나일론(PA6·PA66) 완벽 가이드: 차이·용도·국내 공급과 실무 팁
가장 널리 쓰이는 엔지니어링 플라스틱 나일론. PA6와 PA66의 차이, 유리섬유 강화의 효과, 흡습 관리 같은 가공 실무, 그리고 국내 공급 구조까지 한 번에 정리합니다.
사진: Miguel Á. Padriñán / Pexels
이 글의 물성 수치는 사출성형 기술자료와 소재 메이커가 통용하는 범위를 인용했으며, 등급·충전재·흡습 상태에 따라 달라집니다. 출처는 본문과 글 끝에 밝혔습니다.
사출 막 끝난 나일론 부품은 도면 치수보다 살짝 작고, 만져 보면 다소 단단합니다. 그런데 며칠 두면 공기 중 수분을 빨아들이며 치수가 커지고 인성이 올라갑니다. 나일론을 다룬다는 건 이 흡습을 다룬다는 말과 거의 같습니다. 나일론(폴리아미드, PA)은 5대 엔지니어링 플라스틱 중 가장 많이 쓰이는 소재이고, 대표 등급이 PA6와 PA66입니다. 범용 플라스틱(PP·PE)으로는 강도·내열이 부족하고 고성능(PEEK·PPS)까지는 과할 때, 가장 먼저 검토하는 표준 소재가 나일론입니다. 기어·베어링 같은 기구 부품, 자동차 흡기·엔진 주변 부품, 커넥터·하우징이 주 무대죠.
PA6와 PA66, 무엇이 다른가
둘 다 폴리아미드지만 분자 구조가 다릅니다. 거칠게 비유하면 PA66은 벽돌이 더 규칙적으로 쌓인 구조라 더 단단하고 열에 강한 대신 가공이 까다롭고, PA6은 약간 무른 대신 흐름성과 충격 흡수가 좋습니다.
| 항목 | PA6 | PA66 | 실무적 의미 |
|---|---|---|---|
| 융점 | 약 217~223℃ | 약 255~260℃ | PA66이 더 높은 온도를 견딘다 |
| 연속사용온도(무강화) | 약 100℃ | 약 120~130℃ | 엔진룸 등 고온부는 PA66이 유리 |
| 흡습(23℃·50%RH) | 약 1.3% | 약 0.8% | PA6이 수분에 더 민감 |
| 사출 온도 | 230~260℃ | 260~290℃ | PA66은 더 높은 가공 온도 필요 |
| 강점 | 충격·흐름성·가격 | 내열·강성·치수 | 용도에 따라 갈린다 |
(수치 출처: 사출성형 기술자료 Corti S.r.l.)
정리하면 얇고 복잡한 형상에 충격이 중요하면 PA6, 고온·고강성·정밀 치수가 중요하면 PA66이 출발점입니다. 다만 아래에서 보듯 유리섬유 강화가 들어가면 둘의 격차는 상당 부분 좁혀집니다.
유리섬유 강화가 바꾸는 것
순수 나일론은 무른 편이라, 실제 산업 부품에서는 유리섬유를 30% 안팎 섞은 강화 등급(GF30)을 훨씬 많이 씁니다. 유리섬유를 넣으면 강도·강성·내열·크리프·피로 특성이 올라가는 대신 신율과 흡습·수축은 내려갑니다. 구체적으로 보면 이렇습니다.
- 열변형온도(HDT)는 무강화 약 70℃ 수준에서 GF 강화 시 220℃ 이상으로 크게 오릅니다.
- 인장·굽힘 강도는 30% 강화에서 60% 이상 향상되며, 30%가 강도와 성형성의 균형점으로 통합니다.
- 성형 수축은 1.5
1.8%에서 0.20.3%로 줄어, 휨·치수 변동이 작아집니다.
(강화 효과 출처: Jota Machinery)
그래서 데이터시트를 볼 때 “PA66-GF30”처럼 충전재 표기까지 확인하는 습관이 중요합니다. 같은 PA66이라도 무강화와 GF30은 사실상 다른 소재처럼 거동하기 때문이죠.
어디에 쓰이나
- 자동차·EV: 나일론의 최대 시장입니다. 보통 PA6는 흡기 매니폴드, PA66는 실린더 헤드 커버·라디에이터 탱크 등 엔진 주변 고온부에 들어가, 금속을 대체해 경량화하는 흐름의 핵심을 맡습니다.
- 기계 부품: 기어·부싱·롤러·캐스터처럼 마찰·마모가 걸리는 기구 부품(특히 PA6).
- 전기·전자: 커넥터·하우징·차단기 부품. 난연 강화 등급이 많이 쓰입니다.
국내에서 사는 구조
나일론은 국내에서 직접 사거나 컴파운딩할 선택지가 비교적 넓은 소재입니다. 코오롱플라스틱이 POM·PA(6/66)·PBT 등 5대 EP를 생산·판매하고 (회사 소개), 한국엔지니어링플라스틱(KEP)도 KEPAMID 브랜드로 PA66을 공급합니다 (KEPAMID).
공급 구조를 조금 더 들여다보면 결이 갈립니다. 업계 보도에 따르면 PA6 레진은 효성·코오롱플라스틱·KP켐텍 등 국내 업체 비중이 큰 편이지만, 컴파운드는 절반가량을 수입에 의존하는 구조로 알려져 있습니다(자동차부품신문, 2015). 가격은 상류 원료 (카프로락탐·아디포니트릴 등) 시세와 난연·강화 등급 여부에 따라 움직이고, 특히 난연 강화 PA66은 원료 수급에 따라 변동이 크다는 점을 구매 단계에서 감안해야 합니다.
건조가 절반이다
나일론은 흡습성이 커서, 가공 전 건조를 거르면 은조(silver streak)·기포·강도 저하가
납니다. 통상 8090℃에서 PA6는 1216시간, PA66은 4~8시간 건조가 권장됩니다
(Corti S.r.l.).
앞서 말한 출하 직후의 치수·인성 변화도 같은 흡습 현상입니다. 정밀 치수 부품이라면 이
흡습에 따른 변화를 설계 단계에서 반드시 계산에 넣어야 합니다.
흡습을 두고 “왜 그런 소재를 계속 쓰나” 싶을 수 있는데, 흡습은 단점인 동시에 인성을 높이는 양면성이 있습니다. 관리 대상일 뿐 배제 사유는 아니며, 강화·치수 설계로 충분히 다룰 수 있습니다. 흡습 자체가 치명적인 자리라면 그때는 PBT나 PPS 같은 대안을 봅니다.
기본값을 묻는다면, 고온부·고강성·정밀 치수면 PA66, 그 외 일반 기구·충격·원가 우선이면 PA6에서 출발해 대개 GF30 강화 등급을 함께 검토하는 흐름입니다. 국내에 생산·컴파운딩 기반이 있어 조달 선택지가 넓고, 자동차 경량화·국산화 흐름에서 수요도 견조합니다. 결국 관건은 소재 선택보다 흡습과 충전재를 이해하고 다루는 실무 역량입니다. 나일론으로 내열·치수·내화학에서 한계가 보이기 시작하면, 그때가 PPS나 PEEK 같은 상위 소재를 검토할 신호입니다.
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- 고성능 플라스틱 개론: 엔지니어링 vs 슈퍼엔지니어링 — 나일론이 전체 지도에서 어디쯤인지
- PPS 완벽 가이드 — 나일론으로 내열·치수가 부족할 때의 자동차·전장용 대안
- PEEK 완벽 가이드 — 극한 환경에서 나일론을 넘어서는 선택