코오롱플라스틱㈜은 엔지니어링 플라스틱을 전문으로 생산 판매하는 회사로 KOCETAL^®(POM), KOPA®(PA), SPESIN^®(PBT), KOPET^®(PET), KOPEL^®(TPC-ET), KompoGTe^®(LFT), KompoGTe^®(Composite)의 7개 Brand 제품으로 구성되어 있으며, 본 원고는 KOCETAL^® 실리콘계 내마모 POM 소재에 관한 내용이다. 

KOCETAL^®은 폴리옥시메틸렌(Polyoxymethylene) copolymer type 수지이며, 우수한 마모·마찰성, 내열 안정성, 내화학 안정성 등의 특성이 있는 소재다. 특히 POM 소재는 자기 윤활 특성이 우수하여 일반 grade라도 뛰어난 마모/마찰 특성을 발현할 수 있으며, 보다 나은 성능이 요구되는 제품에는 마모/마찰 성능 첨가제를 보강하여 만든 내마모 grade를 적용할 수 있다. 

POM은 자동차, 전기/전자분야 등의 폭넓은 산업분야에서 사용되고 있으며 특히 구동을 위한 기어류나 컨베이어벨트 등에서 중요한 역할을 하고 있다. 이에 코오롱플라스틱은 제품 형태, 구동 환경 등에 따라 적절한 grade를 적용할 수 있는 다양한 내마모 grade를 보유하고 있다.

KOCETAL® 실리콘계 내마모 POM은 실리콘 종류에 따라 SO series, SW series와 같은 소재 포트폴리오를 보유하고 있으며 기존 POM 소재의 특성을 유지한 채로 slip 특성, 마모/마찰 특성, 저소음 특성을 향상시킨 소재로 자동차의 기어류, 제동/결합 부품, 켐 부품 등의 기계적인 부품과 그 외 다양한 산업 분야의 기어류나 지속적인 마찰이 일어나는 부품에 적용 및 판매가 이루어지고 있다.

실리콘(Silicone)은 규소(Si)와 산소(O)로 구성된 고분자 소재로 Si-O 결합을 주축으로 유기계가 결합되어 있는 구조를 가진다. 이러한 실리콘은 내열성, 저온 유연성, 절연성, 내마모성, 화학 안정성 등 여러 특성을 보유하고 있는 재료로 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다.

내마모 첨가제로 사용되는 실리콘은 분자량에 따라 oil, gum, powder로 구분할 수 있으며, oil에서 powder로 갈수록 더 큰 분자량을 가진다. 실리콘은 형태에 따른 장단점을 보유하고 있으며 저분자량 실리콘의 경우 비용이 저렴하고 혼합 시 분산이 용이한 반면, 내마모 특성을 크게 향상시키기에는 어려움이 있다. 

한편 분자량이 높은 실리콘은 내마모성을 효과적으로 개선할 수 있지만, 혼합 시 분산의 어려움이 있기 때문에 비용적인 측면과 제품의 요구 사항 등을 고려하여 적합한 실리콘 내마모 grade를 적용하는 것이 중요하다.

KOCETAL^® 실리콘 내마모 grade의 마찰계수(Coefficient of friction), 비 마모량(Specific wear rate)에 대한 물성은 그림 1과 그림 2와 같다. 이러한 내마모 특성은 다양한 요인에 의해 영향을 받으며, 그중에서도 마찰, 마모, 윤활의 크게 3가지 주요 인자에 영향을 받는다. 

마찰이란 물체의 표면이 서로 접촉하여 상대적으로 운동하거나 회전할 때 발생하는 저항력이며, 마모는 마찰에 의해 물체 표면에서 점차 닳아 부스러져 떨어져 나가는 현상이다. 

윤활은 물체의 표면 간에 미끄러짐을 증가시켜 마찰을 줄이고 마모를 방지하기 위해 사용되는 물질이다. 

따라서 마찰계수가 낮을수록 마찰력도 낮아지고 비 마모량도 감소하여 더 우수한 마찰/마모 특성을 가진다. 실리콘 내마모 grade는 우수한 윤활 효과를 발휘하여 표준 grade 대비 낮은 마찰계수를 가지며 slip 특성으로 비 마모량을 현저히 감소시킬 수 있다.

코오롱플라스틱은 다양해지는 고객들의 니즈에 맞추어 좀 더 성능이 개선된 소재에 대한 연구를 지속적으로 진행하고 있으며, 마모/마찰에 더해 소음 관련 평가방법에 대해서도 연구를 진행하고 있다. 

고객 중심의 지속적인 연구개발, 기술서비스 제공, 분석평가 지원 등을 고객이 원하는 제품을 신속하게 공급하여 니즈를 충족시키는 코오롱플라스틱이 되어 세계시장을 주도하는 소재 기업으로 성장할 수 있도록 노력할 것이다.