방염제로 도포된 목재의 플래시오버 특성

Flashover Characteristics of Wood Specimens Coated with Flame Retardant

목재는 우수한 소재 특성 및 높은 환경 효과로 인해 건축 산업 및 가구 제조 분야에 널리 응용되고 있다. 그러나 다른 건축 재료들에 비해 가연성이 크므로 화재 안전측면에서 많은 취약성을 가지고 있다. 화재에 취약한 목재의 화재안전성을 높이기 위한 방법으로 유기물 (에폭시, 아크릴 등)과 무기 물질 (실리케이트, 붕산염, 폴리 포스페이트 등)이 내화성을 제공하는 함침제로 많이 사용되었다. 일반적으로 무기물 처리는 화학적 성질로 인해 유기물보다 화재 작용에 대해 더 나은 작용을 보인다. 일상생활과 밀접한 주거용 내장재의 화재 위험성을 개선하기 위하여 화재안전성을 높이는 방염제를 선별하였고 표면 코팅 방법을 이용하여 초기화재 위험성을 플래시오버 특성 중심으로 분석하였다. 방염처리된 목재의 연소특성을 평가하기위하여 콘칼로리미터를 이용하였다. ISO-5660-1 규격에 따라 연소 특성을 분석하였으며 열 유속(heat flux)은 50 kW/㎡ 조건에서 수행 하였다. 사용한 시험편의 두께는 10 mm로서 크기는 100 mm x 100 mm 의 규격으로 제작하였으며, 알루미늄 호일로 비노출면을 감쌌다. 편백나무위에 소듐실리케이트 졸 화합물에서 24시간 분산시킨 방염제를 3회 도포하였고 실온에서 건조 후 55℃ 오븐에서 24시간 건조하였다. 시험에 앞서 콘히터의 열량이 설정값 ± 2% 이내, 산소분석기의 산소농도가 20.95 ± 0.01%가 되도록 교정하고 배출유량을 0.024 ± 0.002 ㎥/s로 설정하였다. 방염제로는 마이카, 아파타이트, 질코니움 실리케이트를 사용하였다. 방염제로 도포된 목재의 착화시간은 17~42 초로 편백나무보다 2.4~6.0 배 지연되었다. 화재성능지수는 302~1455% 향상되었으며 아파타이트 < 질코니움 실리케이트 < 마이카 순으로 증가하였다. 화재성장지수는 68~92% 감소되었으며 마이카 < 질코니움 실리케이트 < 아파타이트 순으로 증가하였다. 플래시오버 가능성은 편백목재가 높은 등급으로 나타났으며 그 외 시편은 중간등급으로 나타났다. 총열방출량에 의한 위험성은 모든 시편이 중간등급으로 나타났다. 사용된 방염제는 편백목재의 플래시오버가능성을 한 등급 낮추는 결과를 초래하였다.