스크랩 고무발포보온재의 재질별 특성비교

[유크라운]

 건축기계설비와 냉동공조분야(HVAC & R System)에서 열손실, 기기의 부식방지, 결로 방지용으로 폭넓게 적용되고
있는 고무발포보온재(Elastomeric Closed Cell Themal Insula- tion)의 소재는 크게 두 종류로 나뉘어진다.
가장 일반적으로 사용되고있는 NBR(Nitrile Butatiene Rubber)에 PVC(Poly Vinyl Chloride)를 혼합하여 발포한 재질과
내구성, 내한성, 내열성, 내수성, 내후성등이 더욱 보완되어진 순수한 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)
고무를 발포한 재질로 대별된다. 그동안 PVC를 혼합하여 발포한 NBR보다 여러 가지 기능이 우수한 EPDM고무가
재료비가 비싼 단점이 있었으나 최근에는 경쟁력 있는 공급단가로 인하여 폭넓은 적용온도 (-200℃∼125℃)와
설비기능의 안정성을 고려하여 친환경 EPDM 고무발포보온재의 선정이 객관적으로 선호되고 있다.

 기존에는 한정되어진 민감한 특수설비, 예를 들면 전기, 전자, 반도체, 조선, 컴퓨터룸, 크린룸, 제약GMP룸,
연구실험동등 최첨단 설비시스템의 특성과 기능을 고려하여 무극성 재질인 EPDM재질을 적용하였으나
현재는 일반건축기계설비에도 기능 및 연소 시 독가스 유출로 인한 폐해로 할로겐성분(HCN Free)과 PVC Free인
친환경 EPDM 보온재가 선호되어지고 있다.
물론 일반 건축기계설비에서는 두 종류의 재질이 공히 많이 쓰여지고 있으나 음용수(Sanitaty Drinking Water)배관의
경우 DIN 1988에서는 피 보온체의 부식방지를 위하여 염소(Cl)와 암모니아(NH3)성분에 대한 규정을 명시하고 있으며
옥외설치 시 기후 및 햇빛에 대한 적응성은 대단한 차이점을 나타낸다. NBR에 PVC를 혼합하여 발포한 제품중에는
메이커에 따라 품질차이가 심하며 특히 같은 메이커의 경우라도 브랜드에 따라 품질의 차이가 심하므로
메이커 선정뿐 아니라 브랜드의 선정도 신중히 고려해야한다.

 고무발포보온재의 가장 큰 장점은 냉수, 냉각수, 냉장, 냉동설비라인에서 결로방지등 장기적인 단열효과라고 할 수
있는데 장기적 단열효과에 필수적인 요소가 수증기차단막, 다시 말해 수증기 팽창저항계수(μ Factor)이다.
일반적으로 고무발포보온재의 μ Factor는 메이커와 브랜드에 따라 400∼10,000까지 다양하다. 낮은 μ Factor는
초기 열전도율을 급속히 떨어뜨려 장기적인 단열효과를 기대할 수 없다. 설계조건에서 보온재의 수명을 10년 이상으로
설정할 때 고무발포보온재의 μ Factor는 대단히 중요하다.

 건축기계설비에서 배관의 식별 및 데코레이션측면에서 고무발포보온재의 고유색인 검은 색보다는 칼라를 선호할 수
있는데 몇 가지 문제점을 명심해야한다.
첫째, 고무발포보온재의 성분중 카본블랙은 재료의 인장력을 강화시켜 독립기포의 수증기 차단막(Cell-Wall)을
보강시킬 뿐 아니라 표면열전달율을 높이는 기능을 한다. 다시 말해 μ Factor와 표면열전달율을 높여 줌으로써
단열두께를 줄이게 한다.
      · 칼라제품의 표면열전달율 : 7∼8W/㎡·K
      · 검은색제품의 표면열전달율 : 9∼10W/㎡·K
둘째, 카본블랙대신에 색소(Pigment)를 혼합했을 때 열전도율이 약20∼30%정도 하락한다.
셋째, 난연성능을 저하시킨다.
넷째, 칼라제품은 빠른 속도로 탈색되어 초기에 의도했던 칼라와 미관을 기대할 수 없다.
다섯째, 검은색 제품 위에 포리마테이프나 매직테이프로 감싸는 경우가 있는데 이 또한 보온재와 테이프의
표면열전달율이 달라 보온재와 테이프 사이에 결로가 발생할 수 있다는 사실을 명심해야한다.
위와 같은 여러 가지 문제점을 해소하기 위한 방안으로 해외에서는 배관식별을 위해 배관용도에 따라
색상테이프(소화 →적색, 냉수→청색)를 이용하여 적당한 간격(보통2m)으로 표식을 한다. 또한 기계실 같은
노출장소에 전용페인트를 사용하여 데코레이션을 할 수 있으나 비용이 추가된다는 단점이 있다.

건축기계설비에 사용되는 고무발포보온재는 스포츠용품이나 생활용품에 사용되는 고무제품과 몇 가지 차이가 있다.
스포츠용품이나 생활용품에 사용되는 고무제품은 표면인장력과 표면강도가 강해야한다. 표면인장력과 표면강도가
강해지기 위해선 PVC함유량을 높여야하고 기타 합성물질을 첨가해야되는데 PVC함유량이 높아지면 열전도율 하락뿐
아니라 연소시 대단한 발연량등 많은 문제점을 야기 시키고 기타 합성물질은 난연성의 문제를 야기시킨다.
건축기계설비에 사용되는 고무발포보온재가 연질의 탄성계합성고무(Elastomeric Flexible Cellular Insulation)라는
사실은 많은 의미를 함축하고 있다.

구 분	일반고무발포(NBR+PVC)	에어로플렉스(EPDM)
원소재	Acrylonitrile Butadiene Rubber에  Poly Vinyl Chloride 혼합	순수한  Ethylene Propylene Diene Monomer
내화학성	열경화성(Thermosetting) :  화염확산과 불똥이 생기지 않음	열경화성(Thermosetting) :  화염확산과 불똥이 생기지 않음
기포구조	CLOSED-CELL	CLOSED-CELL
열전도율 (W/m·K)	0.036	0.036
적용온도(℃)	-40 ∼ +105 (-10℃에서 딱딱해지기 시작)	-57 ∼ +175 (-40℃에서 딱딱해지기 시작)
난연재료	PVC, Bromin 사용  (난연양호, 연기.가스는 다량 방출)	무독성 Aluminium Tri-Hydrate 사용  (할로겐 가스 Free)
μ Factor	400∼7,000	10,000
내후성 (햇빛노출)	불량 표면균열 등 경화현상	양호
전기적 성질	극성(POLA).  물에 천천히 녹으면서 표면을 손상시킨다.	무극성(NON-POLA)
내부식성(DIN1988)	PVC에 함유된 Cl(염소) 성분으로  메이커에 따라 부식가능성	양호 (NO PVC)
연소시 생성가스	PVC에 함유된 Cl(염소) 성분으로 인한  HCL가스 유발	NO PVC
화재시 생성물질	염소가스가 발생하는 때에  다이옥신 배출이 시작	NO PVC
소화기 사용	사염화탄소를 사용하는 것은  불에 기름을 붓는 격	양호
화염확산/연기밀도   (ASTM E84: 25/50)	메이커에 따라 다양	25/50
폐기물	일반폐기물	일반폐기물
환경성	환경호르몬 - 화재로 PVC 소각은  극히 거대한 다이옥신 오염원	PVC에 매우안전  (니트로사민, 다이옥신Free)
국제규격		보온재 최초  ISO14001환경인증  OHSAS18001안전보건인증

● 보온재의 재질별 비교

구 분	유리섬유(FIBERGLASS)	발포 폴리에틸렌(P.E)	에어로플렉스(EPDM고무발포)
원소재	유리원석	에틸렌 플라스틱	친환경 EPDM
내화학성	대부분 알카리성으로 특별히 수분접촉에 주의	열가소성(Thermoplastic) : 불똥이 되어 녹아내림 융해점 80∼110℃	열경화성(Thermosetting) : 화염확산과 불똥이 생기지 않음
기포구조	OPEN-CELL	CLOSED-CELL/SEMI CLOSED-CELL	CLOSED-CELL
겉표면	불량	불량 (바늘구멍식 불규칙 형태)	외관이 미려하고 완전한 투습방지 피막형성
밀도(g/cm³)	0.024	0.032	0.06∼0.08
사용온도(℃)	-25∼300	-20∼80	-57∼125
스팀라인	양호	불량	불량
흡수율	80%이상	14% by weight 0.45% by volume	0.00062
열전도율 (W/m·K) at 20℃	0.038 초기열전도율은 양호	0.040	0.035∼0.036
투습성(perm-in)	6이상	1.5	0.10이하
내후성 (옥외햇빛노출)	불량 (마감테이프,케이싱 필수)	불량 (마감테이프,케이싱 필수)	양호(옥외노출에 강함)
유연성	불량	불량	양호
내부식성	-	-	양호
내열성	양호	불량	양호
화염차단성/연소성	양호 / 난연	불량	양호/난연 (할로겐가스 Free)
환경성	불량	불량-Freon Gas (CFC)	양호, CFC Free, NO PVC
위생성	불량	양호	양호
인체유해성	불량 - 발암가능인자 (분진/먼지가루 매우 유해)	양호	양호 (특히, 니트로사민, 다이옥신, PVC에 매우 안전)
장점	◎ 자재비 저렴 ◎ 내열성능 우수 ◎ 흡음성능 우수	◎ 내수성 양호 ◎ 피부접촉 무해	※ 낮은 열전도율 ※ 무극성 재질 ※ 결로방지 우수 ※ 친환경성 ※ 일반폐기물 ※ 피부접촉 무해 ※ 편리한 시공성 ※ 개보수 용이(물청소가능) ※ 완벽한 기밀성 ※ 얇은 단열두께 : 공간확보
단점	◎ 발암가능성 ◎ 특수산업폐기물 ◎ 비위생성(이물질) ◎ 높은 유지보수비 ◎ 부식유발 ◎ 충격/복원력 불량 ◎ 투습,흡습 :     급격한 열전도율 상승	◎ 내열성 미약 ◎ 불똥 발생 ◎ 이중 온도라인 수축 팽창 ◎ 기밀성유지 불가 ◎ 딱딱한 재질 / 시공불편
국제규격	ISO 9002	ISO 9002	ISO 9001 ISO 14001 환경인증 OHSAS18001안전보건인증

 ※ 상기내용은 특정제품을 기준한 것이며 제품에 따라 수추는 다를수 있음.