• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.74-77
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• 2000

사출성형에 관한 연구는 오랜 역사를 가지고 있으며 공정 시뮬레이션을 위한 상용화된 CAE 프로그램을 포함하여 많은 연구가 진행되는 분야중의 하나이다. 그러나 다양한 고분자 재료의 성질, 금형의 복잡한 형상 및 성형조컨 둥의 변화로 인해 금형설계 및 제작 그리고 사출성형시 상당한 어려움을 겪게 된다. 사출성형 공정에서는 금형온도, 플라스틱 재료, 냉각수, 보압과 사출압 등의 여러 가지 공정변수가 있어 현장전문가의 경험에 의해 사출금형의 제작이 이루어지는 경우가 보통이다 이와 같은 경험에 의한 금형 제작은 상당한 납기지연과 노동집약적인 방식으로 흘러가게 된다. 금형 제작시 가장 고려해야 될 사항 중의 하나는 사출성형품의 수축이다. 사출성형에서 광음수지는 냉각, 고화하면서 수축하는데 성형품 치수를 유지하기 위해서는 수축하는만큼 금형의 치수를 보정하여야 한다. 이 수축률은 사용수지의 종류와 성형품 크기, 살두께 등에 따라 다르다. 또 동일한 수지일 경우에도 성형조건에 따라 변화하고 특히 배향성을 가진 수지는 유동방향에 따라서도 변화가 있다. 즉, 금형의 온도가 높으면 수축률은 증가하고 사출압력이 높으면 감소한다. 또한 살두께가 두껍고 길이가 길 때 수축률은 증가한다 방향성이 있는 수지는 유동방향에 대하여 지각방향에서 가장 적다. 특히 방향성이 현저한 HDP에서는 유동방향에 따라 수축차가 크므로 성형할 때 변형을 일으키는 경우가 많다. 일반적으로 PE, PP. PA와 같은 결정성 수지는 PS, SAM, ABS 등의 비결정성 수지보다 수축률이 크다. 본 연구에서는 한조산업사에서 제작한 '클랠프 척' 금형 제작과정에서 성형품의 수축으로 인한 금형의 치수보정에 있어서의 문제점을 유동해석 전용 CAE 프로그램인 C-mold를 사용하여 해석하고 평가하였다. 그리하여 현장 전문가가 경험적으로 여러 번의 시행착오를 거쳐 완성된 금형을 제작하던 기존의 방법보다 체계적이고 합리적이며 또한 신속하게 문제를 해결함으로써 궁극적으로 금형설계 및 제작기간을 단축하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5074-5081
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• 2015

플라스틱 제품의 휨을 개선하기 위한 방법은 사출성형 공정에서 일어나는 불균일한 냉각을 균일하게 만들어 플라스틱 제품의 잔류응력을 제거하는 방법이다. 본 연구는 균일한 냉각을 위하여 펠티에 소자를 사용하여 급속가열 냉각 장치를 개발하였다. 급속냉각 가열 장치(RCHD)를 제작하여 전통적인 수냉 장치(TWCD)방식과 급속냉각 가열 장치방식에 따른 휨을 비교 분석하였고, 비결정성 수지인 ABS 수지를 사용하였다. 사출성형 조건인 보압시간, 금형온도, 냉각시간, 보압에 따라 휨의 변화량을 측정 비교하였고, 비결정성 ABS 수지에서 급속가열 냉각 장치 냉각방식이 전통적인 수냉방식 보다 휨이 더 적게 발생하고, 위의 결과들로 보아 조금 더 균일하게 냉각되는 것을 알 수 있었다. ABS 폴리머의 분포 상태를 SEM 사진을 통해서 확인하였다. 전통적인 수냉방식은 폴리머의 분포상태가 조밀하게 분포되어 있고, 급속냉각 가열 방식은 전통적인 수냉방식 보다 넓게 분포되어 있었다. 이것은 냉각이 균일하게 이루어지고, 금형의 온도가 서서히 진행되면서 폴리머의 입자가 커지게 되는데, 이것은 내부응력이 줄어든 것을 의미한다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.561-568
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• 2009

소형 플라스틱 부품들은 대부분 다수 캐비티 빼기 사출금형에서 성형된다. 이러한 다수 빼기 캐비티 금형에서의 사출성형은 캐비티간의 흐름 균형이 중요하다. 캐비티간 흐름의 불균형은 성형품의 캐비티간 물성 및 품질의 편차를 초래한다. 캐비티간의 흐름균형은 런너와 게이트에서의 흐름균형을 통하여 이루어지게 되는데 런너와 게이트에서 기하학적인 균형을 이루어도 열적 불균형으로 캐비티간 흐름의 불균형을 초래한다. 본 연구에서는 캐비티간 흐름의 균형을 위해 고안한 스크류 타입의 런너을 이용하여 캐비티간 충전균형을 고찰하였다. 여러 형태의 스크류 런너에서 결정성 수지와 비결정성 수지, 그리고 점도가 높은 수지와 점도가 낮은 수지를 이용하여 캐비티간 흐름을 관찰하였다. 흐름의 균형은 성형조건 중 사출속도에 따라 다르게 나타나기 때문에 사출속도를 변화해 가며 관찰하였다. 실험 결과를 성형해석과 비교 검토하였으며 서로 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 스크류 런너에서 수지가 흐르면서 스크류 채널을 따라 회전운동을 하여 스크류 단면에서 온도가 균일하게 됨을 확인하였다. 그리구 이러한 균일한 온도 때문에 캐비티간 흐름 균형이 이루어지고 있음을 확인하였다. 결론적으로 실험에 사용된 새롭게 고안된 스크류 타입의 런너는 캐비티간 충전균형을 이루는데 매우 효과적임을 실험과 해석을 통해 검증할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 춘계학술발표논문집
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• pp.130-133
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• 2002

금형온도가 사출 성형품에 미치는 영향 중에 결정성수지인 PP(Polypropylene)와 비결정성수지인 PS(Polysyene)는 금형온도가 높아짐에 따라 각기 다른 결과를 나타내었다. PS성형품은 금형온도가 높을수록 수축율이 줄어들고 두께 편차가 적어지는 경향을 관찰할 수 있었고, PP성형품의 경우에는 결정의 생성으로 인한 상반된 경향이 관찰되었다. 또한, 금형온도에 따른 캐비티의 매끄러운 면과 거친 면의 결과로 볼 때 금형온도가 높을수록 캐비티의 충전성 및 전사성이 향상되었다. MmSH(Momentary Mold Surface Heating)조건인 경우는 수축율과 전사성 모두다 양호한 결과를 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.172-176
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• 2003

본 논문은 금형의 온도 변화가 사출성형품의 미시구조에 미치는 영향에 관해 연구했다. 웰드라인의 폭과 길이는 금형온도가 증가함에 따라 모두 감소되었다 그리고 금형의 온도에 따른 결정성수지인 PP(Polypropylene)와 비결정성수지인 PS(Polystyrene)의 치수안정성에 관해 연구했다. PS성형품은 금형온도가 높을수록 수축률이 줄어들고, 두께 편차가 적어졌고, PP성형품의 경우에는 결정의 생성으로 인해 상반된 경향이 나타났다. 캐비티의 충전성과 전사성은 금형온도가 높을수록 향상되었다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.427-431
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• 1999

알루미늄 혹은 철판의 코일 코팅 (coil coating) 공정에 사용되는 기본 수지인 copolyester의 중합 방법 맞 생성된 copolyester의 분자량, 열적 성질 및 용해 특성에 대해 조사를 하였다. Copolyester 수지의 합성은 1단계 반응에서 bishydroxyethyl terephthalate (BHET). bishydroxyneopentyl tereph-thalate (BHNPT), bishydroxyethyl isophthalate (BHEI), bishydroxyneopentyl sebacate (BHNPS), bishydroxyncopentyl adipicate (BHNPA), bishydro-xyethyl adipicate (BHEA) 올리고머를 esterification 반응을 통해 얻고 이들을 적정 mole 비로 혼합한 다음 polycondensation 반응을 시키는 2단계 반응으로 진행시켜 GPC로 측정된 중량 평균 분자량이 30,000~59,000 g/mole의 범위에 있는 비교적 고분자량의 copolyester를 얻을 수 있었다. 합성된 copolyester 시료들은 모두 $T_m$을 냐타내지 않아 비결정성 수지임을 알 수 있었고 이것은 고분자 주쇄 내에 kink 구조를 유발하는 BHEI와 bulky 한 neopentyl 연결기를 가지는 BHNPT, BHNPS와 같은 올리고머를 포함하는데 기인한 것으로 생각되었다. Copolyester 시료 중에서 BHEI (0.3 mole), BHNPS (0.1 mole) 올리고머를 같은 비율로 유지하고 BHET의 약 반 정도를 benzene 환 내에 같은 para 연결 구조를 가지나 bulky한 neopentyl glycol로 치환된 BHNPT로 바꾸어줌으로서 $40^{\circ}C$ 이상의 비교적 높은 $T_g$를 유지하면서 상온 및 서온 ($-5^{\circ}C$)에서 톨루엔 용매에 용해성이 높은 copolyester 수지를 얻을 수 있었다.

• 폴리머
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• 제37권2호
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• pp.249-253
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• 2013

Poly(lactic acid)(PLA)와 이산화탄소를 원료로 합성한 비결정성 수지인 poly(propylene carbonate)(PPC)를 공압출하여 PLA/PPC/PLA 적층으로 제조하고 일축 연신한 후 수축성 필름을 제조하였다. 이 필름의 기계적, 광학적, 배리어 특성들과 열수축성을 연구하였다. PLA/PPC/PLA 필름은 $75^{\circ}C$에서 최대 수축률이 60% 이상이었다. PPC 함량이 증가할수록 필름의 수축률이 증가하고, 수축속도는 빠르며, 연신온도가 높을수록 필름의 수축률이 감소하는 경향을 보였다. 또한 제조한 필름은 높은 산소 및 수분 배리어성을 나타내었다. 본 연구에서 제조한 PLA/PPC/PLA 필름은 환경 친화적인 수축성 필름으로의 실용화가 가능할 것으로 기대된다.