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플라스틱 성형 길잡이

성형 문제 해결

제1장 입자에 존재하는 수분

     

플라스틱 중에는 대기 중의 수분을 흡수하는 것이 많은데, 그 흡수 정도는 수지의 유형에 따라 다르다. 입자에 존재하는 수분은 그것이 표면 응축에 지나지 않는다 하더라도 엔지니어링 폴리머로 성형한 부품에 문제를 야기할 수 있다.  공정상 문제점,성형된 부품 표면의 조잡함, 기계적 특성의 손실을 포함한 여러 가지 바람직하지 않은 결과가 일어날 수 있다. 가시적인 검사만으로는 수분이 존재하는지 단정짓기가 어렵다. 저자들은 광범위한 플라스틱을 다루는 성형 업체들에게 수분에 민감한 폴리머를 다루는 방법에 관한 몇 가지 유용한 지침을 제공하고자 이 자료를 작성하였다.

 

플라스틱 재료의 건조

대부분의 엔지니어링 폴리머는 입자의 수분이 공정별 최대 수준 이하가 되어야 한다. 건조의 필요 여부는 원재료가 물에 얼마나 민감한가에 주로 좌우된다. 제공되는 재료의 수분 함량, 포장의 종류, 보관기간도 중요한 기준이 된다, 예를 들면, 폴리아마이드는 대개 알루미늄으로 층을  나눈 백에 포장하므로, 백에서 꺼내어 바로 사용할 수 있다. 그러나, 재료를 1시간 이내에 사용하는 경우 건조가 불필요할지라도 수지를 건조하는 편이 대체로 나일론에 유리하다.

반면, PET와 PBT는 수분이 매우 중요하며 성형된 부품의 충격 강도에 영향을 주지 않으려면 항상 건조시켜야 한다. 또 다른 요인은 이러한 수지들이 건조 후 수분을 매우 빨리 흡수한다는 점이며,따라서 성형 업체에서는 이러한 수지가 호퍼에 체류되는 시간에 대해서는 물론이고 운송 중이거나 컨베이어 시스템에 있을 때 개방된 용기의 PET와PBT를 다룰 때 특별히 주의가 필요하다.
즉, 기후조건이 좋지 않은 경우 PET는 10분 내에 성형을 위한 최대 허용 수분 함량인 0.02% 를 초과할 만큼의 수분을 흡수할 수 있다. 재생재와 완전 포화된 입자(예를 들면, 거의 개방된 상태로 둔 용기의 경우)를 건조하려면 특별한 주의가 필요하다. 이러한 경우 권장 건조 시간으로는 충분하지 않은 경우가 대부분이다, 완전히 포화된 폴리아마이드를 건조하려면 12시간 이상이 필요하다. 이러한 처리법에서는 사실상 황변현상이 불가피하다. 따라서 다음 지침을 따른다.

  • 스프루와 재생재은 항상 필폐된 용기에 보관한다.
  • 사용하고 남은 용기나 백은 밀폐한다.
  • 호퍼에 뚜껑을 덮는다.

건조방법

우수한 성형 품질을 원한다면 올바른 건조 절차를 준수하는 것이 중요하다. 예를 들면, 폴리에스티를 건조할 때 여러 가지 형태의 단순 열기 건조기를 사용하는 것은 적절하지 않으며, 제습 공기 건조기 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 통해서만 주변 기후 조건과 무관하게 일관성 있는 적절한 건조가 가능하다. 올바른 건조 온도를 준수하는 것과는 별도로 건조 공기의 이슬점이 -20℃이하가 되게 유지하는 것이 중요하다. 충진 높이와 벌크 밀도를 달리 하여 여러 용기를 설치하여 사용하는 경우, 각 용기에 공기량이 충분하도록 하는 것이 중요하다.

수분함량측정

입자의 수분은 상용화되어 있는 측정할 수 있는데 , 예를 들면 압력계나 Karl-Fischer법을 사용할 수 있다. 오류의 소지를 없애기 위해, 표본은 호퍼의 깊숙한 곳에서 취해야 하며,적절한 용기에 넣어 봉해야 한다. PE와 알루미늄으로 코팅되어 가열 밀봉하는 특수 봉투나 밀봉이 가능한 실험실용 유리 용기가 적당하다.