복층유리의 품질, 흡습제가 좌우

고품질의 흡습제 적용을 통해 복층유리 품질 업그레이드

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제오라이트계열의 3A 제품 적용

건축물에서의 에너지 절약이 전세계적으로 화두가 되고 있는 시점에서 건축물에 적용되는 복층유리의 역할은 점차 커지고 있다.
건축물에서의 에너지 절약은 창을 통해 빠져나가는 열손실을 잡는 것이 중요해지는 시점에서 고기능성 복층유리의 적용은 큰 폭으로 늘어나고 있다. 건축물에서 내 외부가 맞닿는 유리에는 복층유리가 적용되며 창에 있어서 복층유리는 단열에 가장 핵심적인 역할을 한다. 내부에서 외부로 새는 에너지를 잡아주는 가장 중요한 역할을 하는 것이 복층유리이며 복층유리에 대해 정확히 알고 적절히 적용하는 것이 무엇보다 중요하다. 

복층유리는 2장의 판유리를 스페이서로 일정한 간격을 유지하면서, 그 주위를 봉입재로 밀봉한 것이다. 스페이서에서는 흡습제가 봉입되어 공기층을 건조 상태로 유지하고 있어 이 밀폐된 공기층의 열저항에 의해 단열효과를 갖게 된다. 공기층은 대게 6mm 또는 12mm정도가 기본적으로 적용된다. 1차 접착제로 부틸 실란트, 2차 접착제로 폴리설파이드, 실리콘 실란트 등을 적용하고 있다. 2장의 유리를 사용하기 때문에 기본 1장의 유리를 사용하는 것보다 2배 이상의 단열성을 갖고 있으며 냉난방부하를 경감시켜주어 에너지 절약에 탁월하다. 더불어 내외부 공기차에 의한 결로발생도 억제하는 효과도 갖추고 있다.

건축물 에너지절약에 있어 복층유리의 역할이 중요해지면서 로이복층유리, 가스주입단열유리등 고기능성유리의 적용은 보편화되고 있다. 이는 복층유리에 더욱 높은 품질 수준을 요구하게 되었고, 복층유리의 품질은 적절한 부자재의 적용과도 일맥상통한다. 복층유리가 제기능을 하기 위해서는 고품질의 부자재가 적용되어야 하며, 이 중 복층유리 내의 수분을 제거하는 역할을 갖고 있는 흡습제의 역할은 전체 복층유리 품질의 핵심으로 자리잡고 있다.

흡습제, 복층유리 내에 수분 제거 및 가스 흡착 방지의 중요한 역할 

흡습제는 스페이서의 빈 공간에 채워지는 제품으로 제조과정에서 유입되는 습기 및 시간 경과에 따라 공기층에 침투하는 물분자를 흡착하여 복층유리의 공기층을 건조하게 유지시켜주는 역할을 한다. 

흡습제는 흡착과 흡수가 중요한 역할을 한다. 흡착은 2개의 상이 접할 때 그 상을 구성하고 있는 성분 물질이 경계면에 농축되는 현상으로 기체나 액체의 분자들이 고체 표면에 달라 붙는 현상을 말한다. 다공성등 비표면적이 커야 흡착량이 우수하다. 이는 제올라이트, 활성탄, 활성알루미나, 실리카겔, 벤토나이트등이 있다. 흡수는 용질이 경계면을 지나 한 개의 상으로부터 다른상으로 이동하는 것으로 기체나 액체가 고체 내부에 빨려 들어가는 현상이다. 흡습제의 성능은 흡착과 흡수의 상관관계에서 그 품질을 가늠할 수 있으며 정확한 흡착과 흡수 성능이 흡습제의 품질을 좌우한다. 

복층유리에서는 제올라이트계열의 흡착제를 가장 많이 사용하고 있으며 정확한 흡착제의 성능 측정을 통해 흡습제의 품질을 알 수 있다. 흡습제는 개봉한 이후에 관리 여하에 따라 성능의 차이가 크기 때문에 관리에 중점을 둬야 한다. 개봉 후 즉시 사용하는 것이 가장 좋으며 사용 후 남은 제품은 정확한 밀폐보관이 필요하다. 특히 스페이서에 80%이상을 반드시 충진 해줘야 한다. 스페이서에 주입 후에는 즉시 복층유리로 제작을 해야 흡습제가 본연의 역할을 할 수 있다. 

복층유리의 흡습제는 제오라이트계열의 3A 제품의 사용이 보편화되어 있다. 이는 분자구조상 3A가 습기를 흡착시키고 공기나 복층유리 내부에 주입한 가스등은 빨아들이지 않기 때문에 복층유리의 성능을 유지할 수 있기 때문이다. 흡습제 성분을 100% 제오라이트계열 3A 제품으로 적용하면 품질이 가장 우수하며 일반적으로는 제오라이트계열 3A와 흙성분등을 섞어 사용한다. 70%이상의 제오라이트계열 3A 성분을 사용했을 시, 흡습력은 20∼21%정도 나오며, 3A비율을 낮추거나 불순물을 섞게 되면 흡습력이 17%이하로 떨어지고 복층유리의 하자가 발생할 수 있다.

흡습제로 인한 복층유리 하자, 4A 성분 혼용 및 산화칼슘 성분 과다 적용 

복층유리용 흡습제는 단순히 복층유리 내부의 습기만을 제거하면 품질이 우수한 것이 아니다.
복층유리 내부에는 공기층이 존재하며, 일반 공기 및 가스주입을 통해 제품이 생산된다. 최근에는 단열에 우수한 성능을 나타내는 아르곤 및 크립톤 가스를 복층유리 공기층에 주입한 가스주입단열유리의 적용이 큰폭으로 늘어나고 있다. 

복층유리용 흡습제는 일반적으로 수분을 제거하지만 저급 품질의 흡습제는 복층유리 내부의 공기 및 가스를 빨아들여 복층유리의 하자를 발생시킨다. 가장 문제가 되는 부분이 3A제품의 가격을 낮추기 위해 4A성분을 섞어서 사용하는 것이다. 4A는 분자구조상 공기(3.7A) 및 가스를 빨아들인다. 

흡습력을 높이고 원재료 가격을 낮추기 위해 흡습제에 여러 가지 성분을 섞어 재조하는 경우가 많으며, 이 중 산화칼슘(CaO, 생석회)은 간봉을 부식시켜 품질을 떨어트리는 하자요인으로 나타나고 있다. 석회가루로 불리는 산화칼슘은 가격이 저렴하고 흡습제의 성능 유지에도 문제가 없어 저급 제품에 많이 함유되어 있다. 산화칼슘이 기준치 이상으로 함유되면 수분과 반응하여 간봉을 부식시키기 때문에 복층유리의 큰 하자로 나타날 수 있어 주의가 요망된다. 

일반적으로 국내에 공급되는 흡습제 제품은 3A를 기본으로 성분비율을 조절하여 혼합제품으로 공급되는 경우가 많다. 과거 4A제품을 섞은 제품들이 하자 사례로 떠오르며 최근에는 4A제품은 거의 사용하지 않고 있지만 3A 성분을 줄이고 흙성분 이외에 불순물의 비율을 높여 현장에서 하자가 발생하는 사례가 빈번하게 나타나고 있다. 육안으로 제품을 봐도 품질을 확인할 수 있는 방법은 갈색을 많이 띄면 품질이 떨어진다는 점이다. 이는 제오라이트계열은 밝은색 계통이기 때문에 제오라이트계열의 3A 성분을 낮추면 그 만큼 갈색을 많이 띄고 어두워진다.

복층유리용 흡습제, 국내 품질기준 없어 정확한 품질 테스트 필요

복층유리용 흡습제의 품질 문제가 계속 발생하는 것은 원료가 화공약품으로 다양하게 혼합하여 만들 수 있는 반면, 정확한 품질 기준이 없기 때문이다.  

유럽등 선진국들은 복층유리용 흡습제에 대한 품질 기준을 제시하고 있지만 국내는 강제할 수 있는 기준조항이 없다. 국내 복층유리 대표 브랜드모임인 한글라스 듀오라이트클럽, KCC이맥스클럽에서는 자체 품질 기준을 갖추고 있지만 강제성이 없기 때문에 시장에서는 저급제품이 여전히 범람하고 있다. 이는 고품질 제품의 가격도 떨어트리는 요인으로 작용하여 시장을 교란시키는 문제점으로 자리 잡고 있다. 

품질기준의 가장 중요한 부분은 흡착력과 더불어 온도를 체크하는데 있다. 유럽에서 보편적으로 진행하는 테스트로 델타T테스트(DELTA-T TEST)가 있다. 개정 된 테스트 방법은 물50g, 흡습제 50g(기존 물20g, 흡습제20g)에 물온도(20도 ±2도)를 맞추고 올라가는 온도를 측정한 후 전체 온도에서 기존 물 온도를 빼서 수치를 산출한다. 기준 온도는 35도 이상을 합격으로 하며, 평균적인 제품들은 40도 내외의 수치를 나타낸다. 가스테스트는 250g의 흡습제를 24시간 노출시킨 후, 물(100㎖)에 넣고 물온도를 70도로 가열하여 3시간의 경과시간을 갖는다. 

공기를 머금은 기체를 내뱉고 그 공간 만큼 수분을 흡수한 양을 체크한다. 아르곤가스는 70도 기준에서 뱉어 내기 때문에 가스를 흡착하는지 확인할 수 있다. 이 외에도 함수율도 측정해야 한다. 함수율은 가공 후 포장까지 수분흡수율이 몇%인지 산출해야 한다. 흡습제 생산 및 공급업체들은 모든 제품에 성적서와 테스트 기록을 갖춰야 하며, 가공업체도 제품의 품질을 반드시 확인해야 한다.

국내 복층유리용 흡습제 년간 3,000톤 내외 시장으로 중국, 터키제품이 대부분 차지 

국내 복층유리용 흡습제 시장은 년간 3,000톤 내외로 추산된다. 간봉 ㎡당(12mm기준) 45g 정도의 양이 충진된다.
기본적으로 간봉 내부에 80%이상 충진을 권장하고 있지만 보통 70∼80%선으로 천차만별이다. 흡습제는 제품에 따라 밀도 및 비중의 차이가 있기 때문에 부피비로만 보기는 어렵다. 일반적인 간봉제품에 적용되며 TPS나 슈퍼스페이서등 폼스페이서 계열, 바형태의 흡습바등 제품들은 흡습제 성분을 포함하고 있어 기존 흡습제가 들어가지 않는다. 

흡습제 제품은 원재료를 가지고 생산시 환경적인 문제가 발생하기 때문에 유럽등 선진국에서는 거의 생산을 하지 않으며 중국이 최대 생산국이다. 중국과 더불어 터키에서도 많은 양을 생산하고 있고, 국내에 들어오는 제품도 중국산이 70%, 터키산이 30%정도 수준으로 예상된다.
국내에 공급되는 제품은 중국 하이신, 흥업, 좀바오, 갤럭시, Natergy(지보), 위농등이 있으며 터키는 NEDEX(네덱스)등의 제품을 한국마그네슘, 티앤티, 영민케미칼, 과림에프씨, 에스피아이지, 대도금속, CNP무역, 신우화학, 오광케미칼등이 공급하고 있다. 국내 제품으로는 코스모소재의 ZEOMOLS(제오몰)이 있다. 

제품의 품질기준은 제오라이트계열의 3A성분의 함량이 무엇보다 중요하고, 제품 사용시 분진이 없어야 하며, 규격이 일정해야 한다. 흡습제 성분은 공기중에 노출시 바로 흡습을 시작하기 때문에 진공 패킹 포장이 중요하다. 기본적으로 오픈하면 2시간안에 사용해야 한다. 흡습제 주입기에 처음부터 밀봉된 것을 연결하여 흡습제고 공기중에 노출되지 않고 바로 적용될 수 있도록 관리를 철저하게 하는 것이 흡습제의 품질을 유지할 수 있는 방법이다. 보관은 습도 20%이하에서 보관해야하며 고품질을 유지하기 위해서는 습도조절 룸도 필요하다. 

공급은 패킹으로 박스포장(25㎏)이 주류를 이루고 있으며 드럼타입(200ℓ)도 공급이 가능하다. 유통기한은 적정 온습도를 유지하고 밀폐보관시 1년반정도의 보관이 가능하지만 흡습제의 특성상 빨리 사용하는 것이 좋다. 특히 보관은 공기노출을 최소화시키고 흡습제 주입기는 컴프레샤에 드라이어를 설치해야 한다. 미리 만들어 놓고 복층유리를 제작할 시 시간이 소요되기 때문에 오토벤딩을 이용하여 주입과 동시에 작업이 이뤄지는 것이 가장 좋은 방법이다. 

복층유리 품질에 흡습제가 차지하는 비중이 크기 때문에 반드시 고품질의 흡습제를 사용해야 하며, 정확한 사용방법을 지켜야 흡습제가 제 역할을 할 수 있다. 

기사출처 : 유리신문