QC LAB: THE ELECTRIC HARNESS ACID TEST – 충격적인 하네스 산성 데스트
이번 회 BD 실험실에서는 한 고객이 보낸 의문의 하네스에 대한 파손 원인을 조사하고 화학 물질이 등반 장비에 사용되는 섬유에 미치는 영향을 탐구했습니다.
BD 사 귀하.
‘약 1년 전부터 실내 암장 등반을 정기적으로 하기 시작한 이래, 제 블랙다이아몬드(이하 BD) 하네스를 지금까지 50-70회 정도 썼습니다. 어제 가까운 실내 암장에서 톱-로핑하러 갔는데 로프로 저를 내려 줄 때, ‘퍽’ 소리를 들었습니다. 내려다보니 제 하네스의 허리부분이 휙 뜯어진 걸 보았습니다. 몸이 뒤로 추락하는 걸 느껴 즉시 로프를 꽉 잡았고 안전하게 바닥까지 내려졌습니다. 늘 하네스를 암장 용 가방 속에 깔끔하게 잘 보관했고 험하게 쓰거나 야외에서 쓴 적이 없었습니다.’
이 글은 최근에 제가 받은 한 이메일의 일부의 요약입니다. 늘 걱정스러운 이메일을 받곤 하나, 이번 것은 전혀 새로웠습니다–대체 “허리가 휙 뜯어졌다”는 게 무슨 말인가? 하니스 버클을 잠그지 않았는지? 웨빙이 잘라졌는지? 사용자 실수인지? 어떤 제작 상의 실수가 있었는지? 즉시 그 고객과 연락하여 사진 몇 장 그리고 그 하네스의 택(tag)에 있는 제품 이력 추적 조사 정보를 보내달라고 요청했습니다. 이 정보를 통해 그 하네스 제조 일자, 모든 원재료와 제조 과정의 이력을 정확히 추적할 수 있고, 원재료와 완제품의 배치(batch) 테스트 데이터를 상호 참조할 수 있었습니다. 모든 기록과 테스트 결과는 평시와 다른 점을 보여주지 않았습니다. 아래에 있는 것이 고객이 보내준 사진입니다.
과연 “허리에서 툭 뜯어졌다”는 것이 정확한 표현이었습니다. 허리벨트 웨빙이 하네스의 허리 부분에서 어떤 이유인지 깨끗하게 분리된 듯 보였습니다. 오늘날의 하네스는 대부분 전제 구조를 지탱하는 하나의 연속된 웨빙으로 구성되어 있지는 않습니다. 흔히 버클을 달 때 쓰이는 웨빙이 별도의, 대개 더 넓고 얇고 가벼운 허리 용 원단에 연결되어 있고, 이 모든 것 위에다 편하고 질긴 쉘 소재로 덮어줍니다.
최초 검사
이 일은 이제까지 우리가 본, 가장 이상한 문제에 속합니다. 하네스가 망가진 지점은 실제로 그 나일론 재봉사가 그냥 싹 녹아 없어진 듯 보입니다. 허리 벨트의 남아 있는 폴리에스터 웨빙에는 핑크 색상의 찌꺼기가 있는 구멍이 뚫려 있었습니다. 나일론으로 만든 빌레이 고리에는 핑크 색이 번져 있었고, 빌레이 고리의 박음질할 빌레이 고리 택(tack)은 여전히 회색이었고, 반면에 다른 부위는, 그 박음질 한 실이, 오직 그 실만이, 핑크색으로 바뀌어 있었으나, 여전히 망가진 데는 없었습니다. 눈으로 보아서는 망가져 있지 않은 그 핑크 색 택(tack)이 있는 위치에서 그 하네스를 잡고 손으로 당겨 보니 <쉽게> 뜯어졌습니다. 그 핑크 색 재봉사는 구조적으로 지탱할 수 있는 힘이 거의 없었습니다. 색이 변질된 것으로 보아 어떤 종류의 오염이 있었음을 분명히 보여주는 것 같았습니다. 또한 알루미늄 버클이 눈에 뜨일 정도의 부식 징후를 보여주었습니다. 모든 CSI를 (등반 현장 검사, Climbing Scene Investigation) 해봐야 할 때가 되었습니다.
처음에는 화학적 오염이라고 생각했습니다. 하네스의 일부에만 그런 일이 생겼다는 사실, 약간 튄 표시가 있고 일부 원단은 퇴색이 되었다는 사실을 보고, 이 하네스가 어떤 종류의 액체 속에서 푹 젖어 있었거나 어떤 액체가 그 위에 엎질러졌다고 저희는 생각했습니다. 하지만 그러려면 나일론 재봉사를 먹어치웠듯이 강력한 액체이어야 했습니다.
주로 나일론 재봉사을 상하게 만들었지만 하네스의 폴리에스터 웨빙은 손상시키지 않았음이 굉장히 흥미로웠습니다. 그러면 어떤 화공약품이 나일론에만 영향을 미치고 폴리에스터는 멀쩡하게 남겨두었을까?
다행히, BD 품질 엔지니어링 부서 직원 중 최고참인 케빈이 화공 분야 엔지니어링 경력이 있었습니다. 케빈의 입에서 몰(mole) 농도와 화학 분석 시약, 폴리머, 분자 간 결합 등의 단어가 튀어나오기 시작했습니다. 케빈이 각종 화공약품 그리고 그 약품이 나일론과 폴리에스터에 미치는 영향을 마음대로 조사하라고 시켰습니다.
식품점과 철물점, 애완센터에 몇 번 가보고 나서, 케빈이 임시 화학 실험실을 마련했습니다. 물론 모든 걸 다 테스트할 수는 없으나, 어느 정도 반응을 볼 가능성이 비교적 높은, 가장 농도의 산이 들어 있는 화공약품을 선택하려고 애썼습니다. 목표는 이런 화공약품을 유사한 하네스에 써보는 것이었습니다. 그리하여:
a) 폴리에스터 웨빙에는 영향이 없고 나일론 재봉사가 (지표라고 우리가 보는) 핑크로 변하는지 살피고
b) 극히 낮은 하중에서도 하네스가 망가질 수 있는 정도까지 화공약품이 그 구조적 내구성을 약화시킬 수 있는 여부를 알아내고자 했습니다.
그러는 동안, 몇 차례 그 고객과 연락을 취하여, 그 하네스의 이력에 관한, 즉 사용 방식, 저장 장소, 화학적 오염이 생길만한 기회에 관해 보다 완벽한 단서를 얻고자 노력했습니다. 고객은 항상 하네스를 그의 운동 용 백이나 차의 트렁크 속 또는 집에 두었고, 실내 암장에서는 물론 차고 있었다고 그가 말했습니다. 그 외의 다른 곳에 둔 적이 없었고 실외에서 착용한 적도 없었습니다. 물론 같은 시기에 차 트렁크 속에 약간의 식품, 청소용 소모품 등을 둔 적도 좀 있었지만, 눈에 뜨이게 새어 나올 만한 것이 없었고, 나일론 재봉사를 해칠 정도로 농도가 높은 산 같은 것이 있었을 가능성이 없었습니다.
케빈이 비교 화공약품 실험을 하는 동안, 그 고객의 실제 하네스를 화학 성분과 오염 분석을 전문으로 하는 한 실험실로 보냈습니다. 오염 성분의 범위를 줄이고 우리가 보았던 것처럼 나일론에 영향을 미칠 정도로 만큼 산의 농도가 높은, 일상용품을 그들이 제시해주기를 바랐습니다.
INITIAL RESULTS
첫 결과
아하! 이게 결정적 증거인가? 하네스에 써본 그 모든 여러 가지 화공약품 중, 두 가지가 나일론 택(tack)을 즉시 핑크로 변화시켰는데, 14.5 퍼센트의 염화수소가 들어 있는 염산 그리고 수족관 청소에 쓰고, 믹스 방식에 따라, 상이한 양의 황산이 들어 있는 ph 혼합물(ph Adjuster)이었습니다. 이 두 가지 화공약품을 썼던 견본 하네스는 고객의 오염된 하네스와 거의 동일하게 보였습니다.
이 화공약품에 과도하게 노출시킴으로써 (장시간 그 액체 속에 담그기) 그 나일론 재봉사에 같은 수준의 악화된 상태를 다시 만들 수 있었고 고객의 하네스에서 본 것과 같이 쉽게 손으로 그 택을 뜯어낼 수 있었습니다.
우리가 한 테스팅을 감안하면, 그 오염 사고가 일어난 것은 그 일이 나기 수일 전임을 저희는 확신했습니다. 오염될 수 있는 기회가 어떤 것인지 고객이 찾는 범위를 좁혀 주는데 이 실험이 도움이 되기를 바랐습니다.
그런 실패를 다시 만들어 내는 것이 한 가지 일이었지만–그 하네스가 황산이나 염산 중 하나에 의해 오염되었다고 거의 확신했었음–어떻게 고객의 하네스가 이런 화공 약품에 노출되었는지는 아직 몰랐습니다.
더 많은 조사와 전화 통화:
• 염산은 과거에 실내 암장 홀드를 청소하기 위해 쓰이곤 했습니다. 실내 암장 몇 군데와 지난 20년 간 미국 서부 지역의 거의 모든 실내 암장에서 일해 본, 우리의 지인인 프로 루트 세터와 연락을 해보았는데, 여러 해 동안, 아무도 염산을 써서 암장 홀드를 청소한 적이 없었습니다. 고객도 전혀 홀드 청소나 홀드 담은 버켓을 옮기는 일을 한 적이 없다고 말했습니다.
• 필로폰을 만들 때 염산이 핵심 성분임을 알게 되었습니다. 그 고객은 필로폰을 만들지 않았습니다. 그 고객에게 물어봤는데 그런 것에는 마음이 이끌리지 않았다고 했습니다.
• 염산은 콩크리트와 그와 관련이 있는 도구를 청소하는데 쓰입니다. 그런 데 노출 기회가 없었다고 고객이 말했습니다.
• 자동차 배터리에는 가장 황산이 흔히 쓰입니다. 그 고객의 차 트렁크에는 <완전 신품> 자동차 배터리가 있었고, 하네스도 같이 두었을 수도 있으나, 단 몇 분 정도에 불과하고, 황산이 새는 일은 없었을 듯 하며, 그것도 사고 나기 수개월 전이었습니다.
• 황산은 수족관 청소에 흔히 쓰이는 화공약품 안에 (ph Adjuster) 들어 있습니다. 그 고객에게는 수족관이 없습니다.
그래서 비록 두 가지 화공약품 중 하나로 범위를 좁히긴 했지만, 바로 이 하네스가 실제로 오염된 방식에 관해서는 답보 상태에 있었습니다.
실험실 보고서를 받았는데, 스캐닝 전자 현미경과 적외선 분광기로 찍은 멋진 사진 몇 장과 함께 왔습니다. 이 테스트를 통해 오염된 핑크 색 재봉사와 부식된 버클에 황산의 흔적이 있음을 보여주었습니다. 영향을 받은 핑크 색 재봉사가 산에 의해 먹히거나 녹은 사진 몇 장을 보면 알 수 있고, 그에 비해 영향을 안 받은 회색 실은 균일한 편입니다. 또한, 알루미늄 버클에 남은 황산의 흔적은 분명하게 눈으로 보입니다.
그래서 황산에 의한 오염은 보이는 그대로이었지만, 어떻게 해서 그렇게 된 것인지는 여전히 설명이 되지 않고 있습니다.
추가 테스트
우리에게 이런 화공약품이 다 있는 만큼 그리고 특정 화공약품이 폴리에스터에는 영향을 안 주고 나일론에만 영향을 줌을 알았기에, 컨트롤된 대조 실험을 통해 이런 약품이 어느 정도까지 나일론 슬링, 그리고 이왕 하는 김에, 다이니마에 영향을 주는지도 알아보기로 했습니다. 그 핵심 포인트는 ‘어떤 슬링에 아세톤이 묻었다’거나 ‘캠을 청소하다가 어쩌다 보니 캠 슬링에 WD-40이 묻었는데, 걱정할 필요가 있는가?’ 등의 흔히 듣는 질문에 관한 새로운 정보를 얻고자 했습니다.
다시 한 번, 박사 수준의 거창한 과학 실험이 아니라, 각기 하나의 샘플만 갖고 실험해봤습니다:
1 라운드: 각 샘플을 화공약품 속에 30분 동안 담그고, 15분 간 건조시킨 다음, 망가질 때까지 테스트했습니다. 이 결과를 기초로 하여, 그 재료의 상태를 꽤 심각하게 악화시킴을 보여주는 화공약품을 선정하여 한 번 더 보다 집중적으로 실험하는 라운드를 거쳤습니다.
2 라운드: 각 샘플을 화공약품에 72 시간 동안 담그고, 24 시간 동아 건조시킨 다음, 망가질 때까지 테스트했습니다.
각기 하나의 샘플만 갖고 테스트를 했으므로 구체적인 결론을 내리기는 어려우나, 다음 것들이 재료 강도에 가장 영향을 많이 준 화공약품임은 분명합니다:
1) 염산 (기본적으로 염화수소 산)
2) 수족관 청소 약품 (ph Adjuster, 황산이 들어 있음)
3) 표백제
최종 테스트
염산과 황산이 둘 다 원부자재에 엄청난 악영향을 줄 뿐 아니라 재봉사의 변색에도 상응함을 이 실험이 보여주었으므로, 실제로 하네스의 구조적 건전성에 관해 이 약품을 테스트해보기로 했습니다. 케빈이 정식 하네스 몇 개의 일부를 오염시키고 어떻게 작용하는지 알아보기 위해 그 하네스들을 테스트해 봤습니다.
BD 본사 안에 있는 장력 테스팅 장치 속에서 이런 영향을 받은 허리 벨트의 테스트를 간략히 보여주는 다음 비디오를 확인해 보십시오.
결론
회색 나일론 재봉사가 산에 오염될 때 핑크로 바뀜을 알게 되었습니다. 이렇게 되는 정확한 이유는 분자 수준(molecular level)이어서 너무 깊이 조사하진 않았습니다만, 꽤 멋이 있었고, 결국, 이런 사례에서의 훌륭한 지표가 되었으며, 이번 조사가 빨리 산에 초점을 두도록 하는데 정말 도움이 되었습니다.
고객의 것과 유사한 하네스를 황산에 노출시킴으로써 고객의 하네스가 시각적으로나 구조적으로 그 내구성이 악화되는 모습을 다시 만들어낼 수 있었습니다. 그럼으로써 고객의 하네스가 약간의 황산에 노출되었음을 확신할 수는 있었지만, 아쉽게도 우리의 고객은 어떤 화공 약품에 어떤 식으로 노출되었는지를 정확히 알지 못했습니다.
추가 조사를 통해, 누구나 생각하듯이, 다른 화공 약품보다 산이 나일론과 다이니마에 훨씬 더 큰 해로운 영향을 주었습니다. 또한 지속적인 노출 시간이 나일론과 다이니마의 강도를 감소하는데 한몫을 했습니다. 특히 산의 경우가 그랬습니다.
– 늘 그렇듯, 우리가 할 수 있었던 것보다는 테스트할 것이 더 많이 있습니다.
– 각기 다른 재봉사를 산에 노출시켰을 때 색상이 바꾸는지 여부 그리고 어떤 색으로 바뀌는지 그리고 그 이유에 관한 추가 조사.
– 산이 나일론에만 영향을 주고 폴리에스터는 그렇지 않은 이유에 대한 심층 조사
– 다이니마에다가 그 밖의 화공 약품을 쓴 경우에 관한 테스트
핵심 포인트
몇 해 전, 로프 사고가 있었는데 분석해보니 어떤 이유에선지 그 로프는 산에 오염이 되어 있었습니다. 실제로 산에 접촉이 되었는지는 알아내지 못했습니다. 그래서 등반 장비가 화공약품 오염된 사건을 직접 제가 조사한 것이 이번이 두 번째입니다. 그런데 다행히 두 번 다 아무도 다치진 않았습니다. 또한 두 경우 모두, 최종 결과는 이런 화공약품 오염이 어떻게 발생했는지를 사실상 고객이 모른다는 점이었습니다. 두려운 일입니다.
고객과 BD 팀이 그 하네스의 정확한 오염 원인을 알아 낼 수 없었다는 사실 자체가 바로 요점이어서, 해로운 물질로부터 장비를 보호하고 정기적으로 장비를 시각 검사하는 것이 극히 중요합니다.
모든 제조업체가 사용법 매뉴얼에서 그 점을 많이 말합니다. 장비가 오염될 기회를 주지 말자. 장비를 적절히 보관하고, 로프 백을 쓰고, 완벽하게 장비의 역사를 알자고. 장비가 유해 화공약품에 노출됐을지 모르면 퇴출시켜야 합니다. 그와 마찬가지로, 사용한 적이 있는 섬유로 만든 등반 장비는 결코 사용하라고 권해선 안 됩니다.
로프에 대해 해박한 지식이 있는 제 친구 몇 명은 그런대로 인정할 만한 경험상의 규칙은 “어떤 약품이 피부에 닿아도 괜찮으면 나일론이나 다른 원단에도 해가 없을 수 있다”고 말해 주었습니다. 물론 결코 확신할 순 없습니다. 의심이 나면 제조업체에게 그런 일에 관해 혹시 아는 바가 있는지 그리고 특정한 화공약품이 등반 장비의 온전성에 어떤 영향을 주는지 물어봐야 합니다. 그리고 정말 의심이 많이 들면, 보수적인 입장을 취하여 그 장비를 퇴출시키는 것이 항상 가장 좋습니다.
안전 등반을 기원하며,
KP