소방용 보호장갑의 동작적합성 및 복사열 쾌적성 성능평가

Abstract

화재진압 소방관의 개인보호장비에 요구되는 기본 성능은 인체 보호와 작업 효율 향상이다. 작업 효율 면에서 고려되어야 하는 점은 동작성과 쾌적성이라 할 수 있다. 하지만 국내 소방관들이 소방복에 대해 가장 불만을 표하는 항목으로 소방 장갑 착용 시 손의 기민성 저하, 고열에 대한 보호 성능 부족, 장갑이 젖을 경우 안감 분리 등이 지적되어 왔다. 국내에는 소방장갑을 착용한 경우 손의 기민성과 화상 예방을 위한 쾌적 성능 기준이 정해져 있지 않다. 이에 본 연구에서는 국내외 소방장갑을 대상으로 장갑의 기민성과 쾌적 성능을 평가하여 국내 보급형 소방 장갑이 갖추어야 할 착용성능을 파악하고 앞으로 국내 소방용 보호장갑이 갖추어야 할 요건들을 제안하고자 하였다. 실험에는 국내외 시판 중인 화재진압용 보호 장갑 13종을 사용하였고, 실험은 크게 손의 기민성 평가(Part A)와 화상예방을 위한 복사열 쾌적성 평가(Part B)로 나뉘었다. 손의 기민성 실험은 다음과 같이 다섯 단계의 시험으로 구성되었다. ① 착탈 시험 (ISO 15383와 NFPA 1971)

② 미세 기민성 시험 (ASTM F2010)

③ 중형 기민성 (Minnesota Dexterity Test)

④ 수공구 기민성 (Bennett Hand Tool Test)

⑤ 회전력 시험 (ASTM Torque Test). 장갑을 착용하지 않은 맨손 상태와, 건조 장갑 착용 시, 젖은 장갑 착용 시 세 조건이 구성되었고, 현직 남자 소방관 8명 (키 173±4cm, 몸무게 78±9kg, 체표면적 1.94±0.13m2, 경력 15±7년)이 참여하였다. 실험 B는 1도 화상 예방을 위한 복사열 쾌적성 시험으로 전용 손 챔버(70°C 비대칭 복사열 환경)를 이용하여 수행되었다. 실험에는 Part A의 착탈 시험에서 우수 장갑으로 선정된 총 4 종의 장갑이 사용되었으며 현직 남자 소방관 8명(키 173±5cm, 몸무게81±10kg, 체표면적1.97±0.14m2, 경력 18±7년)이 실험에 참여하였다. 모든 장갑은 건조 상태와 젖은 상태에서 실시되었다. 30분의 노출 중 피험자가 통증을 느끼거나 손의 피부온이 43℃ 이상이 될 경우 중단하였고, 그 시간과 손가락 피부온도를 기록하였다. Part A의 착탈 시험 결과, 13종 모두 젖은 상태에서 착탈 시간이 길었고 (p<.1), 13종 중 9종의 장갑에서 Fail 이 발생하여 안감 불량이 없었던 4종의 장갑 (Type 1-한국, Type 2-독일, Type 3-미국, Type 4-일본)을 다음 단계 실험용으로 선정하였다. 세 가지 기민성 시험과 회전력 시험에서는 장갑의 젖음 유무에 따른 유의차는 없었으나 장갑 종류별 차이는 유의했다(p<.05). 특히 Type 4의 경우 모든 기민성 시험에서 맨손에서와 유사한 수준의 기민성을 보였고 우수한 회전력을 보였다. 이는 안감이 딸려 나올 수 없게 완전히 부착된 안감처리, 손에 대한 밀착성을 높인 니트 소재 사용, 인간공학적 패턴 등 디자인 및 구성 요소가 기여했을 것으로 보여진다. Part B의 결과, 시험 종료 시간은 젖음에 따라 연장되는 경향을 보였으며(Type 2, Type 4, p<.1) 각 조건에서 장갑 간의 유의차가 발견되었다(p<.01). 손의 평균 피부온의 경우 젖음 유무에 따른 유의차를 발견하기 어려웠으나 Type 4의 경우 손가락과 손등 피부온이 젖은 조건에서 더 낮은 경향을 보였고(p<.01), 종료 직전의 손가락 피부온이 유의하게 낮았다(p<.01). 복사열 쾌적시험에서 가장 우수한 성능을 보인 Type 4는 건조 상태 대비 젖은 상태에서의 수분율(%)이 255%로 다른 장갑에 비해 젖을 경우 수분을 많이 머금는 특성으로 복사열 환경 노출 시 피부온 상승을 지연시킨 것으로 사료된다. 착탈 시험은 장갑의 동작성 평가 시험의 첫 번째 단계로 수행되어야 하며 이는 건조 상태와 젖은 상태 시험 모두 통과되어야 한다. 착탈 시험을 거친 장갑은 미세/중형/수공구 기민성 시험과 회전력 시험을 거쳐야 하며 이의 결과에 따라 장갑의 기민성을 등급화 (예:등급 상, 중, 하) 할 수 있다. 1도 화상 예방을 위한 복사열 쾌적성 시험은 70oC로 유지되는 손 챔버를 사용해 30분 간의 특정 손동작 프로토콜을 적용하여 실시될 수 있다. 이 시험도 건조 상태와 젖은 상태에서 수행되며, 시험 종료(중단) 시간을 기준으로 장갑의 복사열 쾌적수준을 등급화(예: 상, 중, 하) 할 수 있다. 추후 본 연구에서 제안된 소방용 장갑의 동작성과 복사열 쾌적성 평가를 위한 성능평가기준에 대한 타당도를 확인할 필요가 있다.