공 실험 - 압출 성형

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공 실험 - 압출 성형에 대한 보고서 자료입니다.

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본문내용

ering 에 의해 생산된 Biaxailly stretched 폴리프로필렌(PP),
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC)는 높은 투명성과 강성을 지닌
필름들이다. 이들을 다시 세분화 시켜보면 블로운 필름의 경우 수평식, 하향식 및 상향식으로 구분되며,
평판필름의 경우 냉각방법에 따라 냉각롤법과 급냉수조법으로 구분된다. 블로운 필름과 평판 필름 사이의 가공상 가장 큰 차이점은 성형온도, 냉각속도, 연신율 등이며, 이중 냉각속도를 지배하는 냉각방법에 따라 필름의 물성상 투명성 및 기계적 강도 등에 큰 차이가 있다. 따라서 필름을 가공할 때 필름의 요구물성에 따라 냉각방법 즉 상향식, 하향식 그리고 공냉식, 수냉식이 결정된다.
2) 연신/무연신 필름(Stretched/unstretched film)
필름은 연신 여부에 따라 구분되며 이 방법은 PP 필름을 구분할 때 주로 사용된다. 실제로 연신 여부에 따라 필름의 기계적 성질, 광학적 특성 및 차단성 등의 필름 물성상 많은 차이가 있으며 연신이란 필름에 기계적 힘을 가하여 고분자 체인을 질서있게 배향시킨 것이다.
연신에 의한 필름의 물성상 배향 효과
탄성율/강성 : 배향 방향으로는 증가하지만 배향의 수직방향으로는 탄성율의 경우 감소하고 유
연성은 증가한다.
인장강도(항복점) : 배향 방향으로는 상당량 증가하지만 수직방향으로는 감소한다.
충격강도 : 이축 배향으로 인해 증가한다.
치수안정성 : 연신된 필름에 열을 가하면 무질서한 상태 쪽으로 복원력이 작용하므로 치수안정
성은 감소한다.
투명성 : 결정성 필름 내의 고분자 체인이 이축 배향을 이루므로 증가한다.
차단성 : 수증기 및 기체의 투과도가 감소하게 되어 차단성이 좋아진다.
무연신 PP 필름에는 T-다이법에 의한 CPP 필름, Tubular 법에 의한 IPP 필름이 있으며, 연신 PP 필름으로는 일축 연신 필름과 이축 연신 필름이 있다. 이축 연신 필름은 다시 Tenter 법에 의한 BOPP 필름과 Bubble Process 법에 의한 IOPP 필름으로 구분된다.
BOPP(Biaxially Oriented PP)
압출기로 PP 용융 수지를 T다이를 통해 압출하여 캐스팅 롤로 냉각, 고화시킨 후 종연신 과정
과 예열과정을 거쳐 롤의 속도차를 이용하여 연신시킨다. 그 후 Tenter에서 클립에 물린 채로
예열되면서 횡방향으로 연신되고 열처리와 표면처리 과정을 거친 후 권취되면서 생산된다.
IOPP(Inflation Oriented PP)
BOPP의 T다이 대신 원형다이를 사용하여 튜브상으로 sheet를 성형하고 열처리 과정을 거친
후 종방향으로 연신시킨다. 그 후 압축공기를 사용하여 bubble상으로 가열한 후 연신시키고 표24
면처리 과정을 거친 후 권취한다.
일축연신 필름
종방향의 한쪽 방향으로만 연신한 것으로 연신 테이프나 슬릿얀(Slit Yarn)으로 사용된다.
CPP(Cast PP)
T다이법으로 생산하나 OPP와는 달리 연신하지 않는다.
IPP(Inflation PP)
CPP의 T다이 대신 IOPP와 마찬가지로 원형 다이를 사용하여 성형하며 연신시키지 않는 것이
IOPP와 다른 점이다.
3) 단층/다층 필름
최근 플라스틱 압출성형의 한 경향으로써 성형제품의 기능성과 물성개선을 목적으로 서로 다른 색상
이나 재질 등의 다층압출이 많은 분야에 응용되고 있다. 다층구조의 필름을 가공하는 방법으로는 가장 널리 사용되고 있는 압출라미네이트법(싱글법, 탄템법, 공압출, 샌드위치 라미네이트법)과 접착제
함지법(드라이 라미네이션, 웨트 라미네이션, 핫 멜트법), 열접착법 및 공압출법 등이 있으며, 이들에
대한 공정개요도를 그림 9.에 각각 나타내었다.
- 고 찰 -
우리 1조는 60RPM의 속도로 압출을 시도하였다. 처음 조였기 때문에 예열하는데 오랜 시간이 걸렸지만 그 이후부터는 무난하게 진행되어갔다. 용융수지가 다이에서 흘러나와 냉각수를 만나서
결정화가 되어서 커팅기로 가는 부분에서 실수를 처음에 많이 했지만 차분히 여러번 시도해보니
이 또한 문제없이 넘어갔다.
여기서 어떤 수지로 이형제품을 압출 성형할 때 가능성에 대한 판단은 주로 압출물이 다이에서 토출된 후에 고화되는 속도와 압출물이 압출온도에서 얼마만큼 강한지에 달려 있다. 즉, 용융안정성과 용융강도이다. 가장 중요한 특성인 용융안정성은 용융물이 다이립을 나오는 즉시 선단 상태에서 개방되므로 점도가 시간에 따라 증가하는 속도 및 크기에 연관되어 있다고 생각된다.
밑에 사진은 우리과 가공실에 있는 압출기의 사진이다.
오랜 세월의 흔적은 피해 갈 수 없었지만 그래도 아직 건재한 운영능력을 보유하고 있다. side hooper부분이 아직 고장이 나서 단일 PP만 압출하게 되었는데 다른 서로의 이형의 재료를 혼합하는 장면을 보고 싶었지만 그럴수가 없어서 안타까웠다. 스크류를 통하여 용융수지가 흘러 다이 끝으로 빠져나가서 만나는 곳이 아래 사진의 냉각 구간이다. RPM의 속도에 따라서 다이로 나오는 용융물에는 과연 어떤 차이가 있을까..
우선 RPM 속도가 빠르면 PP 펠렛이 들어간양보다 스크류의 회전이 빠르면 다이끝으로 나오는 수지의 두께편차가 생기지 않을까? 얇아지지 않을까라는 생각이 든다. 반대로 들어간양보다 스크류가 느리다면
수지물의 두께는 두꺼워 질듯하다.
용용수지가 냉각수를 나올때 가이드롤 부분에 잘 걸어주어야 한다. 그러지 아니하면 두갈래로 나오는 수지가 결정화과정에서 서로 붙어서 원하는 펠렛의 크기를 얻을수가 없다. 마지막으로 Cutting 부분을 소홀히 할 수도 없다. Cutting 속도를 맞춰주지 않으면 용융수지는 아직 나오지도 않았는데 무작정 잡아당기면 얇아지는 현상이 발생되었다. 또 반면 느리면 냉각수조 안에서 미는 것과 들어가는 것의 속도가 맞지 않아서 그것또한 에러였다.
압출기를 수업시간에 이론으로만 몇시간의 수업에 걸쳐서 배웠는데 역시 이론으로 부족한 부분은 실기로 직접 보면서 몸으로 느껴서 비로서 내것이 되는것 같다. 압출기 뒤로는 사출기가 있는데 사출 또한 흥미 있게 관찰하면서 수업해야겠다.

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공실험,   압출성형,   가공실험