[논문]유-무기 하이브리드 방염제의 성능특성에 관한 연구

조경래; 김시국

doi:10.7731/kifse.2017.31.4.012

유-무기 하이브리드 방염제의 성능특성에 관한 연구
Study on the Performance Characteristics of Organic-Inorganic Hybrid Flame Retardants 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.31 no.4, 2017년, pp.12 - 19

초록
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본 논문은 유-무기 하이브리드 방염제의 성능특성에 관한 연구로써 건축물의 실내장식물로 많이 사용되고 있는 MDF 합판을 이용하여 유-무기 하이브리드 방염제 처리 유 무에 따른 실험시료를 제작하였다. 그 후 $45^{\circ}$ 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험과 콘칼로미터를 이용한 연소특성 측정실험을 진행을 진행하여 유-무기 하이브리드 방염제의 성능특성을 확인하였다. 실험결과 유-무기 하이브리드 방염제의 경우 무기물 및 유기물의 장점 모두 가지고 있어 내열성 및 내구성, 부착성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 연소가스 발생량의 저감효과와 연기발생의 감연효과 등 방염성능이 우수하게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The present paper is a study on the performance characteristics of organic-inorganic hybrid flame retardants. MDF plywood has been used, that are being used for the interior decoration of building structures, to make the samples for experiment according to the existing or non-existing treatment of organic-inorganic hybrid flame resistants. Later, the experiment on the measurement of flame retardant performance using a $45^{\circ}$ flammability tester and the experiment on the measurement of combustion characteristic using a cone calorimeter have been proceeded to confirm the performance characteristic of organic-inorganic hybrid flame retardants. From the result of experiments, it has been confirmed that both organic-inorganic hybrid flame retardants have merits of inorganic and organic substances, and that heat resistance, durability and adhesiveness have been largely improved. The performance on the flame retardant has also appeared with excellent effect such as the reduced generation of combustion gas and the decreased generation of smoke.

주제어

표/그림 (10)

그림 Figure 1. Experimental samples.
그림 Figure 2. Experimental equipments.
그림 Figure 3. Dual cone calorimeter.
그림 Figure 4. Production rate graph of combustion gas.
표 Table 1. Measurement Results of AFT, AGT, CL and CA
표 Table 2. Maximum Production Rate of Combustion Gas
표 Table 3. Measurement Results of TTI, HRR, THR and MLR
그림 Figure 5. HRR and MLR graph due to the 50 kW/m² radiation heat flux.
표 Table 4. Measurement Results of CO_mean, CO_2mean, TSR and SPR
표 Table 5. Measurement Results of FPI and FGI

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문에서는 유-무기 하이브리드 방염제의 성능특성을 연구하기 위해 건축물의 실내장식물로 많이 사용되고 있는 Medium Density Fiberboard (MDF) 합판을 이용하여 유-무기 하이브리드 방염제 처리 유 · 무에 따른 실험시료를 제작하고, 45° 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험과 콘칼로미터를 이용한 연소특성 측정실험을 진행을 진행하여 유-무기 하이브리드 방염제의 성능특성을 확인하였다.
본 논문은 유-무기 하이브리드 방염제의 성능특성에 관한 연구로써 MDF 합판을 이용하여 유-무기 하이브리드 방염제 처리 유 · 무에 따른 실험시료를 제작하고, 45° 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험과 콘칼로미터를 이용한 연소특성 측정실험을 진행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
반면, 무기계 방염제의 경우 환경친화적으로 고난연성을 실현할 수 있는 큰 장점을 가지고 있음에도 불구하고 균열문제로 실용성이 떨어져 현재까지 연구가 미비하며, 무기계 방염제 대부분은 현재 수입에 의존하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 현재까지 연구가 미비한 무기물질을 이용한 고난연성 방염제에 대한 기초연구로써 기존 무기계 방염제의 단점인 균열 및 부착성 문제를 침투성 및 부착성이 우수한 유기물을 바인더(Binder)로 결합함으로써 균열발생을 최소화하고, 기존 첨가형 방염제의 균질도 문제를 해결할 수 있도록 유기물과 무기물의 장점을 합성시킨 유-무기 하이브리드(Hybrid) 방염제에 대한 성능연구를 진행하고자 한다.

제안 방법

실험은 복사열유속(Radiation heat flux) 50 kW/m2를 노출된 시편에 인가하여 지속적인 불꽃연소가 시작된 때부터 30 min 경과 후 종료하였고, 추가로 2 min 간의 데이터 수집시간을 부여하여 총 32 min (1920 s) 동안 진행하였다.(8,9) 이때, 연소특성은 열과 관련된 데이터인 착화시간(Time To Ignition; TTI), 열방출률(Heat Release Rate; HRR), 총방출열량(Total Heat Release; THR), 질량감소율(Mass Loss Rate; MLR)을 측정하였고, 연기와 관련된 데이터인 일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO2) 발생량, 총연기방출률(Total Smoke Release; TSR), 연기발생속도(Smoke Production Rate; SPR)를 측정하였다. 그리고 추가적으로 화재위험성을 판단할 수 있는 화재성능지수(Fire Performance Index; FPI)와 화재성장지수(Fire Growth Index; FGI)를 구하였다.
추가적으로 하이브리드 방염제를 처리한 MDF 합판의 연소가스 감소량을 측정하고자 45° 연소시험기 상단 연기배출구 부분에 연기포집구를 만들어 Figure 2(b)의 연소가스분석기(Wholer A 550L, WOHLER Co., USA) 및 Figure 2(c)의 황화수소 가스감지기(GASTiger 2000, WANDI Co., China)를 설치하여 실험 시 발생되는 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 황화수소(H2S)의 농도를 측정하였다. 이때, 실험의 재현성 및 신뢰성을 위해 45° 연소시험과 동일하게 2 min 간 진행한 후 잔염시간 및 잔신시간을 배제한 상태에서, 문을 밀폐한 상태 그대로 1 min 간 추가적으로 데이터를 측정하여 총 3 min 동안 발생되는 연소가스의 발생량을 측정하였다.
(8,9) 이때, 연소특성은 열과 관련된 데이터인 착화시간(Time To Ignition; TTI), 열방출률(Heat Release Rate; HRR), 총방출열량(Total Heat Release; THR), 질량감소율(Mass Loss Rate; MLR)을 측정하였고, 연기와 관련된 데이터인 일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO2) 발생량, 총연기방출률(Total Smoke Release; TSR), 연기발생속도(Smoke Production Rate; SPR)를 측정하였다. 그리고 추가적으로 화재위험성을 판단할 수 있는 화재성능지수(Fire Performance Index; FPI)와 화재성장지수(Fire Growth Index; FGI)를 구하였다.(10-12) 모든 실험은 재현성 및 신뢰성을 위해 3회 실시 후 평균값으로 나타내었다.
실험 전 모든 실험시료는 온도 23±2 ℃, 습도 50±5%에서 항량이 될 때 까지 유지한 다음, 알루미늄호일로 실험시료의 비노출면을 감싼 후 실험을 진행하였다.
실험방법은 45° 연소시험기 내의 시험체 받침틀에 실험시료를 장착 후 버너 불꽃길이가 65 mm가 되도록 한 후, 불꽃 끝이 실험시료 중앙하단에 접하도록 하였다.
실험시료의 경우 MDF 합판에 유-무기 하이브리드 방염제(이하; 하이브리드 방염제)의 처리 유 · 무에 따른 성능특성을 분석하기 위해 비처리 시편과 하이브리드 방염제를 처리한 시편으로 분류하였다.
실험 전 모든 실험시료는 온도 23±2 ℃, 습도 50±5%에서 항량이 될 때 까지 유지한 다음, 알루미늄호일로 실험시료의 비노출면을 감싼 후 실험을 진행하였다. 실험은 복사열유속(Radiation heat flux) 50 kW/m2를 노출된 시편에 인가하여 지속적인 불꽃연소가 시작된 때부터 30 min 경과 후 종료하였고, 추가로 2 min 간의 데이터 수집시간을 부여하여 총 32 min (1920 s) 동안 진행하였다.(8,9) 이때, 연소특성은 열과 관련된 데이터인 착화시간(Time To Ignition; TTI), 열방출률(Heat Release Rate; HRR), 총방출열량(Total Heat Release; THR), 질량감소율(Mass Loss Rate; MLR)을 측정하였고, 연기와 관련된 데이터인 일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO2) 발생량, 총연기방출률(Total Smoke Release; TSR), 연기발생속도(Smoke Production Rate; SPR)를 측정하였다.
이때, 실험의 재현성 및 신뢰성을 위해 45° 연소시험과 동일하게 2 min 간 진행한 후 잔염시간 및 잔신시간을 배제한 상태에서, 문을 밀폐한 상태 그대로 1 min 간 추가적으로 데이터를 측정하여 총 3 min 동안 발생되는 연소가스의 발생량을 측정하였다.
추가적으로 위 측정된 결과데이터들을 이용하여 화재성능지수인 FPI와 화재성장지수인 FGI를 구하였다. 즉, FPI와 FGI는 측정된 데이터를 이용하여 계산되어 얻어지는 값으로, 콘칼로리미터 실험에서 실험시료의 화재안전성을 파악하는데 종합적인 평가를 얻을 수 있다.

대상 데이터

건축물 내의 공간구획 및 실내장식물로 많이 사용되고 있는 MDF 합판을 이용하여 실험시료를 제작하였다. 실험시료의 경우 MDF 합판에 유-무기 하이브리드 방염제(이하; 하이브리드 방염제)의 처리 유 · 무에 따른 성능특성을 분석하기 위해 비처리 시편과 하이브리드 방염제를 처리한 시편으로 분류하였다.
실험시료의 크기는 45° 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험의 경우 방염성능기준에 의거하여 가로 290 mm× 세로 190 mm×두께 10 mm의 크기로 제작, 콘칼로리미터를 이용한 연소특성 측정실험의 경우 시험규격에 의해 가로 100 mm×세로 100 mm×두께 10 mm 크기로 제작하여 사용하였다.

데이터처리

이때, 실험의 재현성 및 신뢰성을 위해 45° 연소시험과 동일하게 2 min 간 진행한 후 잔염시간 및 잔신시간을 배제한 상태에서, 문을 밀폐한 상태 그대로 1 min 간 추가적으로 데이터를 측정하여 총 3 min 동안 발생되는 연소가스의 발생량을 측정하였다. 모든 실험은 재현성 및 신뢰성을 위해 3회 실시 후 평균값으로 나타내었다.

이론/모형

, UK)를 나타낸 것이다. 연소특성 측정실험은 KS F ISO 5660-1 (제1부: 열방출률 콘칼로리미터법)(8) 및 KS F ISO 5660-2 (제2부: 연기발생률 동적 측정)(9)의 방법에 의해 진행하였다. 실험 전 모든 실험시료는 온도 23±2 ℃, 습도 50±5%에서 항량이 될 때 까지 유지한 다음, 알루미늄호일로 실험시료의 비노출면을 감싼 후 실험을 진행하였다.

성능/효과

질량감소율인 MLR은 가연물의 연소특성을 이해하는 또 다른 주요요소로 화재거동에 대한 추가적인 정보를 보여준다.(20) 최대질량감소율인 MLRpeak의 경우 M-U 시료 0.254 g/s (at 35 s), M-F 시료 0.224 g/s (at 38 s)로 측정되어, 하이브리드 방염제를 처리할 경우 비처리 시편보다 11.8% 감소되는 것으로 나타났다. 실험시간인 1920 s 동안 발생된 평균질량감소율인인 MLRmean의 경우 M-U 시료 0.
Table 2는 하이브리드 방염제를 처리한 MDF 합판의 연소가스 감소량을 측정하기 위해 45° 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험동안 발생된 연소가스의 최대 발생량을 나타낸 것이다. CO_max의 경우 M-U 시료 2,179 ppm, M-F 시료 1,651 ppm으로 측정되어, 하이브리드 방염제 도포로 인해 CO_max 발생량이 24.2% 감소되는 것으로 나타났다. CO_2max의 경우도 M-U 시료 15,000 ppm, M-F 시료 9,000 ppm 으로 측정되어, 하이브리드 방염제 도포로 인해 CO_2max 발생량이 40.
4% 감소되는 것으로 나타났다. CO와 CO₂의 인체 유독성만을 가지고 비교했을 때, CO의유독성이 더 크기 때문에 하이브리드 방염제를 처리할 경우 CO 발생량의 저감효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 총연기방출률인 TSR의 측정방법은 Bouger의 실험에의해 연기를 투과하는 빛의 세기는 거리에 따라 지수 함수적으로 감소되는 기본원리⁽²²⁾로 측정하며, 연기는 화재 시발생되는 연소생성물 중 인명피해에 가장 큰 비중을 차지하는 위험요소이다.
FGI의 경우 M-U 시료 9.286 kW/m2 ·s, M-F 시료 7.468 kW/m2 ·s로 측정되어,하이브리드 방염제를 처리한 경우 비처리 시편보다 FGI가 19.6% 감소되어 화재안전성이 높아지는 것으로 나타났다.
FPI의 경우 M-U 시료 0.037 s· m2/kW, M-F 시료 0.049 s · m2/kW로 측정되어, 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 FPI가 1.3배 증가되면서 플래시오버 시간 감소로 화재위험성이 낮아지는 것으로 나타났다.
9% 감소되는 것으로 나타났다. NO_2max의 경우도 M-U 시료 75 ppm, M-F 시료 62 ppm으로 측정되어, 하이브리드 방염제 도포로 인해 NO_2max 발생량이 17.3% 감소되는 것으로 나타났다. H₂S_max의 경우 M-U 시료 1.
0% 감소되는 것으로 나타났다. NO_max의 경우 M-U 시료 71 ppm, M-F 시료 59 ppm으로 측정되어, 하이브리드 방염제 도포로 인해 NO_max 발생량이 16.9% 감소되는 것으로 나타났다. NO_2max의 경우도 M-U 시료 75 ppm, M-F 시료 62 ppm으로 측정되어, 하이브리드 방염제 도포로 인해 NO_2max 발생량이 17.
최초 착화시간인 TTI는 가연물의 연소특성을 이해하고 돕는 중요한 성질로써 실험시료가 열원에 노출되어 지속적인 불꽃연소가 시작되기 전까지를 의미한다.(13-15) TTI의 경우 M-U 시료 12 s, M-F 시료 14 s로 측정되어, MDF　합판에 하이브리드 방염제를 처리한 M-F시료가 최성기의 화재조건인 50 kW/m2의 복사열유속(10) 하에서비처리 시편인 M-U보다 2 s정도 착화가 지연되는 것으로나타났다. 열방출률인 HRR은 실험시료의 표면적당 발생되는 순간적인 열량의 크기로써 건축재료의 연소위험성을 보여줄 수 있는 주요요소로 화재모델링을 위한 중요한 측정값으로 활용된다.
둘째, 콘칼로리미터를 이용한 연소특성 측정결과 열과 관련된 데이터에서 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 착화시간인 TTI의 경우 2 s지연되었고, 열방출률인 HRR의 경우 HRRpeak 12.7% 감소, HRRmean 20.8% 감소, 총방출열량인 THR의 경우 15.0% 감소, 질량감소율인 MLR의 경우 MLRpeak 11.8% 감소, MLRmean 15.6% 감소되는 것으로 나타났다. 연기와 관련된 데이터에서 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 평균 COmean 발생량의 경우 16.
58 cm²로 측정되어 방염성능기준인 50 cm²를 초과하는 것으로 나타났다. 반면, M-F 시료는 16.0 cm²로 측정되어 방염성능을 만족하고 있으며, 비처리 시편인 M-U와 비교했을 때 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 탄화면적에서 84.7% 감소되어 내열성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
3% 감소되는 것으로 나타났다. 실험시간인 1920 s 동안 발생된 평균연기발생속도인 SPRmean의 경우 M-U 시료 0.0018 m²/s, M-F 시료 0.0016 m²/s로 측정되어,하이브리드 방염제를 처리할 경우 비처리 시편보다 11.1% 감소되는 것으로 나타났다.
7% 감소되는 것으로 나타났다. 실험시간인 1920 s 동안 발생된 평균열방출률인 HRRmean의 경우 M-U 시료 65.9 kW/m2, M-F 시료 52.2 kW/m2로 측정되어, 하이브리드 방염제를 처리할 경우 비처리 시편보다 20.8% 감소되는 것으로 나타났다. 총방출열량인 THR은 화재 시 발생하는 열의 총량을 의미하며, 이는 시료 표면적당 시간에 대한 함수로 표현되는 열방출을 시간으로 적분하여 계산된 값이다.
6% 감소되는 것으로 나타났다. 연기와 관련된 데이터에서 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 평균 COmean 발생량의 경우 16.9% 감소, 평균 CO2mean 발생량의 경우 0.4% 감소, 총연기방출률인 TSR의 경우 13.0% 감소, 연기발생속도인 SPR의 경우 SPRpeak 13.3% 감소, SPRmean 11.1% 감소되는 것으로 나타났다. 추가적으로 화재성능지수인 FPI와 화재성장지수인 FGI 측정결과 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 FPI의 경우 1.
이상과 같은 결과 공시편인 MDF 합판에서 기존 발생되었던 연소가스가 하이브리드 방염제를 도포함으로써 연소가스가 크게 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연소가스의 억제효과는 화재 시 인명피해의 저감과 긴밀성이 있기 때문에 우수한 방염제로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
이상과 같은 결과 유-무기 하이브리드 방염제의 경우 무기물의 장점인 우수한 내열성과 유기물의 장점인 우수한 내구성 및 부착성을 모두 가지고 있는 방염제로써 방염성능의 주요요소인 내열성 및 내구성이 크게 향상되어 난연성이 우수한 방염제로 활용가치가 높을 것으로 생각된다. 또한, 연소가스 발생량의 저감효과와 연기발생의 감연효과 등 발연성이 우수하여 화재 시 인명 피해의 주요원인인 연기발생량을 감소시킬 수 있기 때문에 향후 다양한 실내장식물의 방염제로 확대 적용될 경우 인명피해 저감효과가 크게 나타날 수 있을 것으로 판단된다.
이상과 같은 결과 하이브리드 방염제를 처리한 MDF 합판의 경우 무기물인 SiO₂가 표면에 코팅되어 산소 및 열 차단을 통해 열분해를 억제시켜 내열성을 극대화시키고, 유기물인 실란화합물의 강한 접착성으로 인해 무기물의 단점인 표면균열을 최소화시킴과 동시에 내구성 및 부착성을 향상시켜 전체적인 난연성이 크게 증가된 것으로 생각된다.
이상과 같은 결과 하이브리드 방염제를 처리할 경우 무기계의 장점인 우수한 내열성이 SiO2의 세라믹스가 MDF 표면에 형성되고, 유기계의 장점인 부착성이 실란화합물의 합성을 통해 바인더로 작용되어 CO 발생량 저감 및 연기발생의 감연(Decrease of smoke)효과가 우수해 지는 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같은 결과 하이브리드 방염제의 경우 무기물의 가장 큰 장점인 우수한 내열성을 지니고 있기 때문에 연소억제효과로 인해 난연성이 크게 상승된 것으로 생각된다.
Table 1은 45° 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험의 결과를 나타낸 것이다. 잔염시간(AFT)의 경우 비처리 시편인 M-U 시료 9 s, 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료 0 s로 측정되어 모두 방염성능기준을 만족하는 것으로 나타났지만, 하이브리드 방염제를 처리한 경우 무기질 바인더의 코팅으로 인해 비처리 시편보다 내열성이 크게 향상되어 버너불꽃의 제거와 동시에 불꽃이 즉시 소멸되는 것을 볼 수 있었다. 잔신시간(AGT)의 경우 M-U 시료 및 M-F 시료 모두 0 s로 측정되었는데, 이는 본 연구에 사용된 공시편인 MDF 합판의 경우 고온에서 해섬하여 얻은 목섬유(Wood fiber)를 합성수지 접착제로 결합시켜 성형 및 열압하여 제조되었기 때문에 내부조직 밀도가 상대적으로 높아 일정 수준이상의 내열성을 지니고 있기 때문에 잔염시간 후에 나타나는 잔신시간이 발생되지 않아, 공시편인 MDF 합판이 방염성능기준을 자체적으로 만족하고 있는 것으로 생각된다.
추가적으로 위 측정된 결과데이터들을 이용하여 화재성능지수인 FPI와 화재성장지수인 FGI를 구하였다. 즉, FPI와 FGI는 측정된 데이터를 이용하여 계산되어 얻어지는 값으로, 콘칼로리미터 실험에서 실험시료의 화재안전성을 파악하는데 종합적인 평가를 얻을 수 있다.(23) FPI는 최초착화시간인 TTI와 최대열방출률인 HRRpeak로 정의되며, MDF 목재의 FPI 값과 플래시오버(Flash over) 시간과의 상관관계를 얻을 수 있다.
첫째, 45° 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험 결과 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 잔염시간의 경우 9 s 감소된 0 s로 측정되었고, 탄화길이의 경우 55.2% 감소, 탄화면적의 경우 84.7% 감소되는 것으로 나타났다.
연기발생속도인 SPR은 배기덕트에서 연기체적유량의 곱으로 계산된다. 최대연기발생속도인 SPRpeak의 경우M-U 시료 0.030 m²/s (at 295 s), M-F 시료 0.026 m²/s (at 290s)로 측정되어, 하이브리드 방염제를 처리할 경우 비처리 시편보다 13.3% 감소되는 것으로 나타났다. 실험시간인 1920 s 동안 발생된 평균연기발생속도인 SPRmean의 경우 M-U 시료 0.
추가적으로 45° 연소시험기를 이용한 방염성능 측정실험동안 발생된 연소가스의 발생량 측정결과 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 COmax 발생량 24.2% 감소, CO2max 발생량 40.0% 감소, NOmax 발생량 16.9% 감소, NO2max 발생량이 17.3% 감소, H2Smax 발생량이 26.7% 감소되는 것으로 나타났다.
1% 감소되는 것으로 나타났다. 추가적으로 화재성능지수인 FPI와 화재성장지수인 FGI 측정결과 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 비처리 시편인 M-U 시료보다 FPI의 경우 1.3배 높게 측정되면서 플래시오버 시간 감소로 화재위험성이 낮아졌으며, FGI의 경우 19.6% 감소되어 화재안전성이 높아지는 것으로 나타났다.
잔신시간(AGT)의 경우 M-U 시료 및 M-F 시료 모두 0 s로 측정되었는데, 이는 본 연구에 사용된 공시편인 MDF 합판의 경우 고온에서 해섬하여 얻은 목섬유(Wood fiber)를 합성수지 접착제로 결합시켜 성형 및 열압하여 제조되었기 때문에 내부조직 밀도가 상대적으로 높아 일정 수준이상의 내열성을 지니고 있기 때문에 잔염시간 후에 나타나는 잔신시간이 발생되지 않아, 공시편인 MDF 합판이 방염성능기준을 자체적으로 만족하고 있는 것으로 생각된다. 탄화길이(CL)의 경우 M-U 시료 12.94 cm, M-F 시료 5.8 cm로 측정되어 방염성능기준을 모두 만족하는 것으로 나타났지만, 하이브리드 방염제를 처리한 M-F 시료가 내열성 증가로 인해 비처리 시편인 M-U 시료보다 탄화길이에서 55.2% 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 탄화면적(CA)의 경우 M-U 시료 104.
9% 감소되는 것으로 나타났다. 평균 CO_2^mean 발생량의 경우 M-U 시료 1.409 kg/kg, M-F시료 1.404 kg/kg으로 측정되어, 하이브리드 방염제를 처리할 경우 비처리 시편보다 0.4% 감소되는 것으로 나타났다. CO와 CO₂의 인체 유독성만을 가지고 비교했을 때, CO의유독성이 더 크기 때문에 하이브리드 방염제를 처리할 경우 CO 발생량의 저감효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
) 발생량, 총연기방출률(TSR), 연기발생속도(SPR)를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 평균 CO_mean 발생량의 경우 M-U 시료 0.059 kg/kg, M-F 시료 0.049 kg/kg으로 측정되어, MDF 합판에 하이브리드 방염제를 처리한 M-F시료가 최성기의 화재조건인 50 kW/m²의 복사열유속(10,21) 하에서 비처리 시편인 M-U보다 16.9% 감소되는 것으로 나타났다. 평균 CO_2^mean 발생량의 경우 M-U 시료 1.

후속연구

이상과 같은 결과 유-무기 하이브리드 방염제의 경우 무기물의 장점인 우수한 내열성과 유기물의 장점인 우수한 내구성 및 부착성을 모두 가지고 있는 방염제로써 방염성능의 주요요소인 내열성 및 내구성이 크게 향상되어 난연성이 우수한 방염제로 활용가치가 높을 것으로 생각된다. 또한, 연소가스 발생량의 저감효과와 연기발생의 감연효과 등 발연성이 우수하여 화재 시 인명 피해의 주요원인인 연기발생량을 감소시킬 수 있기 때문에 향후 다양한 실내장식물의 방염제로 확대 적용될 경우 인명피해 저감효과가 크게 나타날 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	방염의 목적은 무엇인가?	방염이란 화재위험성이 높은 유기물질(Organic matter)에방염액, 방염도료, 방염물질 등의 방염제를 처리하여 화염착화를 지연시키기 위해 물리 · 화학적으로 난연성 및 자기소화성을 부여한 것으로 화재로 인한 인명피해를 최소화시키는데 주목적이 있다.(1-3) 현재 방염제의 대부분은 가격이 저렴하고 방염효과가 우수한 할로겐 화합물인 브롬계 방염제(유기계)를 사용하고 있다.
	방염이란 무엇인가?	방염이란 화재위험성이 높은 유기물질(Organic matter)에방염액, 방염도료, 방염물질 등의 방염제를 처리하여 화염착화를 지연시키기 위해 물리 · 화학적으로 난연성 및 자기소화성을 부여한 것으로 화재로 인한 인명피해를 최소화시키는데 주목적이 있다.(1-3) 현재 방염제의 대부분은 가격이 저렴하고 방염효과가 우수한 할로겐 화합물인 브롬계 방염제(유기계)를 사용하고 있다.
	브롬계 방염제의 브롬화합물에서 생기는 문제는 무엇인가?	브롬계 방염제는 다양한 물질에 적용할 수 있고, 소량으로도 높은 방염효과가 나타나, 가격 대비 성능 면에서 현재 근접할 수 있는 방염제가 없지만, 유럽국가에서는 할로겐계 화합물을 환경규제 물질로서 규정하여 점차 적용범위를 확대하고 있다. 브롬화합물의 경우도 연소 시 부수적으로 다이옥신(Dioxine)을 유발할 수 있기 때문에 유독성문제 및 분해 시 그을음과 연기발생의 문제가 나타나 비할로겐 방식의 대체물질 개발의 필요성이 증대되고 있는 추세이다. 이로 인해 현재 인계 방염제가 저독성 및 고성능의 두 가지 측면을 만족시켜 할론겐계 방염제의 대체품으로 각광받고 있다.

참고문헌 (26)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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