[3D펜] 3D 펜 필라멘트, 우리 아이에게 PCL이 정답일까? (장단점, 안전성, 미래 전망 총정리)

3D 펜을 처음 접하거나 자녀 교육용으로 구매를 고려할 때 가장 먼저 부딪히는 난관은 바로 '필라멘트의 종류'입니다. PLA, ABS, PCL 등 낯선 용어들 사이에서 고민하고 계신가요? 오늘은 그중에서도 '안전한 필라멘트'의 대명사로 불리는 PCL(Polycaprolactone)에 대해 알아보도록 하겠습니다.

PCL 필라멘트란 무엇인가?

 

PCL(Polycaprolactone, 폴리카프로락톤)은 생분해성 플라스틱의 일종으로, 가장 큰 특징은 녹는점(융점)이 약 60°C로 매우 낮다는 것입니다.

보통 3D 프린터나 성인용 3D 펜에 쓰이는 PLA나 ABS 소재가 190°C~230°C의 고온에서 녹는 것과 비교하면, PCL은 훨씬 낮은 온도에서 작업이 가능합니다. 이 때문에 저온 3D 펜 전용 필라멘트 라고도 불립니다.

 

PCL 필라멘트의 장점과 단점

 

PCL은 아이들이 쓰기에 명확한 장점이 있는 만큼, 소재 특성상 단점도 뚜렷한 소재입니다.

장점

• 화상 위험 최소화 : 60°C 정도의 온도는 피부에 잠깐 닿아도 살짝 따듯한 정도로 느껴질 뿐 화상을 입지 않습니다. 어린아이들이 사용하기에 가장 적합합니다.
• 수정 가능 (Reworkable) : 결과물이 마음에 들지 않거나 모양을 다듬고 싶을 때, 헤어드라이어의 뜨거운 바람이나 50도 이상의 온수에 담가두면 다시 말랑말랑해집니다. 마치 점토처럼 손으로 조물조물 빚어 모양을 수정할 수 있습니다.
• 뛰어난 유연성 : 굳은 후에도 딱딱하게 부러지지 않고 고무처럼 탄성이 있어 떨어뜨려도 잘 깨지거나 부러지지 않으며 충격에 강한 편입니다.

단점

• 느린 경화 속도 : 녹는점이 낮은 만큼 다시 굳는 데 시간이 오래 걸립니다. 공중에 선을 긋는 등 수직으로 쌓아 올리는 입체적인 작업을 할 때는 입으로 불어주거나 쿨링 팬을 쐬어주는 등 약간의 인내심이 필요합니다.
• 낮은 내열성 : 완성된 작품을 여름철 차 안에 두거나 뜨거운 곳에 두면 녹아서 형태가 무너질 수 있습니다.
• 가격 : 일반적인 PLA 필라멘트에 비해 가격대가 조금 더 높은 편입니다.

 

PCL 필라멘트의 유해성 및 안전성 진단

 

PCL은 과연 100% 안전한가?

많은 분이 가장 궁금해하시는 부분입니다. 

• 기본적인 소재 특성 : PCL 이라는 원료 자체 는 의료용(생체 흡수성 봉합사 등)으로도 사용될 만큼 인체에 무해한 것으로 알려져 있으며, FDA 승인을 받은 생분해성 소재입니다. 가열 시 머리를 아프게 하는 플라스틱 타는 냄새가 거의 나지 않습니다.
• 주의할 점 (첨가물) : PCL 원료 자체는 안전할지라도, 색을 내기 위해 들어가는 안료(색소)나 가공 첨가제의 안전성은 별개의 문제입니다. 따라서 너무 저렴하거나 출처가 불분명한 제품은 피하는 것이 좋습니다.
• 미세 입자 : 모든 3D 프린팅 재료는 가열 과정에서 초미세 입자(UFP)가 발생할 가능성이 있습니다. PCL이 다른 소재보다 훨씬 안전한 것은 사실이지만, 밀폐된 방보다는 반드시 창문을 열거나 환기가 잘 되는 환경에서 사용하는 것이 바람직합니다.

결론적으로 PCL은 현존하는 3D 펜 재료 중 가장 안전하지만, 어린이 제품 안전확인(KC 인증)을 받은 신뢰할 수 있는 브랜드의 제품을 선택하는 것이 필수적입니다.

 

PCL 필라멘트의 향후 전망

 

PCL 필라멘트는 교육 및 취미 시장에서 입지를 계속 넓혀갈 것으로 보입니다.

1. 키즈 및 교육 시장의 표준화 : 코딩 교육과 메이커 교육이 의무화되면서, 초등 저학년 이하의 방과 후 수업 등에서는 화상 위험이 낮은 PCL이 점차 표준 재료로 자리 잡아가고 있습니다.
2. 친환경 트렌드와의 결합 : 플라스틱 폐기물 문제가 심각해짐에 따라, 자연 상태에서 미생물에 의해 잘 분해되는 생분해성 플라스틱인 PCL의 가치는 더욱 높아질 것입니다.
3. 소재 기술의 발전 : 현재 단점으로 지적되는 '느린 경화 속도'를 개선하기 위해, 쿨링 기능을 강화한 저온 3D 펜이나 배합을 달리한 개량형 PCL 소재가 등장할 것으로 예상됩니다.

 

마무리하며

 

3D펜은 아이들의 무한한 상상력을 현실로 끄집어내 주는 훌륭한 메이커 도구입니다. 만약 사용자가 초등학생 이하의 어린이라면 고민할 것 없이 PCL 필라멘트를 선택하세요.

구매 전 반드시 KC 안전 인증 여부를 확인하고, 작업 중에는 주기적으로 환기를 해주는 작은 습관만 들인다면 아이와 함께 훨씬 더 건강하고 즐거운 창작 활동을 즐기실 수 있을 것입니다.