1. 불에 타지 않는 세라믹 목재전 지구적인 환경 보호 시대를 맞이하여 기존 플라스틱이나 금속을 재생 가능하고 탄소를 저장하는 목재로 대체하려는 움직임이 강해지고 있다. 그러나 목재는 불에 타고 습기에 뒤틀리고 미생물에 썩는 소재이다. 이 때문에 화학적으로 목재에 난연성이나 방부성을 부여하는 기술이 진행되고 있다.겉모습은 천연 목재와 같으나 불에 타지 않는 목재. 이러한 염원을 실현한 것이 바로 세라믹 목재(ceramic wood)이다. 불에 타지 않게 하는 비밀은 목재 내부의 크고 작은 틈새를 물에 녹지 않고 불에 타지 않는 불용
일반적으로 목재에 무기 방염제를 처리하면 흡습성이 증가하는 것으로 알려져 있다. 그림 100은 미국의 론자사(이전엔 archchemicals사)의 상품명 드리콘 (DriconⓇ)의 방염처리 목재의 상대 습도 증가에 따른 흡습성을 비교한 것이다.그림 100에서 보면 일반적인 무기 방염제 처리한 목재는 무처리 목재에 비하여 상대습도가 높아질수록 흡습성이 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다. 실제로 목재용 난연 제로 사용되는 Zinc chloride는 30-80% 의 상대 습도에서 흡습성을 증가시키며, Ammonium sulfate는 상대
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]분산이 양호한 경우에는 연소 표면이 균일한 탄화막이 형성되어 열이나 산소의 차단이 효과적으로 이루어지지만 그렇지 않은 경우에는 불연속 탄화막이 형성되어 효과를 저하시키는 것이다.CNT의 길이와 직경의 비율을 뜻하는 영상비도 중요하다. 가시와키(Kashiwagi) 등은 평균 영상비가 49(MWNT-49, 4% 사용)와 150 (MWNT-150, 2% 사용)인 CNT 로 PS의 나노 복합체를 만들어서 잔류물을 측정한 결과 그림 95와 같았다.그림 95에서 보면 영상비가 큰 MWNT-150이 보다 적은
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]7.10 카본 나노튜브(Carbon nanotubes)고분자의 난연제로 가장 많이 사용되는 나노 섬유상 재료는 카본 나노튜브(CNT, carbon nanotube)이다. 탄소나노튜브는 1985년에 Kroto와 Smalley가 탄소의 동소체인 풀러렌(탄소 원자 60개가 모인 것:C60)을 처음으로 발견한 이후, 1991년 일본전기회사(NEC) 부설 연구소의 飯島가 전기방전시 흑연 음극상에 형성된 탄소 덩어리를 투과 전자 현미경으로 분석하는 과정에서 발견하여 네이처지에 처음으로 발표했다.이후 KIST의
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]7.8.2. 점토광물의 유기화와 분산층상 점토광물은 층사이의 무기이온 대신에 유기 양이온(alkylammonium, alkyl phosphonium and alkyl imidazol(idin)ium cations)을 삽입하면 무기 규산염 층사이의 거리를 어느 정도 제어가 가능하게 된다. 예를 들면 알킬암모니움 이온을 삽입하면 층간 거리는 1nm에서 3nm정도까지 변화한다. 탄소수가 큰 알킬기를 층 사이에 삽입한 점토는 톨루엔과 같은 유기 화합물을 층 사이에 넣을 수가 있는데 이런 처리과정을 거친 것
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]한(Han) 등은 다음 반응식에서 보는 바와 같이 흑연과 황산 사이에서 산화환원 반응(redox reaction)에 의해 생성된 팽창으로 설명하고 있다.C + 2H2 SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2이때 발생하는 불연성 기체는 기상에서 가연성 가스의 희석 효과도 나타나지만 팽창성 흑연의 주된 작용은 그림 79에서 보는 바와 같이 유연한 발포성 탄소층을 형성하여 열의 이동을 막는 절연층을 형성하여 가연성분의 열분해를 억제시켜 난연성을 높인다.팽창흑연의 발포배율은 그림 80에서 보는 바와 같이
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]7.6 표면 팽창층(Intumescent)난연제로 사용되는 여러 가지 화합물 중 특정한 화합물은 재료표면의 탄화층 형성을 형성한다. 탄소성 챠의 형성에 관한 총괄논문은 이미 1970년대에 나와 이 시점에서 챠의 형성에 관한 연구는 일단락되고, 이후부터는 난연재료의 연구가 탄화층 형성에서 표면팽창층(Intumescent)의 연구로 이행됐다.표면팽창층이라는 것은 그림 71과 같이 연소 시에 가열되면 표면이 팽창되어 단열층이 형성되어 이것이 분해 생성물의 확산이나 전열이 억제되는 것이다.재료표면을 발포시
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]7.4. 실리콘계 화합물목재에 사용되는 실리콘 화합물은 크게 무기계와 유기계로 크게 나눌 수 있다. 7.4.1 무기계 실리콘 화합물무기계 실리콘 화합물은 통상 물유리로 불리는 수용성 알칼리 실리카와 실리카 졸, 침강성 실리카 및 흄드 실리카(hummed silica)가 사용되며, 유기계 실리콘 화합물은 주로 유기 실란 화합물이 사용된다. 흄드 실리카와 침강성 실리카는 강화성 충진제로도 사용되고, 응축상에서 총발열량을 저하하는 작용을 갖고 있으나 화학적 난연성은 보이지 않으며, 분해되어 물이나 CO2
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]또 다른 연구에서 가오(Gao)는 guanidine dihydrogen phosphate, diguanidine hydrogen phosphate, guanidine carbonate와 guanidine nitrate을 사용하여 TGA로 측정하였다. 챠 생성율이 대략 60%, 55%, 20% and 25%로 인과 질소 사이에는 상승작용이 있음을 보여주고 있다. 헤(He) 등은 APP와 붕산아연(zinc borate)를 사용하면 목재에 강인한 잔류성 챠를 형성한다고 보고하였다.그림 53에서 보는 바와
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]또 강산과 반응하여 열적으로 안정한 염을 만드는데 대표적인 것이 melamine phosphate, melamine diphosphate, melamine pyrophosphate이며, 이들 멜라민 인산염의 열적 특성은 그림 48에 나타내었다.그림 48에서 보면 멜라민의 염은 순수한 멜라민보다 내열성이 증가되는 것을 볼 수 있다. 멜라민 염을 가열하면 그림 48에서 보는 바와 같이 일부는 멜라민으로 기화되나 일부는 응축 상에서 melam ultraphosphate와 ammonium polyphosp
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]이 과정에서 챠가 형성되며, 형성된 챠는· 가연성 가스의 방출을 저지하고, 추가로 새로운 자유 라디칼(free radicals)의 형성을 저지한다.· 외부로부터의 산소가 들어오는 것을 막는 작용을 한다.· 고분자의 신생면을 열로부터 차단한다.또 인계 화합물 특히 유기인계 난연제는 휘발하여 기상(gas phase)에서 활성 라디칼(PO2, PO과 HPO)을 형성하고, 연소의 연속적인 반응에 필수 불가결한 자유 라다칼(H과 OH)의 포착제로서의 역할을 하는데 이는 브롬(Br) 라디칼보다 5배, 염소(C
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]6.3 가스효과 (gas theories)가스 효과는 다시 불연성 가스에 의한 희석효과(dilution with noncombustible gas)와 라디칼 연쇄반응 붕괴 효과(chainbreaking Inhibitor)로 나뉜다.불연성 가스에 의한 희석 효과는 목재에 처리된 난연제가 열분해에 의해 CO2 , NH3 , H2O등의 불연성 가스를 발생시켜 목재의 열분해에서 생기는 가연성 가스를 희석시키기 때문에 목재의 연소가 중단된다. 따라서 탄산염, 암모늄염 및 결정수를 포함하는 화합물이 효과를 갖
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]5.2.4 초임계유체 처리법(694호 이어서)초임계 이산화탄소 처리법의 장점1. 안전하고, 갑싼 이산화탄소를 캐리어 가스로 이용이 가능하다.2. 주문에 응해서 필요한 때에 필요한 양을 처리할 수 있다.3. 건식 처리이기 때문에 처리 후 건조과정이 필요 없다.4. 처리 후 이산화탄소와 약제를 분별회수하여 재이용이 가능하다. 초임계 이산화탄소 처리법의 단점1. 초임계 상태에 이르기 위해서는 고압이 필요하기 때문에 용기가 고가이고,2. 흡수량을 결정하기 위해서는 처리된 재료를 화학분석 할 필요가 있으며,
[한국목재신문=윤형운 기자]◇ 극동방염 주재성 대표극동방염은 목재방염 전문기업으로 33년 동안 끊임없는 혁신과 도전을 마다하지 않고 부딪혀 온 기업이다. 화재안전에 대한 법규가 시간이 지나면서 점차 강화되어온 가운데 극동방염은 방염제와 난연제를 개발하고 후방염 시공방식에서 선방염 시공방식으로 전환하는데 기여해 왔으며, 난연처리를 위해 가압주입식처리기를 설치해 난연목재가공을 해오고 있다. 극동방염은 전시시설물에 들어가는 합판 선방염 가공과 우드블라인드 선방염 가공, 내장재 선방염 가공, 사찰이나 한옥재의 난연가공, 외장목재의 난연가공
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]5.2.2 천공 가공법천공가공은 그림 25과 같이 목재의 이면에서 표면 방향으로 직경 1mm정도의 드릴로 구멍을 뚫는 방법이다. 전술한 인사이징 가공과 비교하여 목재 목구면 전체를 보다 균질하게 처리가 가능하다는 장점을 갖고 있어 난연처리에 적합하다. 그림 26에서 보면 천공 가공에 의해 주입량이 증가되는 것을 볼 수 있다. 5.2.3 벽공(壁孔, pit) 파괴법건강한 수목에는 수분의 통로가 되는 것은 주로 도관(활엽수)와 가도관(침엽수)이 있다. 이 도관과 가도관의 방사벽에 존재하는 것이 벽공(壁
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]5. 목재의 난연 처리와 침투성 증진 5.1 목재의 난연 처리 5.1.1 도포 또는 스프레이법 (Brush or Spraying treatment)이 방법은 목재에 난연제를 붓이나 스프레이로 칠하는 방법으로서 통상 3-4회 도포한다. 목재에의 흡수량은 수종, 변재, 심재 등에 따라 다르나 대략 200~300g/㎡로 적고, 침투되는 깊이도 대단히 얇다. 5.1.2 침적법(Impregment treatment)어느 정도 건조된 목재를 난연제 수용액에 수일에서 수주간 담가두는 방법으로서 목재 내에 흡수량
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]4.3 미세연소 열량계 (Microscale combustion calorimetry)고분자의 난연성 측정 기기로 비교적 최근에 소개된 것이 미세연소열량계(microscale combustion calorimeter, MCC)이다.그림 15에 MCC의 모식도와 외관을 나타내었다. 그림 15에서 볼 수 있는 바와 같이 MCC는 콘칼로리미터 보다 훨씬 단순한 것을 알 수 있다. 이 방법은 미국 연방항공청(US Federal Aviation Administration)에 의해 개발되었다. 당초 항공기용
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]그림 12는 동일한 시료(OSB)를 복사열만 20, 35, 50, 65㎾/㎡로 가열했을 때의 변화이다.전체적인 형태는 비슷하나 가열 강도가 강할수록 이른 시간에 피크가 발현하는 것을 볼 수 있다. 또 그림 12에서 보면 2개의 피크가 보이는데 첫 번째 나타나는 피크는 시료가 착화되어 발생하는 가연성 가스에 의한 것이다. 첫 피크가 나타난 이후로는 HRR이 줄어드는 것은 시료 표면에 탄화막이 생성되어 외부로부터 열전달이 차단되기 때문에 나타나는 현상이다. 두 번째 피크는 형성된 탄화막이 깨어지면서 다
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]따라서 위 2가지 발열량에서 CO2/CO의 생성비를 적게 하거나 탄소의 활성표면의 불활성화를 유지하면 연소의 지속이 곤란하기 때문에 유효한 난연제를 선택하면 표면연소의 억제가 가능하다. 전자에 유효한 난연제는 무기 및 유기 인계가 많이 사용되며, 후자에 유효한 난연제는 목재 표면에 코팅하여 불활성화를 이루는 붕소계 약제가 사용된다.목재(Red oak, White pine)는 다른 고분자에 비하여 불꽃연소인 경우에는 적은 편이나 훈소의 경우에는 상당히 많은 편에 속한다. 또 연기가 갖는 자극성, 건강
[한국목재신문=한국목재신문 편집국]강산형 난연제의 작용은 가열초기에서 중량감소율의 증대, 열분해·중량감소 개시 온도의 저온화, 탈수탄화작용의 촉진 등이 있는데 비하여 강염기형 난연제는 가열초기에서 중량변화에 미치는 영향이 작고, 흡열성 타르 생성반응의 저해에 영향을 미치는 탄소잔사 생성증대에 기여하는 것이다.목재가 열분해에 의해 생성된 목탄은 순수한 탄소만으로 형성된 것이 아니고, 대체로 2차분해 생성물인 타르성 잔사가 탄소를 주성분으로 집적된 것이 상당부분을 점한다. 이 탄소잔사표면은 활성탄소표면이라 부르며, 산소에 대한 친화성이