(질문의 배경)

플라스틱 제품에 약점인 고온에서의 유해물질 발생일 것이다, 특히 물병에 경우 고온의 차나 음료를 담아도 인체에 무해하고 용기에 변형이 없어야하는데, 이를 위해 트라이탄 재질을 활용하여 제작하려고 하는데 트라이탄 소재의 특징민 트라이탄 사출에 대해 자세히 알아보고자 한다.

(트라이탄 소제란)

미국 Eastman 화학에서 2007년 말 새로이 개발된 Tritan (트라이탄) Copolyester 수지는 재사용이 가능한 스포츠 물병, 유아용품, 소형가전제품, 주방용품을 포함한 다양한 시장에서 각광을 받고 있는 제품이다. Tritan 수지는 디자인의 유연성, 가공성 용이성 및 유리처럼 투명하고 질기며 식기 세척기에 사용이 적합한 내열성/내구성 등 소비자가 선호하는 장점 등 새로운 차원의 기능성을 보여준다. Tritan 수지는 코폴리에스터수지의 다채로운 물성 외에도 더욱 높은 열 저항성(내열성) 및 내충격성이 보강된 혁신적인 중합체(폴리머)이다. 게다가 Tritan수지는 폴리카보네이트 (PC), 폴리설폰, 나일론 (PA) 및 PC 알로이 제품 등 다른 엔지니어링 플라스틱과 비교하여 기능성과 가격적인 면에서 장점을 갖고 있다. Tritan 코폴리에스터 수지는 낮은 잔류 응력, 우수한 내화학성, 뛰어난 투명성, 그리고 용이한 작업성 및 진공성형성 등의 장점을 갖고 있다.

(특징)

트라이탄의 특성은 투명성이며, 우수한 내충격성을 지니고 있다. 식기세척기용에 적합한 내구성과 긴 제품 수명과 제품 낙하 시 나는 소리와 표면 촉감이 좋다. 추가적으로, Tritan 수지는 비스페놀에이(bisphenolA, 환경호르몬 )없이 만들어지는 제품이므로 성형품 제조업체는 성형품 제조, 제품 품질 및 판매시 BPA없음(환경 호르몬에 안전함)을 명시할 수 있다.

(사출성형 시 주의점)

주의 사항으로는 건조시간 및 온도, 통기량, 수분 함량, 배럴 온도 및 용융 온도에 최적화를 유지해야 하며, 사출기 내의 체류 시간을 최소로 하여 최적의 가공 온도에서 가공하면 물성을 극대화하는데 유용하다. Tritan과 같은 엔지니어링 재료는 가수분해에 따른 열화 때문에 가공 온도에 의한 열화가 일어날 수 있다. 일반적인 가공 온도는 에어 숏트로 측정했을 때 282°C(540°F) ± 5°,－10°C(40°－50°F) 입니다. 50%-80%의 고 배럴 용량을 이용하여 고속 사이클 타임으로 성형품을 성형할 경우, 용융 온도 범위의 상한 구간에서 사출할 수 있다. 반대로 10%－25%의 적은 배럴 용량을 이용하여 긴 사이클 타임으로 성형품을 성형하는 경우에는, 제시된 용융 온도의 하한 구간에서 Tritan을 사출해야 한다.

충진/사출 속도 : Eastman Tritan™ 코폴리에스테르의 충진 속도는 일반적인 플라스틱에 비해 느려 충진 속도 프로파일 기능이 있는 장비가 바람직 하다. 스크류 속도(rpm) 는 성형품 냉각 중에 스크류가 복귀하여 금형이 열리기 전에 단 2-5초 동안 후방 위치에 머물도록 최저 속도로 가소화를 늦추어야 한다. 이는 고속에 따른 전단을 최소화하여 용융을 한층 균일하게 만드는 경향이 있다.

(그리드별 특징)

<그림. Eastman TritanTM Coplyester를 위한 사출 성형>

Tip

일반 플라스틱의 경우 고온에서 변형 혹은 환경호르몬이 발생한다는 연구 결과로 인식이 좋지 않아 졌는데, 휴대성에서 다른 재질에 비해 압도적이므로 이를 보안한 재질이 트라이탄 재질이라 할 수 있다.

<참고자료·문헌>

1. 유튜브 동영상<트라이탄 물병 사출> https://youtu.be/8rwG-6mBp7g
2. https://www.youtube.com/watch?v=_tUXUzErgd0 트라이탄물통 뚜껑 사용법
3. http://yeogiemc.tistory.com/32331 안전성 검증된 트라이탄 수지 공급

<전문용어>

트라이탄, 비결정성, 잔류응력, 비스페놀 에이