TPU 변색 방지 - TPU byeonsaeg bangji

안녕하세요. 모해입니다.

이번에는 실생활에 많이 사용되고 있는 

"핸드폰 케이스 소재"에 대한 내용입니다.

특히, 투명케이스를 일반적으로 많이 사용하시는데, 

색상이 누렇게 변하는 현상을
한 번쯤은 경험하셨을 겁니다.

어떤 소재를 사용해야 장시간 오래 사용할 수 있는지 

함께 알아보도록 할까요??

TPU

고무의 탄성을 가진 플라스틱으로, 열을 가하면 

형태 변형이 생겨 잘 휘어지고 충격 흡수력이 뛰어납니다.  

고무 PVC 재질은 성형 시 첨가제를 사용하여 

환경 저해요소가 있으나 TPU는 약품을 첨가하지
 않아 환경에 영향을 주지 않습니다.

휴대폰 케이스 운동화 밑창 축구공 도마 등

 다양한 용도로도 두루 쓰이는 재질입니다.

단점은 장시간 방치할 경우, 

황변 현상(시간이 경과함에 따라 변색하는 현상)이 
발생됩니다. 

이런 단점 때문에 간혹 TPU핸드폰 케이스
+ uv코팅제가 첨가되어 있는 
상품을 판매하기도 합니다.

하지만 오랫동안 사용하기엔 무리가 있습니다.

*일반적으로 젤리케이스라고 알려져 있습니다. 

언박싱 1+1 갤럭시 투명범퍼 카드범퍼 케이스

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PC(폴리카보네이트)

열가소성 플라스틱으로, 내충격성, 내열성,

 내후성, 자기 소화성, 투명성 등의 특징이 있습니다. 

그리고 강화 유리의 약 150배 이상의 충격도를 

지니고 있어 유연성 및 가공성이 우수합니다. 

잘 깨지고 변형되기 쉬운 아크릴의 대용재이자 

일반 판유리의 보완재로 많이 쓰이고 있습니다.

 핸드폰 케이스로는 딱딱한 성질 때문에 

기스가 발생되는 문제가 있습니다.

흠집을 최소화하기 위해 PC+우레탄 혼합된 제품이 있습니다.

끼움 변색없는 투명 PC 휴대폰 케이스

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아이몰 에어 제트 PC 휴대폰 케이스

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PU + PC

TPU와 PC 소재를 혼합하였습니다.

TPU의 황변 현상, 그리고 PC의 딱딱함과

 잦은 기스로 인한 단점을 최소화한 상품입니다.

하지만, TPU보다는 황변 현상이 느릴 뿐, 측면에 발생됩니다. 

신지모루 에어클로 휴대폰 케이스

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*파트너스 활동을 통해 일정액의 수수료를 제공받을 수 있습니다.

구입하실 때에 이런 장단점을 확인하시고, 

소재 확인을 하시면 후회 없이 좋은 상품을 구매하실 수 있을 겁니다.

번외로,  "마이크로 도트 코팅/나노 엣칭 기법"이라는 용어도 보이는데

이는 물 번짐을 없애기 위해 프린팅을 한 것입니다.

투명케이스를 구입하고자 한다면?

황변 현상이 걱정된다면, TPU(젤리)< TPU+PC < PC

기스가 걱정된다면, PC < TPU+PC < TPU

가격 저렴 순으로, TPU < TPU+PC < PC < PC+우레탄

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사용하다 보면 점차 누래지는 핸드폰 케이스, 누구나 한 번쯤은 경험해 보셨을텐데요, 대체 왜 그런 변화가 일어나는지, 동성의 무황변TPU는 그것과 무엇이 어떻게 다른지! 오늘 제가 소개해드리도록 하겠습니다!

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새 핸드폰을 구입하면 가장 처음 구입하는 것, 아마 핸드폰을 보호하기 위해 사용하는 케이스일 것 같습니다.

요즘에는 워낙 취향도 다양해졌고 제품들도 다양해져서 제각기 다르고 예쁜 케이스를 사용하는 모습이 많이 보이는데요, 누구나 한번쯤은 젤리케이스를 사용해 보셨을 것 같습니다.

가볍고 말랑말랑한 젤리 케이스, 값도 싸고 구하기도 쉽지만 조금만 사용해도 금세 노랗게 변해서 새로운 케이스를 구입하게 된 경험, 있지 않으신가요? 이건 대체 왜 그런지 이 작가가 쉽게 설명해드리겠습니다!

이러한 젤리케이스는 TPU(Thermoplastic Poly Urethane, 열가소성 폴리우레탄) 로 만들어지는 경우가 대부분인데요, TPU는 고무의 탄성을 가지고 있고, 열을 가하면 형태 변형이 가능해서 성형이 쉽다는 장점을 가지고 있는 소재랍니다. 게다가 충격흡수력이 뛰어나 휴대폰 케이스, 운동화 밑창, 축구공, 도마 등 다양한 용도로 쓰이는 재질이기도 하지요. 일반적으로 우리가 흔히 알고 있는 연질 PVC는 가소제 및 재질내 환경유해물질이 존재하지만, TPU는 유해물질이 포함된 첨가제를 사용하지 않아 사용자와 환경에 영향을 주지 않는다는 장점도 가지고 있습니다.

* 네이버 지식백과 참고

충격흡수력이 뛰어나면서 탄성이 좋아 휴대폰케이스로 쓰이는 이 TPU의 가장 큰 단점은 바로 ‘노랗게 변하는 것, 즉 황변’입니다. 그렇다면 대체 왜 이런 현상이 나타나는 것일까요?

바로 우레탄의 성분인 이소시아네이트의 구조에 따른 것인데요, 방항족계 화합물인 TDI나 MDI는빛에 의하여 퀴논이미드 구조로 변화하면서 황색 또는 갈색의 외관을 형성하게 됩니다. 위 구조는 작은 에너지로도 쉽게 변화 할 수 있어 장파장 쪽(가시 영역)에서 흡수가 되고 발색이 되어 점차 옅은 황색 혹은 갈색으로 나타나게 됩니다. 직접적으로 물성 저하를 일으키지는 않지만, 외관상 좋지 않은 인상을 주게 되죠. 주로 방향족 이소시아네이트는 UV안정제나 흡수제를 첨가하여 황변 현상을 방지하고자 하지만, 방향족 이소시아네이트를 배제하지 않고서는 황변 현상을 지연할 뿐 원천적으로 막을 수 없고, 그래서 우리가 보는 누런 핸드폰 케이스가 되는 것이죠.

하지만 방향족계 이소시아네이트와 달리 위 그림처럼 3가지 이소시아네이트의 구조에서는 이중결합을 확인 할 수 없습니다. 위와 같이 단일 결합 (-C-C-)은 매우 안정적인 구조로써 변화를 주기위해서는 큰 에너지가 필요하며, 이 경우에는 큰 주파수(단파장)에서 흡수가 일어나기 때문에 전자파의 흡수는 있어도 색이 나타나지 않습니다.이런 형태를 ‘지방족과 지환족 이소시아네이트’라고 하고, 이것을 원료로 사용하는 폴리우레탄이 색의 변화가 없는 ‘무황변 폴리우레탄’이 되는 것이지요.

동성코퍼레이션에서 생산하고 있는 NA TPU (Non-yellowing)/무황변 TPU는 바로 이런 형태의 지방족 이소시아네이트를 사용하기 때문에 빛에 장시간 노출이 되어도 초기의 투명한 컬러를 유지 할 수 있다는 장점이 있습니다. 그래서 특히 자동차용 Surface Protection Film의 소재로, 자동차 본연의 컬러를 유지 하면서 스크래치나 돌튐으로부터 도장면을 보호하는 우수한 고기능성 Film으로 많이 사용되고 있습니다. 뿐만 아니라, 자동차 내장재로 사용되어 열을 받아도 유해성분을 뿜어내지 않고, 오래도록 빛을 받아도 변색되지 않으며 내구성도 좋아 고급 차량에 동성의 TPU가 들어간다는 사실!

오늘 제가 소개해드린 TPU에 대한 이야기! 어떻게 들으셨나요? 앞으로 동성의 기술과 소재에 연관된 콘텐츠를 시리즈로 제작해 소개해드리고자 합니다! 내가 담당하는 소재, 기술에 대해 자랑하고 싶으신 임직원 여러분들은 언제든 저에게 연락 주시기 바랍니다.

(저에게 원리에 대해 설명만 해주시면 콘텐츠는 제가 만들 테니 부담없이 연락주세요 ^^)

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그럼 저는 다음 번에 더욱 흥미로운 이야기로 다시 인사드릴게요! 뿅!

(글_이유주 과장 / 기술 설명_IM BU 최종휘 과장, 우연회 과장)

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