[논문]열가소성 엘라스토머의 기계적 물성과 수축에 관한 연구

한성렬; 김준형; 전승경; 정영득

doi:10.5228/kspp.2007.16.1.036

열가소성 엘라스토머의 기계적 물성과 수축에 관한 연구
A Study on the Mechanical Properties and Shrinkage of Thermoplastic Elastomer 원문보기

소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, v.16 no.1 = no.91, 2007년, pp.36 - 41

한성렬 (부경대학교 기계공학부 대학원) , 김준형 ((주)화승R&A 기술연구소) , 전승경 ((주)화승R&A 기술연구소) , 정영득 (부경대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Thermoplastic elastomer(TPE) can be recycled and molded such as commercial thermoplastic. Therefore TPE has being widely applied on automobile, household and etc. in these days. This study shows the variation of mechanical properties and shrinkage on TPE moldings for variation of injection molding conditions such as injection pressure, holding pressure, melt temperature, mold temperature and etc. Mechanical properties in relation to tensile strength, hardness and shrinkage in connection with precision dimension of part are investigated. The tensile strength and shrinkage of the experimental TPEs are mainly influenced by injection pressure and melt temperature. All injection molding conditions scarcely affect on hardness. To verify the variation of tensile strength and shrinkage, morphology of TPE molding was scanned by the SEM. The morphology showed that as the melt temperature increased, the rubber particles on the TPE became smaller and widely were dispersed. This behavior of rubber particles influenced on the increase of tensile strength.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

TPO와 TPS 엘라스토머에 대하여 성형조건이 기계적 물성과 수축에 미치는 영향에 대한 실험적 연구를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
개발되고 있다. 그 중에서 본 연구에서는 2 가지 종류의 TPE에 대하여 사출성형조건에 따른 기계적 물성과 수축의 변화를 조사하였다. 연구에 사용된 TPE는 올레핀(TPO)과 스틸렌(TPS)이다.
연구는 거의 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 사출성형조건인 사출압, 보압, 보압유지시간, 성형온도, 금형온도 등이 성형품의 기계적 물성과 수축에 어떠한 영향을 미치는지에 관하여 실험하여 고찰하였다. 기계적 물성에는 인장강도(tensile strength)와 경도(hardness)를 조사대상으로 하였다.
성형 실험은 사출성형 조건이 성형품의 인장강도, 경도, 수축에 미치는 영향을 연구하기 위하여 수행되었다. 사출성 형 조건에 는 사출압, 보압, 보압유지시간, 성형온도, 금형온도가 포함되었으며, 사출 시간은 5초, 냉각시간은 15초로 고정하였다.

제안 방법

사출성 형 조건에 는 사출압, 보압, 보압유지시간, 성형온도, 금형온도가 포함되었으며, 사출 시간은 5초, 냉각시간은 15초로 고정하였다.

대상 데이터

TPO와 TPS의 성형조건이 다른 이유는 각각의 TPE의 제조회사에서 추천한 성형조건이 다르기 때문이다. 그리고, 성형실험에는 LG 기계에서 생산한 15톤 사출성형기(IDE 75ENII)를 사용하였다. Fig.
따라서 본 연구에서는 사출성형조건인 사출압, 보압, 보압유지시간, 성형온도, 금형온도 등이 성형품의 기계적 물성과 수축에 어떠한 영향을 미치는지에 관하여 실험하여 고찰하였다. 기계적 물성에는 인장강도(tensile strength)와 경도(hardness)를 조사대상으로 하였다.
본 연구의 대상재료인 TPE는 TPO와 TPS로 선정하였다. TPO는 부분가교 된 EPDM과 PP가 블랜딩 것이몌 10], TPS는 SEBS와 PP가 블랜딩 된 것이다.
그 중에서 본 연구에서는 2 가지 종류의 TPE에 대하여 사출성형조건에 따른 기계적 물성과 수축의 변화를 조사하였다. 연구에 사용된 TPE는 올레핀(TPO)과 스틸렌(TPS)이다.
3은 실험금형의 캐비티 치수를 나타내었다. 인장강도의 측정은 Hounsfield사의 H₁₀KT을 사용하였으며, 경도 측정기는 Asker사의 타입 A를 사용하였다. 인장강도 측정시 인장하중은 500N, 인장시험기 헤드의 이송 속도는 200mm/min으로 하였다.

성능/효과

(1) 성형조건 중에서 기계적 물성에 영향을 미치는 주요인자는 사출압과 성형온도이다.
(2) 모든 성형조건은 성형품의 경도에 큰 영향을 미치지는 않았다.
(3) TPO와 TPS의 수축은 사출압과 보압이 증가할수록 작아졌다. 사출압에 대한 TPO의 수축률 범위는 약 1.
(4) TPS의 성형온도별 모폴로지 연구에서 성형온도가 증가할수록 SEBS 입자가 PP 매트릭스에 고르게 분포되어 인장강도가 증가되는 원인으로 작용함을 알 수 있었다.
TPO의 경우는 성형온도가 증가하여도 인장강도의 변화는 거의 없었으나, TPS의 경우에는 성형온도가 증가할수록 인장강도가 약간 증가하였다. 이러한 결과는 TPS의 소프트 세그먼트(soft segment) 인 SEBS의 입자(particle)가 성형온도가 증가할수록 하드 세그먼트 (hard segment) 인 PP 매트릭스 (matrix)에 더욱 고르게 분산되어 결합하므로서 발생하는 결과라고 사료된다.
1 절에서 기술한 사출압과 인장강도에 대한 실험결과에서 고찰한 내용과 같이 생각할 수 있다. 성형품의 측정부위별 경도의 값은 TPO는 게이트 부위와 성형품의 말단 부위의 사이에 쇼어 경도가 약 3~4 정도 차이가 있었다. 그러나 TPS의 경우 위치별 경도차가 거의 발생하지 않았다.

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