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- 안전한 소재인 미세한 PTFE 분말에서 출발하여, 당기고 늘이는 안전한 제조방식으로

- 아무리 얇아도 막을 건 다 막아주고, 지켜줄 건 다 지켜주지만, 호흡은 아주 편해

세상 안전한 시노펙스 마스크 두 번째 이야기 입니다. 지난 글에서는 시노펙스의 에어필터사업 전진기지로 환골탈태한 천안공장을 살펴봤습니다. 두 번째 글에서는 인공혈관 소재로도 활용되는 PTFE라는 소재와 연신공정의 그 마법 같은 이야기가 펼쳐집니다. 

 

시노펙스 마스크 제조에서 출발은 미세한 분말 형태의 PTFE 파우더에서 시작됩니다. 원재료인 PTFE 즉 ‘폴리테트라 플루오르 에틸렌’이라는 이름부터 살펴보겠습니다. 폴리라는 말은 여러 개라는 말로, 고분자물질에 흔히 붙어 있습니다. 다중결합으로 이루어진 물질이라는 말입니다. 그리고 테트라는 ‘4’라는 말이고, 플루오르는 불소를 지칭합니다. 전문적인 화학적 지식이 없더라도 불소 성분이 4각의 다중결합으로 이루어진 복합물질 정도로 해석하면 되겠습니다. 
 

PTFE는 고순도 형석이라는 광물로부터 추출되는 불소가 바탕이 됩니다. 사전을 찾아보면 형석이란 플루오린화 칼슘으로 이루어진 할로겐 광물로서 육면체 또는 팔면체의 결정이나 덩어리를 이루고 있다고 합니다. 유리광택을 내고 무색투명하지만 포함된 물질에 따라 누런색, 녹색 또는 녹청색을 띠고 약하고 무른 성질을 가진다고 합니다. 

 

 형석 (Fluorite)
 

페트병 같은 것을 만들 때 사용되는 폴리에틸렌(PE)나 포장재, 필름, 자동차나 전자부품 등의 원료로 사용되는 폴리프로필렌(PP) 같은 물질은 탄소와 수소의 결합으로 이루어져 있습니다. 반면에 PTFE는 이보다 결합에너지가 훨씬 높은 탄소와 불소의 결합으로 이루어져 있어서, 변성이나 분해가 잘 일어나지 않은 매우 높은 화학적 안정성을 보이는 물질입니다. 그리고 소재 자체의 독성이 거의 없기 때문에 인공혈관 소재로도 널리 활용되고 있습니다. 인공혈관이라고 하니 잘 와 닿지가 않을 수 있는데요, 고혈압이나 고지혈증, 비만 또는 당뇨병 등이 원인이 되어 나타나는 혈관이 협착되었을 때 사용되는 스텐트(Stent)도 인공혈관의 일종이라 할 수 있습니다. 

PTFE Stent
 

보통 마스크용 필터를 제조할 때 전기방사 방식을 많이 사용합니다. 전기방사는 DMF 즉 디메틸포름아미드 (Dimethylformamide)나 DMAc (DMA) 디메틸아세타미드 (Dimethylacetamide)와 같은 화학물질을 용제로 사용하여 고분자를 녹입니다. 이렇게 용제에 녹여 액화된 물질을 전기적 방식으로 방사하게 되며 이때 나온 미세섬유 즉 파이버 (Fiber)가 모여서 멤브레인을 형성하게 됩니다. 단, 이때에는 화학물질을 제거하기 위해 아주 충분하게 세척하는 과정이 필수입니다. 자칫 세척이 불충분한 상태에서 호흡기에 직접적으로 사용하는 마스크로 제조된다면 위험할 수도 있습니다. 때문에 이런 화학물질이나 첨가제들이 문제가 되고 있습니다. 

 

하지만 시노펙스의 PTFE 제조는 이런 화학물질이나 첨가제를 사용하는 전기방사 방식이 아닌 연신방식이 적용됩니다. 그림에서 보시는 바와 같이 PTFE 분말을 배합하여 반죽의 형태로 만듭니다. 피자나 빵을 만들 때 밀가루를 반죽하는 것과 같다고 보시면 됩니다. 반죽을 숙성시켜서 압출하여 1차로 성형을 하고 납작하게 밀어서 건조를 시키고, 세로 방향으로 쭉쭉 늘이는 MD와 가로 방향으로 넓게 만드는 TD 공정이 연신공정의 핵심입니다. 그리고 건조와 열처리 과정에서 PTFE 분말을 배합하여 반죽을 만들 때 사용한 물질은 다 날아가 버립니다. 한 마디로 화학물질이나 첨가제가 들어갈 여지가 없는 공정이라 할 수 있습니다. 
 

세로 방향으로 늘이는 MD 공정​


이렇게 좁았던 PTFE 필터가 

기계 반대쪽에서는 이렇게 얇고 넓게 되어 나옵니다.
 

시노펙스 PTFE 멤브레인의 마법은 여기서 시작됩니다. 그림에서 보시듯이 너무나도 얇은 막이 되어 나온 PTFE 멤브레인은 뒤가 훤히 비칠 정도로 얇지만 그 성능은 어떤 필터도 흉내내지 못할 정도의 분집포집효율 99%를 자랑합니다. 
 

얇은 PTFE 멤브레인 앞 뒤로 스폰본드 부직포가 붙은 3겹 구조 


 

그림에서 보시듯이 물 한 방울도 투과되지 못하는 것을 볼 수 있습니다. 물 한 방울도 통과하지 못하기 때문에 미세먼지나 바이러스 같은 것을 그 어떤 필터보다 완벽하게 차단시켜 주기 때문에, 우리의 건강과 안전 지키미로 그 역할을 충분히 해 내는 것입니다. 여기서 끝이 아니라 직접 써보신 분들의 한결 같은 반응은 마스크를 쓰고 운동을 해도 숨이 차지 않는 편한 호흡입니다. 이것이 바로 시노펙스 인공혈관 소재 PTFE 필터의 마법이라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 
 

지금까지 세상 안전한 시노펙스 마스크 두 번째 이야기였습니다. 이어질 세 번째 이야기도 많은 기대 부탁 드립니다. ​