KR20140004502A - 방화문용 내화단열재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방화문용 내화단열재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 팽창된 질석 25~40중량%와, 팽창되지 않은 질석 5~10중량%와, 다공성 실리카분말 3~10중량%와, IR불투명제 5~10중량%와, 규산소다 20~50중량% 및 속경성 시멘트 10~12중량%를 혼합한 혼합물을 성형기로 열가압성형한뒤 자연건조하여 내화단열재를 얻도록 함으로서, 전체적인 성형작업이 별어려움없이 저렴한 비용부담에 의해 이루어질 수 있도록 하고 또 무수한 기공에 의해 우수한 단열성과 불연성 및 방화성을 지니고 있는 팽창된 질석을 기본구성으로 하여 화재발생시 고열에 의한 질석원석의 팽창으로 기밀성을 유지하도록 함은 물론 다공성 실리카분말이 팽창된 질석의 내부 공극에 존재하는 공기의 대류를 차단해 주도록 하여 방화문용으로서 요구되는 차열 및 방화기능을 충분히 만족시켜 줄 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명은 방화문을 통한 화재확산방지를 위하여 방화문 내에 형성되는 방화문용 내화단열재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 각종 건축물의 경우 현행 건축법 및 소방법상 건축물의 내부에 사용되는 마감 및 내장재로서는 불연재나 준불연재 및 난연재를 사용하도록 규제하고 있고 또 화재확산방지와 인명보호를 위해 일정규모 이상의 건물은 방화구획을 하도록 함은 물론 이를 통과하는 출입구에는 화재시 적어도 30분 또는 1시간을 견딜 수 있는 방화문을 설치해 주도록 규제하고 있다.
따라서 각종 건축물의 방화문 내에 삽입되는 내장재료로서는 차열과 화염의 차단, 장기적으로 하중의 지지, 충격과 소방주수에 대한 강도의 유지, 부재의 성능유지 및 불연성 등이 요구된다.
이러한 기능을 만족시켜 주기 위한 건축물용 방화문의 선행기술로서는 특허 제0472932호를 예로 들 수가 있으며, 이는 내부심재로서 내화단열폼층을 형성하여 단열 및 차음성은 물론 내화특성을 향상시켜 주도록 하기 위한 것으로서, 내부심재로 사용되는 내화단열폼층은 유리섬유, 락울, 슬래그섬유 등과 같은 무기섬유와 라텍스계 수용성 바인더를 혼합하여 발포하거나 질소폼을 발포성형하여 구성해 주도록 하고 있다.
그러나 무기섬유에 수용성 바인더를 혼합하여 발포할시에는 무기섬유의 엉킴으로 인하여 혼합작업이 매우 까다롭고 또 서로 엉켜있는 무기섬유로 인하여 팽창이 제대로 이루어질 수가 없을 뿐 아니라 이로 인한 이용재료들의 쏠림현상으로 차열 및 방화등 방화문용으로서 요구되는 기본적인 기능조차 만족시켜 주기 어려우며, 제조시 까다로운 혼합공정 및 가열을 요하는 발포공정 등으로 인하여 제조원가상승을 가져오게 된다.
이외에도 특허 제0907602호에서는 현관문 및 문틀 내부에 우레탄 또는 글라스울 단열재를 삽입하여 침입 및 결로방지는 물론 실내단열을 유지하도록 한 것이 있으나, 우레탄은 가연성 물질로서 화재시 유독가스가 발생되므로 방화용으로서는 부적합하다.
또한 글라스울은 불연재이긴 하나 취급과정에서 피부와의 접촉시 가려움증을 유발시키는등 건강에 해롭고, 습기에 취약하여 단열효율이 떨어지게 되고, 하중에 의한 상하형태변형으로 문 내부에서 빈공간을 발생시키게 되므로 부분적으로 단열성능저하를 가져오게 되며, 글라스울이 함유하고 있는 바인더 중의 유기물들은 화재시 분해되면서 유독가스를 발생시키게 되는 등의 많은 문제점들이 있는 것이다.
본 발명의 목적은 방화문용으로서 요구되는 차열 및 방화기능 등을 모두 만족하면서 전체적인 성형작업이 용이하게 이루어질 수가 있을 뿐 아니라 제작비용을 절감할 수가 있는 방화문용 내화단열재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적달성을 위한 본 발명 방화문용 내화단열재 및 그 제조방법은 팽창된 질석과, 팽창되지 않은 질석과, 다공성 실리카분말과, IR불투명제와, 규산소다 및 속경성 시멘트를 혼합하여 얻은 혼합물을 성형기로 열가압성형한뒤 자연건조하여 제조함을 특징으로 한다.
본 발명은 팽창된 질석과, 팽창되지 않은 질석과, 다공성 실리카와, IR불투명제와, 규산소다 및 속경성 시멘트를 혼합하여서 된 혼합물을 성형기로 열가압성형한뒤 자연건조하여 방화문용 내화단열재를 얻도록 함으로서, 팽창된 질석을 기본구성으로 하여 내부공극의 공기에 의해 단열성을 지니게 되고 또 화재발생시 고열에 의한 질석원석의 팽창으로 기밀성을 유지하게 됨은 물론 다공성 실리카분말이 내부의 공극에 존재하는 공기의 대류를 차단하여 열전도도를 감소시켜 주게 되므로 차열 및 방화등 방화문용으로서 요구되는 기본적인 기능을 충분히 만족시켜 줄 수가 있고 또 성형작업이 전체적으로 별어려움이 없이 용이하게 이루어질 수가 있을 뿐 아니라 속경성 시멘트의 첨가에 의한 자연경화 등으로 인하여 제조원가를 절감할 수가 있어 제품의 가격경쟁력을 높여줄 수가 있게 되는 등의 많은 효과가 있는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 다만 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기술이나 기능 등에 대한 구체적인 설명으로 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 팽창된 질석 25~40중량%와, 팽창되지 않은 질석 5~10중량%와, 다공성 실리카분말 3~10중량%와, IR불투명제 5~10중량%와, 규산소다 20~50중량% 및 속경성 시멘트 10~12중량%를 혼합하여서 된 혼합물을 성형기로 열가압성형한 다음 건조하여 완성된 내화단열재를 얻도록 구성된다.
다만 본 발명에서 이용되는 원재료들은 순서없이 혼합해 줄 수도 있으나, 완전한 혼합을 위하여는 팽창된 질석과 팽창되지 않은 질석을 혼합하여 질석혼합물을 얻도록 하고 또 다공성 실리카분말과 IR불투명제를 혼합하여 실리카와 IR불투명제혼합물을 얻도록 하며, 규산소다와 속경성 시멘트를 혼합하여 규산소다와 속경성 시멘트혼합물을 얻도록 한 다음 질석혼합물과 실리카와 IR불투명제혼합물 및 규산소다와 속경성 시멘트혼합물을 혼합해 주도록 하는 것이 바람직하다.
즉 팽창된 질석과 팽창되지 않은 질석의 혼합은 팽창된 질석입자 사이에 팽창되지 않은 질석입자가 고르게 분포하도록 하여 화재에 의한 팽창되지 않은 질석의 팽창이 전체적으로 고르게 이루어지도록 하기 위함이다.
일반적으로 질석은 환원고로에서 200~800℃ 범위에서 가열시 은색 또는 황토색으로 변색되는 동시에 원래 입자의 12배이상으로 부피가 팽창된다.
따라서 팽창된 입자에는 무수히 많은 기공이 형성되어 있어 높은 통기성과 낮은 열전도율을 지니게 되므로 단열성과 불연성 및 방화성에서 우수한 기능을 발휘할 수가 있게 된다.
또한 팽창되지 않은 질석은 200℃이상에서 팽창하는 성질을 활용함으로서 팽창된 입자사이에 위치하여 화재시 고열에 의하여 팽창이 이루어져 팽창된 입자 사이의 공극을 밀폐시키는 작용을 하게 되므로 불연성 내화단열재로서의 기밀성을 높이고 또 차열 및 차염효과를 향상시켜 주게 된다.
또한 다공성 실리카분말과 IR불투명제의 혼합은 다공성 실리카분말과 IR불투명제가 충분히 혼합된 상태에서 팽창된 질석 사이에 고르게 분포하도록 하기 위한 것으로서, 이때 다공성 실리카분말은 고순도의 규소화합물로서 기본입자가 작고 구형이며 넓은 표면적을 가지게 되는데, 이때 구형의 기본입자의 평균직경은 5~50㎜의 크기를 가지며, 비표면적은 40~400㎡/g의 범위에 포함되는 분말형태이다.
이러한 다공성 실리카입자는 팽창된 질석입자 사이에 고르게 분포하게 되는데, 일반적으로 내부공기가 함유된 다공성 단열재의 경우 입자에 의한 열전도 및 입자 사이의 공기의 대류에 의한 열전달이 형성된다.
따라서 다공성 실리카분말의 경우 팽창된 질석 입자 사이에 위치하여 공기의 대류를 약화시키고 또 열전달경로를 변형시켜서 겉보기 열전도도가 감소하는 효과를 나타낸다.
그리고 IR불투명제는 카본블랙, 이산화티타늄, 질산화물 및 이산화지르코늄 등으로서, 이는 팽창된 질석입자 사이에서 복사열을 산란시켜서 복사열을 감소시키는 역할을 하게 된다.
따라서 다공성 실리카분말과 IR불투명제는 팽창된 질석입자 사이의 공극에서 발생하는 열전달(대류, 복사)을 감소시켜서 불연성 내화단열재로서의 단열효과를 향상시켜 주게 된다.
또한 규산소다와 속경성 시멘트의 혼합은 무기바인더를 얻기 위한 것으로서, 이들은 다음의 반응에 의해 경화가 이루어진다.
Na2O·SiO2·nH2O + 2CaO·SiO2→8CaO·SiO2·nH2O + SiO + NaOH
따라서 외부에서 열을 가해주지 않더라도 자체 구성성분들의 화학적 반응에 의하여 규산나트륨과 규산이석회가 반응하여 상온에서 경화가 이루어지게 된다.
또한 본 발명에는 규산이석회를 함유하고 있는 속경성 시멘트를 사용하고 있으나, 이외에 규산삼석회를 함유하고 있는 속경성 시멘트를 사용하더라도 무방하다.
그리고 앞서 얻은 질석혼합물과 실리카와 IR불투명제혼합물과 규산소다와 속경성 시멘트혼합물을 혼합한 혼합물은 100~350℃의 온도를 유지하는 성형기를 이용하여 250~350kgf/㎡의 압력으로 1~3분간 가압성형한 다음 탈형한뒤 24~48시간동안 자연건조하여 완성된 내화단열재를 얻도록 한 것이다.
Claims (8)
- 팽창된 질석과, 팽창되지 않은 질석과, 다공성 실리카분말과, IR불투명제와, 규산소다 및 속경성 시멘트를 혼합하여 얻은 혼합물을 프레스로 열가압성형하여 구성함을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재.
- 제1항에 있어서, 상기 혼합물은 팽창된 질석 25~40중량%와, 팽창되지 않은 질석 5~10중량%와, 다공성 실리카분말 3~10중량%와, IR불투명제 5~10중량%와, 규산소다 20~50중량% 및 속경성 시멘트 10~12중량%를 혼합한 것을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재.
- 팽창된 질석과, 팽창되지 않은 질석과, 다공성 실리카분말과, IR불투명제와, 규산소다 및 속경성 시멘트를 혼합하는 혼합단계와;
상기 혼합단계에서 얻은 혼합물을 가열프레스기로 열가압성형하는 성형단계 및;
상기 성형단계에서 얻은 성형물을 건조하는 건조단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재의 제조방법. - 제3항에 있어서, 상기 혼합단계는 팽창된 질석과 팽창되지 않은 질석의 혼합과 다공성 실리카분말과 IR불투명제의 혼합 및 규산소다와 속경성 시멘트의 혼합이 별도로 이루어지도록 한 다음 질석혼합물과 실리카와 IR불투명제 혼합물 및 규산소다와 속경성 시멘트혼합물의 혼합이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 IR불투명제는 카본블랙과, 이산화티타늄과, 철산화물 및 이산화지르코늄을 선택적으로 이용함을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 혼합단계의 혼합물은 팽창된 질석 25~40중량%와, 팽창되지 않은 질석 5~10중량%와, 다공성 실리카분말 3~10중량%와, IR불투명제 5~10중량%와, 규산소다 20~50중량% 및 속경성 시멘트 10~12중량%인 것을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 성형단계는 100~350℃온도를 유지하는 성형기에 의해 250~350kgf/㎡의 압력으로 1~3분간 이루어지도록 함을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 건조단계는 24~48시간동안 자연건조가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 방화문용 내화단열재의 제조방법.
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