난연 셀룰로오스 섬유벽지의 연기 위험성 증가에 관한 연구 : 비스코스 레이온을 중심으로 A Study on the Smoke Risk Increasing of Flame-Retardant Cellulosic Textile Wallcovering : Focused on Viscose Rayon원문보기
본 연구는 현재 시행 중인 국내 벽지 난연성 표준의 문제점을 지적하고 개선방향을 제시하여 화재로 부터 국민의 소중한 생명을 지키고 벽지 산업 발전에 이바지 하고자 수행되었다. 현재 벽지와 관련한 국가산업표준은 난연을 주요 성능으로 하여 연기에 의한 피해는 대비 되어 있지 않다. 국내 표준을 따르면 석유화합물이 내뿜는 유독가스나 산소차단에 의한 자기소화성도 탄화면적을 줄이는 방염성능을 발현하므로, 화재 시 석유화학물질이 식물성 셀룰로오스 섬유보다 화재에 더 안전하다는 잘못된 결과가 도출 된다. 미국과 유럽연합의 벽지 화재안전 표준에서는 화염과 연기에 대한 영향을 동시에 시험하므로 화염의 전파가 느리고 연기의 발생이 거의 없는 셀룰로오스 섬유벽지는 석유화합물에 비해 안전한 것으로 평가된다. 또한 시험방법에서도 우리나라는 벽지 자체만을 구조체 없이 공중에 띄워 연소시키는 반면, 미국과 유럽연합은 벽지를 벽면에 시공하여 연소 시험하므로 실제와 가까운 성능을 측정할 수 있다. 우리나라의 소방 관련 법률에도 두께 2㎜미만의 종이벽지는 화재 시 안전성을 고려하여 방염대상물에서 제외되어있으나 면, 마, 비스코스 ...
본 연구는 현재 시행 중인 국내 벽지 난연성 표준의 문제점을 지적하고 개선방향을 제시하여 화재로 부터 국민의 소중한 생명을 지키고 벽지 산업 발전에 이바지 하고자 수행되었다. 현재 벽지와 관련한 국가산업표준은 난연을 주요 성능으로 하여 연기에 의한 피해는 대비 되어 있지 않다. 국내 표준을 따르면 석유화합물이 내뿜는 유독가스나 산소차단에 의한 자기소화성도 탄화면적을 줄이는 방염성능을 발현하므로, 화재 시 석유화학물질이 식물성 셀룰로오스 섬유보다 화재에 더 안전하다는 잘못된 결과가 도출 된다. 미국과 유럽연합의 벽지 화재안전 표준에서는 화염과 연기에 대한 영향을 동시에 시험하므로 화염의 전파가 느리고 연기의 발생이 거의 없는 셀룰로오스 섬유벽지는 석유화합물에 비해 안전한 것으로 평가된다. 또한 시험방법에서도 우리나라는 벽지 자체만을 구조체 없이 공중에 띄워 연소시키는 반면, 미국과 유럽연합은 벽지를 벽면에 시공하여 연소 시험하므로 실제와 가까운 성능을 측정할 수 있다. 우리나라의 소방 관련 법률에도 두께 2㎜미만의 종이벽지는 화재 시 안전성을 고려하여 방염대상물에서 제외되어있으나 면, 마, 비스코스 레이온 등의 셀룰로오스 섬유벽지는 그 성분이 종이와 같음에도 불구하고 방염처리 대상물에 속하므로 관련규제의 일관성이 미비하다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 우리나라도 실제와 가까운 벽지 시공 환경과 연소 조건을 구성한 상태로 연기의 피해를 측정하여 이를 주요한 화재 안전 성능 지표로 삼는 것이 타당하다. 따라서 본 연구에서는 셀룰로오스 섬유벽지에 난연 처리를 함으로써 증가하는 연기 위험성을 국내·외 실험을 통해 검증하여 국내 난연 관련 규정의 개선을 촉구하고자 한다. 본 연구의 전반부는 벽지의 시장현황과 국내연구 동향을 살펴봄으로써 연구의 필요성과 목적을 확립하고, 일반적인 벽지의 난연 처리가 연기 독성을 증가시킬 수 있음을 여러 문헌을 통해 고찰하였다. 또한 한국, 미국, 유럽연합의 화재 안전 표준 비교를 통해 국내 규정이 가진 문제점을 분석하였다. 연구의 후반부에서는 국내 시험이 가진 문제점을 실험적으로 검증하기 위해 비스코스 레이온 섬유벽지를 각각 난연 처리 전·후로 시료를 제조하고, 한국의 KS M 7305, 미국의 ASTM E 84, 유럽연합의 EN 13501-1로 시험하여 각 표준 간의 결과 차이를 대조하였다. 또한 난연 처리 전·후 연기밀도 ASTM 662와 가스유해성 KS F 2271을 시험하여 현재 국내 표준의 미비점을 개선할 수 있는 방안을 제시하였다. 각각의 시험결과는 다음과 같다. 난연 처리하지 않는 셀룰로오스 섬유벽지는 국내 표준에서는 불합격, 미국 표준으로는 최고등급인 Class A, 유럽연합 표준에서 실질적 난연 최고 등급인 B-s1,d0로 판정되었다. 본 시료는 연기밀도 시험에서도 31.8의 낮은 수준을 보여주었고, 가스 유해성 시험에서도 실험쥐 행동정지시간이 14분 9초로 도출되어 난연 처리 하지 않은 벽지의 연기 위험성이 상당히 낮은 것을 볼 수 있었다. 이를 국내 시험규격에 적합하도록 난연 가공한 벽지로 재시험한 결과, 미국과 유럽연합 표준에서 이전과 동일한 등급으로 판정은 되었으나 연기의 량이 증가하는 양상을 보였다. 특히, 난연 처리 전 검지되지 않았던 연기발달이 난연 처리 후 증가하였고, 연기밀도는 난연 처리 전에 비해 난연 처리 후 벽지에서 약 4.3배나 증가하였으며, 가스유해성 시험에서는 실험쥐 행동정지 시간이 줄어들어 난연 처리 후 시료에서 생체의 행동을 저해하는 가스 유해성이 증가하였음을 볼 수 있었다. 이상의 결과로 볼 때에, 국내 규정에 맞는 셀룰로오스 섬유의 난연 처리는 오히려 연기발생량을 높여 대피 시 시야확보를 방해할 우려가 있고, 유독한 가스를 더 많이 배출하여 생체의 움직임을 둔화시키고, 해외 주요시장의 표준에도 미흡한 할 수 있음이 실험적으로 증명되었다. 이제 국내의 난연 규제도 국제적인 흐름과 현대의 일상용품 및 건축자재 등에도 효율적으로 적용할 수 있도록 방염 제외 대상을 종이뿐만이 아닌 모든 셀룰로오스 섬유로 확대하고, 국가산업표준에 연기 기준을 수립하는 것이 필요하다. 본 연구가 국민의 안전과 재산을 지켜주며, 우리나라 관련 산업에 이바지 하는 데에 도움이 되기를 희망한다.
본 연구는 현재 시행 중인 국내 벽지 난연성 표준의 문제점을 지적하고 개선방향을 제시하여 화재로 부터 국민의 소중한 생명을 지키고 벽지 산업 발전에 이바지 하고자 수행되었다. 현재 벽지와 관련한 국가산업표준은 난연을 주요 성능으로 하여 연기에 의한 피해는 대비 되어 있지 않다. 국내 표준을 따르면 석유화합물이 내뿜는 유독가스나 산소차단에 의한 자기소화성도 탄화면적을 줄이는 방염성능을 발현하므로, 화재 시 석유화학물질이 식물성 셀룰로오스 섬유보다 화재에 더 안전하다는 잘못된 결과가 도출 된다. 미국과 유럽연합의 벽지 화재안전 표준에서는 화염과 연기에 대한 영향을 동시에 시험하므로 화염의 전파가 느리고 연기의 발생이 거의 없는 셀룰로오스 섬유벽지는 석유화합물에 비해 안전한 것으로 평가된다. 또한 시험방법에서도 우리나라는 벽지 자체만을 구조체 없이 공중에 띄워 연소시키는 반면, 미국과 유럽연합은 벽지를 벽면에 시공하여 연소 시험하므로 실제와 가까운 성능을 측정할 수 있다. 우리나라의 소방 관련 법률에도 두께 2㎜미만의 종이벽지는 화재 시 안전성을 고려하여 방염대상물에서 제외되어있으나 면, 마, 비스코스 레이온 등의 셀룰로오스 섬유벽지는 그 성분이 종이와 같음에도 불구하고 방염처리 대상물에 속하므로 관련규제의 일관성이 미비하다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 우리나라도 실제와 가까운 벽지 시공 환경과 연소 조건을 구성한 상태로 연기의 피해를 측정하여 이를 주요한 화재 안전 성능 지표로 삼는 것이 타당하다. 따라서 본 연구에서는 셀룰로오스 섬유벽지에 난연 처리를 함으로써 증가하는 연기 위험성을 국내·외 실험을 통해 검증하여 국내 난연 관련 규정의 개선을 촉구하고자 한다. 본 연구의 전반부는 벽지의 시장현황과 국내연구 동향을 살펴봄으로써 연구의 필요성과 목적을 확립하고, 일반적인 벽지의 난연 처리가 연기 독성을 증가시킬 수 있음을 여러 문헌을 통해 고찰하였다. 또한 한국, 미국, 유럽연합의 화재 안전 표준 비교를 통해 국내 규정이 가진 문제점을 분석하였다. 연구의 후반부에서는 국내 시험이 가진 문제점을 실험적으로 검증하기 위해 비스코스 레이온 섬유벽지를 각각 난연 처리 전·후로 시료를 제조하고, 한국의 KS M 7305, 미국의 ASTM E 84, 유럽연합의 EN 13501-1로 시험하여 각 표준 간의 결과 차이를 대조하였다. 또한 난연 처리 전·후 연기밀도 ASTM 662와 가스유해성 KS F 2271을 시험하여 현재 국내 표준의 미비점을 개선할 수 있는 방안을 제시하였다. 각각의 시험결과는 다음과 같다. 난연 처리하지 않는 셀룰로오스 섬유벽지는 국내 표준에서는 불합격, 미국 표준으로는 최고등급인 Class A, 유럽연합 표준에서 실질적 난연 최고 등급인 B-s1,d0로 판정되었다. 본 시료는 연기밀도 시험에서도 31.8의 낮은 수준을 보여주었고, 가스 유해성 시험에서도 실험쥐 행동정지시간이 14분 9초로 도출되어 난연 처리 하지 않은 벽지의 연기 위험성이 상당히 낮은 것을 볼 수 있었다. 이를 국내 시험규격에 적합하도록 난연 가공한 벽지로 재시험한 결과, 미국과 유럽연합 표준에서 이전과 동일한 등급으로 판정은 되었으나 연기의 량이 증가하는 양상을 보였다. 특히, 난연 처리 전 검지되지 않았던 연기발달이 난연 처리 후 증가하였고, 연기밀도는 난연 처리 전에 비해 난연 처리 후 벽지에서 약 4.3배나 증가하였으며, 가스유해성 시험에서는 실험쥐 행동정지 시간이 줄어들어 난연 처리 후 시료에서 생체의 행동을 저해하는 가스 유해성이 증가하였음을 볼 수 있었다. 이상의 결과로 볼 때에, 국내 규정에 맞는 셀룰로오스 섬유의 난연 처리는 오히려 연기발생량을 높여 대피 시 시야확보를 방해할 우려가 있고, 유독한 가스를 더 많이 배출하여 생체의 움직임을 둔화시키고, 해외 주요시장의 표준에도 미흡한 할 수 있음이 실험적으로 증명되었다. 이제 국내의 난연 규제도 국제적인 흐름과 현대의 일상용품 및 건축자재 등에도 효율적으로 적용할 수 있도록 방염 제외 대상을 종이뿐만이 아닌 모든 셀룰로오스 섬유로 확대하고, 국가산업표준에 연기 기준을 수립하는 것이 필요하다. 본 연구가 국민의 안전과 재산을 지켜주며, 우리나라 관련 산업에 이바지 하는 데에 도움이 되기를 희망한다.
This study was conducted to protect the precious lives of the people from fire and to contribute to the development of the wallcovering industry by pointing out the problems of the domestic fire safety standard and suggesting improvement directions. Currently, the Korean standard of wallcovering is ...
This study was conducted to protect the precious lives of the people from fire and to contribute to the development of the wallcovering industry by pointing out the problems of the domestic fire safety standard and suggesting improvement directions. Currently, the Korean standard of wallcovering is not prepared for smoke damage as the main performance of the flame. According to the domestic standard, the self-extinguish performance of reducing the carbonized area due to toxic gases emitted by petroleum compounds or oxygen blocking is also expressed, resulting in a wrong result that petrochemical materials are safer for fire than natural cellulosic fibers in the event of fire. In the case of wallcovering fire safety standards in the United States and the European Union, cellulose textile wallcovering, which has a slow propagation of flame and little smoke, is considered safe compared to petroleum compounds because it tests the effects on flame and smoke at the same time. In addition, in the Korean test method, only the wallcovering itself is burned by floating in the air without any structure on the back, while the United States and the European Union install the wallcovering on the wall and test it for combustion, so it can measure performance close to reality. In Korea, paper wallpaper with a thickness of less than 2mm is excluded from the fire prevention target considering safety in case of fire, but cellulose textile wallcovering such as cotton, linen, and viscose rayon belong to the fire prevention target according to the relevant regulations, although its composition is the same as paper, so the consistency of the relevant regulations is not sufficient. To compensate for this problem, it is reasonable for Korea to measure smoke risk with a wallcovering installing environment close to reality and combustion conditions, and to use it as a major indicator of fire safety performance. Therefore, this study verifies the increased smoke risk by applying flame-retardant treatment to cellulose textile wallcovering through various international experiments and urge improvement of domestic flame–retardant related regulations. The first half of this study examined the market status and domestic research trends of wallcovering to establish the necessity and validity of the purpose of the research, and to consider the preceding studies of various literature that the flame-retardant treatment of general wallpaper can increase smoke toxicity. Also, the problems of domestic regulation studied through the analysis of fire safety standards in Korea, the United States, and the European Union. In the second half of the study, the viscose rayon textile wallcovering was manufactured before and after flame retardant treatment, respectively, and tested with KS M 7305, ASTM E 84 of the United States, and EN 13501-1 of the European Union to analyze the difference in results between each standard. In addition, smoke density ASTM 662 and gas harmful KS F 2271 before and after flame retardant treatment were tested to suggest measures to improve the deficiencies of current domestic tests. The results of each test are as follows. The cellulosic textile wallcovering without flame retardant processing was rejected by Korean standard, however, rated Class A, which is the highest in the U.S., and B-s1.d0, which is the highest in the European Union. This sample showed a low level of 31.8 in smoke density, and even in the gas harmfulness test, the test mice's behavior suspension time was derived from 14 minutes and 9 seconds, indicating that the risk of smoke on the wallcovering without flame retardant treatment was significantly low. As a result of re-testing it with flame retardant treated wallcovering to meet the domestic standard, the U.S. and European Union standards determined the same grade as before, however, the amount of smoke increased. In particular, the smoke-developed index, which was not detected before the flame retardant treatment, occurred after the flame retardation treatment, and the smoke density increased 4.3 times after the treatment, and in the gas toxicity test, the time of stopping the mice was reduced, which increased the harmfulness of the gas that inhibited the behavior of the organisms in the treated specimen. In view of the above results, the flame retardant treated cellulosic textile wallcovering in accordance with the domestic regulations is likely to increase the amount of smoke, hindering visibility upon evacuation, releasing more toxic gases to slow the movement of living organisms, and may fall short to meet the international standards. Now, in order to efficiently apply domestic flame retardation regulations to international trends and modern daily necessities and building materials, the government should expand the scope of the anti-flame exclusion to all cellulosic fibers, not just paper, and base its major performance on smoke. I hope this research will help protect the safety and property of the people and contribute to the domestic-related industries.
This study was conducted to protect the precious lives of the people from fire and to contribute to the development of the wallcovering industry by pointing out the problems of the domestic fire safety standard and suggesting improvement directions. Currently, the Korean standard of wallcovering is not prepared for smoke damage as the main performance of the flame. According to the domestic standard, the self-extinguish performance of reducing the carbonized area due to toxic gases emitted by petroleum compounds or oxygen blocking is also expressed, resulting in a wrong result that petrochemical materials are safer for fire than natural cellulosic fibers in the event of fire. In the case of wallcovering fire safety standards in the United States and the European Union, cellulose textile wallcovering, which has a slow propagation of flame and little smoke, is considered safe compared to petroleum compounds because it tests the effects on flame and smoke at the same time. In addition, in the Korean test method, only the wallcovering itself is burned by floating in the air without any structure on the back, while the United States and the European Union install the wallcovering on the wall and test it for combustion, so it can measure performance close to reality. In Korea, paper wallpaper with a thickness of less than 2mm is excluded from the fire prevention target considering safety in case of fire, but cellulose textile wallcovering such as cotton, linen, and viscose rayon belong to the fire prevention target according to the relevant regulations, although its composition is the same as paper, so the consistency of the relevant regulations is not sufficient. To compensate for this problem, it is reasonable for Korea to measure smoke risk with a wallcovering installing environment close to reality and combustion conditions, and to use it as a major indicator of fire safety performance. Therefore, this study verifies the increased smoke risk by applying flame-retardant treatment to cellulose textile wallcovering through various international experiments and urge improvement of domestic flame–retardant related regulations. The first half of this study examined the market status and domestic research trends of wallcovering to establish the necessity and validity of the purpose of the research, and to consider the preceding studies of various literature that the flame-retardant treatment of general wallpaper can increase smoke toxicity. Also, the problems of domestic regulation studied through the analysis of fire safety standards in Korea, the United States, and the European Union. In the second half of the study, the viscose rayon textile wallcovering was manufactured before and after flame retardant treatment, respectively, and tested with KS M 7305, ASTM E 84 of the United States, and EN 13501-1 of the European Union to analyze the difference in results between each standard. In addition, smoke density ASTM 662 and gas harmful KS F 2271 before and after flame retardant treatment were tested to suggest measures to improve the deficiencies of current domestic tests. The results of each test are as follows. The cellulosic textile wallcovering without flame retardant processing was rejected by Korean standard, however, rated Class A, which is the highest in the U.S., and B-s1.d0, which is the highest in the European Union. This sample showed a low level of 31.8 in smoke density, and even in the gas harmfulness test, the test mice's behavior suspension time was derived from 14 minutes and 9 seconds, indicating that the risk of smoke on the wallcovering without flame retardant treatment was significantly low. As a result of re-testing it with flame retardant treated wallcovering to meet the domestic standard, the U.S. and European Union standards determined the same grade as before, however, the amount of smoke increased. In particular, the smoke-developed index, which was not detected before the flame retardant treatment, occurred after the flame retardation treatment, and the smoke density increased 4.3 times after the treatment, and in the gas toxicity test, the time of stopping the mice was reduced, which increased the harmfulness of the gas that inhibited the behavior of the organisms in the treated specimen. In view of the above results, the flame retardant treated cellulosic textile wallcovering in accordance with the domestic regulations is likely to increase the amount of smoke, hindering visibility upon evacuation, releasing more toxic gases to slow the movement of living organisms, and may fall short to meet the international standards. Now, in order to efficiently apply domestic flame retardation regulations to international trends and modern daily necessities and building materials, the government should expand the scope of the anti-flame exclusion to all cellulosic fibers, not just paper, and base its major performance on smoke. I hope this research will help protect the safety and property of the people and contribute to the domestic-related industries.
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