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다양한 가전 제품 덕분에 우리의 삶은 더욱 풍요로워 졌습니다. 세탁기, 믹서기, 진공청소기, 커피 메이커 등 가전 제품의 발전과 더불어, 플라스틱은 핵심 소재로 떠오르고 있습니다.

플라스틱, 금속을 대체하다.

고성능 플라스틱 소재를 활용한 가볍고 안전한 가전 제품

I_1_Haushalt금속 판과 철로 만든 전통적인 가전 제품도 복고적인 매력이 있긴 하지만, 랑세스의 Durethan과 Pocan계열의  폴리아마이드와 폴리에스테르 제품은 수십 년 전부터 금속 대체 소재로 부상하며 널리 활용되어 왔습니다. 고성능 플라스틱 덕분에 감각적인 디자인, 뛰어난 성능과 경량화, 높은 수준의 안전성 확보가 가능해졌을 뿐만 아니라, 보다 합리적인 가격으로 첨단 가전제품을 선보일 수 있게 되었습니다.

혹시 옛 시절에 빨래를 하기 위해 힘겹게 무거운 빨래통을 끌고 다녔던 것 이외에도, 할머니, 할아버지가 쓰셨던 제품들을 살펴보면 특히나 그렇습니다. 초기 가전 제품이 출시된 이후에도 집안일은 전혀 쉬워지지 않았습니다. 진공 청소기의 발명으로 카페트 떨이는 쓸모 없게 되었지만, 그 당시에는 가전 제품을 사용하는 데도 여전히 상당한 체력을 필요로 했었습니다. 이 시기쯤 가전 제품의 일반 가격이 대중들도 부담 없이 구입할 수 있는 수준이 되었습니다. 하지만 20세기 초만 하더라도 10kg 정도가 일반적인 중량급으로 분류되던 시절이었습니다. 요즘 전자제품의 무게는 그 절반에 불과하지만 성능은 10배나 더 좋은 제품들이 사용되고 있습니다.

최소 중량, 최대 성능

금속은 가장 흔히 사용되던 소재였으나, 이제는 그 자리를 플라스틱이 대체하고 있습니다. 이는 플라스틱의 시초인 베이클라이트(Bakelite)로 거슬러 올라갑니다. 앞서 언급한 진공 청소기의 예를 들어 보면, 베이클라이트는 플러그와 전기 모터에 처음 사용되었습니다. “물론 그 이후로 많은 발전이 이루어졌습니다.” 라고 랑세스의 플라스틱 사업부 기술 마케팅 담당 라스 크라우스(Lars Kraus)는 이야기합니다. 어느 가전 제품 매장을 방문해 보더라도 제품이  어떻게 발전했는지 분명히 확인할 수 있습니다. 요즘의 가전 제품은 SF 영화에나 등장할 법한 발랄한 색감의 반짝이는 소품처럼 생겼습니다. 물론 모두 플라스틱 소재입니다.

랑세스의 Pocan, Durethan 등 특수 폴리머는 뛰어난 보호 기능 덕분에 오랫동안 사랑 받고 있습니다. 특수 폴리머는 필요에 따라 높은 수준의 경도 및 강도를 구현할 수 있기 때문에, 가전 제품의 모터 부품을 보호하는 것뿐만 아니라 모터의 진동을 줄여주기도 합니다. Pocan은 보쉬 지멘스(BSH, Bosch and Siemens Hausgeräte GmbH)의 주방 기기 등 다양한 제품을 통해서도 만날 수 있습니다.

가볍고 튼튼하며 경제적인 제품

II_1_Haushalt현대 전자제품은 알루미늄 주물이나 금속 판 만으로, 플라스틱을 사용하지 않고 만든다는 것은 매우 어렵습니다. 이뿐만이 아니라,  플라스틱 자체를 자세히 살펴보면 흥미로운 점들이 많습니다. 디자이너들이 플라스틱의 잠재력을 디자인에 적극적으로 활용하기 시작한 것은 불과 몇 년 전부터지만, 주택 설계에 플라스틱이 사용된 지는 이미 수십 년이 지났습니다. 하지만 더 흥미로운 사실은 폴리머의 등장으로 인해 무거운 금속 소재들이 외부 장비용으로 밀려나게 되었다는 점입니다. 엔지니어들은 이미 오래 전부터 폴리아마이드 및 유사 플라스틱 소재로 우아한 스타일링을 선보였을 뿐만 아니라, 특히 상당한 기계응력을 받는 경성 부품에도 활용해왔습니다. 좋은 예가 바로 포베르크 코볼트(Vorwerk Kobold) VK 135 진공청소기의 본체 손잡이입니다. 필터 장착부와 핸들을 모터와 연결해주는 부분으로, 랑세스의 Durethan DP BKV 30XF을 사용했습니다. 과거에는 그러한 부품 제조에 금속 판을 사용해야 했지만, 플라스틱은 훨씬 가벼울 뿐만 아니라 연결부품을 사용해 손쉬운 조립이 가능합니다. 또한, 너트와 볼트를 사용한 금속 부품 조립으로는 표현하기 어려운 하위 부품 조립도 매끄럽게 소화해낼 수 있습니다.

고품질과 강력한 성능

코볼트 제품을 위해 특별히 제작된 Durethan 특수 플라스틱은 다양한 용도에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 가볍고 튼튼하며, 비용 절감에도 도움이 됩니다. “XF란 ‘Extreme Flow’를 뜻합니다. 랑세스의 제품은 주형에 더 빠르고 쉽게 주입되기 때문에, 기계의 사출압력을 낮춰도 공정이 가능합니다.”라고 크라우스는 설명합니다. 이는 곧 사출 설비의 마모를 줄여주고, 시간 당 부품 생산량을 증가시켜 고가의 설비를 보다 효율적으로 활용하는 셈이므로 비용절감에 용이합니다.

이 뿐만이 아닙니다. 성능은 극대화하면서 중량을 최소화하기 위해 다양한 제품에 고성능 플라스틱 소재가 사용되고 있습니다. 예를 들면, 플러그, 카펫 청소기의 전선 커버 등에도 유사한 소재들이 사용됩니다. 카펫 청소기는 분 당 최대 6,200회 회전의 속도로 먼지를 떨어내며, 제작의 용이성 외에도 높은 변형저항성과 정확한 규격이 요구됩니다. 사용한 지 몇 년도 안 되어 덜거덕거리기 시작하면 곤란하기 때문입니다. 랑세스의 플라스틱 연구개발팀은 뛰어난 표면 품질을 자랑하는 제품들을 선보이고 있습니다. 엔지니어들은 강도를 높이기 위해 유리 섬유를 혼합하기도 합니다. 단순하게 비교하자면 유리 섬유는 철근 콘크리트의 철근과 같은 역할을 합니다. 단, 전문적인 공정을 거쳐야만 만족스러운 외관을 표현할 수 있습니다

화재 안전의 중요성

III_1_Haushalt사람이 직접 조작하지 않는 가전 제품에 사용되는 폴리머 소재의 경우 전문적인 기술이 특히 중요합니다. 예를 들면, 합선으로 인해 세탁기에서 화재가 발생하지 않도록 해야 합니다. 당연히 이러한 안전성에 대해서는 매우 엄격한 규제가 적용되며, 최근에는 관련 기준이 더욱 강화되었습니다. 최근에 시행된 국제전자기술위원회(IEC)의 60335-1 표준 ‘가전제품 및 유사 전기 기기 – 안전’은 플라스틱에 대해 매우 높은 안전 기준을 적용하고 있습니다. 해당 제품에 사용되는 전류가 특정 수치 이상이 되면, 내부 소재는 매우 높은 내화성 요건을 충족시켜야 합니다. 이는 대부분의 플라스틱 제품이 만족하기 쉽지 않은 수준으로, 내화성을 실험하기 위해서는 우선 통제 조건하에서 가열된 전선에 제품을 노출시킵니다. 부품에 불이 붙지 않으면 GWIT (발광 전선 가연성 온도 실험)를 통과할 수 있습니다. 그 다음 붉은 열선에 의해 발화되는 시간을 측정합니다 (GWFI, 발광 전선 난연성 지수). 1분 미만이면 그 제품은 인증을 받을 수 있습니다. 다른 국가들도 이와 유사한 실험 방식을 도입하고 있습니다.

안전성 요건 충족

요즘은 여기에 또 다른 난관이 등장했습니다. 상당수의 가공 업체가 비할로겐 소재를 요구하고 있기에, 이러한 요구를 충족하기 위해서는 연구에 대한 투자가 필수적이며, 전문기업의 기술력이 더욱 중요한 관건이 됩니다. 클라우스는 “랑세스는 고객의 요구 증대에 부응할 수 있는 다양한 폴리아마이드 및 PBT 제품을 보유하고 있습니다.”라고 설명합니다. 랑세스의 전문가들에 따르면, 이러한 혁신적인 플라스틱 제품은 엄격한 실험에서 인증을 받은 0.75mm 두께의 얇은 부품을 제조하는데도 적합합니다.

뿐만 아니라, 절연내력이 높기 때문에 누설 전류로 인한 결함이나 누전 위험도 최소화할 수 있습니다. 유리섬유를 혼합한 Durethan은 표면품질이 우수하기 때문에, 높은 마찰저항이 요구되는 세탁기의 앞판, 믹서기의 분쇄기 등을 만드는데도 사용될 수 있습니다.

랑세스- 플라스틱 다양한 가전제품에 응용

IV_1_Haushalt플라스틱이 사용되는 가전 제품은 진공청소기, 믹서기, 세탁기뿐만이 아닙니다. 판금, 세라믹 등 “구식” 소재로는 가벼운 제품을 만들기 어려운 제품에는 고급 플라스틱이 모든 가전 기기에 널리 활용되고 있습니다. 전구 소켓을 예로 들어보면, 오스람의 컴팩트 형광등 (DULUX EL)의 경우, 랑세스의 Pocan 폴리에스테르를 사용합니다. 뛰어난 내화성과 전기적 특성 이외에도,  고열에서의 변형저항이 높아야 하는 요건을 충족시키기 때문입니다.

전기와 플라스틱은 서로 어울리는 ‘안전한’ 조합입니다.

랑세스는 고성능 폴리에스테르를 저점도 제품으로도 선보이고 있습니다. 전구 소켓 생산 공정을 간소화 해줄 뿐 아니라, 기존 소재 대비 중량을 15%씩이나 줄일 수 있기 때문입니다. 이는 운송비 절감 및 이에 따른 환경 보호 효과까지 있습니다. 커피메이커의 열판 받침대, 전기 회로 차단기 등에 사용되기도 합니다.

다양한 활용 분야

그 외에도, 랑세스의 폴리머 소재는 사무용 의자 등받이, 단열 창틀 몰딩 등에 사용됩니다. 의자 등받이의 경우 철보다 가벼우면서 내구성이 높은 소재, 창틀 몰딩에는 열전도율이 낮은 소재가 필요합니다. 두 경우 모두 Durethan은 완벽한 해답을  제공 합니다.

IV_2_Haushalt모든 요건을 만족시키는 소재를 찾기는  매우 드뭅니다. 다만, 웨이크보드를 타고 파도타기를 즐기는 분이라면, 다음 휴가 때 Pocan소재로 만든 보드 위에서 파도를 즐기게 될지 모릅니다. 웨이크 보드 제작을 위해서는 판 형태로의 성형과 접착이 용이하며, 해수에 대한 내구성이 높으며, 도색이 쉬운 소재가 필요합니다. 유행에 맞춰 재빨리 신제품을 출시할 수 있기 때문입니다. 플라스틱은 강도가 높고 가벼우며 안전하면서도 가공이 용이합니다. 또한, 외관도 우수합니다. 예전에 쓰던 무거운 제품들을 그리워하는 사람들은 없을 것입니다. Durethan과 Pocan은 우리 생활의 편리함과 안전을 확보하는데 핵심적인 소재입니다.