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 Study
제품지식
 
작성자 관리자
작성일 2012-01-04 11:13
홈페이지 http://www.samto.com
분 류 현수막&실사출력
첨부#1 sptoday_com_20120104_111309.jpg (562KB) (Down:73)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 3383      
플라스틱 동향과 폴리에틸렌(PE)의 특성

플라스틱 동향과 폴리에틸렌의 특성



플라스틱 A to Z
사인의 입체화, LED조명 수요의 증가 등 트렌드의 변화와 더불어 아크릴을 비롯한 플라스틱 소재에 대한 관심이 대두되고 있다. 갈수록 입체적인 사인의 표현, LED조명의 접목 등에 대한 소비자의 니즈도 높아지고 있다. 이에 따라 사인 및 인테리어 분야에서는 새로운 트렌드에 적합한 소재를 찾는 시도들을 이어가고 있다. 이에 본지는 아크릴을 비롯한 플라스틱 기반의 소재의 이해를 돕기위한 지면을 마련했다. 이번호에는 연재의 시작으로, 플라스틱 시장의 동향과 폴리에틸렌 소재를 소개한다.





플라스틱의 역할 전분야서 확대 추세  
플라스틱, 플라스틱 합성소재는 기계 뿐 아니라 공업의 모든 분야에서 원재료로서 중요한 역할을 하고 있다. 요즘은 플라스틱 응용을 통해 특정 제품의 부품이나 구조물 등의 성능·기능 등을 현저하게 향상시키기도 한다.
제품의 생산에 있어서 기능에 대한 요구가 다양해짐에 따라 플라스틱 제품의 용도는 더욱 확대되고 있는 추세다. 소비자 입장에서는 이같은 복합기능의 제품들을 더욱 저렴하게 구입하고자 하는 욕구도 늘고 있다.
이같은 시장의 니즈에 부합하기 위해 많은 회사들이 경쟁적으로 발전해 나가고 있다. 이것이 오늘 플라스틱 산업을 크게 발전시킨 요인이다. 신흥경제공업국에서 대부분의 부품이 사출 성형품으로 만들어 지는 경향도 이같은 맥락에서 이해할 수 있다. 이런가운데 제품의 고기능화, 고부가가치화를 겨냥한 제품을 자동으로 신속하게 생산해 내는 것이 국내의 플라스틱 업계의 과제로 던져지고 있다.

플라스틱 가공의 경향
플라스틱 산업은 종래의 대량 양산체제에서 품질중심으로 이양해가는 경향을 보이고 있다. 이는 단순히 금속을 플라스틱으로 대체하는 수준이 아니다. 플라스틱의 특성을 극대화해 제품의 기능·성능을 끌어올리는 수준이다.
특히 성형품에 대한 치수정밀도는 갈수록 엄격하게 요구되고 있는 경향이다. 작은 단위인 mm, μ의 단위까지 완벽하게 요구할 정도다. 또 높은 치수정밀도는 기본이고, 여기에 강도, 외관, 기능적인 특성 등을 포함한 고품질의 성형품에 대한 니즈가 늘고 있다. 따라서 각각의 플라스틱 재료가 가지는 특성 및 성형 공정이 성형품에 미치는 절대치수정밀도 및 형상 정도 등을 중심으로 한 사출성형기술은 그만큼 중요하다.
성형가공이 사용되는 플라스틱은 일반적으로 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱으로 크게 나뉘어진다.
열가소성 플라스틱은 열을 가함에 따라 연화돼 변형이 가능해진 상태가 되고, 냉각하면 고화되는 성질을 가진 재료로 연화와 고화의 상태 변화를 반복할 수 있다. 재료의 연화 및 고화 상태와 첨가 재료 등에 따라 폴리스틸렌, 연화비닐수지(PVC), 메타크릴(PMMA의 약칭, 아크릴), ABS수지(ABS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(나이론, PA), 폴리아세탈(POM), 유리아수지(UF), 멜라민수지(ME), 에폭시수지(EP) 등이 있다.

폴리에틸렌(PE)의 일반적인 특성
폴리에틸렌은 반투명 연질의 수지로 결정성 플라스틱이다.
비중에 따라 종류가 나뉘어지는데 0.925 이하의 저밀도 폴리에틸렌, 0.926~0.94의 중밀도 폴리에틸렌, 비중 0.941 이상의 고밀도 폴리에틸렌이 있다. 대체로 무게가 가벼우므로 물에 뜬다.
사출성형에는 고밀도 폴리에틸렌이 주로 사용된다. 충격에 강하며 잘 부서지지 않고 -40도에서도 강도가 유지된다.
또한 양호한 전기적 특성을 갖고 있으며, 수분의 흡습도가 낮아 예비건조를 필요로 하지 않는다. 하지만 강한 충격에 의한 파손(스트레스 크래킹, stress cracking)을 일으키키 쉽고, 상온에서 용제에 녹지 않는다.
다른 기체나 화합물과의 반응은 종류에 따라 다른데, 우선 산, 알칼리, 솔벤트, 알코올, 가솔린, 물, 오일에 강하다. 그러나 불에 잘 타는 가연성을 띄고 있으며, 불에 탈 때 파라핀과 같은 냄새와 밝은 빛을 내며 타고 불꽃의 중심에서는 파란색이 난다. 맛이나 독, 특별한 냄새는 없다.  
가공성을 볼 때 접착성, 인쇄성이 좋지 않은 편이라 전처리를 통해 인쇄를 해야한다. 또한 접착시에는 열 용착이나 초음파 용접 등으로 한다.

폴리에틸렌의 성형성
성형 가공시에는 고밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌을 임의의 비율로 혼합해야 적절한 성형가공이 가능하다. 유동성이 좋고 열 안전성이 상당히 좋으므로, 특별히 높은 사출 압력은 필요치 않다. 금형 온도는 20~60도가 적당하며, 고밀도 폴리에틸렌은 비열이 큰 수지이므로 금형 중에서 냉각하기 위해서는 다량의 열량을 제거해야 한다.
그러나 금형 온도를 30~40도의 낮은 온도로 행하면 금형 내의 표면부분이 급속히 굳어지기 때문에 부분적인 싱크가 생기거나 성형품 표면이 거칠어질 수 있다. 게다가 성형품이 층으로 분리되어 갈라지는 불량이 발생할 수도 있다.
이와 달리 70도 이상의 고온으로 하면 표면의 광택은 양호하게 되나 성형 사이클이 길어진다. 즉 폴리에틸렌의 금형 제작시에는 온도 관리가 중요하다.
실린더 온도는 저밀도 폴리에렌의 경우 140~300도, 고밀도 폴리에틸렌의 경우 200~300도 정도가 적당하다. 실린더 온도가 과도하게 낮을 때 불량품이 되므로 너무 낮은 온도를 피해야 한다. 300도 이상의 고온으로 해도 열 분해에 의한 불량 발생의 염려는 적은 수지이다.
성형 수축률은 1~4%로 크고 특히 수지의 흐름방향과 그 직교방향에서 틀리는 점에 유의하고 안료의 혼입에 의해서도 수축률의 차이가 크다는데 주목해야 한다.
평판 등의 평평한 성형품에서 중앙 핀 포인트 게이트나 다이렉트 게이트로 하면 휨이 생긴다. 이럴 땐 사이드 게이트나 필름 게이트를 사용하면 취약점을 개선할 수 있다.  수축률이 큰 고밀도 폴리에틸렌의 경우 게이트 부의 강도를 현저하게 저하시킬 수 있고 이때는 실린더 온도를 높이고 사출 압력을 낮게 하면 개선된다. 분쇄물을 100% 재사용할 수 있으며, 드라이 컬러링 등으로 쉽게 착색할 수 있다.  두께가 얇은 제품에는 사출 속도가 빨라야 하나, 그 이외에는 중간정도의 사출속도가 좋다.
수축이 크기 때문에 제품에 따라서는 보압 시간을 길게 하여야 하며, 사출압의 30~60%를 사용한다. 기계를 정지 시 별도의 퍼징 재료는 필요치 않다.
이런 특성을 가지고 있는 폴리에틸렌은 일용품의 경우 컵이나 컨테이너, 문방구 용품 등에 사용되며, 고주파, 저주파 절연 부품, 절연 테이프 등 전기제품의 용도로 사용된다.

[출처:SP투데이]
 
 
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