PC·Tritan™·PETG는 상온에서는 충분히 강하지만 열변형온도가 각각 125°C·85°C·64°C(1.8 MPa)로, 온수·식기세척기·증기 살균이 반복되는 환경에서는 크랙·변형·변색이 나타납니다. 설폰 계열은 열변형온도가 175~205°C로 이 구간을 넘어섭니다. 식품·음료 접촉이면 PPSU, 음용수·의료·산업용이면 PSU 또는 PESU를 검토하십시오.
이 페이지는 소재를 이미 알고 계신 분보다, 만들던 제품에서 불량이 나기 시작한 분을 위한 것입니다. 원인을 특정하지 못한 상태여도 괜찮습니다 — 크랙·백화·변형·황변 같은 현상만으로도 어떤 물성 한계에 걸렸는지 좁힐 수 있고, 대응 소재까지 이어집니다.
불량의 원인을 이미 알고 계실 필요는 없습니다. 현장에서 보이는 현상만으로도 어떤 물성 한계에 걸렸는지 좁힐 수 있습니다. 해당하는 증상을 고르시면 원인과 대응 소재를 보여드립니다.
손잡이·나사부·게이트 주변처럼 응력이 몰리는 곳에서 시작해, 사용 횟수가 늘면 균열이 자라 결국 파단됩니다. 처음 몇 번은 멀쩡했다가 수십·수백 사이클 뒤에 나타나는 것이 특징입니다.
사용 온도가 소재의 열변형온도에 가까워지면 성형 잔류응력이 풀리면서 변형이 누적됩니다. 여기에 세제·식품 성분이 닿으면 환경응력균열(ESC)이 일어나, 단기 시험에서는 문제가 없던 부품이 반복 사용에서 깨집니다. 상온 충격강도가 높은 소재라도 이 현상은 막지 못합니다 — 온도와 화학 환경의 문제이기 때문입니다.
Tritan™ HDT 85°C · PETG HDT 64°C · PC HDT 125°C (1.8 MPa)
식품·음료 접촉이면 PPSU. 의료·비식품이면 PSU 또는 PPSU.
사용 환경의 온도가 소재의 열변형온도에 가까워지면 변형과 균열이 시작됩니다. 아래는 실제 사용 조건과 각 소재의 열변형온도를 같은 축에 놓은 것입니다.
모든 수치는 각 제조사 공개 TDS 값이며 시험규격을 함께 표기했습니다. 규격이 다른 값을 한 칸에 섞지 않았습니다.
| 물성 · 시험규격 | PETGEastman Eastar™ 6763 | TritanEastman Tritan™ TX1001 | PC롯데케미칼 INFINO® SC-1100R | PSUBASF Ultrason® S 2010 | PPSUBASF Ultrason® P 3010 | PESUBASF Ultrason® E 2010 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 원료 비스페놀 | 비스페놀 미사용 | 비스페놀 미사용 | BPA 기반 | BPA 기반 | BPA·BPS 미사용 | BPS 기반 |
| 열변형온도 HDT/A | 64 °CASTM D648 · 1.82 MPa | 85 °CASTM D648 · 1.82 MPa | 125 °CISO 75-2 · 1.8 MPa · 4 mm · unannealed | 175 °CISO 75-1/-2 · HDT/A · 1.8 MPa | 197 °CISO 75-1/-2 · HDT/A · 1.8 MPa | 205 °CISO 75-1/-2 · HDT/A · 1.8 MPa |
| 열변형온도 HDT/B | 70 °CASTM D648 · 0.455 MPa | 99 °CASTM D648 · 0.455 MPa | 137 °CISO 75-2 · 0.45 MPa · 4 mm · unannealed | — | — | — |
| 유리전이온도 Tg | 80 °CDSC | — | — | 187 °CISO 11357-1/-2 · DSC · 10°C/min | 220 °CISO 11357-1/-2 · DSC · 10°C/min | 225 °CISO 11357-1/-2 · DSC · 10°C/min |
| 비캇 연화점 | — | — | 146 °CISO 306 · B/50 연화점 | — | — | — |
| 노치 충격강도 (Izod) | 6.2 kJ/m²ISO 180 · 23°C · Type A notch | 93 kJ/m²ISO 180 · 23°C · notched | 80 kJ/m²ISO 180 1A · 23°C · 4 mm · notched | — | 58 kJ/m²ISO 180/A · 23°C · notched | — |
| 노치 충격강도 (Charpy) | — | — | 75 kJ/m²ISO 179 1eA · 23°C · 4 mm · V-notched | 5.5 kJ/m²ISO 179/1eA · 23°C · notched | 70 kJ/m²ISO 179/1eA · 23°C · notched | 7.5 kJ/m²ISO 179/1eA · 23°C · notched |
| 인장강도 | 50 MPaISO 527 · 항복 | 43 MPaISO 527 · 항복 | 64 MPaISO 527 · 항복 · 50 mm/min | 75 MPaISO 527-1/-2 · 항복 · 50 mm/min | 74 MPaISO 527-1/-2 · 항복 · 50 mm/min | 86 MPaISO 527-1/-2 · 항복 · 50 mm/min |
| 인장탄성률 | 2100 MPaISO 527 | 1548 MPaISO 527 | 2300 MPaISO 527 | 2550 MPaISO 527-1/-2 | — | — |
| 광 투과율 | 91 %ASTM D1003 modified · 필름 250 µm | 90 %ASTM D1003 · 전광선 투과율 | — | 89 %DIN 5036-3 · 2 mm | — | 88 %DIN 5036-3 · 2 mm |
| 밀도 · 비중 | 1.27 g/cm³ISO 1183 | 1.18 g/cm³ASTM D792 · 비중 | 1.2 g/cm³ISO 1183 · 비중 | 1.23 g/cm³ISO 1183 | — | — |
| 흡수율 (포화) | — | — | — | 0.8 %ISO 62 · 수중 포화 · 23°C | — | 2.2 %ISO 62 · 수중 포화 · 23°C |
| 난연 UL 94 | — | — | V-20.75–3.0 mm | HB (1.5 mm) · V-2 (3.2 mm) | V-01.5 mm | — |
| 가공 용융온도 | 249–271 °C가공 용융온도 | 260–282 °C가공 용융온도 | — | — | — | — |
| 금형온도 | 16–38 °C금형온도 | 38–66 °C금형온도 | — | — | — | — |
PETG — 사출 성형품 기준 광학 데이터는 TDS에 없습니다. 위 투과율은 250 µm 필름 값이므로 두께가 다른 사출품과 직접 비교할 수 없습니다.
Tritan — 유리전이온도(Tg)는 이 TDS에 기재되어 있지 않습니다. 내열 판단은 열변형온도(HDT) 기준으로 하십시오.
PC — 이 그레이드는 E&E·범용 용도로, TDS에 광학(투과율) 항목이 없습니다. 투명 용도에는 별도의 광학 그레이드가 쓰입니다. PC의 물성 자체는 준수하며, 식품접촉에서 빠지는 이유는 물성이 아니라 BPA 규제입니다.
PSU — 노치 충격강도가 설폰 3종 중 가장 낮습니다(5.5 kJ/m²). PC를 인성 때문에 쓰던 부품이라면 PSU는 대체가 아니라 후퇴입니다 — 그 경우는 PPSU를 보십시오.
PPSU — 설폰 중 유일하게 BPA·BPS를 원료로 쓰지 않아, EU 식품접촉 규제에 대응되는 계열입니다. 노치 충격강도 70 kJ/m²로 PC(75)와 사실상 동급입니다.
PESU — 설폰 3종 중 내열이 가장 높습니다. 단 BPS를 원료로 하므로 EU 규정 2024/3190에 따라 식품접촉 용도에서는 재인증 대상입니다. 음용수·비식품 용도에는 그대로 유효합니다.
설폰 3종은 내열만으로 고르지 않습니다. 결정적인 갈림길은 두 가지 — 식품접촉 여부(원료 비스페놀 규제)와 노치 충격이 필요한지 여부입니다.
| 용도 | 대응 소재 | 근거 |
|---|---|---|
| 식품·음료 접촉젖병, 리유저블 보틀, 식기·급식 트레이, 커피머신 부품, 고열 조리기구 | PPSU 전용 | EU 규정 2024/3190에 따라 BPA 기반 PSU와 BPS 기반 PESU는 식품접촉에서 재인증 대상입니다. PPSU는 BPA·BPS를 원료로 쓰지 않습니다. |
| 음용수 접촉정수기 하우징·유로 부품, 온수 파트 | PSU · PESU 유효 | 규정 2024/3190은 식품접촉 재료·제품만 대상이며 음용수 접촉 용도는 해당되지 않습니다. NSF/ANSI 61 등 음용수 기준으로 판단하십시오. |
| 의료 · 치과초음파 프로브 하우징, 치과 기구, 재사용 의료기구, 멸균 트레이 | PSU 또는 PPSU | 식품접촉이 아니므로 비스페놀 규제와 무관합니다. 반복 오토클레이브와 세제 노출이 관건이며, 노치 충격이 필요하면 PPSU를 택하십시오. |
| 비식품 산업 · 전기전자절연 부품, 산업용 하우징, 고온 구조 부품 | PSU · PESU 둘 다 가능 | 내열 여유가 더 필요하면 PESU(HDT 205°C), 단가와 흡습을 우선하면 PSU. 유리섬유 강화가 필요하면 PESU E 2010 G6. |
식품접촉 규제의 근거와 예외 범위는 EU 비스페놀 규제(2024/3190) 가이드에서 자세히 다룹니다.
아래는 실제로 접수되는 전환 사유입니다. 세 가지 모두 상온 시험은 통과했지만 실사용 환경에서 실패한 경우입니다.
반복 사용 후 크랙 및 변색 발생
고온 온수와 커피에 함유된 화학 성분, 세정제, 식기세척기 사용이 반복되면서 균열과 변색이 나타났습니다. 초기 사용에서는 문제가 없다가 사용 횟수가 쌓인 뒤 발생하는 것이 공통점입니다.
열변형온도 85°C 한계 + 반복 고온·세제 환경의 환경응력균열
식품·음료 접촉이므로 PPSU 전용입니다. 열변형온도 197°C로 온수·식기세척기 온도대와 여유가 크고, BPA·BPS를 원료로 쓰지 않습니다.
BPA 용출 이슈로 식음료 용도 사용 불가 · 유럽 수출 차단
물성 문제가 아니라 원료 문제입니다. 폴리카보네이트는 BPA 모노머를 원료로 하며 용출 이슈가 제기되어 식음료 용기에 쓰이지 않습니다. 유럽 BPA 규제로 해외 수출도 막힙니다.
원료 BPA · EU 규정 2024/3190 식품접촉 금지
설폰 중 유일하게 BPA·BPS를 원료로 쓰지 않습니다. PSU도 BPA 기반이라 대안이 되지 못합니다.
오토클레이브·세제·반복 살균으로 크랙 발생
고압 증기 멸균과 세제 노출이 반복되면서 하우징과 기구에 균열이 생겼습니다. 식품접촉이 아니므로 비스페놀 규제와는 무관하며, 순수하게 반복 멸균 환경의 내구성 문제입니다.
열변형온도 125°C — 121/134°C 증기 사이클에 여유 없음 + 가수분해
식품접촉이 아니므로 두 계열 모두 가능합니다. 낙하·체결 등 충격이 걸리는 부품이면 PPSU(노치 충격 70 kJ/m²)를, 그렇지 않으면 PSU를 검토합니다.
설폰이 모든 면에서 우수한 것은 아닙니다. 아래는 실제 TDS를 대조하면 바로 드러나는 사실이므로 미리 밝혀 둡니다.
Izod 노치 충격강도(ISO 180, 23°C)는 Tritan™ TX1001이 93 kJ/m², PPSU P 3010이 58 kJ/m²입니다. 상온에서 떨어뜨리는 충격만 놓고 보면 Tritan™이 우수합니다. 전환 이유는 상온 인성이 아니라, 열변형온도 85°C라는 천장과 반복 고온·세제 환경에서의 환경응력균열입니다. 상온 시험만으로 선정하면 현장에서 다시 실패합니다.
Charpy 노치 충격강도(ISO 179, 23°C)는 PC가 75 kJ/m², PSU S 2010이 5.5 kJ/m²로 약 1/13입니다. PC를 인성 때문에 선택했던 부품을 PSU로 바꾸면 내열은 올라가지만 충격에서 후퇴합니다. PC와 동급의 인성이 필요하면 PPSU(70 kJ/m²)가 유일한 답입니다.
광투과율 수치는 PSU 89%·PESU 88%(DIN 5036-3, 2 mm)로 PC·Tritan™과 비슷한 수준이지만, 설폰은 옅은 호박색(honey tint)을 띱니다. BASF 자체 소재 비교 자료도 PESU·PPSU의 광학 특성을 'slight honey tint'로 기술합니다. 완전한 무색 투명이 절대 요건인 제품이라면 설폰은 적합하지 않습니다.
Tritan™의 가공 용융온도는 260–282°C, PETG는 249–271°C이지만 설폰은 통상 340°C 이상에서 가공하고 금형온도도 훨씬 높게 갑니다. 흡습에도 민감해 가공 전 건조가 필수입니다. 기존 조건을 그대로 쓰면 미성형·은줄·열분해가 발생합니다. 전환 시 가공 조건 재설정을 반드시 함께 검토하십시오.
설폰은 PC·코폴리에스터보다 원료 단가가 높은 슈퍼 엔지니어링 플라스틱입니다. 다만 비교 기준은 kg당 단가가 아니라 불량·클레임·재제작 비용과 제품 수명입니다. 반복 사용 제품에서 크랙으로 회수가 발생하고 있다면 총비용 관점에서 검토하시는 편이 정확합니다.
사용 온도·사이클 수·세척 방식·접촉 매체 네 가지만 알려주시면 후보 그레이드를 좁혀 드립니다. 평가용 샘플을 제공합니다.
Tritan™·Eastar™은 Eastman Chemical Company, INFINO®는 롯데케미칼, Ultrason®은 BASF SE의 상표입니다. 경쟁 제품명은 사실적 비교를 위한 식별 목적으로만 사용하며, 제휴나 승인 관계를 의미하지 않습니다.
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