PES의 사출 성형 조건[Injection Molding Conditions for PES]


사출 성형기의 선정[Selection of Injection Molding Machine]
SUMIKAEXCEL PES은, standard inline type and plunger type (ram fed)타입의 사출 성형기로 성형하는 것이 가능합니다.
스크류 , 실린더
● SUMIKAEXCEL PES의 필러 강화 그레이드는 , 유리 섬유등을 충전하고 있기 때문에, 내 마모 사양의 재질이 바람직하다.
● 스크류 디자인은, 전단 발열량이 적은 표준적인 풀 플라이트 타입이 적합하다. 서브 플라이트 첨부 스크류나 고혼련 스크류의 사용은,
수지의 체류나 전단 발열에 의해 수지 온도가 400 ℃ 이상이 되어 , 바람직하지 않다.
　 이하에 대표적인 스크류 디자인을 나타낸다.
● L/D　스크류의 길이 (L)/스크리의 지름(D) =20전후가 바람직하다.
● 압축비 : 압축비 =2 ~ 2.2 전후가 바람직하다.
● 각 존
공급 존：55%전후
압력 존：25%전후
계량 존：20%전후
● screwhead는 , 역류 방지 기구 첨부 screwhead[Check Valve를 가진]를 추천 한다.
노즐
● 재질은 , 스크류 , 실린더에 준한다.
● 오픈 노즐의 사용이 적합하다. Shut-off nozzles, 데드 스페이스가 많이 수지가 체류 하기 쉽기 때문에 바람직하지 않다.
● 노즐 히터는 , 독립한 온도 제어기를 사용해 , 제어성이 양호한PID제어 방식이 바람직하다.
● 연장 노즐을 사용하는 경우는 , 온도 분포가 균일하게 되도록(듯이) 충분히 고려된 것을 사용한다.
사출 유니트 및 제어계
● SUMIKAEXCEL PES는 용해 점도가 높기 때문에 , 사출 압력이200MPa이상의 성형기가 바람직하다.
● SUMIKAEXCEL PES은 용해 점도가 높기 때문에 , 계량시의 토르크가 크고 , 표준보다 고출력 타입을 추천 한다.
성형기 용량
● 비록 성형기의 크기에 달려 있다고 해도 , 계량치가 전 사출 용량의1/3~3/4되는 것 같은 실린더지름[cylinder diameter] and
mold clamp pressure이 조합되도록 선정하는 것이 바람직하다. 계량치가 작으면 소용없는 수지 체류로부터,
여러 가지의 성형 불량이 있기 때문에 주의한다.

예비 건조
SUMIKAEXCEL PES은 흡수성이 있기 때문에 , 충분히 건조할 필요가 있습니다. 열풍 순환식 오븐 , 제습 건조기를 사용해,
160~180 ℃로 5 ~ 24시간 건조해 주세요. 선반단식 오븐을 이용하는 경우는 50mm 이하의 두께에 넓혀 건조해 주세요.
특히 대형 성형품을 성형하려면 180 ℃에서의 건조를 추천하겠습니다.
그리고, 비강화품이나 대형 성형의 경우, 제습 건조기를 사용하는 것을 추천하겠습니다. 호퍼 드라이어를 사용하는 경우는,
충분한 용량이 있어, 열용량의 큰 것이 필요합니다. 예비 건조가 불충분한 경우 , 성형품 표면에 silver streaking이 나타나는 일이 있습니다.
상기와 같은 현상이 발생했을 경우 , 한층 더 건조가 필요합니다.
SUMIKAEXCEL PES은 가수분해하지 않기 때문에 상기의 조건하에서의 건조에 의한 열화는 없습니다.

Figure 1 Relation of Drying Temperature / Time and Water absorption


성형 조건[Molding Conditions]
SUMIKAEXCEL PES의 표준 성형 조건은 아래와 같다.
Grade 3600G
4100G		 4800G
 Glass Fiber Reinforced Grades
Drying Conditions 160 - 180°C
5 - 24hr		 160 - 180°C
5 - 24hr		 160 - 180°C
5 - 24hr
Cylinder Temperature (°C) Rear
Center
Front
Nozzle		 300 - 340
320 - 370
330 - 380
330 - 380 		320 - 340
330 - 370
340 - 390
340 - 390		 300 - 340
320 - 370
330 - 380
330 - 380
Tool Temperature (°C) 120 - 180 120 - 180 120 - 180
Injection Pressure (MPa) 100 - 200 120 - 200 100 - 200
Holding Pressure (MPa) 50 - 100 80 - 150 50 - 100
Injection Speed Low speed - medium speed Low speed - medium speed Low speed - medium speed
Screw Rotation Speed (rpm) 50 - 100 50 - 100 50 - 100
Back Pressure(MPa) 5 - 10 5 - 20 5 - 10
 
수지온도[Resin Temperature]
수지 온도로서 330 ~ 380 ℃를 추천 합니다.
SUMIKAEXCEL PES은 용해 점도가 높기 때문에 , 전단 발열에 의해 실린더 온도 설정치에 비해 수지 온도가 높아지는 경향이 있어,
40 ℃ 이상 차이가 생기는 경우가 있습니다. 수지 온도를 확인하면서 성형을 실시할 필요가 있습니다.

Figure 2 PES의 유동장[Flow Lengths of PES]


금형 온도[Tool Temperature]
금형 온도는 표면 온도로 120~180 ℃가 되도록 설정해 주세요. 그리고 , 금형 표면의 온도 분포가 작아지도록 설계해 주세요.
금형 온도가 너무 낮으면 잔류 응력에 의한 성형품의 휨이나 크랙이 발생합니다.
잔류응력은 유리섬유 그레이드에서는 성형품의 표면에 유리섬유의 돌출의 원인이 됩니다.
금형 온도를 높게 설정하는 것으로써 , 잔류 응력의 적은 성형품을 얻을 수 있습니다.
다만 , 금형 온도가 너무 높으면, 성형품 이형시의 변형의 원인이 됩니다.
가열 방법으로서는 , 히터 방식·오일온조 방식의 모두 사용할 수 있습니다만 , 복잡 형상 금형 , 심물 금형 및 슬라이드 코어가 있는
금형에서는 , 오일온조 방식을 사용해 , 금형 온도 분포를 가능한 한 작게 해 주세요.
특히 대형 성형의 경우나 비강화품을 사용하는 성형 시에는 , 금형 온도에 충분한 주위를 기울일 필요가 있습니다.
사출 압력 , 보관 유지 압력[Injection Pressure and Maintained Pressure]
일반적으로 SUMIKAEXCEL PES의 성형에서는 높은 사출 압력이 요구됩니다.
얇은 성형품이나 유리 충전 그레이드 , 유동장의 큰 성형품은 ,150MPa이상의 사출 압력이 필요합니다.
보관 유지 압력은 사출 압력의1/2 ~ 1/3로 설정하는 것을 추천 합니다.
보관 유지 압력은 낮은 것이 잔류 응력의 적은 성형품을 얻을 수 있습니다.
사출 속도[Injection Speed]
SUMIKAEXCEL PES은 일반적으로 저속 ~중속의 사출 속도가 적합합니다만 , 성형품의 형상에 의해 최적인 사출 속도는 다릅니다.
SUMIKAEXCEL PES은 용해 점도가 높기 때문에 , 너무 빠른 사출 속도에서는 전단 발열이나 에어의 단열 압축에 의한 야케[burning]나
실버의 원인이 됩니다. 한편 , 얇은 성형품(1mmt이하) 이나 유동 거리의 긴 성형품에서는 , 빠른 사출 속도가 필요하게 됩니다.
일반적으로는 , 사출 속도를 저속으로 하는 것이 , 잔류 응력의 적은 성형품을 얻을 수 있습니다.
스크류 회전수, 배압[Screw Rotation Speed and Back Pressure]
전단 발열에 의한 수지 온도 상승을 막기 위해 , 스크류 회전수는50~100rpm를 추천 합니다.
적당한 배압을 걸치는 것으로 , 균일한 용해 상태가 됩니다.
배압은5~10MPa가 바람직하고 , 분자량의 많은 그레이드는 , 높은 배압을 설정해 주세요.
다만, 너무 높으면 수지의 가열이나 과 부하등 의 문제가 일어날 가능성이 있습니다.

퍼징[Purging]
퍼지재로서는 ,MFR0.05정도의 HDPE, 또는 폴리카보네이트(polycarbonate), 바람직하기는 그 유리 섬유 강화 그레이드가 적합합니다.
실린더에 체류 하고 있는 수지를 짜낸 후 에 , 실린더 온도를 280~300 ℃로 설정해, 340 ℃ 이하의 온도가 되고 나서
고분자량 폴리에틸렌을 투입해, 설정 온도가 될 때까지 퍼지를 계속합니다.
퍼지 후에 PES를 투입하는 경우에는, 실린더내에 체류 하고 있는 퍼지제를 짜낸 후, 실린더 온도를 비교적 저온(300~320 ℃) 으로 설정해,
이 온도로 실린더를 PES로 충분히 치환한 후 에 실린더 온도를 성형 온도까지 상승시켜 주세요.
실린더 온도를 성형 온도까지 상승시키고 나서 PES를 투입했을 경우, 퍼지제의 실린더내에서의 체류나 열화가 일어나기 쉬워집니다.
이것들은 성형 불량을 일으키는 원인이 됩니다.
성형을 일시 정지하는 경우에는, 수지의 열 열화를 방지하기 위해 실린더 온도는 250~260 ℃로 설정해 주세요.
수지 온도가 250 ℃ 미만이 되면, 스크류 표면이나 실린더 내벽을 손상하거나 성형 재개 후의 이물 발생의 원인이 될 우려가 있습니다.
장시간 정지하는 경우에는 실린더내를 퍼지제로 퍼지 하고 나서 실린더 온도를 내려 주세요.
 
퍼지 방법[Purging Method]
SUMIKAEXCEL PES사용시의 퍼지 방법에 대해 , 설명하겠습니다.
추천 퍼지재： MFR 0.05정도의 고분자량 폴리에틸렌, 또는 폴리카보네이트(polycarbonate), 혹은 그것들의 유리섬유강화 그레이드
● 가공 온도가 높기 때문에 , 발연 , 가스 분출 , 수지의 비산 등이 있는 것을 충분히 고려해 주십시오.
● 퍼지재를 실린더내에서 체류 시키지 않게 주의해 주십시오.
1 성형 종료 선행 수지(호퍼내 , 실린더내)를 빼낸다.
실린더 온도를280~300 ℃로 설정한다.
2 퍼지재 투입 340 ℃이하의 온도가 되고 나서 퍼지재를 투입해 , 설정 온도가 될 때까지 퍼지를 계속한다.
퍼지재 사용 후, 폴리카보네이트(polycarbonate)사용의 경우에는 폴리에틸렌으로 한다.
3 종료 조작 전원OFF(강온 도중에 가능)

Replacement with SUMIKAEXCEL PES
1 성형 종료 선행 수지(호퍼내 , 실린더내)를 빼낸다.
2 실린더 온도상승 SUMIKAEXCEL PES의 성형 온도로 설정
3 수지 치환 SUMIKAEXCEL PES로 충분히 치환 후 , 성형 개시