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테이진(帝人)(주)가 최근 방사선을 차폐하는 아라미드 섬유직물과 아라미드 페이퍼를 개발하고 금년 5월 초 시제품을 제조해 본격 샘플을 제공한다고 발표하였다.
이 제품은 테이진 그룹이 제조해 판매하고 있는 파라계 아라미드 섬유인 테크노라와 토와론에 우수한 방사성 차폐성을 갖는 텅스텐 입자를 브랜드 한 것이다. 일반적으로 고 비중의 금속을 섬유에 배합해 제사하는 것은 매우 어려운 기술이었으나, 테이진은 테크노라와 토와론의 방사법과 소재 특유의 물성을 살림으로써 이를 실현하였다.
그동안 방사선 차단을 위해 일반적으로 비교적 저가이면서 차폐 효과가 높은 납을 사용하였으나, 환경문제 등의 문제가 대두되어 납의 사용에 대한 규제는 세계적인 추세이다. 따라서 최근에는 이의 대체물질로 텅스텐이 거론되고 있다.
텅스텐을 이용한 방사선 차폐소재로서는 섬유상과 시트 상으로 가공하거나 수지와 고무에 텅스텐을 하이브리드 하는 방법을 이용하고 있다. 그러나 일반적으로 텅스텐과 같은 고비중의 금속을 섬유에 배합해 제사하는 것은 어렵기 때문에 텅스텐 함유 섬유소재는 실현이 어려웠고, 또 섬유에 고비중의 금속을 고농도로 배합하면 강도와 탄성율 등의 섬유 고유의 기계적 특성이 손상되는 문제점을 안고 있어 그동안 실현되지 못했다. 그러나 테이진에서는 다음과 같은 방법으로 이를 해결하였다.
- 테크노라에 대해서는 독자의 방사기술에 의해 섬유 중에 텅스텐을 혼련하였다. 테이진이 지금까지 배합해 왔던 폴리머 기술과 방사기술을 구사함으로써 섬유 내에 텅스텐을 균일하게 배합할 수 있었다.
- 토와론의 경우에는 원래 피브릴화(섬유 내부의 소섬유가 마찰작용으로 표면에 모우를 일으키는 작용)가 쉽기 때문에 펄프형상으로 사용가능하다. 펄프형상의 토와론은 이형상 소재를 保持(보지)하는 능력이 우수해 이 특성을 살림으로써 텅스텐 입자와의 고도 접착성을 실현할 수 있었다. 또한 시트화 기술을 조합함으로써 텅스텐을 균일하게 분산시킨 페이퍼를 생산하는 것도 가능하게 되었다.
이렇게 개발한 제품의 특징은 다음과 같다.
- 아라미드 섬유 고유의 원사강도로 텅스텐과 같은 고비중의 금속을 고농도로 함유되어 있기 때문에 폴리에스터 등의 범용섬유를 상회하는 강도를 발휘한다.
- 배합하는 텅스텐 량에 따른 방사선 차폐율을 실현할 수 있다.
- 직물 및 페이퍼이기 때문에 유연성과 가공성이 우수해 납판과 콘크리트에서는 실현할 수 없었던 flexible한 형상으로 이용이 가능하다.
- 텅스텐을 배합한 직물의 경우는 테크노라의 경우 아라미드 소재 자체의 난연성과 내 절창성 등이 더욱 향상되어 방호복으로서의 용도에도 전개가 가능하다.
- 토와론 페이퍼의 경우 최대 90wt%(중량)이라고 하는 고농도의 텅스텐을 함유시킬 수 있기 때문에 얇아도 높은 차폐성능을 갖고 있다. 적층과 성형도 용이해 내열 개스킷을 시작으로 내열시트와 보강재 등 내열성이 요구되는 분야에의 적용도 가능하다.
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텅텅스텐 배합 테크노라 직물 / 텅스텐 배합 토와론 페이퍼
/www.teijin.co.jp (2013 年 4 月 24 日)
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