미네랄 울

Mineral wool
"록울"은 여기서 방향을 바꾼다. 제조업체의 경우 Rockwool International을 참조하십시오.
미네랄 울 클로즈업
강관에 적용하여 화재시험용 광물모관 피복재

미네랄 울은 슬래그나 도자기와 같은 녹은 미네랄이나 암석 재료를 회전하거나 그어 형성된 섬유질이다.[1]

미네랄울의 적용 분야는 단열재(고온 단열재만큼 내화성이 있지는 않지만 구조적 단열재와 파이프 단열재로서), 여과, 방음재, 수경재배지가 있다.

이름 지정

미네랄 울은 미네랄 섬유, 미네랄 면, 미네랄 파이버, 인공 미네랄 파이버(MMF), 인공 유리 섬유(MMVF)로도 알려져 있다.

특정 미네랄 울 제품은 석모, 슬래그 울이다. 유럽에는[who?] 세라믹 섬유와 함께 완전히 인간이 만든 섬유인 유리 양털도 포함되어 있다.

역사

슬래그 울은 1840년 에드워드 패리에 의해 웨일즈에서 처음 만들어졌다. "그러나 생산 후 울을 가두려는 어떠한 노력도 하지 않은 것으로 보인다. 그 결과 털실은 작은 바람으로 작품 위를 떠돌았고, 남자들에게 너무 해로워서 그 과정은 포기되어야만 했다."[2] 미네랄 울을 만드는 방법은 1870년 존 플레이어에[3] 의해 미국에서 특허를 받았고 1871년 독일 오스나브뤼크에 있는 게오르크스마리엔후르트(Georgsmarienhütte)에서 상업적으로 처음 생산되었다. 이 과정은 액체 철제 슬래그의 떨어지는 흐름을 가로질러 강한 기류를 부는 것을 포함했는데, 이는 킬라우에아에서 나오는 미세한 화산 슬래그 가닥의 자연 발생과 유사하며, 이는 분화 중에 슬래그를 산산조각 내는 강한 바람에 의해 만들어진 펠레의 머리카락이다.[3]

공동주택의 공용 단열재 적용

1897년 미국의 화학 엔지니어 찰스 코리돈 홀은 녹은 암석을 섬유로 바꾸는 기술을 개발하여 미국에서 광물 양털 단열 산업을 일으켰다.

한 미네랄 울 제조업체에 따르면, 고온 용도를 위한 최초의 미네랄 울은 1942년 미국에서 발명되었지만, 대략 1953년까지는 상업성이 없었다. 1970년대와 1980년대에 더 많은 형태의 미네랄 울을 사용할 수 있게 되었다.[4]

고온 광물모

고온 광물모 모듈이 장착된 산업용 고로
산업용 고로 가동 중, 고온 광물 양털 장착

고온 광물모직은 고온 단열재로 사용하기 위해 만들어진 광물모직의 일종으로 일반적으로 1,000℃ 이상의 온도에 내성이 있는 것으로 정의된다. 이러한 유형의 절연재는 보통 산업용 용해로 및 주조 공장에서 사용된다. 고온 광물모는 생산 비용이 많이 들고 가용성이 제한적이기 때문에 거의 독점적으로 고온 산업용 응용과 공정에 사용된다.[citation needed]

정의들

분류온도는 중성 대기에서 24시간 가열된 실험실 오븐에서 열처리 후 일정량의 선형 수축(보통 2~4%)을 초과하지 않는 온도다. 제품의 종류에 따라, 그 값은 보드 및 모양 제품의 경우 2퍼센트, 매트와 종이의 경우 4퍼센트를 초과하지 않을 수 있다.

분류 온도는 850 °C에서 시작하여 최대 1600 °C까지 50 °C 단계로 지정한다. 분류온도라고 해서 이 온도에서 제품을 계속 사용할 수 있는 것은 아니다. 현장에서, 무정형 고온 광물모(AES 및 ASW)의 연속적 적용 온도는 일반적으로 분류 온도보다 100 °C~150 °C 낮다. 폴리크리스탈린 울로 만든 제품은 일반적으로 분류 온도까지 사용할 수 있다.[citation needed]

종류들

다른 종류의 광물로 만들어진 여러 종류의 고온 광물 양모가 있다. 선택한 광물은 다른 재료 특성 및 분류 온도를 초래한다.

알칼리성 접지 규산염 울(AES 울)

AES 울은 산화칼슘(CaO-), 산화마그네슘(MgO-), 이산화규소(SiO2)의 조합을 녹여 생산되는 비정형 유리 섬유로 구성된다. AES 양모로 만든 제품은 일반적으로 지속적으로 작동하는 장비와 가전제품에 사용된다. AES 털실의 일부 형태는 생물 용해성이며, 이는 몇 주 안에 체액에 용해되어 폐에서 빠르게 제거된다는 것을 의미한다.[5][6]

알루미노 규산염 울(ASW)

내화 세라믹 섬유(RCF)라고도 하는 알루미노 규산염 울은 산화알루미늄(AlO23)과 이산화실리콘(SiO2)의 조합을 녹여 생산되는 비정형 섬유로 구성되며, 보통 50:50의 중량비로 VDI 3469 Part 1과 5는 물론 [7]TRGS 521도 참조한다. 알루미노 규산염 털실로 만든 제품은 간헐적으로 작동하고 중요한 적용 조건에서 작동하는 장비의 경우 일반적으로 900 °C 이상의 적용 온도에서 사용된다(기술 규칙 TRGS 619 참조).[citation needed]

폴리크리스탈린 울(PCW

폴리크리스탈린 울은 전체 소재의 70% 이상에서 산화알루미늄(AlO23)이 함유된 섬유로 구성되며, 수성 회전용액에서 솔겔 방식으로 생산된다. 선행으로 얻은 수용성 녹색 섬유는 열처리를 통해 결정된다.[7] 폴리크리스탈린 울은 일반적으로 1300 °C 이상의 도포 온도와 중요한 화학적 및 물리적 도포 조건에서 사용된다.

카오울

카오울은 광물 카올린으로 만든 고온 광물의 일종이다. 이것은 21세기까지 사용된 최초의 고온 광물 양모의 한 종류였다.[4] 그것은 1,650 °C(3,000 °F)에 가까운 온도를 견딜 수 있다.[8]

제조하다

석모는 약 1600℃의 온도에서 용해된 암석의 용광로 제품으로, 공기나 증기의 흐름이 송풍된다. 보다 발전된 생산기술은 솜사탕을 만들 때 사용하는 과정과 비슷한 속도로 회전하는 머리에서 녹은 암석을 회전시키는 것에 기초하고 있다. 최종 제품은 직경 2~6마이크로미터의 미세하고 얽힌 섬유질량이다. 미네랄 울은 바인더, 종종 터폴리머, 그리고 먼지를 줄이기 위한 기름을 포함할 수 있다.

사용하다

여전히 톱카킹이 필요한 미네랄 울 패킹으로 만든 불완전한 파이어스톱으로 된 빌딩 이음매.

개별 섬유는 열을 잘 전도하지만 롤과 시트로 압착하면 공기를 분할하는 능력이 뛰어난 절연체와 음향 흡수제가 된다.[9][10] 충분히 뜨거운 불의 영향에는 면역이 되지 않지만, 섬유 유리, 석모, 세라믹 섬유 등의 내화성 때문에 수동적 화재방지가 필요할 때 일반적인 건축자재로 사용되며, 이는 건식벽 조립체의 스터드 캐비티와 방화대의 포장재로 사용된다.

다른 용도는 가스켓용 화합물의 주입구, 브레이크 패드, 자동차 산업의 플라스틱, 여과 매체 및 수경재배지의 성장 매체로서 수지 접합 패널에 사용된다.

광물섬유는 바인더 없이 같은 방식으로 생산된다. 섬유는 마찰재, 개스킷, 플라스틱, 코팅 등 다양한 용도로 보강을 위한 원료로 사용된다.

미네랄 울의 내열성[11]
재료 온도
유리 양털 230–260 °C
스톤 울 700–850 °C
세라믹 섬유 울 1200°C

수경학

미네랄 울 제품은 수경재배의 뿌리 성장과 영양소 흡수를 돕는 많은 양의 물과 공기를 저장하도록 설계될 수 있다; 그들의 섬유질 성질은 또한 식물을 안정되게 유지하는 좋은 기계 구조를 제공한다. 미네랄울의 자연적으로 높은 pH는 처음에는 식물성장에 적합하지 않으며 적절하고 안정적인 pH를 가진 울을 생산하기 위한 "조화"가 필요하다.[12]: 16

고온 광물모

고온 광물모는 주로 산업용 고로와 주조 공장의 단열 및 라이닝에 사용되어 효율성과 안전성을 향상시킨다. 불이 번지는 것을 막는 데도 쓰인다.[5]

고온 광물모를 사용하면 중량당 내열성이 높아 방화벽돌 등 다른 공법에 비해 산업용 고로 및 기타 기술장비를 경량 시공할 수 있지만 다른 공법보다 비싸다는 단점이 있다.

재료의 안전성

현미경 속 미네랄 울

국제암연구소(IARC)는 2002년 10월 인공광물섬유의 발암성을 검토했다.[13] IARC Monograph의 작업 그룹은 IARC에 의해 "인간에게 발암 가능성이 있는" 물질로 분류되는 생물학적 존재 물질만 남아 있다고 결론지었다(그룹 B). 용광로 등 고온 환경에서 산업적으로 단열재로 쓰이는 내화성 세라믹 섬유와 절연재로 사용되지 않는 특정 특수용 유리모 등이 여기에 해당한다. 이와는 대조적으로, 절연 유리 양모, 석모, 슬래그 양모를 포함하여 2000년 이후 생산되는 유리 섬유 양모는 "인간의 발암성에 대해 분류할 수 없는 것"(그룹 3)으로 간주된다.

인간 세포에 손상을 입히지 않는 높은 생물학적 용해성 섬유소가 생성된다. 이 새로운 물질들은 발암성을 검사했고 대부분이 비카르신 유발 물질인 것으로 밝혀졌다. IARC는 알칼리성 토양 규산염이나 고알루미나 저실리카 양모와 같이 생물의존도가 낮도록 설계된 새로 개발된 섬유에 대한 전반적인 평가를 하지 않기로 결정했다. 실험한 섬유는 실험 동물에서 발암 가능성이 낮은 것으로 보이지만 인체 데이터가 없기 때문이기도 하고 작업 그룹이 화학적 조성에 기초해 이러한 섬유들을 의미 있는 그룹으로 분류하는 데 어려움을 겪었기 때문이기도 하다."[14]

규정(CE) n°790/2009에 의해 갱신된 물질과 혼합물의 분류, 라벨링 및 포장에 관한 유럽규제(CE) n° 1272/2008은 광물모섬유들이 주석 Q에 정의된 기준을 충족한다면 위험물질로 분류하지 않는다.

미네랄 울 제품에 대한 유럽 인증 위원회인 EUCEB는 메모 Q를 이행하는 섬유로 만들어진 미네랄 울 제품을 인증하여 생화학성이 낮으며 폐에서 빠르게 제거되도록 한다. 인증은 독립된 전문가의 조언과 화학적 성분에 대한 정기적인 통제에 기초한다.


섬유질의 기계적 효과 때문에 미네랄 울 제품은 일시적인 피부 가려움증을 일으킬 수 있다. 이를 줄이고 미네랄 울 먼지에 불필요하게 노출되는 것을 피하기 위해, 광물 울 제품 포장에 픽토그램이나 문장이 포함된 우수 관리 기준 정보를 이용할 수 있다. 안전 데이터 시트와 유사한 안전 사용 지침 시트도 각 생산업체에서 이용할 수 있다.

사람들은 미네랄 울 섬유를 들이마시고, 피부에 닿고, 눈을 마주치면 직장에서 노출될 수 있다. 산업안전보건청(OSHA)은 사업장 내 광물양털 섬유 노출에 대한 법적 한계(허용 노출 한도)를 8시간 근무 중 총 노출 15mg/m3, 호흡기 노출 5mg/m로3 설정했다. 국립산업안전보건원(NIOSH)은 하루 8시간 동안 총 노출량 5mg/m3, cm당3 섬유 3개로 권장 노출 한도(REL)를 설정했다.[15]

등록, 평가, 허가 및 화학물질 제한(REACH)은 2006년 12월 18일의 유럽연합 규정이다. REACH는 화학 물질의 생산과 사용, 그리고 그것이 인간의 건강과 환경 모두에 미치는 잠재적 영향을 다룬다. 여러 종류의 미네랄 울을 위한 물질 정보 교환 포럼(SIEF)이 설립되었다. AES, ASW, PCW는 2010년 12월 1일 1차 마감 이전에 등록되어 유럽 시장에서 사용할 수 있다.

  • ASW/RCF는 발암물질 범주 1B로 분류된다.
  • AES는 단기 체외 연구 결과에 따른 발암물질 분류가 면제된다.
  • PCW 울은 분류되지 않는다. 자체 분류로 인해 PCW는 위험하지 않다.

2010년 1월 13일, 알루미늄산염 내화 세라믹 섬유와 지르코니아산 알루미늄산염 내화 세라믹 섬유 중 일부가 매우 우려되는 물질의 후보 목록에 포함되었다. 정의와 서류에 대해 제기된 우려에 대해, 2개의 추가 서류들이 ECHA 웹사이트에 게시되어 자문을 구했고, 후보 목록에 2개의 추가 항목이 추가되었다. 이러한 실제 상황(하나의 물질/물질 그룹에 4개의 입력이 있음)은 의도된 REACH 절차와 반대된다. 이런 상황과는 별개로 두 협의 기간 동안 제기된 우려는 여전히 유효하다.

제기된 우려와 상관없이, 후보 목록에 물질을 포함하면 해당 물질을 함유한 물품의 제조자, 수입자 및 공급자가 0.1%(w/w) 이상의 농도에서 다음과 같은 법적 의무를 즉시 유발한다.

  • ECHA -REACH 규정집에 통보. 7
  • 안전자료 제공- REACH 규정집 제31.1항
  • 안전한 사용 정보 전달 또는 고객 요청에 대한 대응 의무 -REACH Regulation Art. 33

결정 실리카

아모르퍼스 고온 광물 양털(AES 및 ASW)은 용융된 유리천에서 생산되며, 용융된 유리천은 고압의 공기 분사 또는 물줄기가 헛도는 바퀴에 충돌하게 하여 생산된다. 그 물방울들은 섬유로 빨려들어간다; 두 섬유와 남아있는 물방울의 질량은 매우 빠르게 냉각되어 결정적인 단계가 형성되지 않는다.

산업용 고로 등 고온 용도에 비정형 고온 광물모를 설치하여 사용할 경우 적어도 한 면은 조건에 노출되어 섬유가 부분적으로 이탈할 수 있다. 유리섬유의 화학적 구성과 물질이 노출되는 시간과 온도에 따라 서로 다른 안정적 결정 단계가 형성될 수 있다.

사용 후 고온 미네랄 울 결정체 실리카 크리스탈은 다른 크리스털과 안경으로 구성된 매트릭스에 내장된다. 사용 후 고온 광물 양모의 생물학적 활성도에 대한 실험 결과는 함유할 수 있는 규소의 어떤 형태와도 관련될 수 있는 위험 활동을 입증하지 못했다.

건축용 광물모 대체재

광물모 비분해성과 잠재적인 건강 위험성 때문에 대체 재료가 개발되고 있는데, 삼베, 아마, 양모, 목재, 코르크 절연이 가장 두드러진다. 생분해성과 건강 프로필이 그러한 물질의 주요 장점이다. 광물 양모와 비교했을 때 그들의 단점은 실질적으로 더 낮은 금형 저항성, 더 높은 가연성, 그리고 약간 더 높은 열전도율이다(흡수 단열재: 0.040Wmk-1-1, 미네랄 울 단열재: 0.030-0.045Wmk-1-1).[16]

참고 항목

참조

  1. ^ "MMF(Man made mineral fibre, MMF)는 주로 유리, 암석, 광물, 슬래그, 가공된 무기질로 제조된 무기섬유 소재를 설명할 때 사용되는 총칭이다. 생산된 MMF는 비결정질(유리, 유리, 무정형)이다."[1] 발암성 징후가 없고 다른 곳에서는 명시되지 않은 인간 광섬유(MMF)에 대한 직업상 노출제한에 관한 과학위원회의 권고사항
  2. ^ 스폰, 어니스트. 작업장 영수증... 런던: E. & F. N. Spon, 18831892. 439페이지
  3. ^ a b "Mineral Wool or Mineral Cotton", Appleton's Annual Cyclopedia and Register of the Year 1891. 신시리즈 제16권 뉴욕: 1892. 528. 인쇄.
  4. ^ a b "HISTORY OF HTIW PRODUCTS". Archived from the original on 2018-08-19. Retrieved 2018-08-08.
  5. ^ a b "High temperature insulation wool - Production, Properties, Classification". insulatioNet.com. Retrieved 2018-06-24.
  6. ^ "Biosolubility FAQ's". ICANZ. Retrieved 2019-01-19.
  7. ^ a b VDI 지침: VDI 3469 Part 1 - 개요 5 – 고온 절연 울
  8. ^ "Thermal Ceramics" (PDF).
  9. ^ 와이너, 이던 녹음 스튜디오 및 청취실을 위한 음향 처리 및 설계. "의문의 여지 없이, 미드레인지와 고주파수에 가장 효과적인 흡수체는 단단한 섬유유리 입니다."http://www.ethanwiner.com/acoustics.html#rigid%20fiberglass.
  10. ^ 호튼, 매트. 사운드 온 사운드. "좋고 상당히 넓은 흡수기에 가장 좋은 밀도는 무엇인가? . 45-75kg/m3의 지역에서 미네랄 울을 찾아봐라."http://www.soundonsound.com/sos/oct10/articles/qa-1010-2.htm
  11. ^ "Competition Commission Alternatives to Glass Mineral Wool" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2009-09-02. 090820 competition-commission.org.uk, 2.2 광물 울
  12. ^ Tom Alexander; Don Parker (1994). The Best of Growing Edge. New Moon Publishing, Inc. ISBN 978-0-944557-01-3.
  13. ^ IARC 모노그래프 인간 발암 위험 평가에 관한 책 81권(2002년), 인공 유리섬유(참고: 일부 절연 제품[who?] 제조업체는 "IARC 과학자들이 광물모 단열재의 안전성을 확인한다"는 잘못된 주장을 하면서 이 볼륨을 인용했다. 이 주장들은 단지 거짓일 뿐이다. 이 권의 연구결과는 비탄성유전성 또는 전반적인 안전성의 결정이 아니다.)
  14. ^ IARC 모노그래프 인간에 대한 발암 위험 평가, 제81권(2002), 인공 유리섬유, 전체 평가, 페이지 339
  15. ^ "CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Mineral wool fiber". www.cdc.gov. Retrieved 2015-11-27.
  16. ^ Lekavicius, V.; Shipkovs, P.; Ivanovs, S.; Rucins, A. (2015-02-01). "Thermo-Insulation Properties Of Hemp-Based Products". Latvian Journal of Physics and Technical Sciences. 52 (1): 38–51. Bibcode:2015LatJP..52a..38L. doi:10.1515/lpts-2015-0004. ISSN 0868-8257.

외부 링크