방수와 발수의 과학적인 차이: 의외로 모르는 기초 지식

서론

아웃도어를 좋아하는 사토 씨는 얼마 전 아웃도어 숍에서 고가의 레인 재킷을 구입했습니다. 점원으로부터 "이 제품은 고성능 방수·발수 가공이 되어 있습니다"라는 설명을 들었지만, 문득 의문이 생겼습니다.

"방수와 발수는 같은 거 아닌가요?"

사실, 이런 의문을 가진 사람들은 매우 많습니다. 더 놀라운 것은 아웃도어 숍이나 홈센터에서조차 발수 효과만 있는 제품을 "방수 스프레이"로 판매하는 경우도 드물지 않다는 것입니다. 이러한 혼란은 많은 웹사이트에서도 볼 수 있으며, 잘못된 설명이 널리 퍼져 있습니다.

이번 블로그에서는 방수와 발수의 과학적인 차이를 구체적인 예를 들어 알기 쉽게 설명하겠습니다. "내수성"이라는 개념에 대해서도 다룰 예정입니다.

방수와 발수: 완전히 다른 물리 현상

결론부터 말하자면, 방수와 발수는 완전히 다른 물리 현상입니다. "방수가 약한 것이 발수"와 같은 강약 관계가 아니라, 근본적으로 다른 특성을 가리킵니다.

방수란?

방수란 물이 통과할 수 없도록 하는 기능을 가리킵니다. 말 그대로 물을 "방어한다"는 의미입니다.

예를 들어, 페트병의 물을 건조한 흙바닥에 쏟으면 그 물은 땅으로 스며듭니다. 이는 땅에 방수 기능이 없기 때문입니다. 반면, 같은 물을 비닐봉지 위에 쏟으면 물은 봉지를 통과하지 않고 위에 고입니다. 이것이 '방수'의 기본적인 특성입니다.

구체적인 예: 야마모토 씨(35세)는 등산 중 갑작스러운 비를 만났습니다. 그가 입고 있던 일반적인 윈드브레이커는 처음에는 물을 튕겨냈지만, 얼마 지나자 천이 물을 흡수하고 안쪽 옷까지 젖어버렸습니다. 하지만 같이 동행한 친구인 타카하시 씨가 입은 방수 가공된 레인 재킷은 비슷한 상황에서 천은 물을 흡수하는 것처럼 보였지만, 2시간의 비에도 안쪽은 전혀 젖지 않았습니다. 이는 타카하시 씨의 재킷이 특수 방수막으로 코팅되어 물 분자가 통과할 수 없게 되어 있었기 때문입니다.

방수 성능은 보통 얼마나 많은 수압에 견딜 수 있는지로 측정됩니다. 예를 들어 "1000mm의 방수 성능"과 같은 표현이 이에 해당합니다. 수치가 높을수록 더 높은 수압(즉, 강한 비나 물속에 잠김 등)에도 견딜 수 있음을 의미합니다.

발수란?

발수는 "물을 튕겨내는 현상"입니다. 이것은 방수와는 완전히 다른 물리 현상입니다.

발수의 본질은 사실 "물 자체의 특성"에 있습니다. 물은 힘이 가해지지 않으면 구체가 되려고 합니다. 우주 공간에 떠 있는 물방울이 완전한 구체가 되는 것을 영상으로 본 적이 있는 사람도 많을 것입니다. 이것이 물의 자연스러운 상태입니다.

그러나 지구상에서는 물이 어떤 표면과 접촉하면 그 표면과의 사이에 서로 당기는 힘이 작용합니다. 이 힘이 강하면 물은 펴지고(친수성), 약하면 물은 둥글게 유지한 채 굴러갑니다(발수성).

구체적인 예: 타나카 씨(28세)는 새 차를 구입하고 딜러에서 "유리 코팅"을 받았습니다. 비 오는 날, 그는 흥미로운 현상을 발견했습니다. 코팅된 차체 위에서는 비 방울이 아름다운 구체를 유지하면서 굴러떨어집니다. 반면, 코팅되지 않은 헤드라이트 부분에서는 물이 펴져서 필름 상태가 됩니다. 이는 같은 빗물이라도 접촉하는 표면에 따라 행동이 완전히 달라짐을 보여줍니다. 발수 가공된 표면에서는 물과 표면이 서로 당기는 힘이 약하기 때문에 물은 자신의 표면 장력에 의해 구형을 유지하는 것입니다.

발수성은 "접촉각"이라는 지표로 측정됩니다. 물방울이 표면과 이루는 각도가 클수록 발수성이 높다고 하며, 많은 경우 90° 이상을 "발수성이 있다"고 판단합니다. 더 나아가 접촉각이 150°를 초과하는 경우는 "초발수"라고 불리기도 합니다.

내수란?

내수란 "물에 의한 악영향을 받기 어려운 성질"을 넓게 의미하는 용어입니다. 방수나 발수와는 달리 완전히 물을 막거나 튕겨내는 것이 아니라, 어느 정도의 물에 견딜 수 있는 상태를 가리킵니다.

구체적으로는 다음과 같은 특징이 있습니다:

1. 광의의 개념: 방수보다 더 넓은 상태를 가리키며, 물에 대해 어느 정도의 저항성이 있음을 나타냅니다. 완전한 방수는 아니지만 일상적인 물에 젖음에는 대응할 수 있는 상태라고 할 수 있습니다.
2. 제품 예: "내수 시계"는 손 씻기나 비에는 견딜 수 있지만, 수영이나 물속에서의 사용에는 적합하지 않습니다.
3. 기술 규격: 기기에 관해서는 IEC 규격의 IPX(Ingress Protection)라는 침입 보호 규격이 있으며, IPX0부터 IPX8까지 단계가 있습니다. 숫자가 클수록 내수성이 높아집니다.
4. 의류의 경우: 방수 천이 사용되었더라도 솔기에 심 테이프가 처리되지 않은 재킷 등은 "방수"가 아닌 "내수"로 표현되는 경우가 있습니다.
5. 화장품 등: 화장품의 "내수성"은 물에 닿아도 기능을 유지할 수 있는지를 나타내는 성질입니다.

내수는 방수나 발수처럼 명확하게 정의된 물리 현상이 아니라, 보다 실용적인 관점에서 "어느 정도 물에 견딜 수 있는가"를 나타내는 상대적인 개념이라고 할 수 있습니다.

실험으로 확인하는 방수와 발수의 차이

말로 설명하는 것만으로는 이해하기 어려울 수 있으므로, 가정에서도 확인할 수 있는 간단한 실험을 소개합니다.

필요한 것:

• 랩 필름
• 천(행주 등)
• 발수 스프레이
• 스포이트 또는 작은 숟가락 1개분의 물

실험 순서:

1. 테이블 위에 랩 필름과 천을 나란히 놓습니다
2. 천의 절반만 발수 스프레이를 뿌리고 말립니다
3. 각각의 위에 물방울을 떨어뜨려 봅시다

결과:

• 랩 필름 위의 물: 퍼지지 않고 둥근 물방울 그대로 유지(발수성 있음). 그러나 아래로 물이 새지 않음(방수성 있음)
• 일반 천 위의 물: 곧바로 흡수되어 아래로 새거나 테이블이 젖음(발수성 없음, 방수성 없음)
• 발수 스프레이한 천 위의 물: 천에 퍼지지 않고 둥근 물방울 그대로 유지(발수성 있음). 그러나 강하게 누르면 아래로 물이 새거나 테이블이 젖음(방수성 없음)

이 실험을 통해 방수와 발수는 별개의 특성임을 알 수 있습니다. 랩 필름은 방수이면서 발수이기도 하지만, 발수 가공한 천은 발수성은 있어도 방수성은 없습니다.

오해하기 쉬운 '내수'의 개념

내수라는 단어도 자주 사용되지만, 이것은 방수나 발수와는 또 다릅니다.

내수란 물에 견딜 수 있다(물에 의한 악영향을 받기 어렵다)는 넓은 의미를 가집니다. 예를 들어, 전자기기의 "내수 기능"은 소량의 물방울이나 습기에는 견딜 수 있다는 것을 의미하지만, 완전한 방수가 아닌 경우가 많습니다.

구체적인 예: 사사키 씨(42세)는 "내수 시계"를 구입했습니다. 설명서에는 "일상생활에서의 물 젖음에 견딥니다"라고 적혀 있었지만, 수영장에서 수영한 후 시계 내부에 물이 들어간 것을 발견했습니다. 이것은 내수≠방수의 전형적인 예입니다. 내수 시계는 손 씻기나 비 등에는 견딜 수 있지만, 수영이나 물속에서의 사용에는 적합하지 않습니다. 더 높은 IPX7이나 IPX8 등급의 방수 시계라면 수영이나 잠수에도 견딜 수 있을 것입니다.

실용적인 비교: 아웃도어 제품에서의 방수와 발수

아웃도어 제품을 예로 들어 방수와 발수의 차이를 생각해 봅시다.

레인웨어의 경우

1. 완전 방수형 레인웨어

• 특징: 방수막이 사용되고, 솔기에도 심 테이프가 붙어 있음
• 발수성: 보통 표면에 발수 가공도 되어 있음(물방울이 코롤 굴러감)
• 방수성: 높은 수압에도 견딜 수 있음(10,000mm~20,000mm 정도)
• 적합한 상황: 장시간의 비, 악천후의 등산 등
• 단점: 통기성이 떨어지는 경우가 많아 땀이 차기 쉬움

2. 발수 가공만 된 윈드브레이커

• 특징: 발수 가공은 되어 있지만, 방수막은 없음
• 발수성: 있음(물방울이 동그랗게 되어 굴러감)
• 방수성: 없거나 낮음(일시적인 가랑비에는 견딜 수 있어도 지속적인 비나 수압에는 견디지 못함)
• 적합한 상황: 짧은 시간의 가랑비, 이슬비, 바람막이 등
• 장점: 가볍고 통기성이 좋은 경우가 많으며, 컴팩트하고 휴대하기 쉬움

구체적인 예: 코바야시 씨(30세)는 친구와 산에 올랐습니다. 예보에서는 가랑비 가능성이 있었기 때문에 코바야시 씨는 가벼운 발수 윈드브레이커를 선택했고, 친구는 완전 방수 고어텍스 재킷을 착용했습니다. 등산 중 예상치 못한 폭우를 만나자 코바야시 씨의 윈드브레이커는 20분 정도 지나자 발수 효과가 약해지며 물을 흡수하기 시작했습니다. 반면, 친구의 고어텍스 재킷은 3시간의 비에도 발수 효과는 약해졌지만 내부를 완전히 건조한 상태로 유지했습니다. 이는 발수 가공만으로는 지속적인 비에 대응할 수 없음을 보여줍니다.

텐트의 경우

1. 방수 텐트

• 플라이시트(외부 커버)에 방수 코팅이 되어 있고, 바닥에 깔리는 그라운드 시트도 방수
• 솔기에 심 테이프 처리가 되어 있음
• 일반적으로 수주 2,000mm 이상의 방수 성능을 가짐

2. 코튼 텐트 또는 심 테이프 없는 텐트

• 코튼 텐트는 코튼에 발수 가공, 그리고 코튼 섬유가 팽윤하여 물의 침입을 막음
• 심 테이프 없는 텐트는 플라이시트에 발수 가공만 되어 있고, 솔기는 접을 넣어 간이적인 방수를 함
• 가벼운 비나 아침이슬에는 대응할 수 있지만, 강한 비에는 적합하지 않음
• 보통은 맑은 날씨(있더라도 일시적인 비)의 사용을 가정

방수성과 발수성의 유지·회복 방법

방수와 발수는 다른 특성이므로, 각각에 적합한 유지 방법이 있습니다.

방수성의 유지 방법

• 심 테이프나 방수 코팅(텐트)의 열화를 방지하기 위해 사용 후에는 충분히 건조시킴
• 방수막을 손상시키지 않도록 세탁 시 부드럽게 다룸
• 방수 테이프가 떨어진 경우는 전용 수리 키트로 보수

발수성의 회복 방법

• 세탁하여 오염을 제거(오염은 발수성을 저하시킴)
• 건조기로 데우거나 다리미로 저온 처리(열 처리로 발수성이 회복되는 경우가 있음)
• 발수 스프레이나 발수제로 재처리 또는 전문점에 의뢰

구체적인 예: 스즈키 씨(39세)는 3시즌 사용한 레인 재킷의 발수성이 저하된 것을 깨달았습니다. 먼저 전용 세제로 세탁하고 완전히 건조시킨 후, 건조기로 20분 동안 데웠습니다. 그래도 발수성이 회복되지 않아 시판 발수제를 사용해 재처리했습니다. 재처리 후에는 빗물이 아름답게 방울이 되어 굴러가게 되어 발수성이 회복되었습니다. 다만, 어깨 일부에는 심 테이프가 벗겨진 부분이 있어 그곳에서는 물이 침입해버리기 때문에(방수성의 저하), 방수 테이프를 다시 붙였습니다.

요약: 방수와 발수의 차이를 이해하는 중요성

방수와 발수는 완전히 다른 물리 현상입니다:

• 방수: 물이 통과할 수 없도록 하는 기능
• 발수: 물을 튕겨내어 둥근 물방울을 형성시키는 현상
• 내수: 넓게 물에 의한 악영향을 받기 어려운 성질

이 차이를 이해함으로써 여러분의 아웃도어 활동에 적합한 제품을 선택할 수 있게 됩니다. 완전한 방수성이 필요한 상황도 있고, 가벼운 발수 가공만으로도 충분한 경우도 있습니다.

예를 들어, 등산에서는 완전 방수 레인웨어가 필요하지만, 도심에서의 가랑비라면 발수 가공된 윈드브레이커로도 대응할 수 있을 것입니다.

제품 구매 시에는 "방수"와 "발수"의 표기를 정확히 이해하고, 여러분의 용도에 맞는 적절한 선택을 하시기 바랍니다. 그리고 무엇보다 이러한 특성은 적절한 관리를 통해 오래 유지할 수 있다는 것을 잊지 마세요.