폴리프로필렌 사출 성형 또는 PP 사출 성형은 열가소성 폴리머 재료의 일종인 폴리프로필렌을 열에 노출시켜 녹을 때까지 성형하는 제조 기술입니다. 이 공정에서는 저점도 용융 폴리머가 특수 설계된 금형에 흘러 들어가게 됩니다. 냉각되면 액체는 고체 플라스틱으로 변하여 금형의 모양을 갖습니다. 이 기술은 가공된 형태의 폴리머에 사용할 때 가장 효과적입니다. 이 기술을 사용하면 다른 방법으로는 달성하기 어려운 형상을 만들 수 있습니다. 폴리프로필렌 자체에 대해 궁금하신가요? 이제 폴리프로필렌과 그 용도에 대해 자세히 알아보고 사출 성형에서 폴리프로필렌이 인기 있는 이유에 대해 알아봅시다.

이 기사에서는 사출 성형 폴리프로필렌에 대한 포괄적인 설명을 제공하고 제조 분야 전반에 걸친 응용 분야를 고려하여 PP 소재의 강점에 대해서도 논의합니다.

성형 응용 분야에 사용되는 폴리프로필렌의 종류

성형 애플리케이션에 사용되는 가장 일반적인 프로필렌 유형은 다음과 같습니다;

1. 호모폴리프로필렌(PP-H)

PP-H 또는 호모폴리프로필렌은 가장 많이 사용되는 폴리프로필렌 유형으로, 결정 구조로 인해 강성과 강도가 높은 것이 특징입니다. 일반적으로 용기, 자동차 부품 등과 같이 재료가 많은 힘에 노출되는 용도에 사용됩니다. PP-H는 내화학성 및 내열성이 우수하여 양동이 및 기타 생활용품과 같은 제품에 사용됩니다. 하지만 유연성이 떨어지므로 보다 유연한 용도로는 적합하지 않습니다.

2. 랜덤 공중합체 폴리프로필렌(PP-R)

PP-R은 소량의 에틸렌만 함유한 랜덤 코폴리머 폴리프로필렌으로 유연성과 충격 강도를 높입니다. 따라서 PP-R은 배관 시스템, 자동차 부품 및 수명이 길 것으로 예상되는 기타 소비재에 사용하기에 적합합니다. 이러한 특성으로 인해 강도와 유연성이 요구되는 온수 및 냉수 파이프와 용기에 일반적으로 사용됩니다.

3. 블록 공중합체 폴리프로필렌(PP-B)

PP-B는 블록 공중합체 폴리프로필렌으로 에틸렌이 블록 구조로 되어 있어 PP-A에 비해 충격 강도와 탄성이 우수합니다. 이 유형은 자동차 산업, 충격 방지 포장재 및 기타 고강도 소비재 제조에 적용됩니다. 자동차 부문과 보호 포장 산업은 스트레스를 받는 환경에서 유연성과 감쇠 특성으로 인해 PP-B에 이상적입니다.

폴리프로필렌 사출 성형: 어떻게 작동할까요? 

PP 플라스틱 사출 성형 는 동일한 플라스틱 부품을 대량 생산할 수 있는 이점을 제공합니다. 한 번에 수천 개에서 수백만 개의 동일한 부품을 대량으로 생산할 수 있습니다. 부품 제조 공정에서 의도한 금형을 여러 번 재사용할 수 있기 때문입니다. 따라서 폴리프로필렌 사출 성형은 대량 수요를 충족하고 동시에 생산된 제품의 품질을 동일하게 유지하는 데 적합한 또 다른 옵션입니다.

프로필렌 사출 성형의 공정 조건

표 1: PP 플라스틱 사출 성형의 작동 파라미터.

매개변수	사양
건조 요구 사항	80-90°C(176-194°F)에서 2시간 동안 건조하며, 수분 함량은 0.1% 미만이어야 합니다.
용융 온도 범위	220-280°C(428-536°F)
금형 온도 범위	20~80°C(68~176°F)
열 변형 온도(HDT)	100°C(212°F), 0.46MPa(66PSI) 기준
사출 온도	32-66°C(90-150°F)
인장 강도	32MPa(4700 PSI)
굴곡 강도	41MPa(6000 PSI)
밀도	0.91g/cm³
사출 성형 압력	최대 180MPa
수축률	1.5-2.0%

사출 성형용 폴리프로필렌 등급 비교

비교해보자, 다른 사출 성형 폴리프로필렌 성형 공정에 대한 등급을 지정합니다.

표 2: 다양한 사출 성형 폴리프로필렌 플라스틱 등급의 기술 사양.

폴리프로필렌 유형	인장 강도	휴식 시 연신율	굴곡 강성	내열성	주목할 만한 기능
Pro-fax 6323	4,930 psi	11%	210,000 psi	199.0 °F	범용, 응력 균열에 강함
Pro-fax SG702	2,900psi	6%	150,000 psi	180.0 °F	내충격성, 차량용에 적합
Pro-fax 6523	4,790 psi	12%	200,000 psi	190.0 °F	식품 포장에 이상적인 강성
Pro-fax PD702	4,500psi	12%	170,000 psi	190.0 °F	치수를 잘 유지하고 처리하기 쉽습니다.
FHR P5M6K-048	3,900psi	11%	153,000 psi	183.0 °F	선명도 향상, 시각적으로 매력적인 디자인

폴리프로필렌 사출 성형 부품 설계 가이드라인

폴리프로필렌 성형은 쉽지만 최상의 결과를 얻으려면 특정 설계 원칙을 따라야 합니다. 이 섹션에서는 오래 지속되는 고성능 폴리프로필렌 부품을 생산하는 데 필요한 실용적인 권장 사항에 중점을 둡니다.

리빙 힌지 핵심 요소

폴리프로필렌으로 리빙 힌지를 디자인할 때는 0.2mm~0.51mm의 두께로 작업하는 것이 좋습니다. 최적의 성능을 위해서는 반경이 넓고 경첩의 어깨가 평평해야 합니다. 이러한 설계 방식은 힌지를 여러 번 사용해도 견딜 수 있는 유연성과 강도를 제공합니다.

벽 두께 가이드라인

폴리프로필렌 부품의 경우 제품 벽의 두께는 0.635mm~3.81mm 두께를 초과하지 않아야 합니다. 또한 두꺼운 부품은 싱크 자국과 같은 결함을 방지하기 위해 한 층에서 다른 층으로 두께가 부드럽게 변화해야 합니다. 또한 리브는 강도를 제공하고 구조적 공극이 형성되는 것을 방지하기 위해 인접한 벽 두께의 절반 미만이어야 합니다.

디자인 반경

금형 설계의 반경은 응력 집중을 줄이는 데도 도움이 됩니다. 따라서 부품의 수명 주기에 큰 영향을 미칩니다. 권장 반경은 벽 두께의 25% 이상이어야 합니다. 곡률 반경은 강도와 미세한 표면 마감을 모두 제공하는 벽 두께의 75%가 되어야 합니다.

초안 각도 권장 사항

폴리프로필렌은 드래프트 각도가 1도 정도로 매우 작을 수 있으므로 대부분의 부품에 적합합니다. 그러나 부품 표면에 텍스처가 있는 경우 텍스처의 깊이에 따라 구배 각도를 최대 5도까지 늘리는 것이 좋습니다. 충진 폴리프로필렌 소재의 경우, 부품을 쉽게 배출하고 최종 부품의 품질을 개선하기 위해 구배 각도를 최대 10도까지 높여야 할 수도 있습니다.

부품 공차 설정 

폴리프로필렌 부품의 공차 요구 사항은 상용 공차 또는 미세 공차로 분류할 수 있습니다. 상용 공차는 정밀하지만 비용이 많이 드는 미세 공차에 비해 상대적으로 더 크고 저렴합니다. 예를 들어 20mm 부품의 상용 공차는 ± 0.125mm인 반면, 같은 부품의 미세 공차는 약 0.075mm입니다. 따라서 더 엄격한 공차를 원할 경우 생산 비용에 큰 영향을 미칠 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

폴리프로필렌 소재 가공

폴리프로필렌은 녹는점이 160~170°C 범위이므로 소재를 가공할 때 정확한 온도 제어가 필요합니다. 또한, 폴리프로필렌을 건조할 때는 사출 성형용 폴리프로필렌 펠릿 프로세스. 최적의 결과물을 얻고 부품이 벌어지지 않게 하려면 수분을 0.02% 미만으로 유지해야 합니다.

사출 성형

그리고 PP 사출 성형 온도는 약 220°C~280°C, 금형 온도는 30°C~80°C가 필요합니다. 이러한 조건은 적절한 흐름과 응고를 위해 다음과 같습니다. 사이클 시간은 또 다른 중요한 고려 사항입니다. 일반적으로 사이클을 완료하는 데 걸리는 시간을 말하며, 뒤틀림을 방지하기 위해 사이클 시간을 줄여야 하며 효율적인 냉각이 중요합니다. 또한 냉각 채널은 표면 전체에 열이 균등하게 분산되도록 설계해야 합니다.

압출 처리

압출은 210°C~250°C의 온도에서 폴리프로필렌을 녹여 수행됩니다. 온도 제어와 냉각 속도는 원하는 제품 특성을 형성하기 위해 잘 제어해야 하는 두 가지 중요한 요소입니다.

압출 금형은 공정에서 매우 중요한 구성 요소입니다. 다이가 팽창하지 않도록 설계하고 압출되는 재료의 흐름을 제어하여 원하는 최종 제품의 품질을 얻을 수 있도록 해야 합니다.

블로우 성형

블로우 성형 공정은 폴리프로필렌을 가열한 다음 패리슨으로 성형하여 금형에 불어넣는 과정을 거칩니다. 원하는 모양의 제품을 생산하려면 온도와 인플레이션 압력을 엄격하게 유지해야 합니다. 부품의 모양과 치수를 유지하려면 사출 부품 냉각이 필요합니다. 냉각 속도는 해당 부품의 크기와 복잡성에 따라 달라져야 합니다.

품질 검사:

특히 중요한 두 가지 영역은 다음과 같습니다;

• 위생 및 보관 절차 조치 폴리프로필렌의 순도는 취급 및 보관 절차, 청결한 장비에 따라 달라집니다.
• 품질 관리 가공 중 주기적인 검사는 재료와 최종 제품이 올바른 품질과 표준을 갖추고 요구 사항을 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.

프로필렌 사출 성형의 장점은 무엇입니까?

폴리프로필렌 사출 성형의 장점은 다음과 같습니다:

• 경제성: 폴리프로필렌 사출 성형은 상대적으로 저렴하며 대량 생산이 필요한 생산에 더 적합합니다. 이 공정은 재료비가 저렴하고 남는 재료는 시스템에서 재사용할 수 있기 때문에 낭비가 거의 없습니다. 이러한 효율성은 소량 생산의 경우보다 더 저렴한 단가로 대량 생산이 가능하다는 것을 의미합니다.
• 짧은 주기 시간: 사출 성형 공정은 최단 시간 내에 많은 양의 부품을 생산할 수 있습니다. 폴리프로필렌은 열적 특성이 우수하여 금형을 빠르게 채우고 냉각할 수 있으므로 생산 속도와 리드 타임이 향상됩니다.
• 뛰어난 내화학성: 폴리프로필렌은 산, 알칼리, 유기 용제 등 수많은 화학 물질에 대한 내성이 뛰어납니다. 이러한 특성 덕분에 자동차 부품 및 화학 용기와 같은 극한 환경의 애플리케이션에 사용하기에 적합합니다.
• 최소한의 영향: 폴리프로필렌은 HDPE에 비해 충격 강도가 낮지만, 공중합체 폴리프로필렌은 충격 강도가 우수합니다. 따라서 자동차 및 내구 소비재와 같이 기계적 강도와 충격에 대한 저항성이 필요한 제품에 선호되는 소재입니다.
• 치수 안정성: 일단 냉각된 폴리프로필렌은 치수 안정성이 높습니다. 이러한 안정성은 성형된 부품이 올바르게 장착되고 추가 수정 없이 의도한 작업을 수행하도록 보장하는 데 매우 필수적입니다.
• 낮은 수분 흡수: 폴리프로필렌은 수분을 흡수하는 능력이 거의 또는 전혀 없으므로 다양한 습도에 노출되어도 재료의 강도와 치수가 변하지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 이 소재는 대부분의 시간 동안 습기에 노출되는 용도에 사용하기에 적합합니다.
• 흐름 특성: 유리한 유동 특성으로 인해 폴리프로필렌 가공이 용이하여 성형 공정이 더 쉬워집니다. 이를 통해 성형 제품을 대량으로 생산할 수 있으며 뒤틀림이나 충진 부족과 같은 성형의 일반적인 문제를 극복하는 데 도움이 됩니다.

프로필렌 사출 성형의 한계는 무엇인가요?

폴리프로필렌 사출 성형의 몇 가지 단점은 다음과 같습니다;

• 높은 열 전도성: 폴리프로필렌은 내열성이 낮기 때문에 고온 지역에서는 사용할 수 없습니다. 폴리프로필렌은 열 안정성이 떨어지며, 100°C(212°F) 이상의 온도에서 이 소재로 만든 부품이 변형되거나 강도를 잃을 수 있습니다.
• 자외선 안정성 폴리프로필렌은 자외선에 대한 내성이 약해 자외선에 장시간 노출되면 색이 바래고 부서지기 쉬우며 기계적 특성이 저하되는 등 열화가 진행됩니다. 이러한 한계 때문에 특히 제품을 실외에서 사용할 때는 자외선 안정제나 코팅제를 사용해야 합니다.
• 높은 수축률: 폴리프로필렌은 1.5%~2.0%까지 수축하기 때문에 이 소재로 만든 부품은 잘 관리하지 않으면 뒤틀리거나 치수 변화가 발생할 수 있습니다. 이는 정밀도가 요구되는 경우 제품의 성능이 저하될 수 있기 때문에 최종 제품의 품질에도 영향을 미칠 수 있습니다.
• 스트레스가 많은 애플리케이션에는 적합하지 않음: 폴리프로필렌은 충격 강도는 좋지만 강도와 강성이 높지 않습니다. 부품에 높은 인장 또는 굴곡 하중이 가해지는 응용 분야에서는 PP가 충분한 강도를 제공하지 못할 수 있습니다.
• 소규모 기능 제작에 제한이 있습니다: 폴리프로필렌은 다양한 용도로 사용되지만, 아주 작은 피처와 복잡한 디테일을 구현하기는 쉽지 않습니다. 소재의 흐름 특성과 냉각 특성으로 인해 매우 미세한 디자인의 디테일 수준이 떨어질 수 있습니다.
• 사용 가능한 색상 수가 적습니다: 폴리프로필렌은 시중의 다른 플라스틱에 비해 색상 선택의 폭이 좁습니다. 착색제나 다른 종류의 처리를 통해서만 눈에 띄는 특정 색상이나 원하는 색상을 구현할 수 있습니다.

폴리프로필렌 사출 성형으로 제조되는 일반적인 부품

프로필렌 사출 성형은 일반적으로 다음과 같은 부품을 생산합니다:

• 대시보드 패널
• 장갑 수납 공간
• 미러 하우징
• 플라스틱 용기
• 주방 용품
• 식품 용기
• 상자 및 팔레트
• 의료 기기 하우징: 많은 의료용 사출 성형 PP 소재로 만든 부품.
• 배관 파이프
• 장난감: 플라스틱 사출 성형 장난감의 대부분은 ABS 및 PP 소재로 제작됩니다.

폴리프로필렌 사출 성형 도구의 게이트 및 러너

폴리프로필렌 사출 성형에서 게이트와 러너는 용융된 재료가 금형 캐비티로 유입되는 것을 제어하는 가장 중요한 요소 중 일부입니다. 이러한 요소의 설계는 적절한 충진이 가능해야 하며 완성된 부품의 품질이 매우 높아야 합니다.

스프 루 디자인

스프 루는 용융 폴리 프로필렌의 도관 역할을하여 사출 성형기를 금형 캐비티에 연결합니다. 원통형 디자인으로 끝에 구형 부품이 있어 기계 노즐에 잘 맞습니다. 이는 누출을 방지하고 시스템과 장비를 통한 재료의 원활한 흐름을 보장하는 데 매우 중요합니다.

러너 시스템

용융된 폴리프로필렌은 러너를 통해 스프 루에서 금형 캐비티로 이동합니다. 캐비티가 여러 개인 몰드는 재료를 고르게 분산시키기 위해 러너를 가지 모양으로 설계합니다. 조기 경화를 방지하고 자유로운 흐름을 보장하기 위해 접합부에 콜드 슬러그를 사용하는 것이 좋습니다. 러너 직경은 금형에 최적의 흐름과 냉각을 보장하기 위해 4~7mm 범위입니다. 

게이트 기능

게이트는 용융된 폴리프로필렌이 금형 캐비티로 유입되는 마지막 입구입니다. 게이트의 크기와 종류에 따라 제조 공정 전반에 걸쳐 재료가 이송되는 방식과 최종 부품의 품질이 결정됩니다. 핀 게이트와 엣지 게이트는 제작할 금형 유형에 따라 선택됩니다. 게이트는 재료가 금형에 쉽게 유입되는 동시에 표면 결함의 형성을 줄여야 합니다.

게이트 크기 조정 및 배치

작은 게이트는 일반적으로 마찰을 최소화하고 재료의 마모를 방지하기 위해 사용됩니다. 게이트 랜드의 두께는 캐비티와 결합하는 게이트의 일부로, 쉽게 채울 수 있도록 가능한 한 얇아야 합니다. 게이트 위치는 재료가 고르게 퍼지고 결함을 최소화하기 위해 일반적으로 금형의 가장 두꺼운 부분에 위치하는 것이 중요합니다.

디자인 고려 사항

싱크 마크 및 충진 불량과 같은 일반적인 문제 중 일부는 적절한 게이팅 및 러너 시스템을 통해 해결할 수 있습니다. 생산 효율성과 부품 품질을 개선하려면 공정에 대한 모범 사례와 피드백을 바탕으로 일정 간격으로 설계를 업데이트하는 것이 효과적입니다.

프로필렌 사출 성형의 산업 응용 분야

PP 사출 성형은 다양한 제조 부문에서 활용되는 경우가 많습니다;

식품 포장

폴리프로필렌은 안전하고 수명이 길기 때문에 식품 포장에 널리 사용됩니다. 컵과 용기 등 테이크아웃 용기와 식품 보관 제품은 단열과 보호를 위해 PP 폼으로 만들어집니다. PP 소재는 수분이나 화학 물질과 반응하지 않기 때문에 음료 및 식품용 플라스틱 컵과 병을 만드는 데 사용됩니다.

소비재

소비재 산업에서 폴리프로필렌은 강도와 성형성 때문에 선호되는 소재입니다. PP는 충격 강도와 성형이 용이하기 때문에 블렌더나 헤어드라이어와 같은 소형 가전제품에 사용됩니다. 폴리프로필렌은 안전하고 내구성이 뛰어나며 다음과 같은 분야에서 자주 사용됩니다. 사출 성형 장난감. 또한 폴리프로필렌의 내구성은 보관용 쓰레기통이나 주방의 식기 등 가정용품에도 사용됩니다.

자동차

자동차 산업은 무게가 가볍고 강도가 높은 폴리프로필렌의 주요 사용자 중 하나입니다. PP는 외관과 내구성 측면에서 다재다능한 소재이기 때문에 대시보드와 패널과 같은 인테리어 트림 부품에 사용됩니다. 또한 폴리프로필렌 소재의 글러브 수납공간과 미러 하우징은 필요한 강도와 충격 보호 기능을 제공합니다.

섬유

폴리프로필렌 섬유는 강도와 얼룩에 대한 저항성 때문에 다양한 섬유 분야에서 필수적이라는 것은 상식입니다. PP 섬유 카펫은 마모와 얼룩을 견딜 수 있습니다. PP는 쉽게 마모되지 않고 청소하기 쉽기 때문에 가구 및 자동차 인테리어에 사용됩니다. 우수한 특성으로 인해 폴리프로필렌 섬유는 습기를 흡수하여 편안함과 성능을 제공하는 의류 생산에 사용됩니다.

포장 필름

포장 필름의 가장 중요한 유형 중 하나는 강도와 유연성 때문에 폴리프로필렌 필름입니다. BOPP(이축 배향 폴리프로필렌) 필름은 높은 투명도, 우수한 기계적 특성, 습기 및 산소 차단 특성으로 인해 포장에 사용됩니다. CPP(캐스트 폴리프로필렌) 필름은 다양한 제품의 연포장 분야에서 열 밀봉성을 위해 사용됩니다.

파이프 및 피팅

폴리프로필렌 파이프는 화학적으로 불활성이며 쉽게 설치할 수 있기 때문에 배관 및 산업 현장에서 사용됩니다. PP 배관 파이프는 강도와 부식에 강하기 때문에 온수 및 냉수 모두에 사용됩니다. 산업 분야에서 폴리프로필렌 파이프는 화학 및 폐기물 처리 시스템에서 사용되며, 이 소재는 가혹한 조건을 견딜 수 있는 강도와 능력을 갖추고 있습니다.

요약

이 문서에서는 다음에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 폴리프로필렌 (PP)의 다양한 유형, PP의 특성, 사출 성형 공정의 복잡성 등 엔지니어링 플라스틱으로서의 PP에 대해 알아봅니다. 또한 올바른 장비 선택, 제품 설계와 관련된 문제 해결, 금형 설계의 기본 사항에 대한 논의와 관련된 과제를 살펴봅니다. 같은 맥락에서 생산 과정에서 발생할 수 있는 주요 결함 몇 가지와 이를 수정하는 방법에 대해서도 설명합니다.

최상의 PP 소재와 사출 성형 생산을 보장하려면 숙련된 공급업체의 조언을 구하는 것이 현명합니다. 숙련된 공급업체는 제품의 기능적 요구 사항과 최종 제품의 외관에 가장 적합한 PP 플라스틱 사출 성형에 대한 권장 사항을 제공하여 성공적인 프로젝트를 보장할 수 있습니다.

자주 묻는 질문 - 폴리프로필렌 사출 성형

Q1. 사출 성형용 폴리프로필렌 팔레트의 주요 카테고리는 무엇인가요?

강성을 위한 호모폴리프로필렌(PP-H), 유연성을 위한 랜덤 코폴리머 폴리프로필렌(PP-R), 내충격성을 위한 블록 코폴리머 폴리프로필렌(PP-B) 등이 있습니다.

Q2. 성형 전에 폴리프로필렌을 어떻게 처리해야 하나요?

폴리프로필렌은 80-90°C에서 2시간 이상 건조하여 수분 함량을 0.1% 이하로 낮춰야 성형 품질이 저하되는 것을 방지하여 품질이 떨어지는 제품을 만들지 않습니다.

Q3. 폴리프로필렌 사출 성형에서 발생할 수 있는 문제에는 어떤 것이 있나요?

가장 일반적인 결함으로는 싱크 자국, 흐름선, 배기 문제, 뒤틀림, 불완전한 충진 등이 있습니다. 이러한 문제는 벽의 두께, 통풍 홈, 금형의 온도 및 사출 압력을 조정하여 해결할 수 있습니다.