열역학과 레진

열역학과 레진에 대해서 설명드릴게요.

열역학과 레진은 어떤 관계가 있을까요? 우선 이 글은 기구 엔지니어가 제품 개발할 때 필요할 것 같은 내용을 다룬 것입니다. 열역학이라고 한 것은 다루는 제품이 열을 발생하므로 열적인 문제를 고려해야 된다는 의미입니다. 비전공자 입장에서 레진은 어려울 수도 있습니다. 사실 기계공학 전공자라도 레진이라는 말을 많이 듣지 않았을 것입니다. 저 역시 학부 때 레진이라는 단어를 들은 기억이 없습니다. 일을 시작하면서 접하기 시작하였습니다. 그러고 나서 숱하게 듣고 있습니다. 레진이라는 것은 합성수지라는 뜻입니다. 플라스틱을 의미한다고 보시면 되는데 더 정확히는 플라스틱 종류를 구분할 때 레진이라는 말은 자주 씁니다. 예를 들어 어떤 부품이 있습니다. 그 부품은 abs 플라스틱입니다. 개발자들 사이에서 저 부품은 어떤 레진을 썼나요 라고 묻습니다. 그러면 abs입니다 라고 답합니다. 어떤 플라스틱을 썼나요 라고 묻지 않습니다. 사실 한국에서 쓰는 수지라는 말이 혼돈을 일으킬 수도 있을 것 같습니다. 수지라는 것은 나무 기름이라는 뜻인데 플라스틱은 나무 기름이 아니죠. 그래서 합성수지라는 단어를 쓰는 것 같습니다. 유래가 어떻게 되었는지 정확히는 모르겠습니다만 새로운 물질이 들어오고 이름을 붙이는 과정 중에 이렇게 정착된 것 같습니다. 기회가 된다면 나중에 다시 한번 다루어 보겠습니다. 다시 열역학과 레진이라는 내용으로 돌아가겠습니다. 열역학과 레진은 어떤 관계가 있을까요? 질문을 바꾸어보면 열을 다루는 제품에 레진이 어떤 관계가 있을까요? 그 제품이 플라스틱으로 이루어진 제품이라면 레진이 매우 중요합니다. 왜냐하면 제품 개발이라는 것은 항상 정상 동작을 가정하지 않습니다. 비정상적 동작이 발생하였을 때 치명적인 문제가 발생하면 안 됩니다. 좀 더 정확히 말하자면 인명에 피해 가는 일이 발생하면 안 됩니다. 그런 문제를 예방하기 위해 레진이 할 수 있는 역할이 있습니다. 높은 열을 발생하는 제품의 경우 분명히 발열부에 난연 부품과 내열 부품을 설계할 것입니다. 난연과 내열이라는 것은 같은 의미가 아닙니다. 불이 났을 때 불이 붙지 않아 타기 힘든 것을 난열이라고 합니다. 내열이라는 것은 높은 온도를 버틸 수 있는 것을 의미합니다. 즉 높은 온도에서 정상 동작을 하는데 부품의 문제가 없게 만들기 위해서는 내열 부품을 설계합니다. 혹시라도 정말 만에 하나 불이 났을 경우 불이 더 이상 번지지 않게 하기 위해 감싸는 용도로 난연 부품을 설계하는 것입니다. 그렇다면 부품의 난연과 내열은 어떻게 결정되는 걸까요? 바로 어떤 레진을 사용하느냐로 그 부품이 난연인지 내열인지 구분됩니다. 꽤 긴 시간 개발을 한 회사라면 다양한 레진을 제품에 적용했을 것입니다. 왜냐하면 레진이라는 것이 재료비에도 직접적인 관련이 있습니다. 레진 생산업체에서 대량의 레진을 삽니다. 그리고 그 레진을 높여서 형태를 만들게 됩니다. 당연히 저렴한 레진을 사용하면 제품의 단가를 낮출 수 있습니다.

일반적인 회사라면 지속적으로 재료비를 낮추는 노력을 합니다.

왜냐하면 낮은 재료비가 경쟁력이기 때문입니다. 재료비 낮추라는 목표가 주어지면 기구 엔지니어들이 고려하는 것 중 하나가 레진 교체입니다. 물론 터무니없이 교체하는 것이 아니라 동일한 성질과 동등 수준인데 저렴한 레진을 찾습니다. 그리고 그 레진을 테스트해서 적용하는 것이죠. 제품 개발의 역사가 긴 회사는 다양한 레진을 다루어보았고 경험이 있습니다. 레진을 고려할 때 가장 먼저 하는 것은 레진 생산업체에서 물성표를 받는 것입니다. 거기에는 정해진 규칙대로 테스트해서 나온 값들이 있습니다. 그 값을 기존 레진과 비교합니다. 그 값들이 유사하거나 동등 이상이면 교체해서 사용해도 되는 것이죠. 하지만 이 값들이 동등이거나 이상이라고 해도 직접 적용하면 문제가 발생할 수도 있습니다. 왜냐하면 물성표에 나와있는 테스트라는 것은 시편을 이용한 표준 테스트입니다. 즉 본인 회사 제품에 적용해서 테스트를 진행한 것이 아니라는 의미입니다. 어떻게 보면 회사 제품 실사용 조건과는 동떨어진 테스트일 가능성이 있습니다. 그렇다고 물성표 값들을 신뢰할 수 없다는 것은 아닙니다. 그 값들은 다른 모든 레진들도 동일하게 하는 테스트라서 비교가 되는 것은 맞습니다. 기존에 사용되던 레진을 교체할 레진을 찾았다면 직접 제품에 적용해서 테스트를 합니다. 그러고 나서 문제가 없다고 판단되면 새로운 레진을 적용하게 됩니다. 열역학적 고려가 필요한 레진은 물성표에서 난연 등급을 확인합니다. 난연 등급 확인 전에 생산업체에 난연 레진 추천해달라고 말을 할 겁니다. 그러면 당연히 난연 등급을 충족한 레진을 추천해 줍니다. 그러나 업체에 말할 때 어떤 난연 등급이 필요한지만 말하면 됩니다. 난연 등급에는 V-2, V-1, V-2, 5VA, 5VB가 있습니다. 난연 등급과 테스트에 대해서는 이전 포스팅에서 다루었습니다. 이렇듯 열역학적 고려가 필요한 제품에는 난연과 내열 레진을 사용해야 할 가능성이 높습니다. 가능성이라고 말씀드린 것은 모든 제품을 다 아는 것이 아니기 때문에 일반적인 이야기를 한 것입니다. 상황에 따라서 높은 열을 다루는 제품이라도 난연이나 내열 레진을 사용하지 않을 수 있습니다. 레진으로 만들어진 제품이 아니라면 말이죠. 프레스 금형이라고 하는 철을 이용한 제품으로 구성된 제품이라면 레진을 사용하지 않을 것입니다. 열역학과 난연 내열 레진 도움이 되었으면 합니다.