KR102706534B1 - Fireproof sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철판, 팽창 흑연 시트, 세라믹 섬유 시트, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 포함하는 내화시트 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서 상기 내화시트는 서로 다른 특성을 갖는 방염층을 적용하는 것에 의해 제한된 두께 내에서 방염 성능을 대폭 개선할 수 있고, 높은 난연성, 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 제공할 뿐만 아니라, 유해 가스를 줄일 수 있는 우수한 효과를 나타낸다. The present invention relates to a refractory sheet comprising a steel plate, an expanded graphite sheet, a ceramic fiber sheet, and a film containing a ceramic hollow body or insulation, and a method for producing the same. In the present invention, the refractory sheet can significantly improve flame retardancy within a limited thickness by applying flame retardant layers having different properties, and not only provides high flame retardancy, heat insulation, and fire spread prevention performance, but also exhibits an excellent effect of reducing harmful gases.
Description
본 발명은 철판, 팽창 흑연 시트, 세라믹 섬유 시트, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 포함하는 내화시트 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 서로 다른 특성을 갖는 방염층을 적용하는 것에 의해 제한된 두께 내에서 방염 성능을 대폭 개선할 수 있고, 높은 난연성, 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 제공할 뿐만 아니라, 유해 가스를 줄일 수 있는 내화시트에 관한 것이다. The present invention relates to a refractory sheet including a steel plate, an expanded graphite sheet, a ceramic fiber sheet, and a film containing a ceramic hollow body or insulation, and a method for producing the same. The present invention relates to a refractory sheet which can significantly improve flame retardancy within a limited thickness by applying flame retardant layers having different properties, and which not only provides high flame retardancy, heat insulation, and fire spread prevention performance, but also reduces harmful gases.
최근 에너지 절약이나 환경 문제에 대한 의식이 높아짐에 따라, 배터리를 이용한 전기 자동차가 주목받고 있다. 일반적으로 배터리는 배터리팩에 탑재되어 있으며, 배터리팩으로부터 동력을 얻어 자동차가 구동된다. Recently, as awareness of energy conservation and environmental issues has increased, electric vehicles using batteries have been gaining attention. Typically, batteries are installed in battery packs, and the car is driven by power from the battery pack.
보다 구체적으로, 전기 자동차의 배터리 동력원인 배터리팩은 여러 개의 셀로 이루어진 배터리 모듈을 철제 케이스에 조립하여 대부분 자동차 하부에 설치되어 있는 구조이다. 배터리팩 내의 복수의 배터리셀은 높은 출력을 얻기 위해, 적층되어 배치되어 있다. More specifically, the battery pack, which is the battery power source of an electric vehicle, is a structure in which battery modules consisting of multiple cells are assembled into an iron case and are mostly installed on the bottom of the vehicle. Multiple battery cells in the battery pack are arranged in a stacked manner to obtain high output.
리튬 이온 배터리로 대표되는 각종 배터리에서는, 내부 합선, 과충전, 외부 이물질 관통, 외부 과열, 이상 발열 등에 기인하여 열폭주 또는 발화하는 경우가 있으며, 특히 고출력의 리튬 이온 배터리를 이용하고 있는 전기 자동차 분야에서 문제이다. 따라서, 배터리셀이나 배터리팩의 내화성이나 발생한 열을 외부로 확산시키지 않는 내열성 등은 안전성에 영향을 주는 극히 중요한 요소라고 할 수 있다.In various batteries, such as lithium-ion batteries, there are cases of thermal runaway or ignition due to internal short circuits, overcharge, penetration of external foreign substances, external overheating, abnormal heat generation, etc., and this is particularly a problem in the electric vehicle field that uses high-output lithium-ion batteries. Therefore, the fire resistance of battery cells or battery packs and the heat resistance that prevents the generated heat from spreading to the outside can be said to be extremely important factors that affect safety.
이와 관련하여, 한국 공개특허 제10-2020-0104619호는 복수개의 상기 배터리모듈을 내장하는 케이스; 상기 케이스의 내부와 상기 케이스의 외부 간에 공기가 순환하도록 상기 케이스에 장착된 압력조정체를 포함하며, 상기 압력조정체의 내부에 발포성 내화도료가 도포된 배터리팩 구조를 개시하고 있다. In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2020-0104619 discloses a battery pack structure including a case housing a plurality of the battery modules; a pressure regulator mounted on the case to allow air to circulate between the inside of the case and the outside of the case; and a foamable fireproof paint applied to the inside of the pressure regulator.
또한, 한국 공개특허 제10-2022-0014117호는 복수개의 이차전지 셀이 하우징 부재 내에 수용된 배터리 모듈로서, 상기 이차전지 셀은 복수개의 음극과 양극이 분리막을 경계로 교대로 적층된 전극조립체 및 상기 전극조립체를 감싸는 파우치 외장재를 포함하고; 상기 복수개의 이차전지 셀 사이에 흡열 방화벽이 개재되며, 상기 흡열 방화벽은 흡열층 및 상기 흡열층 양면에 적층된 내화층을 포함하는 배터리 모듈을 개시하고 있다. In addition, Korean Patent Publication No. 10-2022-0014117 discloses a battery module in which a plurality of secondary battery cells are accommodated in a housing member, wherein the secondary battery cells include an electrode assembly in which a plurality of negative electrodes and positive electrodes are alternately laminated with a separator as a boundary, and a pouch outer material surrounding the electrode assembly; and a heat-absorbing firewall is interposed between the plurality of secondary battery cells, and the heat-absorbing firewall includes a heat-absorbing layer and a refractory layer laminated on both sides of the heat-absorbing layer.
그러나, 본원발명에서와 같이 서로 다른 특성을 갖는 방염층을 적용하는 것에 의해 제한된 두께 내에서 방염 성능을 대폭 개선할 수 있고, 높은 난연성, 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 제공할 뿐만 아니라, 유해 가스를 줄일 수 있는 내화시트는 개시하고 있지 않다. However, a fire-resistant sheet that can significantly improve flame retardancy within a limited thickness by applying flame retardant layers with different characteristics as in the present invention, and that can provide high flame retardancy, heat insulation, and fire spread prevention performance, as well as reduce harmful gases, is not disclosed.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서로 다른 특성을 갖는 방염층을 적용하는 것에 의해 제한된 두께 내에서 방염 성능을 대폭 개선할 수 있고, 높은 난연성, 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 제공할 뿐만 아니라, 유해 가스를 줄일 수 있는 내화시트 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve such conventional problems, and aims to provide a fire-resistant sheet and a method for manufacturing the same, which can significantly improve flame retardancy within a limited thickness by applying flame retardant layers having different characteristics, and which not only provides high flame retardancy, heat insulation, and fire spread prevention performance, but also reduces harmful gases.
상기 목적은 본 발명에 따라 철판, 팽창 흑연 시트, 세라믹 섬유 시트, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 포함하는 내화시트에 의해 달성된다.The above object is achieved by a refractory sheet comprising a steel plate, an expanded graphite sheet, a ceramic fiber sheet, and a film containing a ceramic hollow body or insulation according to the present invention.
또한, 상기 팽창 흑연 시트는 팽창 흑연 분말과 바인더를 혼합하여 펠렛 형상으로 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to use the expanded graphite sheet manufactured in a pellet shape by mixing expanded graphite powder and a binder.
또한, 상기 팽창 흑연 시트의 두께는 0.5 내지 3 ㎜인 것이 바람직하다. Additionally, it is preferable that the thickness of the expanded graphite sheet is 0.5 to 3 mm.
또한, 상기 세라믹 섬유 시트는 실리카 직물, 실리콘 코팅 실리카 직물 및 난연 수지 코팅 실리카 직물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the ceramic fiber sheet is selected from the group consisting of silica fabric, silicone-coated silica fabric and flame-retardant resin-coated silica fabric.
또한, 상기 세라믹 섬유 시트의 두께는 0.3 내지 1 ㎜인 것이 바람직하다. Additionally, it is preferable that the thickness of the ceramic fiber sheet is 0.3 to 1 mm.
또한, 상기 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름은 PBS(poly butadiene styrene), PE(polyethylene), PP(polypropylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the film containing the ceramic hollow body or insulation further includes at least one selected from the group consisting of PBS (poly butadiene styrene), PE (polyethylene), and PP (polypropylene).
또한, 상기 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름의 두께는 0.1 내지 1.5 mm인 것이 바람직하다. Additionally, it is preferable that the thickness of the film containing the ceramic hollow body or insulation is 0.1 to 1.5 mm.
또한, 상기 내화시트가 부착된 면을 1100℃ 내지 1200℃에서 5분 내지 10분간 가열하였을 때, 상기 내화시트가 부착된 면에 대향하는 면의 온도가 200℃ 이하인 것이 바람직하다. In addition, when the surface to which the refractory sheet is attached is heated at 1100°C to 1200°C for 5 to 10 minutes, it is preferable that the temperature of the surface facing the surface to which the refractory sheet is attached be 200°C or lower.
또한, 상기 내화시트는 건축자재, 전기자동차(EV) 배터리팩 또는 에너지 저장 시스템(ESS)에 사용되는 것이 바람직하다. In addition, the above-mentioned refractory sheet is preferably used in building materials, electric vehicle (EV) battery packs, or energy storage systems (ESS).
또한, 상기 내화시트는 철판을 제공하는 단계, 팽창 흑연 시트를 제공하는 단계, 세라믹 섬유 시트를 제공하는 단계, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 제공하는 단계를 포함하는 것에 의해 제조되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the refractory sheet is manufactured by including the steps of providing a steel plate, providing an expanded graphite sheet, providing a ceramic fiber sheet, and providing a film containing a ceramic hollow body or insulation.
본 발명의 내화시트는 제한된 두께 내에서 방염 성능을 대폭 개선할 수 있고, 높은 난연성, 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 제공할 뿐만 아니라, 유해 가스를 줄일 수 있는 효과를 제공한다. The fire-resistant sheet of the present invention can significantly improve flame retardancy within a limited thickness, and not only provides high flame retardancy, heat insulation, and fire spread prevention performance, but also provides the effect of reducing harmful gases.
이하, 본 발명에 따른 내화시트 및 그의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으며, 바람직한 실시 양태를 이하에 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 본 발명이 본 발명의 과제 해결의 원리와 기술적 사상에 포함되는 모든 변경과, 균등물, 대체물을 포함하는 것을 이해할 수 있다. Hereinafter, the refractory sheet according to the present invention and its manufacturing method will be described in detail. The present invention can be modified in various ways and can have various forms, and preferred embodiments are described in detail below. However, the following description is not intended to limit the present invention to a specific form. Those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the principles and technical ideas of solving the problems of the present invention.
본 발명의 구체예에서, 상기 내화시트는 철판, 팽창 흑연 시트, 세라믹 섬유 시트, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 포함하여 이루어진다. In a specific embodiment of the present invention, the refractory sheet comprises a steel plate, an expanded graphite sheet, a ceramic fiber sheet, and a ceramic hollow body or a film containing insulation.
본 발명의 내화시트에서, 상기 철판의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.4 내지 1.5 mm인 것이 바람직하다. In the refractory sheet of the present invention, the thickness of the iron plate is not particularly limited, but is preferably, for example, 0.4 to 1.5 mm.
상기 팽창 흑연 시트는 화염에 노출되었을 때 팽창하면서 내부 공간을 채워 산소 공급을 차단하는 역할을 수행한다. The above expanded graphite sheet, when exposed to flame, expands and fills the internal space, thereby blocking the supply of oxygen.
본 발명에서 사용되는 상기 팽창 흑연 시트는 내열성 및 방열성이 뛰어나고, 기액(氣液) 불침투성이 우수하며, 두께 방향에 비해서 면 방향의 열전도율이 큰，즉 열이방성을 갖는 팽창 흑연 시트를 사용할 경우, 열원으로부터의 열을 다른 장소로 이동시키기 위한 부재로서 사용될 수 있으므로, 면 방향의 열전도율이 커질수록 열의 이동을 빠르게 할 수 있는 장점이 있다.The expanded graphite sheet used in the present invention has excellent heat resistance and heat dissipation, excellent gas-liquid impermeability, and a higher thermal conductivity in the plane direction than in the thickness direction, i.e., a higher thermal anisotropy, so when the expanded graphite sheet is used, it can be used as a member for moving heat from a heat source to another location. Therefore, the greater the thermal conductivity in the plane direction, the faster the heat can be moved.
보다 구체적으로, 상기 팽창 흑연 시트에 포함되는 팽창 흑연은 천연 인편상 흑연의 층간에 화학품을 삽입(intercalation)한 것으로서, 천연광산으로부터 채굴한 인편상 흑연을 분쇄, 물 분급 공정을 거쳐 강산 세정, 고온, 알칼리 상태에서 소결한 이후, 재세정공정을 거쳐 흑연층 사이에 화학품을 삽입, 중화공정을 거친 조성이다. More specifically, the expanded graphite included in the above expanded graphite sheet is a composition in which a chemical substance is intercalated between layers of natural flaky graphite, and is obtained by crushing flaky graphite mined from a natural mine, passing through a water classification process, washing with strong acid, sintering under high temperature and alkaline conditions, and then passing through a re-washing process, inserting a chemical substance between graphite layers, and going through a neutralization process.
이러한 팽창 흑연은 열에 의해 함유하고 있는 물과 산화 화합물이 가스로 방출되고, 그 결과 비늘조각 모양의 흑연이 팽창하여 열이나 화학품에 안정된 층을 형성함에 따라 고체상 다공성 차르(Char) 방식으로 난연 효과를 구현한다. 즉, 팽창흑연은 연기 발생을 대부분 억제할 뿐만 아니라 팽창된 카본층이 절연층으로 작용해 열의 이동을 방해한다.This expanded graphite implements flame retardancy in the form of a solid porous char, as the water and oxide compounds contained in it are released as gas by heat, and as a result, the scale-like graphite expands to form a layer that is stable to heat or chemicals. In other words, the expanded graphite not only suppresses most of the smoke generation, but the expanded carbon layer acts as an insulating layer to impede the movement of heat.
본 발명의 내화시트는 이러한 팽창 흑연으로 형성된 팽창 흑연 시트를 포함하는 것에 의해 열전도율을 감소시켜 화염 발생과 유해 가스 발생 및 열전도성 상승을 효과적으로 방지할 수 있다.The refractory sheet of the present invention can effectively prevent the occurrence of flames, the generation of harmful gases, and the increase in thermal conductivity by reducing thermal conductivity by including an expanded graphite sheet formed of such expanded graphite.
상기 팽창 흑연 시트는 예를 들어 팽창 흑연 분말에 바인더를 혼합하여 프레스 성형틀에 충전하고, 프레스로 적정한 성형 압력을 가하며, 롤링 가공하여 시트 형상으로 제조할 수 있다. The above-mentioned expanded graphite sheet can be manufactured into a sheet shape by, for example, mixing a binder into expanded graphite powder, filling it into a press mold, applying an appropriate forming pressure using a press, and rolling it.
보다 바람직하게는, 상기 팽창 흑연 시트는 팽창 흑연 분말과 바인더와 혼합하여 펠렛 형상으로 제조한 것을 사용하는 경우, 팽창 흑연 분말과 바인더를 단순히 혼합한 것을 사용하는 것에 비하여, 팽창 흑연 분말이 바인더 수지 내에서 더욱 치밀하게 분산될 수 있고, 가공성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 프레스 성형틀에 충전하고, 프레스로 적정한 성형 압력을 가하며, 롤링 가공하여 시트 형상으로 제조하였을 때 우수한 방염성, 난연성, 단열성 등이 잘 유지될 수 있는 점에서 특히 바람직하다. More preferably, when the expanded graphite sheet is manufactured in the form of a pellet by mixing expanded graphite powder and a binder, the expanded graphite powder can be more densely dispersed in the binder resin, and processability can be further improved, compared to when the expanded graphite powder and the binder are simply mixed, and accordingly, when the expanded graphite sheet is filled into a press mold, an appropriate forming pressure is applied by a press, and the sheet is manufactured by rolling, excellent flame retardancy, flame retardancy, and heat insulation properties can be well maintained, which is particularly preferable.
본 발명에서 상기 바인더는 구체적으로, 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 엘라스토머 수지를 예로 들 수 있다. In the present invention, the binder may specifically be, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin or an elastomeric resin.
열가소성 수지로서는, 구체적으로 폴리올레핀 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리염화비닐 수지(PVC), 노볼락 수지, 폴리우레탄 수지, 및 폴리이소부틸렌 등의 합성 수지를 예로 들 수 있다.Specific examples of thermoplastic resins include polyolefin resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polystyrene resins, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resins, polyvinyl acetal resins, polyvinyl alcohol resins, polycarbonate resins, polyphenylene ether resins, acrylic resins, polyamide resins, polyvinyl chloride resins (PVC), novolac resins, polyurethane resins, and synthetic resins such as polyisobutylene.
열경화성 수지로서는, 구체적으로 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 등의 합성 수지를 예로 들 수 있다.Examples of thermosetting resins include synthetic resins such as epoxy resin, urethane resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, and polyimide.
엘라스토머 수지로서는, 구체적으로 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 에틸렌-프로필렌 고무, 천연 고무, 폴리부타디엔 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 수소 첨가 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 수소 첨가 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 수소 첨가 스티렌-이소프렌 블록 공중합체, 수소 첨가 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 등을 예로 들 수 있다.As examples of the elastomeric resin, there may be mentioned specifically acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), ethylene-propylene rubber, natural rubber, polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene block copolymers, hydrogenated styrene-butadiene block copolymers, hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymers, hydrogenated styrene-isoprene block copolymers, and hydrogenated styrene-isoprene-styrene block copolymers.
본 발명의 구체예에서, 상기 팽창 흑연 시트의 두께는 0.5 내지 3 mm인 것을 사용할 수 있다. 상기 팽창 흑연 시트의 두께가 0.5 mm 미만인 경우, 내화성 및 단열성이 악화될 수 있고, 상기 팽창 흑연 시트의 두께가 3 mm 초과하는 경우 방열성이 악화될 우려가 있다. In a specific example of the present invention, the expanded graphite sheet may have a thickness of 0.5 to 3 mm. When the thickness of the expanded graphite sheet is less than 0.5 mm, the fire resistance and thermal insulation may deteriorate, and when the thickness of the expanded graphite sheet exceeds 3 mm, there is a concern that the heat dissipation may deteriorate.
본 발명의 구체예에서, 상기 내화시트는 세라믹 섬유 시트를 포함하는 것에 의해, 방열 성능을 대폭 개선함으로써 화재 진압 시간을 대폭 단축할 수 있고, 내구성 및 가공성이 더욱 향상되는 점에서 바람직하다.In a specific example of the present invention, the refractory sheet is preferably made of a ceramic fiber sheet, which significantly improves heat dissipation performance, thereby significantly shortening the fire suppression time, and further improving durability and processability.
본 발명에서 사용되는 상기 세라믹 섬유 시트는 실리카 직물, 실리콘 코팅 실리카 직물 및 난연 수지 코팅 실리카 직물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. The ceramic fiber sheet used in the present invention can be selected from the group consisting of silica fabric, silicone-coated silica fabric, and flame-retardant resin-coated silica fabric.
본 발명에서, 상기 실리카 직물을 사용하여 세라믹 섬유 시트를 형성할 경우, 부드럽고 우수한 유연성을 갖는 것에 의해 매우 우수한 산소 차단력을 제공하므로 바람직하다.In the present invention, when forming a ceramic fiber sheet using the silica fabric, it is preferable because it provides excellent oxygen barrier properties by being soft and having excellent flexibility.
본 발명에서, 상기 실리콘 코팅 실리카 직물을 이용하여 세라믹 섬유 시트를 형성할 경우, 우수한 내구성을 유지하는 점에서 바람직하다. In the present invention, when forming a ceramic fiber sheet using the silicone-coated silica fabric, it is preferable in that excellent durability is maintained.
본 발명에서, 상기 난연 수지 코팅 실리카 직물을 이용하여 세라믹 섬유 시트를 형성할 경우, 형상 유지가 용이하며 화재 노출시 코팅된 수지가 탄화되어 유연성을 제공하는 점에서 바람직하다. In the present invention, when a ceramic fiber sheet is formed using the flame-retardant resin-coated silica fabric, it is preferable in that the shape is easily maintained and the coated resin is carbonized when exposed to fire, thereby providing flexibility.
본 발명의 구체예에서, 상기 난연 수지 코팅 실리카 직물에 사용되는 난연 수지로서 예를 들어 폴리우레탄을 사용할 수 있으며, 이 경우 방열 성능을 더욱 개선할 수 있는 점에서 바람직하다.In a specific example of the present invention, polyurethane may be used as the flame retardant resin used in the flame retardant resin-coated silica fabric, and in this case, it is preferable in that heat dissipation performance can be further improved.
본 발명의 구체예에서, 상기 세라믹 섬유 시트의 두께는 0.3 내지 1 ㎜인 것을 사용할 수 있다. 상기 세라믹 섬유 시트의 두께가 0.3 mm 미만인 경우, 발화 억제 효과 및 단열 성능이 악화될 수 있고, 상기 세라믹 섬유 시트의 두께가 1 mm 초과하는 경우 방열성이 악화될 우려가 있다. In a specific example of the present invention, the ceramic fiber sheet may be used with a thickness of 0.3 to 1 mm. When the thickness of the ceramic fiber sheet is less than 0.3 mm, the fire suppression effect and the heat insulation performance may deteriorate, and when the thickness of the ceramic fiber sheet exceeds 1 mm, there is a concern that the heat dissipation property may deteriorate.
본 발명의 구체예에서, 상기 내화시트는 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 포함하는 것에 의해, 단열 특성이 더욱 향상될 뿐만 아니라, 내화시트 전체의 인장력이 강화되어 시트의 균열을 감소시킬 수 있고, 균열이 전파되는 것을 방지하기 때문에 내구성이 매우 우수한 효과를 제공할 수 있다.In a specific example of the present invention, the refractory sheet includes a ceramic hollow body or a film containing insulation, thereby further improving the insulating properties, and the tensile strength of the entire refractory sheet is strengthened, thereby reducing cracks in the sheet and preventing cracks from propagating, thereby providing an effect of excellent durability.
본 발명에서, 상기 세라믹 중공체는 실리카, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the ceramic hollow body contains at least one of silica, alumina or zirconia.
본 발명에서, 상기 인슐래드는 알루미늄 실리게이트를 주성분으로 하는 마이크론 크기의 미세한 중공체 분말로서, 탁월한 열차폐, 열반사, 열저항 효과를 발휘한다.In the present invention, the insulation is a micron-sized fine hollow powder containing aluminum silicate as a main component, which exhibits excellent heat shielding, heat reflection, and heat resistance effects.
본 발명에서, 상기 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름은 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 통상의 결합제와 함께 혼합, 교반, 및 압출하는 것에 의해 제조할 수 있다. In the present invention, a film containing the ceramic hollow body or insulator can be produced by mixing, stirring, and extruding the ceramic hollow body or insulator with a conventional binder.
본 발명의 다른 구체예에서, 상기 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름은 ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PE(polyethylene), PP(polypropylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것에 의해 외관, 인장 강도, 성형성, 내열성이 더욱 향상되고, 파단이나 균열을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다. In another specific embodiment of the present invention, the film containing the ceramic hollow body or insulation preferably further includes at least one selected from the group consisting of ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PE (polyethylene), and PP (polypropylene), thereby further improving the appearance, tensile strength, formability, and heat resistance, and preventing breakage or cracking.
본 발명의 구체예에서, 상기 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름의 두께는 0.1 내지 1.5 mm인 것을 사용하는 것이 단열 효과를 상승시키는 점에서 바람직하다. In a specific example of the present invention, it is preferable to use a film containing the ceramic hollow body or insulation having a thickness of 0.1 to 1.5 mm in order to increase the insulating effect.
한편, 본 발명의 구체예에서, 상기 내화시트가 부착된 면을 1100℃ 내지 1200℃에서 5분 내지 10분간 가열하였을 때, 상기 내화시트가 부착된 면에 대향하는 면의 온도가 200℃ 이하이므로, 방염 성능이 대폭 개선되고, 높은 난연성, 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 제공하는 효과를 갖는다. Meanwhile, in a specific example of the present invention, when the surface to which the fire-resistant sheet is attached is heated at 1100°C to 1200°C for 5 to 10 minutes, the temperature of the surface facing the surface to which the fire-resistant sheet is attached is 200°C or lower, so that the flame retardancy performance is significantly improved, and it has the effect of providing high flame retardancy, heat insulation, and fire spread prevention performance.
본 발명의 내화시트는 필요에 따라서 여러 가지의 첨가물을 포함할 수 있다. 첨가물로서는, 삼산화 안티몬, 오산화안티몬, 산화주석, 수산화주석, 산화 몰리브덴, 붕산 아연, 메타붕산바륨, 적린, 수산화 알루미늄, 수산화마그네슘, 알루민산칼슘 등의 무기 난연제; 테트라브로모 비스페놀 A, 테트라브로모무수프탈산, 헥사브로모벤젠, 롬화 페놀 노볼락 등의 브롬계 난연제; 인계 난연제 등을 들 수 있다.The refractory sheet of the present invention may contain various additives as needed. As the additives, inorganic flame retardants such as antimony trioxide, antimony pentoxide, tin oxide, tin hydroxide, molybdenum oxide, zinc borate, barium metaborate, red phosphorus, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium aluminate; brominated flame retardants such as tetrabromobisphenol A, tetrabromophthalic anhydride, hexabromobenzene, and brominated phenol novolac; and phosphorus-based flame retardants.
한편, 본 발명은 제한된 두께 내에서 방염 성능을 대폭 개선할 수 있고, 높은 난연성, 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 제공할 뿐만 아니라, 유해 가스를 줄일 수 있는 내화시트의 제조방법에 관련된다. Meanwhile, the present invention relates to a method for manufacturing a fire-resistant sheet which can significantly improve flame retardancy within a limited thickness, provide high flame retardancy, heat insulation and fire spread prevention performance, and reduce harmful gases.
본 발명의 구체예에서, 상기 내화시트의 제조방법은 철판을 제공하는 단계, 팽창 흑연 시트를 제공하는 단계, 세라믹 섬유 시트를 제공하는 단계, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. In a specific embodiment of the present invention, the method for manufacturing the refractory sheet may include the steps of providing an iron plate, the step of providing an expanded graphite sheet, the step of providing a ceramic fiber sheet, and the step of providing a film containing a ceramic hollow body or insulation.
이때, 상기 철판, 팽창 흑연 시트, 세라믹 섬유 시트, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름에 대한 구체적인 내용은 상기에서 정의한 바와 같다. 또한, 상기 철판, 팽창 흑연 시트, 세라믹 섬유 시트, 및 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름의 적층 위치는 필요에 따라 변경할 수 있고, 각각의 소재는 예를 들어 초음파 방식으로 접합될 수 있으며, 폴리올레핀계 프라이머 또는 접착층을 사용하는 것에 의해 접합될 수 있다. At this time, the specific details of the iron plate, the expanded graphite sheet, the ceramic fiber sheet, and the film containing the ceramic hollow body or insulator are as defined above. In addition, the lamination positions of the iron plate, the expanded graphite sheet, the ceramic fiber sheet, and the film containing the ceramic hollow body or insulator can be changed as needed, and each material can be bonded, for example, by an ultrasonic method, and can be bonded by using a polyolefin primer or adhesive layer.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다. The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It is deemed that the scope of the claims of the present invention is within the scope of the description of the claims of the present invention to the extent that anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the invention pertains can make modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.
Claims (10)
상기 철판 상에 형성되는 팽창 흑연 시트,
상기 팽창 흑연 시트 상에 형성되는 세라믹 섬유 시트, 및
상기 세라믹 섬유 시트 상에 형성되는 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 포함하는 내화시트로서,
상기 팽창 흑연 시트는 팽창 흑연 분말과 바인더를 혼합하여 펠렛 형상으로 제조한 것을 사용하여 형성되고,
상기 세라믹 섬유 시트는 실리카 직물, 실리콘 코팅 실리카 직물 및 난연 수지 코팅 실리카 직물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 세라믹 섬유 시트의 두께는 0.3 내지 1 ㎜인 것을 특징으로 하는 내화시트. iron plate,
An expanded graphite sheet formed on the above iron plate,
A ceramic fiber sheet formed on the above expanded graphite sheet, and
A refractory sheet comprising a film containing a ceramic hollow body or insulation formed on the ceramic fiber sheet,
The above expanded graphite sheet is formed by mixing expanded graphite powder and a binder and manufacturing it in a pellet shape,
The above ceramic fiber sheet is selected from the group consisting of silica fabric, silicone coated silica fabric and flame retardant resin coated silica fabric,
A refractory sheet, characterized in that the thickness of the ceramic fiber sheet is 0.3 to 1 mm.
상기 팽창 흑연 시트의 두께는 0.5 내지 3 ㎜인 것을 특징으로 하는 내화시트.In the first paragraph,
A refractory sheet, characterized in that the thickness of the expanded graphite sheet is 0.5 to 3 mm.
상기 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름은 PBS(poly butadiene styrene), PE(polyethylene), PP(polypropylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내화시트. In the first paragraph,
A refractory sheet characterized in that the film containing the ceramic hollow body or insulation further includes at least one selected from the group consisting of PBS (poly butadiene styrene), PE (polyethylene), and PP (polypropylene).
상기 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름의 두께는 0.1 내지 1.5 mm인 것을 특징으로 하는 내화시트.In the first paragraph,
A refractory sheet, characterized in that the thickness of the film containing the ceramic hollow body or insulation is 0.1 to 1.5 mm.
건축자재, 전기자동차(EV) 배터리팩 또는 에너지 저장 시스템(ESS)에 사용되는 것을 특징으로 하는 내화시트. In the first paragraph,
A fire-resistant sheet characterized by being used in building materials, electric vehicle (EV) battery packs, or energy storage systems (ESS).
상기 철판 상에 형성되는 팽창 흑연 시트를 제공하는 단계,
상기 팽창 흑연 시트 상에 형성되는 세라믹 섬유 시트를 제공하는 단계, 및
상기 세라믹 섬유 시트 상에 형성되는 세라믹 중공체 또는 인슐래드를 함유하는 필름을 제공하는 단계를 포함하는 내화시트의 제조방법으로서,
상기 팽창 흑연 시트는 팽창 흑연 분말과 바인더를 혼합하여 펠렛 형상으로 제조한 것을 사용하여 형성되고,
상기 세라믹 섬유 시트는 실리카 직물, 실리콘 코팅 실리카 직물 및 난연 수지 코팅 실리카 직물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 세라믹 섬유 시트의 두께는 0.3 내지 1 ㎜인 것을 특징으로 하는 내화시트의 제조방법. Steps to provide the iron plate,
A step of providing an expanded graphite sheet formed on the above iron plate,
A step of providing a ceramic fiber sheet formed on the expanded graphite sheet, and
A method for manufacturing a refractory sheet, comprising the step of providing a film containing a ceramic hollow body or insulation formed on the ceramic fiber sheet,
The above expanded graphite sheet is formed by mixing expanded graphite powder and a binder and manufacturing it in a pellet shape,
The above ceramic fiber sheet is selected from the group consisting of silica fabric, silicone coated silica fabric and flame retardant resin coated silica fabric,
A method for manufacturing a refractory sheet, characterized in that the thickness of the ceramic fiber sheet is 0.3 to 1 mm.
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