[에너지단열경제]안조영 기자

폴리우레탄 수지를 발포시킨 상태에서 고화시킨 것이다.
아이소사이안산염화합물과 글리콜의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄을 아이소사이안산염과 물과의 반응으로 생기는 이산화탄소와 프레온과 같은 휘발성 용제를 발포제로 섞어서 만든 제품이다.
폼의 겉보기 밀도(bulk density)를 비교적 자유롭게 조절할 수 있으며, 아울러 어디에서나 현장에서 간단히 발포시킬 수 있다.
사용하는 원료 글리콜의 종류에 따라 폴리에테르폼과 폴리에스터폼로 나눌 수 있다.
폴리에테르폼은 유연성이 좋고 폴리에스터폼은 공업용으로 쓰기에 딱딱하다.
이와 같이 만들어지는 폼은 초연질과 연질, 반경질, 경질 등 다양한 굳기를 가진다.
초연질이나 연질폼은 쿠션성이 우수하여 자동차시트, 신발 밑창과 이불, 매트리스 등의 재료로 이용된다.
경질폼은 강성이 있고 단열성과 저온특성이 좋기 때문에 냉장고 단열재로 쓰인다.
반경질폼은 충격흡수력이 좋아 자동차 내장재(內粧材)로 많이 이용된다.
우레탄폼의 얇은 막을 직물이나 편물 등의 안에 붙여서 폼 라미네이트를 만들어 방한의료(防寒衣料)로 사용하기도 한다.
여타 쿠션류, 포장재료 등에도 사용된다.
폼을 성형하는 방법으로는 원숏법(one-shot method)과 프리폴리머법(prepolymer process)의 두 가지가 있다.
원숏법은 원료 성분을 한꺼번에 전부 섞어 반응시켜 발포시키므로 경제적이어서, 연질폼은 대부분 이 방법으로 만들어진다.
프리폴리머법은 미리 글리콜의 일부와 다이아이소사이안산염을 반응시켜 프리폴리머(부분중합제)를 만들어 두고, 나머지 글리콜·발포제·촉매 따위를 섞어 발포시키는 방법이다.
발포가 고르기 때문에 반경질폼이나 경질폼처럼 공업용으로 쓰인다.
발포는 현장 발포와 공장 발포로 나뉘어 지는데, 우리가 흔히 보는 보드형식의 단열재는 모두 공장제작이다.

우리나라에서는 경질폴리우레탄폼이라는 단일이름으로 불리우고 있지만, 이 우레탄폼은 크게 PUR(polyurethane)과 PIR(polyisocyanurate)로 나뉜다.
PUR과 PIR은 같은 통칭으로 불리우고 있고, 같은 PU계열이기는 하나, 분자구조가 다른 물질이다.
PIR은 기존 PUR의 특성에 난연성을 높이려고 개발한 제품이다.
시장에는 경질폼, 연질폼 등으로도 나뉘어져 있는데, 본질적으로는 모두 PU 계열이다.
경질 폴리우레탄 폼은 1종과 2종으로 나눈다.
즉, 1종은 표면에 아무것도 없는 누드폼이고 2종은 패브릭(천) 또는 알루미늄박막으로 표면이 처리된 것을 의미한다.
이 종류가 밀도에 따라서 1호~3호까지 구분되어 진다.
경질폴리우레탄폼 단열재에 표면이 있는 것은 그 제조 과정상 필요한 필수적인 것으로써 오히려 1종처럼 누드로 만드는 것이, 표면이 붙어 있는 결과물에서 표면을 제거하는 후속 공정이 따라야 하므로, 2종보다 1종이 더 비싸다.
여기에 제작공정의 편의까지 더해져 표면에 부직포 등을 붙인 2종 제품이 주로 유통된다. 열전도율이 상당히 낮은 편이어서 가격적인 부담에도 불구하고 높은 단열성능이 필요할 때 사용된다.
하지만 폴리우레탄 단열재 역시 XPS처럼 시간의 경과에 따라 단열성능이 최대 20%까지 떨어진다는 단점이 있다.
즉, 열전도율이 시험성적서 상으로는 0.019라 해도 몇 년이 지나면 0.023이 되기 때문에, 에너지효율을 계산할 때는 후자의 값을 사용해야 한다.
또 불에 잘 타는 가연성을 지녔고, 불이 붙으면 일산화탄소(CO)ㆍ시안화수소(HCN) 같은 각종 유독가스를 내뿜는 특징이 있어 많은 양이 인체에 유입될 경우 생명까지 위협하는 치명적인 피해를 끼친다.
단열재와 함께 소리를 흡수시키는 방음재 등으로 쓰인다.
그러나 재활용되기가 어렵고 썩기도 힘들어 친환경이라 보기는 어렵다.
한편 폴리우레탄품은 투습은 어렵고, 흡수량은 비드법보다 좀 더 높다. 

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