안정화 섬유(내열성이 우수한 특수 섬유)와 의류를 비롯한 원단 자투리 등에서 나오는 폐섬유를 이용한 건축용 단열재 시제품을 세계 최초로 개발됐다.

한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 화재안전연구소 연구팀(팀장 여인환 박사)이 기존의 단열재 소재와는 차별화된 건축용 단열재 시제품을 개발했다고 밝혔다.
 
안정화 섬유란 일반 섬유보다 뛰어난 내열성, 화학적 안정성을 가진 특수 섬유를 말한다. 이러한 특성으로 인해 자동차, 내열 소재 등으로 다양한 분야에서 활용되고 있다. 안정화 섬유는 PAN(Polyacrylonitrile, 폴리아크릴로니트릴) 기반 탄소섬유 제조 과정에서 섬유를 200~230℃의 산화 분위기에 노출시키는 안정화 과정을 통해 만들어진다. 이러한 과정을 통해 안정화 섬유의 탄소함량은 약 90%까지 증가하여 강도가 높아지고, 난연성이 향상된다. 또한, 탄소섬유는 생산효율이 약 50%인데 반해 안정화 섬유는 생산효율이 거의 100%에 가까워 가격경쟁력 측면에서 뛰어나다. 

다만, 안정화 섬유는 기존 단열재와 비교하여 아직은 비싸다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 폐섬유를 혼합하여 가격경쟁력을 확보하기 위해 노력했다. 생활폐기물 중 폐의류 및 원단류는 2021년 기준 연간 8만 6천 톤으로 대부분을 소각하거나 야적장에 쌓아두고 있다. 이러한 폐섬유를 건축자재인 단열재에 혼합하여 안정화 섬유의 가격경쟁력을 확보하고, 탄소 중립 실현에도 기여할 수 있다는 것이다.

건설연, 세계 최초 안정화 섬유 와 폐섬유를 이용한 건축용 단열재 시제품 개발

한편, 건물에서 전체 에너지 소비량의 상당 부분을 차지하는 단열재는 건물의 에너지 효율을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 기후변화 대응을 위한 탄소중립 정책 등으로 인해 단열성능이 높은 재료에 대한 수요가 커지고 있다. 이에 열전도율이 낮으나 발열량이 높은 유기 단열재(석유를 기반으로 하는 단열재)의 사용량이 증가하고, 사용되는 단열재의 두께가 두꺼워짐에 따라 화재에 대한 위험성이 점점 커지고 있다. 

이에 정부는 화재안전규정 강화를 통해 단열성능과 화재안전성능을 모두 갖춘 단열재를 시공하도록 유도하고 있고, 시장에서도 이에 대한 요구가 커지고 있는 실정이다. 

따라서 뛰어난 단열성과 난연성을 동시에 충족하는 안정화 섬유에 폐섬유를 혼합하여 가격경쟁력을 확보한 이번 단열재 시제품은 시장의 요구에 맞는 꼭맞는 해결책이 될것으로 전망된다.