일본의 PVC 사용환경
연질PVC필름에 대하여
소비자에게 친숙한 연질 PVC제품은 PVC 수지에 첨가제 배합 및 용해 가열, 박막 가공한 연질 PVC필름을 기초로 하고 있다. 일본비닐공업회(JAPAN VINYL GOODS MRES.ASS.)에서 취급하고 있는 범용 제품인 연질 PVC필름에 대해 배합 및 제조 기술에 대한 내용을 알아보겠다.
1. 배합
연질PVC필름에 사용되는 원재료는 일반적으로 PVC수지, 가소제, 안정제, 윤활제, 착색제 및 기타 첨가제가 있다. 이러한 첨가제는 모두 PVC 제품 제조 시 안전성을 확보할 수 있는 것들이 사용된다.
1) PVC수지
연질PVC 필름의 주원료는 나프타와 소금으로부터 제조되는 PVC수지다. PVC수지는 중합도(고분자의 단량체 결합수)가 클수록 물리적 강도도 커지며 가공 온도도 높아진다. 일반적으로 사용되는 PVC수지의 중합도는 850~1,300정도가 많으며, 특히 범용으로는 1,100정도가 많이 사용된다.
2) 가소제
가소제는 PVC수지에 첨가해 필름의 유연성(딱딱함)을 자유롭게 조정하거나 가공성을 높여주는 중요한 역할을 지닌 첨가제다. 가소제 첨가량 조절을 통해 경질, 반경질, 연질과 같이 PVC 제품의 경도를 다양하게 변화시킬 수 있다.
범용 가소제로는 프탈산계, 아디핀산계, 구연산계, 폴리에스테르계 등이 있으며, 용도에 따라 선택 허용하여 내후성, 내한성, 내유성, 전기 절연성, 비이행성 등의 기능을 부여할 수 있다. 가소제를 선택할 때에는 PVC 수지나 배합제와 상용성이 있는 것이나, 이행성, 내한성, 색상, 내수성, 내유성, 내약품성 등이 고려된다.
3) 안정제
필름 제조 시 열분해를 막기 위해 안정제를 사용한다. 안정제 종류의 선택 시에는 필름의 투명도나 색 및 사용 조건이나 사용 환경이 고려된다. Ca계, Ba계, Zn계, Mg계 등 단독 안정제부터 복합 안정제까지 종류가 다양하며, PVC 100에 대해 0.5~5%정도가 첨가된다.
4) 윤활제
윤활제는 고온 가공 시 캘린더롤에 부착되는 것을 막아 작업 효율을 높이기 위해 소량 첨가하는 것으로, metallic soap, natural wax등이 사용된다.
5) 착색제
착색제는 필름에 착색하기 위해 첨가하는 것으로 주로 유기안료 및 무기안료가 사용되며, 색 마다 종류도 많다. 산화티탄(횐색)이나 카본블랙, 산화철(빨강), 아조계 안료 등이 일반적으로 사용된다.
6) 기타
그 외의 배합제로는 기능성 부여를 위한 자외선흡수제(내후성),난연제(난연성), 가공조제(가공성), 충진제 등이 있다.
2.제조기술
연질 PVC 필름의 제조 방식으로는 일반적으로 캘린더 법과 T-다이 압출법이 알려져 있으며, 최근에는 캘린더법이 주로 사용되고 있다.
1) 캘린더법
캘린더법은 19세기 중순에 고무 압연 공정에서 최초로 사용되었으며, PVC필름 및 시트의 압연 공정에 사용된 이래 현저한 기술의 발전을 보이고 있다. 각종 배합제를 가열, 혼련(混鍊 : 합성수지, 고무와 같은 고분자 재료에 화학 재료를 넣고 열과 기계를 이용하여 고르게 섞어 이기는 작업)해 유동성 컴파운드 형태로 만든 후, 가열된 2개의 롤에 끼우면서 압연하고, 여러 개의 롤러를 배치해 가열시켜 마지막에는 냉각된 롤러의 표면에 따르게 해 얇게 성막(成膜)되어 감긴다. 각 캘린더롤의 배열, 지름, 온도, 회전 수 등을 조정해 필름의 두께를 높이거나 물성에 특색을 부여하는 등의 연구가 진행되고 있다.
2) 공정
캘린더법의 제조공정은 다음과 같다.
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3)특징
캘린더법의 특징으로는 압출법에 비해 생산 설비가 크고, 고속 생산이 가능하며, 제조능력이 높은 점을 들 수 있다. 압출법에 비해 설비투자가 크기 때문에 생산성이 낮은 극박품(0.05mm이하)에는 적합하지 않고 소품종 대량생산에 적절하다. 다른 플라스틱 성형에 비해 수지 배합, 성형 조건, 장치, 품질 등 가공 기술이 복잡한 한편 숙련성이 요구되어 생산관리가 제대로 되지 않으면 안정된 제품을 얻을 수 없는 것도 특징의 하나이다.
의료센터의 PVC 내창 설치 효과
2년 전 PVC새시 보급 활동 중 토우야호 서미트에서 알게 된 훗카이도의 고단열 주택 관계자와의 인연으로, 유우바리 의료 센터와 협력하게 되었다.
유우바리 의료 센터는 재정 파탄에 허덕이는 유바리시에 위치해 있다. 센터의 무라카미 이사장은 “고령자가 건강한 생활을 할 수 있는 조건을 갖추는 것이, 시의 활성화 및 의료비의 삭감으로 연결된다”는 신념 아래, 시민들의 협력을 얻어 방문 진료나 간병 등 과감한 활동을 펼쳐왔다. 작년 2월에는 ‘유우바리 무라카미 토모히코 의사-의료재생 700일의 기록’이라는 다큐멘터리도 보도되었다.
그러나 유우바리 의료 센터는 일찍이 석탄으로 에너지를 공급하는 것을 전제로 지어진 것으로 보이는 대형 시설로, 지금도 그 모습은 남아 있지만 완전히 노후화되어 난방비가 큰 부담이 되고 있던 곳이다. 또한 단열 성능이 낮은 유리와 알루미늄 새시를 사용한 창이 설치되어 있기 때문에, 차가운 바람이 불어오는 창 옆자리의 침대를 기피하는 일로 환자 사이의 마찰도 있었다고 한다. 이러한 이유로 도내에 위치한 기업인 일본 후크소가라스 주식회사와 신닛케이 주식회사가 협력해 병실 일부에 내창을 기증했으며, 큰 효과가 있었다고 들은 것이 이야기의 발단이었다.
2년 전 건축 전문가들과 함께 진료소를 방문해 추가 단열 개선의 기술적 가능성 및 비용 대비 효과 등을 검토했으며, 그 결과를 기초로 내창을 추가 설치할 수 있도록 기부를 모집했으며 VEC회원사도 협력했다.
일본 후크소가라스 주식회사가 제품 무상 제공을 협력해, 병실, 세면실, 화장실, 복도 등 진료소에서 사용하고 있는 거의 모든 공간에 내창을 설치 할 수 있었다. 온도 관리, 스위치의 온/오프 등 세세한 에너지 절약 노력과 함께 연중 500만엔(한화 약 7천만원)정도의 에너지 비용을 절약할 수 있었으며, 추웠던 복도나 계단도 따뜻해지고 건물 내부가 밝게 느껴지게 되었다.
무라카미 이사장의 말에 따르면, 고령자가 집안에서 건전하게 활동하는 것이 노환에 걸리지 않고 건강하게 지내는 것과 연관이 있다고 한다. 그러기 위해서는 거주지가 안전하게 설계되어 적절하고 안정된 온열 환경이 제공되는 것이 중요하며, 이러한 좋은 거주 환경을 바탕으로 고령자가 적극적으로 행동할 수 있도록 의사로부터 꾸준히 조언을 받으면 건강 증진 효과를 기대할 수 있다고 한다. 개인의 노력뿐 아니라 주변의 환경 또한 중요하다.
뜻하지 않은 사고로 인한 사망에 대한 후생노동성의 통계에 따르면, 교통사고 사망자는 최근 10년간 거의 반으로 줄었으며 2008년도의 사망자수는 7,499명이다. 한편 전도/전락(넘어지거나 떨어짐)및 익사에 의한 사망자가 미미하게 증가하고 있으며, 각각 7,170명, 6,464명으로 교통사고 사망자수에 필적하는 수준이 되고 있다. 또한 가정 내에서의 사고에 의한 사망자 수도 증가해 2008년도는 13,240명에 이르고 있다.
화장실이나 복도가 추우면 움직이는 것이 귀찮아지게 되며, 옷을 두껍게 입는 것도 보행의 장애요인이 될 수 있다. 목욕탕이 추우면 냉방병으로 인해 뇌졸중이 발생할 수 있으며, 실제로 입욕 중 급사자는 동절기에 집중되고 있다. 덧붙여 뇌경색이나 뇌출혈에 걸리면 그 사망률은 각각 7%와 18%이며, 입원 기간은 각각 27일과 38일, 의료비는 평균 약 108만엔과 160만엔이다. 대퇴골 경부 골절로 인한 입원기간은 39일로 의료비는 170만엔이 소요된다.(모두 2006년 1~3월의 데이터)상처나 발병이 큰 부담으로 이어질 뿐만 아니라 장기 입원이 불가피하게 되는 것을 주목해야 한다. 무라카미 이사장에 의하면, 장기 입원은 노환의 진행과 연관성이 높으며, 어쨌든 입원하는 사태가 생기지 않도록 건강하게 활동할 수 있는 것을 목표로 하는 것이 중요하다고 한다.
주택판 에코 포인트 제도에 의해 단열 개선에 대한 의식이 높아져 매달 내창의 출하는 전년대비 4배를 넘는 수준이 되었으나, 일본 전체로 보면 아직 극히 한정된 수에 머물러 있다. PVC 내창은 지구온난화의 주원인인 CO2배출 삭감에 기여하며 설치자 입장에서는 에너지 비용 절약이라는 장점이 있지만, 그만큼의 비용을 회수하려면 상당한 기간이 걸린다. 그러나 건강, 그리고 무엇보다도 생활의 질 향상은 둘도 없는 것으로, 지금 여러 가지 분야에서 이러한 건강 증진 효과 등을 명백히 밝히려는 시도가 진행되고 있다. 온난화 문제에 관심이 집중되기 쉽지만, 고령화 준비 및 건강과 안전에 대한 배려도 함께 생각하는 것이 필요하며, 이러한 것들을 아울러 생각해 설계나 리모델링을 실시할 수 있다.
개개인의 집의 문제가 아닌 지역사회의 관점에서 고령화와 건강, 안전을 생각하는 움직임을 통해, 개인의 노력과 주변 환경의 양 측면에서 대응을 진행해 나가는 것이 활기찬 장래의 실현을 위해 필요한 것이라 생각된다.
교토대학에서 PVC 내창 온열 환경 개선 검증 착수
도쿄대학의 총장실 층에 PVC 내창을 설치해 효과를 검증한 것에 이어, 교토대학에서도 1년간에 걸쳐 PVC 내창의 온열 환경 개선 실증 조사를 도스테무(주)와 공동으로 진행하게 되었다. 본 연구는 교토대학원 공학연구과 건축학 전공의 원조 아래, IV지역(주택의 차세대 에너지 절약 기준의 지역 구분) 중에서도 간사이 지방을 평가해 특히 한난의 차이가 큰 교토에서 검증을 행하기로 했다. 이번 검증에서 주목할 점은 IV지역의 차세대 에너지 절약 기준을 만족시키는 창(페어유리)의 안쪽에 PVC 내창을, 단판유리의 실내 측에 IV지역의 차세대 에너지 절약 기준 이상의 PVC 내창(LOW-E유리)을 설치해 에너지 절약 및 CO2삭감 효과를 확인하는 것으로, 향후 창의 본연의 역할에 조금이나마 파문을 일으키지 않을까 생각된다.
검증개요는 교토대학 캠퍼스의 C2클러스터동의 2개실에 하절기 및 동절기 중 창 부착 전후의 창면의 온도, 실내 공기 온도, 벽면 표면 온도를 측정하고, 에어콘에 의한 공급 열량 및 전력 소비량을 측정해, 측정치에 근거해 실내 온열 환경 효과 및 에너지 절약 효과를 검증하는 것을 목적으로 한다. 또한 거주 직원 및 학생 대상 설문 조사를 실시해 온열 환경 개선 효과를 검증할 계획이며 내년도 일본 건축학회에서의 발표를 목표로 하고 있다.
