- 공유 링크 만들기
- X
- 이메일
- 기타 앱
컴파운딩(compounding)은 수지(기지재)에 충전재·강화재·첨가제를 조합해 목표 물성을 만드는 작업입니다. 현장에서는 “원가를 낮추기 위해 넣는 것”으로만 보기도 하지만, 실제로는 강성/충격/내열/치수안정/난연/내후성 같은 성능을 동시에 맞추는 설계 행위에 가깝습니다. 특히 PP는 범용이면서도 컴파운딩 적용 폭이 넓어, 탈크 PP, GF-PP, 탄산칼슘 충전 PP, 난연 PP, 내후 PP 등 다양한 파생 등급이 실무에서 표준처럼 쓰입니다.
다만 컴파운딩은 “넣으면 좋아지는 것”만 있는 게 아니라, 가공 트러블(스크류 토크 상승, 금형 마모), 품질 이슈(뒤틀림, 취성, 백화), 장기 신뢰성(열화, 색상 변화), 규제/인증 리스크까지 함께 따라옵니다. 이 글에서는 실무에서 가장 자주 등장하는 구성(탈크, 유리섬유, 탄산칼슘, 난연, 내후 패키지)을 중심으로 설계 포인트와 대표 리스크, 그리고 현장 체크리스트/FAQ까지 한 번에 정리합니다.
목차
- 컴파운딩을 ‘설계’로 봐야 하는 이유
- 탈크 PP 실무: 강성·치수안정 vs 충격·백화 리스크
- GF-PP 실무: 강도·내열 강화 vs 워페이지·마모·표면 리스크
- 탄산칼슘(CaCO3) 충전: 원가·강성 vs 충격·수분·표면 리스크
- 난연 패키지: UL/등급 대응 vs 물성·가공·부식 리스크
- 내후(Weathering) 패키지: UV·열산화 대응 vs 변색·취화 리스크
- 현장 사례 3개: 불량 증상으로 조합 원인 추정
- 체크리스트: 사양 변경/로트 변경/불량 발생 시 즉시 점검
- FAQ
1) 컴파운딩을 ‘설계’로 봐야 하는 이유
컴파운딩은 단순히 충전재를 넣는 것이 아니라, (1) 기지재(호모/공중합 PP, 분자량/분포, 결정화 거동), (2) 충전/강화재(종류, 입도, 형상, 표면처리), (3) 첨가제 패키지(산화방지, 윤활, 분산, 핵제, 내후, 난연), (4) 공정 조건(혼련 에너지, 체류시간, 온도 프로파일) 을 함께 최적화해 목표 특성을 맞추는 작업입니다.
같은 “탈크 20%”라도 기지 PP, 탈크 입도/표면처리, 분산 상태, 핵제 유무에 따라 강성, 수축, 뒤틀림, 충격, 외관이 크게 달라질 수 있습니다. 따라서 스펙서에 적힌 함량만 보고 판단하면 현장에서 낭패를 보는 경우가 많습니다.
2) 탈크 PP 실무: 강성·치수안정 vs 충격·백화 리스크
2-1. 탈크를 넣는 이유(장점)
- 강성(굴곡 탄성률) 상승: 부품이 더 빳빳해짐
- 치수 안정성 개선: 수축·변형을 줄이는 방향(설계/공정과 결합 시 효과 큼)
- 내열(열변형 저항) 개선 경향: 특히 하중 조건에서 지지력에 유리
- 원가/성능 밸런스: 유리섬유 대비 외관·원가 측면에서 선택되는 경우 많음
2-2. 대표 리스크
- 충격강도 저하: 특히 저온 충격에서 취성 증가 가능
- 백화/응력 흔적: 스크래치나 굽힘에서 하얗게 뜨는 현상(재료 조합·결정화·분산 영향)
- 표면 외관: 광택 저하, 표면 거칠기 증가
- 분산 불량: 피쉬아이/스펙, 국부 취약점
2-3. 설계 포인트
- 저온 충격 요구가 있으면 공중합 PP 기반 또는 임팩트 개질 조합 고려
- 뒤틀림 이슈가 있으면 탈크 함량뿐 아니라 금형 냉각/게이트/리브 설계까지 동시 최적화
- 외관 요구가 높으면 입도/표면처리/분산성을 우선 스펙으로 고정
3) GF-PP 실무: 강도·내열 강화 vs 워페이지·마모·표면 리스크
3-1. GF-PP를 쓰는 이유(장점)
- 강도/강성 대폭 상승: 구조부품, 하중부품에 유리
- 내열(특히 하중 하에서) 개선: 열변형 저항이 크게 좋아질 수 있음
- 치수 안정성: 조건에 따라 수축이 줄고 강성이 증가
3-2. 대표 리스크
- 워페이지(뒤틀림) 방향성: 섬유 배향 때문에 변형이 “방향성을 띄며” 커질 수 있음
- 표면 외관: 섬유 노출, 실버스트릭, 표면 거칠기, 도장 품질 저하
- 금형/스크류 마모: 유리섬유는 마모성이 커서 설비 수명과 직결
- 용접부(웰드라인) 취약: 섬유가 끊기고 정렬이 불리해 강도 저하 가능
3-3. 설계 포인트
- 워페이지는 “재료”만의 문제가 아니라 게이트 위치, 유동 길이, 리브 설계, 금형 온도와 결합된 문제
- 마모 대비: 바이메탈 스크류/실린더, 마모 저감 설계, 유지보수 주기 계획
- 표면 요구가 높으면 탈크+GF 하이브리드, 또는 도장/코팅 공정 전제를 명확히
4) 탄산칼슘(CaCO3) 충전: 원가·강성 vs 충격·수분·표면 리스크
4-1. 탄산칼슘을 쓰는 이유(장점)
- 원가 절감: 대표적인 비용 최적화 충전재
- 강성/치수 안정 개선: 함량과 입도에 따라 개선 가능
- 가공성: 특정 배합에서는 유동성/사이클에 도움 되는 경우도 있음
4-2. 대표 리스크
- 충격 저하: 과도 충전 시 취성 증가
- 수분/표면 처리: 표면처리(스테아레이트 등) 유무에 따라 분산·흡습·가공 안정성 차이
- 표면 외관: 광택 저하, 스웰/흐름 흔적이 두드러질 수 있음
- 내후/열화: 배합에 따라 장기 내구성 문제로 연결될 수 있어 패키지 설계 필요
4-3. 설계 포인트
- “원가” 목적이면 입도, 표면처리, 함량을 고정하고 로트 변동을 관리해야 품질이 안정됨
- 충격 요구가 있으면 공중합 기지 또는 충격개질제 조합 검토
5) 난연 패키지: UL/등급 대응 vs 물성·가공·부식 리스크
5-1. 난연은 ‘규격’이 먼저다
난연은 “재료가 잘 안 탄다”가 아니라, 보통 특정 시험 규격(예: UL 등) 등급을 만족해야 의미가 있습니다. 따라서 목표 등급(두께 조건 포함)을 먼저 확정하고 그에 맞춰 패키지를 설계해야 합니다.
5-2. 대표 리스크
- 물성 저하: 충격, 연신, 피로 특성이 떨어질 수 있음
- 가공 문제: 가스 발생, 실버, 금형 오염, 점도 변화
- 전기/부식 리스크: 특정 조합에서 금속 부품 부식이나 전기적 이슈가 나타날 수 있어 적용 검증 필요
- 색상/변색: 열이력에서 황변·변색 가능
5-3. 설계 포인트
- 난연은 단독 첨가제가 아니라 시너지 패키지로 설계되는 경우가 많아, 로트/공급망 변화에 취약
- 실제 제품 형상과 동일한 두께 조건으로 사전 평가(샘플 시험 vs 양산 형상 차이 주의)
- 가공 안정화를 위해 열안정/윤활/분산 패키지를 함께 설계
6) 내후(Weathering) 패키지: UV·열산화 대응 vs 변색·취화 리스크
6-1. 내후 패키지는 ‘환경 가정’이 먼저다
“내후”는 단어가 넓습니다. 실제로는 UV 노출, 온도 사이클, 습도, 오존, 오염물, 색상 요구(검정/백색/투명) 같은 조건을 먼저 정의해야 패키지가 맞습니다. 같은 PP라도 실내용과 옥외용, 자동차 외장과 산업용 하우징은 요구가 다릅니다.
6-2. 대표 리스크
- 취화(부서짐): UV/열산화로 분자량 저하 → 충격 급락
- 변색/황변: 안정제 조합과 색소/카본블랙, 공정 열이력 영향
- 기계물성 드리프트: 초기 OK, 시간이 지나 급격히 하락
6-3. 설계 포인트
- 기본은 산화방지(1차/2차) + 광안정(HALS 등) 조합을 환경에 맞게 설계
- 색상 요구가 있으면 안정제-안료 상호작용까지 검증(특히 백색/밝은 색 계열)
- 가속 내후 시험 결과는 조건 의존성이 커서, 목표 환경과 시험 조건을 최대한 맞추는 것이 중요
7) 현장 사례 3개: 불량 증상으로 조합 원인 추정
사례 1. 탈크 PP로 바꾸고 뒤틀림은 줄었는데 낙하 충격 불량 발생
- 증상: 강성/치수는 개선, 저온/낙하에서 깨짐 증가
- 가능 원인: 충전으로 충격강도 저하, 기지 PP(호모) 선택, 결정화 변화
- 해결 방향: 공중합 기지 전환, 임팩트 개질 조합, 함량/입도 조정, 제품 응력 집중 완화
사례 2. GF-PP에서 조립 불량(휨)과 표면 섬유 비침 증가
- 증상: 워페이지 방향성이 커지고 외관 불량
- 가능 원인: 섬유 배향 편중(게이트/유동), 냉각 불균일, 분산/절단 상태 변화
- 해결 방향: 게이트 위치/다점 게이팅 검토, 금형 온도 균일화, 조건(속도/보압) 최적화, 외관 요구 시 등급 재선정
사례 3. 옥외 사용 부품이 6~12개월 후 하얗게 뜨고 쉽게 부러짐
- 증상: 백화, 취화, 충격 급락
- 가능 원인: 내후 패키지 부족 또는 로트 변화, UV 노출 과대, 색상(밝은색)에서 안정제 한계
- 해결 방향: HALS/UV 흡수제/산화방지 패키지 재설계, 색상/안료 변경 검토, 가속 내후 시험 조건 재정의
8) 체크리스트: 사양 변경/로트 변경/불량 발생 시 즉시 점검
- 목표가 원가인지, 강성인지, 내열인지, 난연인지, 내후인지 우선순위가 명확한가
- 충전/강화 함량만 보지 말고 입도/형상/표면처리가 고정되어 있는가
- 분산 상태를 좌우하는 컴파운딩 공정(혼련 에너지, 체류시간)이 변하지 않았는가
- GF-PP는 워페이지 방향성을 형상/게이트와 함께 검토했는가
- 난연은 목표 시험 규격/두께 조건을 확정하고 동일 조건으로 검증했는가
- 내후는 실제 환경(지역, UV, 온도, 습도, 색상)을 가정하고 안정제-안료 조합을 검증했는가
- 불량이 “초기/장기” 중 언제 발생하는지 구분했는가(장기면 열화/내후/크리프 가능성 증가)
FAQ
Q1. 탈크 PP와 GF-PP 중 무엇이 더 좋나요?
목표에 따라 다릅니다. 강성/치수 안정이 필요하지만 외관과 원가도 중요하면 탈크 PP가 많이 선택됩니다. 구조 강도와 내열(하중 조건)까지 크게 올려야 하면 GF-PP가 유리할 수 있지만, 워페이지, 마모, 표면 품질 리스크를 함께 관리해야 합니다.
Q2. 충전재를 늘리면 뒤틀림이 항상 줄어드나요?
반드시 그렇지 않습니다. 충전재는 수축을 줄이는 방향으로 작동하기도 하지만, 유동/냉각 불균일과 결합하면 오히려 변형 패턴이 복잡해질 수 있습니다. 특히 GF-PP는 섬유 배향 때문에 뒤틀림이 “방향성”을 띄며 커질 수 있습니다.
Q3. 탄산칼슘은 무조건 원가 절감용인가요?
현장에서 원가 목적이 많지만, 입도/표면처리 설계에 따라 강성이나 공정 안정성 측면의 목적도 가질 수 있습니다. 다만 충격 저하, 외관 변화, 장기 내구성 이슈가 생길 수 있어 목표 스펙을 명확히 해야 합니다.
Q4. 난연 PP에서 가장 흔한 양산 리스크는?
가공 중 가스/실버, 금형 오염, 물성(특히 충격) 저하, 색상/변색, 그리고 규격 재현성(로트 변화)에 대한 리스크가 자주 발생합니다. 목표 규격과 두께 조건을 고정하고, 양산 조건으로 반복 재현성을 확인하는 것이 중요합니다.
Q5. 내후 패키지는 ‘검정색이면 끝’인가요?
검정(카본블랙)이 UV 차단에 유리한 경우가 많지만, “끝”은 아닙니다. 열산화, 온도 사이클, 습도, 기계 하중, 첨가제 상호작용까지 고려해야 장기 취화와 변색을 줄일 수 있습니다.
컴파운딩은 “충전/강화로 물성을 올리는 기술”이면서 동시에 “새 리스크를 만들어내는 기술”입니다. 탈크 PP, GF-PP, 탄산칼슘, 난연, 내후 패키지는 각각 장점이 뚜렷한 만큼, 제품의 사용 환경과 품질 우선순위를 먼저 확정하고, 충전재/강화재의 세부 스펙(입도·표면처리·분산)과 공정 조건을 함께 묶어 설계해야 양산에서 흔히 발생하는 변형, 취성, 외관, 열화 문제를 줄일 수 있습니다.