일반기술

탄소나노튜브가 첨가된 초고분자량 폴리에틸렌 및 그제조방법

본 발명은 탄소 나노튜브가 첨가된 초고분자량 폴리에틸렌 및 그 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 초음파를 사용하여 용매에 녹인 초고분자량 폴리에틸렌과 탄소 나노튜브(CNT)를 잘 분산되도록 하고 그 후에 용매를 증발시켜 얻어진 혼합분말을 몰드(mold)에 넣고 성형시켜 제조하는 탄소 나노튜브가 첨가된 초고분자량 폴리에틸렌 및 그 제조방법에 관한 것이다.●종래의 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE)은 일반적인 고분자와 달리 마모특성이 우수하고 생체친화도가 좋으며 상대적인 부피비 질량이 작기 때문에 인체에 이식시키기에는 매우 적절한 물질이었고, 사실상 이러한 기계적 특성을 요구로 하는 인공관절 분야에서 좋은 반응을 얻어왔다. 그러나 초고분자량 폴리에틸렌으로 제조된 인공관절을 시술하고 난 후, 피시술자들에 의해 초고분자량 폴리에틸렌이 마모가 일어난다는 것을 발견하게 되었고, 이러한 마모입자들은 인체의 면역작용에 의해 골흡수(bone resorption)와 골용해(osteolysis)를 유발시켜 인공관절의 수명을 단축시키는 치명적인 요인으로 알려져 있다.●본 발명에 따른 탄소 나노튜브(CNT)가 첨가된 초고분자량 폴리에틸렌은 내마모성을 획기적으로 향상시켜 인공관절의 수명을 연장시킬 수 있으며, 또한 본 발명은 기어, 베어링, 캠, 메카니칼 씰 등과 같이 마모, 마찰 운동을 받는 기계부품으로 사용되는 고분자재료에 적용할 수 있는 기계부품산업 및 의료산업상 매우 유용한 발명인 것이다.●본 발명의 탄소 나노튜브가 첨가된 초고분자량 폴리에틸렌은 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 100중량부에 대하여 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT) O.1 내지 0.5중량부를 첨가하여 제조되며, 본 발명에 따른 탄소 나노튜브(CNT)가 첨가된 초고분자량 폴리에틸렌은 내마모성을 획기적으로 향상시켜 인공관절의 수명을 연장시킬 수 있으며, 또한 기어, 베어링, 캠, 메카니칼 씰 등과 같이 마모, 마찰 운동을 받는 기계부품으로 사용되는 고분자재료에 적용할수 있는 내마모성이 우수한 뛰어난 효과가 있다.●적용제품시장은 인공관절시장으로서 국내의 경우 대부분 외국기업의 제품이 수입되어 공급되고 있다. 인공관절시장은 크게 세 개의 시장으로 세분화되는데 시술부위에 따라 고관절(hit joint), 슬관절(knee joint) 그리고 말단부위(extremities)-어깨관절(shoulder joint), 팔꿈치관절(elbow joint), 손목관절(wrist joint) 등으로 나뉜다. 특히 당해기술로 인한 내마모성의 증가는 인공고관절에서 보다 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 예상되어 인공고관절시장을 세분화된 1차 목표시장으로 설정할 수 있다.●평가대상기술 적용제품의 생산은 기존 생산설비의 활용이 가능하지만 현재 국내기업의 경우 인공관절의 양산설비는 아직 갖추지 못한 상태이다. 국내시장에 진출한 동종 외국기업의 경우 수익성 및 매출신장성은 산업평균에 비해 높은 편이나 신규진입의 기업의 경우 마케팅에 어려움을 겪을 수 있을 것으로 판단된다.