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폴리옥시메틸렌(Polyoxymethylene, 이하 POM)은 내마모성, 치수 안정성, 기계적 강도 등의 특성이 우수해 자동차, 전자, 기계 등 고정밀 산업 전반에서 광범위하게 사용되는 대표적인 엔지니어링 플라스틱이다. 그러나 POM의 장점을 무색하게 만드는 고질적인 공정상의 문제가 있는데 바로 사출성형 중 금형 표면에 쌓이는 오염물질, 일명 ‘Mold Deposit’이다.

Mold deposit은 생산성 저하와 제품 품질 저하의 원인으로 작용하면서 오랫동안 소재 제조사 및 사출성형 업체들의 숙제로 남아 있었다. POM은 열 등의 요인으로 분해될 시 포름알데히드(Formaldehyde)를 생성하는데, 이 물질은 인체에 유해한 휘발성 유기화합물이며, 장기간 노출 시 건강에 심각한 악영향을 줄 수 있다.

이에 따라 업계에서는 포름알데히드 방출량을 낮춘 저취(Low odor) POM에 대한 수요가 증가해 왔다. 그러나 기존의 저취 POM 소재는 포름알데히드의 방출을 억제하기 위해 사용되는 다양한 첨가제로 인하여 오히려 mold deposit이 심각하게 증가하는 문제가 있었다. 이로 인해 발생하는 문제들은 다음과 같다.

- 제품 표면에 미세한 이물, 반점, 무광 발생

- 치수 정밀도 저하 및 형상 불량

- 잦은 금형 세척 필요 → 생산 중단 및 가동률 저하

- 불량률 증가 및 전반적인 품질 저하

정밀도가 중요한 전자부품, 자동차 커넥터, 기어류 등에서는 이 문제가 특히 치명적이다. 그렇기 때문에 많은 업체들은 mold deposit 누적을 방지하기 위해 일정 시간 간격으로 금형을 열고 청소를 반복하고 있다. 즉, POM의 우수한 소재 특성이 실제 생산 현장에서 100% 발휘되기 어려운 구조적 한계가 존재했던 것이다.

이 문제를 해결하기 위해 코오롱ENP는 ▲ 고온 안정성이 높은 열 안정제 적용 ▲ 윤활제 및 가공 조제의 최적화 ▲ POM 분자 구조 제어와 같은 방법을 통해 원인 물질 생성 자체를 억제하거나, 생기더라도 증착되지 않도록 하여 mold deposit 발생이 없는 최적의 formulation을 확립하였고, 최종적으로 ‘Mold Deposit Free 저취 POM’을 개발하였다.

본 소재는 실제 산업 현장에서 그 효과를 확인하였다. 해외의 A 고객사는 300,000개 이상 연속 생산 시에도 mold deposit 발생이 없다고 알려왔으며, 국내의 B, C 고객사 또한 일주일 이상 연속 생산하였음에도 금형 세척이 불필요하다는 결과를 알려왔다.

금형 세척 절차가 줄어든다는 것은, 단순한 편의성 향상을 넘어 생산성 혁신과 직접적인 비용 절감으로 이어질 수 있다. 최대한의 생산성을 확보해야 하는 사출성형 업계에서 mold deposit으로 인한 불량률 증가와 금형 세척을 위한 생산 중단은 매출에 직접적인 타격을 주는 주요 요인일 수밖에 없다.

이 문제를 근본적으로 해결함으로써 고객사는 비용 절감과 매출 향상을 기대할 수 있게 되었고, 코오롱ENP는 국내/외 고객사들에게 경쟁력 있는 소재를 제공할 수 있는 기반을 마련할 수 있었다. 또한 불량률 감소와 불필요한 공정을 줄임으로써 친환경적이고, 효율적인 생산 환경 구축에도 기여할 수 있게 되었다.