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나일론 사출 성형 부품의 품질을 향상시키는 방법은 무엇일까요?

나일론은 결정성 플라스틱의 일종으로 130가지가 넘는 종류가 있습니다. 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 11, 나일론 1010, 공중합체 나일론, 초강력 나일론, 유리섬유 강화 나일론, 무기질 강화 나일론 등이 사출 성형 공정에 사용됩니다. 나일론 사출 성형 부품의 품질을 향상시키는 방법은 무엇일까요?
서론을 살펴보겠습니다.블로우 성형기 브랜드.

I. 건조 효과를 확보하십시오
나일론은 수분을 쉽게 흡수하며, 장시간 공기에 노출되면 대기 중의 수분을 흡수합니다. 사출 성형 전에 과도한 수분을 흡수하면 부품의 외관 및 기계적 특성이 손상될 수 있습니다.
나일론의 융점(약 254°C) 이상의 온도에서 물 분자는 나일론과 화학 반응을 일으킵니다. 가수분해 또는 균열이라고 알려진 이 화학 반응은 나일론의 산화 및 변색을 유발하고, 수지의 분자량과 인성을 상대적으로 감소시키며, 유동성을 증가시킵니다. 이는 가공상의 어려움을 초래할 뿐만 아니라 부품의 성능을 저하시킬 수도 있습니다. 사출 성형 중 노즐에 이물질이 끼거나 부품에 심각한 파편이 발생하는 문제가 발생할 수 있습니다.
플라스틱이 흡수한 수분과 균열에서 발생하는 가스, 그리고 결합된 부품으로 인해 표면 형성이 매끄럽지 않고, 은색 선, 반점, 미세 기공, 기포가 발생하며, 용융 팽창이 심하면 성형이 불가능하거나 성형 후 기계적 강도가 크게 저하됩니다.
결론적으로, 나일론이 가수분해로 인해 파괴된 후에는 성능이 완전히 저하되어, 다시 건조하더라도 재사용이 불가능해집니다.
요약하자면, 사출 성형 전 나일론 소재의 건조는 매우 중요하며, 건조 정도는 완제품의 요구 사항에 따라 결정되지만 일반적으로 0.25% 미만, 바람직하게는 0.1% 이하가 적당합니다. 원료가 충분히 건조되면 사출 성형이 용이해지고 부품 품질에 문제가 발생할 가능성이 줄어듭니다.
나일론은 진공 상태에서 건조하는 것이 가장 좋습니다. 대기 건조 시 온도 조건이 높고, 건조 대상 원료가 공기 중의 산소와 접촉하여 산화 및 변색될 가능성이 있으며, 과도한 산화는 오히려 부품을 취성하게 만드는 역효과를 초래할 수 있기 때문입니다.
진공 건조 장비가 없는 경우 대기압 건조만 사용할 수 있지만 효과는 떨어집니다. 대기압 건조 조건에는 여러 가지가 있는데, 여기서는 몇 가지만 소개합니다.

첫 번째 조건은 60℃~70℃, 재료 층 두께 20mm, 24시간~30시간 베이킹입니다.
두 번째는 90℃ 이하에서 구울 경우 10시간을 넘지 않는 것입니다.
세 번째 방법은 93°C 이하의 온도에서 2~3시간 동안 굽는 것입니다. 공기 온도가 93°C를 초과하여 3시간 이상 유지될 경우 나일론의 색상이 변할 가능성이 있으므로 온도를 79°C로 낮춰야 합니다.

네 번째 방법은 온도를 100℃ 이상, 심지어 150℃까지 높이는 것인데, 이는 나일론이 공기에 너무 오래 노출되거나 건조 장비가 제대로 작동하지 않는 경우를 고려한 것입니다.
다섯 번째는 사출 성형기용 열풍 호퍼 건조 방식입니다. 이 방식에서는 호퍼로 유입되는 열풍의 온도를 100°C 이상으로 높여 플라스틱 내부의 수분을 증발시킵니다. 그런 다음 열풍은 호퍼 상단을 따라 배출됩니다.
건조 조건 선택은 건조 효과에 따라 달라집니다. 온도가 너무 낮으면 건조 시간이 길어지고 효율이 떨어지며, 온도가 너무 높으면 플라스틱의 응축이나 가교가 발생하여 가공 중 용융 점도가 높아질 수 있습니다.
진공 제습기는 플라스틱을 내부에서 가열하면서 수증기를 제거하는 밀폐 구조이므로 건조 온도를 특별히 높일 필요가 없으며 건조 시간을 상당히 단축할 수 있습니다.
건조된 플라스틱을 공기 중에 방치하면 공기 중의 습기를 빠르게 흡수하여 건조 효과가 사라집니다. 덮개가 있는 호퍼에 보관하더라도 보관 시간을 너무 길게 해서는 안 되며, 일반적으로 비 오는 날에는 1시간 이내, 맑은 날에는 3시간 이내로 제한해야 합니다.

Ⅱ. 배럴 온도를 제어합니다.
나일론은 녹는점이 높지만, 녹는점에 도달했을 때의 점도는 폴리스티렌과 같은 일반적인 열가소성 수지보다 훨씬 낮기 때문에 성형 시 유동성 문제는 발생하지 않습니다.
또한, 나일론의 유변학적 특성상 전단 속도가 증가할 때 겉보기 점도 감소가 두드러지지 않고, 용융 온도 범위가 3℃~5℃로 좁기 때문에 높은 재료 온도는 금형의 원활한 충진을 보장합니다.
하지만 나일론은 용융 상태에서 열 안정성이 좋지 않아, 너무 높은 온도에서 또는 너무 오랜 시간 동안 가열하면 고분자가 분해되어 부품에 기포가 생기고 강도가 저하될 수 있습니다.

따라서, 재료가 고온 용융 온도까지 최대한 고르게 가열되어 용융 불량 및 국부적인 과열을 방지할 수 있도록 배럴 각 부분의 온도를 엄격하게 제어해야 합니다. 전체 성형 공정에서 배럴 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 배럴 내 펠릿 가열 시간은 30분을 초과해서는 안 됩니다.

Ⅲ. 장비 구성 요소를 개선합니다.
우선, 배럴의 경우 주입 시 많은 양의 재료가 앞으로 이동하지만, 유동성이 높아 스크류 홈에서 용융 재료의 역류 및 나사산 끝면과 경사진 배럴 내벽 사이의 누출이 증가합니다. 이는 유효 주입 압력과 공급되는 재료량을 감소시킬 뿐만 아니라, 재료 추가의 원활한 진행을 방해하여 스크류 슬립을 유발하고 역류를 초래하기도 합니다. 따라서 배럴 전면에는 역류 방지를 위한 체크링을 반드시 장착해야 합니다. 다만, 체크링 설치 후에는 압력 손실을 보상하기 위해 재료 온도를 10℃~20℃ 정도 높여야 합니다.

다음은 노즐 상황입니다. 사출 동작이 완료되고 스크류가 복귀한 후, 전방로의 용융 물질이 잔류 압력으로 인해 노즐에서 저절로 흘러나올 수 있는데, 이를 "침출 현상"이라고 합니다.
만약 침처럼 끈적이는 물질이 캐비티 안으로 들어가면 부품에 차가운 물질 반점이 생기거나 충전이 어려워지고, 노즐이 금형 제거 전에 금형에 닿으면 작업 문제가 크게 증가하며 경제성도 떨어집니다.
노즐에 별도로 조절 가능한 가열 링을 장착하는 것은 노즐 온도를 제어하는 ​​효과적인 방법이지만, 근본적인 해결책은 유량 차단 구조를 갖춘 스프링식 오리피스 노즐로 교체하는 것입니다.
물론 이러한 노즐에 사용되는 스프링 재질은 고온에 강해야 합니다. 그렇지 않으면 고온에서 압력으로 인해 반복적으로 열처리되어 탄성을 잃게 될 것입니다.
넷째, 금형 배기를 확보하고 금형 온도를 제어해야 합니다.
나일론은 융점이 높기 때문에 응고점 또한 높아, 용융된 재료가 차가운 금형에 주입될 때 온도가 융점 이하로 떨어지면 언제든지 응고되어 충전이 완료되지 않을 수 있습니다. 따라서 특히 얇은 벽 부품이나 유동 거리가 긴 부품의 경우 고속 사출을 사용해야 합니다.
또한, 고속 금형 충전은 캐비티 배기 문제를 야기하므로 나일론 금형에는 더욱 적절한 배기 대책이 필요합니다.
나일론은 일반적인 열가소성 수지보다 훨씬 높은 금형 온도를 필요로 합니다. 일반적으로 금형 온도가 높을수록 유동성이 좋아지는데, 이는 특히 복잡한 부품을 제작할 때 중요합니다.

문제는 용융된 나일론이 캐비티를 채운 후 냉각되는 속도가 나일론 부품의 구조와 특성에 상당한 영향을 미친다는 점입니다. 결정화는 용융된 나일론이 고온의 비정질 상태로 캐비티에 들어갈 때 시작되며, 결정화 속도는 금형 온도와 열 전달 속도에 의해 제한됩니다.
박형 부품의 높은 연신율, 투명도 및 인성을 얻으려면 금형 온도를 낮춰 결정화도를 낮춰야 합니다. 반대로 높은 경도, 우수한 내마모성, 두꺼운 벽 변형이 적은 특성을 얻으려면 금형 온도를 높여 결정화도를 높여야 합니다.
나일론은 수축률이 크기 때문에 높은 금형 온도가 필요합니다. 용융 상태에서 고체 상태로 변할 때 수축량이 매우 크며, 특히 두꺼운 벽을 가진 제품의 경우 더욱 그렇습니다. 금형 온도가 너무 낮으면 내부에 기포가 발생할 수 있습니다. 금형 온도를 정밀하게 제어해야만 부품의 크기가 안정적으로 유지됩니다.
나일론 금형의 온도 조절 범위는 20°C에서 90°C입니다. 냉각 장치(예: 수돗물)와 가열 장치(예: 플러그인 전기 히터)를 모두 사용하는 것이 좋습니다.