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제목 고성능 플라스틱의 10가지 최신 트렌드
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2021/06/03 17:42

 

고성능 플라스틱의 10가지 최신 트렌드

 

Curbell Plastics, Inc.는 미국 뉴저지 주 오차드 파크에 본사를 두고, 고품질의 플라스틱 반제품을 맞춤 제작 및 신속 납품하고 있다. 이 회사는 중소기업부터 포춘지 선정 500대 기업, 정부기관, 군사 조직 등 다양한 고객들에게 제품을 공급한다. 대상 업계는 의료기기 제조업체부터 기계제작 공장에 이르기까지 광범위하다.

고객들은 소재 기술과 비즈니스 전략과 정통 과학의 세 영역을 모두 고려해야 하는 문제에 관한 조언을 구해오는 경우가 많다. Hetchel 박사는 Curbell Plastics에서 이 같은 고객들의 요구에 대응하는 책임을 맡고 있다. 고성능 플라스틱 분야의 권위자로서 30년 이상 플라스틱업계 경험을 갖춘 Keith Hetchel 박사는 플라스틱 소재의 선택 및 응용 관련 상담을 통해 고객들에게 독특하고 실용적인 관점을 제공한다.

그는 수백여 곳의 기업 고객에게 고성능 플라스틱을 사용해 품질 향상 및 비용 절감을 달성할 수 있도록 도움을 제공해 왔다. 설계 및 엔지니어링 팀과 긴밀한 협력을 통해 금속, 유리 및 기타 소재들을 교체할 수 있는 가볍고 비용효율성 높은 플라스틱을 찾아내고 있다.

플라스틱은 운송, 레크리에이션 장비, 의료기기 및 기타 여러 분야를 포함한 광범위한 산업에 품질 및 안전성 향상 그리고 제조비용과 생산시간을 낮추기 위해 활용되고 있다. Hetchel 박사는 현재 그 사용이 확대 추세를 보이고 있는 고성능 플라스틱 가운데, 응용산업 및 영역이 가장 큰 10가지 트렌드를 아래와 같이 설명했다.

항균 특성 및 향상된 소독제 사용 적합성을 갖춘 플라스틱

팬데믹 발생에 따라 사람이 접촉하는 표면에 대한 세척과 소독이 강화되고 빈번하게 이루어지면서 기존 플라스틱 소재의 성능 저하가 빨라질 수 있다. 본래 병원 장비용으로 개발되었던 항균성 및 소독제 사용에 적합한 새로운 플라스틱이 항공기 내부, 응급환자 운송 차량, 소매점 설치물 등을 비롯해 여러 가지 비의료용 애플리케이션에서도 사용이 확대되고 있다.

공공 건물의 안전성 향상을 위한 투명한 플라스틱

전 세계적으로 정부들은 공공 장소에서 시민의 안전을 보호할 필요성에 직면하고 있다. 플라스틱 산업은 이에 대해 투사물의 위협과 강제 진입을 막아줄 수 있는 새로운 등급의 투명 폴리머 시트 소재를 내놓고 있다. 이 플라스틱들은 단일구조 글레이징(monolithic glazing)으로 사용하거나 유리 또는 다른 폴리머와 결합시켜 만일의 위험으로부터의 보호 수준을 크게 향상시킬 수 있다. 이러한 새로운 소재 대부분은 사용 수명을 늘리기 위해 스크래치 방지 코팅 및 UV 안정화 특성을 갖추고 있다.

정형외과 및 인공보철 환자를 위한 혁신적 플라스틱의 활용

접골치료용 부목이나 보호대, 인공수족 등에 사용되는 플라스틱 소재 분야는 최근 혁신적 발전이 이루어지고 있다. 환자의 편안함을 극대화하는 더욱 얇고 가볍고 편안한 장치를 만들 수 있도록 해주는 새로운 제형의 폴리머들이 등장하고 있다. 이 폴리머들은 산업용 성형 오븐이 아니라 뜨거운 물이나 휴대용 열풍기만으로도 성형이 가능하다. 이를 통해 의료진이 치료 현장에서 곧바로 환자의 신체에 맞도록 조정작업을 수행할 수 있기 때문에 장치를 만들고 맞춤 제작하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

검출 가능한 플라스틱 사용으로 식품 안전성 향상

엔지니어링 플라스틱은 식품가공 기계에 작동 소음 저감, 마찰 감소, 화학세제 내성을 비롯한 여러 가지 이점을 제공한다. 그러나 최근 들어서는 마모되거나 손상된 플라스틱 부품이 식품 검사장비에 검출되지 않고 통과할 수 있어 오염 및 높은 비용을 치르는 제품 리콜이 발생할 수 있다는 우려가 커지고 있다. 이를 해결하기 위해 X선 검출이나 금속 검출, 육안검사 방법 등을 포함한 다양한 식품안전 기술을 통해 검출이 가능한 새로운 플라스틱이 만들어지고 있다.

목재를 플라스틱으로 대체해 사용 수명 연장

목재는 실외 환경에서는 부식이 빠르게 일어나 분해될 수 있다. 이로 인해 제품 수명이 단축되고, 보기에도 좋지 않을 뿐 아니라 가시에 찔릴 위험까지 있을 수 있다. 전통적으로 나무로 만들어져 왔던 유아용 높은 의자, 야외 가구, 놀이터 놀이기구, 보트 캐빈의 인테리어 등 많은 제품들이 이제는 고도로 엔지니어링된 폴리에틸렌 시트 소재로 제조되고 있다.

폴리에틸렌은 내후성을 지니도록 제조할 수 있으며, FDA 기준에 부합하는 그레이드의 경우에는 식품과 직접 접촉하는 용도에 사용할 수 있다. 폴리에틸렌 시트는 다양한 색상으로 제공되며 일반 목공 장비를 사용해 가공할 수 있다. 또한 부패나 가시 발생도 없으며 별도의 도장도 필요치 않다.

폴리머의 사용을 통한 차량 무게의 감소 및 연비 향상

탄소 배출에 대한 우려 확대와 보다 연비가 좋은 차량 개발을 위한 노력은 차량 중량 감소를 위한 엔지니어링 플라스틱의 사용을 크게 증가시켰다. 경량의 내구성이 높은 폴리머는 승용 열차, 고정 날개 및 회전날개 항공기 그리고 제반 유형의 지상 차량에서 사용이 더욱 확대되고 있다.

야외에서의 사용수명 연장을 위해 많은 플라스틱들이 UV 내성 제형으로 제공되고 있다. 가솔린 및 디젤 구동 차량에 사용되는 플라스틱은 연료 및 윤활유와 접촉해도 작동할 수 있도록 제조할 수 있다. 강화된 고온용 플라스틱은 엔진과 가까운 곳에 자리한 부품 소재로 사용된다.

강화된 열가소성 플라스틱으로 금속 및 열경화성 복합소재 교체

높은 강도와 강성을 필요로하는 장치는 전통적으로 금속 또는 열경화성 복합소재로 만들어져 왔으며, 이 소재들은 적지 않은 한계를 지니고 있다. 금속은 무겁기 때문에 경량화가 요구되는 용도에서 사용이 어렵다. 열경화성 복합소재는 취성이 강하고 화학적 내성이 떨어지는 경우가 많다. 또한 열경화성 소재를 사용한 제조 공정은 더디고 노동 집약적인 경향이 있다.

새로운 등급의 열가소성 복합소재가 소재 기술의 최첨단으로 대두되고 있다. 이 소재들은 금속 및 열경화성 복합소재 못지않는 강도와 탄성계수 값을 지니고 있다. 또한 연성과 우수한 화학적 내성 그리고 가열된 금속 툴링을 사용해 시트를 신속하게 성형할 수 있다는 점 등을 포함해 열가소성 플라스틱이 지닌 여러가지 장점을 제공한다.

통신 장비의 RF 신호를 방해하지 않는 플라스틱의 사용 확대

커넥티드 기기의 확산과 5G 통신의 도입으로 고성능 안테나에 대한 수요가 증가하고 있다. 최적의 안테나 기능을 위해서는 작동 주파수에서 무선 주파수(RF) 신호를 크게 감쇠하지 않는 플라스틱 레이돔(radome) 소재가 필요하다. 낮은 유전상수 및 낮은 유전정접(誘電正接, dissipation factor) 그리고 향상된 인성, UV 내성, 열성형성을 갖춘 특수 엔지니어링 플라스틱은 보호 안테나용 라돔 소재로 그 사용이 확대되고 있다.

마찰이 적고 마모수명이 긴 플라스틱 사용으로 별도의 윤활 필요성 제거

반도체, 식품, 의약품 등 제조에 사용되는 장비는 최고 수준의 청결을 유지해야 한다. 오일이나 그리스 같은 액상 윤활유는 오염의 원인이 될 수 있으며, 특히 이 산업들에서는 가능한 한 사용을 피해야 한다. 장비 부품이 서로 맞물려 작동해 움직여야 하는 경우에는 별도의 윤활제를 사용하지 않고 마찰이 적고 마모수명이 길게 제조된 엔지니어링 플라스틱이 사용되는 경우가 많다.

내구성을 위한 고충격 플라스틱

전통적 플라스틱 소재는 특히 플라스틱 부품을 높은 온도 또는 자외선에 노출시키거나 추운 환경에서 떨어뜨리거나 충격을 가했을 때 발생하는 취성 균열로 인해 불량이 생기는 경우가 많다. 최근의 기술 발전으로 야외에 여러 해 동안 노출되거나 극단적인 온도에서 사용하더라도 연성을 유지하는 보다 인성이 높고 충격내성도 뛰어난 플라스틱 소재가 개발되고 있다. 이런 소재들은 중장비 본체, 의료기기 하우징, 항공기 인테리어 부품 등을 포함한 광범위한 용도에 사용되고 있다.

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20292   항균포장 시장의 5가지 주요 트렌드 플라스틱코리아