초소형사출기 큐네스

시제품 제작 소량 양산에 최적화된 초소형 사출기 큐네스
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큐네스이야기
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플라스틱에 대해


제품을 만들때 원재료의 특성도 제품을 완성하는데 있어서 중요한 부분입니다.
그래서 생활속에서 많이 쓰고 있는 플라스틱의 종류에 대해서 한번 얘기해보고자 합니다.

"최초의 플라스틱은 셀룰로이드(celluloid)로, 이는 천연물인 셀룰로스(cellulose)로 만든 천연수지였다.
1863년 미국 상류사회에서는 당구가 유행했다. 그들은 코끼리의 상아로 당구공을 만들어 사용했는데 코끼리의 수가 급감하면서 당구공 가격이 폭등하기 시작했다. 이에 사람들은 상금을 걸고 당구공의 대용품을 찾게 됐고, 인쇄공이었던 존 하이아트(John. W. Hyatt, 1837~1920)는 여러 가지 실험 끝에 최초의 플라스틱 당구공을 만들게 되었다. 하이아트는 자신이 만든 물질에 '셀룰로이드'라는 이름을 붙였고 동생과 함께 회사를 설립했다. 그러나 셀룰로이드는 이따금 폭발하는 치명적인 단점을 가지고 있었다.
이러한 한계를 극복하고자 그 다음으로 만들어진 것이 벨기에 출신의 미국인 발명가 베이클랜드(Leo Baekeland, 1863~1944)가 만든 '베이클라이트(Bakelite)'였다. 이는 본격적인 플라스틱 시대를 연 발명품으로, 베이클랜드는 포름알데히드와 페놀을 이용해 최초로 합성수지 플라스틱을 만들어 내 1909년 특허를 취득했다.
베이클라이트 이후 플라스틱 연구는 크게 활기를 띠게 됐고, 20세기 초에는 셀룰로이드 대신 거의 모든 분야에서 베이클라이트가 사용됐다. 특히 이는 이후 나일론 발명의 기반을 마련하게 된다. "

[네이버 지식백과] 플라스틱 - 가볍고 편리하게 사용할 수 있는 신소재는 없을까? (발명상식사전, 2012. 1. 10., 왕연중)

플라스틱제품

플라스틱은 외부에서 가해지는 힘과 충격을 잘 흡수하며 열과 전기의 전도성이 없으며 화학약품에 강합니다.
높은 온도에서 쉽게 성형이 가능하며 밀도가 작기때문에 가볍습니다.
가공비가 저렴하며 우리생활에 필요한 여러가지 물품을 만드는 데 이용됩니다.
종류에 따라서는 금속 이상의 강도를 가지기도 합니다.

플라스틱은 기본 성질에 따라 크게 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱으로 나눌수 있습니다.

열경화성 플라스틱은 분자의 구조가 사다리 모양이나 수세미 모양과 같은 복잡한 구조를 이루고 있으며, 한 번 가열해서 굳어지면 다시 열을 가하여도 부드러워지거나 녹지 않고, 높은 온도에서는 분해되어 버리는 플라스틱입니다.
열에 의해 한번 굳어지면 다시 열을 가해도 녹거나 유동성이 있는 물질로 되돌아가지 않습니다.

열경화성 플라스틱의 분자구조

종류

특징

폴리에스테르 수지

강화 플라스틱용 액상 불포화 폴리에스테르 수지라고 통칭한다.

강도가 크고, 온도 변화에 대한 저항성이 우수하다.

항공기, 선박, 헬멧, 낚싯대, 욕조 등의 재료로 쓰인다.

페놀 수지

딱딱하고 열에 잘 견디며, 유기 용매에 강하다.

접착제, 전기 배전판, 회로 기판, 공구함, 전화기, 자동차 브레이크 등에 사용된다.

멜라민 수지

열∙산∙용제에 대하여 강하고, 전기적 성질도 뛰어나다.

식기∙잡화∙전기 기기 등의 성형 재료로 쓰인다.

실리콘 수지

발수성, 내열성, 내자외선성, 내약품성이 강하다.

보일러, 조리 기구, 실내 난방기, 산업용 페인트 및 코팅재 등에 사용된다.

요소 수지

무색 투명하며 착색이 자유롭고 값이 싸다.

단추, 조명 기구, 단열재 등에 사용된다.

아미노 수지

매우 단단하여 흠집이 잘 나지 않는다.

식기류, 전기 스위치 덮개, 출입문 손잡이, 단추, 접착제 등에 사용된다.

에폭시 수지

기계적 강도가 우수하고, 기후 변화에 대한 저항성이 크다.

건물의 방수 재료, 금속이나 유리의 접착제 등에 사용된다.

반면 열가소성 플라스틱은 분자 구조가 선 모양이나 나뭇가지 모양으로 결합되어 있어 가열하면 부드러워지고 유체가 되지만,
온도가 낮아지면 다시 굳어지는 성질을 가진 플라스틱입니다.
성형후에도 녹여서 다시 재생이 가능합니다.

열가소성 플라스틱의 분자구조

출처-Basic 고교생을 위한 화학 용어사전

종류

특징

폴리염화비닐 수지

착색이잘되고, 강도가 우수하며 물이나 화학 약품에 잘 견딘다.

상ㆍ하수도관, 호스, 전선 피복, 비닐 장판 등에 사용된다.

폴리스티렌 수지

무색투명하고, 전기 절연성이 우수하며, 제조 과정이 쉽다.

단열재, 공학 제품, 냉장고 부품, 발포 제품 등에 사용된다.

폴리에틸렌 수지

약품에잘 견디고 전기 절연성이 우수하다.

주방 용기, 전기 절연 재료, 장난감, 필름, 포장 재료 등에 사용된다.

아크릴 수지

투명하여 빛이잘 통과하고, 기후 변화에 강하며, 착색하기가 쉽다.

광고 표지판,광학 렌즈, 자동차 후미등 등에 사용된다.

나일론 수지

화학 약품에 강하고, 마찰에 잘 견딘다.

섬유, 플라스틱베어링, 기어, 롤러, 제도용 자 등에 사용된다.

폴리프로필렌 수지

외부에서 가하는압력이나 힘에 잘 견디며, 물과 화학 약품에도 강하다.

카드 파일, 주방용기, 수화물 상자, 포장 재료, 화장품 용기 등에 사용된다.

우리가 일상적으로 사용하는 플라스틱의 대부분이 열가소성 수지입니다.
초소형사출기 큐네스에서 가공이 가능한 플라스틱도 이 열가소성 플라스틱입니다.
생활속에서 많이 쓰이고 있는 5대 범용 플라스틱(LDPE, HDPE, PP, PS, PVC)도 다 열가소성 플라스틱입니다.

PC(폴리카보네이트) 비스페놀A가 카보네이트 결합으로 이어져서 만들어진 플라스틱입니다.
강화유리의 약 150배이상의 충격도를 가지고 있습니다.
강하고 내열성이 우수합니다.
가시광선에 대해 높은 투과율을 가지며 유리 대체 소재로써 사용되기도 합니다.
은행의 창구나 경찰의 진압보호 방패의 소재,건축외장재등으로 이용되고 있습니다.

폴리카보네이트를 이용한 건축물

출처: polycarbonate.kasuleimports.com.au

전기 절연도, 내열성, 난연성을 가진 소재로 전자제품 TV나 모니터,휴대전화외장등의 소재로도 사용되고 있습니다.
오토바이 및 운동용 보호 헬멧 제조에서는 ABS소재가 일반적이지만 더 고강도를 요구하는용도에는 폴리카보네이트를 사용합니다.
오랜동안 투명성 내구성 착색성때문에 음식및 음료보관용기로서 오랜기간 써왔지만 환경호르몬으로 의심받는 비스페놀 A의 용출문제로 식품 관련소재로는 사용하지 않습니다.
그 대체소재로 미국 이스트만사에서 개발한 트라이탄이 쓰이고 있습니다.

ABS(아크릴로니트릴+부타디엔+스티렌의 합성약자) 여러가지 형태로 가공하기 쉽고 도금 도색을 했을때 발색력이 좋습니다.
초소형 사출기 큐네스로 가공을 할때 가장 많이 쓰이는 소재이기도 합니다.
단단하고 매끄러우며 충격을 잘 흡수합니다.
일반 플라스틱보다 충격과 열에 강한 합성수지로서 완구,가구,스포츠, 자동차용품, 전자기기 등에 사용되고 있습니다.
우리에게 가장 친숙한 ABS소재의 물품은 레고브릭입니다.
인체에 무해하고 견고하지요.

ABS를 이용해 만든 레고브릭

ABS는 다 언급하기 힘들정도로 많은 곳에 쓰이고 있습니다.

PE(폴리에틸렌) PP(폴리프로필렌) 이 두가지는 식품의약품안전청에서 전자렌지 사용가능 플라스틱 용기로 규정되어있습니다.
내열성이 높아 열을 가해도 형태가 변형되거나 유해물질이 나오지 않습니다.
PP는 내열온도가 130~150℃로 끓는 물이나 전자레인지에 사용이 가능해 즉석밥, 도시락등의 식품용기로 활용되고 있습니다.
각종 포장재 필름이나 가전부품,자동차 내외장재,주방용품등으로도 이용됩니다.
PE는 페트병 소재로 우유나 과일주스 식용유,마요네즈나 케찹용기로 사용되며 그중 HDPE(고밀도 폴리에틸렌)은 내열온도가 90~120℃로 전자레인지 사용이 가능합니다.
고온가열 살균된 식품 포장재(레토르트 파우치,우유용기)로도 사용됩니다.
LDPE(저밀도 폴리에틸렌)은방수성과 내구성,투명성이 우수해 포장비닐이나 지퍼백으로 활용됩니다.
PE와 PP 두가지 모두 분리배출을 통해 100%재활용이 가능한 소재 입니다.

PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)

PET를 이용한 페트병

출처-글로벌이코노믹

열과 충격에 강해서 유리병이나 주방용품혹은 아이들 장난감으로 많이 사용됩니다.
광택도 좋고 장시간 햇빛에 노출되도 변색되지않아 현재까지는 가장 안전한 플라스틱으로 인식되고 있습니다.
하지만 일부 페트병이나 용기를 재 사용할경우 디프탈레이트가 용출될 수 있으므로 가열하거나 뜨거운 물질을 사용하는건 금해야 합니다.

PVC(폴리염화비닐)

폴리염화비닐의 분자구조와 제품

폴리염화비닐 (출처: 위키피디아, pixabay)

염화비닐을 주성분으로 하는 플라스틱입니다.
우리가 흔히 알고 있는 비닐입니다.
PVC는 본래 딱딱한 물질이기 때문에 프탈산계(phthalates, DEHP, DINP, DBP 등) 가소제나 아디핀산계(adipates, DHEA 등) 가소제를 사용해 유연성과 탄력성을 높인 뒤 필름·시트·성형품·캡 등 광범위한 제품으로 가공됩니다.
하지만 프탈산계 가소제가 간과 신장장애, 생식 기형 등을 유발하는 것은 물론 내분비계 장애 물질임을 경고한 바 있으며, 한국소비자보호원은 1998년 PVC 소재 장난감에서 가소제를 다량 검출하여 가소제 유해성에 대한 논란이 일기도 했습니다.
또 유럽연합 산하 '독성·생태독성·환경에 관한 과학위원회'는 3세 이하의 아이가 PVC로 만든 장난감 제품 등을 입 속에 넣어 빨게 되면, 잠재적 유해화학물질인 DEHP와 DIN P 등이 아이에게 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다고 판단하기도 했습니다.
아울러 이러한 물질들은 동물 실험을 통해 간과 콩팥에 심한 손상을 입힌다는 점이 밝혀지기도 했습니다.

[네이버 지식백과] PVC (시사상식사전, pmg 지식엔진연구소)

PVC는 재활용 불가로 구분됩니다.
열적 안정성이 낮아 재 가공 또는 소각 과정에서 다이옥신을 포함하는 다양한 유해물질이 발생합니다.
많은 PVX제품에는 과량의 첨가제가 포함되어 있으며, 특히 오래된 제품에는 납, 카드뮴, 프탈레이트 등 과량의 유해물질이 첨가물로 혼합되어 있어 폐기물의 소각 및 매립에 따른 환경 문제가 있습니다.

[네이버 지식백과] 폴리염화비닐 [polyvinyl chloride] (화학백과)

이외에도 많은 종류가 있고 많은 플라스틱 제품들이 있습니다.
당장 이 블로그를 작성하고 있는 제 책상에만 해도 플라스틱은 넘쳐납니다.

주변의 플라스틱

플라스틱은 종류에 따라 다양한곳에 쓰이고 있습니다.
우리주위에 플라스틱이 아닌 물품을 찾는게 빠를만큼이요.

플라스틱 분리배출 구분 표기

출처: 한국환경공단

생분해성 플라스틱도 있습니다.
외과 수술후 상처를 꿰멜때 쓰는 실은 체액 속에 천천히 용해 되기 때문에 실을 따로 뽑을 필요가 없습니다.
여기서 쓰이는 물질이 바로 생분해성 플라스틱입니다.

플라스틱도 여러 방향으로 진화를 거듭하고 있습니다.
그리고 분명 더 좋아지겠죠?

하지만 현재 플라스틱이 가지고 있는 여러 문제점과 필요성 그사이에서 큐네스는 항상 고민하고 있습니다.

필요한 물품을 필요한 만큼 만들기 위해 큐네스는 개발되었습니다.

기존 플라스틱 제품들을 손쉽게 재활용할 수 있는 방법들에 대해서도 계속 연구중입니다.
획기적인 방법으로 대단한 결과를 낼 수 있다고 얘기할 수는 없겠지만 한발 한발 점진적인 노력으로 작은 변화부터 시작하겠습니다.

플라스틱 재활용 로봇모형

큐네스의 발걸음에 작은 응원 부탁드립니다.