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주택에서 피해야 할 외장재
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[폴리카보네이트] 명품 플라스틱, 미래형 건축 재료 ‘폴리카보네이트’라고 들어봤어? : 네이버 블로그
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건축외장재 – arcoPlus 10T
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(주)두인폴리캠
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e대한경제
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［Plastic!］ 플라스틱 가볍게 보지 마라
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폴리카보네이트 | palram-starpolychem
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Polycarbonate
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폴리카보네이트 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
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물성[편집]
제조법[편집]
제품 예시[편집]
장점[편집]
단점[편집]
화학적 상호 작용[편집]
각주[편집]
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주택에서 피해야 할 외장재
하자가 발생한 후의 사진이다.
이 외장재는 폴리카보네이트라는 투명에 가까운 소재인데, 보통 아주 저렴하게 발코니 등을 덮는 용도로 많이 사용되고 있는 재료이다.
사진에서 보다시피 주택의 상부에 하얀색 얼룩이 심하게 보이고 있다.
이 하자의 원인은 외부에서 육안으로 관찰하는 것으로는 불분명하지만, 크게 두가지로 나눌 수 있을 것같다.
첫번째는 내부에 방습층이 시공되지 않아, 실내 습도가 상대적으로 높은 2층에서 습기가 외벽쪽으로 다량으로 몰린 경우.
두번째는 상부 지붕과 외벽의 만나는 곳에서 물끊기와 방수처리가 제대로 되지 않아, 누수가 외장재 내부로 들어갈 경우.
로 나눌 수 있겠다.
개인적으로는 첫번째 원인으로 인한 하자에 더 무게를 두는데, 이유는 단독주택에서 실내의 방습층을 제대로 반영하는 설계자가 거의 없는게 현실이고, 설령 반영했다 하더라도 이를 제대로 시공하는 곳도 거의 보기 힘들기 때문이다. 또한 신축된지 얼마지나지 않은 주택이기 때문에 벌써 지붕과 외벽사이의 방수를 지탱하고 있는 실란트가 망가지진 않았으리라는 판단이다.
물론 가장 우선시 되는 것은 이러한 우리나라의 현실이 뻔함에도 불구하고 속이 들어나 보이는 외장재를 단독주택에 사용한 것이 가장 뼈아픈 실수로 보여진다.
몇 해후에 다시 방문을 하여 사진을 올리겠지만, 흔히 일부 시공자가 주장하는 “들어간 습기의 실내로의 재방출”은 결코 기대하기 어렵다는 것이 증명될 것이다. 실내 방습층이 없는 경우 이처럼 외장재 쪽으로 들어간 습기는 결코 쉽게 다시 나오지 못한다. 이 때문에 건식구조의 외벽은 반드시 투습이 되는 소재여야 하는 것이다. 하지만, 이 폴리카보네이트는 소재는 PVC 성질에 가까워 완전 불투습층을 외부에 형성하고 있으니, 어찌보면 예견된 하자일 것이다.
아래 사진은 폴리카보네이트 판넬의 접합부위 사진이다.
아래 사진은 더 크게 확대를 한 모습인데, 하지에다 피스로 고정되어져 있고, 부틸 또는 EPDM계열의 고무로 조인트가 방수처리되어져 있다. 물론 장기적 누수도 예상될 수 있는데, 이는 피스가 일반적으로 사용되는 평범한 제품 (EPDM 소재의 작은 패드가 머리 안쪽에 붙어 있는 피스를 사용해야함) 일 뿐더러, 나사마다 그 시공품질이 너무나 제각각이기 때문이다.
아래 사진은 외벽의 마무리와 판넬이 만나는 부위를 확대한 모습이다. 아래 사진은 외벽의 마무리와 판넬이 만나는 부위를 확대한 모습이다.
머리가 너무 깊이 박힌 피스가 보인다. 또한 측면 마감재 역시 제대로된 이음을 보여주지 못하고, 실란트로 메꾸어 놓은 모습니다. 이런 부분이 장기적으로 누수의 원인이 될 것이다.
이 문제를 해결하려면 원인부터 찾아야 겠지만, 만약 습기로 인한 피해라면, 외벽에 통기층을 추가하는 것이 최선인데, 이를 디자인과 연계해서 해결하는 것은 만만치 않아 보인다.
거기에 더불어 외벽의 열팽창으로 이미 휘어진 모습이다. 이 현상이 매년 반복되면 외피를 붙들고 있는 피스에서 탈락할 확율이 높다.
건축물의 모든 소재는 그 주장하는 바와 사용 방법이 있으며, 처음부터 사용해서는 안될 재료는 거의 찾아 보기 힘들다. 각 회사에서 많은 정성을 들여 개발한 제품들이며, 그렇기 때문에 모든 재료는 그 나름의 가치가 있는 것이다. 그러나, 우리나라 단독주택시장의 수준을 고려한다면, 많은 재료가 걸러져서 사용되어야 한다. 이 문제를 해결하려면 원인부터 찾아야 겠지만, 만약 습기로 인한 피해라면, 외벽에 통기층을 추가하는 것이 최선인데, 이를 디자인과 연계해서 해결하는 것은 만만치 않아 보인다.거기에 더불어 외벽의 열팽창으로 이미 휘어진 모습이다. 이 현상이 매년 반복되면 외피를 붙들고 있는 피스에서 탈락할 확율이 높다.건축물의 모든 소재는 그 주장하는 바와 사용 방법이 있으며, 처음부터 사용해서는 안될 재료는 거의 찾아 보기 힘들다. 각 회사에서 많은 정성을 들여 개발한 제품들이며, 그렇기 때문에 모든 재료는 그 나름의 가치가 있는 것이다. 그러나, 우리나라 단독주택시장의 수준을 고려한다면, 많은 재료가 걸러져서 사용되어야 한다.
시공사의 수준을 탓하기 전에 시공할 수 있는 수준의 재료를 선정하는 것도 건축가의 몫이다.
건축물에는 수많은 소재가 사용된다. 하지만, 단독주택에서는 여러가지 이유로 피해야 할 외장재가 존재하는데, 재료 자체의 문제가 아닌, 재료의 특징으로 인한 이차적 하자를 피하기 어려운 소재가 있다. 아래 사례는 그 중의 하나를 잘 보여주고 있다.
e대한경제
건축 내ㆍ외장재로 어디서든 빛난다…폴리카보네이트 각광
고급형 폴리카보네이트는 빛과 인공 조명을 투과시켜 다양한 디자인을 연출한다. 사진제공=아키폴리코퍼레이션
플라스틱이 없는 삶을 상상해보라. 유리와 철이 플라스틱의 빈자리를 대신하겠지만 무겁고 비싸고 다루기도 힘들다. 그러나 플라스틱은 저평가돼왔다. 값이 싸고 가볍고 가공하기 쉽다는 이유로 오히려 귀한 물건 대접을 받지 못했다. 건설현장에서는 유독 심했다. 주로 저렴한 맛에 지하 주차장의 출입구, 자전거 보관소 등의 지붕으로나 쓸 뿐 건축자재로서 당당히 인정받지 못 했다. 하지만 고성능 폴리카보네이트를 만나면 이야기가 달라진다.
고급형 폴리카보네이트 단파론 제품이 시공된 인천 숭의 아레나 파크(인천축구전용경기장) 천장 모습. 한 판의 길이가 34ｍ로 총 7000㎡ 규모를 시공하는데 7주밖에 걸리지 않았다. 사진제공=아키폴리코퍼레이션
△알고 보면 고급스러운 폴리카보네이트
폴리카보네이트는 탄산염을 중합해서 만든 플라스틱 수지다. 유연한 속성 덕분에 다양한 형태로 가공할 수 있다. 잘 깨지지 않고 특수 코팅 처리돼 태양열에도 표면이 변하지 않는다. 폴리카보네이트를 만드는 과정에서는 ‘브롬’이라는 물질을 넣어야 한다. 이 물질은 미국과 이스라엘에서만 추출된다. 때문에 고품질의 폴리카보네이트를 생산하는 기술과 제품을 가진 기업은 미국의 제너럴 일렉트릭(General Electric, GE)과 이스라엘의 단팔(DANPAL) 등이 손에 꼽힌다.
두 장의 폴리카보네이트 사이에 조명을 넣으면 밤에는 또 다른 분위기를 연출하기도 한다. 사진제공=아키폴리코퍼레이션
건축자재로 쓰이는 고급형 폴리카보네이트의 단면은 벌집 모양의 셀(cell) 구조로 이뤄져 있다. 셀 간격이 조밀하고 각 셀의 단면 형상이 ‘U’자 형태여서 내구성이 뛰어나다. 보급형 폴리카보네이트는 각각의 판을 일명 ‘쫄대’라고 부르는 H형의 몰드에 끼우고 연결 부위를 실리콘으로 마감한다.
문제는 기후 변화에 따라 팽창하는 성질을 가진 폴리카보네이트는 갈라지고 깨지기 쉽다는 점이다. 아파트 단지 내 자전거 보관소 지붕이 자주 깨지고 금이 가 교체공사를 하는 것이 이 때문이다. 고급형 폴리카보네이트는 각 판을 ‘레그(Leg)’라고 부르는 알루미늄 구조체로 집어주기 때문에 팽창되더라도 틀에서 벗어나지 않고 그대로 유지된다. 빗물도 완벽하게 차단한다. 충격에 견디는 힘은 유리보다 250배가량 강하다. 가격은 커튼월과 비교해 15%가량 저렴하다.
기본 색상은 물론 기업 고유 색상도 조색이 가능하다. 전국 T스테이션에 설치된 폴리카보네이트. 사진제공=아키폴리코퍼레이션
△가볍고 가공성 뛰어나 시공하기 편한 건축자재
건설현장에서 가장 선호하는 자재의 특징은 시공 편의성이다. 가볍고 가공하기 쉽고 로스율이 작아야 그만큼 시간과 돈을 절약할 수 있다.
고급형 폴리카보네이트는 외장재 중 경량 자재로 분류된다. 알루미늄 부자재와 결합한 후에도 ㎡당 5㎏(두께 30㎜ 기준)을 넘지 않는다. 또 곡선 형태로 시공할 때 편리하다. 별도의 현장 가공 없이도 구부러지기 때문이다. 무게는 유리의 10분의1 수준이다. 현장에서 조립하기만 하면 끝이다. 덕분에 7000㎡ 규모의 숭의 아레나 파크 스타디움의 천장 시공은 7주 만에 끝났다. 유리 등 다른 차양재로 시공하면 두 배 이상 시간이 든다.
벽체로 사용할 때는 내부에 단열재를 넣어 냉난방 효율도 높일 수 있다. 공장에서 두 장의 폴리카보네이트 사이에 단열재를 넣은 상태로 결합시킨 제품이 대표적이다. 이 제품의 열관류율은 0.83∼1.1W/㎡ㆍK로 국내기준 창호 에너지효율등급 1등급(1.0W/㎡ㆍK 이하)과 비슷한 수준이다.
현재 국내에 출시된 고급형 폴리카보네이트는 60여 종의 부자재와 사출 형태를 갖추고 있어 다양한 설계에 적용 가능하다. 두께는 8∼30㎜까지 생산된다. 원판 길이는 11ｍ로 규격화돼 있지만, 최대 33.5ｍ의 수입제품도 있다.
서울 명동의 한빛미디어갤러리에 설치된 폴리카보네이트. 사진제공=아키폴리코퍼레이션
△자연채광과 인공 색채 모두 충족시키는 색의 마법사
고급형 폴리카보네이트는 색의 마법사다. 유리를 통과한 빛은 굴절되면서 실내 공간에 그림자가 생긴다. 폴리카보네이트는 빛을 통과하면서 셀 구조 안에서 산란돼 면 전체가 밝아진다. 그림자가 생기지 않아 스포츠 시설과 공장, 미술관 등의 외장재 및 내장재로 쓰기 적합하다. 또한 두께와 색상별로 전체 광선 투과율, 가시광선 투과율, 반사율 등이 달라 시공하려는 공간 특성에 맞는 색과 두께를 선택하면 최적의 효과를 낼 수 있다.
유리와 달리 폴리카보네이트를 통과한 빛은 그림자가 생기지 않는다. 때문에 운동 경기장, 박물관과 전시관 등에 주로 쓰인다. 사진제공=아키폴리코퍼레이션
폴리카보네이트 두 장 사이에 조명을 설치하면 조밀한 셀 구조 사이에서 빛이 난반사되면서 환상적인 조명 효과를 낸다. 양면의 색을 다르게 하면 실내ㆍ외에 연출되는 색이 다르다. 가령 초록색 잔디가 깔린 실내 야구장의 경우 안쪽은 초록색으로, 바깥은 다른 색으로 시공한다. 빨간색을 보다가 흰 가운을 보면 보색인 초록색의 잔상이 나타난다. 이 같은 잔상을 막고자 의사의 수술복을 초록색으로 한 것과 같은 이치다. 아울러 기업 고유의 색을 원할 경우 조색도 가능하다.
폴리카보네이트 사이에 루버를 넣으면 원하는 빛의 양을 자동으로 조정할 수 있다. 센서를 장착해 자동으로 움직이거나 수동으로 조절하는 방식으로도 설치할 수 있다. 이를 통해 실내 밝기를 태양광 정도에 따라 자동 조정해 인공조명 사용량을 줄여 전기료 절감에 도움이 된다. 또 실내로 유입되는 태양열도 정도에 맞춰 조절하기 때문에 여름철 냉방비 부하를 줄일 수 있다.
문수아기자 moon@
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산업1부 문수아 기자 [email protected] 기자의 다른기사
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비스페놀 A와 포스젠 으로부터 폴리카보네이트의 합성
폴리카보네이트(영어: polycarbonate, PC)는 탄산염을 중합하여 만든 수지로, 비스페놀 A(BPA)와 포스젠의 연쇄 구조로 이루어진 무색 투명한 무정형의 열가소성 플라스틱 중합체이자 엔지니어링 플라스틱의 한 종류다. 모노머 단위끼리의 결합이 카보네이트 즉, 탄산 에스테르(-O- (C = O) -O-)로 구성되며 쉽게 가공할 수 있고, 사출성형과 열성형이 된다. 엔지니어링에 사용되는 폴리카보네이트는 강하고 거친 소재이며 일부 등급은 광학적으로 투명하다. 이러한 특성 때문에 폴리카보네이트는 현대 화학공업에서 많은 응용 분야에 다양한 제품의 재료로 널리 사용된다. 렉산(GE플라스틱사의 브랜드 네임이자 한국의 렉산시트가 그대로 명사처럼 굳은것으로봉고나 호치키스 같은 경우이다. 초창기 한국에 처음 폴리카보네이트가 보급 될 당시 건축이나 외장재 일을 하던 사람들 중에는 이렇게 알고 있는사람이 상당히 많다.)으로 불리기도 한다.
내열성, 내충격성 및 투명성이 좋기 때문에 상품 플라스틱과 엔지니어링 플라스틱, 유리 대용 강화 플라스틱으로 많이 사용된다. 휴대폰과 노트북, 모니터 등 IT 제품의 외장재를 비롯해 CD, DVD 등 미디어 광저장매체 소재의 원료에 폭넓게 사용되는 고기능성 플라스틱이다.
폴리 카보네이트에는 고유한 수지 식별 코드(RIC)가 없으며 RIC 목록 7번, “OTHER(기타)”로 분류된다. 즉, 플라스틱 재활용 업체의 재질 분류 6개 항목 중 어느 것에도 속하지 않으므로 재활용 코드는 7번이다. 폴리카보네이트로 만든 제품은 전구체 모노머 비스페놀 A(BPA)를 함유할 수 있다.
독일 바이엘 사가 1953년에 처음 개발한 폴리카보네이트(polycarbonate)의 등록상표명을 본따 마크롤론(Makrolon)이라고도 한다. 아폴로 계획에서 월면활동을 실시한 비행사의 헬멧에도 사용되었다. 1956년 독일의 헤르만 슈넬(Hermann Schnell)이 처음 합성한 것으로, 1958년 바이엘(Bayer AG)로부터 필름과 성형재료로 판매되었다. 이어 미국의 제너럴일렉트릭을 비롯하여 각국에서 공업화되었다.
물성 [ 편집 ]
밀도: 1.20 g/cm 3
가용 온도: −100 ℃ to +180 ℃
열변형 온도: 135 ℃
녹는점: 약 250 ℃
굴절률: 1.585 ± 0.001
광투과율: 90 % ± 1 %
열전도율: 0.19 W/mK
선팽창률: 3.8×10-5 cm/cm℃
제조법 [ 편집 ]
비스페놀 A와 포스젠에서 폴리탄산염이 생성된다. 비스페놀 A 와 포스젠(또는 디페닐카보네이트)을 원료로 생산되며 염화카르보닐(포스젠)을 이용하는 경우 계면 중축합에 의해 폴리머화(polymerization)된다. 또한 디페닐카보네이트를 사용하는 경우는 에스테르 교환에 의한 중합으로 합성된다.
제품 예시 [ 편집 ]
CD 및 DVD
실험용 안전고글
폴리카보네이트로 만든 그릇의 바닥
온실 폴리카보네이트 시트
폴리카보네이트 병
전기·전자·광학 기기 [ 편집 ]
운송 장비 [ 편집 ]
주로 바람막이(윈드 실드)용으로 사용한다.
항공기(군용기, F-22 조종석의 캐노피, 여객기 객실 창문 등)
자동차·오토바이 등의 방향지시등과 미등 및 각 렌즈류, 경량창, 보호격벽 등
오토바이용 헬멧의 모자형 페이스 실드
기타 장비 [ 편집 ]
기계의 유면·액면 확인용 표시창
의료기기
건축 자재, 차양(캐노피)
젖병과 식기
무선 조종 자동차, 미니카의 바디(차체)
가방
포장 또는 광학용 필름
필기구·문구
선글라스와 안경, 고글
하이퍼 요요(HYPER YO-YO)
특수부대가 사용하는 헬멧 방탄 바이저
폭동 쉴드(주로 경찰 방패)
스로트 가드(목 보호대)
장점 [ 편집 ]
투명성·내충격성·내열성·난연성·치수 안정성, 내후성, 자기 소화성(self-extinguishability) 등에서 높은 물리적 성질을 나타낸다. 충격에 견딜 수 있는 내충격성은 일반적인 유리의 250배 이상이다.[1] 내산성, 내유성이 우수하고 자외선에 강하며 알칼리성이다.
엔지니어링 플라스틱 중에서도 평균적으로 높은 물성을 갖는 합성수지이며, 투명한 성질을 이용해 광학 용도로도 사용할 수 있다. 상대적으로 저렴하고 항공기·자동차 등 운송 장비, 전기·전자광학·의료 기기, 방탄유리 재료 등으로 널리 사용되고 있다. 기계적 강도도 우수하기 때문에 하중을 받는 플라스틱 나사에서 가장 많이 사용되고 있는 재료이다.
단점 [ 편집 ]
제품의 내구성은 그다지 좋다고 말할 수 없다. 특히 알칼리성 세제, 알칼리 용제에서 훼손되며, 접착제 등을 사용할 수 없다.
에스테르 결합을 하기 때문에 고온 고습도 환경에서는 가수 분해한다.
인장 강도 이상의 힘을 가하면, 백화현상이 발생하고 투명도가 현저하게 떨어진다.
화학적 상호 작용 [ 편집 ]
폴리카보네이트로 만든 용기는 차아염소산 나트륨(Sodium Hypochlorite)이나 다른 알칼리성 세제로 세척하면 안된다. 왜냐하면 비스페놀 A를 방출하여 생식 기관에 영향을 미치기 때문이다.
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