건축용섬유제품 건축부문에서고강도섬유직물은목재, 콘크리트, 벽돌및강철과같은전통적인건축소재대신에점점더많이사용되고있음. 특히섬유소재가갖는높은복원력, 극한기후조건에대한내성및전반적인내구성과같은특성으로인해아래와같은용도로사용이증가하고있음. < 건축용섬유제품의용도 > 아라미드, 탄소및유리섬유로만든직물이다양한레진과결합되어제조되는복합재료는무게대비높은강도및디자인의유연성을제공함으로서보다다양한건축설계를가능하게함. PVC 또는 PTFE 코팅과결합된폴리에스테르로만든햇빛가림용직물은지붕및벽덮개로사용되며현대건축물의중요한요소중하나임. 다양한산업용섬유분야중에서도건설용섬유제품은 2014 년에 160 억 달러규모였으며, 2020 년에는 200 억달러를돌파할것으로예상되며이는 연평균 11% 성장률을의미함. 양적으로보면 2015 년기준으로 4 백만톤이며연평균 6% 성장하여 2020 년 에는 5.5 백만톤에이를것으로예상됨. 향후아시아 - 태평양지역이건설부문산업용섬유의가장큰시장을형 성할것으로기대됨. 특히중국와인도와같은높은경제성장률을유지하 는국가가중심이될것임. - 1 -
중국과인도는지난십년간꾸준한경제성장을하였으며, 최근이들국가의정부는도로, 댐및교량건설에투자를집중하고있음. 중국과인도이외에도향후십년간일본, 호주그리고뉴질랜드에서의건설용섬유의사용이증대될것으로기대됨. 아시아 - 태평양지역에서건축용섬유의시장규모는 2015 년 40 억달러의 규모로향후 10 년간연평균 8% 이상의성장이기대됨. 북미와서유럽은건축용섬유의활발한지역임. 이들지역의건축용섬유수요는정부와민간부문모두투자증가에크게좌우될것으로예측됨. 이지역에서건축용섬유수요는꾸준히유지될것이지만아시아-태평양시장의성장률보다현저히낮아, 북미건설섬유시장은향후 10 년동안연평균 3 % 이상, 서유럽시장은 2.5 % 의성장률을보일수있음. Gundle/SLT Environmental Inc. (GSE) ( 미국 ), Royal Tencate NV ( 네덜란드 ), Low & Bonar PLC ( 영국 ) 및 Fibertex Nonwoven A/S ( 덴마크 ) 등의주요글로벌업체는아시아-태평양지역에서의사업을강화하고있어, 향후이지역이건축용섬유부문의시장을선도할것이라고예측가능함. 섬유바닥재의경우 2016년말이며세계시장규모가 1,097억달러에이를것으로예측됨. 이는 2015년대비 4.8% 성장한것임. (Future Market Insights 자료 ) 이는가정용제품까지포함하는시장이므로순수산업용시장은아닌것으로판단됨. 일본을제외한아시아 - 태평양지역에서만 358 억달러에이를것으로예측 됨. 이는중국, 인도, 아세안및중동지역의수요급증이주된요인이며향 후에도시장성장에주된지역으로꼽히고있음. 카페트가전체시장의대부분을차지하며 2015 년의 90.5% 점유율에이어 올해도 90.7% 에이를것으로예측함. 섬유소재로는합성섬유가주를이를것으로예상되며 2016 년말 930 억달 러에도달할것으로예측함. 용도로는주거용이대부분이며이부분 2016 년예상시장규모는 692 억달러임. - 2 -
세계시장선도기업으로는 Mohawk Industries, Shaw Industries Group, Tarkett S.A, Beaulieu International Group, 그리고 Interface 등이며이들업체가전체의 12% 를차지함. 시장을주도하는이들주요업체들은최소자본지출로운영을강화하고, 지역제조업체의인수를활발히하고있음. 섬유바닥재의경우최근재활용이큰이슈가되고있음. Mohawk 와함께 북미시장에서 45% 의점유율를갖는 Shaw 의경우연간 100 백만파운드의 카페트를재활용하고있음. [ 내염성섬유구조체 ] Technical Fibre Products (TFP) 는최근나노물질은함유하는부직포를선 보였음. 탄소나노튜브또는나노섬유를부직포에도입함으로서전도성, 전자파차폐, 온도제어및구조적기능등을부여한신개념의부직포임. Tecnofire는매우효과적인수동방화솔루션으로사용되는고품질의팽창자재임. Tecnofire의주요용도는복합구조의방화에있으며, 영구적이고필수적인부품의표면에복합됨. 190도이상의온도에서활성화되어팽창되며, 그결과안정하고절연성이강한숯을형성함. 숯은고온내성광물섬유에의해안정화되고, 복합재료를열로부터단열시키고연소로부터보호함으로써하부재료의열화속도를상당히감소시킴. Tecnofire 는그래파이트, 고온내성광물섬유, 소량의유기바인더및경우에따라추가로미립자, 섬유또는 alumina trihydrate (ATH) 와같은활성성분으로제조됨. ATH의경우화재시흡열반응을일으켜물을방출하고매트의방염성능을더욱향상시켜표면에서의확산을억제하는것으로알려져있음. <Tecnofire 의열팽창후의모습 > - 3 -
TFP 의새로운 Tecnofire 는전도성섬유를포함시켜화제에의하여활성 화되는수동형반응에그치지않고원격조정으로활성화시킬수있는 성능을보유함. TFP는폴리페닐렌설피드 (PPS), 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리아미드및폴리이미드를포함하는다양한열가소성섬유로만든고성능베일을제공하고있음. 이매우가벼운소재는 CFRP ( 탄소섬유강화플라스틱 ) 에서인터리브를향상시키는용도로설계되었음. 이베일을이용한경우모드-I 및모드 II에서의파괴인성을각각 160 % 및 430 % 까지크게향상시킬수있으며최종복합부품에최소중량을추가하는것으로알려짐. [ 섬유보강지붕소재 ] Milliken & Company는고분자단일층루핑멤브레인의인열저항을개선한새로운코팅위사삽입경편제품을출시하였음. PVC 및 TPO 멤브레인지붕소재에적용가능한이제품은가소제와같이루핑섬유에일반적으로사용되는휘발성유기물이없는독점코팅을특징으로함. 폴리에스터섬유에특수코팅을적용하여높은개방도를갖는것이특징임. 조직의개방도는 5-10% 정도향상되어상하부층의고분자와의결착력이증가한것이특징임. <Miliken 의지붕보강경편소재 > Teijin 은비산화산재로부터보호할수있는새로운아라미드섬유직물 을선보였음. 일본의경우활발한화산활동으로인하여화산재에의한지 붕의손상및파괴가심각한문제임. 이러한문제로인하여일본정부는 - 4 -
기존의콘크리트나철재지붕대체재의개발을요구하였으며, 이에충죽하 는제품을 Teijin 이기존의 Twaron 과 Technora 로개발한것임. < 아라미드지붕소재의시공모습 > 이들소재는무거운지붕소재의운반이어려운주로화산근처의임시대피소의건설에적용될예정임. 2015년일본정부의시험을통과하였는데, 이때 2014년온타케화산폭발시발생한비산화산재와비슷한크기에대하여충분히견딘것으로보고되었음. Twaron은같은무게의강철에비하여 6배이상강하며높은열안정성을갖는것이특징이며, Technora는이보다더한우수한인장강도와내충격성및내화학성을갖고있음. 어떤직물을선택할지는화산의활성도, 고도및기후특성을고려할것이라고함. Chomarat는 Norafin과공동으로개발한지붕펠트보강재인 Rotaflam Neo를출시하였음. 이제품은유리와폴리에스테르의장점을모두제공하며단층에레이드스크림 (scrim, 강도및치수안정성 ) 과부직포재료 ( 천공, 내열성및찢김방지 ) 의성능을결합시킨것임. Rotaflam Neo 는유리섬유또는폴리에스테르계레이드스크림, 폴리 에스터부직포및유리베일로구성됨. 부직포재료는레이드스크림의 성능을보장하는워터제트 (water-jet) 결합공정을사용함. - 5 -
<Rotaflam Neo 의구성 > [ 탄소섬유강화콘크리트 ] 2005년세계처음으로섬유강화콘크리트교량이독일 Oschatz에설치된이후섬유강화콘크리트에대한관심이증대되어왔음. 특히탄소섬유로빙의사용이적합한데, 탄소섬유의경우기존콘크리트에사용되는철근에비하여 4배가벼우며, 6배이상효율적임. 또한철근에비하여성형이용이하고부식하지않는다는장점을지님. < 세계최초의섬유강화콘크리트를이용한인도교 > 이러한탄소섬유의사용은콘크리트의사용을획기적으로줄일수있으며, 이는이산화탄소배출량을줄이는데도효과적임. 시멘트의생산과정에서전체이산화탄소발생량의 6.5% 가발생하는데이는전세계항공기에서배출되는양보다많음. - 6 -
< 탄소섬유보강콘크리트 > 독일은현재 C 3 (Carbon-Concrete-Composite) 프로젝트를진행중에있음. 독일정부의 4,500만유로와 130 여개참여기업의대응투자로 2,300만유로가투자되는대규모사업으로독일드레스덴대학이주도하고있음. 프로젝트의목표는 2020년까지기반기술을완성하고 2025년이후에는상용화하여세계건설부문에탄소섬유강화콘크리트를보급하는데있음. Karl Mayer Technische Textilien 은독일의섬유기기제조업체로 C3 프로 젝트에참여하고있음. Karl Mayer 는콘크리트보강용 2 축탄소섬유구 조체를제조하는것임. <Karl Mayer 의 2 축탄소섬유구조체제조기기 > - 7 -
<Karl Mayer 의 2 축탄소섬유구조체구성 > Chomarat는복합재료용섬유보강재전문업체로서 C-GRID 탄소섬유구조체를선보임. 고강도탄소섬유토우에에폭시수지를결합하여이루어진그리드로기타건축시스템보다얇고, 가볍고, 내구성이높고, 비용이적게드는것이가능하다고함. <C-GRID 및적용사례 > [ 탄소섬유강화목재 ] Teijin 은섬유강화목재 (advanced fibre-reinforced wood, AFRW) 를출시하 였음. 아라미드섬유또는탄소섬유를목재에접합하여제조한것으로저 층목재건축물에적용이가능함. - 8 -
탄소섬유강화목재는기존목재에비하여 2 배의굽힘강성을갖는것으 로보고하고있음. < 탄소섬유강화목재 > [IT 섬유바닥재 ] 전자제품전문업체인 Philips 와카페트전문업체인 Desso 가공동으로개발 한 Luminous Carpets 는박막 LED 패널과광투과카페트가결합된새로운 형태의바닥재임. <Luminous Carpets> 0.2-0.5 인치두께의 LED 패널을빛의투과가가능한카페트의하단에설치하여환영인사, 안내표지등다양한메시지와이미지를전달할수있는장점이있음. LED 패널의크기는현재 7.9 x 31.5, 7.9 x 7.9 15.7 x 15.7 인치로제공이가능함. 스마트폰과연계한메시지안내도가능하여이로인한실시간메시지전달및이용자별동선안내등의스마트기능도제공함. < 스마트폰을이용한메시지전달 > - 9 -
현재 14 종의문양과색상이공급이가능함. 초기카페트는 Desso 에서공 급하였으나현재는 Tandus Centiva 에서공급하고있음. - 10 -