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ETFE

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목차

1. 개요

ETFE는 다른 플루오린 수지에 비해 고강도 특성을 가지는 불소 기반의 열가소성 플라스틱 필름이다. 자외선에 강하고 재활용이 가능하며, 자체 세척이 가능하여 건축 분야에서 지붕재 등으로 사용된다. ETFE는 듀폰에 의해 1970년대에 항공 우주 산업에서 처음 개발되었으며, 이후 건축, 전기 및 광섬유 배선 피복재, 금형 분리 필름 등 다양한 분야에서 활용된다.

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2. 특성

ETFE는 FEP, PFA, PTFE 등의 다른 플루오린 수지에 비해 고강도 버전이다.[1] ETFE 필름은 비점착성으로 인해 자가 세척이 가능하며 재활용이 가능하다.[2] 지붕용 필름으로 사용될 경우, 열팽창으로 인한 크기 변화가 발생하더라도 늘어나도 여전히 팽팽하게 유지될 수 있다. 열 용접을 사용하면 찢어진 부분을 패치로 수리하거나 여러 장의 시트를 조립하여 더 큰 패널을 만들 수 있다.

ETFE 시스템은 플라즈마 코팅, 바니시 또는 인쇄된 프릿 패턴을 적용하여 광 투과율을 제어할 수 있다.[5]

2. 1. 물리적 특성

ETFE는 FEP, PFA, PTFE 등의 다른 플루오린 수지와 비교해서 고강도인 특성이 있다.[28]

인장 강도는 약 42 MPa (6100 psi)이며, 작동 온도 범위는 89,000에서 423,000 (-185°C에서 150°C)이다.[30]

ETFE 수지는 자외선에 대한 내성이 있다. 인공 풍화 시험(30년 노출에 해당)에서 필터링 현상이 나타나지 않았고, 필름의 열화 징후도 거의 없었다.[4]

2. 2. 화학적 특성

ETFE는 FEP, PFA, PTFE 등의 다른 플루오린 수지와 비교해서 고강도인 특성이 있다.[28]

ETFE 필름은 재활용 가능하며, 눌러붙지 않는 표면으로 인해 자가 세척(Self-cleaning)이 가능하다. 날카로운 가장자리로 인해 구멍이 나기 쉬워 대개 지붕에 사용된다. 지붕에 사용될 때 3배까지 늘어날 수 있으며, 열 용접을 하는 경우, 손상된 부분을 패치나 여러 장의 시트를 더 큰 패널에 붙여 수리할 수 있다.[29]

42MPa (6100psi) 정도의 인장 강도를 지니며, 작동 온도 범위는 -185°C ~150°C이다.[30]

2. 3. 열적 특성

저압 공기 펌프를 사용하여 ETFE "쿠션"을 생성하는 다층 시스템을 통해 ETFE 구조에 열 및 음향 단열을 통합할 수 있다.[6] 예를 들어, ETFE 단층, 이중층 및 삼중층의 U 값은 각각 약 5.6, 2.5 및 1.9 W/m2·K이다.[7] ETFE 시스템의 ETFE 쿠션 또는 SHGC(태양열취득계수)의 g 값은 프릿을 사용하여 0.2~0.95 사이에서 변할 수 있다.[5]

ETFE의 작동 온도 범위는 89,000 ~ 423,000 (-185°C ~ 150°C)이다.[3]

3. 활용 분야

ETFE는 1970년대 듀폰이 항공 우주 산업용으로 개발한 가볍고 내열성이 뛰어난 필름이다.[9] 초기에는 농업 분야에서 주로 사용되었으나, 이후 건축을 비롯한 다양한 분야로 활용 범위가 넓어졌다.[9]


  • 전기 및 광섬유 배선 피복: 높은 강도, 낮은 독성 연기 발생, 높은 신뢰성이 요구되는 항공기, 우주선, 모터스포츠 등의 분야에서 전기 및 광섬유 배선 피복재로 사용된다. 와이어 랩 기술에 사용되는 소형 와이어에도 ETFE 코팅이 적용된다.
  • 부식 방지 라이너: 이중 라미네이트 형태로 섬유 강화 플라스틱(FRP)과 결합하여 파이프, 탱크, 용기 등의 부식 방지를 위한 열가소성 라이너로 사용된다.
  • 원자력 및 항공 우주 산업: 원자력 산업에서는 타이 또는 케이블 랩핑, 항공 우주 산업에서는 와이어 코팅에 주로 사용된다. ETFE는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)보다 기계적 강도가 우수하고, 고에너지 방사선 저항성이 높으며, 장기간 중간 정도의 고온을 견딜 수 있기 때문이다.[9]
  • 금형 분리 필름: 고온 저항성을 바탕으로 필름 형태의 금형 분리 필름으로도 사용된다. Guarniflon, Airtech International, Honeywell 등에서 제공하는 ETFE 필름은 탄소 섬유 프리프레그 경화 시 금형 또는 고온 고압판 분리 필름으로 사용되는 등 항공 우주 분야에서 활용된다.[12]


주요 ETFE 상용 브랜드로는 Tefzel영어(듀폰), Fluon영어(아사히 글래스), Neoflon ETFE영어(다이킨), Texlon영어(벡터 포일텍) 등이 있다.

3. 1. 건축

ETFE는 유리의 한계를 뛰어넘는 여러 장점 덕분에 많은 건축물의 외벽 및 지붕 재료로 널리 쓰이고 있다. 베이징 올림픽 수영 경기장(워터 큐브)은 ETFE 필름(laminate)으로 만들어진 세계 최대 규모의 구조물이다.[9]

ETFE가 사용된 베이징 올림픽 수영경기장의 모습


영국의 콘월(Cornwall)에 있는 에덴 프로젝트(Eden Project). 바이옴(Biome)은 ETFE 쿠션으로 건설되었다.


영국 맨체스터(Manchester)의 맨체스터 피커딜리 역(Manchester Piccadilly station)의 ETFE 지붕


ETFE는 1970년대에 듀폰에 의해 처음으로 항공 우주 산업에서 가볍고 내열성이 뛰어난 필름으로 개발되었다.[9] 개발 이후 주로 농업 및 건축 프로젝트에서 드물게 사용되다가,[9] 2001년 에덴 프로젝트에 건축 분야 최초로 대규모 사용되었다.[9] ETFE는 태양 조건을 제어하기 위해 인쇄 및 적층이 가능하고 마찰 계수가 낮아 먼지와 오염물이 달라붙지 않아 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.[9] 또한 열 용접을 통해 찢어진 부분을 패치로 수리하거나 여러 장의 시트를 조립하여 더 큰 패널을 만들 수 있다.

에덴 프로젝트의 패널, 트로피칼 아일랜드의 20000m2 규모의 반투명 ETFE 창문도 대표적인 활용 사례이다. 최근에는 유럽뿐만 아니라 중동에서도 건축용 ETFE를 채광창이나 외벽 자재로 사용하는 경우가 많아지고 있다.[11]

고온 저항성 때문에 ETFE는 필름 형태로 금형 분리 필름으로도 사용된다.[12] Guarniflon, Airtech International, Honeywell에서 제공하는 ETFE 필름은 탄소 섬유 프리프레그(pre-preg) 경화 시 금형 또는 고온 고압판의 분리 필름으로 사용되는 등 항공 우주 응용 분야에 사용된다.

태양광 발전 셀이 통합된 ETFE 쿠션 지붕. 뮌헨 시립 폐기물 관리 부서

3. 1. 1. 주요 건축물

국가도시건축물
대한민국대구리버 컬처 파빌리온 더 아크
중국베이징베이징 국가수영센터 (워터 큐브), 베이징 국가경기장(Beijing National Stadium)
광저우광저우 남역(Guangzhou South Railway Station)
톈진우자푸 역(Yujiapu Railway Station)
상하이상하이 디즈니랜드(Shanghai Disneyland)의 트론 라이트사이클 파워 런(Tron Lightcycle Power Run)[20]
영국콘월에덴 프로젝트(Eden Project)
맨체스터맨체스터 피커딜리 역(Manchester Piccadilly station), 맨체스터 빅토리아 역(Manchester Victoria station)
레스터국립 우주 센터(National Space Centre)
런던타나카 비즈니스 스쿨(Tanaka Business School), 히드로 공항 5터미널 전용 지하철역, [https://taiyo-europe.com/?taiyo-portfolio=us-embassy-london 미국 대사관 ETFE 외벽]](2017)
번즐리번즐리 인터체인지(Barnsley Interchange)
웨일스 뉴포트뉴포트 기차역(Newport railway station)
리빙스턴더 엘리먼츠, 리빙스턴(The Elements, Livingston)
랭커스터랭커스터 대학교(Lancaster University) ISS 빌딩
영국글래스고더 SSE 하이드로(The SSE Hydro)
영국알닉알닉 성(Alnwick Castle) 파빌리온
영국스메스윅미들랜드 메트로폴리탄 대학교 병원(Midland Metropolitan University Hospital)
독일뮌헨알리안츠 아레나(Allianz Arena), [https://taiyo-europe.com/?taiyo-portfolio=municipal-waste-management-department-munich 뮌헨 시립 폐기물 관리 부서]](2011)
브란덴부르크트로피칼 아일랜드(Tropical Islands)
미국미네소타주 미니애폴리스U.S. 뱅크 스타디움(U.S. Bank Stadium)[9]
캘리포니아주 잉글우드소파이 스타디움(SoFi Stadium)[13]
네바다주 라스베이거스알레지언트 스타디움(Allegiant Stadium)
플로리다주 마이애미 가든스하드록 스타디움(Hard Rock Stadium)
캘리포니아주 로스앤젤레스뱅크 오브 캘리포니아 스타디움(Banc of California Stadium)[14]
미주리주 캔자스시티캔자스시티 파워 앤 라이트 디스트릭트(Kansas City Power & Light District)
캘리포니아주 패서디나아트 센터 디자인 칼리지(Art Center College of Design) 사우스 캠퍼스 채광 구조물
뉴욕주 용커스[https://www.birdair.com/birdair-portfolio/empire-city-casino-at-yonkers-raceway/ 엠파이어 시티 카지노(Empire City Casino)]][16]
미국뉴욕 맨해튼더 셰드(Hudson Yards)(The Shed (Hudson Yards))]
미국캘리포니아주 애너하임애너하임 지역 교통 인터모달 센터(Anaheim Regional Transportation Intermodal Center)[17]
미국조지아주 애틀랜타메르세데스-벤츠 스타디움(Mercedes-Benz Stadium) (2017)[18]
미국오리건주 유진헤이워드 필드(Hayward Field) (2020)[22]
미국일리노이주 시카고일리노이 공과대학 에드 캡런 가족 혁신 및 기술 기업가 정신 연구소
미국뉴욕주 트로이렌셀러 폴리테크닉 연구소(Rensselaer Polytechnic Institute) 실험 미디어 및 공연 예술 센터(Experimental Media and Performing Arts Center)
카자흐스탄아스타나칸 샤티르 엔터테인먼트 센터(Khan Shatyr Entertainment Center)
멕시코푸에블라쿠아우테목 스타디움(Cuauhtémoc Stadium)
쿠웨이트알라이애비뉴스 3단계(Avenues Phase-III), 애비뉴스 4단계 및 4B단계(Avenues Phase IV & IVB)
폴란드우치드보르제츠 트람와요베 첸트룸(Dworzec Tramwajowy Centrum)
프랑스클라마르솔라리스
홍콩란타우 섬디스커버리 칼리지(Discovery College)
홍콩 과학 공원그린 18, 홍콩 과학 공원(Green 18, Hong Kong Science Park)
캐나다브리티시컬럼비아주 밴쿠버BC 플레이스(BC Place)[15]
싱가포르센토사의 리조트 월드(Resorts World at Sentosa) 페스티브워크(FestiveWalk), [https://www.makmax.com.au/project/singapore-ite-etfe-roof/ 기술 교육 기관(Institute of Technical Education) (2012), 국립경기장
포르투갈리스본 아마도라돌체 비타 테주(Dolce Vita Tejo) 쇼핑 센터
뉴질랜드더니든포사이스 바 스타디움 앳 유니버시티 플라자(Forsyth Barr Stadium at University Plaza)
스페인마드리드이스라술 쇼핑 센터(Islazul Shopping Centre)
산세바스티안아노에타 스타디움(Anoeta Stadium)
그리스아테네더 몰 아테네(The Mall Athens)
브라질레시페아레나 페르남부쿠(Arena Pernambuco)
남아프리카 공화국샌턴샌턴 시티(Sandton City)
크루거스도르프키 웨스트 쇼핑 센터
마카오오시아누스 카지노
아랍에미리트아부다비마스다르 시티(Masdar City), 마와셈 공원 – 온실 – 아부 다비 (2022)
이탈리아파두아파두아 식물원(Orto Botanico di Padova) 생물 다양성 정원 지붕
이란테헤란[https://dibats.com/project/custom-design-membrane-structure/etfe-roof-covering-central-garden-iran-mall/ 페르시아 정원, 이란 몰(Persian Garden, Iran Mall)]
체코프라하체코 정보학, 로봇 공학 및 사이버네틱스 연구소(Czech Institute of Informatics, Robotics and Cybernetics) (2017)[19]
오스트레일리아브리즈번UQ 글로벌 기후 변화 연구소 리빙 빌딩 (2013)[21]
시드니[https://www.makmax.com.au/project/macquarie-university-arts-precinct-etfe-roof/ 맥쿼리 대학교 예술 구역 ETFE 지붕]](2020), [https://www.makmax.com.au/project/rhodes-central-etfe-skylight/ 로즈 센트럴 상업 개발]](2021)
러시아상트페테르부르크[https://taiyo-europe.com/?taiyo-portfolio=lakhta-center 락타 센터(Lakhta Center)] (2019)
일본도쿄[https://kyoritsukogyo.co.jp/en/construction/filmstructure/hanedaairportterminal2/ 하네다 공항 2터미널, 국제선 시설]](2020)


3. 1. 2. 건설 중

건축물위치완공 연도
세지윅 카운티 동물원 정글 전시관Wichita|위치타영어, Kansas|캔자스주영어, 미국2015년[23]
웨스트 엔드 스타디움Cincinnati|신시내티영어, Ohio|오하이오주영어, 미국
독사이드 파빌리온Sydney|시드니영어, 오스트레일리아2014년
바쿠 올림픽 스타디움Bakı|바쿠az, 아제르바이잔2015년
오스트레일리아 대사관Jakarta|자카르타id, 인도네시아2014년
워프 리테일Bluewaters Island|블루워터스 아일랜드영어, دبي|두바이ar2016년[24]
카라일 기차역Carlisle|카라일영어, Cumbria|컴브리아주영어2017년
옥시게노San Francisco|샌프란시스코es, Provincia de Heredia|에레디아주es, 코스타리카
자카르타 국제 경기장Jakarta|자카르타id, 인도네시아
프라이마크 버밍햄영국
보스턴 로건 국제공항 (E터미널)Boston|보스턴영어, Massachusetts|매사추세츠주영어2021년–2022년 [25]
트론 라이트사이클 파워 런월트 디즈니 월드, 미국2022년[26]
원 뉴질랜드 스타디움(Te Kaha)Christchurch|크라이스트처치영어, 뉴질랜드[27]


3. 2. 기타 분야

ETFE는 고강도, 낮은 독성 연기, 높은 신뢰성이 요구되는 환경에서 사용되는 전기 및 광섬유 배선 피복재로 사용된다.[9] 항공기, 우주선, 모터스포츠 배선 등이 주요 사례이다. 와이어 랩 기술에 사용되는 와이어와 같이 단면적이 작은 일부 와이어는 ETFE로 코팅된다.

이중 라미네이트로서 ETFE는 섬유 강화 플라스틱(FRP)과 결합하여 파이프, 탱크 및 용기의 부식 방지를 위한 열가소성 라이너로 사용될 수 있다.[9]

ETFE는 원자력 산업에서 타이 또는 케이블 랩핑에 사용되고, 항공 우주 산업에서는 와이어 코팅에 주로 사용된다. 이는 ETFE가 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)보다 기계적 강도가 더 우수하기 때문이다. 또한 ETFE는 고에너지 방사선에 대한 저항성이 높고 오랫동안 중간 정도의 고온을 견딜 수 있다.[9]

Tefzel영어(듀폰), Fluon영어(아사히 글래스), Neoflon ETFE영어(다이킨), Texlon영어(벡터 포일텍) 등이 ETFE의 상용 브랜드이다.

고온 저항성 때문에 ETFE는 필름 형태로 금형 분리 필름으로도 사용된다.[12] Guarniflon영어 또는 Airtech International영어 및 Honeywell영어에서 제공하는 ETFE 필름은 탄소 섬유 프리프레그 경화 시 금형 또는 고온 고압판의 분리 필름으로 사용되는 등 항공 우주 분야에 응용된다.

참조

[1] 웹사이트 Fluoropolymer Comparison – Typical Properties https://www.chemours[...] Chemours
[2] 웹사이트 ETFE https://web.archive.[...] 2008-02-06
[3] 웹사이트 Boedeker Plastics, Inc. > Product https://www.boedeker[...]
[4] 웹사이트 ETFE https://flexfacades.[...] 2019-10-09
[5] 웹사이트 How ETFE printing and adhesion durability lasts? https://www.fabrix36[...] 2023-12-12
[6] 웹사이트 10 Benefits of Using ETFE Foil In Architecture https://www.makmax.c[...]
[7] 웹사이트 U-value ETFE cushion, the rout to precise determination. https://www.fabrix36[...] 2023-12-12
[8] 웹사이트 What is ETFE G-value (Solar Heat Gain Coefficient SHGC) https://www.fabrix36[...] 2023-12-12
[9] 웹사이트 What is ETFE and Why Has it Become Architecture's Favorite Polymer? https://www.archdail[...] 2019-04-06
[10] 웹사이트 Characteristics of Sumiflon https://sei.co.jp/ew[...] 2024-02-13
[11] 웹사이트 Projects {{!}} Fabrix360 {{!}} United Arab Emirates https://www.fabrix36[...] 2023-12-10
[12] 웹사이트 ETFE durability makes you worry! https://www.fabrix36[...] 2023-12-12
[13] 웹사이트 LASED – LA Stadium & Entertainment District at Hollywood Park https://www.lased.co[...]
[14] 웹사이트 Banc of California Stadium Facts | Los Angeles Football Club https://web.archive.[...] 2017-12-26
[15] 웹사이트 The Northern Lights Display https://www.bcplace.[...]
[16] 웹사이트 STUDIO V Bets on a Curving Lattice Porte-Cochere in Yonkers https://web.archive.[...] Architect’s Newspaper 2014-01-19
[17] 웹사이트 ARTIC | Life's a Journey Celebrate the Ride https://web.archive.[...] 2014-10-22
[18] 뉴스 LEADOFF: What's next for Mercedes-Benz Stadium roof? https://www.ajc.com/[...]
[19] 웹사이트 The facade of the CIIRC building was awarded for design in Como, Italy {{!}} CIIRC https://www.ciirc.cv[...] 2024-01-21
[20] 웹사이트 Grimshaw completes roller coaster attraction at shanghai disney resort's tomorrowland https://www.designbo[...] 2017-11-21
[21] 웹사이트 The Global Change Institute – The University of Queensland, Australia https://gci.uq.edu.a[...]
[22] 웹사이트 A ONE OF A KIND ETFE FACADE https://www.vector-f[...]
[23] 뉴스 New roof will help save jungle exhibit at Sedgwick County Zoo http://www.kansas.co[...] Wichita Eagle 2014-08-20
[24] 웹사이트 BNC Network – The region's largest construction intelligence platform https://www.bncnetwo[...]
[25] 뉴스 Terminal C Canopy and Upper Deck https://massport.com[...] 2021-08-05
[26] 웹사이트 Latest look at the ETFE cushion canopy installation at TRON Lightcycle Run in Magic Kingdom https://www.wdwmagic[...]
[27] 웹사이트 Te Kaha news and announcements https://ccc.govt.nz/[...] 2024-07-23
[28] 웹인용 Fluoroplastic Comparison - Typical Properties https://web.archive.[...] 2016-12-18
[29] 웹인용 ETFE https://web.archive.[...] 2008-02-06
[30] 웹인용 Boedeker Plastics : Tefzel ETFE Ethylene TetrafluoroEthylene Datasheet http://www.boedeker.[...] 2016-12-18


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