폴리카보네이트는 투명성이 높고 튼튼한 수지 재료로 알려져 있습니다. 공업 용도나 일반 용도로 이용되는 일도 많고, 친숙한 수지의 하나입니다. 여기에서는 폴리카보네이트의 특징이나 용도, 마찬가지로 투명 수지로서 유명한 아크릴과의 차이 등에 대해서 해설해 갑니다.
목차
폴리카보네이트(PC)란?
폴리카보네이트(polycarbonate)란, 열가소성 수지의 일종으로, 높은 투명성이나 내충격성이 특징인 엔지니어링 플라스틱 입니다. 생략해 폴리카라고도 불려, 재료 기호에서는 PC라고 표기됩니다. 유기 유리라고도 불리며 카메라 렌즈와 헤드 램프와 같은 광학 용품 외에 파테이션이나 수조 등의 인테리어 용품, 방탄 재료 등 매우 폭넓은 용도로 이용되고 있습니다.
폴리카보네이트(PC)의 특징
뛰어난 성질을 가지고 다양한 장면에서 사용되는 폴리 카보네이트이지만 장점뿐만 아니라 단점도 가지고 있습니다. 각각의 포인트를 해설합니다.
폴리카보네이트(PC)의 장점
- 투명성이 높음
- 내충격성이 높음
- 내후성이 높음
- 흡수성이 낮다
- 가공성이 높음
- 자기 소화성이 높음
투명성과 내충격성 모두가 매우 높은 것이 폴리카보네이트의 큰 특징입니다. 투명성은 수지 중에서도 상위에 위치하고 유리와 거의 같은 정도라고합니다. 또한 내충격성도 높고, 다른 투명 수지의 50배, 유리의 200배의 내충격성을 가지고 있습니다. 이 특성을 살려, 수조나 파테이션과 같은 일반 용도뿐만 아니라, 전투기의 바람막이나 방탄용 방패와 같은, 특히 내충격성이 요구되는 장면에서도 사용됩니다. 수지는 자외선이나 습도에 의해 열화가 진행됩니다만, 폴리카보네이트는 내후성도 높고, 다른 수지에 비하면 열화하기 어려운 것도 특징입니다. 또 수지 중에는 나일론처럼 물을 흡수하여 팽창하기 쉬운 소재도 있습니다만, 폴리카보네이트는 흡수성이 낮고 치수 변화가 일어나기 어렵기 때문에, 치수 정밀도가 높은 것도 장점입니다. 또한 성형가공뿐만 아니라 절삭가공 등에도 대응할 수 있는 가공성의 높이도 특징입니다. 더욱 불타기 어렵고, 점화해도 불이 퍼지지 않는 자기 소화성이 뛰어나기 때문에, 전기 기기의 외장 등에도 적합합니다.
폴리카보네이트(PC)의 단점
- 유기용제나 계면활성제에 약하다
- 상처가 나기 쉽다
- 가격 높다
매우 뛰어난 성질을 가지고 있지만, 약품에 약하다는 단점이 있습니다. 특히 유기용제나 계면활성제 등에 대해서는, 응력이 걸린 상태에서 이러한 약품에 접촉 하면, 균열이나 변형 등을 일으키는 응력 부식성을 가지고 있습니다. 게다가 경도는 그다지 높지 않기에, 미끄럼이나 스크래치에 의해 상처가 나기 쉬운 것도 단점입니다. 상처가 나면 투명성도 없어져 미관과 가시성을 해치기에 주의가 필요합니다. 또한 다른 수지에 비해 가격이 약간 높기에, 예를 들어 세탁 가위 같이 내후성은 필요하지만 저렴한 제품에는 잘 사용되지 않습니다.
폴리카보네이트(PC)의 주요 용도
폴리카보네이트는 일반 용도와 공업 용도를 포함하여 매우 많은 장소에서 사용되는 친숙한 재료입니다. 대표적인 것을 몇 가지 소개합니다.
- 렌즈
- DVD 기반
- 자동차 헤드 램프
- 스마트폰 케이스
- 스마트폰 몸체
- 고속도로 차광판
- 간판
- 방탄 소재
투명도가 높고 가공성이 풍부하고 치수 정밀도도 높기 때문에 카메라나 안경 렌즈와 같은 광학 부품에도 사용됩니다. 투명도가 높고 내충격성도 높기에, DVD나 자동차의 헤드 램프 등에, 빛을 통하면서 깨지기 어려운 소재로서 사용됩니다. 광택이 높고 외형이 아름답기에, 스마트폰 케이스나 스마트폰과 같이, 미관을 요구되는 장면에서의 사용도 많습니다. 또한 내후성이 높기에 차광판이나 간판 등 실외에서 사용하는 제품의 재료에도 적합합니다. 한층 더 높은 내충격성으로부터, 방탄 소재등의 특수 용도로 사용되는 경우도 많습니다.
폴리카보네이트와 아크릴의 차이
폴리카보네이트와 마찬가지로 투명성이 높은 수지로서 아크릴 (PMMA)을 들 수 있습니다. 투명도는 아크릴 쪽이 약간 위입니다만, 여기에서는 투명도 외의 차이를 해설합니다.
내충격성
폴리카보네이트 쪽이 내충격성이 높고, 아크릴의 약 50배입니다. 그렇기에, 방탄 소재와 같이, 강한 충격이 예측되는 장소에서는 폴리카보네이트가 선택되는 경우가 많을 것입니다.
가공성
양쪽 모두 가공성이 높은 소재입니다만, 폴리카보네이트는 아크릴에 비하면 절곡이나 접착이 어렵다는 단점이 있습니다.
난연성
난연성은 폴리카보네이트 쪽이 높고, 불타기 어려운 성질을 가지고 있습니다. 높은 자기 소화성을 갖추고 있는 것에 더해, 연속 내열 온도도 높기 에, 파테이션 등에는 아크릴보다 폴리카보네이트 쪽이 향하고 있습니다.
비용
아크릴 쪽이 비용은 낮습니다. 폴리 카보네이트는 다양한 우수한 특성을 가지고 있지만 비교적 비싼 수지 재료입니다. 그렇기에 대량으로 사용되는 제품이나, 교체 빈도가 높은 제품, 높은 내충격성 등을 요구하지 않는 제품 등에 있어서는, 아크릴 등 다른 소재를 검토해 보는 것도 좋을 것입니다.
| 폴리카보네이트 | 아크릴 | |
|---|---|---|
| 내충격성 | ◎ | ○ |
| 가공성 | ○ | ◎ |
| 난연성 | ◎ | △ |
| 비용 | △ | ◎ |
마무리하며
폴리카보네이트는 열가소성 엔지니어링 플라스틱의 일종입니다. 투명성이 높고, 내충격성이 뛰어난 것이 큰 특징으로, 높은 내후성과 가공성, 자기 소화성, 흡수성이 낮은 것에 의한 높은 치수 정밀도 등의 장점을 가지고 있습니다. 한편 유기용제나 계면활성제에 약하고 응력 부식성을 가지고 있는 것이 단점입니다. 또한 상처가 붙기 쉽고 가격도 비교적 높습니다. 카메라의 렌즈나 DVD의 기판, 자동차의 헤드 램프나 간판, 방탄 소재 등에 이용됩니다. 매우 유사한 소재로 아크릴과 비교할 경우 , 폴리카보네이트 쪽이 내충격성이나 난연성을 능가하는 한편, 가공성이나 비용에 있어서는 아크릴 쪽이 뛰어납니다.
