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문제 정의
- 따라서 본 연구는 현행 소방방수복 소재를 타 소재들과 비교하여 그 문제점을 파악하기 위하여 방수복을 구성하는 겉감, 안감, 내피에 사용된 소재를 대상으로 신체보호성능, 보건위생성능, 세탁 및 관리성능. 가시(可視)성능에 대해 선행연구 결과를 바탕으로 실험을 통해 조사, 분석하였다.
제안 방법
- 따라서 본 연구는 현행 소방방수복 소재를 타 소재들과 비교하여 그 문제점을 파악하기 위하여 방수복을 구성하는 겉감, 안감, 내피에 사용된 소재를 대상으로 신체보호성능, 보건위생성능, 세탁 및 관리성능. 가시(可視)성능에 대해 선행연구 결과를 바탕으로 실험을 통해 조사, 분석하였다.
- 진화작업을 위해 착용하는 소방방수복 직물로 적합한 소재를 선정하기 위하여 소방복 제조회사 및 직물회사 제품의 겉감 6종, 안감 4종, 내피 3종에 대해 소방방수복에 요구되어지는 성능을 중심으로 그 특성을 비교, 검토하였다. 겉감, 안감 및 내피의 기본 물성은 KS K 0210, 0415로 측정하였고 결과는 <표 1>과 같다.
- 첨단 산업의 발달로 증가되는 산업재해 속에 생명을 담당하는 한국 소방공무원의 능률적이고 보호 성능이 뛰어난 소방복 제작을 위해 방수복 겉감, 안감, 내피소재에 대한 신체보호성, 보건위생성, 세탁 관리성능을 물리, 화학적 실험을 통하여 비교. 분석 한 결과는 다음과 같다.
- 한국의 복제와 미국의 NFPA 규정에 관련된 성 능을 중심으로 신체보호성능은 소재의 종류에 따라 두께, 인장, 인열강도, 연소성을, 보건위생성능은 무 게, 발수도, 내수도, 투습도, 공기투과도를, 세탁, 관 리성능은 세탁 전후의 수축률, 연소성, 발수성, 내수 성, 투습성을, 가시성능은 반사성능을와 같이 측정하였다.
대상 데이터
- 겉감, 안감 및 내피의 기본 물성은 KS K 0210, 0415로 측정하였고 결과는 과 같다.
성능/효과
- 1. 소방방수복의 신체보호성능은 겉감에서 두께는 노멕스(N)소재가 가장 두터웠고, 경위사 양방향의 인장강도 및 인열강도가 다른 소재에 비해 월등히 높았으며 잔염, 잔진시간도 짧고 방염성도 좋아 비 교 소재 중에서 가장 우수하였으며, 안감에서는 고어텍스(KG)소재가 두께가 두껍고, 인열강도가 높으며, 방염성도 월등히 높아 비교 소재 중에서 가장 우수하였고 내피에서는 양모펠트(WC) 소재가 가장 두껍고, 인열강도가 높으며, 방염성도 좋아 비교 소 재 중에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 2. 소방방수복의 보건위생성능은 겉감에서는 노멕스(N)소재가 가볍고 발수도, 투습도, 공기투과도가 대체로 높은 것으로 나타났으며, 안감에서는 고어텍스(KG)소재가 가볍고 내수도도 월등히 높았으며, 내피에서는 양모펠트(WC) 소재가 가장 가벼우며 투습도, 공기투과도가 높아 비교 소재 중에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 3. 소방방수복의 세탁, 관리성능은 겉감에서는 노멕스(N)소재가 수축률이 낮고, 세탁 전후의 방염성 및 투습성에 거의 변화가 없었으며, 안감에서는 고어텍스(KG)소재가 방염성, 발수성, 투습성에 변화율이 낮았고, 내피는 양모펠트(WC) 소재가 수축률이 낮고 방염성, 발수성, 투습성의 변화율이 적었으므로 비교 소재 중에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 4. 소방방수복의 반사테이프에 대한 연소성, 반사 성능은 O소재가 방염성과 반사성능이 월등히 높게 나타나 비교 소재 중에서 가장 우수한 것으로 나타 났다.
- 5. 현행 방수복 소재와 연구 소방방수복 소재의 비교에 있어서는 연구방수복 소재가 두께도 두텁고 연소성에 있어서도 현행 난연비닐론(VP)보다 우수 한 성능을 가졌으며 장화소재보다는 매우 우수한 것으로 나타났다. 무게도 현행 소재보다 월등히 가 볍고 발수도, 투습도도 큰 것으로 나타났다.
- 겉감 KC, N은 잔염, 잔진시간, 탄화거리, 탄화면적에서 거의 0으로 나타나 뛰어난 방염성을 가진 것을 알 수 있으며 대원용 VP, 간부용 C1 소재는 복제규정에도 미치지 못하는 것으로 나타났다. 안감 KG는 잔염, 잔진시간이 0으로 방염성이 매우 높은 것으로 나타났으나, 현행 NR소재는 낮게 나타났다.
- 겉감 N소재는 발수도 100점으로 매우 우수한 발수성을 가졌으나 현행 간부용 C1 과 대원용 VP는 50점으로 중정도이며 C3, KC소재는 거의 발수성이 없는 것으로 나타났다. 안감 NH는 100점으로 나타났으나 NR, PR, KG소재는 50점으로 나타났고 내피 소재도 모두 50점으로 나타났다.
- 겉감 N은 29.13 cnF/cmZ/ggc로 다른 겉감 소재에 비해 높은 공기투과도를 가졌으며 KC, C3 순으로 나타났고 안감의 대부분은 0에 가까워 공기투과가 거의 되지 않는 것으로 나타났다. 내피 WC는 로 월등히 높은 공기투과도를 가졌으며 WN, PC소재는 매우 낮게 나타났다.
- 대부분의 시료에서 경위사의 인장강도는 비슷하게 나타났다. 겉감 N은 경사가 139.9kgf, 위사가 129公気로 월등히 높았으며 KC, 간부용 C1 순으로 낮게 나타났고 안감은 현행 NR소재가 101.3, 97.4kgf로 가장 높았고, 나머지 소재들은 다소 낮았다. 내피 는 PC가 76.
- 겉감 중 KC소재는 Kevlar와 탄화섬유의 혼방직물로 실험을 위한 규격으로 절단하기가 거의 불가능하여 투습도를 측정하지 못하였으나 측정 시료 중에는 C2, C3, N소재가 23〜280g/m2l로 높게 나타났으며, 간부용 C1 소재, 대원용 VP소재가 lOOg/nA로. 낮았다.
- 겉감은 경위사 모두 KC, C3, N소재가 낮은 수축률을 보였고 대원용 VP, 간부용 Cl, C2 순으로 나타났는데, VP소재는 수축률은 낮으나, 경위사의 수축률에 차이가 있으므로 세탁에 의해 형태의 일그러짐이 예상된다. 안감은 대체로 수축률이 낮게 나타났으며 내피는 PC가 안정적이고, WC와 WN은 약간 수축하는 것으로 나타났다.
- 겉감의 내수도는 간부용 C1 소재가 40.4cm로 가장 높고 C3, KC소재가 낮게 나타났으며 안감은 NR, KG소재가 750cm로 월등히 높았고 PR소재가 28cm 정도로 가장 낮게 나타났다. 물의 흡수는 열의 유입, 소방복의 무게 증가, 체온 발산으로 인한 장애 등을 유발시키므로, 이를 방지하기 위해 방수복 안감이 습기장벽으로서의 역할을 해야 하는데 현행 NR소 재는 KG와 함께 높은 내수도를 가지고 있는 것으로 나타났다.
- 안감 KG는 잔염, 잔진시간이 0으로 방염성이 매우 높은 것으로 나타났으나, 현행 NR소재는 낮게 나타났다. 내피는 현행 WN과 WC가 잔염, 잔진시간이 1초 정도로 방염성이 우수하였는데 PC는 잔염시간 91.0초, 잔진시간 119.0초, 탄화거리 24.5cm, 탄화면적 308.0cm2으로 방염성이 매우 좋지 않았다.
- 무게는 장화소재가 978.2g/m2였으며 현행 방수복의 겉감(VB) 210, 6g/m2, 안감(NR) 241.1g/m2, 내피 (WN) 가 324.3g/m2로서 총 776g/m2이었으며 연구용은 겉감(N) 이 255.1g/m2, 안감(KG)이 140.3g/m2, 내피 (WC)가 328.3g/m2로 총 723.7g/m2로 나타나 장화 소재는 가장 무겁고 연구용 N소재는 매우 가볍게 나타났다. 방수복 하의의 무게는 무거울수록 하체를 압박하고 운동성을 방해하여 작업능률을 저하시키며 인체의 피로를 가중시키므로 열차단력을 저해하지 않는 한 가벼운 소재의 선택이 고려되어야 한다고 본다.
- 현행 방수복 소재와 연구 소방방수복 소재의 비교에 있어서는 연구방수복 소재가 두께도 두텁고 연소성에 있어서도 현행 난연비닐론(VP)보다 우수 한 성능을 가졌으며 장화소재보다는 매우 우수한 것으로 나타났다. 무게도 현행 소재보다 월등히 가 볍고 발수도, 투습도도 큰 것으로 나타났다. 장화소 재는 발수도를 제외한 모든 항목에서 가장 뒤떨어 지며 투습이 전혀 이루어지지 못하고 방염성도 매 우 부족하게 나타났다.
- 4cm로 가장 높고 C3, KC소재가 낮게 나타났으며 안감은 NR, KG소재가 750cm로 월등히 높았고 PR소재가 28cm 정도로 가장 낮게 나타났다. 물의 흡수는 열의 유입, 소방복의 무게 증가, 체온 발산으로 인한 장애 등을 유발시키므로, 이를 방지하기 위해 방수복 안감이 습기장벽으로서의 역할을 해야 하는데 현행 NR소 재는 KG와 함께 높은 내수도를 가지고 있는 것으로 나타났다.
- 방수복 하의의 무게는 무거울수록 하체를 압박하고 운동성을 방해하여 작업능률을 저하시키며 인체의 피로를 가중시키므로 열차단력을 저해하지 않는 한 가벼운 소재의 선택이 고려되어야 한다고 본다. 발수도는 현행 방수복(VP) 이 50점으로 전 표면에 습윤상태를 나타내고 있는데 비해 장화와 연구 방수복(N) 소재의 발수도는 100점으로 발수상태가 매우 양호하였다. 화재진압시 방수복 소재가 물을 흡수하면 무겁고 뻣뻣해지며 겨울에는 한기까지 느끼게 되므로 현행 방수복 소재는 발수도가 좋은 소재로 개선되어지는 것이 바람직하다고 생각된다.
- 1cd/LuKm, 로 가장 우수하였으며 현행 N이 절반 정도로 나타났고 日은 lOcd/Luxm?로 낮았다. 복제규 정의 30 cd/I土杼를 초과하는 시료는 현행 n과 0 이지만 0소재가 2배 이상의 좋은 반사성능을 나타 내었다. 한국의 반사테이프는 4.
- 세탁 후 연소성은 겉감 kc, be] 변화가 적었으며, 현행 간부용 C1 과 대원용 VP는 약 50% 정도 성능이 저하되었다. 안감 KG는 큰 변화가 없었고, 내피 WN, WC도 변화율은 낮았다.
- 소재는 복제규정에도 미치지 못하는 것으로 나타났다. 안감 KG는 잔염, 잔진시간이 0으로 방염성이 매우 높은 것으로 나타났으나, 현행 NR소재는 낮게 나타났다. 내피는 현행 WN과 WC가 잔염, 잔진시간이 1초 정도로 방염성이 우수하였는데 PC는 잔염시간 91.
- 세탁 후 연소성은 겉감 kc, be] 변화가 적었으며, 현행 간부용 C1 과 대원용 VP는 약 50% 정도 성능이 저하되었다. 안감 KG는 큰 변화가 없었고, 내피 WN, WC도 변화율은 낮았다. 그러나 한달 평균 60여회에 달하는 화재진압 출동에 따른 세탁횟수와 누적되는 오염의 양은 심한 성능저하를 초래 할 것으로 우려된다.
- , KC소재는 거의 발수성이 없는 것으로 나타났다. 안감 NH는 100점으로 나타났으나 NR, PR, KG소재는 50점으로 나타났고 내피 소재도 모두 50점으로 나타났다.
- 순으로 나타났는데, VP소재는 수축률은 낮으나, 경위사의 수축률에 차이가 있으므로 세탁에 의해 형태의 일그러짐이 예상된다. 안감은 대체로 수축률이 낮게 나타났으며 내피는 PC가 안정적이고, WC와 WN은 약간 수축하는 것으로 나타났다. 세탁에 의한 수축률은 대체로 낮게 나타났지만, 다양한 오염을 제거하면서 형태안정을 도모하기 위해서는 물세탁과 더불어 드라이클리닝 세탁법도 고려하는 것이 효과적이라 생각된다.
- 연소성 실험에서 현행 방수복 소재는 잔염, 잔진 시간이 9.6초로 나타나 한국소방복제 규정의 5초이 내'에 미치지 못하였고 장화소재는 잔염, 잔진시간 이 湖초, 탄화거리 25cm, 탄화면적 367.6cm2로 나타나 방염성이 매우 부족한 것으로 나타났고 연구용 방수복 소재는 겉감의 잔염, 잔진시간이 0초, 탄화면적은 1.3cm2로 나타나 미국의 NPFA기준(NFPA, 1991)으로도 안전하다는 것을 알 수 있다.
- 무게도 현행 소재보다 월등히 가 볍고 발수도, 투습도도 큰 것으로 나타났다. 장화소 재는 발수도를 제외한 모든 항목에서 가장 뒤떨어 지며 투습이 전혀 이루어지지 못하고 방염성도 매 우 부족하게 나타났다.
후속연구
- 그러나 한국은 겉감의 방염성만 '잔염, 잔진 시간이 5초 이내, 탄화거리가 20cm 이내'로 규정되어 있어 미국에 비해 규제 정도가 미약하며 안감, 내피 및 재봉사 등은 규정조차 없어 이들에 대한 검토가 요망된다. 특히 국내에서는 가공처리로 방염성을 부 여한 소재들이 널리 사용되고 있어 세탁, 마찰, 연소 등 방수복의 노후상태에 따라 효과는 더욱 줄어들 수 있으므로 소재 자체가 고유의 방염성을 가지는 것이 바람직한데 유리, 석면 등의 불연성섬유는 내 마모성이 낮고 흡입시 위험하므로 의복에는 거의 적용되지 않고 섬유자체가 고유의 내연성을 지닌 N 소재 (Ncmex), KC소재 (Kevlar) 와 같은 Aramid계 섬유가 활발히 개발되고 있으나 가격이 고가인 관계로 이에 대한 연구가 필요하다고 본다.
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