[제260호 3/10] 강화유리 자연파손 열간 유지시험(Heat Soak Test)으로 예방

판유리 제2차 가공 제품 중 일반유리보다 3~5배 정도 강도를 높인 강화유리는 다양한 곳에 보편적으로 사용되고 있다. 강도가 높은 만큼 파손율이 낮고, 강한 충격에 파손되어도 작은 입자로 부서져 피해도 줄일 수 있다. 그러나 갑작스러운 자연파손에 따른 인명 피해사례도 보고되고 있다.
강화유리 자연파손의 발생 확률은 4~12ton 강화 가공 시 1~2매(6mm 강화유리 1㎡ 기준 적용 시 300~800매 중 1~2매) 정도 발생하며, 유리의 두께가 두꺼울수록 파손 확률도 높아지는 것으로 알려졌다. 이유로는 금속산화물인 Nis(황화니켈)가 강화 가공 시에 급냉 과정을 거치면서 상변화로 불안정한 상태가 되어 시공 후에 온도변화 및 시간이 경과되며 서서히 팽창되어 자연파손이 유발된다.
강화유리 자연파손 시에 파손지점을 중심으로 나비모양의 형태가 나타나고 있다. 이러한 자연파손은 원판유리 원재료 공급 및 제조업체의 이물질 관리를 통해 1차 예방할 수 있다.
플로트 판유리 국내 제조사인 KCC와 한글라스는 원재료 공급부터 제조까지 이물질이 혼입되지 않게 철저한 관리부터 선행되어야 한다고 강조했다. 원재료 업체의 관리는 자력 선별기를 운영하고, 원재료 이물 투입 방지용 스크린 설치와 오염원 발생 감소를 위한 가공설비, 원료 운반차량 적재함 보수 및 부식방지 처리 등 관리 사항이 필요하다. 또 판유리 제조업체는 원재료와 재활용 파유리의 이송, 계량 설비를 비철 자재로 대체해 오염원을 방지하고, 원재료 이송라인에 철, 비철 금속 선별기를 운영해야 한다. 외부 파유리 세척을 통한 표면에 부착된 이물제거와 스크린 설비를 활용, 파유리에 혼입된 이물질 선별 폐기 및 공장 내 이물 혼입 요인을 철저히 제거하는 관리가 뒤따라야 한다.
자연파손은 제2차 강화유리 가공 후처리 공정인 열간 유지시험(Heat Soak/이하 힛속)을 통해 추가적으로 예방할 수 있다. 그러나 힛속 테스트를 거친 제품도 100% 자연파손을 예방할 수 없다.
원재료 및 제조 과정에서의 철저한 관리를 통해 공급된 고품질의 원판유리 사용과 안전이 더욱 요구되는 시설에는 강화 가공 후에 힛속 테스트 공정을 추가해주는 것이 자연파손 확률을 최대한 줄일 수 있다.
힛속 테스트 공정은 강화 후처리 가공비용이 증가하고, 추가 시간도 소요되어 무시해 온 것이 사실이다. 그러나 최근 안전을 요구하는 시대 흐름에 따라 강화유리 자연파손에 대한 위험성을 소비자에게 알리고, 안전사고를 미연에 방지해야 한다는 목소리도 늘어나고 있다.
힛속 테스트를 진행하기 위해서는 전용 오븐 설비가 필요하다. 강화유리를 전용 프레임에 적재한 후 전용 오븐 설비에 시험체가 서로 부딪쳐 깨지지 않도록 20mm 간격을 유지하여 투입한다. 힛속 오븐 설비의 테스트 조건은 가열 구간을 비롯해 유지(290℃ ±10℃) 및 냉각(70℃ )단계를 정해진 온도와 시간에 맞춰 시행된다.
한편, (사)한국판유리창호협회는 힛속 테스트 단체표준을 제정해 운영 중이다. 협회는 자연파손이 발생될 수 있음을 소비자들에게 알려줌으로서, 안전과 밀접한 주요 부위에 시공되는 강화유리는 힛속 테스트를 유도하여 인명사고는 물론, 재산상의 피해를 감소하여 강화유리 자연파손으로 인한 사회적인 문제도 해소할 수 있다고 전했다.