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방사열에 노출된 발포폴리스티렌(EPS) 샌드위치패널의 성능(4)

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방사열에 노출된 발포폴리스티렌(EPS) 샌드위치패널의 성능(4)

Posted on 2018년 4월 21일2018년 4월 19일 by khbkgs1004
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방사열에 노출된 발포폴리스티렌(EPS) 샌드위치패널의 성능(4)

 

출처: https://ir.canterbury.ac.nz/bitstream/handle/10092/8474/baker_fire_research-02-1.pdf?sequence=1

​

3. EPS 샌드위치패널(조립식판넬)

 

1) EPS 샌드위치패널의 역사적 사용

EPS 샌드위치패널은 30년 이상 뉴질랜드에서 제조되었습니다. 최초로 육류 업계에서 냉동 작업을 하기 위해 처음 사용되었으며, 현재 이 제품은 다양한 용도로 건축 단열재로 폭넓게 사용되고 있습니다.

현재 뉴질랜드 시장에서 일반적인 용도는 다음과 같습니다.

① 영하 40도에서 작동하는 대형 산업용 냉동 창고

② 슈퍼마켓, 식당 등에 있는 냉방

③ 포도주 가공 건물

④ 닭 사육장

⑤ 젖소 착유장

⑥ 주택의 온실 지붕

⑦ 식품 가공공장

⑧ 상업 건물의 외장재 및 외부 피복재

⑨ 산업 및 상업 건물용 지붕

⑩ 이동식 및 재배치 가능한 건물

750,000m²를 초과하는 EPS 샌드위치패널은 뉴질랜드에서 매년 생산되며, 상당 부분이 국내 시장에서 소비되고 나머지는 수출되고 있습니다.

뉴질랜드에서 제조되는 모든 샌드위치패널은 현재 EPS 단열재를 사용하고 있으며, 모든 제조업체는 자체 ​EPS를 제조하는 시설을 보유하고 있습니다. 대체 단열재를 사용하는 소량의 샌드위치패널이 국내로 수입 되어옵니다.

 

2) EPS 샌드위치패널 제조

EPS 샌드위치패널 제조에 사용되는 세 가지 기본 구성요소는 EPS 단열재, 금속 표면재 및 금속 표면재를 단열재에 접착하는 접착제입니다. EPS 샌드위치패널의 EPS는 전형적인 S등급으로, 경질의 셀 폴리스티렌 제조를 위한 호주 표준인 AS 1366.3(SA, 1992)에 따라 일반적으로 S등급으로 분류됩니다. EPS 샌드위치패널에 단열재로 사용되는 EPS는 공칭 밀도는 16kg/m³이고, 일반적으로 두께는 50~300mm입니다.

지금까지 가장 흔히 사용되는 금속 표면은 사전에 도장 처리된 강재입니다. 샌드위치패널의 표면재 강재는 일반적으로 0.59mm의 공칭 두께를 가지며, 아연 도금 또는 아연 및 알루미늄 혼합(갈바륨) 도금이 되어있 습니다. 올바르게 설계, 상세, 설치 및 유지 관리된 경우, 이들 재료 중 하나는 외부 피복재에 대한 15년간의 내구성에 대한 규제 요건을 충족하며, 필요한 경우 내구성 기간을 50년으로 유지할 수 있습니다.

EPS 샌드위치패널 제조에 사용되는 도장된 강철 제품의 일반적인 코일은 최대 5톤(국내 3~4톤)의 무게를 가지며, 이는 완성된 EPS 샌드위치패널의 수율은 약 800~900m²(국내 1000m 기준 약 980~990m)입니다. 뉴질랜드에서는 EPS 샌드위치패널 제조에 사용되는 철강 코일의 대부분을 국내 공급업체가 제조하지만, 적절한 비율은 수입으로 공급됩니다. 소량의 스테인레스 스틸과 알루미늄도 사용되지만 이는 예외이기 때문에 수입해야합니다.

 

[EPS 샌드위치패널 표면재로 사용하는 칼라강판]

EPS 샌드위치패널의 표면재인 강재를 EPS 단열재에 접합하는 데 사용되는 접착제는 일반적으로 2액형으로 열경화성 폴리우레탄입니다. 올바르게 접합하면, 접착제 접합의 전단 강도는 EPS 단열재 내의 전단 강도보다 더 강력합니다. 이 효과는 제조 과정에서 품질관리 시험에 의해 명확하게 나타나며, 단열재에서 금속 표면을 제거하면 EPS 비드가 금속 표면에 붙어있게 됩니다. ​접착제는 뉴질랜드 제조업체에서 공급합니다.

EPS 샌드위치패널의 실제 생산은 EPS 단열재의 양면에 금속 표면을 접합하는 기계화 공정입니다. ​필요한 두께로 절단된 EPS 단열재는 코일 금속 사이에 있는 라미네이팅 기계로 연속해서 공급됩니다. 코일은 필요한 표면 성형 및 조인트를 얻기 위해 점진적으로 압연 형식으로 성형됩니다. ​일반적인 코일의 성형 전 폭은 1219mm, 1070mm이며, 성형으로 1000mm 모듈 폭의 샌드위치패널이 만들어집니다. 동시에 접착제가 도포되고 금속 표면과 EPS 단열재가 라미네이팅기의 압력을 받아 접착됩니다. ​이 연속적인 공정의 마지막 단계는 완성된 EPS 샌드위치패널을 필요한 길이로 절단하는 것입니다. ​완성된 샌드위치패널 길이는 약 25~30m가 되며, 이는 화물로 처리하거나 건설 현장에서 크레인으로 처리 할 수 있는 최대 길이입니다.

[EPS 샌드위치패널 생산 라인]

3) EPS 샌드위치패널의 EPS 단열재

(1) 재료 설명

플라스틱은 합성 고분자로 분류되며 단량체라 불리는 작은 분자량의 반복된 단위로 만들어진 고 분자량의 유기화합물입니다. 폴리스티렌(polystyrene)은 아래 그림에서 보여지는 스티렌모노머(styrene monomer) ​의 중합에 의해 제조되며 에틸렌(ethylene)과 벤젠(benzene)의 유도체입니다.

 

 [스티렌모노머(styrene monomer)]

폼 또는 셀룰러, 플라스틱은 베이스 합성 폴리머 전체에 걸쳐 가스가 다소 균일하게 분포되어 있습니다.

참고: http://www.civil.utah.edu/~bartlett/Geofoam/EPS%20White%20Book%20-%202014.pdf

이론적으로는 거의 모든 플라스틱에서 폼을 생산하는 것이 가능하지만, 제한된 수만이 상업적 중요성을 얻고 있습니다. 일반적으로 발포 플라스틱에는 세 가지 유형, 즉 열가소성(thermoplastic), 열경화성(the -rmosetting) 및 탄성중합체(elastomeric) 폼이 있으며 이들은 폴리머의 유래에 따라 다릅니다.

① 열가소성(thermoplastic) 플라스틱은 사슬 모양의 가교 고분자로 이루어져 있으며, 가열되면 부드러워지고 차게하면 다시 경화됩니다. 이러한 물리적 변화 과정은 과도한 온도와 관련된 화학적 변화가 일어나지 않는 한 무한적으로 반복될 수 있습니다.

② 열경화성(thermosetting) 수지는 단단하고 고온에서 플라스틱같이 형성될 수 없습니다. 이들의 강성은 3차원 가교 결합된 화학 구조를 형성하는 비가역 경화반응 때문입니다.

③ 탄성 중합체(elastomeric)는 open cell 구조를 가지고 있는 연질 발포체입니다. ​이 open cell 구조는 탄성중합체의 단열성은 떨어지지만 우수한 연신율을 제공합니다.

대조적으로, 열가소성(thermoplastic) 및 열경화성(thermosetting) 폼은 낮은 열전도성을 제공하는 폐쇄 셀 구조(closed cell structure)를 갖고 있어 매우 효과적인 단열 재료입니다.

EPS 샌드위치패널의 EPS 단열재는 단단한 셀룰러(발포) 열가소성 수지입니다.

EPS 샌드위치패널의 금속 표면을 EPS 단열재에 접합하는데 사용되는 접착제는 경질 열경화성 폴리우레탄 폼입니다.

Tags: (주)패널총판, EPS패널, 갈바륨, 단열성, 발포폴리스티렌, 샌드위치패널, 스티렌모노머, 열가소성, 열경화성, 패널테크, 폐쇄셀

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