열성형(Thermoforming)

 

그래요. 그래요. 여러분의 생각이 맞아요. 이렇게 고분자 재료의 이용은 무궁무진하답니다. 여러분은 분명히 '우와. 욕조도?'하고 놀랬을거예요. 그렇죠? 하지만 욕조 뿐만 아니예요. 또 있어요. 바로 포장용기!

과연 욕조와 포장용기는 어떤 성형법이로 만들어졌을까요? 바로 열성형법이 이용되었답니다. 열성형법에 대해서 자세히 알고 싶으싶으시죠? 자 시작!

플라스틱 판재를 가열하여 부드럽게 만든 후, 여기에 외력을 가해 원하는 모양으로 가공하는 방법이 바로 열성형법이랍니다. 위 이미지는 진공 열성형을 보여주고 있답니다. 이해가 되시나요? 음. 쉽게 생각해봅시다. 주사기의 입구를 손으로 막고 피스톤을 뒤로 빼보신 적 있죠? 그러면 어떻게  됐나요? 손이 주사기로 쏙 올라가죠? 그리고 약하게 막고 있으면서 피스톤을 밀어봐요. 그러면 다시 손이 퉁 하고 밀려나오게 되죠? 어렵지 않아요. 바로 이것입니다! 원리는 진공에 의해 성형되는 것이죠.

위 그림은 열성형법 중에서도 가장 많이 사용되는 공정은 열가소성 플라스틱의 진공 성형법을 보여주고 있답니다. 진공 성형 뿐 아니라 램이나 플런저를 이용한 성형법이 있지요. 플런저를 이용한 방법은 열에 의해 부드러워진 고분자 판재를 플런저 또는 펀치로 눌러 판재가 금형의 캐비티에 압착되게 하여 성형하는 방법이랍니다. 하지만 우리는 진공 성형법만 알아볼꺼예요.

그렇다면 이제 위의 그림을 보면서 진공 성형 과정을 함께 알아볼까요? 먼저 열가소성 판재를 금형 위에 고정합니다. 그런 다음 히터로 판재를 가열시킵니다. 부드러워진 판재를 진공으로 금형에 흡착시켜 성형하게 된답니다. 다시 공기를 주입하여 성형물을 금형으로부터 제거하면 됩니다.

위 그림은 실제 산업체에서 사용되는 성형과정입니다. 즉 압출을 통해 얻어진 패리손을(물론 그림처럼 칼렌더기를 거쳐 필름이 된 후) 열성형을 통해 최종 제품으로 만들어지고 있어요. 이것이 하나의 열성형 기기랍니다. 각종 산업체에서 판매하고 있어요. 확인해보시면 깜짝 놀라게 될 거예요. 엄청난 크기에, 엄청난 가격에! 음. 실제로 기기를 보신 적이 있으시나요? 김일 교수님의 미세구조 연구실에는 많은 고분자 분석 및 실험 기기가 비치되어 있어요. 궁금하거나 또 관심이 있다면 실험실에 와서 구경해도 좋을 것 같아요. 어때요? 학습 의지가 샘 솟으시나요?

자, 다시 열성형으로 돌아갑시다. 열성형 역시 성형 시 여러 가지 문제가 발생하게 되는데요. 이제 자세하게 각각의 문제와 해결 방법을 알아봐요.

문제

발생 원인

해결

백화

이형 불량

형의 형태 및 구조를 변화시킨다

저온의 성형 온도

성형 온도를 올린다.

진공도 불량

배기 구멍의 부족

배기 구멍 수를 많게 한다

성형 압력의 부족

압공성형, 프레스 성형을 사용한다.

표면의 결함

소재 시트의 흠집

시트의 제조, 보관, 취급에 주의한다

이형 경사의 부족

제품의 디자인을 바꾼다

발포

시트의 과열

가열 온도를 내린다.

시트의 흡습

기트 보관 상태를 개선한다.

보관시 방습에 주의한다.

주름

시트의 과열

성형 온도를 내린다.

시트판 취함의 부적당

주름이 발생하기 쉬운 자리를 미리 누른다.

열성형 제품은 성형 능률이 좋고 값싼 얇은 제품을 얻을 수 있는 장점이 있어요. 그래서 종이를 대체하는 각종 1회용 용기, 포장용기, 냉장고의 내장 부품, 입체간판 등으로 이용되고 있답니다.



※ 본 자료는 200822178 송가영 양의 수고로 제작되었습니다.

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player