Polyestertime

“fire paint"에 활용되는 기술은 건물 및 기타 구조물에 활용된 철제 beam을 보호하기 위한 것으로서 최근에는 유아用 綿製잠옷, 테리제직의 목욕가운, 기타 의류 등에 활용되는 난연제로서 각광받고 있음.

최근 ACS(American Chemical Society, 미국화학회)가 개최한 학술회에서는 이와 관련된 다양한 연구성과가 발표되었음.

학회 관계자는 “최근 소비자는 유아用 카시트의 스펀지, 유아用 파자마 등 다양한 분야에서 활용되는 난연제와 관련하여 잠재적 독성에 관심을 보이고 있다”며, “최근 개발된 水系 성분은 기존의 할로겐/브롬系 난연제에 비교하여 인체에 대한 독성이 매우 적고, 더욱 환경친화적”이라고 설명함.

일례로 未난연처리 면직물과 신규 난연처리(나노코팅)를 실시한 면직물에 대해 발화테스트를 실시한 결과 未처리 직물은 완전 연소된 반면, 동 처리직물은 일부에서 발화가 이루어진데 그침.

동 관계자는 “면에 활용된 난연제는 널리 활용되고 있다”며, “난연제는 직물이 쉽게 발화하지 않고 느리게 발화하며, 화염이 제거되면 자기소화가 가능하도록 하는 것”이라고 언급함.

또한, “이는 의류에 발화되었을 때 안전한계가 매우 중요함을 의미한다”며, “화상 및 기타 상해를 입힐 수 있으므로 동 난연제가 의류 및 화염으로부터 벗어날 시간을 벌어주어야 한다”고 덧붙임.

보다 친환경적인 난연제의 요구에 대해 Texas A&M 대학 연구팀은 “팽창성”의 원리를 적용함으로서 빌딩의 철제 beam에 활용되는 난연처리제를 적용하였음. 화염이 발생, 인접하면 팽창성의 코팅이 부풀어 오르게 되며, 동시에 작은 거품을 형성하여 하부의 소재를 보호하고 격리시키는 보호막기능을 하게 됨.

이러한 원리는 폴리머 기반의 ‘나노팽창’ 기술을 시현한 것이며, 의류 및 기타소재에 활용되는 난연제로서 기존 제품의 단점을 해결할 수 있는 잠재력이 높은 것으로 평가됨.

특히, 나노형태로서 크기로 인한 강점을 가지고 있음. 동 코팅층은 매우 얇아 폴리머 용액이 면직물 및 단일 면섬유내로 깊숙하게 침투하여 가공이 가능함. 반면, 기존의 난연제는 단순히 섬유다발위에 안정화됨으로서 화염의 확산을 늦출 수 있으나, 직물 자체는 연소되어 재로 변하게 됨.

신규 나노코팅이 화염에 노출될 경우 약간 팽창한 뒤 자체연소 및 직물연소를 방지함으로서 화염으로부터 방어됨. 결과적으로는 원래 직물형태를 유지하며, 직접 접촉된 부분만 일부 그을리는 데 그침.

동 관계자는 “신규 난연제는 일반에서 염려하는 난연제의 잠재적 독성에 중점을 두어 개발되었다”며, “水系 폴리머 성분의 나노코팅은 기존 난연제와 비교하여 인체에 거의 무해하다”고 설명함.

또한, 나노 팽창제를 코팅한 의류임에도 뻣뻣하거나 무거운 느낌은 들지 않음. 직물의 텍스춰 및 외관은 코팅의 두께외에 사용된 특정 폴리머에 의해 좌우되고 있음. 나노코팅은 음극 혹은 양극으로 대전된 폴리머 층에 의해 침전, 부착되어 있으며, 직물을 더욱 부드럽게 만들기 위해서 서로 다른 공정을 활용하더라도 유사한 난연특성을 발휘할 수 있음.

관계자는 “난연제의 최적화공정을 통해 빈번한 세탁시에도 면직물의 난연특성을 유지할 수 있다”며, “아직까지 난연코팅의 보호에는 적절한 방안을 찾지 못했으나 향후 추가연구를 통해 반영구적인 부착방법을 개발할 것”이라고 밝힘.

한편, Texas A&M 대학은 폴리에스터 기타 스펀지 등과 같은 기타 재료에도 생산업체 등과 협력을 통해 코팅공정을 테스트할 계획도 마련중임.