자동차 소재의 난연성 연구 및 차량용 난연섬유 적용 동향
자동차 산업의 급속한 발전으로 통근이나 화물 운송에 사용되는 자동차는 사람들의 삶에 없어서는 안 될 도구가 되었습니다. 자동차는 편리함을 제공하지만, 교통사고나 자연 발화와 같은 안전 위험을 초래하기도 합니다. 좁은 공간과 가연성 내장재로 인해 차량 내 화재 발생 시 진화가 어려워 탑승자의 생명과 재산을 위험에 빠뜨리는 경우가 많습니다. 따라서 차량 내 화재 안전은 운전자에게 중요한 관심사가 되어야 합니다.
차량 화재의 원인은 일반적으로 다음과 같이 분류할 수 있습니다.
(1) 부적절한 개조, 설치 또는 유지관리로 인한 전기적 결함, 연료 누출 및 기계적 마찰을 포함한 차량 관련 요소.
(2) 충돌, 전복, 방화 또는 방치된 발화원과 같은 외부 요인.
고에너지 밀도의 전원 배터리가 장착된 신에너지 차량은 충돌, 펑크, 고온으로 인한 열 폭주, 빠른 충전 중 과전류로 인한 단락으로 인해 화재가 발생할 가능성이 특히 높습니다.
01 자동차 소재의 난연성 연구
난연성 소재에 대한 연구는 19세기 후반 미국에서 시작되었습니다. 최근 기술 발전으로 자동차 내장재의 난연성 연구에 대한 새로운 요구가 생겨났으며, 주로 다음과 같은 분야에서 연구가 이루어지고 있습니다.
첫째, 난연성에 대한 이론적 연구입니다. 최근 중국 연구자들은 다양한 섬유와 플라스틱의 연소 메커니즘 연구와 난연제 응용 분야에 큰 비중을 두고 있습니다.
둘째, 난연성 소재 개발입니다. 현재 다양한 종류의 난연성 소재가 개발되고 있습니다. 국제적으로는 PPS, 탄소섬유, 유리섬유 등의 소재가 다양한 산업 분야에 성공적으로 적용되고 있습니다.
셋째, 난연성 직물 연구입니다. 난연성 직물은 생산이 용이하고 효율성이 높습니다. 난연성 면직물은 이미 잘 개발되어 있지만, 중국에서는 다른 난연성 섬유에 대한 연구가 아직 제한적입니다.
넷째, 난연재에 대한 규정 및 시험방법.
자동차 내장재는 크게 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다.
- 섬유 기반 소재(예: 좌석, 카펫, 안전벨트)는 가장 널리 사용되고 승객과 직접 접촉합니다.
- 플라스틱 기반 소재.
- 고무 기반 소재.
섬유 기반 소재는 가연성이 높고 승객과 매우 가까이 위치하기 때문에 화재 발생 시 심각한 위험을 초래합니다. 또한, 배터리나 엔진과 같은 일부 차량 부품은 섬유 소재 근처에 위치하여 화재 확산 가능성을 높입니다. 따라서 자동차 내장재의 난연성 연구는 연소를 지연시키고 승객의 탈출 시간을 늘리는 데 매우 중요합니다.
02 난연섬유의 분류
산업용 섬유 분야에서 자동차용 섬유는 상당한 비중을 차지합니다. 승용차에는 평균 약 20~40kg의 내장재가 사용되며, 그중 대부분은 시트 커버, 쿠션, 안전벨트, 머리받침대 등 섬유입니다. 이러한 소재는 운전자와 탑승자의 안전과 밀접한 관련이 있으므로, 화염 확산을 늦추고 탈출 시간을 늘리기 위해 난연성이 필수적입니다.
난연성 섬유는 화원과 접촉 시 발화하거나 불완전 연소하여 최소한의 화염만 발생하고 화원이 제거되면 빠르게 자체 소화되는 섬유로 정의됩니다. 한계산소지수(LOI)는 일반적으로 가연성 측정에 사용되며, LOI가 21%를 초과하면 가연성이 낮음을 나타냅니다.
난연성 섬유는 두 가지 범주로 나뉩니다.
- 본질적으로 난연성 섬유
이 섬유는 고분자 사슬에 난연성기를 내장하고 있어 열 안정성을 높이고, 분해 온도를 높이며, 가연성 가스 발생을 억제하고, 탄화 형성을 촉진합니다. 다음과 같은 예가 있습니다.
- 아라미드 섬유(예: 파라아라미드, 메타아라미드)
- 폴리이미드 섬유(예: Kermel, P84)
- 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 섬유
- 폴리벤즈이미다졸(PBI) 섬유
- 멜라민 섬유(예: 바소필)
메타아라미드, 폴리설폰아마이드, 폴리이미드, PPS 섬유는 이미 중국에서 대량 생산되었습니다.
- 변형 난연 섬유
이러한 섬유는 다음을 포함한 첨가제나 표면 처리를 통해 난연성을 얻습니다.
- 난연성 폴리에스터
- 난연성 나일론
- 난연성 비스코스
- 난연성 폴리프로필렌
개질 방법에는 공중합, 블렌딩, 복합 방사, 접목 및 후가공이 포함됩니다.
03 자동차 보호 분야에서 고성능 난연 섬유의 응용
자동차용 난연재는 공간 제약으로 인해 특정 요건을 충족해야 합니다. 다른 용도와 달리, 이러한 소재는 발화에 강하거나 연소 속도가 조절되어야 합니다(예: 승용차의 경우 ≤70mm/min).
추가적으로 다음 사항을 고려하세요.
- 낮은 연기 밀도 및 최소 독성 가스 배출승객의 안전을 보장하기 위해.
- 정전기 방지 특성연료 증기나 먼지 축적으로 인한 화재를 예방합니다.
통계에 따르면 자동차 한 대당 20~42m²의 섬유 소재가 사용되는데, 이는 자동차 섬유 시장의 엄청난 성장 잠재력을 시사합니다. 이러한 섬유는 기능성과 장식성으로 구분되며, 특히 안전 문제로 인해 기능성, 특히 난연성이 강조되고 있습니다.
고성능 난연성 섬유는 다음 분야에 사용됩니다.
- 시트 커버
- 도어 패널
- 타이어 코드
- 에어백
- 지붕 라이닝
- 방음 및 단열재
폴리에스테르, 탄소섬유, 폴리프로필렌, 유리섬유 등으로 만든 부직포도 자동차 내장재에 널리 사용됩니다.
난연성 자동차 내부를 사용하는 것은 승객의 안전을 강화할 뿐만 아니라 사회적 복지에도 기여합니다.
게시 시간: 2025년 4월 22일