실리콘과 PVC: 알고 싶은 차이점

PVC와 실리콘 고무는 장난감, 선물, 전선 피복 등 유사한 분야에서 자주 사용되지만, 성능, 친환경성, 안전성 측면에서 큰 차이를 보입니다. 따라서 많은 기업들이 제품 설계나 시장 개선 과정에서 두 소재의 장단점을 반복적으로 검토합니다. 실리콘 소재는 엘라스토머 소재에 속하고, PVC 소재는 플라스틱 소재에 속합니다.

제품 개발 또는 조달 초기 단계에서는 적절한 소재 선택이 제품 비용과 프로젝트 성공에 매우 중요합니다. 특히 유아용품, 주방 가전, 웨어러블 기기, 산업용 씰 등의 분야에서 PVC와 실리콘은 자주 비교됩니다.

"PVC는 저렴하지만, 왜 많은 브랜드가 실리콘을 사용할까요?"

"실리콘이 PVC보다 왜 더 좋은가요?"

"현재 사용하는 제품의 소재를 업그레이드해야 할까요?"

본 논문에서는 과학적 성능, 실용적 적용, 고객 요구 사항, 비용 관리 등 다양한 측면에서 두 재료의 장단점을 심층적으로 분석하고, 재료 선택을 위한 참고 자료를 제공합니다.

재료 특성

실리콘 제품은 PVC 제품보다 내한성과 내열성이 뛰어납니다. 실리콘 소재 로 만든 식기는 전자레인지에 데울 수 있지만, PVC 소재는 데울 수 없습니다.

A: PVC는 세계에서 세 번째로 널리 생산되는 소재입니다.

폴리염화비닐(PVC)은 과산화물이나 아조 화합물과 같은 개시제 존재 하에, 또는 빛이나 열의 작용 하에 염화비닐 단량체를 자유 라디칼 중합하여 형성되는 중합체입니다. 백색 분말로 무독성, 무취이며, 상대 분자량은 50,000~110,000(공업용 순수 PVC), 상대 밀도는 1.35~1.45, 수분 흡수율과 공기 투과율은 낮습니다(순수 PVC). 물, 가솔린, 알코올, 염화비닐에는 불용성이며, 케톤, 에스테르, 염화탄소 용매에는 용해됩니다. 폴리염화비닐은 내화학성 및 전기 절연성이 우수하지만, 내충격성이 낮고 산소와 열에 불안정하며 쉽게 분해됩니다.
폴리염화비닐 단량체 염화비닐의 생산 방법에는 탄화칼슘법, 에틸렌법 등이 있으며, 중합 방법은 유화법, 현탁법, 벌크법 등으로 나눌 수 있습니다. 그중 현탁법으로 생산되는 PVC가 가장 큰 품종입니다. 폴리염화비닐은 산업화된 가장 초기의 수지 품종 중 하나입니다. 1960년대 이전에는 가장 큰 수지 품종이었지만 1960년대 후반에 1935위로 밀려났습니다. 범용 PVC 수지는 XNUMX년 독일에서 처음 산업화되었으며, 제XNUMX차 세계 대전 중 당시 철강 부족을 해소하기 위해 널리 사용되었습니다. 폴리염화비닐은 압출, 사출 성형, 캘린더링 및 블로우 성형을 통해 파이프, 파이프 피팅, 막대, 프로파일, 필름, 시트, 전선 및 케이블 절연재, 인조 가죽, 바닥 타일, 장난감, 신발, 병, 레코드, 발포재, 밀봉재, 섬유 및 기타 제품으로 가공할 수 있습니다. 경공업, 건설, 농업, 전기, 일상생활 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

B: 실리콘 고무는 실리콘(고분자 자체)과 탄소, 수소, 산소를 포함하는 탄성체(고무와 유사한 물질)입니다. 실리콘 고무는 주쇄가 실리콘과 산소 원자가 교대로 배열된 고무를 말하며, 실리콘 원자는 일반적으로 두 개의 유기기에 연결되어 있습니다. 일반적인 실리콘 고무는 주로 메틸기와 소량의 비닐기를 포함하는 실록산 사슬로 구성됩니다. 페닐기를 첨가하면 실리콘 고무의 고온 및 저온 내성을 향상시킬 수 있으며, 트리플루오로프로필과 시아노기를 첨가하면 실리콘 고무의 내열성 및 내유성을 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 고무는 저온 내성이 우수하며 일반적으로 -55°C에서 사용 가능합니다. 페닐기를 첨가하면 -73°C까지 사용 가능합니다. 실리콘 고무의 내열성 또한 뛰어납니다. 180°C에서 장시간 사용 가능하며, 200°C보다 약간 높은 온도에서는 몇 주 이상 탄성을 유지할 수 있습니다. 300°C 이상의 고온에서는 즉시 견딜 수 있습니다. 실리콘 고무는 통기성이 우수하고 산소 투과율이 합성 고분자 중 가장 높습니다. 또한, 생리학적 불활성과 비응고성이라는 뛰어난 특성을 지니고 있어 의료 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
실리콘 고무는 열 가황형(고온 가황 실리콘 HTV)과 상온 가황형(RTV)으로 나뉘며, 이 중 상온 가황형은 중축합 반응형과 부가 반응형으로 세분됩니다. 고온 실리콘 고무는 주로 다양한 실리콘 고무 제품 제조에 사용되는 반면, 상온 실리콘 고무는 접착제, 포팅재 또는 금형으로 주로 사용됩니다. 열 가황형이 가장 많이 사용되며, 열 가황형은 메틸 실리콘 고무(MQ), 메틸 비닐 실리콘 고무(VMQ, 가장 많이 사용되고 제품 브랜드), 메틸 비닐 페닐 실리콘 고무(PVMQ, 내저온성, 내방사선성)로 나뉘고, 그 외 니트릴 실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무 등이 있습니다.

이 실리콘 제품은 ROHS 인증(RoHS -certification.pdf ) 을 통과하여 환경 친화적이며, BPA 및 프탈레이트가 함유되지 않았고 , 생분해성이 뛰어나며, 장기간 사용 가능한 등의 특징을 가지고 있습니다.

실리콘 소재에는 두 종류가 있습니다 . 하나는 고체 실리콘이고, 다른 하나는 액체 실리콘 고무입니다.

만들기 과정

A: PVC 제조 공정

PVC제품은 폴리염화비닐과 오일, 컬러페이스트를 혼합하여 제조되며, 그 원료는 마이크로인젝션 에폭시 공법으로 가열, 냉각하여 제조됩니다.

B: 실리콘 소재는 실리콘에 컬러 마스터배치를 첨가하여 혼합기에서 압축 및 도포한 다음, 금형에 넣어 가열 및 냉각 과정을 거쳐 모양을 만들면 됩니다.

외관 차이

감동적인 차이

손으로 만지는 느낌.

부드러움과 경도는 모두 조절이 가능하지만 PVC는 끈기가 없습니다.

온도차

실리콘 제품은 열 안정성이 뛰어나 고온에서도 분자의 화학 결합이 끊어지거나 분해되지 않습니다.

실리콘은 고온 및 저온에 대한 저항성이 뛰어나 광범위한 온도 범위에서 사용할 수 있습니다. 장기간 사용 시 일반적인 온도 범위는 -40도에서 230도입니다 .

PVC 소재 는 주로 흰색 분말 형태의 비정질 소재로, 밀도는 1.3~1.5이며, 소재의 유리화 온도는 90도 이내이고, 최고 내열 온도는 170도입니다.

고온에서는 PVC가 자동으로 염화수소로 분해되고, 온도 범위를 초과하면 자동으로 분해가 촉진됩니다.

불타는 차이

반발력

실리콘 소재는 실리콘 분자 간 결합력이 우수하여 반발력이 훨씬 뛰어납니다.

PVC 소재 제품은 반발력이 좋지 않습니다.

비용 차이

실리콘 소재는 생산 및 제조 과정에서 PVC 제품보다 가격이 더 비쌉니다.

합성 소재로 만들어진 PVC 제품의 원재료 가격이 저렴합니다.

ZSR 그룹의 모든 제품은 실리콘 유아용품 , 실리콘 미용 및 건강 관리 용품 , 실리콘 애완동물 용품 , 실리콘 가전제품 보호 커버 , 실리콘 가정용품 , 실리콘 판촉 선물 등 식품 등급 실리콘 소재 로 제작됩니다.

실리콘과 PVC의 차이가 뭐든 상관없는 거야?

실리콘이나 PVC 소재를 사용하는 브랜드의 제품 관리자는 사용자 경험, 소재 업그레이드, 환경 인증에 관심을 갖습니다.

PVC와 실리콘 제품을 사용하는 구매 관리자는 제품 비용 관리와 안정적인 납품에 관심을 갖습니다.

PVC나 실리콘 소재를 사용하는 제조업체의 설계자와 엔지니어는 이 두 소재의 물리적 특성과 가공 방법에 관심을 갖습니다.

국경을 넘나드는 전자상거래 기업가 여러분, 타겟 시장의 재료 수용 여부(미국의 PVC 규제 제한 등)에 주의하세요.

언제, 어디서 실리콘과 PVC의 차이점을 알아야 할까요?

유아용 씹는 장난감, 젖꼭지, 의료용 물개 등 높은 안전성과 고품질 요구 사항이 있는 제품의 신제품을 개발할 때는 미국, 유럽연합, 일본 등 높은 소재 인증 요구 사항을 가진 시장의 안전 요구 사항과 시장 요구를 충족하기 위해 실리콘을 소재로 선택해야 합니다.

귀하의 제품이 선물용이든, 브랜드 소유자로서든, 이벤트용이든, 제품의 부가가치나 환경 보호 수준을 높이고 싶다면 실리콘이 원자재로 첫 번째 선택입니다.

고온 내구성이 필요하지 않은 전선 피복, 케이블, 가정용 장난감, 산업 제품 등의 경우에는 PVC 소재를 선택하면 되는데, 전체 비용이 낮고 대량 생산이 가능하기 때문입니다.
하지만 주방용품(삽, 개스킷) 및 비디오 접점으로 사용하는 경우 내열성, 고온 내구성, 세척 용이성, 높은 안전성이 요구되므로 먼저 실리콘 소재를 선택하세요.

PVC 제품을 생산하는 방법은?

PVC제품의 가공 및 제조는 주로 압출성형 공정을 채택하며, 구체적인 공정은 다음과 같습니다.

원료 준비
폴리염화비닐수지(PVC)를 주원료로 하여 안정제, 가소제, 윤활제 등의 첨가제를 첨가하여 배합비에 맞게 균일하게 혼합하는 것이 필요합니다.

혼합 및 가소화
혼합된 원료는 압출기로 보내지고, PVC 수지는 스크류 회전 및 가열을 통해 용융 및 가소화됩니다. 145축 혼합 압출기는 원료를 먼저 가소화하고, 단축 압출기는 적절한 가공 온도(보통 175~XNUMX℃)까지 가열합니다.

금형 성형
용융된 PVC 소재는 금형을 통해 압출 및 성형됩니다. 예를 들어, 특정 금형을 사용하여 파이프의 외경과 두께를 조절하거나, 캘린더를 사용하여 시트 형태로 압축한 후 필름을 블로우 성형하여 필름을 만듭니다.

냉각 및 성형
성형된 제품은 물탱크나 냉각 롤러를 통해 냉각 및 응고되어 형상을 안정적으로 유지합니다. 예를 들어, 파이프에 냉각수를 분사하고, 냉각 롤러 위에서 필름을 성형해야 합니다.

후 처리
지정된 길이로 절단 후, 외관 검사, 치수 측정 등 품질 검사를 실시하고, 검사 통과 후 포장 및 출고합니다. 일부 제품은 표면 처리(UV 코팅 등) 또는 슬리팅이 필요합니다.

PVC 제품(파이프, 인조가죽, 필름 등)마다 공정 변수가 조금씩 다릅니다. 핵심은 온도 제어, 금형 설계, 압출 속도의 조화입니다.

실리콘 제품은 어떻게 생산하나요?

실리콘 제품 가공 및 성형 기술에 대한 관점을 바탕으로, 오늘날 산업 제조 및 일상생활에서 실리콘 제품은 독특한 특성과 폭넓은 응용 분야를 갖춘 필수품으로 자리 잡았습니다. 의료용품부터 전자 부품, 가정용품부터 자동차 부품까지 실리콘 제품은 어디에나 존재합니다. 실리콘 제품의 가공 및 성형 기술은 제품의 품질과 성능을 결정하는 핵심 요소입니다.

1. 압축 성형 공정: 압축 성형은 일반적인 실리콘 제품 성형 공정으로, 주로 금형 협력을 통해 완성됩니다. 금형의 형상이 실리콘 제품의 형상을 결정합니다. 성형된 실리콘 제품은 일반적으로 가황제가 첨가된 고체 실리콘 원료를 고온 금형에 넣고 가황기를 통해 압력을 가한 후 고온에서 응고시켜 성형됩니다. 성형된 실리콘의 경도는 일반적으로 30°C~70°C입니다. 이 생산 공정은 비교적 간단하며 모든 실리콘 제품, 특히 휴대폰 키, 실리콘 식기 등과 같이 복잡한 형상과 높은 치수 정확도가 요구되는 제품에 적합합니다. 압축 성형의 장점은 높은 치수 정확도, 우수한 표면 조도, 높은 생산 효율이지만, 단점은 금형 비용이 높고 소량 생산에 적합하지 않다는 것입니다. 압축 성형 공정에서는 금형 변형이나 오염으로 인한 제품 품질 저하를 방지하기 위해 금형의 정확성과 청결을 유지해야 합니다. 동시에 성형 온도 및 압력과 같은 매개변수를 합리적으로 제어하여 제품의 성형 정확도와 성능을 보장해야 합니다.

2. 실리콘 드리핑 성형: 접착제 드리핑 공정은 실리콘 원료를 액체 상태로 주사기에 넣고, 사출 성형 및 조각 기술을 통해 접착제를 금형에 주입하는 방식입니다. 원료를 수작업으로 금형에 떨어뜨린 후 가열 및 가황합니다. 이후 고체 상태로 만들고 고온에서 실리콘을 주원료로 사용하여 성형합니다. 이 공정은 수작업으로 진행되어 많은 수작업이 필요하므로 생산량이 많지 않습니다. 하지만 필요에 따라 여러 색상을 제품에 적용할 수 있다는 특징이 있어 주로 수공예품 제작에 사용됩니다. 드립 성형 공정에서는 제품의 품질과 외관을 보장하기 위해 드립 속도와 양, 가열 및 가황 시간과 온도를 엄격하게 관리해야 합니다. 제조업체는 이 공정을 통해 기계의 주입량, 스트로크, 색상 등을 조절하여 XNUMX색, XNUMX색 또는 다양한 XNUMX차원 색상의 제품을 생산할 수 있습니다. 하지만 생산 효율이 낮아 제품 가공 품질에 문제가 발생하기 쉽고, 따라서 비용이 상대적으로 높습니다. 따라서 실리콘 제품에 더욱 풍부한 색상과 입체감이 필요한 경우 드립 성형 공정을 선택할 수 있습니다.

3. LSR 사출 성형 공정: 사출 성형은 액상 실리콘(LSR)을 사출 성형기를 통해 금형에 주입하여 고온에서 응고시키는 공정입니다. 사출 성형 제품은 높은 품질 요건을 충족하며, 액상 실리콘과 플라스틱의 조합으로 제작됩니다. LSR은 우수한 열 안정성, 내한성, 우수한 전기 절연 성능을 나타내며, 연소 시 유해 물질이 발생하지 않습니다. 건강 제품, 자동차, 유아용품, 의료용품, 다이빙 제품, 주방용품, 씰 등의 생산 설계에서 필수적인 소재로 자리 잡았습니다. 사출 성형은 실리콘 원료를 두 가지 성분으로 나누어 사출기에 넣고 완전히 혼합한 후, 금형에 투입하여 온도 변화를 통해 성형하는 공정입니다. 이 공정은 고정밀, 박형, 복잡한 구조의 제품 생산에 적합하며, 콘택트렌즈, 의료용 실리콘 제품 등 의료, 광학 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 사출 성형 공정에서는 제품의 품질과 성능을 보장하기 위해 원료의 혼합 비율, 온도 및 압력을 엄격하게 관리해야 합니다.

4. 실리콘 원단 코팅 공정: 코팅 공정은 기판 표면에 실리콘 소재를 코팅하여 필름이나 코팅을 형성하는 공정입니다.

5. 압출 성형 공정: 압출 성형은 실리콘 재료를 압출기를 통해 연속적으로 압출하여 관형, 스트립형 또는 프로파일형 재료를 형성하는 공정입니다. 압출 성형은 실리콘 원료를 스크류 압출기를 통해 연속적으로 압출하고, 특정 형상의 다이를 통과시켜 실리콘 튜브, 밀봉 스트립 등과 같은 연속적인 프로파일을 형성하는 공정입니다. 압출 성형은 생산 효율이 높으며, 단면 형상이 고정된 장척형 제품 생산에 적합합니다. 생산 과정에서 압출 속도 및 온도와 같은 매개변수를 조정하여 제품의 크기와 성능을 제어할 수 있습니다. 일반적으로 압출된 실리콘은 길고 관형이며 원하는 모양으로 절단할 수 있지만, 압출 공정으로 생산된 제품은 비교적 단순하며 대부분 스트립형입니다. 실리콘 튜브는 의료 및 기계 장비 분야에서 널리 사용됩니다. 압출 성형 시에는 제품의 품질과 생산 효율을 보장하기 위해 압출기의 정상 작동을 보장하고 정기적으로 유지 보수 및 정비하는 것이 필수적입니다.

6. 캘린더링 성형 공정: 캘린더링 성형은 실리콘 재료를 캘린더를 사용하여 시트 또는 필름으로 압착하는 공정입니다. 캘린더링 성형은 실리콘 고무를 화이트 카본 블랙, 실리콘 오일 등과 혼합하여 혼합 고무를 만든 후, 캘린더링하여 시트 형태로 만드는 공정입니다. 캘린더링으로 얻은 필름은 길이 방향과 폭 방향에서 물리적, 기계적 특성에 뚜렷한 차이를 보입니다. 이러한 현상을 캘린더링 효과라고 합니다. 구체적으로, 필름의 길이 방향 인장 강도는 폭 방향보다 크고, 필름의 가로 인열 신도는 길이 방향보다 크며, 필름의 세로 수축률은 폭 방향보다 큽니다. 캘린더링 효과의 크기는 고무 성분, 캘린더링 온도, 속도, 속도비 등에 따라 달라집니다. 캘린더링은 실리콘 시트나 실리콘 판과 같은 대형 제품에 사용됩니다. 캘린더링 공정에서는 캘린더링 효과와 제품 품질을 보장하기 위해 온도, 압력, 속도 및 기타 캘린더의 매개변수를 엄격하게 제어해야 합니다.

7. 디핑 성형 공정: 디핑 성형은 금형을 액상 실리콘에 담그고, 실리콘이 금형 표면에 부착된 후 응고되는 공정입니다.
주입 또는 주조 성형의 작동 방식은 복제할 제품이나 모형을 고무판이나 유리판으로 감싸고, 진공 상태의 실리콘을 제품 위에 직접 붓고, 실리콘이 건조되어 성형될 때까지 기다린 후 제품을 꺼내 금형을 성형하는 것입니다. 주입 금형은 일반적으로 비교적 부드러운 경도의 실리콘을 사용하여 금형을 제작하므로 탈형이 쉽고 실리콘 금형 안의 제품이 손상되지 않습니다. 고체와 액체의 조합입니다. 이 공정은 비교적 매끄럽거나 단순한 제품에 자주 사용됩니다. 금형 라인이 없어 인력과 시간을 절약할 수 있습니다. 휴대폰 케이스, 여행 가방 케이스와 같은 제품이 사용됩니다. 주입 성형 시에는 금형의 품질과 제품의 성형 효과를 보장하기 위해 실리콘의 진공도와 주입량을 확보해야 합니다.

8.3D 프린팅 공정: 3D 프린팅은 액상 실리콘 소재를 층층이 쌓아 복잡한 XNUMX차원 구조를 형성하는 새로운 실리콘 성형 공정입니다.

9. 전사 성형 공정(다이캐스팅: 전사 성형은 실리콘 재료를 압력 하에 폐쇄된 금형에 주입한 후 경화시키는 공정입니다.

10. 발포 성형 공정: 발포 성형은 경화 과정에서 실리콘에 발포제를 첨가하여 다공성 구조를 형성하는 공정입니다.

11. 진공 성형 공정: 진공 성형은 실리콘 소재를 진공 흡착을 통해 금형 표면에 부착한 후 경화시키는 공정입니다.

ZSR 그룹에서는 실리콘 몰드 툴링, 실리콘 압축 성형, 실리콘 오버몰딩, 액상 실리콘 고무 사출 성형, LSR 성형, 액상 실리콘 고무 오버몰딩, LSR 멀티샷(LSR/열가소성/금속), 실리콘 드리핑 성형 등의 역량을 갖추고 있어 다양한 디자인, 기능, 소재, 구조, 모양, 크기, 색상, 로고, 패턴, 패키지, 라벨 구성으로 귀사의 요구 사항에 맞는 모든 실리콘 고무 제품을 제조할 수 있습니다.

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실리콘과 PVC에 대한 더 많은 FAQ
1: 실리콘이 PVC보다 더 나은가요?
절대 그렇지 않습니다. 실리콘은 환경 보호, 안전 및 고온 내성이 높은 환경에 적합한 반면, PVC는 예산에 민감한 대량 생산 산업 제품에 더 많은 이점을 제공합니다.

2: PVC는 환경 친화적인가요?
기존 PVC는 프탈레이트 가소제와 중금속을 함유할 수 있지만, 시중에는 친환경 무독성 PVC도 있습니다. RoHS, REACH 및 기타 인증을 통과했는지 확인해야 합니다.

3: 실리콘은 노화되나요?
일반적인 사용 조건에서 실리콘은 수년 이상 변화 없이 노화되지 않습니다. 그러나 모터 오일, 강산 및 알칼리와의 접촉은 피해야 합니다.

맺음말

위의 차이점을 통해 실리콘 소재가 PVC보다 안전하며 식품 및 의약품 재료에 더 적합하다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 실리콘과 PVC는 각각 고유한 특성과 적용 시나리오를 가지고 있습니다. 재료를 선택할 때는 기능적 요구 사항, 목표 시장 규정, 예산, 사용자 경험 및 기타 요소를 고려해야 합니다. 고급 시장과 높은 안전 기준이 요구되는 경우에는 실리콘이 우선시되며, 저렴한 가격의 대량 소비 시장에서는 PVC가 여전히 경쟁력 있는 소재입니다.

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