PMMA, PC 및 PET 투명 플라스틱 포장재 사용 시 주의사항은 무엇인가요? - Maypak

1. 투명 플라스틱 사출 성형 공정에서 주의해야 할 문제점

이 화장품 용기들은 플라스틱으로 만들어졌습니다. 플라스틱 향수병 , 플라스틱 크림 용기 , 플라스틱 로션 병 , 등.

투명 플라스틱은 대부분 융점이 높고 유동성이 낮은 소재이기 때문에 제품의 표면 품질을 확보하기 위해서는 배럴 온도, 사출 압력, 사출 속도와 같은 공정 변수를 정밀하게 조정해야 하는 경우가 많습니다. 그래야만 사출 성형 과정에서 금형 내부에 응력이 발생하지 않고 제품 변형이나 균열을 방지하면서 플라스틱을 채울 수 있습니다.

1) 원료의 준비 및 건조

플라스틱에 불순물이 함유되면 제품의 투명도에 영향을 미칠 수 있으므로, 원료의 청결을 유지하기 위해 보관, 운송 및 투입 시 밀봉에 특히 주의해야 합니다. 특히, 원료에는 수분이 함유되어 있어 가열 후 변질을 일으킬 수 있으므로 반드시 건조해야 하며, 사출 성형 투입 시 건조 호퍼를 사용해야 합니다. 또한, 건조 과정에서 원료의 오염을 방지하기 위해 투입 공기는 가급적 여과 및 제습하는 것이 좋습니다.

2) 배럴, 스크류 및 부속품 청소

스크류 및 부속품의 틈새에 원료 오염, 기존 물질 또는 불순물이 끼는 것을 방지해야 하며, 특히 열 안정성이 낮은 수지는 더욱 주의해야 합니다. 따라서 사용 전과 가동 중지 후에는 모든 부품을 스크류 클리너로 세척하여 불순물이 달라붙지 않도록 해야 합니다. 스크류 클리너가 없는 경우에는 PE나 PS와 같은 수지를 사용하여 스크류를 세척할 수 있습니다.

일시적으로 가동을 중단할 때, 원료가 고온에 장시간 노출되어 변질되는 것을 방지하기 위해 건조기와 용기의 온도를 낮춰야 합니다. 예를 들어, PC와 PMMA의 경우 용기 온도를 160°C 이하로 낮춰야 하며, PC의 경우 호퍼 ​​온도를 100°C 이하로 낮춰야 합니다.

3) 금형 설계 및 제품 설계

불량한 역류 또는 불균일한 냉각으로 인해 플라스틱 성형 불량, 표면 결함 및 열화가 발생하는 것을 방지하기 위해 일반적으로 금형 설계 시 다음 사항에 주의해야 합니다.

① 벽 두께는 가능한 한 균일해야 하며, 탈형 경사는 충분히 커야 합니다.

② 전환 부분은 점진적이어야 합니다. 날카로운 모서리나 거친 부분이 생기지 않도록 부드럽게 연결되어야 하며, 특히 PC 제품의 경우 틈이 없어야 합니다.

③ 게이트. 러너는 가능한 한 넓고 짧아야 하며, 게이트 위치는 수축 응축 과정을 고려하여 설정해야 하고, 필요한 경우 냉각 웰을 추가해야 합니다.

④ 금형의 표면은 매끄럽고 깨끗해야 하며, 표면 거칠기가 낮아야 합니다(바람직하게는 0.8 미만).

⑤ 배기구멍. 홈은 용융물 내의 공기와 가스를 제때 배출할 수 있을 만큼 충분해야 합니다.

⑥ PET를 제외하고는 벽 두께가 너무 얇아서는 안 되며, 일반적으로 1mm 이상이어야 합니다.

4) 사출 성형 공정

내부 응력 및 표면 품질 결함을 줄이기 위해 사출 성형 공정에서 다음과 같은 사항에 주의를 기울여야 합니다.

① 특수 스크류와 별도의 온도 조절 노즐이 장착된 사출 성형기를 선택해야 합니다.

② 사출 온도. 플라스틱 수지가 분해되지 않는다는 전제 하에, 더 높은 사출 온도를 사용해야 합니다.

③ 사출 압력. 일반적으로 용융 점도가 높은 단점을 극복하기 위해 압력을 높이지만, 압력이 너무 높으면 내부 응력이 발생하여 탈형이 어려워지고 변형이 일어날 수 있습니다.

④ 사출 속도. 금형 충진이 만족스러운 경우, 일반적으로 사출 속도는 낮아야 하며, 저속-고속-저속의 다단계 사출 방식을 사용하는 것이 가장 좋습니다.

⑤ 유지 시간 및 성형 주기. 처짐이나 기포 발생 없이 제품 충전이 만족스럽게 이루어지려면 용융 재료가 배럴 내에 머무르는 시간을 최소화하기 위해 유지 시간은 가능한 한 짧아야 합니다.

⑥ 스크류 속도 및 배압. 가소화 품질을 만족시키는 범위 내에서, 열화 가능성을 방지하기 위해 가능한 한 낮게 설정해야 합니다.

⑦ 금형 온도. 제품 냉각은 품질에 큰 영향을 미치므로 금형 온도를 정확하게 제어해야 합니다. 가능하면 금형 온도는 높게 유지하는 것이 좋습니다.

5) 기타 문제

표면 품질 저하를 방지하기 위해 사출 성형 시 이형제는 가능한 한 적게 사용해야 하며, 재활용 재료를 사용하는 경우 20%를 초과해서는 안 됩니다.

PET 이외의 제품은 내부 응력을 제거하기 위해 후처리해야 합니다. PMMA는 70~80°C에서 열풍 순환 방식으로 4시간 동안 건조해야 하며, PC는 청정 공기, 글리세린, 액체 파라핀 등의 분위기에서 110~135°C로 가열해야 합니다. 건조 시간은 제품에 따라 다르며 최대 10시간까지 소요될 수 있습니다. 또한 PET는 우수한 기계적 특성을 얻기 위해 이축 연신 공정을 거쳐야 합니다.

2. 다양한 투명 플라스틱의 사출 성형 공정 특성

투명 플라스틱은 빛 투과율이 매우 높기 때문에 플라스틱 제품의 표면 품질에 대한 요구 사항이 엄격해야 하며, 줄무늬, 기공, 백화 현상, 번짐, 검은 반점, 변색, 광택 저하 등의 결함이 없어야 합니다. 원자재, 장비, 금형, 심지어 제품 설계에 이르기까지 세심한 주의를 기울여야 하며, 엄격하거나 특별한 요구 사항을 제시해야 합니다.

1) PMMA의 공정 특성

PMMA는 점도가 높고 유동성이 다소 떨어지기 때문에 사출 성형 시 높은 재료 온도와 높은 사출 압력이 필요합니다. 사출 온도의 영향이 사출 압력보다 크지만, 사출 압력을 높이면 제품의 수축률을 개선하는 데 도움이 됩니다. 사출 온도 범위가 넓고, 용융 온도는 160°C, 분해 온도는 270°C에 달하므로 재료의 온도 조절 범위가 넓고 가공성이 우수합니다. 따라서 유동성을 개선하려면 사출 온도부터 조절할 수 있습니다. 충격 저항성, 내마모성이 떨어지고 긁힘과 취성이 발생하기 쉬우므로 금형 온도를 높이고 응축 공정을 개선하여 이러한 단점을 극복해야 합니다.

2) PC의 공정 특성

PC는 점도가 높고 용융 온도가 높으며 유동성이 떨어지기 때문에 270~320°C의 고온에서 사출해야 합니다. 상대적으로 소재의 온도 조절 범위가 좁고 가공성도 PMMA에 비해 좋지 않습니다. 사출 압력은 유동성에 큰 영향을 미치지 않지만, 높은 점도 때문에 비교적 높은 사출 압력이 필요합니다. 따라서 내부 응력 발생을 방지하기 위해 압력 유지 시간은 최대한 짧게 해야 합니다. 수축률이 크고 치수가 안정적이지만, 제품의 내부 응력이 크고 균열이 발생하기 쉬우므로 압력보다는 온도를 높여 유동성을 개선하는 것이 좋습니다. 또한 금형 온도를 높이고 금형 구조 및 후처리를 개선하여 균열 발생 가능성을 줄여야 합니다. 사출 속도가 낮으면 게이트에 리플과 같은 불량이 발생하기 쉬우므로 노즐 온도를 별도로 제어해야 하며, 금형 온도는 높게 유지하고 러너와 게이트의 저항을 최소화해야 합니다.

3) PET의 공정 특성

PET는 성형 온도가 높고 재료 온도 조절 범위가 좁지만(260~300°C), 용융 후 유동성은 좋지만 가공성이 떨어져 노즐에 낙하 방지 장치를 추가하는 경우가 많습니다. 사출 후 기계적 강도와 성능이 높지 않아 연신 및 개질을 통해 성능을 향상시켜야 합니다. 금형 온도는 뒤틀림을 방지하기 위해 정밀하게 제어해야 하며, 이는 변형의 중요한 요인이므로 핫러너 금형 사용을 권장합니다. 금형 온도는 높게 유지해야 하며, 그렇지 않으면 표면 광택이 저하되고 탈형이 어려워집니다.

4) 투명 플라스틱 부품의 결함 및 해결책

① 실버 스트릭

금형 충전 및 응축 과정에서 발생하는 내부 응력 이방성의 영향으로 수직 방향으로 발생하는 응력이 수지 흐름을 위쪽 방향으로 유도하고, 흐름이 없는 방향과 흐름이 없는 방향 사이의 굴절률 차이로 인해 광택 있는 실선과 같은 무늬가 생성됩니다. 이러한 무늬가 팽창할 때 제품에 균열이 발생할 수 있습니다.

사출 성형 공정과 금형에 주의를 기울이는 것 외에도 제품을 열처리하는 것이 좋습니다. 예를 들어, PC 소재는 160°C 이상으로 3~5분간 가열한 후 자연 냉각시키면 됩니다.

② 버블

수지 내의 수증기 및 기타 가스가 (금형 응축 과정에서) 배출되지 못하거나 금형 충진이 불충분하여 응축면이 너무 빨리 응축되어 진공 기포가 형성될 수 있습니다.

③ 표면 광택 불량

반면에 금형 표면의 거칠기가 너무 크면 응축이 너무 일찍 발생하여 수지가 금형 표면의 상태를 제대로 따라가지 못하게 되고, 이로 인해 표면이 약간 고르지 않게 되고 제품의 광택이 떨어지게 됩니다.

④ 진동 패턴

이는 사출 성형 과정에서 생긴 중심부의 조밀한 골을 가리킵니다. 용융물의 과도한 점성으로 인해 앞쪽 재료가 캐비티에 응축되고, 뒤쪽 재료가 응축면을 뚫고 나오면서 표면에 진동선이 생기기 때문입니다.

⑤ 화이트 헤일로

주된 원인은 공기 중의 먼지가 원료에 떨어지거나 원료의 수분 함량이 과다하기 때문입니다.

⑥ 흰 연기 검은 반점

주로 배럴에 함유된 플라스틱 때문에, 배럴 수지는 국부적인 과열로 인해 분해되거나 열화됩니다.