제7장. 제품의 외관에 나타나는 문제점

POM(아세탈), PA(나일론), PBT 및 PET(폴리에스터)와 같은 부분 결정성 엔지니어링 열가소성 물질은 주로 우수한 기계적, 열적, 전기적 특성 때문에 사용된다. 비결정성 물질보다 나은 점으로 우수한 화학적 저항성과 스트레스 크래킹 우려가 적은 점이 포함된다. 여러 가지 용도로 볼 때 우수한 품질의 표면 상태도 추가적 요건이 된다. 이자료는 표면 결함이 없도록 하는데 도움을 주고자 한다.

표면 결함의 위치 파악 및 정의

표면 결함에 관한 문제를 해결하기 위해서는 먼저 결함의 정확한 위치와. 실제로 언제 명확히 드러나는지를 조사해야 한다. 여기서는 실제 사출 성형 공정 중에 표면을 관찰할 것을 권한다. 규명해야 할 핵심을 아래에 나열하였다.

• 결함이 토출시마다 발생하는가 아니면 불규칙적으로 발생하는가?
• 결함이 항상 동일한 캐비티에서 발생하는가
• 결함이 항상 동일한 위치에서 발생하는가?
• 금형 충진 연구 중 이미 결함이 예견되었는가?
• 결함이 스프루상에서 이미 명확히 드러나는가?
• 새로운 묶음의 성형 화합물을 사용할 때 결함이 어떻게 반응하는가?
• 한 기계에서만 결함이 발생하는가 아니면 다른 기계들에서도 발생하는가

추정되는 표면 결함원인의 분석

표면 결함은 다음과 같은 여러 가지 다양한 요인에 기인할 수 있다.

• 합성 과정 : 건조, 화합물의 품질, 불순물의 존재
• 사출 성형 조건: 용융액 온도, 사출 속도, 변환점
• 예를 들면 마멸, 막힌 부분과 같은, 사출 부위의 조건
• 핫 런너 시스템(런너, 재료 개폐장치) 의 설계
• 금형 설계, 게이트의 위치 및 게이트 단면, 냉각 슬러그의 개입, 벤트등
• 안료와 같은 첨가제
• 성형 화합물에 포함된 폴리머
    

표면 결함으로부터 도출되는 결론

1. 규칙적 위치의 결함

표면 결함이 동일한 위치에서 규칙적으로 발생한다면 이는 사출 노즐이나 핫 런너의 노즐에 문제가 있음을 나타낸다. 런너, 게이트 또는 성형품의 형태 및 디자인 자체에도 문제가 있을 수 있는데, 예를 들면 날카로운 모서리, 벽면 두께의 급격한 변화 등이다. 또 다른 원인으로는 사출 프로파일이나 변환점 같은 성형 조건이 있을 수 있다.

2 불규칙적 위치의 결함

표면 결함이 다양한 위치에서 불규칙적으로 발생한다면, 합성과정(화합물의 품질, 먼지의 존재)을 조사해 보아야 한다. 용융액 온도, 배압, 스크류 속도, 스크류 후퇴와 같은 요인도 중요하다.

3. 넓은 범위에 걸친 표면 결함

이러한 유형의 결함은 흔히 성형품 전체에 걸쳐 나타나며 스프루에서 이미 볼 수 있는 경우가 많다. 이때는 용융액 분해가 일어났는지 조사해 보아야 한다. 이것은 토출된 용융액을 꺼내어 예를 들면 거품이 생겼는지 등을 관찰하면 된다. 핫 러너 시스템의 경우, 이 방법이 항상 성공적이지는 않다. 용융액 분해는 과열이나 체류 시간이 너무 길어서 박생하는, 폴리머의 디그레이드(degradation)나 첨가제의 분해에 기인한다. 흡습성 폴리머의 경우, 성형 화합물이 충분히 건조되지 않은 경우 가수분해성 디그레이드에 의해 발생하는 비중도 크다.

일반적인 권장사항

부분 결정성 엔지니어링 폴리머로 만들어지는 성형품은 완벽한 표면 상태가 중요한 경우 핫 런너 사출성형 방식으로 만들지 않는 것이 좋다. 성형품으로부터 노즐을 단열시키는 보조 런너를 사용하여 표면결함의 위험을 줄이는 것이 낫다. 사출이나 핫 런너 노즐로부터 생기는 냉각 슬러그는 스프루 반대편에서 특별한 장치를 통해 차단시켜서 성형품에 들어가지 않도록 해야 한다.
다음 표는 다양한 표면 결함과 제거 방법 및 수단을 나타낸다. 그러나 실제로는 여러 가지 표면 결함이 동시에 나타나서, 그 원인과 제거 방법을 조사하기가 더욱 어려워진다.