PVC 사출 성형: 공정, 장점 및 단점

많은 산업용 열가소성 수지 중에서 PVC(폴리염화비닐)는 광범위한 적용 범위, 우수한 성능 및 낮은 저비용으로 인해 수많은 제조업체의 선호를 받아왔습니다. 사출 성형 비용. 파이프 및 의료 장비부터 케이블 및 건물 벽 패널에 이르기까지 PVC는 어디에나 존재합니다.

PVC 제품에 대한 방대한 시장 수요를 충족하기 위해 제조업체는 보다 세련되고 효율적인 생산 방법을 지속적으로 찾고 있습니다. 그러한 방법 중 하나가 PVC 사출 성형입니다. 이는 온도와 압력을 정밀하게 제어하여 PVC 재료를 금형에 주입하여 다양한 모양과 크기의 부품을 생산하는 기술입니다. 이 공정은 PVC의 비흡습성과 내화학성을 최대한 활용하여 탁월한 성능을 발휘할 뿐만 아니라 높은 비용 효율성을 제공하는 제품을 탄생시킵니다.

다음 프로젝트에 PVC 사출 성형 기술을 적용하는 것을 고려 중이라면 PVC 사출 성형에 대해 자세히 알아보려면 계속해서 읽어보시기 바랍니다.

PVC는 무엇입니까?

PVC 또는 폴리염화비닐은 특정 개시제(예: 과산화물 및 아조 화합물) 또는 외부 조건(예: 빛 및 열)의 작용 하에서 자유 라디칼 중합 메커니즘을 통해 염화비닐 단량체(VCM)의 중합에 의해 형성된 중합체입니다. ). 뛰어난 성능과 광범위한 응용으로 인해 PVC는 전 세계적으로 세 번째로 많이 생산되는 합성 플라스틱 폴리머가 되었습니다.

PVC의 상업화는 20세기에 미국의 타이어 회사인 BF Goodrich가 최초로 대규모 생산을 하면서 시작되었습니다. PVC는 강성과 유연성의 두 가지 주요 형태로 존재합니다. 경질 PVC는 비가소성(PVC-U) 등급과 변성(PVC-M) 등급으로 더 세분화될 수 있습니다.

사출성형 경질 PVC는 높은 밀도, 우수한 강성, 난연성, 뛰어난 내충격성으로 인해 건축, 산업, 기타 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어, 건설 산업에서 경질 PVC는 일반적으로 문, 창문, 파이프 및 기계 하우징과 같은 구성 요소를 제조하는 데 사용됩니다.

경질 PVC와 비교하여 사출 성형된 유연한 PVC는 유연성과 맞춤화가 가능한 것으로 알려져 있습니다. 다양한 종류와 양의 가소제를 첨가함으로써 유연한 PVC의 부드러움과 탄력성을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이 소재는 의료, 자동차, 원예 산업에서 광범위하게 응용됩니다.

PVC 플라스틱의 특성

PVC는 비정질 백색 분말 중합체로 유리전이온도가 77~90°C이고 170°C 부근에서 분해되기 시작하여 빛과 열에 불안정합니다. 100°C 이상의 고온에 노출되거나 장시간 햇빛에 노출되면 PVC는 분해되어 염화수소를 방출하며, 이로 인해 분해 과정이 더욱 가속화되어 색상이 변하고 물리적, 기계적 특성이 급격히 저하됩니다.

상대적으로 낮은 인장 강도와 내열성에도 불구하고 PVC의 다용도성과 기타 우수한 특성으로 인해 PVC는 사출 성형에 이상적인 선택입니다. PVC는 충격강도가 높고 성형이 용이하며 강성이 상대적으로 낮고 내화학성이 우수한 소재입니다. 이러한 특성으로 인해 PVC는 환경 친화적인 경제적이고 재활용 가능한 소재입니다.

다음 표에는 사출 성형 PVC의 일반적인 물리적, 기계적, 전기적, 가공, 광학적 및 열적 특성이 포함되어 있습니다.

물리적 특성	밀도	1.16 – 1.65 g / cc
	입자 크기	63.0 – 250μm
	두께	3000 – 12000 마이크론
	용융 흐름	3.50~54.0g/10분
기계적 성질	경도	100 – 111
	인장 강도, 극한	14.3 – 55.2MPa
	연신율	2.00 - 330 %
	탄성 계수	1.82~7.03GPa
	굴곡 탄성율	0.220~6.43GPa
전기적 특성	전기 비저항	2.00e+14 – 1.00e+16옴-cm
	유전 상수	2.98 – 8.00
광학 특성	광택	5.00 - 60.0 %
	안개	4.00 - 8.00 %
처리 속성	용융 온도	177 - 216 ° C
	처리 온도	150 - 221 ° C
	노즐 온도	180 - 185 ° C
열적 특성	편향 온도	41.1 - 88.9 ° C
	취성 온도	-28.0 – 15.0 ° C
	비캣 연화점	51.0 - 98.9 ° C

표 1 : PVC의 특성 

PVC를 사출 성형할 수 있나요?

예, PVC는 사출 성형이 가능합니다. 열가소성 수지인 PVC는 가공성이 뛰어납니다. 동안 사출 성형, PVC 소재를 고온에서 녹인 후 금형에 주입하여 냉각 후 원하는 플라스틱 제품을 생산합니다. 이 방법은 다양하고 복잡한 모양과 크기의 플라스틱 제품을 제조하는 데 적합합니다.

PVC 사출 성형에서는 일반적으로 건조가 필요하지 않으며 용융 온도는 185~205°C이고 금형 온도는 20~50°C입니다. 또한 가열 과정에서 온도가 제대로 제어되지 않으면 PVC가 분해되어 유해 가스를 방출할 수 있으므로 PVC 사출 성형에서는 정밀한 온도 제어가 중요합니다.

PVC는 수요가 높은 소재이며 BOYI는 PVC 사출 성형에 대한 광범위한 지식과 경험을 보유하고 있습니다. BOYI는 고객 요구 사항에 맞는 맞춤형 PVC 사출 성형 솔루션을 제공하여 고객이 다양한 PVC 사출 성형 프로젝트를 완료할 수 있도록 지원합니다.

PVC 사출 성형의 장점

다음은 PVC 사출 성형의 주요 장점에 대한 좋은 개요를 제공합니다.

비용절감 효과

PVC(Polyvinyl Chloride)는 생산 비용이 상대적으로 낮아 특수 플라스틱이나 폴리머 블렌드에 비해 경제적입니다. 널리 사용되면서 공급망이 잘 발달되어 낮은 최소 주문 수량(MOQ)으로 쉽게 접근할 수 있게 되었으며 이는 특히 중소기업에 유리합니다.

내 화학성

PVC는 화학적 안정성이 뛰어나며 많은 산, 염기, 염분, 지방 및 알코올로부터 부식되지 않습니다. PVC는 60°C 이상의 온도에서 강농축산에 대한 내성이 좋지 않지만 다양한 화학 환경에서도 성능과 외관을 유지합니다.

전기 절연체

PVC는 유전 강도가 높기 때문에 유전 파괴 없이 고전압을 견딜 수 있습니다. 난연성 및 방수 특성이 결합된 PVC는 전기 및 전자 장비의 필수 절연재로 장비 하우징 및 케이블 외장과 같은 응용 분야에 사용됩니다.

우수한 가공성

PVC는 사출 성형 중에 탁월한 흐름 및 충진 특성을 보여 복잡한 금형 공동을 쉽게 채워 복잡한 고정밀 제품을 생산합니다. 수축률이 낮아 치수 안정성을 유지하고 일관된 제품 품질을 보장합니다.

환경 친화적이고 재활용 가능

PVC는 재활용이 가능하며 적절한 처리를 통해 재사용하여 새로운 제품을 제조할 수 있으므로 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다. 그러나 유해 물질의 방출을 완화하려면 PVC를 주의 깊게 취급하고 재활용하는 것이 중요하므로 적절한 환경 조치가 필요합니다.

미적 매력

PVC는 안료와 첨가제로 변형되어 색상과 외관을 변경할 수 있으므로 다양한 용도와 디자인 요구 사항에 적합합니다. PVC 사출 성형 부품은 표면이 매끄러워 청소가 쉽고 시간이 지나도 미적 매력을 유지합니다.

내구성과 힘

PVC 사출 성형 부품은 일반적으로 내구성과 강도가 높아 일상적인 마모에 강합니다. 제형 및 가공 조건을 조정함으로써 경도 및 인성과 같은 PVC 사출 성형 부품의 물리적 특성을 더욱 최적화하여 특정 응용 분야 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

PVC 사출 성형의 단점

PVC에는 많은 장점이 있지만 고려해야 할 몇 가지 단점도 있습니다.

열악한 열 안정성

PVC는 고온에서 쉽게 분해됩니다. 가열하면 PVC의 불안정한 염소 원자가 분리되기 시작하여 염화수소(HCl)와 같은 유해 물질이 생성됩니다. PVC의 열 안정성을 향상시키기 위해 가공 중에 염기성 납염 및 금속 비누와 같은 열 안정제가 일반적으로 첨가됩니다.

낮은 열 변형 온도

PVC의 열변형 온도는 제형 및 가공 조건에 따라 일반적으로 55°C~85°C로 상대적으로 낮습니다. 이는 PVC 제품이 고온에서 쉽게 변형되어 성능에 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다.

힘의 상실

연질 PVC는 시간이 지남에 따라 또는 UV 광선 및 고온과 같은 불리한 조건에 노출되면 재료 특성이 저하됩니다. 경질 PVC는 UV 저항성이 더 뛰어나지만 장기간 햇빛에 노출되면 성능이 저하될 수도 있습니다.

높은 초기 비용

PVC 사출 성형에는 맞춤형 금형 제조에 상당한 초기 비용이 필요합니다. 금형 비용은 $1,500에서 $100,000 이상까지 다양합니다. 그러나 이러한 비용은 많은 수의 부품을 생산하면서 상각될 수 있습니다. 동일한 부품의 대량 생산이 예상되는 경우 PVC 사출 성형이 비용 효율적인 생산 방법이 될 수 있습니다.

BOYI는 가공을 위해 알루미늄 및 강철 금형을 모두 제공합니다. 강철 주형은 수명이 길고 여러 번 재사용할 수 있으며 경우에 따라 수리가 가능합니다. 자세한 내용은 알루미늄과 강철 금형의 차이점에 대한 이 기사를 읽어보세요. 알루미늄 대 강철 금형.

PVC 사출 성형의 응용

PVC(폴리염화비닐)는 여러 산업 분야에 걸쳐 널리 사용되는 소재입니다.

• 씰 구성 요소
• 시트 트림 부품
• 대시보드
• 음료 및 식품 병 뚜껑
• 와이어 스풀(또는 와이어 드럼)
• PVC 파이프 및 피팅
• PVC 창 프로필
• 의료용 튜브
• TV 리모컨 케이스
• 배수 파이프

PVC 사출 성형 공정

PVC 사출 성형 공정은 정확하고 까다로운 절차입니다. 열가소성 수지인 PVC는 과열되거나 과도한 전단을 받으면 분해되어 유해 물질을 생성할 수 있습니다. 고품질 PVC 사출 성형 제품을 얻기 위한 PVC 사출 성형 공정에 대한 포괄적인 가이드는 다음과 같습니다.

금형 및 게이트 설계

성형 사이클을 최적화하려면 게이트 설계가 원형 단면으로 최대한 짧아야 합니다. 잘 녹지 않은 재료가 캐비티에 들어가는 것을 방지하기 위해 콜드 슬러그 웰이 장착된 직경 6mm, 내부 각도 5도의 원추형 노즐을 사용하는 것이 좋습니다. 적절한 금형 환기를 보장하려면 금형 구배 각도가 0.5°~1° 사이여야 합니다. 일반적인 벤트 크기는 깊이 0.03-0.05mm, 너비 6mm 또는 각 이젝터 핀 주위 간격 0.03-0.05mm입니다. 금형은 내구성을 위해 스테인레스 스틸이나 경질 크롬 도금으로 제작되어야 합니다.

PVC 건조

미량의 수분을 제거하려면 사출 성형 전에 PVC를 건조해야 합니다. 습기가 제품 품질에 미치는 영향을 최소화하려면 75~90°C에서 1.5~2.5시간 동안 건조하는 것이 좋습니다.

나사 길이 대 직경 비율(L/D)

L/D 비율은 ​​나사 길이와 외경 또는 공칭 직경의 비율입니다. 일반적으로 우수한 용융 흐름과 제품 품질을 달성하려면 스크류 L/D 비율이 20:1이고 압축 비율은 1:1.6~1:1.2가 최적입니다.

스크류 쿠션

금형 캐비티가 완전히 채워진 후 스크류 팁과 배럴 사이에 남아 있는 PVC 쿠션은 사출 성형기의 모델과 사출 성형 제품의 요구 사항에 따라 일반적으로 2~3mm 범위 내에서 조정되어야 합니다.

배압

배압은 PVC 용융물의 품질을 제어하고 과열 및 분해를 방지하기 위한 PVC 사출 성형의 핵심 매개변수입니다. 1MPa 내외로 조절해야 합니다. 과도한 배압은 너무 많은 전단력을 발생시켜 PVC 과열 및 분해를 초래합니다. 전단력과 열분해의 위험을 최소화하려면 가소화 중에 다단계 배압 제어를 사용해야 합니다.

나사 속도

스크류 속도는 스크류 직경과 사출성형기의 성능에 따라 조정되어야 합니다. 직경이 60mm 미만인 나사의 경우 속도는 50-70rpm이어야 합니다. 직경이 70mm보다 큰 나사의 경우 속도는 20-50rpm으로 제어되어야 합니다.

배럴 온도

배럴 온도는 PVC 용융물의 흐름과 제품 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 공급 영역, 후면 영역, 중간 영역 및 전면 영역의 온도를 각각 30~60°C, 160~180°C, 150~170°C, 140~160°C로 설정하는 것이 좋습니다. 이 온도는 단지 참고용이며 기계 및 재료의 실제 조건에 따라 조정되어야 하며 권장 범위를 초과할 수 있습니다.

금형 온도

금형 온도는 제품의 크기, 모양, 성능 요구 사항에 따라 조정되어야 합니다. 수온은 70~100°F로 설정하고 이젝터 측 온도는 10~20°F 낮게 설정하는 것이 좋습니다.

사출 속도

PVC 분해를 방지하려면 사출 속도를 느리게 하고, 대규모 생산을 위해서는 사출 속도를 높여야 합니다. UPVC를 사용하여 벽이 매우 매끄러운 두꺼운 제품을 생산할 때는 다단계 사출 속도를 사용해야 합니다. 게이트에서 연한 갈색 줄무늬가 방사되면 사출 속도가 너무 빠르다는 의미입니다.

사출 압력

사출압력은 제품의 크기, 모양, 게이트 개구부 크기에 따라 달라집니다. 일반적으로 사출압력은 80~120MPa(800~1200bar) 사이로 설정하는 것이 좋습니다.

종료

PVC의 열 안정성이 낮기 때문에 셧다운 프로세스가 중요합니다. 가동을 중단하기 전에 배럴을 철저히 청소하여 잔류 PVC가 고온에서 분해되는 것을 방지해야 합니다. PMMA, PP, LDPE 또는 GPPS와 같이 열 안정성이 높고 PVC와 부작용이 없는 기타 열가소성 수지를 세척에 사용할 수 있습니다. 동일한 배럴에 POM 및 UPVC와 같은 재료를 혼합하지 마십시오. 화학 반응이 발생하여 기계가 손상될 수 있습니다.

이 PVC 사출 성형 공정 가이드를 따르면 사양을 충족하는 고품질 PVC 사출 성형 제품을 생산할 수 있습니다. 다만, 기계, 재질, 제품에 따라 구체적인 매개변수 및 설정이 다를 수 있으므로 실제 조건에 따라 조정해야 합니다.

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