고 있다.
상기 화염 및 독성연기의 이동은 주로 복도, 문, 격벽간의 개구부, 기타 건물내부 구조물의 틈 사이를 통해서 이루어진다. 이들 중 상기 격벽간의 개구부는 건물 내에서 전선, 케이블 또는 파이프 등을, 벽을 사이에 두고 한 공간에서 다른 공간으로 연결시킬 목적으로 설치되는 구멍인데, 특히 선박 내부의 경우, 무수히 많은 파이프, 전선 및 케이블들이 복잡하게 유기적으로 연결되어 이들은 상기 격벽내의 개구부를 관통하여 상호 연결이 이루어지게 된다.
종래에는 상기 개구부를 통하여 케이블, 파이프 등이 통과하고 남은 공간을 그대로 두거나, 단순히 일반 충진폼으로 채우거나, 또는 실리콘 실란트류 등을 이용하여 남은 공간을 채웠다. 그 결과, 화재가 발생하면, 상기 개구부 내의 빈 공간을 채워놓은 상기 충진물들이 쉽게 불타거나 녹는 바람에 화염 및 독성연기가 개구부를 통하여 쉽게 확산이 되어 그 피해가 커진다는 문제가 있었다.
특히, 전선, 케이블 등이 통과하는 개구부의 경우, 전선, 케이블을 이루고 있는 피복이 열에 쉽게 녹거나 불에 타서 없어지기 때문에 그만큼 개구부내 공간이 더 생겨 화염 및 연기의 확산이 가속화되는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 격벽내의 개구부를 난연성 충진제로 채우는 방법이 적용되었는데, 그 중에서 열팽창성 난연성 충진제로 상기 격벽내의 개구부를 채우는 방법이 있다.
이러한 내화시스템(Fire stopping system)의 일례로 국제출원공개 WO2006/ 097290호에는 내화성의 트랜싯 시스템(transit system)을 개시하고 있다. 도 1에는 상기 트랜싯 시스템에 대한 도면이 개시되어 있다. 도 1에서 보는 바와 같이 상기 트랜싯 시스템(50)은 하나 이상의 파이프(51) 등을 제 1 공간에서 제 2 공간으로 연장하기 위한 개구부에서 파이프(51) 이외의 공간에 열팽창성 고무부재(52)를 배치하는 구조이다. 즉 상기 개구부는, 파이프(51)에 의하여 점유되는 부분과, 파이프에 의해 점유되지 않은 부분인 파이프 없는 부분(55)으로 구분되며, 상기 파이프 없는 부분(55)에는 열팽창성 고무부재(52)가 배치되며, 이 때, 상기 파이프(51)의 외표면(53)이 단일의 고무부재에 의하여 둘러싸여지지 않도록 형성되어 있다.
그런데. 상기 내화시스템(Fire stopping system)의 경우, 화재시 고무부재에서 연기가 발생한다. 또한 상기 고무부재로 개구부를 채우는 과정에서, 상기 고무부재가 일정한 직경을 가지기 때문에 한 종류의 고무부재를 사용할 경우 개구부에 빈 공간이 많이 생길 우려가 있다. 따라서 빈 공간이 발생하는 정도를 줄이기 위해서는 직경이 다른 다양한 종류의 고무부재를 사용하여야 하는데, 이 경우 다양한 직경을 갖는 고무부재를 별도로 준비해야 하는 어려움이 있다. 또한 상기 파이프(51)가 고무부재에 의하여 완전히 감싸진 상태가 아니기 때문에 화재시 상기 고무부재가 팽창하더라도 파이프 주변을 완벽하게 압착하는 데는 한계가 있어, 상기 파이프 주변의 공간을 통하여 유독가스가 전달된다는 문제점이 있다.
이에 본 발명은, 벽과 같은 칸막이 구조체에 형성된 개구부를 통하여 전선, 케이블 또는 파이프 등의 선형물질이 용이하게 관통되도록 하면서도, 화재시에는 상기 개구부를 효과적으로 밀폐시킬 수 있는 화염차단 시스템을 제공하고자 한다.
아울러, 본 발명은 상기 화염차단 시스템에 용이하게 적용할 수 있도록, 난연성의 열팽창성 재료에 의하여 형성된 개구부의 충진 수단을 제공하고자 한다.
이에 본 발명에서는 상기 개구부의 충진수단으로서, 열팽창성을 갖는 난연성의 발포체 시트가 나선형의 튜브형태로 말려 있는 구조를 갖는 화염차단용 스파이럴 튜브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 화염차단용 스파이럴 튜브를 포함하는 화염차단 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 화염차단용 스파이럴 튜브를 상기 화염차단 시스템에 적용함으로써 화재발생시 온도 상승에 따른 상기 화염차단용 스파이럴 튜브의 자체 부피팽창을 이용하여 격벽에 설치되어 있는 개구부를 보다 철저하게 차폐함으로써 화염 및 독성연기를 완벽하게 차단하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 난연성 발포체 시트가 나선형의 튜브형태로 말려 있는 구조를 갖는 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브를 제공한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 나선형의 튜브형태는, 실린더 형태로 형성된 시트를 길이방향으로 자른 후 말아서 형성될 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 난연성 발포체 시트는, 열팽창성 충진제 및 바인더 수지를 포함한다. 필요한 경우, 난연성 충진제, 흡열 충진제, 내화성 충진제, 가소제 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 열팽창성 충진제는 난연성을 가지며 일정 온도 이상으로 온도가 상승하면 팽창되는 특성을 갖는다. 이러한 열팽창성 충진제의 예로서, 팽창성 그라파이트(expandable graphite), 운모(mica) 및 질석(vermiculite)로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 열팽창성 충진제는 부피 팽창율이 10배 내지 350배인 것이 가능하다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 난연성 발포체 시트는, 상온에서 400℃까지 온도가 상승하는 동안, 5분 이내의 시간에 300％ 내지 2,000％ 부피팽창 할 수 있다. 본 발명의 다른 일례에 따르면, 상기 난연성 발포체 시트는, 상온에서 400℃까지 온도가 상승하는 동안, 3분 이내의 시간에 300％ 내지 1,000％ 부피팽창 할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 바인더 수지는, 폴리에틸렌 수지, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리우레탄 수지 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
본 발명은 또한, 2개의 구역을 구분하는 벽 구조체를 관통하여 형성된 개구부에 상기의 화염 차단용 스파이럴 튜브를 채워서 형성된 화염차단 시스템을 제공한다.
여기서 벽이란, 2개의 구역을 구분하는 구조체로서, 일반적으로 벽이라고 알려진 구조체만을 의미하는 것이 아니라, 층간 구분을 위한 천정이나 바닥도 포함하는 개념이다. 아울러 한 개의 공간을 완벽하게 구분하는 것이 아닌 파티션 등도 본 발명의 벽에 해당한다.
본 발명에 따른 화염차단 시스템에서, 상기 벽 구조체에 형성된 개구부를 통하여 선형(linear type)의 물질이 관통한다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 선형의 물질은 상기 화염차단용 스파이럴 튜브에 의하여 감싸진 상태이다.
본 발명에 의한 화염 차단용 스파이럴 튜브는, 눌러서, 혹은 펴서 형태를 변형시킬 수 있기 때문에 빈공간 충진이 용이하고, 다양한 크기의 선형 물질이 통과할 때도 쉽게 고정시킬 수 있다. 또한 시공 후에 선형물질이 추가로 관통할 경우에도 재보수작업이 용이하다. 또한 바닥 관통부의 경우 케이블 사이로 물이 흐를 수 있는데, 스파이럴 튜브 적용시 케이블의 간격을 일정하게 조정하여, 케이블 사이를 실란트로 쉽게 막을 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 선형(linear type)의 물질은 통신용 케이블, 전선 및 파이프 중 어느 하나 이상인 것이 가능하다.
상기 화염차단 시스템에서 상기 개구부는 벽면 혹은 바닥과 연장된 부분이 실링될 수 있다(도 7 참조).
본 발명은 또한, 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브를 준비하는 단계; 2개의 구역을 구분하는 벽 구조체를 관통하는 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브를 이용하여 상기 개구부를 채우는 단계;를 포함하는 화염 차단 시스템의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 개구부를 통하여 선형(linear type)의 물질이 관통하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 개구부를 형성한 후에 상기 개구부를 통하여 상기 선형(linear type)의 물질이 관통되도록 할 수 있다. 한편, 상기 개구부를 형성하기 전의 상기 벽 구조체에는 선형의 물질이 관통되어 있는 상태라면, 상기 개구부를 형성하는 단계에서는 상기 선형이 물질이 상기 개구부 내에 포함되도록 개구부를 형성하는 것도 가능하다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 선형의 물질은 상기 화염차단용 스파이럴 튜브에 의하여 감싸지도록 할 수 있다. 여기서, 상기 선형(linear type)의 물질은 통신용 케이블, 전선 및 파이프 중 어느 하나 이상이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 개구부를 벽면과 연장된 부분을 실링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 화염차단용 스파이럴 튜브 및 이를 이용한 화염차단 시스템을 적용할 경우 각종 건물 및 선박내부 등의 격벽간 개구부를 관통하는 케이블, 전선 및 파이프의 효과적으로 고정, 지지 및 연결이 가능하다.
본 발명에서는 상기 화염차단용 스파이럴 튜브를 상기 화염차단 시스템에 적용함으로써 화재발생시 온도 상승에 따른 상기 화염차단용 스파이럴 튜브의 자체 부피팽창을 이용하여 격벽에 설치되어 있는 개구부를 보다 철저하게 차폐함으로써 화염 및 독성연기를 완벽하게 차단할 수 있다. 그 결과, 화재 발생시 효과적으로 화염 및 연기를 차단하여 화재에 따른 질식사에 의한 인명피해를 줄일 수 있고 화염의 전파속도를 지연시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의한 화염차단 시스템의 경우 스파이럴 형태의 튜브를 사용하기 때문에, 시공방법이 간단하고, 설비재료비가 저렴하여 설치시간 및 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 화염차단 시스템의 일례에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브의 일례를 보여주는 도면이다.
도 3은 상기 도 2에 따른 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브에 외력을 가하여 스파이럴 부분을 펴 보인 것이다.
도 4는 상기 도 2에 따른 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브의 단면과 그 반지름을 표시한 것이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 일례에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브에 선형의 물질이 감싸진 상태를 보여주는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 화염차단 시스템의 설치도이다.
도 7은 도 6에 따른 화염차단 시스템에서 벽면과 연장된 개구부의 단부를 실링한 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 화염차단 시스템의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브에 케이블이 고정되어 있는 화염차단 시스템을 보여준다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 일례에 의한 화염차단 시스템을 설치하는 과정을 보여주는 사진이다.
도 11a는 상기 10a 및 10b에 의하여 설치된 화염차단 시스템의 일면에 화염을 가하여 화염차단 시험을 하는 모습이다.
도 11b는 도 11a에서 화염을 가하는 면의 반대면을 보여주는 사진이다.
도 12a은 본 발명에 따른 화염차단 시스템의 다른 일례 및 화염차단 시험결과를 보여주는 사진이다.
도 12b는 상기 도 12a의 화염차단 시험 후 개구부가 차단됨을 확인한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브와 이를 이용한 화염차단 시스템 및 그 시공방법을 보다 상세하게 설명한다.
그러나 이러한 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 제시된 것일 뿐 본 발명의 범위가 이러한 예시적인 설명에 의하여 제한되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브(100)의 일례를 보여주는 도면이며, 도 3은 상기 도 2에 따른 상기 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브에 외력을 가하여 스파이럴 부분을 펼쳐 보인 것이다.
본 발명에 따른 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브는 난연성 발포체 시트가 나선형의 튜브형태로 말려 있는 구조를 갖는다. 상기 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브는 상기 난연성의 열팽창성 재료로 된 개구부의 충진 수단이 되어 본 발명의 화염차단 시스템에 적용된다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브의 단면에서 스파이럴 내측의 반경지점(R1)과 외측의 반경지점(R2)를 표시한 것이다. 상기 R1과 R2에 의하여 결정되는 반경은 스파이럴 튜브를 마는(rolling) 정도에 따라 달라질 수 있다. 본 발명에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브는 상기 보는 바와 같이 그 반경을 자유롭게 조절할 수 있어 개구부를 충진하는데 효율적이다.
도 5a 내지 5c에는 서로 다른 직경의 선형물질을 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브로 감싼 것을 보여준다. 본 발명에 의한 화염 차단용 스파이럴 튜브는 스파이럴 상태이기 때문에 다양한 직경의 선형물질을 감쌀 수 있다. 직경이 큰 선형물질의 경우 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브의 스파이럴을 좀 더 풀거나 열어서 직경이 큰 선형물질이 감싸지도록 하고, 직경이 작은 선형물질의 경우 상기 스파이럴을 좀 더 오므려서 직경이 작은 선형물질이 충분히 감싸지도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 화염 차단용 스파이럴 튜브는 화염차단 시스템을 형성하기 위하여 벽에 개구부를 형성한 후에 선형 물질을 상기 개구부로 관통시킬 때도 용이하게 사용할 수 있지만, 이미 선형물질이 벽을 관통하여 배치되어 있는 상태에서도 용이하게 적용될 수 있다.
즉, 상기 개구부를 형성하기 전의 상기 벽 구조체에 선형의 물질이 이미 관통되어 있는 상태인 경우에는, 상기 개구부를 형성할 때, 상기 선형이 물질이 상기 개구부 내에 포함되도록 개구부를 형성하면 된다. 그 후에 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브의 스파이럴을 펴서 상기 선형물질을 감싼 다음 스파이럴을 오므리면 선형의 물질을 화염 차단용 스파이럴 튜브의 스파이럴로 감쌀 수 있다. 이후에는 상기 개구부의 나머지 영역을 화염 차단용 스파이럴 튜브를 채우면 된다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 화염차단 시스템의 설치도로서, 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브를 벽(30)의 개구부(20)에 배치하여, 전선, 케이블, 파이프 등과 같은 선형의 물질이 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브에 감싸진 상태에서 상기 개구부(20)를 통과하도록 배치한 것이다.
이하, 본 발명에 이용된 상기 구성요소들의 물리적 특성에 따른, 실제 화염차단 메커니즘을 설명한다.
먼저, 화재가 발생하여 화염이 발생하고, 주위 온도가 급격히 높아지게 되면, 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브(100)의 열팽창성 충진제가 팽창하게 되고, 그 결과 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브(100)가 팽창하여 이 때 팽창된 부피만큼 개구부(20)의 공간을 일정 압력으로 채워주게 됨으로써, 화재에 따른 화염 및 발생가스가 격벽간 이동하는 것이 차단되게 된다.
특히, 화재발생에 따른 높은 열이 발생한 경우, 케이블, 전선, 기타 파이프를 구성하고 있는 피복 등이 높은 열에 의해 녹더라도, 상기 열팽창성 충진제가 부피팽창을 함으로써, 화염차단 시스템 내의 상기 전선 등의 녹아 없어진 피복 등의 부피부분을 보상으로 채워주기 때문에, 상기 개구부(20)를 통한 화염 및 독성연기의 이동은 거의 완벽하게 차단되게 된다.
본 발명에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브를 형성하는 난연성 발포체 시트는 열팽창성 충진제 및 바인더 수지를 포함한다. 필요한 경우, 난연성 충진제, 열전도 억제제, 내화성 충진제, 가소제 등의 부가적인 충진제를 더 포함할 수 있다.
먼저 상기 열팽창성 충진제는 본 발명에 따른 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브가 열팽창 하도록 하는 직접적인 성분에 해당된다. 상기 열팽창성 충진제는 난연성을 가지며 일정 온도 이상으로 온도가 상승하면 팽창되는 특성을 갖는다. 이러한 열팽창성 충진제의 예로는, 열팽창성 그라파이트(expandable graphite), 운모(mica), 질석(vermiculite)등이 있다.
상기 열팽창성 충진제의 부피 팽창율은 크면 클수록 더 효율적일 것이다. 그런데, 상기 열팽창성 충진제는 팽창 후에 탄화층이 형성되어 난연성능을 유지해야 하는데, 부피 팽창율이 너무 커지면 탄화층이 고정되지 않아 방화성능이 약해질 수 있다. 또한 상기 열팽창성 충진제는 일반적인 화재상황에서 부피 팽창이 이루어져야 한다. 따라서, 200℃ 이상의 온도에서 약 10배 내지 300배 정도 부피팽창하는 열팽창성 충진제라면 본 발명에 유용하게 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 200℃ 내지 1000℃의 온도에서 약 50배 내지 300배 정도 부피팽창하는 열팽창성 충진제라면 본 발명에 매우 효율적으로 본 발명에 따른 화염차단 시스템에 적용될 수 있을 것이다.
상기 열팽창성 충진제의 함량은 그 결과물인 화염 차단용 스파이럴 튜브의 부피 팽창율이 소정의 목적을 달성할 수 있을 정도여야 한다. 본 발명의 일례에 따르면 그 함량은 화염 차단용 스파이럴 튜브의 전체 중량 대비 10 내지 40 중량%까지 함유 가능하다.
한편 상기 바인더 수지는, 본 발명에 따른 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브의 모재가 되는 성분으로서, 상기 열팽창성 충진제를 결합하는 결합제 역할을 한다. 상기 바인더 수지는 상기 열팽창성 충진제를 결합할 수 있으면서 아울러, 본 발명에 의한 화염 차단용 스파이럴 튜브 및 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브를 형성하기 위한 난연성 발포체 시트가 그 형태를 유지할 수 있는 성분 및 양을 사용하면 된다.
상기 바인더 수지는 고온에서 발화성이 높지 않고, 연소 또는 열분해의 경우에 연기나 매연을 적게 생산하는 것이 바람직하며, 또한 열팽창성 충진제의 열팽창에 장애가 되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 바인더 수지의 예로는 폴리에틸렌 수지, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리아크릴수지, 폴리우레탄 수지, 고무 등이 있으며, 이들을 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 바인더 수지는 사용상 특성에 따라 각각 그 조성이 다르게 배합할 수 있는데, 본 발명에서는 약 40중량％ 내지 65중량％의 양으로 함유된다.
한편, 상기 화염 차단용 스파이럴 튜브를 제조하기 위하여 필요한 경우 난연성 충진제, 열전도 억제제, 내화성 충진제, 가소제 등의 충진제 뿐만 아니라 화염방지제, 내열성 충진제, 가교제, 소포제 등을 추가로 사용할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브의 제조를 아래 실시예를 통하여 설명한다.
<실시예 1 내지 4>
하기 표 1의 조성에 따라 스파이럴 뷰트를 제조하였다.
구분 실시예 1
(wt%)		 실시예 2
(wt%)		 실시예 3
(wt%)		 실시예 4
(wt%)
바인더 수지 PE 50 25
EVA - 50 25
폴리우레탄 - 50 -
열팽창성 충진제 열팽창성 그라파이트 10 15 20 10
난연성 충진제 암모늄 포스페이트 12 15 15 15
열전도 억제제 Aluminum trihydrate 10 10 10 10
내열성 충진제 Erythritol 2 3 3 2
가소제 DCP 0 0 1 1
내화성 충진제 탈크 16 7 1 12
여기서 PE는 폴리에틸렌 수지(polyethylene resin)이며, EVA는 엔틸렌비닐아세테이트(Ethylele vinyl acetate)이다.
용기에 상기 바인더 수지, 열팽창성 충진제, 난연성 충진제, 열전도 억제제, 내화성 충진제 및 첨가제를 혼합한 후 압출성형기를 이용하여 실린더 형태로 가공된 튜브 형태의 난연성 발포체 시트를 제조한다. 상기 튜브를 길이방향으로 자른 후, 60~70 ℃ 정도의 가공온도에서 말아서 도 2와 같은 스파이럴 형태의 튜브를 제조한다.
<시험예 1> 부피팽창률 시험
상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 화염 차단용 스파이럴 튜브의 자유 부피팽창율을 측정하기 위하여, 시편(지름: 44mm, 두께: 4mm)을 제작하여, 퍼니스 (Furnace)에 넣고, 3분 동안의 시간에 상온에서 400℃까지 온도를 상승시키면서 팽창 부피비를 계산하였다.
그 결과, 실시예 1 내지 4에서 제조된 화염 차단용 스파이럴 튜브의 부피 팽창률은 각각 800%, 1050%, 1200% 및 850%임을 확인 할 수 있었다.
본 발명에 따른 화염 차단용 스파이럴 튜브의 부피팽창 능력은 상온에서 400℃까지 온도가 상승하는 동안, 3분의 시간 동안 1000% 내외로서 짧은 시간에 매우 큰 부피팽창을 이룰 수 있다는 것을 알 수 있다.
<실시예 5 내지 8>
상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 화염 차단용 스파이럴 튜브를 이용하여 화염차단 시스템을 제조한다. 이하 도 6 내지 10을 참고한다.
본 발명 따른 화염차단 시스템(10)을 설치할 벽(30)에, 상기 벽(30)을 관통하는 개구부(20)를 형성한다. 다음으로, 상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 화염 차단용 스파이럴 튜브를 벽의 두께에 대응되는 길이만큼 자른다.
작업의 편의를 위하여 상기 개구부에는 프레임(21)을 설치하였다.
이어 상기 벽의 개구부를 통하여 선형(linear type)의 물질(200)인, 전선 2가닥, 통신용 케이블 3가닥, 파이프 2개를 화염 차단용 스파이럴 튜브를 감싸고, 나머지 영역에는 내부에 아무것도 포함하지 않는 난연성의 화염 차단용 스파이럴 튜브를 채웠다. 도 9에서는 화염 차단용 스파이럴 튜브에 케이블을 배치한 예를 보여준다.
도 6은 상기 화염차단 시스템의 설치도이다.
이어, 상기 개구부를 벽면과 연장된 부분을 실링하여 벽면의 개구부를 막을 수 있다. 이러한 실링은 실리콘 실란트 표면 처리제를 이용함으로써 그 마감처리를 용이하게 실시할 수 있다.
도 7은 상기 6에 따른 화염차단 시스템에서 벽면과 연장된 개구부의 단부를 실링한 상태를 보여주는 도면이다. 한편, 도 8은 본 발명의 일례에 따른 화염차단 시스템의 단면도이다.
사진으로 표현된 도 10a에서는 상기 실링처리 과정을 보여주는 것이며, 도 10b는 실링처리된 표면을 보여준다.
<시험예 2> 화염차단 시험
상기 실시예 5 내지 8에서 제조한 화염차단 시스템에 대하여 실제 화염차단 시험을 하였다. 화염차단 시험은 IMO 754.18의 방법을 적용하였다.
도 11a는 상기 9a 및 9b에 의하여 설치된 화염차단 시스템의 일면에 화염을 가하여 화염차단 시험을 하는 모습이다. 구체적으로 상기 도 11a에서는 화염차단 시스템이 설치된 벽의 한쪽에서 500℃의 열을 가하여 화염차단 정도를 시험하였다. 도 11b는 11a에서 화염을 가하는 면의 반대면을 보여주는 사진으로서, IMO 754.18 시험결과 가열 반대편 온도는 50~70도 정도로 유지되었음을 확인하였다. 본 시험 결과 본 발명에 따른 화염차단 시스템의 화염차단 성능이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
도 12a는 본 발명에 따른 화염차단 시스템의 일례(왼쪽)와 화염 차단 시험결과(오른쪽)를 보여주는 또 다른 사진이다. 도 12b는 화염차단 시험 후 개구부를 촬영한 것으로서 개구부가 완전히 차단됨을 확인하였다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 화염차단 시스템 20: 개구부
21: 프레임 30: 벽
100: 스파이럴 튜브 200: 선형의 물질
300: 실링

Claims (15)

  1. 열팽창성 충진제 및 바인더 수지를 포함하는 난연성 발포체 시트가 나선형의 튜브형태로 말려 있는 구조를 갖는 화염 차단용 스파이럴 튜브.
  2. 제 1항에 있어서, 나선형의 튜브형태는, 실린더 형태로 형성된 시트를 길이방향으로 자른 후 말아서 형성된 것임을 특징으로 하는 화염 차단용 스파이럴 튜브.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열팽창성 충진제는, 팽창성 그라파이트(expandable graphite), 운모(mica) 및 질석(vermiculite)로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 화염 차단용 스파이럴 튜브.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 열팽창성 충진제는 부피 팽창율이 10배 내지 350배 인 것을 특징으로 하는 화염 차단용 스파이럴 튜브.
  5. 제 1항에 있어서, 상온에서 400℃까지 온도가 상승하는 동안, 5분 이내의 시간에 300% 내지 2,000% 부피팽창할 수 있는 것을 특징으로 하는 화염 차단용 스파이럴 튜브.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 바인더 수지는, 폴리에틸렌 수지, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리아크릴수지, 폴리우레탄 수지 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 화염 차단용 스파이럴 튜브.
  7. 2개의 구역을 구분하는 벽 구조체를 관통하여 형성된 개구부에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 화염 차단용 스파이럴 튜브를 채워서 형성된 화염차단 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 개구부를 통하여 선형(linear type)의 물질이 관통하는데, 상기 선형의 물질은 상기 화염차단용 스파이럴 튜브에 의하여 감싸진 것을 특징으로 하는 화염차단 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 선형(linear type)의 물질은 통신용 케이블, 전선 및 파이프 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화염차단 시스템.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 개구부는 벽면과 연장된 부분이 실링되어 있는 것을 특징으로 하는 화염차단 시스템.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 화염 차단용 스파이럴 튜브를 준비하는 단계;
    2개의 구역을 구분하는 벽 구조체를 관통하는 개구부를 형성하는 단계; 및
    상기 화염 차단용 스파이럴 튜브를 이용하여 상기 개구부를 채우는 단계;
    를 포함하는 화염 차단 시스템의 시공방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 개구부를 통하여 선형(linear type)의 물질이 관통하도록 하며,
    상기 선형의 물질은 상기 화염차단용 스파이럴 튜브에 의하여 감싸지도록 하는 것을 특징으로 하는 화염차단 시스템의 시공방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 개구부를 형성하기 전의 상기 벽 구조체에는 선형의 물질이 관통되어 있으며, 상기 개구부를 형성하는 단계에서는 상기 선형의 물질이 상기 개구부 내에 포함되도록 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 화염 차단 시스템의 시공방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 선형(linear type)의 물질은 통신용 케이블, 전선 및 파이프 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화염차단 시스템의 시공방법.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 개구부는 벽면 혹은 바닥에 연장된 부분을 실링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화염차단 시스템의 시공방법.
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