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VOL 01
2020 AUTUMN

KCL LIFE, 당신의 삶에 안전함의 점을 찍다

광투과성·난연성 강화로 자연채광 시스템 새 장 연다

KCL, 국내 최초 난연 FRP 채광패널 개발!

글 · 사진 KCL 홍보실 도움말 박동협 KCL 고분자소재센터 센터장

섬유강화플라스틱(FRP)에 광투과성과 난연성을 강화한 FRP 자연 채광패널이 국내 최초로 개발돼 주목을 받고 있다.
한국건설생활환경시험연구원이 고분자소재센터 연구팀이 개발한 ‘난연성 채광패널 및 단열성 자연채광 모듈’의 특장점에 대해 살펴본다.

정부의 녹색건축 인증제도 시행에 따라 자연채광 시스템을 도입한 건축물 에너지 절감기술이 주목받고 있다. 녹색 건축인증 최우수 등급을 획득한 인천공항 제2여객터미널은 아름답고 효율적인 자연채광 설계로 대중적인 인지도를 높이고 있는 대표적인 사례다. 자연채광 시스템은 건물 계획에서부터 적극적으로 적용되고 있는 추세로 조명에너지를 35% 이상 절감 가능하며 자연채광의 부드러운 조명으로 밝고 아늑한 환경을 조성할 수 있어 관심이 점차 높아지고 있다.

난연성 FRP 채광패널로 화재 막는다

채광패널에는 폴리카보네이트(PC)와 섬유강화플라스틱(FRP)이 주로 사용된다. 그러나 PC는 설치 후 옥외노출 환경에서 온도변화에 따른 뒤틀림, 변형 등이 발생하고 대형 시설물에 적용하기에는 어려움이 있어 FRP 시트 적용이 필요하다. FRP는 고강도, 내충격성, 내후성 등 물성이 우수해 다양한 산업에 적용되고 있지만 화재발생 시 인명, 재산피해 발생 우려가 있어 난연성 소재 기술개발이 요구돼왔다. 기존 제품은 난연 특성이 없고 난연성을 갖춘 FRP 채광 시트의 경우 가격이 기존에 제품에 비해 5배 이상 비싸 시장 확산에 걸림돌이 됐다.

KCL 고분자소재센터 박동협 센터장과 연구팀이 개발한 ‘난연성 채광패널’은 FRP 제품의 장점을 유지하면서도 빛이 잘 투과해 자연채광 시스템에 적용할 수 있고 난연성이 뛰어나다는 점이 특징이다. 또 선진기업 제품 대비 50% 수준으로 가격 경쟁력을 갖추고 있으며 자연채광 시스템뿐만 아니라 채광 시트로 단독적으로도 판매가 가능해 다양한 분야에서 경제적 효과를 기대할 수 있다.

이번에 개발된 난연성 채광패널은
난연제를 최적으로 조합해 투명성과 가격 경쟁력을 갖추면서도
난연성능을 극대화할 수 있었다.

난연성·광투과율 두 마리 토끼를 잡다

이번에 개발된 난연성 채광패널은 난연제를 최적으로 조합해 투명성과 가격 경쟁력을 갖추면서도 난연 성능을 극대화할 수 있었다. 기술개발은 인체 유해성, 환경규제 등을 고려해 할로겐계 난연제를 완전 배제하고, 상업화되어있는 인/질소계, 무기계 난연제들의 적정조합 및 시너지 효과를 이용해 최적의 광투과율을 유지할 수 있도록 했다. 기존 UPE 함침수지의 경우 난연성을 확보하기 위해 난연제를 다량 첨가하는 방법을 사용하고 있는데, 이 방법은 광투과율과 물리적 특성을 저해시키는 문제가 발생한다. 따라서 UPE 함침수지에 난연성을 부여하면서 높은 광투과율을 확보할 수 있도록 하는데 많은 연구와 시험을 진행했다.

자동화 설비를 이용한 제품 생산공정에도 주의를 기울였다. 채광 시트 치수, 템플레이트 형상에 따른 경화 Zone 구조 변경, 경화온도, 생산속도 등 제조 공정을 최적화하여 난연성 FRP 채광 시트에 최적화된 자동화 성형공정 기술을 개발했다. 또 자연채광 패널의 단열성능을 향상시키기 위해 개발된 FRP 채광 시트를 시스템화하였으며, 시스템의 구조적 안정성을 확보하기 위하여 프레임 조인트 부위설계 및 프레임과 채광 시트의 일체화를 위한 실링 기술을 개발하여 자연채광 시스템을 개발했다. KCL은 국내 최대 FRP 생산기업인 (주)서진라이트에 기술 이전을 통해 대량생산 체제를 지원할 예정이다.

섬유강화플라스틱에 광투과성과 난연성을 강화한 국내 최초 난연 FRP 채광패널
FRP 생산업체 서진라이트 이명선 대표가 난연 FRP 채광패널을 들어보이고 있다.

에너지 저감기술로 시장 급성장 기대

특허를 취득한 난연성 채광패널은 높은 광투과율과 화재안전성을 확보해 대형 공공시설과 공장, 유통상업시설 등에 활용할 수 있고 단열성능을 높이면 고급주택, 아파트 등 주거공간에서도 활용이 가능해 수요가 점차 늘어날 전망이다. 또한 최근 제로에너지 건축물 의무화 정책과 함께 관련 시장이 급성장할 것으로 예측하고 있다.

문의 KCL 고분자소재센터 032-460-5181