베이클 라이트는 어떤 것일까 종류와 특징, 용도를 알아보자

베이클 라이트는 어떤 것일까 종류와 특징, 용도를 알아보자

열 경화성 수지는 열 가소성 수지보다 종류나 생산량이 적어

어느 쪽인가 하면 "조연" 같은 존재입니다.

 

그러나 사실은 인류가 처음으로 만든 수지는

열 가소성 수지가 아닌 열 경화성 수지였다는 점을 아시는지요?

 

그 인류 최고의 합성 수지의 이름은 "베이클 라이트"입니다.

베이클 라이트는 성능 균형 있는 열 경화성 수지로, 

현재는 수지를 바탕으로 재료를 섞은 적층판의 형태로 판매되고 있습니다.

 

첨단 재료 분야를 비롯한 독자적인 영역에서 베이클 라이트는 

우리의 생활을 그늘에서 지탱하고 있었습니다.

이번 포스팅에서는 베이클 라이트의 종류와 특징,

장점이나 단점, 용도 등을 해설합니다.

 

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베이클 라이트란 어떤 것인가?

처음에 베이클 라이트의 개요와 종류에 대해서 해설합니다.

 

베이클 라이트의 개요

베이클 라이트(Bakelite)는 "페놀 수지"이라 불리는 열 경화성 수지입니다.

 

공업적인 용도에서는 종이나 직물에 도포하고 

열 경화시킨 판상의 소재로 알려지고 있습니다.

 

그 외에는 접착제나 도료, 전기 절연 재료로 하는

용도로 활용되고 있습니다.

 

원료는 페놀과 포름 알데히드입니다.

 

이들을 산 또는 염기 촉매와 함께 필요에 응하고 

경화제 등을 가하고 가열함으로써 입체망 구조의 백 라이트를 얻을 수 있습니다.

베이클 라이트는 비교적 값싸고 내열성, 

강도, 전기 절연성 등에 뛰어난 열 경화성 수지로, 

지금까지 다양한 곳에서 사용되었습니다.

 

열 가소성 수지의 등장으로 그 활약의 장소는 조금씩 변화했지만,

새로운 시장의 요구에 맞게 독자의 진화를 계속하고 있습니다.

 

지금도 베이클 라이트가 갖는 특성을 살린 용도 개발이 진행되고 있으며

앞으로도 활용 분야는 확산될 것으로 기대됩니다.

베이클 라이트의 역사

베이클 라이트의 역사를 간단하게 이야기 해 보겠습니다.

 

베이클 라이트는 1872년에 독일의 아돌프 바이엘이 실시하던

페놀계 물감 연구 중에 발견되었으며,

1907년에 벨기에계 미국인의 레오 헨드릭 베이클 랜드가

그 제법을 특허 출원하였습니다.

 

베이클 랜드는 1910년 페놀 수지 공업 생산을 목적으로

베이클 라이트사를 설립하고 자신의 이름을 딴 상품명을

"베이클 라이트"로 설정.

 

현재도 이 명칭이 일반적으로 사용되고 있습니다.

 

베이클 라이트의 종류

현재 베이클 라이트는 수지 단체가 아니라 수지에

기본 자재(종이 또는 천)을 섞어서 만들어진 적층판으로

일반적으로 유통되고 있습니다.

 

이들은 각 기본 재료에 수지를 도포하고

열 경화시키는 방법으로 제조됩니다.

 

종이를 기본 자재한 적층판은 "종이 베이클 라이트" 천을 기본 자재한 적층판은

"천 베이클 라이트"라고 불립니다.

 

각 제품의 특징은 다음과 같습니다.

종이 베이클 라이트

베이클 라이트에 종이를 섞은 제품으로 천 베이클 라이트에 비해서

염가(약 절반)라는 점이 특징적입니다.

 

전기 절연성을 목적으로 하는 경우는

종이 베이클 라이트의 사용이 권장되고 있습니다.

 

다만 기본 자재로 종이를 사용하기 때문에 흡수성이 크다는 점에는 주의가 필요합니다.

 

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천 베이클 라이트

천을 기본 자재로한 베이클 라이트입니다.

 

종이 베이클 라이트보다 기계적 특성에 뛰어나기 때문에

강도를 목적으로 하는 장면에서 자주 사용됩니다.

 

한편, 종이 베이클 라이트와 마찬가지로 기본 자재의 흡수성이 높기 때문에

수분이 적은 환경에서 사용할 필요가 있습니다.

 

베이클 라이트의 특징

베이클 라이트에는 다음과 같은 장점과 단점이 있습니다.

베이클 라이트의 장점

베이클 라이트에는 많은 장점이 있는데 대표적인 것은 다음과 같습니다.

내열성이 높다
베이클 라이트는 열 경화성 수지여서 열에 강한 점이 큰 특징입니다.

내열 온도는 150~180℃로 높고 고온에서 강도를 유지합니다.

전기 절연성이 뛰어나다
베이클 라이트는 전기 절연성이 높기 때문에 

절연 재료로서 프린트 기판 및 차단기, 배전반 도료 등에 활용되고 있습니다.

기계적 강도가 높다
기계적 강도 높이도 베이클 라이트의 큰 메리트입니다.

 

특히 천 베이클 라이트는 종이 베이클 라이트보다 강도가 높아

내충격성 등이 요구되는 용도에는 천 베이클 라이트가 자주 사용됩니다.

 

다만, 강도는 기본 자재(종이나 직물)의

섬유 방향에 영향을 받기 때문에 주의가 필요합니다.

사출 성형으로 가공할 수 있다
베이클 라이트를 수지 단체로 성형할 경우 

열 가소성 수지와 같이사출 성형에 의한 가공이 가능합니다.

 

경화하지 않을 정도의 온도(약 50℃)까지 베이클 라이트를 

가열한 뒤 금형에 붓고 150~180℃에 가열되고 경직시킵니다.

 

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베이클 라이트의 단점

베이클 라이트 사용시는 이하의 단점에 주의합시다.

재활용이 어려운
열 경화성 수지인 베이클 라이트는 한번 경직시키고 

성형한 뒤에는 다시 형성할 수 없기 때문에 재활용이 어렵습니다.

흡수성이 높다
적층판으로 판매되는 베이클 라이트의 내부에는

기초 자재로 종이나 직물이 포함되어 있습니다.

 

그 때문에 흡수성이 높고 물이 있는 환경이나

습도가 높은 환경에서의 사용에는 적합하지 않습니다.

내후성이 낮은 알칼리계 용제에 약하다
베이클 라이트는 자외선에 약하기 때문에 

야외에서 사용할 때에는 주의가 필요합니다.

 

또 알칼리에 용해하기 쉽다는 특징도 있습니다.

 

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베이클 라이트의 주된 용도

베이클 라이트는 1907년에 공업 생산이 시작되면서

식기와 주방 용품, 버튼, 시계, 액세서리와 같은

우리의 친밀한 제품에도 많이 사용되었습니다.

 

그러나 그 뒤 나일론이나 불소 수지를 비롯한 많은

열 가소성 수지가 발명되어 성형성과 비용 등의 관점에서

베이클 라이트의 일부 용도가 열 가소성 수지로 대체됩니다.

 

지금은 베이클 라이트 자체를 제품으로 성형함은 드물어 졌습니다.

 

그러나 베이클 라이트가 갖는 독특한 성질을 살려서,

현재도 다양한 용도 전개가 진행되고 있습니다.

예를 들어 백 라이트는 뛰어난 전기 절연성을 살려서 

프린트 기판과 배전반 차단기 등에 사용되고 있습니다.

 

프린트 기판은 컴퓨터나 태블릿의 같은 IT기기만 아니라 

현재의 전자 제품에 필수적인 것입니다.

 

그 때문에 전기를 사용하는 모든 분야에서

베이클 라이트가 사용되고 있다고 해도 과언이 아닙니다.

 

또 접착제와 셸 주형 재료, 도료로서도 유용합니다.

 

예를 들어 주조용 사형과 3D프린터용 재료의 바인더 등에도,

베이클 라이트가 접착제로 사용되고 있습니다.

 

또 알칼리에 용해성과 200~300nm의 빛을 흡수하는 특성을 살려서,

포토 레지스트 재료로도 사용됩니다.

 

이들 이외에도 금속 대체 부품, 리튬 이온 전지의 음극 재료,

의약용 활성탄 원료 등 여러 분야의 고기능 재료로 활용되고 있습니다.

 

 

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