일부 건축자재의 반휘발성유기화합물 (SVOCs) 방출량 평가에 관한 연구

Abstract

세계보건기구 (WHO)에서는 끓는점이 (240-260)℃ ~ (380-400)℃범위의 유기화합물을 반휘발성유기화합물 (SVOC:Semi Volatile Organic Compounds)로 정의하고 있다. 하지만 실내 건축자재에 대한 SVOCs 방출량 평가는 현 VOCs 방출량 평가 및 기준 규제 현황에 비해 국내․외적으로 매우 제한적으로 연구되고 있으며, 국내에서는 SVOCs 방출량 평가와 관련하여 JIS A 1904 (2008) 마이크로챔버법에 따라 2010년에 벽지 및 바닥장판에 한하여 선행연구가 진행되었다. 하지만, 선행연구에서 수행 평가한 JIS 표준은 챔버 온도가 28 ℃에서 진행되었으며, 벽지 및 비닐장판과 같은 기밀성 확보가 비교적 쉬운 제품에 한하여 시험평가 하였고, 시험 진행 중 Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP)와 같은 프탈레이트류가 미세먼지에 흡착하여 오염물질로 방출 될 수 있지만 이에 대한 검증 절차가 없었다. 현재 국내에도 2012년에 마이크로챔버법을 통한 SVOCs 방출량 평가를 위해 KS I ISO 16000-25 (2013)를 부합화하여 제정하였지만, JIS 표준과 더불어, 페인트, 접착제와 같은 액상제품에 대한 시험평가 방법이 불명확하며, 특히 목질바닥재와 같이 두께가 있는 건축자재에 대한 시험평가 방법은 제시하지 않고 있다. 또한, KS 표준에서는 SVOCs 평가를 위한 정량범위 및 정량표준물질이 정해져 있지 않아 KS 표준에 따라 실질적인 SVOCs 평가를 진행 할 수 없는 실정에 있다. 따라서, 본 논문은 KS 및 JIS 표준 상 문제점을 기초로 하여 현 KS I ISO 16000-25 (2013)를 국내 현실에 맞게 시험 평가 할 수 있도록 챔버 온도, 정량표준물질 및 정량범위를 제안하고, 마이크로챔버 구조 변경에 따른 측정 분석상의 문제점을 점검하기 위하여 정도관리를 실시한 후 벽지, 목질바닥재 및 접착제에 대하여 방출량 평가를 실시하였다. 이와 더불어, 시험 진행에서 공기 중 프탈레이트류가 미세먼지에 달라붙어 마이크로챔버에 흡착하여 오염물질로 방출 될 수 있어 대상 제품에 대한 방출시험과 동시에 프탈레이트 함량 시험을 진행하여 아래와 같은 결과를 얻었다. 실크벽지와 방염벽지에 대한 SVOCs 방출량의 주요 특징은 검출되는 대부분의 주요 물질이 1단계 방출시험에서 공기 중으로 대부분 방출되고 2단계 가열탈착 시험에서 방출되는 물질은 미량 검출되는 것으로 나타났다. 특히, 두 벽지 1단계 방출시험에서 나타난 전체 크로마트그램은 지방족탄화수소류가 mountain shape 형태의 유사한 패턴으로 나타났지만, SVOCs 정량평가 기준인 n-hexadecane (n-C16)사이에서 다른 머무름 시간대에 용리가 되어 실크벽지와 방염벽지에서 방출된 TSVOC는 각각 363.435, 5.366 μg/(m2․h)로 전혀 다른 결과 값을 보였다. 이 사실로 지방족탄화수류는 1단계 방출시험에서 공기 중으로 거의 대부분 방출되고 마이크로챔버에 흡착되지 않는 성질을 가지고 있다고 판단된다. 목질바닥재에서 발생한 TSVOC 방출량은 16.707 μg/(m2․h)로, 전체 SVOCs 방출량 중 약 60 %는 1단계 방출시험으로, 2단계 가열탈착 시험에서는 약 40 %로 각각 9.520, 7.187 μg/(m2․h)이 방출되었다. 1,2단계에서 공통적으로 방출되는 주요물질 IRGACURE 184는 전체 TSVOC 방출량 중 약 30 %로 각각 3.163, 2.069 μg/(m2․h)이 방출되었다. IRGACURE 184는 필름용 코팅액에 사용되는 광개시제 물질로서 목질바닥재 제조 시 합판마루에 천연무늬목으로 특수코팅 처리하는 치장 표면재에서 방출 된 것으로 판단된다. 수성접착제에서 발생한 TSVOC 방출량은 234.902 μg/(m2․h)로, 전체 SVOCs 방출량 중 약 17 %는 1단계 방출시험으로, 2단계 가열탈착 시험에서는 약 83 %로 각각 40.524, 194.378 μg/(m2․h)이 방출되었다. 1,2 단계에서 공통적으로 방출되는 주요물질은 Methyl palmitoleate, Methyl linoleate, Methyl tetradecanoate, Methyl Oleate, Methyl palmitate와 같은 Methyl Esters류가 대부분 검출되었고, 이와 같은 Methyl Esters류는 1단계 방출시험에서 공기 중으로 발생하는 방출량보다 2단계 가열탈착 시험에서 발생하는 방출량이 3~14배 정도 많이 발생하였다. 이 결과로 Methyl Esters류는 공기 중으로 방출과 흡착을 동시에 진행하며, 흡착성질이 강한 특징이 있어 1단계 방출시험에서보다 2단계 가열탈착 시험에서 방출 농도가 더 높게 나타난 걸 확인 할 수 있었다. 실크벽지, 방염벽지, 목질바닥재, 수성접착제에 대한 1,2단계 방출량 시험의 공통점은 1,2단계 바탕시험과 시료 방출시험 및 가열탈착 시험에서 프탈레이트 8종 중 Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP)가 방출되는 것이다. 하지만, 모든 시료에 대한 프탈레이트 함량 시험결과 DEHP는 검출되지 않았고, 방염벽지에서 DINP가 14 %나 검출 되었음에도 불구하고 1,2단계 방출량 시험 평가에서는 DINP가 방출되지 않았다. 이 사실로부터 미량의 DEHP 방출은 1,2단계 시험 진행 과정에서 공기 중 프탈레이트와 같은 오염물질이 미세먼지에 흡착하여 마이크로챔버에 흡착되어 검출 된 것으로 판단된다.