화재 방파제 내화도료의 비밀 [생활속산업이야기]

“아 그랬구나!” 일상 곳곳에서 우리 삶을 지탱해 주지만 무심코 지나쳐 잘 모르는 존재가 있습니다. 페인트, 종이, 시멘트, 가구, 농기계(농업) 등등 얼핏 나와 무관해 보이지만 또 없으면 안 되는 존재들입니다. 우리 곁에 스며 있지만 숨겨진 ‘생활 속 산업 이야기’(생산이)를 전합니다. 각 섹터(페인트-종이-시멘트-가구-농업·농기계)별 전문가가 매주 토요일 ‘생산이’를 들려줍니다. <편집자주>

[전현수 삼화페인트 상품전략팀장] 2022년 화재로 인한 재산피해는 1조 2104억 원이다. 화재는 일상생활에서 빈번히 일어나고 있는 안전사고 중 하나다. 재산피해뿐 아니라 인명피해 발생 등에 미치는 영향이 크고 대형사고로 이어질 가능성이 높다. 실제로 2022년 제2경인고속도로 방음터널 화재로 5명이 사망했고, 2024년 1월 문경 공장 화재로 소방대원이 사망하는 등 화재로 인해 안타까운 사고가 매년 발생하고 있다.

내화도료의 성능 테스트 모습 (사진=삼화페인트)

화재 사고는 도로교통 사고를 제외하면 가장 많이 발생한다. 화재는 2022년 전체 사고에서 약 14.9%를 차지하고 있다. 통계청에 따르면 2022년 화재 발생 건수는 4만여 건으로 2021년 3만 6000여 건에 비해 10.6% 늘었다.

화재는 1월과 2월, 5월에 가장 많이 발생하는 것으로 나타났다. 같은 기간 화재 발생 건수는 1만 2000여 건으로 전체 화재에 30.7%에 해당한다. 이는 겨울철과 봄철, 날씨가 건조해 불이 번지기 쉽고, 난방기구와 에너지 사용이 증가하면서 화재 발생 위협을 높이기 때문으로 풀이된다.

철골 구조물에 주로 사용되는 저탄소강은 고온의 열에 의해 철골 내구력이 60% 이상 감소하면 붕괴하기 시작한다. 화재가 발생하면 평균 10분 이내에 600℃ 이상으로 온도가 상승하는데, 이는 몇 분 안 되는 시간에 건축물이 붕괴할 가능성이 급속도로 높아진다는 뜻이다. 보통 철골 구조물은 550℃~600℃에서 내구력이 저하되면 건축물 무게로 인해 붕괴한다. 이에 국내 인정기관에서는 내화(耐火) 인정 기준 온도를 538℃ 이하로 규정하고 관리하고 있다. 내화란 불에 타지 아니하고 잘 견디는 것을 말한다.

국내 내화구조 인정 기준은 건축법상 건축물의 층과 높이에 따라 주요 구조물이 1시간~3시간 동안 고온의 열을 견디도록 규정하고 있다. 1시간~3시간인 이유는 건물의 층고에 따라 화재 발생시 일정시간 동안 건물이 붕괴하지 않고 사람이 대피할 수 있는 시간과 화재 진압을 할 수 있는 시간을 확보하기 위해서다.

내화도료가 적용된 현장 모습 (사진=삼화페인트)

고온의 열을 견디도록 도와주는 제품이 바로 내화도료다. 내화도료는 불꽃에 의해 도막이 가열되면 급속도로 팽창해 두꺼운 단열층이 형성되고, 이 단열층이 철골 구조물로 열이 전달되는 것을 차단·지연하는 원리다. 자세히는 내화도료의 도막에 가해진 온도가 150℃ 이상 올라가면 미네랄산과 탄화물 형성제가 반응하면서 탄화층을 형성하고, 300℃ 부근에서 불연성 기체가 생성된다. 최종적으로 700℃ 이상으로 온도가 올라가면 세라믹층이 형성되면서 도막두께보다 수십배 두꺼운 단열층이 만들어진다.

내화도료는 주로 철골 구조물로 지어진 건축물에 많이 사용된다. 보통 공장, 대형 카페, 전시관 등 장소의 기둥 보에는 내화도료가 적용돼 있을 가능성이 높다. 내화도료는 대표적인 고기능성 제품으로 국내 시장규모는 2000억 원 수준으로 추정된다.

삼화페인트의 내화도료 ‘플레임체크’ 시리즈는 화재 발생 시 고온의 열로 인해 구조물이 변형되는 것을 차단·지연해 재해를 방지하도록 설계된 고기능성 제품이다.

내화도료에서 열 차단만큼 중요한 것이 도막(도료의 얇은 층이 굳은 피막) 두께다. 페인트는 도막 두께가 얇아지면 얇아질수록 도장 작업시간이 단축되고, 재료가 절감돼 경제적인 측면에서 유리하다. 다만, 도막이 얇아진 만큼 내화성능이 감소하기 때문에 내화성능을 유지하고 얇은 도막을 만들기 위해선 고도의 기술력이 필요하다.

최근 삼화페인트는 3시간 에폭시 내화도료(중도)로는 국내 가장 얇은 도막두께를 자랑하는 내화도료 ‘플레임체크 EXP-321’를 선보였다. 한국건설기술연구원에서 이 제품 도막두께를 9.95mm로 인정하면서 3시간용 내화도료로는 국내 최초로 도막두께가 10mm 이하인 제품이 됐다.

전현수 삼화페인트 상품전략팀장 (그래픽=이데일리 문승용 기자)