엔플라는 엔지니어링 플라스틱(Engineering plastic)의 약칭으로, 공업용으로 개발된 수지입니다. 높은 강도와 내열성을 갖고 있으며, 공업 용도에 적합한 성질을 갖춘 합성 수지의 총칭입니다. 우선 엔플라의 정의와 특징, 분류 등에 대해 설명하겠습니다. 
목차
엔플라의 정의와 특징
플라스틱은 기본적으로 열 가소성이 뛰어나 열에는 약하다는 특징이 있습니다. 그러나 1930년대를 이후로 공업 용도로도 사용할 수 있는 내열성이나 강도가 뛰어난 수지가 차례로 개발되었습니다. 이처럼 플라스틱(합성 수지)은 이른바 일반적인 플라스틱인 범용 수지와 구별되어, 엔지니어링 플라스틱, 줄여서 엔플라라 불리고 있습니다. 엔플라는 금속보다 가볍고 동일한 형상을 쉽게 대량 생산할 수 있는 성질을 갖고 있습니다. 따라서 수지와 금속의 중간적인 소재로, 경량화나 비용 절감에도 사용됩니다. 엔플라에는 명확한 정의는 없지만, 대략적인 기준으로 100℃ 이상의 장기간에 걸친 내열성과 40Mpa 이상의 인장 강도를 가진 수지가 엔플라에 해당합니다. 엔플라의 대략적인 구분은 다음과 같습니다.
| 결정성 수지 | 비결정성 수지 | 용도 | ||
|---|---|---|---|---|
| 범용 수지 | 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등 | ABS 수지 폴리스티렌(PS) 등 | 가전 제품이나 완구의 외장, 내부 부품 등 | |
| 엔플라 | 범용 엔플라 | 폴리카보네이트(PC) 등 | 폴리아세탈(POM) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등 | 가전 제품이나 기계의 내부 부품, 외장 용기, 가구 등 |
| 특수 엔플라(슈퍼 엔플라) | 폴리에텔에텔 케톤(PEEK) 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)(※상품명: 테프론) 액정 폴리머(LCP) 등 | 폴리에테르술폰(PES) 폴리에테르이미드(PEI) 등 | 의료 분야나 식품 제조 분야에서 사용되는 제품 용기, 가구, 운송 기기 등 | |
분자 구조에 의한 엔플라의 분류
엔플라는 분자 구조와 용도에 따라 분류됩니다. 분자 구조에 의한 분류는 비결정성 수지와 결정성 수지 2종류가 있습니다. 비결정성 수지 엔플라는 투명한 것이 특징으로, 폴리카보네이트(PC) 등이 해당합니다. 한편, 결정성 수지 엔플라는 폴리아세탈(POM)이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등이 해당합니다.
용도에 의한 엔플라의 분류
엔플라는 용도에 따라 범용 엔플라와 특수 엔플라(슈퍼 엔플라)로 분류됩니다. 범용 엔플라는 분자 구조에 의한 분류에서 소개한 폴리카보네이트(PC)나 폴리아세탈(POM) 외에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등이 해당합니다. 일상 생활에서 자주 사용되는 엔플라입니다. 특수 엔플라(슈퍼 엔플라)는 엔플라 중에서도 특히 고성능 엔플라입니다. 높은 내열성이나 강도뿐만 아니라, 난연성이나 내용제성 등의 특징을 갖고 있습니다. 엔플라와 마찬가지로 명확한 정의는 없지만, 150℃ 이상의 내열성을 가지는 것이 기준 중 하나입니다.
엔플라의 용도
엔플라는 종류도 많아 다양한 용도로 사용됩니다. 수지 기어나 자동차의 헤드 라이트 등의 기계 부품에도 사용되고, 전기·전자 부품에도 폭넓게 사용됩니다. 이 밖에도 약품이나 액체 용기로서의 용도로도 많이 사용되고 있습니다. 또한, 사진 액자나 목욕탕 용품과 같은 일상품 등에도 사용됩니다.
엔플라의 장점·단점
서술한 특징과 같이, 엔플라에는 수많은 이점이 있지만 동시에 단점도 있습니다.
장점
- 가볍다
- 대량 생산이 쉽다
- 내열성이 뛰어나다
- 강도가 있다
엔플라도 수지에 속하기 때문에 범용 플라스틱과 마찬가지로, 가볍고 사출 성형 등에 의해 동일한 형상을 쉽게 대량 생산할 수 있는 소재입니다. 또한 엔플라는 범용 플라스틱에 비해 내열성이나 강도가 뛰어나 공업적인 용도로도 쉽게 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.
단점
- 소재 그 자체의 가격이 다소 높다
- 금속에 비해 강도나 내열성이 떨어진다
- 자외선이나 유지, 물에 의한 열화가 발생하는 경우가 있다
수지 전반에 해당하는 말이지만, 소재 그 자체의 단가가 철 등에 비해 다소 높습니다. 또한, 엔플라는 범용 플라스틱에 비해 가격이 높습니다. 높은 강도를 가진 엔플라도 있지만, 금속에 비해 다소 강도가 떨어져 강도 부품으로 사용하는 경우에는 주의가 필요합니다. 종류에 따라 열화나 가수 분해에 의한 치수 변화에도 주의할 필요가 있습니다.
엔플라에서 많이 사용되는 가공, 표면 처리
엔플라는 다양한 가공에 적합하며, 대표적인 것으로는 다음과 같은 것이 있습니다.
- 사출 성형 엔플라는 대부분의 경우, 사출 성형이 진행됩니다. 기본적인 개념은 범용 플라스틱과 동일하지만, 금형의 마모 속도나 성형 온도 등에는 범용 플라스틱보다 주의가 필요합니다.
- 절삭 가공 엔플라도 범용 플라스틱과 마찬가지로 절삭 가공이 진행되는 경우도 있습니다. 금형이 준비되지 않은 상태에서 시제작품 평가로 절삭해 형상을 만드는 경우도 있습니다. 또한, 홀 가공이나 기어의 톱니 가공 등의 가공도 많이 진행됩니다.
- 도장 전기 기기의 외장이나 버튼 등에 사용되는 엔플라도 많아, 장식으로 도장이 진행되는 경우도 많습니다.
특히 많이 사용되는 엔플라
엔플라에는 수많은 종류가 있습니다. 여기에서는 특히 잘 알려진 5종류를 소개하겠습니다.
- 폴리카보네이트(PC) 폴리카보네이트는 폴리카라도 불리는 투명성이 높고 내충격성이 뛰어난 수지입니다. 따라서 투과성이 요구되는 커버의 소재나 광학 부품 등에 폭넓게 사용됩니다. 한편, 약품에는 그다지 강하지 않습니다.
- 폴리아미드(PA)(나일론) 폴리아미드는 나일론이라고도 불리는 엔플라입니다. 기계적인 강도가 높고 내마모성이 뛰어나, 기어나 베어링 등의 기계 부품에 사용됩니다. 한편, 흡습성이 높아 다습한 환경에서는 치수가 변합니다.
- 폴리아세탈(POM) 폴리아세탈은 내마모성이 뛰어나고 매끄러운 표면을 가진 엔플라입니다. 폼이라고 합니다. 맨질맨질한 매끄러운 감촉이 특징으로, 접동성이나 내마모성이 뛰어납니다. 기어나 베어링, 수지 스프링과 같은 기계 부품의 재료로 사용되는 경우도 많습니다. 외관은 불투명으로 기본적으로는 유백색으로 되어 있습니다.
- 변성 폴리페닐레에테르(m-PPE) 변성 폴리페닐레에테르는 기게적 강도가 뛰어난 반면 가벼운 것이 특징입니다. 따라서 전기 기기의 하우징 등에도 이용됩니다. 용제 등의 약품에는 약한 것이 단점입니다.
- 폴리부틸렌 테레프탈레이드(PBT) 폴리부틸렌 테레프탈레이드는 전기 절연성이 높은 것이 특징입니다. 또한, 접동 특성이 좋으며 매끄러운 표면을 갖고 있습니다. 따라서 전기 기기의 부품이나 자동차의 전장 부품 등에 사용됩니다. 한편, 가수 분해에 의한 열화가 쉽게 발생하다는 특징도 갖고 있습니다.
비교적 많이 사용되는 엔플라
다음의 3종류는 상기 5종류에는 포함되지 않지만, 일상 생활에서 자주 볼 수 있는 엔플라입니다.
- 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 폴리에틸렌테레프탈레이트는 페트병의 재료로 잘 알려져 있습니다. 가볍고 견고한 것이 특징입니다. 유리 섬유나 카본 섬유을 함유시켜 섬유 강화 플라스틱으로 사용되는 경우가 많습니다.
- 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 폴리페닐렌 설파이드는 피피에스라고도 합니다. 일반적으로 유리 섬유나 탄소 섬유 등으로 강화되어 사용됩니다. 내열성이 뛰어나 매우 높은 기계적 강도를 갖고 있습니다. 또한, 잘 타지 않는다는 특징이 있어 고온이 되기 쉬운 환경 등에서 폭넓게 사용됩니다.
- 폴리에텔에텔 케톤(PEEK) 폴리에텔에텔 케톤은 피크라고 합니다. 대표적인 슈퍼 엔플라입니다. 240℃ 이상의 고온에 견디며, 기계적 강도도 높고 내충격성, 내약품성 등이 뛰어납니다. 또한, 고온 수증기 하에서도 가수 분해를 일으키지 않는다는 특징이 있습니다.
엔플라의 기계적, 물리적 성질
엔플라의 기계적, 물리적 성질은 종류나 제조업체의 상품에 따라 다릅니다. 따라서 각 재료 제조업체의 카탈로그 등에서 확인해 주십시오.
엔플라의 표준 치수
엔플라는 범용 플라스틱과 마찬가지로, 재료 상태에서는 펠릿으로 유통됩니다. 따라서 JIS 등에서 규정된 표준 치수는 존재하지 않습니다. 절삭 등에 사용하는 블록재나 판재의 크기는 각 제조업체의 카탈로그 등에서 확인합니다. 미스미 meviy에서는 짧은 쪽 10mm~400mm, 긴 쪽 10mm~600mm, 두께 5mm~60mm인 수지를 취급하고 있습니다. 일부 예외 재질도 있으므로 우선 무료 견적을 테스트해 보십시오. 취급하는 재질은 재질 일람을 확인해 주십시오.
정리
엔지니어링 플라스틱은 일반적인 범용 플라스틱에 비해 높은 강도와 내열성을 가진 플라스틱입니다. 금속과 플라스틱의 중간 성질을 갖고 있으며, 경량화나 비용 절감을 목적으로 한 금속 부품 대체품 등에도 사용됩니다. 또한, 그 뛰어난 성질로 기계 부품이나 일상 용품 등에도 폭넓게 사용됩니다. 많이 사용되는 엔플라는 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 변성 폴리페닐레에테르(m-PPE), 폴리부틸렌 테레프탈레이드(PBT) 등 5종류로, 각각 특징이 있습니다. JIS 등에서 규정된 강도나 치수가 없기 때문에 각 제조업체의 카탈로그 등을 확인해야 합니다.
