수분흡수율에 대한 약점을 극복하고 있는 무기질단열재

반갑습니다 여러분!!

건축용단열재 전문기업

태화단열의 온라인팀 입니다~!!

 

 

오늘 태화단열의 블로그에서는

저번 유기질단열재의 포스팅에 이어서

최근 건축현장에서 급격히 선호도가 높아진

<무기질단열재>

에 관한 내용으로 포스팅을 진행해보려고 합니다.

 

 

석유를 베이스로 만들어지는 유기질단열재와는 다르게

무기질단열재는 대체적으로 자연에서 구하기 수월한

광물계의 재료를 베이스로 만들어지게 됩니다.

(물론 신소재들을 활용한 무기질단열재도 많습니다)

 

 

유기질단열재를 이루고 있는 탄소 및 산소, 수소, 질소를 제외한

나머지 원소들로 이루어진 단열재들을

대체적으로 무기질단열재라 일괄해 부르기도 하며

석유 화학성분을 기반으로 하지 않는다는 점이

가장 큰 특징이라 보시면 되겠습니다.

 

그렇기 때문에

석유 화학성분을 베이스로 한 탄화수소 계열의

유기질단열재는 열에 약한데 반해

무기질단열재는 석유 화학성분을 베이스로 하지 않으면서

섬유화한 상태로 실처럼 뽑아지며 만들어지기 때문에

열에 강한 특성을 보이고 있습니다.

 

 

무기질단열재는 대체적으로

유리 원료 및 광물 등을 녹여서

섬유 형태로 만들어지는데

기본적으로 유리 등의 광물 자체가 열에 강하기 때문에

무기질단열재는 불연단열재로 분류가 됩니다.

 

무기질단열재는 화재에 강하다는 점과 더불어

유연성과 복원력이 좋기 때문에

접합부 시공성이 뛰어난 장점을 가지고 있습니다.

(다만 미네랄울 및 그라스울의 경우 성형된 상태에서는 벽체 부위 시공이 힘든 편입니다)

 

 

또한 최근 건축물의 외벽지점에 화재사건이 잇따르고 있기 때문에

열에 강하면서 유독가스 배출이 적어 최소한의 안전을 보장받을수 있는

무기질단열재의 사용량이 증가하고 있는 추세입니다.

 

 

하지만 무기질단열재는

유기질단열재에 비해 단열성이 떨어지면서

가격대가 비싸다는 단점이 있습니다.

그리고 섬유질의 단열재 특성상

수분흡수율이 크기 때문에

물기에 취약하다는 부분이

아쉬운 부분으로 꼽히고 있습니다.

 

 

수분흡수율이란 단열재가 습기를 머금는 성질을 말하는데

무기질단열재가 수분흡수를 하게 될 경우

시공 부위에 공극을 유발할 수도 있기 때문에

방수처리를 꼼꼼하게 해주어야 합니다.

만약 방수처리가 제대로 되어있지 않을 경우

단열재 틈 사이로 외기차이로 인한 결로가 발생해

벽체 및 천정 부위 내구도가 떨어지게 되고

경우에 따라서는 내부에 벌레 및 곰팡이가 발생하며

무기질단열재 특유의 악취가 날 가능성이 농후해지게 됩니다.

 

 

무기질단열재는

열에 강하면서 굵은 섬유로 이루어져 있다는

상징적인 특성과 더불어

유리질, 광물질, 금속질, 탄소질 등으로 분류가 됩니다.

 

 

1. 유리질단열재 (그라스울)

feat. 폼글라스 외

 

무기질단열재 - 유리질단열재 (그라스울)

 

무기질단열재 중에서도 유리질단열재에 속하는 그라스울은

유리를 녹여 섬유 형태로 뽑아 제조한 것으로

불에 잘 타지 않는 무기질단열재를

대표하는 단열재라 할 수 있겠습니다.

유리 함량에 따라 24K, 32K, 40K 등으로 분류되며

스스로 팽창하는 성질이 있어서 주로 목조주택에 많이 사용됩니다.

 

롤 형태를 비롯해 판상형, 판넬형, 매트형 까지

다양한 형태로 시중에 소개되고 있습니다.

(롤 형태 = 목조주택, 매트 형태 = 선박 및 건물, 판넬 형태 = 건물 외벽)

에 주로 쓰이고 있습니다.

 

 

유리질단열재는 보온성 및 보냉성과 단열성이 우수하며

산성에 강하고 탄성이 있다는 특징이 있습니다.

또한 섬유가 가늘기 때문에 칼이나 가위로도 쉽게 절단이 가능해

시공성이 좋은편이라 할 수 있겠습니다.

미네랄울보다 가격이 저렴하며 유독가스 배출이 없다는 점도

장점으로 부각될 수 있는 지점이라 할 수 있겠습니다.

 

 

하지만 수분흡수율이 높기 때문에 방수처리를 별도로 해야합니다.

만약 수분을 흡수하게 되면 단열성이 저하되면서

때에 따라 골조에 영향을 주기도 합니다.

또한 압축침하가 생길 위험성이 있으며

유리섬유가 인체에 유해하기 때문에 시공시 각별한 주의가 필요합니다.

 

미네랄울에 비해 밀도가 낮기 때문에 대부분 푹신하고 가벼워

시멘트포장 용지로 사용되는 크라프트지를 붙여 생산하는 것이 일반적입니다.

(크라프트지는 형태를 잡아주는 동시에 습기지연재 역할도 합니다)

 

불연단열재지만 유리질단열재는 녹는점이 낮아

화재를 억제시킬 수 있는 능력치는 한계를 보이기도 하며

시공자의 숙련도에 따라 단열성능에 영향을 많이 받는데

최대한 구겨지지 않게 시공하는것이 키포인트라 할 수 있겠습니다.

 

무기질단열재 - 유리질단열재 (폼글라스)

 

2. 광물질단열재 (미네랄울)

feat. 펄라이트, 바잘트섬유, 버미큘라이트 외

 

무기질단열재 - 광물질단열재 (미네랄울)

 

미네랄울은 락울이라고도 불리우며

무기질단열재 중 광물질단열재에 속합니다.

광석을 고온에서 녹인 쉬 액체 상태로 만든 뒤 섬유형태로 만드는데

원료 자체가 광물질이기 때문에 불에 타지 않아

화재에 안전하다는 큰 장점이 있습니다.

 

무기질단열재 - 광물질단열재 (펄라이트)

 

광물질단열재는 활용범위가 넓어

천정 및 벽, 바닥의 단열이나 방음, 방화용으로도 사용이 됩니다.

 

광물질단열재는 그라스울에 비해 녹는점이 높기 때문에

안전사용 온도가 뛰어납니다.

따라서 화제를 억제시킬 수 있는 능력치가 좋으며

내화학성이 우수합니다.

 

소리를 흡수하는 흡음성도 뛰어나며 탄력이 좋고 유연합니다.

또한 복원력이 우수하고 재단이 수월해

시공성이 좋다고도 알려져 있습니다.

 

무기질단열재 - 광물질단열재 (바잘트섬유)

 

하지만 무기질단열재 특유의

수분흡수율이 높다는 고질적인 문제가 있기 때문에

내단열 시공시 곰팡이에 대한 부분을

꼼꼼히 체크해야 합니다.

(그렇기 때문에 방습목적으로 포일시공을 하기도 합니다)

 

무기질단열재 - 광물질단열재 (버미큘라이트)

 

3. 금속질단열재 (세라믹단열재)

 

무기질단열재 - 금속질단열재 (세라믹단열재)

 

무기질단열재에 속하는 금속질단열재는

규산 및 알루미나, 마그네시아질 등으로 만들어지며

고온용 내화단열재로 활용할 수 있습니다.

대표적으로 세라믹단열재가 있습니다.

 

세라믹단열재는 알루미늄 규산염 섬유판으로

열 전달을 극단적으로 제한시켜

열을 차단 및 보존하는데

상당히 효율적으로 사용되고 있습니다.

 

세라믹단열재는 건축물의 단열재 용도 외

용광로 및 난로, 내연기관, 보일로 등의

열 절연재로도 많이 사용되고 있습니다.

 

 

세라믹단열재는 무기질단열재의 장점인

높은 온도에서도 열전도율이 낮은 특성을 가지며

내구성이 뛰어나고 경량 제품으로 구조물에 부담을 주지 않으면서

설치 및 유지보수가 수월하다는 장점이 있습니다.

 

또한

보드형태, 담요형태, 종이형태, 직물형태, 모듈형태, 섬유형태 등

다양한 형태로 제조가 되기 때문에

사용 용도에 따라

폭 넓게 선택을 할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

그리고 내부 발수 처리를 통해

무기질단열재 특유의

수분이 침투하면서 생기는

섬유 뭉침 현상으로 내구성이 떨어지는 단점까지 보완을 했습니다.

 

무기질단열재 - 금속질단열재 (세라믹단열재)

 

4. 탄소질단열재 (탄소 에어로젤)

 

무기질단열재 - 탄소질단열재 (탄소 에어로젤)

 

무기질단열재 중 탄소질단열재는

탄소질 섬유, 탄소분말 등으로 성형하는데

대표적으로 탄소 에어로젤 단열재가 있습니다.

 

탄소 에어로젤 단열재는 우주항공 및 국방 분야 등

특수용도부터 시작해

건축묵의 단열 패널이나 단열 시스템에 이르기까지

상당히 다양한 분야에서 상용화 되어지고 있습니다.

 

 

탄소 에어로젤 단열재의 전도율은

0.011~0.015W/m.K 로 단열성이 매우 뛰어나며

적은 두께로 우수한 단열성능을 발휘할 수 있다는 장점이 있습니다.

또한 열전달이 일어나는 적외선 복사를

흡수해 버리는 성질을 가지고 있기 때문에

복사열 차단 또한 효율적으로 가능합니다.

 

무기질단열재의 특성에 걸맞게

탄소 에어로젤 단열재는 1,100℃의 온도에서도

불에 타지 않는 화제억제력을 가지고 있으며

매우 춥거나 혹은 매우 뜨거운 극단적인 환경에서도

버틸 수 있는 소재로 알려져 있습니다.

이런 장점을 이용해

열을 이겨내는 방화복, 추위를 이겨내는 방한복 외

우주에서도 버틸 수 있는 우주복 등

특스의류 재료로도 많이 사용되고 있지만

가격이 비싸다는 단점이 있습니다.

 

무기질단열재 - 탄소질단열재 (탄소 에어로젤)

 

태화단열에서 준비한 오늘 포스팅 내용을 마치기 전

다음의 논문을 간단하게 짚고 넘어가도록 하겠습니다.

 

 

논문

<무기질계 단열소재의 역학적 특성에 대한 실험적 연구>

-한국건설 생활환경시험연구원 내환경기술단 방수방식팀 연구원 오동욱, 노상균 님-

-한국건설 생활환경시험연구원 내환경기술단 방수방식팀 선임연구원 이건철 님-

-한국건설 생활환경시험연구원 융복합소재본부 책임연구원 조병영 님-

-한국건설 생활환경시험연구원 융복합소재본부 수석연구원 김영근 님-

 

본문 내용 中

 

본 연구는 유기계 단열재 사용으로 화재시 유해가스로 인한 화재안전성의 대책으로

무기질계 단열소재를 이용하여 단열재를 개발하고자 한다.

따라서, 무기질계 단열소재인 질석, 펄라이트, 중공 세라믹 비드를 사용하여

다양한 배합으로 휨강도, 밀도, 흡수율 등 역학적 특성을 검토하였다.

 

중략

 

무기질계 단열소재를 치환하여 휨강도, 밀도, 흡수율 등

역학적 특성을 검토한 결과 단열소재의 특성상 Plain보다 저하된 경향을 나타내었고,

이 중 재료를 모두 조합한 결과 요구성능이 개선되었다.

 

 

여러 무기질단열재 소재를 이용해 다양한 배합으로

역학적 특성에 대한 연구를 한 내용이 인상적이었습니다.

 

 

오늘 태화단열 온라인팀에서 준비한

무기질단열재에 관한 핵심적인 내용은

 

무기질단열재는 화재에 강하다는 큰 장점이 있지만

수분흡수율이 높고 유기질단열재에 비해 단열성이 떨어지며

고가의 제품이라는 단점을 가지고 있다.

 

하지만 무기질단열재는

수분흡수율에 대한 취약한 점을 보완하고 있으며

(그라스울 = 크라프트지, 미네랄울 = 포일)

세라믹단열재 및 에어로젤 단열재처럼

신소재를 활용해 기존 무기질단열재의 장점은 유지하는 동시에

단열성능마저 우수한 제품들이 개발되고 있다.

 

가 되겠습니다.

 

 

오늘 태화단열에서 준비한 포스팅 내용은 여기까지 입니다.

 

저희는 다음시간

더욱 흥미롭고 디테일한 단열재에 관한 이야기들로

다시 돌아오도록 하겠습니다.

 

긴 글 읽어주셔서 진심으로 감사드립니다.

 

 

이상

건축용단열재 전문기업

태화단열의 온라인팀

이었습니다.

 

 

*무기질단열재

에 관한 포스팅은

특정 회사 및 특정 회사 제품의 홍보와 광고,

비난과 비방을 목적으로 작성되어진 내용이 아니며,

소비자의 알 권리와 건축업계에 종사하시는 분들과의

단열자재 정보공유를 목적으로 작성되어진 포스팅 입니다.

태화단열 블로그에서는 사실적이고 객관적인

내용만을 다루기 위해 노력하겠습니다.