테프론(Teflon)
미국 듀폰사(Dupont)가 개발한 불소수지.
1938년 듀폰연구소의 화학자인 플랭케 박사가 불소수지 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)를 최초로 합성하여 TEFLON이란 상품명으로 상용화하였다.
테프론은 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성들을 가지고 있다.
이같은 테프론코팅은 많은 산업분야에서 응용되고 있는데, 그 사용범위는 일반 주방용기에서부터 기계·자동차·반도체·우주 항공산업 부품에 이르기까지 매우 다양하다.
테프론은 미국 듀폰(DuPont)사의 불소탄화물계의 고유 등록상표로써 1938년 DUPONT 연구소의 Roy J. Plunkett (1910-1994) 박사가 P.T.F.E(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 불소수지를 발견하여 Teflon 이라는 상표명으로 소개된 이후, 그 독특한 물리적, 화학적 특성 때문에 다양한 응용제품으로 개발되어 왔습니다.
불소수지(테프론)는 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성 낮은 마찰계수 등 우수한 특성들을 가지고 있습니다.
불소수지(테프론)는 발견이래, 특히 코팅방법에 의해 그 응용범위가 아주 광범위하게 발전되어 왔습니다.
예를 들어 일반 주방용기에서부터 기계, 자동차, 반도체 우주 항공산업 부품에 이르기까지 그 사용범위는 실로 무한하다고 할 수 있습니다.
※ 불소수지(테프론)의 특징
비점착성(非粘着性) : Non-sticking 테프론이 코팅된 표면 위에는 거의 모든 물질이 달라붙지 않는다.
내열성(耐熱性) : Heat resistance 테프론은 -260℃에서 +260℃까지 사용할 수 있으며, 단시간 사용의 경우 300℃에서도 견디어 내며, TEFLON FEP는 232℃에서 연속사용이 가능하다.
비유성(非濡性) : Non-wetting 테프론코팅 표면에는 물이나 기름이 잘 묻지 않는다. 따라서 표면이 오염되지 않을 뿐만 아니라 쉽게 청소할 수 있어 기계설비의 보수시간이 단축되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
저마찰계수(低摩擦係數) : Low coefficient of friction 테프론의 마찰계수는 일반적으로 속도, 부하에 따라 약간씩 차이가 있지만 약 0.5～0.20이다. 특히 TEFLON-S는 TEFLON FEP, PTFE보다 내마모성이 40배 이상 우수하다.
내약품성(耐藥品性) : Chemical resistance 테프론은 일반적으로 모든 화학제품에 안정성을 보여준다. 단지 알칼리 금속제품에 약간의 영향을 받을 뿐이다.
전기적 특성(電氣的特性) : Unique electrical properties 테프론은 광역의 주파수내에서도 매우 높은 전기적 특성을 가지고 있다.
비절연성은 물론 比誘電正接, 그리고 우수한 表面抵抗率을 보여준다.
저온도내구력(低溫度耐久力) : Cryogenic stability 대부분의 테프론 코팅은 극히 낮은 온도에서도 그 물리적 특징이 변하지 않고 유지된다. 테프론은 영하 260℃의 낮은 온도에서도 사용된다.
※ 불소수지 코팅의 종류
불소수지(테프론)의 코팅은 크게 7가지로 분류된다. 각각의 종류에 따라 용도에 알맞은 피막을 형성시켜주기 위하여 다양한 grade의 특성을 지닌 테프론 제품이 소개되어 있다.
P.T.F.E(Polytetra fluoro ethylene) 일반적으로 Primer와 Top코팅으로 피막을 형성한다. 이들 제품은 다른 탄화 불소코팅에 비해 매우높은 내열성(약 316℃)을 보여준다. 또한 매우 낮은 마찰계수와 우수한 내마모성, 내화학성, 그리고 내부식성을 가지고 있다.
F.E.P(Fluorinated ethylene Propylene copolymer) 이 제품은 소결시 유동성을 지닌 물질로 변하기 때문에 무공질의 피막을 형성시켜 준다. 매우 낮은 마찰계수와 아울러 뛰어난 내화학성, 내부식성을 보이고 있으며 최고 사용온도는 약 232℃ 정도이다.
P.F.A(Perfluoroalkoxy) 분체도장용 제품으로 매우 높은 비점착 효과를 나타낸다. 특히 내화학성과 내부식성이 우수하여 내마모성도 지닌 제품이다. 일반적으로 1차 Primer 코팅을 해야하며 전체 피막 두께를 약 127~205㎛까지 도포할 수 있다. 최고사용 온도는 약 260℃ 정도이다.
E.T.F.E(Ethylene-terafluoroethylene) Copolymer 분체도장용 제품이 새로이 소개되었다. 이 제품은 매우 극심한 조건에서도 우수한 성능을 발휘하며 특히 약 150℃ 정도의 내열성과 뛰어난 내화학성, 그리고 내부식성을 가지고 있다. 약 750㎛까지의 피막두께로 코팅시킬 수 있다. 테프론으로 코팅할 수 있는 소재로는 대부분의 금속재인 탄화철, 알루미늄, 스테인레스스틸, 구리, 주석, 납, 마그네슘 등이며 비금속재중에서도 유리나 고무 심지어 플라스틱 표면에도 코팅이 가능하다.
PVDF(Polyvinyliden Fluorde) PVDF는 융점 170~185℃, 연속 사용온도는 120℃로서 불소수지 중에서는 최저이나, 사출성형, 압출성형 그 밖의 가공적성이 있고 기계적 특성이나 내후성이 뛰어나며 압전성이 있습니다. 용도로는 밸브, 펌프, 파이프, 외에 압전필름, 내후성 도료 등이 있습니다.
ECTFE(Ethylene-Chlorotrifluoro Ethylene) ECTFE는 탁월한 부식 및 화학 저항력을 가지고 있으며, 300℉(149℃)까지 많은 장비에서 성능을 발휘합니다. 모든 플로로폴리머(Flouro Polymers)가운데 가장 견고한 재료로 만들어 졌기 때문에 이 재료는 탁월한 기계적 특성과 충격 강도를 지닌 나일론 같은 내구력을 가지고 있습니다. 더욱이 이 제품은 극히 낮은 수분, Gas, 증기 투과성을 가지고 있습니다. ECTFE는 고온의 아민(amines)과 캐톤(ketones)을 제외한 대부분의 화학물질(산 acide, 아칼라인 alkallines, 그리고 유기용제 organic solvents 포함)에 대해 저항적입니다.
PCTFE(PolyChloroTriFluor Ethylene) PCTFE는 3불화수지로 4불화수지인 PTFE, PFA등이 갖고 있지 않은 특성을 가지고 있으며 특히, 저온에서 사용 시(VALVE SEAT)더욱 우수한 특성을 나타내며 경도가 강하고 가공성이 좋아 PTFE를 쓸 수 없는 가공제품(BOLT, NUT등)의 사용에 적합하며 단점은 PTFE보다 열과 마모에 약하며 가격이 비싼 것이 문제점입니다. 용도로 FITTING류는 사출 성형된 제품과 가공제품으로 생산 가능하며 TANK+TUVE, TUVE+TUVE의 연결을 위한 것으로 L,T등이 생산되며 반도체 장비, 약품 TANK, PUMP등에 현재 쓰이고 있습니다.
한편 2004년 미국 환경보호국(EPA)은 듀폰사가 테프론 등을 만드는 데 쓰이는 화학물질 PFOA(perfluorooctanoic acid, 또는 C-8)이 인체에 미치는 유해성을 지난 20년 동안 공개하지 않았다고 발표해 테프론 코팅에 대한 안전성 여부가 논란이 되고 있다.
[네이버 지식백과] 테프론 [Teflon] (시사상식사전, 박문각)