KR20190036138A - Fire retardant and resistance duct structure - Google Patents

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KR20190036138A KR1020170125005A KR20170125005A KR20190036138A KR 20190036138 A KR20190036138 A KR 20190036138A KR 1020170125005 A KR1020170125005 A KR 1020170125005A KR 20170125005 A KR20170125005 A KR 20170125005A KR 20190036138 A KR20190036138 A KR 20190036138A
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Abstract

The present invention relates to a duct structure having fire resistance and flame retardancy, which can selectively conduct room temperature curing or heat curing, can avoid delamination or cracks through strong binding, and can have flame retardancy and fire resistance while having excellent mechanical strength. The duct structure having fire resistance and flame retardancy comprises: a corrosion resistant inner layer which is formed into an inner layer of a duct by immersing polyester fibers into one corrosion resistant resin among halogenated or non-halogenated resin, polyester resin, vinyl ester resin, and epoxy resin; a corrosion resistant middle layer which is formed into a middle layer of the duct by immersing glass fibers in the same resin used when forming the corrosion resistant inner layer to be combined with the outer circumference of the corrosion resistant inner layer; and a fire resistant outer layer which is formed into an outer layer of the duct by immersing the glass fibers into acryl-based resin including a flame retardant to be combined with the outer circumference of the corrosion resistant middle layer.

Description

내화 난연성 덕트 구조체{FIRE RETARDANT AND RESISTANCE DUCT STRUCTURE}FIRE RETARDANT AND RESISTANCE DUCT STRUCTURE FIELD OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 부식 및 화재의 위험성이 있는 유해물질을 보관하거나 또는 운반에 유용하며, 화재 조건 동안 감소된 열전달성 및 증가된 내화성을 갖는 내화 난연성 덕트 구조체에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a refractory flame retardant duct structure having a reduced thermal conductivity and increased fire resistance during fire conditions, useful for storing or transporting hazardous materials at risk of corrosion and fire.

다양한 산업 환경에서 다양한 종류의 용기(vessel) 또는 배관(duct)을 이용하여 운송 또는 저장 물질을 지속적으로 배출하고 있으며, 이러한 용기 또는 덕트는 그 용도에 따라 부식 및 화재, 마모 및 부식, 또는 열공격(thermal attack)과 같은 외부 환경에 대해 견딜 수 있는 물성이 요구된다.In a variety of industrial environments, various types of vessels or ducts are used to continuously transport or store materials, which may be subject to corrosion and fire, wear and corrosion, or thermal attack a physical property capable of withstanding an external environment such as a thermal attack is required.

예컨대, 내약품성, 내열성, 내마모성 및 내화성을 제공할 수 있는 재료(즉, 열경화성, 열성형성, 세라믹 또는 금속성)를 이용하여 이중벽 구조체(double wall structure)를 제공하기 위한 많은 노력이 있어왔다.For example, much effort has been made to provide a double wall structure using materials capable of providing chemical resistance, heat resistance, abrasion resistance and fire resistance (i.e., thermosetting, thermoforming, ceramic or metallic).

그러나 그 어느 것도 충분한 내약품성, 내열성, 내마모성 및 내화성을 제공하기에 적당한 물질이나 방법을 확인하지 못했다. 특히, 단일 재료를 이용하여 이러한 문제에 대한 해결책을 제공하는 것은 더욱 어렵고, 동일한 부류의 재료 사이에서도 큰 차이가 있다.However, none of them have identified suitable materials or methods to provide sufficient chemical resistance, heat resistance, abrasion resistance and fire resistance. In particular, it is more difficult to provide a solution to this problem using a single material, and there is a big difference between the same class of materials.

다만, 종래 널리 알려진 기술로는 피복 금속 또는 섬유 강화 플라스틱(FRP)을 사용하여 왔다. 즉, 1960년대 후반 및 1970년대 초반에, Lawrence E. Shea는 연기 제거 배출 덕트로서 사용될 수 있고, 내부의 방화 스프링쿨러를 사용할 필요가 없는 연무 배출 덕트를 제조하는 적당한 방법을 제시하였다. 예컨대, 미국특허 제4,053,447호, 4,076,873호 및 4,107,127호 등이 있다. 이와 함께 팩토리 매뉴얼(Factory Mutual, FM)을 연구하여 실제 화재조건에서 덕트 배관의 생존성(survivability)을 테스트하기 위한 특정 테스트 프로토콜(test protocol)을 개발하였다.However, conventionally well-known technologies have been using a clad metal or fiber reinforced plastic (FRP). That is, in the late 1960s and early 1970s, Lawrence E. Shea suggested a suitable way to manufacture a smoke exhaust duct that could be used as a smoke evacuation duct and does not require the use of an internal fire sprinkler. For example, U.S. Patent Nos. 4,053,447, 4,076,873, and 4,107,127. We have also developed a factory test protocol (Factory Mutual, FM) to test the survivability of duct ducts under actual fire conditions.

즉, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 화재 조건 동안 7m 지점에 위치한 배출 열전대에 도달한 최대 온도는 1000℉ (대략 538℃)에 이르는 것으로 발견되었고, 이와 같이 열전대에 도달하는 온도는 FM의 테스트 프로토콜의 합격 또는 불합격을 결정하는 표준의 일부가 되었으며, 현재까지도 연무 배출 덕트 배관 사용을 위한 FM #4922 승인이라는 테스트 표준이 되고 있다.That is, as shown in Figures 1 and 2, the maximum temperature reached the exit thermocouple located at 7 m during the fire condition was found to reach 1000 ((approximately 538 캜), and thus the temperature reaching the thermocouple was measured by the FM test It has become part of the standard for determining the acceptance or rejection of the protocol and is still the test standard of FM # 4922 approval for the use of fume exhaust duct piping.

최근에는 난연성 페놀계 수지를 이용한 다층 구조체를 주로 사용하고 있고, 국내에는 등록특허공보 제10-1430078호의 '복합 다층 구조체 및 이의 제조방법'이 있다. 이러한 페놀계 수지를 이용한 다층 구조체 역시 상술한 FM 승인을 위한 조건에 만족하기 때문에 현재 널리 사용되고 있다.In recent years, a multilayer structure using a flame retardant phenolic resin is mainly used, and in Korea, there is a " composite multilayer structure and a manufacturing method thereof " of Patent Registration No. 10-1430078. Such a multi-layer structure using a phenolic resin is also widely used at present because it meets the conditions for FM approval described above.

그러나, 페놀계 수지를 이용한 다층 구조체의 경우에는 내부에 포함된 수분에 의해 상온 경화가 불가능해 오로지 열경화 과정을 거쳐야만 하고, 그에 따라 열경화 시 내층과 외층 간에 수축률의 차이로 인해 층간 박리 현상이 발생하기 쉬우며, 특히 페놀계 수지 자체의 문제점으로 수분에 의한 갈라짐 현상과 함께 기계적 강도가 약하다는 문제가 있다.However, in the case of a multi-layered structure using a phenolic resin, it is impossible to cure at room temperature due to moisture contained in the interior of the multi-layered structure, so that it is required to undergo thermal curing process exclusively. As a result, In particular, there is a problem that the mechanical strength is weak with the cracking due to moisture due to the problem of the phenolic resin itself.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 상온 및 열경화를 선택적으로 수행할 수 있고, 견고한 결합을 통해 층간 박리 현상이나 갈라짐이 없으며, 기계적 강도가 우수하면서도 난연성 및 내화성을 가지는 내화 난연성 덕트 구조체를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention, which is devised to solve the above-mentioned problems, to provide a flame-retardant flame-retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant flame retardant, Flame retardant duct structure.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 내화 난연성 덕트 구조체는, 폴리에스테르섬유를 할로겐화 또는 비활로겐화 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지 및 에폭시 수지 중의 어느 하나의 내부식성 수지에 함침시켜 덕트의 인너레이어로 형성되는 내부식성 내층과, 유리섬유를 상기 내부식성 내층의 형성시 사용된 수지와 동일한 수지에 함침시켜 상기 내부식성 내층의 외주에 결합되어 상기 덕트의 미들레이어로 형성되는 내부식성 중간층과, 유리섬유를 난연제가 첨가된 아크릴계 수지에 함침시켜 상기 내부식성 중간층의 외주에 결합되어 상기 덕트의 아우터레이어로 형성되는 내화성 외층을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the fire-retardant duct structure according to the present invention is characterized in that the polyester fiber is impregnated with a corrosion-resistant resin of any one of halogenated or non-vulcanized resin, polyester resin, vinyl ester resin and epoxy resin, Resistant inner layer formed of an inner layer of the corrosion-resistant inner layer and a glass fiber bonded to the outer periphery of the corrosion-resistant inner layer to impregnate the same resin with the resin used for forming the corrosion- And a refractory outer layer formed by impregnating the glass fiber with the acrylic resin to which the flame retardant is added and being joined to the outer periphery of the corrosion resistant intermediate layer to form an outer layer of the duct.

또한, 상기 내화성 외층의 난연제는, 할로겐계 또는 비할로겐계 화합물인 것을 특징으로 한다.Further, the flame retardant of the refractory outer layer is characterized by being a halogen-based or non-halogen-based compound.

또한, 상기 할로겐계 화합물은, 할로겐 원소로 브롬(Br)을 사용하는 것을 특징으로 한다.Further, the halogen-based compound is characterized in that bromine (Br) is used as a halogen element.

또한, 상기 비할로겐계 화합물은, 인계 화합물 또는 무기계 화합물인 것을 특징으로 한다.Further, the non-halogen compound is a phosphorus compound or an inorganic compound.

또한, 상기 무기계 화합물은, 수산화알루미늄[Al(OH)3]인 것을 특징으로 한다.Further, the inorganic compound is characterized by being aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ].

또한, 상기 내화성 외층의 아크릴계 수지는, 상온에서 점도 0.65 내지 0.75[poise] 및 밀도 0.95 내지 1.15[gcm-3]를 가지고, 상기 난연제의 첨가비가 1 : 1.5 내지 2.0인 것을 특징으로 한다.The acrylic resin in the refractory outer layer has a viscosity of 0.65 to 0.75 [poise] and a density of 0.95 to 1.15 [gcm -3 ] at room temperature, and the addition ratio of the flame retardant is 1: 1.5 to 2.0.

또한, 상기 내화성 외층은, 상기 유리섬유가 29 내지 31% 중량비를 가지고, 완전 경화시 인장강도 110 내지 120[MPa], 인장탄성율 6.0 내지 7.0[GPa], 연신율 2.1 내지 2.4%, 굽힘강도 180 내지 200[MPa], 굽힘탄성율 5.0 내지 6.0[GPa]인 것을 특징으로 한다.The refractory outer layer preferably has a glass fiber content of 29 to 31% by weight and has a tensile strength of 110 to 120 MPa, a tensile elasticity of 6.0 to 7.0 GPa, an elongation of 2.1 to 2.4% 200 MPa, and a flexural modulus of 5.0 to 6.0 GPa.

또한, 상기 내화성 외층은, 20℃ 조건에서 완전 경화시 24시간이 소요되고, 40℃ 조건에서 완전 경화시 16시간이 소요되며, 80℃ 내지 120℃ 사이의 조건에서 완전 경화시 3시간 내지 5시간이 소요되는 것을 특징으로 한다.In addition, the refractory outer layer takes about 24 hours when fully cured at 20 DEG C, 16 hours when fully cured at 40 DEG C, and 3 to 5 hours when fully cured at 80 DEG C to 120 DEG C. Is required.

또한, 상기 내부식성 내층, 내부식성 중간층 및 내화성 외층 각각은, 두께 비율이 0.6 : 1.4 : 5인 것을 특징으로 한다.Further, each of the corrosion-resistant inner layer, the corrosion-resistant intermediate layer and the refractory outer layer has a thickness ratio of 0.6: 1.4: 5.

본 발명에 따른 내화 난연성 덕트 구조체는, 상온 및 열경화를 선택적으로 수행할 수 있고, 견고한 결합을 통해 층간 박리 현상이나 갈라짐이 없으며, 기계적 강도가 우수하면서도 난연성 및 내화성을 가지는 효과가 있다.The fire-retardant duct structure according to the present invention is capable of selectively performing room temperature and thermal curing, has no interlayer peeling or cracking through rigid bonding, has excellent mechanical strength, and has flame retardancy and fire resistance.

도 1은 FM 승인의 수평 덕트 테스트용 표준 장치의 개략도이고,
도 2는 FM 승인의 수평/수직 결합 덕트 테스트용 표준 장치의 개략도이며,
도 3은 본 발명에 따른 내화 난연성 덕트 구조체의 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예의 A-A'선에서 바라본 단면도이다.1 is a schematic view of a standard apparatus for horizontal duct testing of FM approval,
Figure 2 is a schematic view of a standard device for horizontal and vertical coupled duct testing of FM approval,
3 is a perspective view of a fire-retardant duct structure according to the present invention,
4 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in the embodiment of FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 내화 난연성 덕트 구조체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a fire-resistant flame retardant duct structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 내화 난연성 덕트 구조체는, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 내부식성 내층(100), 내부식성 중간층(200) 및 내화성 외층(300)을 포함하여 이루어지고, 상기 내부식성 내층(100)은 폴리에스테르섬유(PEF)가 내부식성 수지(110)에 함침되어 이너레이어로 형성된 것이며, 상기 내부식성 중간층(200)은 유리섬유(GF)가 상기 내부식성 수지(110)에 함침되어 미들레이어로 형성된 것이고, 상기 내화성 외층(300)은 유리섬유(GF)가 난연제(310)가 첨가된 아크릴계 수지(320)에 함침되어 아우터레이어로 형성된 것이다.The flame retardant duct structure according to the present invention comprises a corrosion resistant inner layer 100, a corrosion resistant intermediate layer 200 and a refractory outer layer 300 as shown in FIGS. 3 and 4, wherein the corrosion resistant inner layer 100 (GF) is impregnated into the corrosion-resistant resin (110), and the middle layer (200) is made of glass fiber (GF) And the refractory outer layer 300 is formed of an outer layer of glass fiber GF impregnated with the acrylic resin 320 to which the flame retardant 310 is added.

내부식성 내층(100)은 폴리에스테르섬유(PEF)를 할로겐화 또는 비할로겐화 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지 및 에폭시 수지 중의 어느 하나의 내부식성 수지(110)에 함침시켜 덕트(10)의 인너레이어로 형성된다. 내부식성 내층(100)은 덕트(10)의 내부로 운반 또는 이송되는 물질인 화학 약품과 접촉하는 부분으로서, 내부식성 및 화재발생시 내화성을 가져야 한다. 내부식성 내층(100)의 형성방법은 원통 또는 원기둥 형상의 맨드릴에 핸드레이업, 필라멘트 와인딩 또는 테이프 와인딩을 통해 필요한 두께의 층으로 형성한다.The corrosion resistant inner layer 100 is formed by impregnating a polyester fiber (PEF) with a corrosion resistant resin 110 of any one of a halogenated or non-halogenated resin, a polyester resin, a vinyl ester resin and an epoxy resin to form an inner layer . The corrosion-resistant inner layer 100 is a portion in contact with a chemical substance, which is a substance transported or transported into the duct 10, and has corrosion resistance and fire resistance in the event of a fire. The method of forming the corrosion-resistant inner layer 100 is formed in a cylindrical or cylindrical mandrel as a layer of necessary thickness through hand layup, filament winding or tape winding.

내부식성 중간층(200)은 유리섬유(GF)를 상기 내부식성 내층(100)의 형성시 사용된 수지와 동일한 수지에 함침시켜 상기 내부식성 내층(100)의 외주에 결합되어 상기 덕트(10)의 미들레이어로 형성된다. 내부식성 중간층(200)은 내부식성 내층(100)과 후술하는 내화성 외층(300) 사이의 견고한 결합을 이루어내기 위한 구조이다. 즉, 내부식성 내층(100)에서 사용된 내부식성 수지(110)와 동일한 수지를 사용함에 따라 내부식성 수지(110)와의 결합력을 극대화시키고, 유리섬유(GF)를 사용하여 후술하는 내화성 외층(300)과의 관계에서도 견고한 결합력을 이끌어낼 수 있다. 내부식성 중간층(200)의 형성방법은 내부식성 내층(100)의 외주에 핸드레이업 또는 필라멘트 와인딩을 통해 필요한 두께의 층으로 형성할 수 있고, 내부식성 내층(100)과 내화성 외층(300)과의 관계에서 결합력을 더욱 높이도록 유리섬유매트를 이용하여 미들레이어로 형성될 수도 있다.The corrosion resistant intermediate layer 200 is made of glass fiber GF impregnated with the same resin as the resin used for forming the corrosion resistant inner layer 100 so as to be bonded to the outer periphery of the corrosion resistant inner layer 100, And is formed as a middle layer. The corrosion-resistant intermediate layer 200 is a structure for achieving a firm bond between the corrosion-resistant inner layer 100 and a later-described refractory outer layer 300. That is, by using the same resin as the corrosion-resistant resin 110 used in the corrosion-resistant inner layer 100, the bonding force with the corrosion-resistant resin 110 is maximized, and the glass fiber GF is used to form a fire- ), It is possible to obtain a strong bonding force. The method of forming the corrosion-resistant intermediate layer 200 can be performed by forming a layer having a necessary thickness on the outer periphery of the corrosion-resistant inner layer 100 through hand lay-up or filament winding. The inner layer 100, the refractory outer layer 300, It may be formed as a middle layer using a glass fiber mat to further increase the bonding force.

내화성 외층(300)은 유리섬유(GF)를 난연제(310)가 첨가된 아크릴계 수지(320)에 함침시켜 상기 내부식성 중간층(200)의 외주에 결합되어 상기 덕트(10)의 아우터레이어로 형성된다. 내화성 외층(300)은 화재 발생시 외부로부터 화염을 견딜 수 있어야 하므로 난연 및 내화성이 극대화된 특성을 가져야 한다. 이를 위하여, 난연제(310)를 최대한 첨가시킬 수 있도록 점도 및 밀도가 낮은 아크릴계 수지(320)를 사용하면서도 층간의 견고한 결합력을 가져올 수 있고, 인장 및 굽힘 강도가 높아 우수한 기계적 강도를 가질 수 있도록 한다. 내화성 외층(300)의 형성방법 역시 내부식성 중간층(200)의 외주에 핸드레이업, 필라멘트 와인딩 또는 테이프 와인딩을 통해 필요한 두께의 층으로 형성할 수 있고, 난연제(310)의 첨가율을 높이기 위하여 유리섬유(GF)가 일방향성을 가진 복수의 층간에 각각의 유리섬유(GF)의 방향이 교차되게 층을 형성할 수도 있다.The refractory outer layer 300 is formed of an outer layer of the duct 10 by being bonded to the outer periphery of the corrosion resistant intermediate layer 200 by impregnating the glass fiber GF with the acrylic resin 320 to which the flame retardant 310 is added . The fire-resistant outer layer 300 should be capable of withstanding the flame from the outside when a fire occurs, so that it should have the characteristics of maximizing flame retardancy and fire resistance. For this purpose, the acrylic resin 320 having a low viscosity and a low density can be used to maximize the addition of the flame retardant 310, so that a firm bonding force between the layers can be obtained, and a high mechanical strength can be obtained due to high tensile and bending strength. The method for forming the refractory outer layer 300 may also be formed on the outer circumference of the corrosion resistant intermediate layer 200 as a layer having a necessary thickness through hand layup, filament winding, or tape winding. In order to increase the addition rate of the flame retardant 310, A layer may be formed such that the direction of each glass fiber GF is crossed between a plurality of layers having a unidirectional GF.

특히, 내화성 외층(300)에 아크릴계 수지(320)를 사용하면서도 FM 승인 조건에 부합될 수 있도록 특정의 물성치를 찾아내고, 특징적인 조합비율을 통해 상온 경화 또는 열경화를 필요시 용이하게 선택할 수 있도록 한다.Particularly, it is possible to use the acrylic resin 320 in the refractory outer layer 300 to find specific physical properties so as to meet FM approval conditions, and to select the room temperature curing or heat curing easily do.

아크릴계 수지(320)는 유기수지로서 탄소, 수소 및 산소로 구성되어 불에 타기 쉽다. 따라서, 이러한 아크릴계 수지(320)에 난연제(310)를 첨가하여 발화를 늦추고, 연소의 확대를 막아주어야 한다 유기화합물(고분자수지)의 난연화 방법으로는 크게 4가지 방법, 즉 수지의 분자구조 자체를 변경, 난연성분을 수지에 화학적으로 결합, 수지에 난연제를 물리적으로 첨가, 기타 난연제 코팅 또는 페인팅 등이 있다. 수지의 분자구조 자체의 변경은 한계가 명확하고, 화학적 결합방법은 비용 및 공정 측면에서 매우 불리하며, 코팅 또는 페인팅의 경우 내구성이 현저히 떨어지므로 주로 물리적인 첨가 방법을 사용하게 된다.The acrylic resin 320 is composed of carbon, hydrogen, and oxygen as an organic resin, and is easily burned. Therefore, the flame retardant 310 is added to the acrylic resin 320 to retard the ignition and to prevent the expansion of the combustion. Four methods of burning the organic compound (polymer resin), namely, the molecular structure of the resin itself , Chemically bonding the flame retardant powder to the resin, physically adding the flame retardant to the resin, and coating or painting with other flame retardants. The modification of the molecular structure of the resin itself has a clear limit, and the chemical bonding method is very disadvantageous from the viewpoint of cost and process, and in the case of coating or painting, the physical addition method is mainly used because the durability is remarkably decreased.

그에 따라, 상기 내화성 외층(300)의 난연제(310)로 할로겐계 또는 비할로겐계 화합물을 사용할 수 있다. 할로겐계 화합물은 연소의 추진역할을 하는 활성라디칼인 OH, H를 할로겐 화합물인 HX(X가 할로겐 원소)가 연소과정에서 포착함으로써 난연효과를 발휘한다. 또한, HX는 불연성가스를 발생시키므로 가연성가스를 희석시키고, 산소도 차단하는 효과를 가진다.Accordingly, a halogen-based or non-halogen-based compound may be used as the flame retardant 310 of the refractory outer layer 300. The halogen-based compound exhibits a flame retarding effect by capturing OH and H, which are active radicals, which act as a propellant of combustion, in the combustion process of HX (X is a halogen element), which is a halogen compound. In addition, since HX generates incombustible gas, it has an effect of diluting the combustible gas and blocking oxygen.

예컨대, 할로겐 화합물 HX를 난연제(310)로 사용하면, 1) HO+HX→HOH+X(금지반응), X+RH→HX+R(재생반응)을 통한 화염연쇄반응을 정지시키고, 2) XO+OH→HX+O2 반응을 통한 활성라디칼(OH, H)의 농도를 줄이면서 화염연쇄반응을 정지시키며, 3) X+O→XO, X2+O→XO+X의 반응을 통한 불연성가스를 발생시켜 O2희석 및 차단하는 기능을 한다. 여기서, 상기 할로겐 화합물 HX 중 할로겐 원소 X는 요오드(I), 불소(F), 염소(Cl) 및 브롬(Br)이 있는데, 그 중에서 브롬(Br)이 가장 효과적이다. 다만, 할로겐 화합물이 난연 기능을 수행할 때 할로겐 가스가 발생하므로 단독으로 사용하기 보다는 안티몬계 또는 인계 난연제 등과 함께 사용하여 난연 상승 효과를 얻을 수 있다.For example, when the halogen compound HX is used as the flame retardant 310, the flame chain reaction is stopped by 1) HO + HX → HOH + X (forbidden reaction) and X + RH → HX + 3) stopping the flame chain reaction by reducing the concentration of active radicals (OH, H) through XO + OH → HX + O 2 reaction and 3) by reacting X + O → XO, X 2 + O → XO + X It generates a nonflammable gas and functions to dilute and block O 2 . Among the halogen compounds HX, the halogen element X is iodine (I), fluorine (F), chlorine (Cl), and bromine (Br). Of these, bromine (Br) is most effective. However, since a halogen gas is generated when a halogen compound performs a flame retardant function, a flame-retarding synergistic effect can be obtained by using it together with an antimony-based or phosphorus-based flame retardant instead of using it alone.

또한, 상기 난연제(310)는 비할로겐계 화합물을 사용할 수 있고, 비할로겐계 화합물은 인계 화합물 또는 무기계 화합물일 수 있다. 이 중 인계화합물은 연소과정에서 가연성 물질과 반응해 고분자 표면에 탄화막을 형성하고, 이 탄화막은 연소에 필요한 산소를 차단하여 난연효과를 나타낸다. 인계난연제로 인산에스테르, 함할로겐 인산에스테르, 비할로겐 축합 인계난연제, 폴리인산염계 및 적인계 등이 있다.The flame retardant 310 may be a non-halogen compound, and the non-halogen compound may be a phosphorus compound or an inorganic compound. The phosphorus compound reacts with the combustible material in the combustion process to form a carbonized film on the surface of the polymer. The carbonized film blocks the oxygen required for the combustion and exhibits a flame retarding effect. Phosphorous flame retardants include phosphoric acid esters, halohydrogenphosphate esters, non-halogenated condensed phosphorus flame retardants, and polyphosphate-based and related systems.

비할로겐계 화합물 중 무기계 화합물의 경우에는 연소가스를 억제하면서 연소점의 열을 뺏아 연소 현상을 억제하는 난연제로, 연소시 H2O를 발생시켜 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키며, 연소점 주위의 온도를 낮추어 연소현상을 억제한다. 예컨대 무기계 화합물로는 수산화마그네슘, 붕산아연, 몰리브덴화합물, 삼산화안티몬, 오산화안티몬 및 수산화알루미늄 등이 있으며, 그 중에서도 수산화알루미늄이 가장 효과적이다.In the case of inorganic compounds among non-halogenated compounds, it is a flame retardant that suppresses the combustion phenomenon by taking the heat of the combustion point while suppressing the combustion gas. It generates H 2 O during combustion, dilutes the combustible gas while changing into steam, To reduce the combustion temperature. Examples of the inorganic compound include magnesium hydroxide, zinc borate, molybdenum compound, antimony trioxide, antimony pentoxide and aluminum hydroxide, among which aluminum hydroxide is most effective.

상술한 바와 같이 내화성 외층(300)에 사용되는 아크릴계 수지(320)에 난연제(310)를 첨가하여 난연성 아크릴계 수지(320)가 사용될 때, 난연제(310)의 첨가비율을 극대화시키도록 아크릴계 수지(320)의 특징적인 물성치가 요구된다. 즉, 상기 내화성 외층(300)의 아크릴계 수지(320)는 상온에서 점도 0.65 내지 0.75[poise] 및 밀도 0.95 내지 1.15[gcm-3]를 가진다. 이러한 물성치를 가지는 아크릴계 수지(320)에 상기 난연제(310)의 첨가비가 1 : 1.5 내지 2.0이 될 수 있다. 즉, 아크릴계 수지(320)의 중량에 대비하여 난연제(310)를 1.5배 내지 2배까지 첨가하더라도 첨가 전 밀도 및 점도가 낮아 첨가 후 유리섬유(GF)의 함침율을 유지할 수 있는 것이다.When the flame retardant agent 310 is added to the acrylic resin 320 used in the refractory outer layer 300 to maximize the addition rate of the flame retardant agent 310 when the flame retardant acrylic resin 320 is used, ) Are required. That is, the acrylic resin 320 of the refractory outer layer 300 has a viscosity of 0.65 to 0.75 [poise] and a density of 0.95 to 1.15 [gcm -3 ] at room temperature. The addition ratio of the flame retardant 310 to the acrylic resin 320 having such a property may be 1: 1.5 to 2.0. That is, even if the flame retardant 310 is added in an amount of 1.5 to 2 times as much as the weight of the acrylic resin 320, the density and viscosity of the flame retardant 310 are low and the impregnation rate of the glass fiber GF after the addition can be maintained.

또한, 상기 내화성 외층(300)은 상기 유리섬유(GF)가 29 내지 31% 중량비를 가지고, 완전 경화시 인장강도 110 내지 120[MPa], 인장탄성율 6.0 내지 7.0[GPa], 연신율 2.1 내지 2.4%, 굽힘강도 180 내지 200[MPa], 굽힘탄성율 5.0 내지 6.0[GPa]의 우수한 기계적 강도를 가질 수 있다.The refractory outer layer 300 has a glass fiber GF weight ratio of 29 to 31%, a tensile strength of 110 to 120 MPa, a tensile elasticity of 6.0 to 7.0 GPa, an elongation of 2.1 to 2.4 GPa, , A flexural strength of 180 to 200 MPa, and a flexural modulus of 5.0 to 6.0 GPa.

이 경우 상기 내화성 외층(300)은 상온 경화 또는 열경화를 선택할 수 있고, 예컨대 20℃ 조건에서 완전 경화시 24시간이 소요되고, 40℃ 조건에서 완전 경화시 16시간이 소요되며, 80℃ 내지 120℃ 사이의 조건에서 완전 경화시 3시간 내지 5시간이 소요되는 특징이 있다.In this case, the refractory outer layer 300 can be selected from room temperature curing or thermosetting. For example, it takes 24 hours for complete curing at 20 ° C, 16 hours for complete curing at 40 ° C, Lt; 0 > C to 3 hours to 5 hours when fully cured.

마지막으로, 본 발명의 내화 난연성 덕트 구조체가 FM 승인을 위한 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 특정 테스트 프로토콜(test protocol)을 통과하는 최적의 두께 비율로서, 상기 내부식성 내층(100), 내부식성 중간층(200) 및 내화성 외층(300) 각각은, 두께 비율이 0.6 : 1.4 : 5가 되도록 한다. 다만, 각각의 두께 비율 상 0.01 내지 0.03 정도의 오차는 무시하기로 한다.Finally, as the optimum thickness ratio through which the refractory flame retarded duct structure of the present invention passes through a specific test protocol as shown in Figures 1 and 2 for FM approval, the corrosion resistant inner layer 100, Each of the intermediate layer 200 and the refractory outer layer 300 has a thickness ratio of 0.6: 1.4: 5. However, an error of about 0.01 to 0.03 in terms of the ratio of the thicknesses is to be ignored.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 내화 난연성 덕트 구조체는, 상온 및 열경화를 선택적으로 수행할 수 있고, 견고한 결합을 통해 층간 박리 현상이나 갈라짐이 없으며, 기계적 강도가 우수하면서도 난연성 및 내화성을 가지는 효과가 있다.As described above, the flame retardant duct structure according to the present invention is capable of selectively performing room temperature and thermal curing, has no delamination phenomenon or cracking through rigid bonding, has excellent mechanical strength, and has flame retardancy and fire resistance have.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

10 : 덕트
GF : 유리섬유
PEF : 폴리에스테르섬유
100 : 내부식성 내층 110 : 내부식성 수지
200 : 내부식성 중간층
300 : 내화성 외층
310 : 난연제 320 : 아크릴계 수지10: Duct
GF: Glass fiber
PEF: Polyester fiber
100: corrosion resistant inner layer 110: corrosion resistant resin
200: corrosion-resistant middle layer
300: Refractory outer layer
310: Flame retardant 320: Acrylic resin

Claims (9)

폴리에스테르섬유를 할로겐화 또는 비활로겐화 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지 및 에폭시 수지 중의 어느 하나의 내부식성 수지에 함침시켜 덕트의 인너레이어로 형성되는 내부식성 내층과,
유리섬유를 상기 내부식성 내층의 형성시 사용된 수지와 동일한 수지에 함침시켜 상기 내부식성 내층의 외주에 결합되어 상기 덕트의 미들레이어로 형성되는 내부식성 중간층과,
유리섬유를 난연제가 첨가된 아크릴계 수지에 함침시켜 상기 내부식성 중간층의 외주에 결합되어 상기 덕트의 아우터레이어로 형성되는 내화성 외층을 포함하여 이루어진 내화 난연성 덕트 구조체.
A corrosion-resistant inner layer formed of an inner layer of a duct by impregnating the polyester fiber with a corrosion-resistant resin of any one of a halogenated or non-vulcanized resin, a polyester resin, a vinyl ester resin and an epoxy resin,
A corrosion resistant intermediate layer formed by impregnating the glass fiber with the same resin as the resin used for forming the corrosion resistant inner layer and being joined to the outer periphery of the corrosion resistant inner layer to form a middle layer of the duct,
And a refractory outer layer formed by impregnating the glass fiber with an acrylic resin to which a flame retardant is added and forming an outer layer of the duct by being coupled to an outer periphery of the corrosion resistant intermediate layer.
제1항에 있어서,
상기 내화성 외층의 난연제는,
할로겐계 또는 비할로겐계 화합물인 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.
The method according to claim 1,
The flame retardant of the fire-
Halogen-based or non-halogen-based compound.
제2항에 있어서,
상기 할로겐계 화합물은,
할로겐 원소로 브롬(Br)을 사용하는 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.
3. The method of claim 2,
The halogen-
A flame retardant duct structure according to claim 1, characterized in that bromine (Br) is used as a halogen element.
제2항에 있어서,
상기 비할로겐계 화합물은,
인계 화합물 또는 무기계 화합물인 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.
3. The method of claim 2,
The non-halogenated compound may be,
Wherein the flame retardant duct structure is a phosphorus-containing compound or an inorganic compound.
제4항에 있어서,
상기 무기계 화합물은,
수산화알루미늄[Al(OH)3]인 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.
5. The method of claim 4,
The inorganic compound,
Aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ].
제1항에 있어서,
상기 내화성 외층의 아크릴계 수지는,
상온에서 점도 0.65 내지 0.75[poise] 및 밀도 0.95 내지 1.15[gcm-3]를 가지고, 상기 난연제의 첨가비가 1 : 1.5 내지 2.0인 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.
The method according to claim 1,
The acrylic resin of the fire-
Wherein the flame retardant has a viscosity of 0.65 to 0.75 [poise] and a density of 0.95 to 1.15 [gcm -3 ] at room temperature, and the addition ratio of the flame retardant is 1: 1.5 to 2.0.
제6항에 있어서,
상기 내화성 외층은,
상기 유리섬유가 29 내지 31% 중량비를 가지고, 완전 경화시 인장강도 110 내지 120[MPa], 인장탄성율 6.0 내지 7.0[GPa], 연신율 2.1 내지 2.4%, 굽힘강도 180 내지 200[MPa], 굽힘탄성율 5.0 내지 6.0[GPa]인 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.
The method according to claim 6,
The fire-
Wherein the glass fiber has a weight ratio of 29 to 31% and has a tensile strength of 110 to 120 MPa, a tensile elasticity of 6.0 to 7.0 GPa, an elongation of 2.1 to 2.4%, a flexural strength of 180 to 200 MPa, 5.0 to 6.0 GPa. ≪ RTI ID = 0.0 > 5. < / RTI >
제7항에 있어서,
상기 내화성 외층은,
20℃ 조건에서 완전 경화시 24시간이 소요되고, 40℃ 조건에서 완전 경화시 16시간이 소요되며, 80℃ 내지 120℃ 사이의 조건에서 완전 경화시 3시간 내지 5시간이 소요되는 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.
8. The method of claim 7,
The fire-
It takes 24 hours for complete curing at 20 ° C, 16 hours for full curing at 40 ° C, and 3 to 5 hours for complete curing at 80 ° C to 120 ° C Fireproof flame retardant duct structure.
제7항에 있어서,
상기 내부식성 내층, 내부식성 중간층 및 내화성 외층 각각은,
두께 비율이 0.6 : 1.4 : 5인 것을 특징으로 하는 내화 난연성 덕트 구조체.8. The method of claim 7,
The corrosion resistant inner layer, the corrosion resistant intermediate layer and the refractory outer layer, respectively,
Wherein the thickness ratio is 0.6: 1.4: 5.
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