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폴리머 계통의 내열-절연재료의 기초물성

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○ 이전부터 전자기기의 절연재료에는 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 등의 무기재료가 사용되었다. 이들의 무기재료는 진공프로세스의 CVD (Chemical Vapor Deposition)로 성막하기 때문에 성막에 있어서 많은 에너지가 필요하다. 또한 성막시킬 때 고온을 필요로 하기 때문에 차세대 디스플레이인 플렉서블 디스플레이나 유기일렉트로닉스에 적용시키기 어렵다. 이와 같은 배경에 있어서 프로세스 부하가 작고, 특성면에서 무기절연재료에 필적하는 도포형 절연재료가 요망되고 있다.

○ 절연재료용 필름은 콘덴서, 전선피복, 일반절연필름, 절연점착테이프 등으로 세분된다. 전체적인 수요동향은 전선피복 용도가 약간 감소, 절연점착테이프는 횡보, 일반절연필름은 약간 증가하고 있는데 대해서, 콘덴서 용도의 시장규모는 매년하락이 지속되고 있다. 전기절연필름의 2010년 수요는 전년 비 13%가 증가한 5,100톤으로서 앞으로도 횡보하는 경향을 보일 것으로 예상된다.

○ 무기계섬유의 한 종류로서 인조광물섬유(MMMF: Man Made Mineral Fibers)가 있다. 이것은 유리, 실리카 등의 세라믹스계통 재료를 미세한 섬유상태로 제조한 것으로서 아스베스트와 같은 천연광물섬유나 금속섬유와는 구별된다. 세라믹스는 일반적으로 유기재료나 금속재료에 비하여 불연성, 내열성이 우수하다. MMMF는 세라믹스의 고내열성을 활용하여 면상태의 경량고온단열재로서 사용하는 경우가 많다. 특히, 융점 1800℃ 이상의 산화알루미늄(알루미나)을 주성분으로 하는 ?알루미나 섬유?는 1500℃ 이상의 고온에도 견디는 고온단열재로서 제철소나 세라믹 산업 등에서 사용되고 있다.

○ 현재, 생산되고 있는 폴리머유기질의 종류와 나노무기입자로 제조한 절연 나노복합재료에 따르는 절연특성은, 저전계도전율이 증가하거나 감소하는 경우가 있고, 절연파괴강도가 증가하고 부분방전성에 내구력이 있는 등의 여러 가지 물성특성은 대체로 우수한 결과를 보이고 있다. 절연나노복합재료는 모터나 케이블 송변전기기 등의 수명을 증가시키는데 기여하리라고 생각되기 때문에 앞으로 실용화가 기대된다.

저자: Shinji Ando
자료유형: 학술정보