폴리카보네이트

1. 개요2. 상세3. 사용처4. 매체에서

1. 개요

Polycarbonate, PC

독일 바이엘 사가 1953년에 처음 개발한 물질. 다른 이름으로 렉산이라고 불리기도 한다. 이는 SABIC [1]의 폴리카보네이트 상품명이다. 즉 상표의 보통명사화라 볼 수 있다. 대한민국 업자들은 폴리카보네이트 시트를 렉산이라고 부르는 게 일반적일 정도. 특히 건축, 인테리어 관련이나, 공업사 쪽에서는 더욱 렉산이라는 명칭을 일반적으로 사용하는 편이다. 한국유리가 폴리카보네이트를 대한민국 최초로 수입 유통했는데, 이 때 SABIC의 제품 렉산(LEXAN)을 수입하여 유통하면서 대중화 하는 과정에서 널리 알려진 명칭이다. 일반 사람들은 폴리카보네이트의 브랜드 중 한 가지로 렉산을 인식하기보다 폴리카보네이트의 고유 명칭을 렉산이라고 느낄 만큼 대중적으로 렉산이 보통 명사처럼 사용된다.

2. 상세

대표적인 엔지니어링 플라스틱이며 절연성, 내충격성, 가공성 등 기계적 성질이 우수하여 각종 기계, 전기 제품에 많이 사용된다. 투명하고 내충격성이 폴리염화 비닐, 유리에 비해 대단히 뛰어나기 때문에 보통 판유리의 대체재 또는 유리를 쓸 수 없는 곡면 등에 많이 쓰인다. 예를 들자면 KTX가 속도 문제로 철로의 자갈이 튀어 차창의 파손이 심하자 소재를 폴리카보네이트로 바꿀 것을 권유받았다. 즉 폴리카보네이트는 투명성이 필요하고 상당한 강도가 필요한 경우 주로 쓰이는 소재이며, 굳이 투명하지 않더라도 가벼우면서 강도가 필요한 상황에서도 자주 쓰이는 소재이다. 버스 정류장이나 개량된 재래시장의 지붕, 각종 건축물의 외측 통로 등에서 흔히 볼 수 있는 휘어진 플라스틱 투명 지붕 등이 바로 이 PC 소재로 되어 있다.

동영상은 불과 6mm 두께의 폴리카보네이트 창문이 충격을 얼마만큼 버틸 수 있는 것인지에 관한 내용이다. PC의 내충격성은 보통 사람들이 상상하는 것 이상으로 엄청나게 강하다. PC는 강화유리나 아크릴, PVC 등보다 일단 강도가 강하기도 하지만, 후자의 물건들은 강한 충격을 받으면 충격을 받은 지점으로부터 크랙이 발생하여 쪼개지고 산산조각이 나는 반면 PC의 경우는 강한 충격을 받아도 충격지점의 조각이 떨어져 나갔으면 나갔지 전체가 파손되지는 않기 때문에 충격에 훨씬 오래 버틸 수 있다. 못을 대고 망치로 강하게 후려치면 깨지는 게 아니라 못 굵기만큼의 조그만 구멍이 뚫리고 말 정도이다.

이 점은 PC의 중요한 장점이지만 특정한 케이스에서는 치명적인 단점으로 작용하기도 하는데, 긴급탈출이나 진입이 필요한 상황이 그 예이다. 동영상에도 나와 있지만 PC 소재 창문에 구멍을 뚫기 위해서는 도끼 등으로 후려쳐서 충격을 가하는 것보다 톱질 등으로 절단을 하는 것이 훨씬 효과적이다. PC 소재도 급격한 온도 변화가 생길 경우에는 상당히 약해지기 때문에 액화수소나 액화탄산가스 등으로 급속냉각을 시킨 후 바로 후려쳐서 박살을 내는 방법도 있기는 하나, 긴급상황에서는 써먹기 곤란한 방법.

실생활에서 가장 많이 보이는 것은 안경 및 선글라스 렌즈, 오토바이 헬멧과 각종 스포츠 용품. 2020년부터 대한민국 여권의 정보면은 종이에서 폴리카보네이트로 변경되었다. 여행용 캐리어 중에서도 나름 좋은 제품들은 PC로 만들어지는 경우가 많다. 다만 저가형의 경우는 다른 소재(주로 ABS)를 사용하거나, 부분적으로만 PC를 사용한다. 또한 광학 디스크( CD, DVD, 블루레이)를 만드는데도 쓰인다. 다만 케이스는 보통 아크릴로 만든다. 내열성도 일반적인 플라스틱보다 우수하여 녹는점이 물의 끓는점을 상회하기 때문에 우유병, 전자레인지 용 식기 등 뜨거운 음식을 담는 식기에 쓰이기도 했지만 이후 환경호르몬 우려로 쓰지않는다. 멜라민 수지와 비슷한 이유다.

군용기의 캐노피 재료로도 많이 쓰인다. 극초기엔 유리, 이후엔 아크릴이 쓰였으나 현대의 군용기는 대부분 PC 재질이다. F-16, 현시대의 최강 전투기인 F-22의 캐노피는 특히 금 코팅된 두 겹의 폴리카보네이트로 되어 있다.

ABS 수지와 혼합하여 노트북이나 스마트폰 등의 소형 첨단 가전제품의 플라스틱 케이스로도 쓰인다.

강도는 다소 떨어지지만 휨에 극단적으로 강한 폴리프로필렌[2]과 더불어 호신용품, 무기의 재료로 쓰이기도 한다. 실제로 PC나 PP로 만든 둔기 정도만 되어도 목재보다 훨씬 실용적인 물건으로 나오는 게 보통이다. 한 예로, 미국의 국민 경찰봉인 PR-24가 PC로 만들어진다.

하지만 다른 플라스틱에 비하여 가격이 상대적으로 고가이며 아크릴, 유리의 대체제로 사용되지만 경도는 아크릴이나 유리보다 낮아 스크래치가 생기기 쉽다. 안경을 꼭 극세사로 만든 전용 안경닦이로 닦으라고 권유하는 이유가 이것. 또한 아크릴보다 무겁다. 폴리염화비닐, 유리보다는 훨씬 가볍지만.

북한 무인기 추락사건에서 해당 무인기가 이 소재로 만들어졌다는 소식이 퍼졌는데, 일부 언론은 이게 무슨 최첨단 스텔스 소재인마냥 보도를 해 대중들에게 헛웃음을 샀다. 사실 언론에서 이 소재에 대해 보도할 때 폴리 카본에이드라고 철자가 틀린 채로 보도해서 알만한 사람들은 다 비웃을 만한 상황이었다. ~~새로운 물질을 창조해내는 한국 언론~~ ~~Poly-carbon ade 는 숭늉 아냐?~~

폴리카보네이트를 만드는 주된 공정중 하나는 환경호르몬인 비스페놀 A와 독가스로 유명한 포스겐을 반응시키는 것이다. 이는 본래 폴리카보네이트 기술 끝판왕으로 유명했던 애플이 알루미늄 설계의 끝판왕이 된 계기가 되었다. 당시 애플은 환경을 심하게 해치는 소재 및 공정으로 관련단체에게 욕을 바가지로 먹던 상황이었고, 이것을 계기로 애플은 친환경 기술을 사용할 것을 선언한다. 그렇게 사용하게 된 소재가 바로 알루미늄. 그 이전에는 아이팟 클래식 5세대, 아이맥 '06년식, 파워맥 G4, 아이북, 맥북 등 거의 모든 제품에서 폴리카보네이트를 사용하였다. 그나마 예외였던 것은 알미늄인 파워맥 G5( 맥 프로 1세대와 디자인이 같다. 파워맥이 수랭, 맥 프로가 공랭이라는 정도의 차이?)와 파워북 G4정도. 알미늄에 제대로 꽂힌 것은 2007년 아이맥, iPhone 등이 알루미늄으로 바뀌면서부터.

3. 사용처

각종 스포츠 용품: 특히 보안경은 초저가 싸구려가 아닌 이상 전부 PC 재질. 스포츠 선글래스도 PC 재질이다.
모터 스포츠 차량: 사고시 유리 파편이 튀는것을 막기 위함과 경량화를 위해 유리 대신 PC를 쓴다.
방탄 장비: 오늘날 방탄 유리는 유리보다 PC가 대세이며, 전투경찰용 방탄 방패도 PC 재질이 많다. 허나 PC로만 만드는 게 아니라 아크릴과 겹친 복합 재질이 많다.
각국의 여권 및 신분증: 신분증 전자화와 전자여권 도입으로 폴리카보네이트 소재를 채용하는 일이 많아졌다.

대한민국 여권: 2021년 12월부터 발급되는 차세대 여권의 소재이며, 신원정보면도 동일 소재이다.
영국 여권: 브렉시트 이후에 여권 디자인을 바꾼 것부터 적용을 개시하였다.
미국 여권: 2022년 12월 이후에 발급되는 여권 신원정보면의 소재이다.
우크라이나 여권: 전자여권으로 이행하면서 선택제로 유지해왔던 비전자 여권도 폴리카보네이트 소재로 발급했었다.
말레이시아 여권: 폴리카보네이트 표면에 "이 여권은 이스라엘을 제외한 모든 국가에서 사용이 가능합니다." 라고 적혀 있다.....
프랑스 신분증: Regulation (EU) 2019/1157 이행을 위해 2021년 6월부터 개정된 신분증에 적용된다.

스마트폰 뒷면 소재 - 보통 스마트폰 뒷면 소재는 유리가 많이 사용되지만,[3] 보급형(저가형) 기기에는 원가절감을 위한 폴리카보네이트가 적용된다.

스마트폰 케이스 - 기존의 TPU 소재보다 황변이 적으나 유연하지 않고 잘 부서진다.

4. 매체에서

4.1. 도미네이션즈

제조소의 재료 중 하나로 등장한다.

[1] GE플라스틱 사업부를 SABIC에서 인수하였다. [2] 사진/영상업계 종사자 및 군사 분야에서 강한 내구성으로 매우 인기가 높은 펠리칸 케이스의 재질이 폴리프로필렌이며, 절대로 안 부러지는 빠따라 불리며 매니아들 사이에서 명성이 높은 콜드스틸 사의 브루클린 스매셔도 PP 재질이다. [3] 과도기에는 금속 소재( 알루미늄, 스테인리스 스틸 등)도 꽤 사용되었으나, 무선충전을 이유로 머지않아 대부분 유리로 바뀌었다.