탄성을 가지는 소재는 여러가지가 있다
고무도 있고 (고무 내에도 종류가 아주 많다)TPU도 있고 PU도 있고.. 실리콘도 있고.
TPE(Thermo Plastic Elastomer)는 어떤 특성을 가지고 있을까?
TPE의 성형법은 플라스틱의 성형법과 같다
실리콘, 고무등과 가장 큰 차이는
TPE는 ‘플라스틱’이다.
플라스틱과 똑같은 금형에서 만들고 있으며 플라스틱의 사출법으로 제조 가능하다.
사출성형을 거의 하지않는 (본적이 없다) 고무, 실리콘과는 가장 큰 차이점이다.
TPE는 이중 사출(인서트 사출)이 가능하다
이중사출이란 무엇일까?
두가지 이상의 플라스틱이 결합된 제품들이 있다. 예를 들면 저 칫솔은 흰색의 딱딱한 부분과 빨간색의 탄성이 있는 부분으로 이루어져 있는데
저 흰색 부분을 먼저 성형한 다음 금형에서 꺼내서 TPE사출금형에 흰색을 끼워넣은 뒤 흰색 위에 TPE를 덮어서 사출한 형태이다.
이렇게 두번 사출해서 만드는 공법을 이중사출이라고 한다.
고무, 실리콘은 사출성형을 하지 않기에 이런 이중사출이 불가능하고 따로 조립하거나 접착해야 하는 공정이 필요하다.
TPE는 색깔 조절이 쉽다
TPE의 기본 색은 새하얀 흰색이다.
그래서 넣는 염료에 따라서 다양한 색깔을 만들 수 있다.
고무는 색깔 조절이 꽤 어렵다.
TPE는 탄성별로 종류가 많다.
TPE의 탄성 정도는 보통 ‘경도’단위로 나타내고 Hs단위계를 주로 사용한다.
저 위의 칫솔 손잡이처럼 제품에 손잡이 그립감(파지감)을 향상시키기 위해 TPE를 사용할 때
여러 경도로 샘플을 만들어봐서 평가하는게 가장 좋다.
자동차에서 TPE의 활용사례
1. 유연성을 이용한 ‘호스’
2. 가죽의 감성 품질 향상을 위한 보조수단
스티어링 휠이나 기어 노브, 센터콘솔이 그냥 가죽으로만 덮여있는것 같지만
플라스틱 위에 그냥 쌩 가죽으로만 덮으면 가죽이 ‘딱딱하다’라는 느낌이 크게 든다.
‘딱딱한 가죽’을 ‘부드러운 가죽’느낌으로 만들어 주기 위해 나일론이든 ABS든 딱딱한 플라스틱 위에 TPE를 사출하고 이 위에 가죽을 씌우는 방법들을 사용한다
빨간 화살표로 표시한 까만 가죽부분 아래가 TPE로 되어있어 부들부들한 가죽 느낌을 더 잘 살려준다.
TPE의 마찰력? : 감성품질
가끔 손잡이의 ‘마찰력’을 높이기 위해 TPE재질의 마찰력 자료를 찾는 경우가 있는데
‘마찰’은 마찰이 높은 재료 낮은 재료가 따로 있다기 보다는 마주하는 두 재질에 따라서 마찰이 다르다.
특히나 손잡이는 피부로 만지는 것이기에 중고등학교에서 배운 ‘마찰계수’로 표현하기 어렵다.
중고등학교에서 배운 ‘마찰계수’는 강체간의 마찰에만 적용되는데
손의 피부나 TPE모두 강체가 아니기 때문에 이런 정형화된 마찰 수치에 대한 자료를 찾기는 어렵다.
일반적으로 어느정도 탄성이 있는 물체를 손으로 만졌을 때 마찰력을 더 크게 느끼게 되며
이는 탄성 변형으로 인해서 표면에서 두 면이 서로를 움켜쥐는 현상이 일어나 마찰력이 더 크다고 느끼게 된다.
수치화 하기 어렵고 감성평가 영역이기 때문에 다양한 경도로 시제품을 제작하여 확인하는것이 가장 좋다.
TPE로 제품 제작시 주의사항(TIP)
같은 경도라고 하더라도 원재로 제조사마다 질감의 특성이 조금씩 다르다.
예를 들면 코오롱에서 나온 TPE기준으로 제품을 만들었는데 수급상이나 어떤 이유로 인해서 같은 경도의 LG TPE로 변경하면 사용자가 느끼는 감이 달라진다. 마찰이든 충격흡수 감성이든.
경도의 범위가 조금씩 다르기도 하고
사람이 손으로 느끼는 품질이라는게 ‘경도’하나만으로 표현이 안되는 부분도 있기 때문이다
그래서 TPE를 사용하는 제품을 제작한다면 개발 단계에서 정한 원재료사, 그레이드를 지키거나
부득이하게 변경이 필요한경우는 꼭 시사출을 해서 샘플을 확인해보고 생산하는게 좋다.
정말 재수없으면 수천개 제품 다 버려야 하는 경우가 생긴다.