원단 자투리로 건축용 단열재 만들었다… "세계 최초"

한국건설기술연구원

안정화 섬유와 폐섬유를 혼합한 건축용 단열재 시제품의 모습. 단열재에 안정화 섬유와 폐섬유를 활용한 건 이번이 처음이다. /사진=한국건설기술연구원

국내 연구진이 의류 등 원단 자투리에서 나오는 폐섬유를 이용해 건축용 단열재를 최초로 개발했다.

한국건설기술연구원(건설연)은 여인환 화재안전연구소장이 이끄는 연구팀이 내열성이 우수한 '안정화 섬유'와 폐섬유를 결합해 건축용 단열재 시제품을 만들었다고 2일 밝혔다.

단열재는 건물 전체 에너지 소비량에 큰 영향을 준다. 단열재의 성능이 높을수록 건물의 에너지 효율이 높다. 단열재는 크게 유기 단열재와 무기 단열재로 구분한다. 유기 단열재는 단열 성능은 좋지만, 화재 안전성이 떨어진다. 대형화재 시 불길이 커지는 주요 원인으로 지목되기도 했다. 반면 무기 단열재는 화재 안전성은 높지만 시공성, 단열성, 내구성에 대한 문제가 꾸준히 지적됐다.

이에 연구팀은 기존 단열재 소재와는 다른 소재를 활용해 건축용 단열재 시제품을 개발했다. 안정화 섬유와 폐섬유를 단열재에 활용한 건 이번이 처음이다.

안정화 섬유는 일반 섬유보다 뛰어난 내열성, 화학적 안정성을 가진 특수 섬유다. 이러한 특성으로 인해 자동차, 내열 소재 등 다양한 분야에서 활용된다. 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 기반 탄소섬유를 제조하는 과정에서 섬유를 200~230℃의 고온에서 산화시켜 만든다. 이 과정에서 안정화 섬유는 탄소 함량이 90%까지 증가해 단단해지고, 불에 잘 타지 않는 성질인 난연성이 강해진다.

안정화 섬유는 기존 단열재와 비교해 소재의 가격이 비싼 편이다. 이에 연구팀은 안정화 섬유에 폐섬유를 혼합했다. 소각 대상이 되거나 야적장에 쌓아두는 폐의류와 원단류를 안정화 섬유와 혼합해 안정화 섬유만 사용해 만든 단열재보다 가격을 낮췄다.

김병석 건설연 원장은 "개발된 단열재는 세계 최초의 안정화 섬유와 폐섬유를 활용한 건축용 단열재"라며 "기후변화와 화재 안전이라는 두 가지 시대적 과제의 획기적인 해결책이 될 것"이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받은 건설연 주요사업 '탄소 기반 고기능성 건설 재료 기술 개발(건축용 단열재 및 부식프리 케이블 중심으로)' 과제를 통해 수행됐다.

박건희 기자 wissen@mt.co.kr