플라스틱 성형의 책 25 Die와 sizing

[YDfamily]

25. 파이프의 압출성형

압출 성형으로 만들어진 형상은, die의 형태대로 그대로 정확히 나오는 것은 아니다. 플라스틱이 die로부터 압출되기 전에는 200kgf/㎝2 정도의 높은 압력으로 되어 있다. 플라스틱은 출구에서 팽창된다. 또한, die의 형태가, 예를 들어 사각이라면, 각(角) 부분과 직선인 곳은 냉각하는 방법도 다르다. 그러면, die로부터 나온 후에는 조금 부풀거나, 각의 부분이 휘거나 비뚤어지기도 한다. 그렇기 때문에, die의 형태도, 압출되어 갈 때의 변형을 미리 고려하여 만들어지지 않으면, 기대하는 형태대로 될 수 없는 것이다. 이 die의 형상을 결정하는 설계가, 꽤 힘들 것이라는 것은 상상 가능하다고 생각한다.

또 한가지 압출 성형의 귀찮은 점은, 압출기로부터 나온 단계에서는 완전히 식은 것은 아니다. 사출 성형이나, 나중에 설명할 blow 성형 등에서는, 금형 안에 용융된 플라스틱을 밀어 넣기 때문에, 금형에 접촉하여 냉각되는데, 압출 성형의 경우에는, 대기로 나오다. 그 상태에서는, 중력으로 아래로 처져 변형해 버리기 때문에, 그 변형을 억제하고, 형상을 유지하고, 또한, 치수도 확보하기 위해서, sizing이라고 하는 공정을, 압출한 뒤에 한다.

복잡한 형상을 한 압출을 이형 압출 성형이라고 한다. 이것에는 ABS나 PC(polycarbonate), PE(polyethylene)도 사용되는데, 경질 염화 비닐(경질 PVC)가 많이 사용되고 있다. PVC는, 폴리에틸렌의 한 개의 수소가 염소로 치환된 것으로 앞에서 설명하였다. 이것에 가소제라고 하는 첨가제를 가하면, 첨가량에 의해 유연함이 크게 변화한다. 경질 PVC란, 그 가소제의 량이 적고, 딱딱한 염화 비닐자체를 말한다. 빗물 받이나 수도관 등의 회색의 관도 경질 PVC이다. 가소제의 량을 증가시켜 가면, 고무와 같이 부드러운 연질 PVC로 된다. 매우 편리한 재료이다. 연질 PVC나 폴리에틸렌 등의 유연한 재료에 발포제를 가해 팽창시켜, cushion재 등도 만들어지고 있다.

요점 BOX
압출 후의 sizing도 중요
발포제를 가해 cushion재로