TPU

정의

TPU(Thermoplastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄)는 잘 늘어나면서도 놓으면 원래 형태로 돌아오는 탄성 고분자다. PPF의 몸체가 바로 이 소재다.

이름을 뜯어보면 성질이 그대로 나온다. 열가소성은 열을 가하면 부드러워지고 식으면 다시 굳는다는 뜻이고, 폴리우레탄은 소재 계열의 이름이다. 시공할 때 히트건으로 필름을 늘여 곡면에 맞출 수 있는 것이 앞의 성질 덕이다.

일상에서 이미 만지고 있는 소재이기도 하다. 스마트폰 투명 케이스, 운동화 밑창, 나선형 충전 케이블의 말랑한 피복이 대체로 TPU다. 잘 늘어나고, 찢기지 않고, 시간이 지나도 딱딱해지지 않는 성질이 필요한 자리에 쓰인다.

원리

TPU가 PPF에 쓰이는 이유는 딱딱한 부분과 말랑한 부분이 분자 사슬 안에 번갈아 들어 있기 때문이다. 자료에서는 이를 경질 세그먼트와 연질 세그먼트라고 부른다.

말랑한 부분이 충격을 받아 늘어나며 힘을 흡수하고, 딱딱한 부분이 서로를 붙잡아 원래 자리로 되돌린다. 고무줄이 늘어났다 돌아오는 것과 같은 구조인데, 그 두 성질이 한 분자 안에 공존한다는 점이 특징이다.

그래서 돌이 튀었을 때 TPU 필름은 깨지지 않고 눌린다. 딱딱한 소재라면 충격 지점이 갈라지지만, TPU는 순간적으로 늘어나며 에너지를 퍼뜨린 뒤 되돌아온다. 그 사이 도장면까지 힘이 덜 전달된다.

제조사 시험 성적표에는 이 성질이 숫자로 나온다. 끊어질 때까지 늘어나는 비율이 300% 이상(ASTM D882 기준)으로 표기되는데, 원래 길이의 4배로 늘여야 끊어진다는 뜻이다. 다만 이 값은 자료마다 다르게 제시된다 — 제조사 기술자료는 보증 하한선으로 "300% 이상"을 적고, 일부 매체는 대표값으로 350~400%를 적는다. 성격이 다른 숫자라 나란히 비교하기 어렵다.

돌 튐 시험은 조건이 함께 붙는다. 어떤 제조사 자료는 영하 29도에서 자갈을 70psi로 쏘는 시험을 통과했다고 적는다. 온도 조건이 붙어 있는 이유는, 추울수록 소재가 딱딱해져 충격에 약해지기 때문이다. 겨울에도 성질을 유지하는지를 보는 시험이다.

층 구조 — mil 숫자의 실체

PPF를 알아볼 때 가장 많이 듣는 말이 "8mil짜리" 같은 두께 표현이다. 그런데 그 숫자가 전부 TPU는 아니다.

어느 제조사의 공개 기술자료 두 종을 나란히 놓으면 구성이 이렇게 나온다. mil은 1000분의 1인치로, 1mil이 약 25.4마이크론이다.

여기서 눈여겨볼 것이 있다. 두 제품의 TPU 본체 두께가 152마이크론으로 똑같다. 전체 두께 차이는 탑코트가 12마이크론이냐 10마이크론이냐에서 났을 뿐이다.

흔히 말하는 "8mil"은 대체로 이 7.5mil 안팎 제품군을 뭉뚱그린 표현이다. 자료들이 제시하는 제품 두께대는 6.5~10mil 범위이고, 그중 7.5~8.5mil이 승용차 보호용으로 무난한 구간으로 언급된다. 두꺼울수록 충격에는 유리하지만 곡면을 감싸기는 어려워지므로, 무조건 두꺼운 쪽이 좋은 것은 아니다.

TPH · PVC와의 차이

시장에는 TPU 말고도 보호 필름을 표방하는 소재가 있다. 이름이 한 글자씩만 달라 헷갈리기 쉬운데, 자료들은 등급 차이가 아니라 다른 소재로 설명한다.

* 수명은 자료가 제시하는 값이며 실제로는 주차 환경(실내·실외), 세차 방법, 지역 일사량에 따라 편차가 크다.

다만 TPH가 정확히 무엇인지는 자료마다 설명이 갈린다. 폴리우레탄이 들어 있지 않은 PVC 계열 개질품이라는 설명이 있는가 하면, 열가소성 폴리올레핀 계열의 복합소재라는 설명도 있다. 약어 풀이 자체가 통일돼 있지 않다는 뜻이라, 이 문서에서는 어느 한쪽으로 단정하지 않는다.

확인되는 것은 성능 수치의 방향이 일관되다는 점이다. 신축성과 변색 저항 모두 TPU 쪽이 높게 제시된다. 필름 원료를 만드는 회사도 몇 곳으로 좁혀지는데, 자료들은 옥외 내구성을 목적으로 설계된 특정 등급의 TPU가 PPF에 쓰인다고 설명한다.

현실에서는

교육 현장에서 보면, TPU라는 말을 브랜드 이름처럼 받아들이는 경우가 많다. "TPU로 해주세요"라고 요청하는 것은 "금속으로 만든 걸로 주세요"라고 말하는 것과 비슷하다 — 범위가 너무 넓어서 그것만으로는 제품이 특정되지 않는다.

같은 TPU라도 원료 등급, 탑코트 배합, 접착제 종류에 따라 결과가 달라진다. 견적을 받을 때 소재명 대신 제조사와 제품명을 확인하고, 그 제품의 공개 기술자료가 있는지 보는 편이 실질적이다.

보관과 유효기간

의외로 놓치기 쉬운 부분이다. 어느 제조사 자료는 구매일로부터 2년을 권장 사용 기한으로 적고, 그 기간을 넘겨 시공하려면 제조사의 재확인이 필요하다고 명시한다. 권장 보관 조건도 22도·상대습도 50%로 적혀 있다.

필름은 사두고 오래 묵히는 자재가 아니다. 접착제가 시간이 지나면 성질이 변하기 때문에, 창고에 오래 있던 롤은 시공 후 들뜸이 생길 수 있다.

화학물질에는 강한 편

제조사 시험 항목에는 아세톤, 가솔린, 디젤, 엔진오일, 알코올 같은 것에 30분 담근 뒤 24시간 후 확인하는 시험이 들어 있고, 결과는 이상 없음으로 표기된다. 주유 중 기름이 튀거나 벌레 잔해를 약제로 닦아내는 정도로는 필름이 상하지 않는다는 뜻이다.

다만 이 시험은 필름 표면에 대한 것이다. 필름 가장자리 틈으로 용제가 스며드는 상황은 별개이므로, 타르제거제처럼 강한 용제를 쓸 때는 엣지 부위를 오래 적시지 않는 편이 안전하다.

흔한 실수

• mil 숫자만으로 제품을 비교하는 것 — 같은 회사 제품끼리도 두께 차이가 TPU 본체가 아니라 탑코트에서 나는 경우가 있다. 숫자가 크다고 충격 보호가 비례해 강해지지 않는다.
• TPU를 브랜드나 등급으로 아는 것 — 소재 계열 이름일 뿐이다. 같은 TPU 안에서도 품질 차이가 크다.
• "자가복원되니까 관리 안 해도 된다"고 생각하는 것 — 자가복원은 탑코트 표면의 얕은 자국에만 해당한다. TPU 본체까지 파고든 흠집이나 필름을 관통한 손상은 되돌아오지 않는다.
• 오래된 재고 필름을 그대로 쓰는 것 — 제조사가 권장 사용 기한을 두는 데는 이유가 있다. 접착 성능이 떨어져 엣지 들뜸으로 이어진다.
• 추운 날 실외에서 무리하게 시공하는 것 — TPU는 온도가 낮을수록 뻣뻣해진다. 낮은 온도에서 억지로 늘이면 필름이 원래 신축성만큼 따라오지 않는다.

자주 묻는 질문

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