단열재의 장기 열저항 측정을 위한 가속 노화 시험방법
경질우레탄폼단열재의 계산(2)
이것은 ASTM C1289 정밀도 및 편차 연구가 참고 자료 8에서 보고된 데이터와 참고 자료 9에서 보고된 데이터가 경질우레탄폼단열재에 대해 긍정적인 편차를 주는 이유를 제기합니다.
참고 자료 [8] Roe L., j. March 2007. “Long-Term Thermal Insulation Resistance(LTTR) Five Years Later,” Interface, pp.12~16. 참고 자료 [9] Graham, M. Jan 2006. “Research Reveals the LTTR Method may be Over-reporting Results,” Professional Roofing, pp..
[그림20]은 경질우레탄폼단열재 #2라고 불리는 이 가상 단열재의 제조 후 14일 후 셀가스 압력을 보여줍니다. 실제로 경질우레탄폼단열재에 더 많은 공기가 확산되어 Rproduct, initial와 RSlice, initial가 모두 상승하므로S770 과에 긍정적인 편차가 발생합니다. [그림21]에서 나타난 바와 같이 편차의 수준은 참고 자료 8과 9에서 측정된 편차의 수준과 유사합니다. 물론, ASTM C 1303은 균질한 경질우레탄폼단열재이기 때문에 0편차를 산출할 것입니다.
일부 경질우레탄폼단열재에서 볼 수 있는 작은 양의 편차에 대한 또 다른 설명이 있을 수 있습니다.경질우레탄폼단열재 생산은 발열과정이며, 일반적으로 경질우레탄폼단열재는 생산 후 곧바로 묶음화 됩니다. 이렇게 하면 몇 시간동안 온도를 상승시킬 수 있습니다. 특히 묶음 가장자리에서 멀리 떨어지게 합니다. [그림22]는 12시간 동안 100℃ 온도에 노출된 경질우레탄폼단열재 #2의 셀 가스 분석을 보여줍니다. 경질우레탄폼단열재의 셀 가스 분포는 [그림20]에서 보인 것과 매우 유사하게 보입니다.경질우레탄폼단열재 #2가 확산 계수와 초기 셀 가스 압력이 경질우레탄폼단열재 #1과 똑같지만, 스킨 요인은 강제적으로 스킨에서 확산 지연이 없음을 의미하는 가설적인 경질우레탄폼단열재라는 것을 기억해야합니다.
경질우레탄폼단열재 #1이 100℃에서 12시간 동안 가열하면, [그림23]에서 볼 수 있듯이 경질우레탄폼단열재의 셀 가스 조성은 크게 다를 것입니다. [그림23]의 초기 셀 가스 조성과 경질우레탄폼단열재 #1의 확산특성을 갖는 경질우레탄폼단열재의 경우, 계산된 편차는 S770 테스트에 포함된 모든 조건에서 1% 미만입니다.
그림20 [14일된 경질우레탄폼단열재 #2의 셀 가스 압력]
그림21 [14일된 경질우레탄폼단열재 #2를 사용할 때 S770 편차]
그림22 [경질우레탄폼단열재 #2의 셀 가스 압력]
그림23 [경화된 경질우레탄폼단열재 #1의 셀 가스 압력]
[그림24]는 참조번호 2의 경질우레탄폼단열재 #1과 같은 경질우레탄폼단열재 #3에 대한 S770 편차를 보여줍니다. 이 경질우레탄폼단열재의 LTTR 번호는 S770 방법에 따라 2002년에 테스트되었습니다.인용된 2에서 나타난 바와 같이, 9mm 슬라이스 두께를 사용하여 경질우레탄폼단열재에 대해 측정된 LTTR 값은 5.69이었고, 계산된 5년 전체 두께 노화 R-값은 5.65이었으며, 이는 +0.7의 편차를 가집니다. [그림24]는 9mm 슬라이스에 대해 유사한 편차를 제안합니다. 이는 노화의 계산 기능을 검증합니다.
그림24 [경질우레탄폼단열재 #3의 S770 편차]
경질우레탄폼단열재 #3은 컴퓨터에서 ASTM C 1303 시험방법을 사용한 편차는 코어 슬라이스를 사용하여 –6.3%, 9 및 12mm 슬라이스 모두에 대해 표면 슬라이스가 있는 경우 –3.5%입니다. 이것은 9 및 12mm 슬라이스에 대해 공식(4)를 사용해 계산된 노화 등가도가 약 106.5%임에도 불구하고 상대적으로 큰 과소 예측으로, 이는 현재 이 방법에서 규정하는 90~110% 한계 내에 있습니다.
노화 등가=100%{1 – 2[(k1-k2)Core -(k1-k2)Surface] / [(k1-k2)Core -(k1-k2)Surface]} — (4)
다시 말해, 3일에서 14일 사이의 노화는 ASTM C 1303 편차나 노화 등가에 아무런 영향을 미치지 않았습니다. 확산 스킨 층이 없다는 것 외에도, 경질우레탄폼단열재에 대해 측정된 긍정적인의 편차에 다른 이유 중 일부는 슬라이스 중 과도한 진동 및 표면 조각에 외장재가 포함되어 발생한 오류일 수 있습니다. 절단 중 과도한 진동은 절단되는 표면 옆 세포의 무결성을 파괴합니다.
이것은 RSlice, initial와 RSlice, aged 모두를 줄이지만, 일반적으로 RSlice, aged대 RSlice, initial의 비율은 잘게 잘라진 샘플과 비교할 때 잘려지지 않은 샘플의 경우 더 커질 것이므로 긍정적인 편차가 발생합니다. 또한 경질우레탄폼단열재는 항상 노화되지 않는 비 거품 성분인 표면에 외장재를 가지고 있습니다. ASTM C 1303 방법과 달리 S770은 슬라이스 두께 및 노화 시간 계산에서 외장재를 제외하지 않았습니다. 슬라이스 두께와 비교하여 외장재의 두께에 따라, 이는 전형적으로 외장재에 대해 1~2%의 긍정적인 편차로 기여할 수 있습니다.
위의 논의는 S770 방법이 확산 지연 스킨이 있는 경질우레탄폼단열재에 대해 ±2%의 낮은 편차를 제공해야 함을 나타냅니다. 그러나 경질우레탄폼단열재에서도 더 큰 긍정적인 편차를 발생하는 상황이 있습니다. 제조 과정에서 경질우레탄폼단열재의 두께에 따른 온도 구배로 인해 마감재 옆의 밀도가 일반적으로 높고 셀 크기가 폼의 중심보다 낮습니다. 이것은 공칭 경질우레탄폼단열재 생산에서 확산을 지연시키는 스킨 층으로 이어져야합니다.
과한 충진, 표면/라미네이터 온도, 라미네이터에서 체류 시간, 계면활성제, 촉매 및 발포제의 수준 또는 유형과 같은 수많은 배합 변수를 제어할 수 있는 능력을 갖춘 제조업체는 우수한 표면 장벽 특성을 갖는 경질우레탄폼단열재를 만들 수 있는 능력이 있습니다.업계에서 사용하는 LTTR 방법은 경질우레탄폼단열재 제조업체가 그러한 유익한 제품을 생산하기 위한 혜택을 주는 것이 중요합니다. 위의 계산은 ASTM C 1303 방법이 표면, 코어 또는 혼합된 슬라이스로부터계산된 LTTR 값 중 가장 높은 값이 사용되는 경우에도 그러한 제품에 대해 높은 부정적인 편차를 산출할 수 있음을 제시합니다.
7. 노화의 제한
어떤 수학적 모델처럼 열 노화 시뮬레이션 소프트웨어에서 노화는 많은 가정을 한다는 것을 명심해야합니다.균질한 코어와 균질한 스킨 층으로 구성된 복합 층을 통한 Fickian(피키안) 확산, 농축 독립적 확산 계수, 균일한 고체 전도 및 복사열 전달 구성 요소 그리고 어떤 조각에서 열로 파괴된 표면층도 노화에 가장 주목 할 만한 가정은 아닙니다. 이러한 가정으로부터 약간의 편차가 예측된 경향을 손상시키지 않을지라도, 한방향으로 누적되어 영향을 미치는 편차가 크면 예측이 의심스러울 수 있습니다.
동시에, 이 자료에서 다뤄지는 것의 대부분은 외부에서 발포된 판으로 공기와 같이 상대적으로 빠른 확산 가스가 확산되고, 가장 널리 사용되는 발포제가 비교적 느리게 확산되는 결과를 생각함으로써 간단하게 설명할 수 있습니다. 압출법보온판(XPS)에 대해 S770 방식이 상대적으로 높은 긍정적인 편차가 있는 이유는, 공기에 대한 확산이 현재 S770 측정과 상호 작용하여 커다란 변화에 긍정적인 편차를 주는 방식입니다.일반적으로 경질우레탄폼단열재는 그렇지 않습니다.
8. 계산
1) 현재 S770 방법은 압출법단열재의 LTTR을 측정하는데 적절한 방법으로 보이지 않습니다. 슬라이스 두께를 25mm 이상으로 높이는 것을 제외하고는, 현재 S770 방법을 압출법단열재에 적합하게 만드는 실제적인 수정이 없는 것 같습니다.
2) 현재의 S770 방법은 경질우레탄폼단열재의 LTTR 값을 측정하기 위한 합리적인 방법입니다.제조 직후 경질우레탄폼단열재를 보관하는 동안 높은 온도, 열악한 스킨 층 및 표면 슬라이스에 마감 층을 포함하는 것이 상대적으로 더 작은(압출법단열재와 비교하여) 긍정적인 편차의 많은 부분을 담당할 수 있습니다. S770 방법의 간단한 수정, 열 파괴된 표면층 및 비 노화 방지재 층의 충격을 줄이기 위해 슬라이스두께를 9mm 폼으로 높이면 모든 경질우레탄폼단열재의 편차가 크게 줄어듭니다.
3) ASTM C 1303 방법은 확산 지연 스킨이 포함된 모든 폼의 LTTR 값을 과소 예측합니다. 이러한 과소 예측을 줄이기 위한 접근법은 ASTM C 1303 그룹에서 고려해야 할 필요가 있습니다.