잡화나 식품용 필름, 의류 등, 우리 주변에 자주 사용되고 있는 나일론. 매우 대중적인 수지이지만, 세상에는 나일론의 성능을 종합적으로 향상 시킨 특별한 수지가 있다는 것을 알고 계십니까? 그 수지의 이름은 ‘MC나일론’ 입니다.
MC나일론은 일반 나일론과는 다른 방식으로 만들어집니다. 일반 나일론에 비해 기계적 강도나 내마모성, 내열성, 화학적 성질 등이 우수합니다. 금속에 비해 가볍고 취급하기 쉽기 때문에 금속 부품의 대체 재료로도 편리합니다.
이번 기사에서는 MC나일론의 개요, 장점이나 단점, 다른 수지와의 차이 등을 해설합니다.
목차
MC나일론이란?
MC나일론(모노머 캐스트 나일론)은 폴리아미드 수지의 일종인 6나일론의 약점을 극복하고, 그 성능을 전체적으로 향상 시킨 수지입니다. “청색 엔지니어링 플라스틱” 으로도 알려져 있습니다.
MC나일론의 본질적인 구조는 6나일론과 동일합니다. 그럼 왜 성능에 차이가 있을까요? 이유는 제조 방법의 차이에 있습니다. 포인트는 중합과 성형의 타이밍입니다.
일반적인 6나일론은 성형 전에 이미 중합이 완료되었습니다. 펠렛 모양으로 한 6 나일론을 가열하여 부드럽게 하고 사출 성형 이나 압출 성형 등으로 모양을 만드는 방법이 일반적입니다.
하나의 MC나일론은 금형에 단량체를 주입하고 중합시키는 “캐스트법” 으로 제조됩니다. 중합과 성형을 동시에 하는 이미지입니다. 캐스트법을 사용하면, 다른 성형 방법보다 수지의 변형을 적게 억제할 수 있기 때문에, 강하고 고성능인 나일론을 제조할 수 있습니다. 모노머 캐스트 나일론이라는 이름은 이 캐스트 방법에서 파생됩니다.
MC나일론에는 다양한 등급의 제품이 존재하며 용도에 따라 구분할 수 있습니다. 대표적인 등급과 각각의 성격은 다음과 같습니다.
MC901
기본 등급입니다. 일반 6 나일론에 비해 기계적 강도나 내마모성, 내열성, 화학적 성질 등이 뛰어난 수지입니다.
MC801
MC901에 특수 그라파이트를 더해 내후성을 향상 시킨 제품으로, 실외에서의 사용에 적합합니다.
MC703HL
MC501CD R2
특수한 카본을 배합해 도전성을 갖게 한 등급입니다.
※MC나일론은 미쓰비시 케미컬 어드밴스드 머티리얼즈 주식회사의 등록 상표입니다.
MC나일론 색상과 등급
MC나일론이라고 하면 푸른 이미지가 강하지만 사실 MC나일론의 원래 색은 흰색입니다. 파란 것은 착색된 것입니다.
MC나일론은 몇 가지 등급이 있으며, 그레이트에 따라 색상이 나뉘어져 있습니다. 제조사에 따라 다소 차이는 있지만 대략 다음과 같은 색상으로 취급되고 있습니다.
- 파란색 : 일반 등급(MC901 등)
- 흰색 : 일반 등급(MC900 등)
- 갈색 : 내열성 등급 (MC602 등)
- 흑색 : 내후성, 전도성 등(MC501R2, MC501R6 등)
- 보라색, 회색, 녹색 : 접동성 등급(MC703 등)
파란색과 흰색에는 일반 등급을 할당하는 제조업체가 대부분입니다. 유통량은 파란색이 많고 흰색이 적습니다. 둘 다 일반 등급이므로 색상 이외의 특성의 차이는 없습니다.
갈색에는 내열성 등급을 할당하는 케이스가 많습니다.
흑색은 내후성과 전도성, 정전기 방지 등 여러 등급이 할당된 경우가 많습니다. 그러므로 흑색 MC나일론에 대해서는 어떤 등급인지 꼼꼼하게 확인해야 합니다.
한편, 접동성 등급에 대해서는 제조사에 따라 다른 색상을 할당하고 있는 경우가 많습니다. 보라색이나 회색, 녹색 등의 색이 있는 것 같습니다..
MC나일론의 색과 등급의 관계는 어디까지나 경향이며, 여러 제조사를 넘는 공통의 규격으로서 정해져 있는 것은 아닙니다. 따라서 재료를 구입하려는 업체의 카탈로그 등에서 확인이 필요합니다.
MC나일론의 특징
여기에서는 MC나일론 중 가장 자주 사용되는 기본 ‘MC901’ 등급의 장점과 단점을 해설합니다.
MC나일론의 장점
내충격성과 내마모성이 높다
MC나일론의 내충격성은 상온에서는 그다지 높지 않지만 온도가 상승함에 따라 향상됩니다. 또한 마찰에 대해서도 매우 강한 재료이며, 베어링이나 기어와 같은 마모되기 쉬운 곳에서도 자주 사용되고 있습니다.
유기용제나 알칼리성 약제, 유지 등에 강하다
MC나일론의 내약품성은 일반 나일론6과 거의 동일합니다. 유기용제나 알칼리성 약제, 유지 등에 강한 것으로 알려져 있습니다.
내열성이 높다
MC 나일론은 내열성이 높아 120℃의 고온에서도 연속적으로 사용할 수 있습니다. 내열 등급 중에는 150℃에서 사용할 수 있는 제품도 있습니다. 이 외에 하중 편향 온도가 높은 점도 특징입니다.
가볍고 취급하기 쉽다
MC나일론의 비중은 금속의 약 1/6~1/7이기 때문에 가볍고 간단하게 취급할 수 있습니다. 가벼움과 강도를 양립하고 있다는 점은 큰 강점으로, 자동차를 비롯해 경량화가 진행되는 분야에서도 자주 사용되고 있습니다.
MC나일론의 단점
흡수성 및 흡습성이 높고 치수 정밀도가 낮다
MC나일론은 수분을 흡수하기 쉽기 때문에 수중이나 고습한 환경에서는 치수가 증가하게 됩니다. MC나일론제의 부품을 다른 부품과 조합할 때에, 치수가 변화했기 때문에 「끼워 맞추는 부분이 잘 들어가지 않는다」의 사례도 있는 것 같습니다. MC 나일론제의 부품을 설계할 때에는, 보관중이나 설치 후의 치수 변화도 잊지 않고 고려합시다.
식품위생법에 적합하게 하려면 끓는 물에 1.5시간 담가야 한다
MC나일론 중에는 잔류 단량체나 첨가제 등 불순물이 남아 있을 가능성이 있습니다. 이 때문에 식품위생법에 적합하게 하려면 끓는 물에 1.5시간 동안 담가 불순물을 제거해야 합니다.
강산에 약하다
MC나일론은 유기용제나 알칼리성 약제, 유지 등에 강한 반면, 강산에는 약한 점이 특징입니다. 특히 유기산보다 무기산에 더 취약한 것으로 알려져 있습니다. 상온 또한 저농도라도 무기산과 함께 사용하는 것은 추천할 수 없습니다.
MC나일론의 용도
MC나일론은 강도와 내마모성, 내열성, 화학적 성질의 높이 등을 살려 다양한 용도로 활용되고 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
- 베어링
- 라이너
- 기어
- 바퀴
- 도르래
- 스프링
- 작은 나사
- 파이프
- 의류
또한 제품 등급에 따라 피해야 할 용도가 있습니다. 예를 들어, 슬라이딩성을 높인 「MC703HL」은 유지 식품에 관련되는 용도에는 사용할 수 없습니다. 전도성을 향상시킨 「MC501CDR2」「MC501CDR6」「MC501CDR9」등은 전기 부품으로서의 사용을 피할 필요가 있습니다. 원하는 용도에 따라 사용할 등급을 선택합니다.
MC나일론과 POM(두라콘)의 차이
MC 나일론과 잘 비교되는 재료에는 POM이 있습니다.
POM은 포름알데히드나 에틸렌옥사이드를 단량체로 하는 엔지니어링 플라스틱 으로, 포름알데히드만이 중합한 호모폴리머와 에틸렌옥사이드를 10mol% 정도 포함한 코폴리머의 2종류가 있습니다. MC나일론과 마찬가지로 기어나 나사, 베어링 등에 사용되는 수지입니다.
아래에서 코폴리머 타입의 POM인 「두라콘」과 MC나일론의 성질을 비교해 봅시다.
※두라콘은 폴리플라스틱 주식회사의 등록상표입니다.
흡수성과 내충격성
일반적으로 흡수성이 높을수록 내충격성도 향상됩니다. MC나일론은 POM에 비해 흡수성이 매우 높기 때문에 충격에 보다 유연하게 대응할 수 있습니다.
한편, 장기적인 치수 안정성은 흡수성이 낮은 POM 쪽이 우수합니다. 높은 정밀도가 요구되는 부품에는 MC나일론보다 POM을 사용하는 것이 좋습니다.
연속 사용 온도
연속 사용 온도는 MC나일론이 120℃ 정도(등급에 따라서는 150℃ 정도까지 사용 가능), POM이 95℃ 정도입니다. MC나일론은 열에 강하고 더 높은 온도에서 응용 프로그램에 적합합니다.
내약품성
MC나일론과 POM의 내약품성은 비슷합니다. 모두 유기용제에 강하고 강산에는 약한 점이 공통적인 특징입니다.
마무리하며
MC나일론은 6나일론의 성능을 전반적으로 향상시킨 수지입니다. 기본적인 구조는 6나일론과 동일하지만, 모노머 캐스트법으로 제조하기 때문에 변형이 적고 고성능인 수지입니다.
내충격성이나 내마모성이 높은 점, 유기용제에 강한 점, 열에 강한 점 등은 MC 나일론의 장점입니다. 한편, 흡수성이 높고 치수가 변화하기 쉬운 강산에 약하다는 단점도 있습니다.
MC나일론에는 기본 등급 외에 첨가제를 추가하여 특정 성질(내후성이나 내충격성 등)을 향상시킨 등급의 제품도 존재합니다. 원하는 용도에 맞는 등급을 선택합시다.
