한국건설기술연구원(원장 김병석)은 안정화 섬유(내열성 우수 특수 섬유), 의류를 비롯한 원단 자투리에서 나오는 폐섬유를 이용한 건축용 단열재 시제품을 세계 최초로 개발했다고 2일 밝혔다.
단열재는 건물 에너지 효율을 높이는데 중요 역할을 한다. 이에 탄소중립 정책 등으로 단열성능이 높은 재료 수요가 커지고 있다.
다만 열전도율이 낮으나 발열량이 높은 유기 단열재(석유 기반 단열재) 사용량이 증가하고, 사용 단열재 두께가 두꺼워짐에 따라 화재 위험성이 커지고 있다.
정부는 화재안전규정 강화를 통해 단열·화재안전 성능을 모두 갖춘 단열재를 시공하도록 유도하고 있고 시장 요구도 크다.
이에 건설연 화재안전연구소 연구팀(팀장 여인환 박사)은 기존 단열재 소재와는 차별화된 안정화 섬유와 폐섬유를 활용한 건축용 단열재 시제품을 세계 최초로 개발했다.
안정화 섬유는 일반 섬유보다 뛰어난 내열성, 화학적 안정성을 가진 특수 섬유다. 폴리아크릴로니트릴(PAN) 기반 탄소섬유 제조 과정에서 섬유를 200~230도 산화 환경에 노출시키는 안정화 과정으로 만들어진다.
이런 과정으로 안정화 섬유 탄소함량은 약 90%까지 증가해 강도가 높아지고, 난연성이 향상된다. 또 탄소섬유는 생산효율이 약 50%인데 반해 안정화 섬유는 생산효율이 거의 100%에 가까워 가격경쟁력 측면에서 뛰어나다.
다만, 안정화 섬유는 기존 단열재 대비 비싸다는 단점이 있는데, 연구팀은 폐섬유를 혼합해 가격경쟁력을 확보했다.
김병석 원장은 “개발 단열재는 안정화 섬유와 폐섬유를 활용한 건축용 단열재로, 기후변화와 화재 안전이라는 두 가지 시대적 과제에 대한 획기적인 해결책이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 성과는 과학기술정보통신부 지원으로 건설연 주요사업 '탄소 기반 고기능성 건설 재료 기술 개발' 과제로 개발됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
