연구보고서
| 보고서명 | 인장강도 3.0 g/den 용융방사 PTFE 섬유 개발 |
| 연구책임자 | 양병진 |
| 발행년도 | 2016 |
| 내 용 | ■ 고압 에멀젼 중합 기술을 활용하여 독자적인 화학구조를 가지도록 co-monomer 함량을 조절하여 기존 PTFE 소재에 버금가는 융점과 내화학성, 내열성을 가지는 용융방사가 가능한 m-PTFE 수지를 개발 ■ Twin-screw Extrusion Compounding 공정에 의해 고점도 m-PTFE 고분자와 저점도 m-PTFE 공중합체의 최적 배합을 통해 용융 방사성을 가지는 Multi-modal Type PTFE 알로이(Alloy)를 제조 ■ 독자기술이 적용된 연속방사시스템을 개발하고, 이를 최적화하여 신규 개발될 Multi-modal Type m-PTFE 알로이(Alloy)를 활용하여 필라멘트 섬유 제사(製絲)기술을 확보 ■ 개발된 m-PTFE 필라멘트 섬유소재에 대한 정확한 성능평가를 위해 개발목표에 KS표준을 제정하고자 함. 인장강도, 섬도, 수축율의 경우에는 기존의 표준화된 방법에 따라 평가를 진행하고자 하며, PTFE 필라멘트 섬유소재 중 내열성 및 내화학성에 대한 평가는 신규로 KS 표준을 제정하여 객관적으로 평가 7. 과제수행방법 기술 개발 전략 1 : 체계적인 (중합?Alloy 제조?방사기술) 개발 추진 프로세스 ㈜상아프론테크, 생기원, 숭실대 - Pilot-scale에서 신규 공정을 적용한 용융방사 m-PTFE 중합기술 확보 - Pilot-scale에서 신규 공정을 적용한 용융방사 m-PTFE 섬유 제사기술 확보 기술 개발 전략 2 : 새로운 구조의 용융방사 가능 m-PTFE 중합기술 개발 숭실대, 생기원 - TFE 단량체는 국내 유일의 제조기업인 ㈜후성을 통해 독점적으로 공급 - Lab-scale의 고압 에멀젼 중합을 통해 저분자량 및 고분자량 m-PTFE 중합기술 기술 개발 전략 3 : 용융방사용 Multi-modal Type m-PTFE Alloy 제조기술 개발 ㈜상아프론테크, 숭실대 - Twin-screw Extrusion Compounding 기술을 적용한 m-PTFE Alloy 제조기술 확보 - 저분자량 및 고분자량 m-PTFE 수지를 기반으로 하는 Alloy 기술 최적화 확보 기술 개발 전략 4 : 새로운 연속 m-PTFE 용융방사 기술 개발 ㈜상아프론테크, 생기원 - 생기원에서 m-PTFE Alloy를 이용한 Lab-scale 용융방사 공정기술 확보 - ㈜상아프론테크에서 Pilot-scale에서 연속방사 공정 구현 8. 결과활용계획 ■ 상용화 형태 : PTFE fiber ■ 수요처 : Braided Packing Maker ■ 예상 단가 : ￦50,000/kg ■ 개발 투입인력 및 기간 : 총 10명이상/5년 ■ 개발기간(2016.07~2021.06) 동안 용융방사 PTFE 섬유 파일럿 양산기술 확보, 2022년 Braided Packing 및 케이블 절연용 PTFE 섬유 마케팅 및 영업 개시 ■ 용융방사 PTFE 섬유 양산 및 사업화 홍보를 위한 국내외 전시회 참가(2021년) : 산업용섬유전시회, 기능성 필터 전시회 등 ■ m-PTFE 압출성형 기술을 활용한 PTFE 소재부품 상용화 - 자동차 및 전기전자산업 부품용 PTFE 소재부품을 m-PTFE 압출성형품을 적용한 소재부품으로 전환 (2022년) - 기존 PTFE 대비 m-PTFE 압출성형품 물성 및 신뢰성 검증 9. 최종결과물 ■ Pilot-scale (1kg/batch) 용융방사 가능한 m-PTFE 고분자 수지 2종 ? 저분자량 (High MW): 용융점도 104 ∼ 105 Pa s ? 고분자량 (High MW): 용융점도 108 ∼ 109 Pa s ■ 용융방사가 가능한 Multi-modal Type PTFE 알로이(Alloy) ■ Pilot-scale (생산량 = 1kg/hr) 에서 섬도 5 denier 이하, 강도 3.0 g/denier 이상의 m-PTFE 필라멘트 섬유 ■ 용융기반 PTFE 섬유소재/적용제품의 내열&내화학성 성능평가법 및 표준화 10. 경제적파급 및 기대효과(예상매출액 등) ■ PTFE Fiber 시장 성장률 적용 (출처 : 고기능섬유관련기술/시장의 현황과 장래전망, 후지경제연구원,2015) ■ 2014년 세계 PTFE fiber 시장 물동량 기준 3,400ton 기준 2025년까지 년평균 7.8%성장(2018년~2025년 년평균 성장률은 10%를 상회), 물동량 기준 8,000ton(4,000억 규모)로 성장 전망 ■ 개발종료 3년 후, PTFE fiber 사업화 목표 매출 약 150억원/年 추산되며 이후, PTFE fiber를 적용한 제품/용도 개발에 따른 매출 확대 노력 ■ (주)상아프론테크 2014년 매출기준 불소수지 소재부품 매출은 약 500억원 정도이고, 이중 PTFE 성형품 매출은 약 200억원 수준 임 ■ 기존 제품의 제조방법은 용융흐름성이 전혀 없는 PTFE powder를 이용하여 Molding 성형한 것으로, 본 과제를 통해 개발된 m-PTFE를 활용하여 고온고압 압출성형한 제품으로 대체 개발이 가능함 ■ 개발종료 3년 후인 2024년, 본 과제를 통해 구축된 m-PTFE의 섬유방사 및 고온고압 압출성형 기술에 기반한 (주)상아프론테크의 사업화에 따른 기대 매출은 약 300억원 이상이며, 이후 시장성장이 기대되는 기능성 Filter나 Medical 분야로의 용도 확대 및 m-PTFE 압출성형품 시장에 대한 신규시장 개척 등 적극적인 마케팅 및 제품개발 추진할 계획 |
| 접수일 | 2023-02-08 |
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