코팅 고정과 사출성형에 대한 이해

코팅 공정

플라스틱(또는 고무) 코팅은 기본 재료 위에 주어진 중합체의 층을 입히는 것을 말하며 전선과 케이블 코팅, 편평한 필름 위의 코팅과 같은 평면 코팅, 곡면 코팅(3차원 물체에 코팅)과 같은 3가지로 분류될 수 있다. 전선과 케이블 코팅은 앞서 설명한 바와 같이 기본적으로 압출 공정이다. 이번 포스팅에서는 나머지 2가지 공정에 대해 학습한다. 이 외에도 페인트, 니스, 라커, 기타 유사한 코팅이 있다.

평면 코팅(Planar coating)

평면 코팅은 직물, 종이 판지, 금속 박판의 코팅에 사용된다. 이 공정에 중요한 중합체는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이며 나일론, PVC, 폴리에스터는 비교적 덜 중요하다. 대부분의 경우 코팅의 두께는 0.01~0.05mm 사이다. 2가지 주요 평면 코팅 기술은 다음과 같다. 롤 방식에서는 서로 마주 보는 롤리 기본 재료에 중합체 코팅재료를 얹어서 누른다. 닥터 블레이드 방식에서는 날카로운 칼날이 기본 재료 위에 코팅되는 용융 중합체의 양을 제어한다. 2가지 경우 모두 코팅재료는 슬릿 다이 압출 또는 캘린더링으로 공급된다.

곡면 코팅(Contour coating)

3차원 물체에 대한 곡면 코팅은 담그기나 분무를 이용하는 것이다. 담그기(dipping)는 물체를 용융 중합체 또는 용액 용기에 담갔다가 냉각시키거나 건조시키는 것이다. 분무(spraing)는 고체에 중합체 코팅을 하는 또 다른 방법이다.

 

사출 성형

사출 성형(injection molding)은 중합체를 가열해 매우 높은 소성 상태로 만들어 금형공동에 고압으로 밀어 넣어 냉각시키는 방법이다. 몰딩(molding)이라 부르는 조형 부품은 그 후 공동에서 빼내어진다. 이 공정은 거의 대부분의 경우 순형상의 단위 제품을 생산한다. 생산주기 시간은 부품이 클 경우 1분 이상이 걸릴 수 있지만 일반적으로 약 10초에서 30초 정도다. 또한 금형이 하나 이상의 공동을 포함할 수도 있어, 한 번에 여러 개의 사출물을 생산하기도 한다.

사출 성형은 복잡하고 세밀한 형상도 만들 수 있게 한다. 이러한 경우 중요한 것은 금형의 공동이 부품의 형상과 똑같으면서 부품을 빼내기 쉽도록 금형을 설계하고 제작하는 것이다. 부품의 크기는 대략 50g~25kg까지이며 큰 것은 냉장고 문과 자동차 범퍼 등이다. 금형은 부품의 형상과 크기를 결정하며 사출 성형의 특정 공구라 할 수 있다. 크고 복잡한 부품에서는 금형 가격이 수억 원에 이르기도 한다. 작은 부품의 경우에는 여러 개의 공동을 가진 금형을 만들기도 하지만 이렇게 하면 금형 가격은 비싸진다. 그러므로 사출 성형은 대량생산에서만 경제적인 방법이다.

사출성형은 열가소성 재료의 성형공정에 광범위하게 사용된다. 일부 열경화성재료와 탄성 중합체도 교차 결합을 위해 장비를 수정하고 공정 조건을 맞춰 사출 성형이 되기도 한다.