폐커피 필터로 만든 난연 보드의 화재 저항성 테스트

폐커피 필터로 만든 난연 보드의 화재 저항성 테스트 필요성

많은 사람들이 매일 배출되는 폐커피 필터가 단순 음식물형 폐기물이라고만 생각하는 경우가 많을 것이다. 이 필터가 난연 보드의 원료가 될 수 있다는 가능성은 아직 널리 알려지지 않았다. 셀룰로오스 기반의 커피 필터가 높은 밀도와 안정적 섬유 구조를 지니고 있기 때문에, 적절한 난연제와 결합될 경우 보드 소재로 활용될 수 있다고 판단했다.

 

그래서 이 글은 폐커피 필터로 만든 난연 보드의 화재 저항성 테스트를 중심으로 제작 과정·성분 분석·실험 환경·화재 저항 성능 비교 결과를 체계적으로 정리했다. 화학 난연재가 가진 독성 문제와 인체 유해성 논란을 지속적으로 제기하고 있으며, 친환경 대안을 찾는 과정에서 커피 필터 기반 보드는 새로운 선택지로 떠오르는 가능성이 있다고 판단된다. 특히 커피 필터는 열분해 온도가 높은 셀룰로오스 소재로 구성되어 있어, 난연 보드로 재가공할 경우 기존 MDF나 OSB보다 친환경적인 장점과 함께 안정적인 내열성을 기대할 수 있다.

 

 

폐커피 필터로 만든 난연 보드 제작 과정

폐커피 필터를 난연 보드로 전환하기 위해 세척·섬유 분리·난연제 코팅·압축 성형이라는 네 단계의 공정을 적용했다. 먼저 사용된 커피 필터에서 잔여 커피 입자와 오일 성분을 제거하기 위해 고온 세척과 건조를 수행하고, 세척된 필터를 파쇄해 섬유를 균일하게 분리한다. 난연 기능을 확보하기 위해 인산계 친환경 난연제와 수용성 실리카 코팅제를 함께 사용했다. 이 조합은 점착성을 만들어 섬유 간 결합력을 높이면서도 연소 과정에서 탄화층을 형성해 열 확산을 억제하는 역할을 하기도 한다.

 

섬유에 난연제를 처리한 후 180~200℃의 온도로 압축 성형하여 8~12mm 두께의 보드를 제작했다. 압축 단계가 보드의 밀도를 결정하며, 밀도가 높을수록 화재 저항성이 높아진다는 사실을 이해하고 있으며, 완성된 난연 보드는 표면 경도·흡수율·내열성 검사까지 추가 검사를 거쳐 최종 실험에 사용되었다.

 

 

폐커피 필터 난연 보드의 화재 저항성 테스트 결과

보드의 성능을 객관적으로 분석하기 위해 세 가지 주요 항목을 평가했다: 점화 시간 테스트, 연소 확산 테스트, 탄화 깊이 측정. 사람들은 동일한 실험 조건을 일반 MDF와 재생 OSB에도 적용해 비교 데이터를 확보했다.

 

점화 시간 테스트

800°C 토치 화염을 보드 표면에서 3cm 거리에서 조사하며 발화 시간을 측정했는데 폐커피 필터 난연 보드에서 발화 지연 시간 평균 28~34초 데이터를 확보했고, 일반 MDF에서는 8~12초, 일반 OSB에서는 6~10초라는 사실을 확인했다. 이 결과가 난연제 코팅층의 탄화 보호막 형성 덕분이라고 이해하며, 난연 처리된 커피 필터 보드가 화염에 상당히 안정적으로 반응한다는 점을 확인할 수 있었다.

 

연소 확산 테스트

다음은 보드에 초기 점화를 유도하고 3분 동안 불이 퍼지는 속도를 측정하였고, 그 결과 폐커피 필터 보드에서는 연소 확산율 0.9~1.3cm/min, 일반 MDF에서는 4.2~5.1cm/min, 일반 OSB에서는 5.8~7.4cm/min 데이터를 학보했다. 실험 결과를 통해 커피 필터 보드가 매우 낮은 연소 확산 속도를 보임으로써 실내 건축재로 활용될 가능성이 충분하다고 판단했다. 

 

탄화 깊이 측정

다음은 불꽃 조사 후 5분 뒤 보드 내부로 얼마나 깊게 탄화가 진행되었는지 측정해보기로 했다. 실험에 대한 결과는 폐커피 필터 보드에서 탄화 깊이 2.1~2.6mm를 확인했고, 일반 MDF에서는 7.8~9.4mm, 일반 OSB에서는 8.5~10.2mm를 확인했다. 이 수치가 보드의 내부 구조가 연소 확산을 억제하며, 재생 셀룰로오스 섬유가 난연제와 결합해 보호층을 형성한 결과라고 판단되었다.

 

종합적으로 커피 필터 난연 보드는 실험 대상 중 화재 저항성이 가장 높게 나타났고, 실내 벽체·천장 패널링·가구 내부 구조재 같은 용도에 사용할 때 안전성을 크게 높일 수 있는 사실을 확인하게 되었다.

 

 

폐커피 필터 난연 보드의 산업적 활용성과 시장 전망

폐커피 필터 난연 보드가 가지고 있는 속성중에서 지속가능성 측면은 장점이 매우 많다고 평가되고 있다. 전 세계적으로 소비되는 커피 양은 기하급수적으로 증가되고 있으며, 필터 폐기물 또한 빠르게 늘어나는 상황에 노출되어 있어서 이 원료를 보드로 재가공하는 과정이 자원 순환 분야에서 큰 의미를 가진다고 판단된다.

 

커피 필터 보드의 활용은 5가지로 나열해볼 수 있는데 실내용 벽체 보드, 흡음 기능 패널, 소규모 건축 인테리어 보강재, 친환경 가구 내부 패널 및 전기 기기 내장 보드 분야에서 실제 활용 가능성이 높다고 판단된다. 특히 화학 난연제 대신 인산계 친환경 난연제를 사용하면 VOC 배출이 거의 없기 때문에 어린이 시설·고령자 시설·병원·도서관 등 공공 공간에서 사용할 때 안전성이 강화된다. 또한 사람들은 커피 필터 보드가 원재료 비용이 거의 0원에 가깝고, 생산 에너지 소모가 MDF 대비 낮으며, 자연 분해 속도 또한 빠르고, 탄화층 형성 능력이 뛰어나는 등의 장점 덕분에 시장에서 충분한 경쟁력을 확보할 수 있다고 본다.

 

결론적으로 폐커피 필터로 만든 난연 보드는 친환경성과 기술적 성능을 동시에 충족하는 소재로 평가되며, 화재 저항성 테스트 결과도 산업적으로 활용 가능한 수준을 이미 충족하고 있는 사실을 확인했다. 따라서 향후 대량 생산 체계가 구축이 된다면 건축·가구·인테리어 분야에서 더욱 광범위하게 활용될 가능성이 높다고 판단된다.