산업계는 극한 환경을 견딜 수 있는 내구성 있는 소재를 찾는 데 어려움을 겪고 있습니다. 기존의 많은 소재들이 압력에 제대로 작동하지 않아 교체 비용과 생산 지연으로 이어지고 있습니다.
산업용 실리콘 시트는 솔리드 실리콘 시트, 폼 실리콘 시트, 강화 실리콘 시트, 그리고 특수 제형 등 다양한 종류로 제공됩니다. 각 유형은 특정 용도에 적합한 고유한 특성을 제공하며, 내열성, 내구성 및 내화학성도 다양합니다.
저는 10년 넘게 실리콘 제조 업계에 종사해 왔는데, 고객들로부터 끊임없이 받는 질문 중 하나는 실리콘 시트 유형의 차이점에 대한 것입니다. 주요 종류를 살펴보고 귀사의 특정 산업 분야에 가장 적합한 실리콘 시트를 선택하는 데 도움을 드리겠습니다.
솔리드 실리콘 시트가 산업용으로 그토록 다양하게 활용되는 이유는 무엇일까요?
제조 시설은 열, 화학 물질, 그리고 지속적인 작동을 감당할 수 없는 재료로 인해 끊임없는 어려움에 직면합니다. 많은 기존 고무 제품은 빠르게 변질되어 예상치 못한 가동 중단을 초래합니다.
솔리드 실리콘 시트는 균일하고 다공성이 없는 시트로, 전체적으로 밀도가 일정합니다. 일반적으로 -60°C에서 230°C까지의 내열성과 뛰어난 전기 절연성을 제공하며, 극한 환경에 장시간 노출되어도 유연성을 유지합니다.
기본 산업의 일꾼
솔리드 실리콘 시트는 산업 현장에서 가장 흔하고 다재다능한 옵션입니다. 한 고객의 자동차 제조 공장을 방문했을 때, 고온 조립 공정에서 개스킷 고장으로 어려움을 겪고 있던 기억이 납니다. 저희 솔리드 실리콘 시트로 교체한 후, 유지보수 요청 건수가 거의 70% 감소했습니다.
이 시트는 압축 성형 또는 캘린더링 공정을 통해 제조되어 전체적으로 일관된 특성을 가진 균일한 소재를 생산합니다. 밀도는 일반적으로 제형 및 사용된 충전재에 따라 1.1~1.6g/cm³입니다.
솔리드 실리콘 시트의 주요 특성:
| 재산 | 범위 | 이익 |
|---|---|---|
| 온도 저항 | -60°C ~ 230°C | 극한 환경에 적합 |
| 경도 | 30-80 쇼어 A | 다양한 압축 요구 사항에 맞게 조정 가능 |
| 인장강도 | 4-12MPa | 기계적 스트레스 하에서도 안정적 |
| 연장 | 200-800% | 우수한 회복 특성 |
| 색상 옵션 | 투명, 빨간색, 검은색, 사용자 정의 | 시각적 식별 및 브랜딩 |
고체 실리콘 시트는 액체와 기체에 대한 안정적인 밀봉이 필요한 용도에 탁월합니다. 개스킷, 다이어프램, 전기 절연에 널리 사용됩니다. 비반응성 특성으로 인해 식품 가공 장비, 의료 기기, 제약 제조에 이상적입니다.
솔리드 실리콘 시트를 선택할 때 중요한 고려 사항 중 하나는 경도입니다. 부드러운 시트(30~40 Shore A)는 불규칙한 표면에 대한 밀착성과 밀봉성이 뛰어나고, 단단한 시트(60~80 Shore A)는 내마모성과 압축 안정성이 향상됩니다.
폼 실리콘 시트는 어떻게 쿠션과 단열성을 강화하는가?
기존의 단열재는 열 보호와 압축 회복을 동시에 제공하지 못하는 경우가 많습니다. 이는 온도 저항과 함께 안정적인 완충 기능을 필요로 하는 시스템에서 비효율성을 초래합니다.
폼 실리콘 시트는 소재 전체에 분산된 수많은 폐쇄형 또는 개방형 셀을 포함하고 있어, 뛰어난 열 절연성, 충격 흡수력, 압축 회복력을 제공하는 동시에 실리콘의 고유한 온도 및 내화학성을 제공하는 가벼운 구조를 형성합니다.
경량 단열 솔루션
폼 실리콘 시트는 산업 현장에서 단열 및 방음 문제에 대한 접근 방식을 혁신적으로 변화시켰습니다. 작년에 저는 위성 부품에 단열과 진동 감쇠를 모두 제공하는 소재를 필요로 하는 항공우주 산업의 한 고객과 협력했습니다. 폼 실리콘 시트는 완벽한 솔루션이었습니다.
이 시트는 실리콘 매트릭스 내에 기포를 생성하는 화학 발포 공정을 통해 생산됩니다. 제조 기술에 따라 개방형 셀 폼(상호 연결된 셀) 또는 폐쇄형 셀 폼(분리된 셀)을 만들 수 있으며, 각 폼은 고유한 장점을 가지고 있습니다.
폼 실리콘 시트 특성:
| 특성 | 오픈셀 | 폐쇄형 셀 |
|---|---|---|
| 밀도 | 0.2-0.5g/cm³ | 0.3-0.8g/cm³ |
| 물 흡수 | 더 높은 | 낮추다 |
| 압축 세트 | 우수한 회복 | 좋은 회복 |
| 단열재 | 좋은 | 훌륭한 |
| 소음 감소 | 훌륭한 | 좋은 |
| 일반적인 응용 분야 | 방음, 쿠셔닝 | 단열, 부유 |
폼 실리콘 시트의 셀 구조는 실리콘의 여러 유익한 특성을 유지하면서도 일반 시트에 비해 무게를 크게 줄여줍니다. 따라서 항공우주, 휴대용 전자기기, 운송 등 무게가 중요한 분야에서 특히 유용합니다.
단열 성능 외에도, 폼 실리콘 시트는 뛰어난 압축 회복성을 제공하여 표면이 불규칙하거나 압축력이 가변적인 용도의 개스킷에 이상적입니다. 고르지 않은 표면에도 잘 적응하여 까다로운 조건에서도 안정적인 밀봉을 제공합니다.
고응력 응용 분야에 강화 실리콘 시트가 필수적인 이유는 무엇입니까?
엔지니어들은 유연성과 치수 안정성을 모두 갖춘 소재를 찾는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 일반적인 엘라스토머는 하중을 받으면 예측할 수 없이 늘어나 정렬 문제와 조기 파손을 유발하는 경향이 있습니다.
강화 실리콘 시트는 실리콘 매트릭스 내에 유리섬유, 폴리에스터 또는 금속 메시를 통합하여 유연성을 유지하면서도 인장 강도, 인열 저항성 및 치수 안정성을 향상시킵니다. 일반적으로 비강화 시트보다 3~5배 높은 인장 강도를 제공합니다.
힘과 유연성의 만남
강화 실리콘 시트는 실리콘의 탄성 특성과 향상된 기계적 강도를 모두 필요로 하는 응용 분야에서 엔지니어링 혁신을 선도합니다. 최근 저는 컨베이어 벨트 스커트 씰의 잦은 고장을 겪고 있는 한 광산 장비 제조업체와 상담했습니다. 유리 섬유 강화 실리콘 시트를 도입함으로써 유지보수 주기를 300% 이상 연장할 수 있었습니다.
강화 공정은 제조 과정에서 실리콘 내부에 지지재를 삽입하는 과정을 포함합니다. 가장 일반적인 강화재는 다음과 같습니다.
- 유리섬유 메쉬 – 우수한 치수 안정성과 내열성을 제공합니다.
- 폴리에스터 원단 – 약간의 유연성과 함께 우수한 인장 강도를 제공합니다.
- 금속망 – 최대의 인열 저항성과 안정성을 생성합니다.
- 탄소섬유 – 최소한의 무게로 강도를 제공합니다.
보강재 유형의 성능 비교:
| 보강 유형 | 인장강도 | 온도 저항 | 유연성 | 비용 요소 |
|---|---|---|---|---|
| 유리섬유 | 높은 | 훌륭한 | 보통의 | 중간 |
| 폴리에스터 | 보통의 | 좋은 | 좋은 | 낮은 |
| 금속 메쉬 | 매우 높음 | 훌륭한 | 제한된 | 높은 |
| 탄소 섬유 | 매우 높음 | 훌륭한 | 보통의 | 매우 높음 |
강화재는 일반적으로 비강화 실리콘에 비해 시트의 인장 강도를 300~500%만큼 증가시키는 동시에 소재의 유연성을 상당 부분 유지합니다. 이러한 조합으로 인해 강화 시트는 반복적인 응력, 고압 또는 치수 안정성이 중요한 용도에 이상적입니다.
일반적인 용도로는 펌프 및 밸브용 다이어프램, 고압 시스템용 개스킷, 극한 환경용 컨베이어 벨트, 여과 시스템용 특수 멤브레인 등이 있습니다. 또한, 강화재는 인열 저항성을 크게 향상시켜 볼트나 클램프로 고정할 때 시트의 내구성을 더욱 높여줍니다.
특수 실리콘 시트 제형은 어떻게 고유한 산업적 과제를 해결합니까?
표준 소재는 높은 방사선량, 식품 가공 요건, 전기 전도성 요구 사항과 같은 극한 환경에서는 성능이 부족한 경우가 많습니다. 이러한 한계로 인해 엔지니어는 성능이나 내구성을 타협해야 합니다.
특수 실리콘 시트에는 FDA 규정을 준수하는 식품 등급 제품, 탄소 첨가제가 포함된 전기 전도성 제품, 의료용으로 사용되는 고순도 백금 경화 시트, 최대 315°C 또는 최저 -100°C까지 견딜 수 있는 극한 온도 제품 등이 있습니다.
극한 요구 사항에 맞는 맞춤형 솔루션
산업 고객들과 수년간 협력하면서, 저는 표준 제형을 넘어 특정 과제를 해결하는 실리콘 시트에 대한 수요가 증가하는 것을 목격했습니다. 기억에 남는 프로젝트 중 하나는 반도체 제조업체가 클린룸 장비에 고온 내성과 초저분진 배출을 모두 제공할 수 있는 소재를 찾도록 도운 것이었습니다.
특수 실리콘 제형은 산업용 엘라스토머 기술의 최첨단을 보여줍니다. 이 시트는 실리콘의 근본적인 이점을 유지하면서 특정 특성을 향상시키기 위해 특정 첨가제 또는 가공 방법을 사용하여 설계되었습니다.
일반적인 특수 제형:
| 유형 | 주요 특징 | 주요 응용 분야 |
|---|---|---|
| 식품 등급(FDA) | 무독성, 비표시, 21 CFR 177.2600 준수 | 식품 가공, 제약 생산 |
| 전도성/정전기 방지 | 탄소 함유, 전기 저항률 10³-10⁶ Ω·cm | 전자 제조, 폭발성 환경 |
| 고순도 | 백금 경화, 낮은 추출물, 최소한의 가스 방출 | 반도체, 의료, 항공우주 |
| 극한 온도 | 변형된 폴리머, 특수 필러 | 주조소, 극저온 응용 분야 |
| 난연성 | UL94 V-0 표준을 충족하며 자체 소화가 가능합니다. | 대중교통, 발전, 건설 |
이러한 특수 시트 개발에는 종종 독점적인 제형 및 제조 공정이 필요합니다. 예를 들어, 전기 전도성 실리콘 시트는 정밀하게 분산된 탄소 입자를 통합하여 기계적 특성을 손상시키지 않으면서 일관된 전도성을 유지합니다.
반도체 제조에 사용되는 고순도 실리콘 시트는 민감한 공정을 오염시킬 수 있는 휘발성 화합물을 제거하기 위해 추가적인 후경화 공정을 거칩니다. 이러한 시트는 일반적으로 표준 산업용 등급의 ppm(parts per million)이 아닌 ppm(parts per million) 단위로 측정되는 용출량을 가집니다.
난연성 제품은 유해 물질을 용출시키지 않고 연소를 억제하는 첨가제를 포함하는 또 다른 중요한 특수 소재입니다. 산업 전반의 안전 규정이 더욱 엄격해짐에 따라 이러한 소재의 중요성이 더욱 커지고 있습니다.
결론
산업용 실리콘 시트는 다양한 산업 분야의 특정 과제를 해결하기 위해 다양한 형태로 제공됩니다. 솔리드, 폼, 강화 또는 특수 제형 등 어떤 제품이 필요하든, 이러한 차이점을 이해하면 용도에 맞는 최적의 소재를 선택하는 데 도움이 됩니다.
