- 열저항 성능
1960년대에 경질우레탄폼단열재가 처음 도입되면서 노화과정이 잘 이해되지 않았고, 경질우레탄폼단열재 제조회사는 제조된 R-값을 판매하였습니다. 지식과 경험이 증가되면서 경질우레탄폼단열재 제조사는 23℃ 및 50%의 상대습도에서 180일 동안 설치한 후 R-값을 측정하여 PIMA에 게시하였습니다. 이것은 노화의 대다수가 완료한 시점과 근사치에 가까웠고, 추가적인 노화는 작고 정량화하기 어려웠습니다.
- 장기 열저항(LTTR, Long Term Thermal Resistivity)
지난 몇 년 동안 기술적 배경은 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR) 단열재의 장기 열저항을 정확하게 예측하기 위해 마련되었습니다. 기본적으로 얇은 폴리이소시아누레이트 단열재 시험편의 R-값을 측정하여 시간의 함수로서 장기 R-값은 결정될 수 있습니다. 이론적인 일반적인 방법과 배경은 ASTM C 1303과 다른 간행물에 기재되어 있습니다. 스케일링 방법과 슬라이싱을 사용하여 장기 R-값을 결정하기 위한 규범적인 방법인 CAN/ULC-S770-00은 최근 검토되어 캐나다에서 사용이 승인되었습니다. 이 방법에서는 15년, 가중된 시간 평균 R-값을 측정합니다.
S770 방법은 숙성한 얇은 시편을 심재로부터 6mm, 12mm 사이에 설치합니다. 이 얇은 시편의 R-값 초기 그리고 다른 제품의 두께에 대응하는 다양한 시간 이후에 측정합니다. 두꺼운 제품 전체는 그 결과를 얻는데 시간은 짧으며, 제품이 얇을수록 반 직관적인 결과를 얻기에 시간이 많이 소요됩니다. 그 이유는 두꺼운 시편품의 가속도는 얇은 시편보다 더 크기 때문입니다.
다른 시편 두께에 대해 서로 다른 시간에 이러한 시편의 초기 R-값으로 나눈 최종 R-값의 비율은 측정 되어 전체 두께의 R-값에 적용됩니다. 이 방법은 사용되는 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR) 단열재의 중간 두께를 시편으로 사용합니다. 모든 LTTR은 이 시편에서 파생됩니다.
오늘날 지정된 R-값으로 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재를 주문할 수 있습니다. 사실 캐나다 경질우레탄폼단열재 제조업체는 펜탄으로 생산한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재에 S770에 따라 장기열저항(LTTR)을 표시하기 시작했고, 또한 HCFC-141b로 제조한 경질우레탄폼단열재(우레탄보드)에도 확대하기 시작하였습니다. 이것은 180일보다 다소 낮지만 지붕 조립체의 유효 수명에 더 가깝게 접근할 수 있습니다.
대부분 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재의 장기열저항(LTTR)은 HCFC-141b로 발포한 경질우레탄폼단열재(우레탄보드)와 유사하다는 것을 보여줍니다. 일반적으로 HCFC-141b로 발포한 경질우레탄폼단열재는 높은 열저항 값으로 나타나지만 펜탄으로 발포한 경질우레탄폼단열재와 비교하여 빠르게 노화됩니다. 반면에 대부분 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 낮은 열저항 값으로 초기에 나타나지만 노화는 느립니다.
펜탄으로 발포한 경질우레탄폼의 셀 크기는 HCFC-141b로 발포한 셀보다 일반적으로 미세합니다. 아래의 [그림]에서 발포체의 형상을 확인할 수 있으며, 펜탄 발포체는 공칭 사용온도에서 HCFC-141b보다 느리게 확산합니다. 그러나 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재의 S770에 의한 순수한 장기 열저항값(LTTR) 효과는 HCFC-141b로 발포한 경질우레탄폼(PIR)단열재와 유사합니다.
[발포체의 셀 형상]
[표2]와 [표3]은 다양한 두께에서 일반적인 장기 열저항값을 나타냅니다. 비록 열저항값은 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재 협의회(PIMA) 101값보다 약간 낮지만, 사용된 기간은 상당히 깁니다. [표3] 데이터에서 장기 열저항값은 제품의 두께가 증가함에 따라 증가한다는 것을 예상할 수 있습니다.
본질적으로 공기가 완전히 셀 벽 안으로 확산되는 것은 몇 년 또는 수십 년이 걸리고, 발포제가 완전히 빠져나가는 것은 셀이나 단열재 두께에 따라 다릅니다. 두꺼운 제품은 확산되는데 더 오랜 시간이 필요합니다. 따라서 제품 두께가 증가함에 따라 인치(inch)당 열저항값이 증가합니다.
- 화재성능
높은 인덱스의 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 다른 플라스틱 폼에 비해 우수한 난연성 특성을 가집니다. 화염 또는 과도한 열에 노출되었을 때, 이 열경화성 플라스틱 폼은 쉽게 탄화층을 형성합니다. 펜탄은 본질적으로 HCFC-141b보다 가연성이지만, 이 증가된 가연성은 이소시아네이트 인덱스의 증가로 난연성이 증가하여 상쇄됩니다. 또한 펜탄은 일반적인 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재에서 HCFC-141b보다 중량이 약 40% 적습니다. HCFC-141b는 가연성이지만 펜탄보다 난연성은 좋습니다.
충분한 열이 가해지면 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재에 의해 형성된 탄화층은 팽창하고 부풀어 오를 것 입니다. 높은 인덱스와 전형적으로 높은 난연성(대부분 난연제)은 팽창성 탄화가 더 많습니다. 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 이러한 팽창성 탄화현상을 보여줍니다.
펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 외부 화염시험(UL 790), 표준 화염 확산 및 연기발달시험(ASTM E 84), 폼 열화시험(ASTM E 108) 및 내부 화염확산(UL 1256-Steinertunnel)과 열량계시험(FM 4450)을 통과하였습니다.
- 바람 융기 성능
많은 지붕 적용에서 지붕 단열보드는 지붕 데크의 조립을 유지하는 시스템의 중요한 부분입니다. 표면에 발포 폼은 아스팔트와 폴리우레탄시스템과 같은 접착제 또는 화스너와 함께 지붕에 설치될 수 있습니다.
방수막은 예를 들어 EPDM과 완전하게 접착된 지붕처럼 접착제와 함께 단열재에 부착됩니다. 직접적으로 발포 폼과 표면의 풍압은 분산하는 것이 중요합니다. 전체 지붕시스템에 부하는 강하게 더 확산될 수 있습니다.
바람 융기시험은 이 성능을 평가하는 바람 융기테이블 3.7~7.3m 또는 1.5~2.7m에서 일반적으로 실시합니다. 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 51mm 두께의 단열재에서 감소된 화스너 체결 FM 1-90과 같은 바람 융기 테이블시험과 동등한 시험을 통과하였습니다.
폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재의 물리적 특성 즉, 인장강도, 압축강도, 굴곡강도, 당김 시험은 바람 융기시험과 어느 정도 연관이 있습니다. 일반적으로 이 특성은 펜탄으로 발포한 경질우레탄폼단열재(PIR 보드)가 약간 높습니다. 이것은 높은 인덱스와 적은 양의 발포제 사용 및 펜탄으로 발포된 단열재의 무게와 관련될 수 있습니다.
Ⅲ. 현장 성능
- 지붕시험
폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재의 치수는 안정적이고 지붕에 설치 및 취급은 HCFC-141b로 생산된 단열재와 동일합니다.
- 지붕에서 다른 구성요소와 호환성
폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 다른 지붕 구성요소와 폭 넓은 호환성을 가지고 있습니다. 그것은 완전한 접착상태에서 가장 일반적인 용제에 대한 내성 즉 아스팔트시스템에 사용될 수 있고, 체결제와 판을 사용할 수 있으며, 지붕 조립의 구성요소는 아니지만 지붕 설치 트래픽의 적당한 량을 수용할 수 있습니다.
또한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 열경화성 플라스틱 단열재이기 때문에 대부분의 용매에 대한 내성뿐만 아니라, 필요하다면 100℃ 온도에서 견딜 수 있습니다. 이와 비교하여 열가소성 단열재는 많은 일반적인 용매에서 성능이 저하될 수 있습니다.
펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 완전히 EPDM으로 접착하고 다른 단일 플라이시스템을 접착한 HCFC-141b로 발포한 단열재보다 더 내열성이 있다는 것이 아스팔트시스템에서 평가되었습니다.
- 취급과 저장
현재의 표준 관행에 따라, 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 최소 10cm 이상 지상에서 완전히 띄우고 팔레트 위에 보관해야합니다. 단열재는 항상 건조 상태로 유지되고 설치해야합니다. 이러한 단열재는 비구조적, 비 하중물질입니다. 완성된 지붕 조립체는 적절한 통로 재료로 과도한 이동량으로부터 보호되어야합니다.
다른 플라스틱 재료와 같이, 높은 열과 강한 화염에 노출되면 폴리이소시아누레트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 타오릅니다.
- 대체 지붕 단열재의 비교
펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 일반적으로 사용되는 지붕 단열재에 비해 단열성능에 이점을 제공합니다. 몇 가지 다른 장점은 높은 압축강도와 녹색환경 특성을 가지고 있습니다. [표5]는 다른 지붕단열재와 비교를 나타냅니다.
[표5. 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재와 다른 단열재 비교]
다른 경쟁적인 단열재 다양한 기능을 비교할 때 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재는 우수한 단열재의 선택이 될 것입니다.
- 결론
단열재 산업에서 2003년1월1일 이전까지 펜탄으로 발포한 폴리이소시아누레이트(경질우레탄폼, PIR)단열재로 전환을 완료할 것으로 예상됩니다.(국내에서는 2020년 1월 1일 이전까지) 이 단열재는 제로 오존파괴지수로 최소한의 지구온난화에 미치는 영향과 동일하거나 더 나은 성능을 가지고 있습니다.