화학뉴스

플래스틱은 사출공정에서 발생하는 불량을 개선하는 작업이 중요하다는 지적이 제기됐다.
화학경제연구원(원장 박종우)이 2018년 8월23일 전경련회관에서 개최한 「EP(Engineering Plastic) 및 슈퍼EP 소재와 가공기술」에서 LG전자 문종신 수석연구원은 「플래스틱 사출공정의 이해와 응용과 사출공정 컴플레인 사례와 해법」 발표를 통해 “사출공정 공정에 대한 전반적인 이해를 바탕으로 적절한 공정조건 설정과 금형설계 능력을 배양해야 한다”고 강조했다.
사출공정 중 충진-보압-냉각 과정의 특징과 개별단계에서 흔히 나타나는 불량 및 문제 해결방법을 살펴보고 사출금형 설계에 대한 개관을 얻기 위해서는 최종 사출제품의 품질에 큰 영향을 미치는 금형 내 고분자 유동현상에 대해 상세히 파악o야 한다고 밝혔다.
사출성형은 복잡한 형상의 완제품으로 성형이 가능하고 다양한 소재를 이용할 수 있어 자동화 가능 등 장점이 있으나 사출기 및 장치가 고가이고 공정 관리의 어려움 등 단점이 있다.
고분자 화합물은 천연 고분자와 합성 고분자로 구분되며 합성 고분자에는 열가소성 수지가 포함돼 있다.
열가소성 수지는 결정성 수지와 비결정성 수지로 구분하고 결정성 수지는 내마모, 내오일, 내약품성이 우수한 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), PA(Polyamide) 등이 해당된다.
비결정성 수지는 투명성, 광택성, 성형치수특성 등이 우수한 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PS (Polystyrene), PVC(Polyvinyl Chloride) 등이 해당된다.
사출공정은 결정성 수지와 비결정성 수지에 따라 온도, 속도 등 조건이 달라지며 첫단계인 가소화 과정은 스크류가 회전해 수지가 스크류 앞단으로 이송되고 마찰열이 발생하면 용융체로 변화된다. 회전에 따른 마찰열은 60-70%, 전기에 따른 열은 30-40% 정도로 파악된다.
2번째 단계인 충진은 사출부가 전진해 노즐이 금형의 스프루에 접촉하면 유압장치로 스크루가 전진해 용융된 수지를 금형에 주입시키는 것을 가리키며 3번째 보압은 냉각 후 수지가 냉각되면서 부피가 감소할 것으로 고려해 일정량을 추가로 주입하는 단계이며, 4번째 냉각은 수지가 사출된 후부터 최종제품이 취출될 때까지 금형면에서 열전달을 통해 진행된다.
마지막으로 취출하는데 취출판 위치 및 속도에 따라 크랙, 영구변형의 원인이 되고 최종제품 표면의 흔적이 남을 수도 있다.
LG전자 문종신 수석연구원은 성형 위치에 따라 게이트 부근에서 발생하는 불량인 제팅(Jetting), 플로우마크(Flow Mark), 실버스트리크(Silver Streak), 유동 중 발생하는 불량으로 웰드라인(Weld Line), 변형(Warpage), 충진 완료 부근에서 발생하는 불량인 미충진(Short Shot), 버(Burr) 등에 주의할 것을 강조했다. <박한솔 선임연구원>