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마찰계수가 낮고 마모저항성이 큰 소재 및 제품

전문가 제언: ○ PTFE(PolyTetraFluoroEthylene)는 표면장력이 낮고 자기윤활 특성이 있어서 다양한 분야에서 활용되는 고분자소재이다. 프라이팬, 화학반응기, 교반기, 회전축, 전선 피복 등 실로 다양하게 이용되고 있다. PTFE의 역사는 1957년 Bill Gore에 의해 시작되었고 발전하여 1969년에는 달착륙선 아폴로 11호의 전선피복에 사용되기도 하였다. PTFE 필름을 연신하여 물리적으로 내부에 많은 기공을 갖게 하면 투습도가 높고 방수성이 좋은 필름을 얻을 수 있다. 이것을 스포츠 의류에 적용하여 선풍적인 인기를 끈 것이 Goretex이다.

○ 이같이 물리적 조작에 의하여 내부에 많은 기공을 함유케 한 PTFE를 ePTFE(expanded PTFE)라 하는데, 이는 평방인치 당 90억 개 이상의 기공을 갖는다. 이 기공의 크기는 수증기의 분자 크기보다는 700배 크고, 물방울에 비해서는 2만 분의 1에 불과하기 때문에 투습과 방수의 효과가 동시에 나오는 것이다.

○ 저마찰계수 등 많은 장점을 갖는 ePTFE도 그 자체로는 내마모성이 부족하여 베어링 등의 기계부품으로는 사용할 수 없다. 해결책으로 나온 것이 수지의 함침이다. PTFE의 낮은 마찰계수와 함침수지의 내마모성을 동시에 살린 복합소재라 하겠다.

○ PTFE 수지는 세계적으로 Du Pont, ICI, Hoechst, Daikin이 생산을 주도하고 있고 우리나라에서는 이 수지를 수입하여 응용하는 수준에 그치고 있다. 앞으로의 연구의 방향을 살펴보면, 먼저 ePTFE가 고가이며 내마모성의 문제도 있기 때문에 이의 대체소재로 초고분자량 폴리에틸렌(분자량 수백만 이상)이 떠오르고 있다. 일전에는 식품 조리용기에 있는 PTFE가 발암성이 있다는 보도가 있었다. 이의 확실한 근거 규명이 필요하고, 만일 그렇다면 지금까지 안심하고 사용하였던 코팅재로서의 PTFE를 대체할 새로운 소재를 시급히 개발해야 할 과제가 대두된다 하겠다.

저자: GORE ENTERPRISE HOLDINGS INC
자료유형: 특허정보