Technology Brief

  첨단 세라믹스    해외기술정보

졸-겔 하이브리드법 유기폴리머 실리카
유연성·내열성을 양립
荒川化學工業의 하이브리드 재료 ‘콤포셀란’시리즈는 부드러운 유기 폴리머와 내열성이 높은 이산화규소(실리카)의 각각의 장점을 아울러 갖는다. 대부분의 특징을 조합할 수 있어, 절연체나 접착제 등의 분야에서 상품화가 진행되고 있다. 해마다 수요가 확대되어 10억 엔 규모의 매상을 전망할 수 있는 상품도 나온다.
개발단계에서 荒川化學은 분자를 나노레벨에서 복합화하는 ‘졸-겔하이브리드법’으로 제조할 것을 결정했다. 다른 복합법보다 투명도가 높았기 때문인데, 일본 내에서만 100이상의 기업이 도전하여 사업화하지 못했던 방법이다. 신사업기획개발부장을 맡고 있는 森內文夫 집행임원은 “타사의 실패를 곁눈질하면서 한 연구 개발이었다”고 말한다.
어려움의 최대 이유는 복합하면 유기 폴리머의 장점뿐 아니라 단점까지 성질에 반영되기 때문이었다. 따라서 폴리머의 열에 약한 부위 등 특정한 위치에 집중하여 실리카를 결합하는 ‘위치 선택적 분자 하이브리드’기술을 확립했다. 평균직경 5나노미터의 실리카 입자를 균일하게 분산함으로써 폴리머의 장점을 유지하면서 결점을 극복했다. 森內집행임원은 “상가평균이 아니라 장점의 양립이 가능하게 되었다”고 말한다. 기술의 확립으로 유연성을 유지하면서 내열성을 향상하거나 탄성을 높이면서 흡수율을 낮추는 등의 특징을 아울러 갖는 재료의 제조가 가능하게 되었다. 이로써 디스플레이용 코트 등 용도확대로 이어진다.
단, 100마이크로미터까지의 막의 두께에만 대응할 수 있다는 최대의 과제가 여전히 남아있다. 荒川化學에 있어 이것을 해결하는 일이 대폭적인 성장의 키포인트가 될 것이다. (NK)
 
도전성 세라믹스 초미세 가공을 실현하는 기술 개발
 橋川製作所(廣島市 南區, 사장 橋川榮二)는 방전가공에 의한 도전성 세라믹스의 초정밀 미세가공기술을 개발했다. 이 기술로 연료분사 노즐과 도료분사 노즐을 시작했다. 임의의 3차원 형상에 대응할 수 있어 가공의 자유도가 증가한다. 이로써 세라믹스 가공품의 독자 브랜드 확립을 목표로 한다.
이 회사의 도전성 세라믹스 가공실험에서는 서메트, 탄질화 티탄계, 지르코니아계, 탄화규소계에서 칫수 공차 플러스마이너스 0.01밀리미터를 실현했다. 탄화붕소, 알루미나계에서도 플러스마이너스 0.03밀리미터의 고정도 가공을 가능하게 했다.
이 기술은 응용범위도 넓다. 스테인리스나 초경합금을 방전가공할 때의 전극(구리텅스텐합금)의 제작 개수를 줄일 수 있다. 이 회사에 따르면 가공제거율 99.99%까지 필요한 전극은 초경합금으로 종래 5~6개였던 것이 3~4개로 줄고 가공이 불가능했던 세라믹스에서도 3개로 가능하게 되었다.
이 회사는 방전가공이 수탁, 특수 노즐의 수주생산이 주력사업이다. 앞으로 소재 메이커와 연구기관 등과 연대하여 세라믹스 가공품으로 자사 브랜드를 확립할 계획이다. (NK)

세라믹 산소분리막 개발, 투과성능 1cm2에서 매분 27cc
中部電力은 노리타케컴퍼니리미티드와 공동으로 산소투과성능이 1평방센티미터 당 매분 27cc의 산소분리막을 개발했다고 발표했다. 특수한 세라믹스제로 900~1000℃의 고온에서 함으로써 산소이온만을 투과시킨다. 투과성능은 세계 최고라고 한다. 천연가스에서 가솔린과 등유 등의 액체연료를 제조하는 GTL기술에 대한 응용을 계획한다.
산소분리막은 공기 중의 산소와 그것 이외의 물질을 분리하는 제품이다. 종래의 GTL기술은 천연 가스 속의 메탄을 일산화탄소와 수소로 변환하여 액체연료를 합성한다. 교환 시에 산소에 의해 메탄을 부분적으로 산화시킨다. 개질하기 때문에 대규모의 산소 플랜트와 산소개질기가 필요하다. 산소분리막을 이용하면 산소 플랜트와 개질기를 일체화할 수 있어 GTL플랜트의 소형화가 가능해진다.
산소분리막의 투과성능을 높이기 위해서는 부식에 대한 강도도 필요하다. 종래는 재료비용도 비쌌지만 세라믹스 원료의 원가를 억제하여 원가면의 과제를 극복할 수 있었다고 한다. (NK)