투명 수지에는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리 염화 비닐 등 다양한 종류가 있으며, 각각 다른 특징을 갖고 있습니다. 
목차
투명 수지의 특징
투명 수지는 투명성 수지라고도 하며, 수많은 합성 수지 중 투명성을 가진 것을 말합니다. 여기에서는 투명 수지의 특징이나 용도에 대해 설명하겠습니다.
투명이란 빛을 반사하거나 흡수하지 않고, 또한 내부에서 확산시키지 않고 투과시키는 것
우선 가장 포인트라 할 수 있는「투명」에 대해 정리해 보겠습니다. 우리가 생활하는 공간을 비추는「빛」에는 여러 색이 포함되어 있습니다. 모든 색이 균형적으로 포함되어 있으면 하얀 빛으로 보이며, 포함된 색의 균형으로 붉은 빛이나 푸른 빛 등이 만들어집니다. 이러한 빛이 물질에 닿아 반사된 빛에 의해 우리는 눈으로 풍경을 인식합니다. 일반적으로 물질에 닿은 빛은 일부가 흡수되고 나머지는 반사됩니다. 가령 식물의 잎사귀가 녹색으로 보이는 것은 잎에 닿은 빛 중 녹색 이외의 색은 흡수되고, 녹색 빛만 반사되기 때문입니다. 어떤 색의 빛을 흡수하고 어떤 색을 반사하는가에 따라 물질의 색이 정해집니다. 즉, 모든 색의 빛을 반사하는 물질은 하얗게 보이고, 모든 색의 빛을 흡수하는 물질은 검게 보입니다. 또한, 빛을 반사하지 않고 확산하는 물질도 있습니다. 예를 들어, 유리 등은 유리 표면에 미세한 요철이 만들어져 그곳에서 빛의 방향이 제각각 확산됩니다. 따라서 종이와 같은「백색」과 다른 탁한 색으로 보입니다. 투명이란 색이 보이거나 탁하게 보이지 않는 물질을 말합니다. 즉, 빛의 반사나 흡수가 없고 물질 내부에서도 빛이 확산되지 않고 투과되는 물질입니다. 공업 용도의 투명 수지의 경우, 빛의 반사나 흡수가 적고 내부에서 빛이 잘 확산되지 않는 분자 구조나 결정 구조로 되어 있습니다.
투명 수지의 특징
투명 수지는 1930년대부터 공업 용도로 사용되었습니다. 유리보다 가벼워 항공기의 바람막이에 사용되고, 그 후에는 기계 부품의 커버나 용기 등에서도 사용이 확대되었습니다. 투명성은 있지만, 당초에는 재료 밀도의 불균질이나 치수 특성 등의 문제가 있었습니다. 그러나 최근에는 성형성이나 내충격성도 향상되어, 안경 렌즈를 비롯해 광학 부품 분야에서도 투명 수지 사용이 확대되고 있습니다. 투명 수지는 종류에 따라 다양한 성질이 있는데, 투명성이 높고 가벼우며 충격에 강해, 유리에 비해 성형성이 높다는 등의 특징이 있습니다.
투명 수지의 용도
투명 수지는 수조나 페트병과 같은 액체 용기 외에 기계 자동 계기와 같이 안이 내다 보이는 부분의 커버, 차량의 헤드 라이트 커버와 같은 조명 기구, 안경과 같은 광학 부품 등, 매우 다양한 곳에서 사용되고 있습니다. 또한, CD나 DVD와 같은 정보 기기에도 사용됩니다.
투명 수지의 장점, 단점
상기와 같이 투명 수지만의 독특한 특징이나 용도가 있는데, 장단점을 정리하면 아래와 같습니다.
장점
- 투명성이 높다
- 가볍다
- 내식성이 뛰어나다
- 성형하기 쉽다
- 내후성이 높다
투명 수지의 투명도는 종류에 따라 다르지만, 기본적으로 높은 투명도를 갖고 있습니다. 특히 높은 투명도를 가진 아크릴 수지는 유리보다 뛰어난 투명도를 가진 경우도 있습니다. 비중도 유리는 약 2.5인데 반해, 투명 수지의 비중은 0.8~1.3 정도로 매우 가볍다는 특징이 있습니다. 또한, 유리에 비해 잘 깨지지 않아 성형하기 쉽다는 장점이 있습니다. 한편, 내후성의 경우, 유리가 더 높지만, 투명 수지는 공업 용도로 사용되는 수지로는 잘 열화되지 않는다는 특징이 있습니다.
단점
- 잘 타는 소재도 있다
- 마찰이나 긁힘에 약하다
- 내열성이 떨어진다
특히 성능이 높은 아크릴 수지는 잘 탄다는 문제가 있습니다. 그리고 대부분의 투명 수지는 마찰이나 긁힘에 의해 흠집이 잘 나, 투명성이 떨어지는 경우가 있습니다. 또한, 유리에 비해 내열성은 크게 떨어집니다.
투명 수지에서 많이 사용되는 가공
투명 수지는 그 특징을 살려 여러 가공이 진행됩니다. 아래는 그 대표적인 것입니다.
- 사출 성형 투명 수지 중에서도 열 가소성 수지인 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지에서는 사출 성형이 진행됩니다. 기본적으로는 범용 플라스틱이나 엔플라와 동일하지만, 금형의 마모 속도가 빨라 연삭이나 용접에 의해 수지의 투명성이 떨어질 가능성이 있으므로 주의가 필요합니다.
- 절삭 가공 투명 수지는 수지 중에서도 절삭 가공이 많이 이루어집니다. 광학 부품과 같은 정밀 부품이나 사출 성형으로는 만들기 힘든 가로 홀 형상 등은 절삭 가공으로 진행되는 경우도 많습니다. 또한, 기계 부품의 투명 모델이나 가시화 모델 등을 만들 때에도 투명 수지를 절삭해 마감하여 연마합니다.
- 연마 투명 수지의 투명성을 향상시키기 위해 연마 가공이 진행되는 경우도 있습니다. 수지 렌즈나 광택감이 요구되는 파츠 등은 절삭 후 연마 공정이 추가되는 경우가 있습니다. 연마 가공은 다른 수지에서는 그다지 실시하지 않는 가공이므로 투명 수지만의 가공이라 해도 과언이 아닙니다.
대표적인 투명 수지
투명 수지의 종류는 많지만, 공업적으로 특히 자주 사용되는 5종류의 투명 수지에 대해 소개하겠습니다.
- 아크릴 수지(PMMA) 아크릴 수지는 투명 수지 중에서도 특히 투명성이 높은 것이 특징입니다. 유리보다 뛰어난 투명도를 자랑합니다. 더욱이 내구성이나 내충격성도 뛰어나, 항공기의 바람막이나 수족관의 수조 등, 투명성도 강도도 요구되는 곳에 많이 사용됩니다. 절삭성도 뛰어나 기계 부품의 투명 모델의 재료가 되기도 합니다. 벤딩 가공이나 접착도 가능합니다. 한편, 약품이나 긁힘에는 그다지 강하지 않습니다.
- 폴리카보네이트(PC) 폴리카보네이트는 투명 수지 중에서도 특히 뛰어난 내충격성을 갖고 있습니다. 투명성도 아크릴 수지 다음으로 높고, 열이나 추위에 강한 것도 특징입니다. 자기 소화성이 있어 불에도 강합니다. 경찰 등에서 사용되는 실드 외에 안경 렌즈나 광화이버 등에도 사용됩니다. 단점은 가열해 녹을 때 수지의 흐름이 다른 수지보다 좋지 않아, 금형의 수명이 짧아지거나 전용 설계가 필요하다는 부분입니다. 또한, 알칼리에 대해 약해 세제를 사용하면 균열이 발생하는 경우가 있습니다.
- 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 폴리에틸렌테레프탈레이트는 페트병의 재료로 잘 알려진 재료입니다. 투명성은 다소 떨어지지만, 가볍고 아크릴 수지보다 뛰어난 내충격성을 갖고 있습니다. 식품 트레이나 액체의 병, 기계 커버나 필름 등에도 사용됩니다. 연소 시 유해 가스가 잘 발생하지 않아 수지 재료 중에서는 친환경적인 재료입니다. 그러나 열에는 그다지 강하지 않습니다.
- 폴리 염화 비닐(PVC) 폴리 염화 비닐은 염화 비닐이라고도 하며, 연질과 경질 등 2종류의 소재가 있습니다. 연질 폴리 염화 비닐은 소프트 비닐이라는 통칭으로 불립니다. 가공성이 매우 뛰어나며, 범용 수지의 일종으로 우리 생활 속에서 매우 많이 사용되고 있습니다. 다른 투명 수지에 비해 재료의 가격도 저렴해 비용 절감에 적합합니다. 한편, 추위나 빛에 약해 균열이나 변형 등이 발생합니다. 그리고 유기 용제에도 약해 녹아 버립니다.
- 폴리스티렌(PS) 폴리스티렌은 발포 스티로폼이나 식품 트레이 등에도 사용되는데, 발포제를 첨가하지 않고 사출 성형을 하는 경우도 있습니다. 사출 성형에서 사용되는 폴리스티렌에는 범용 폴리스티렌(GPPS)과 내충격 폴리스티렌(HIPS) 등 2종류가 있는데, 이 중 투명 수지에 해당하는 것은 범용 폴리스티렌입니다. 내충격 폴리스티렌은 백색을 띠고 있습니다. 폴리스티렌은 투명성이 뛰어나고 재료의 가격이 저렴하며 매우 성형하기 쉽다는 특징이 있습니다. CD 케이스 등의 포장재에 사용됩니다. 그러나 내충격성이나 강도는 그다지 높지 않고 약품에도 그다지 강하지 않습니다.
이 기사에서는 위에서 소개한 투명 수지의 특징을 소개합니다.
투명 수지의 표준 치수
투명 수지는 펠릿 상태로 납품하여 사출 성형을 하는 경우와 판재나 블록재, 파이프재로 판매되는 경우가 있습니다. 따라서 표준 치수가 없습니다. 각 제조업체의 카탈로그 등에서 확인해 주십시오. 미스미 meviy에서는 짧은 쪽 10mm~1,000mm, 긴 쪽 10mm~2,000mm, 판 두께 3mm와 5mm인 투명 수지를 취급하고 있습니다.
정리
투명 수지는 빛을 반사하거나 흡수하지 않으며, 또한 내부에서 확산시키지 않고 투과시키는 플라스틱입니다. 투명 소재로 잘 알려진 유리보다 훨씬 가볍다는 특징이 있으며, 대부분의 투명 수지는 유리보다 뛰어난 내충격성을 갖고 있습니다. 항공기의 바람막이나 기계의 창 외에 광학 부품이나 용기 등에 사용됩니다. 많이 사용되는 투명 수지는 아크릴 수지(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리 염화 비닐(PVC), 폴리스티렌(PS) 등 5종류입니다. 아크릴 수지나 폴리카보네이트는 투명성도 내충격성도 매우 뛰어납니다. 폴리 염화 비닐이나 폴리스티렌은 그다지 높은 강도는 갖고 있지 않지만, 가격이 저렴하고 가공성도 뛰어납니다. 강도나 치수가 없기 때문에 각 제조업체의 카탈로그 등을 확인해야 합니다.
