01
제품에 움푹 들어간 부분이 있습니다
TPU 제품 표면의 함몰은 완제품의 품질과 강도를 저하시킬 뿐만 아니라 외관에도 영향을 미칠 수 있습니다. 함몰의 원인은 사용된 원자재, 성형 기술, 그리고 금형 설계와 관련이 있으며, 원자재의 수축률, 사출 압력, 금형 설계, 냉각 장치 등이 그 원인입니다.
표 1은 우울증의 가능한 원인과 치료 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
금형 공급이 부족하면 공급량이 증가합니다.
높은 용융 온도는 용융 온도를 낮춥니다.
짧은 분사 시간은 분사 시간을 증가시킵니다.
낮은 분사 압력은 분사 압력을 증가시킵니다.
클램핑 압력이 부족합니다. 클램핑 압력을 적절히 높여주세요.
금형 온도를 적절한 온도로 잘못 조정함
비대칭 게이트 조정을 위한 금형 입구 크기 또는 위치 조정
오목한 부분에 배기구멍이 설치되어 있어 오목한 부분의 배기가 잘 안됨
금형 냉각 시간이 부족하면 냉각 시간이 길어집니다.
마모되어 교체된 나사 체크 링
제품의 두께가 불균일하면 사출압력이 증가합니다.
02
제품에 거품이 있습니다
사출 성형 과정에서 제품에 기포가 많이 발생할 수 있으며, 이는 강도와 기계적 특성에 영향을 미치고 제품 외관을 크게 손상시킬 수 있습니다. 일반적으로 제품의 두께가 고르지 않거나 금형에 돌출된 리브가 있는 경우, 금형 내 재료의 냉각 속도가 달라 수축이 고르지 않고 기포가 형성됩니다. 따라서 금형 설계에 특히 주의해야 합니다.
또한, 원료는 완전히 건조되지 않아 수분이 남아 있는데, 이 수분은 용융 과정에서 가열되면 기체로 분해되어 금형 캐비티에 쉽게 유입되어 기포를 형성합니다. 따라서 제품에 기포가 발생하면 다음과 같은 요인을 확인하고 조치할 수 있습니다.
표 2는 기포의 발생 원인과 처리 방법을 나타낸 것이다.
발생 원인 처리 방법
습하고 완전히 구운 원료
사출 검사 온도, 사출 압력, 사출 시간이 부족합니다.
사출속도가 너무 빠릅니다. 사출속도를 줄이세요.
과도한 원료 온도는 용융 온도를 낮춥니다.
역압이 낮으면 역압을 적절한 수준으로 높이십시오.
완성된 단면, 리브 또는 컬럼의 두께가 너무 두꺼워 완성된 제품의 디자인이나 오버플로우 위치를 변경합니다.
게이트의 오버플로가 너무 작아서 게이트와 입구가 늘어났습니다.
불균일한 금형 온도를 균일한 금형 온도로 조정
나사가 너무 빨리 후퇴하여 나사 후퇴 속도가 감소합니다.
03
제품에 균열이 있습니다
TPU 제품에서 발생하는 균열은 치명적인 현상으로, 일반적으로 제품 표면에 머리카락처럼 생긴 균열로 나타납니다. 제품의 날카로운 모서리와 모서리가 있는 경우, 눈에 잘 띄지 않는 작은 균열이 이 부위에 자주 발생하여 제품에 매우 위험합니다. 생산 과정에서 균열이 발생하는 주요 원인은 다음과 같습니다.
1. 탈형의 어려움
2. 과충전;
3. 금형 온도가 너무 낮습니다.
4. 제품 구조의 결함.
탈형 불량으로 인한 균열을 방지하려면 금형 성형 공간의 탈형 경사도가 충분해야 하며, 이젝터 핀의 크기, 위치 및 형태가 적절해야 합니다. 이젝트 시 완제품 각 부분의 탈형 저항은 균일해야 합니다.
과충전은 과도한 사출 압력이나 과도한 재료 계량으로 인해 발생하며, 이로 인해 제품 내부 응력이 과도하게 발생하고 탈형 시 균열이 발생합니다. 이러한 상태에서는 금형 부속품의 변형도 증가하여 탈형이 더욱 어려워지고 균열(심지어 파단) 발생을 촉진합니다. 이 경우, 과충전을 방지하기 위해 사출 압력을 낮춰야 합니다.
게이트 영역은 종종 잔류 과도한 내부 응력을 받기 쉽고, 게이트 근처는 취성을 받기 쉽습니다. 특히 직접 게이트 영역은 내부 응력으로 인해 균열이 발생하기 쉽습니다.
표 3은 균열의 발생 원인과 처리 방법을 나타낸 것이다.
발생 원인 처리 방법
과도한 사출 압력은 사출 압력, 시간 및 속도를 감소시킵니다.
필러를 이용한 원료 계량의 과도한 감소
용융물 원통의 온도가 너무 낮아 용융물 원통의 온도가 상승합니다.
탈형 각도가 부족합니다 탈형 각도 조정
금형 관리를 위한 부적절한 배출 방법
금속 내장 부품과 금형 간의 관계 조정 또는 수정
금형온도가 너무 낮으면 금형온도를 높여주세요
게이트가 너무 작거나 양식이 잘못 수정되었습니다.
부분 탈형 각도가 금형 유지 보수에 부족합니다.
탈형 챔퍼가 있는 유지 보수 금형
완제품은 균형을 이루고 유지 보수용 금형에서 분리될 수 없습니다.
탈형 시 금형은 진공 현상을 발생시킵니다. 금형을 열거나 꺼낼 때 금형은 공기로 천천히 채워집니다.
04
제품 휘어짐 및 변형
TPU 사출 성형품의 뒤틀림 및 변형 원인은 냉각 경화 시간이 짧고, 금형 온도가 높으며, 금형의 불균일성이 심하고, 유로 구조가 비대칭적이기 때문입니다. 따라서 금형 설계 시 다음과 같은 사항은 최대한 피해야 합니다.
1. 동일한 플라스틱 부품의 두께 차이가 너무 큽니다.
2. 모서리가 너무 날카롭습니다.
3. 버퍼 존이 너무 짧아 회전 시 두께 차이가 크게 발생합니다.
또한, 적절한 수의 이젝터 핀을 설정하고 금형 캐비티에 대한 합리적인 냉각 채널을 설계하는 것도 중요합니다.
표 4는 휘어짐 및 변형의 가능한 원인과 처리 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
탈형 중 제품이 냉각되지 않을 경우 냉각 시간이 길어짐
제품의 형상 및 두께가 비대칭이며, 성형 디자인이 변경되거나 보강리브가 추가된 형태입니다.
과도한 충전은 사출 압력, 속도, 시간 및 원료 투여량을 감소시킵니다.
게이트에서의 공급이 고르지 않아 게이트를 교체하거나 게이트 수를 늘리는 경우
배출 시스템의 불균형 조정 및 배출 장치의 위치
금형온도가 불균일하여 금형온도를 평형으로 조정합니다.
원료의 과도한 버퍼링은 원료의 버퍼링을 감소시킨다
05
제품에 탄 자국이나 검은 선이 있습니다.
초점반점 또는 흑색줄무늬란 제품에 나타나는 흑색점 또는 흑색줄무늬 현상을 말하며, 주로 원자재의 열적 안정성이 낮아 열분해로 인해 발생합니다.
스코치 스팟이나 블랙 라인 발생을 방지하는 효과적인 대책은 용융 배럴 내부의 원료 온도가 너무 높아지지 않도록 하고 사출 속도를 늦추는 것입니다. 용융 실린더 내벽이나 나사에 흠집이나 틈이 있으면 원료가 부착되어 과열로 인한 열분해가 발생할 수 있습니다. 또한, 체크 밸브 역시 원료를 체류시켜 열분해를 유발할 수 있습니다. 따라서 점도가 높거나 분해되기 쉬운 재료를 사용할 경우, 탄 자국이나 블랙 라인 발생을 방지하기 위해 각별히 주의해야 합니다.
표 5는 초점 또는 검은 선의 가능한 원인과 치료 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
과도한 원료 온도는 용융 온도를 낮춥니다.
사출압력이 너무 높아 사출압력을 낮추기 어려움
나사 속도가 너무 빠릅니다. 나사 속도를 줄이세요.
나사와 소재파이프 사이의 편심을 재조정합니다.
마찰열 유지관리기
노즐 구멍이 너무 작거나 온도가 너무 높으면 조리개 또는 온도를 다시 조정하세요.
타버린 흑색 원료(고온 담금질 부분)로 가열관을 오버홀 또는 교체
혼합된 원료를 다시 여과하거나 교체합니다.
금형의 부적절한 배기 및 배기구의 적절한 증가
06
제품의 가장자리가 거칠다
거친 모서리는 TPU 제품에서 흔히 발생하는 문제입니다. 금형 캐비티 내 원료의 압력이 너무 높으면, 이형력이 잠금력보다 커져 금형이 열리면서 원료가 넘쳐 버(burr)가 형성됩니다. 버가 발생하는 원인은 원료, 사출 성형기, 정렬 불량, 심지어 금형 자체 문제 등 다양할 수 있습니다. 따라서 버의 원인을 파악할 때는 쉬운 것부터 어려운 것까지 순차적으로 진행해야 합니다.
1. 원료가 완전히 구워졌는지, 불순물이 섞여 있지 않은지, 다양한 종류의 원료가 섞여 있지 않은지, 원료의 점도에 영향을 미치지 않는지 확인합니다.
2. 사출성형기의 압력제어시스템과 사출속도의 정확한 조정은 사용하는 잠금력과 일치해야 합니다.
3. 금형의 특정 부분에 마모가 있는지, 배기구가 막혔는지, 유로 설계가 합리적인지 여부.
4. 사출성형기 템플릿 간 평행도에 편차가 있는지, 템플릿 풀로드의 힘 분포가 균일한지, 스크류 체크링과 멜트 배럴이 마모되었는지 확인합니다.
표 6은 버의 발생 원인과 처리 방법을 나타낸 것이다.
발생 원인 처리 방법
습하고 완전히 구운 원료
원자재가 오염되었습니다. 원자재와 불순물을 확인하여 오염 원인을 파악하세요.
원료 점도가 너무 높거나 낮습니다. 원료 점도와 사출 성형기 작동 조건을 확인하세요.
압력값을 확인하여 잠금력이 너무 낮으면 조정하세요.
설정값을 확인하여 주입압과 압력유지압이 너무 높은 경우 조정한다.
주입압 변환이 너무 늦음 변환압 위치를 확인하고 조기 변환을 재조정하십시오.
주입 속도가 너무 빠르거나 느린 경우 유량 제어 밸브를 점검하고 조정하십시오.
온도가 너무 높거나 낮은 경우 전기 가열 시스템과 나사 속도를 확인하십시오.
템플릿의 강성 부족, 잠금력 검사 및 조정
용융통, 나사 또는 체크 링의 마모 및 파손을 수리하거나 교체합니다.
마모된 역압 밸브를 수리하거나 교체하십시오.
텐션로드의 잠금력이 고르지 않은지 확인하세요.
템플릿이 병렬로 정렬되지 않았습니다.
곰팡이 배출구 막힘 청소
금형 마모 검사, 금형 사용 빈도 및 잠금력, 수리 또는 교체
금형 분할 불량으로 금형의 상대 위치가 틀어졌는지 확인하고 다시 조정합니다.
금형 런너 불균형 검사 설계 및 수정
금형온도 저하 및 가열불균일로 인한 전기가열시스템 점검 및 수리
07
본 제품은 접착성 금형(탈형이 어려움)을 가지고 있습니다.
사출 성형 중 TPU에 제품 고착 현상이 발생할 경우, 가장 먼저 고려해야 할 사항은 사출 압력 또는 보압이 너무 높은지 여부입니다. 사출 압력이 너무 높으면 제품이 과도하게 포화되어 원료가 다른 틈새를 메우고 제품이 금형 캐비티에 고착되어 탈형이 어려워질 수 있습니다. 또한, 용융 배럴 온도가 너무 높으면 원료가 열에 의해 분해 및 변질되어 탈형 과정에서 파편화 또는 균열이 발생하여 금형 고착 현상이 발생할 수 있습니다. 금형 관련 문제, 예를 들어 공급 포트의 불균형으로 인해 제품의 냉각 속도가 일정하지 않을 경우, 탈형 과정에서도 금형 고착 현상이 발생할 수 있습니다.
표 7은 곰팡이 붙음의 가능한 원인과 치료 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
과도한 사출 압력 또는 용융 배럴 온도는 사출 압력 또는 용융 배럴 온도를 감소시킵니다.
과도한 홀딩 시간은 홀딩 시간을 감소시킵니다.
냉각이 부족하면 냉각 주기가 길어집니다.
금형온도가 너무 높거나 낮으면 금형온도와 양쪽 상대온도를 조정합니다.
금형 내부에 탈형 모따기가 있습니다. 금형을 수리하고 모따기를 제거하세요.
금형 공급구의 불균형으로 인해 원료 흐름이 제한되어 주류 채널에 최대한 가깝게 됩니다.
금형 배기의 부적절한 설계 및 배기구의 적절한 설치
금형 코어 오정렬 조정 금형 코어
금형 표면이 너무 매끄러워서 금형 표면을 개선할 수 없습니다.
이형제 부족으로 2차 가공에 지장이 없을 경우 이형제를 사용한다.
08
제품 인성 감소
인성은 재료를 파괴하는 데 필요한 에너지입니다. 인성 저하를 유발하는 주요 요인으로는 원자재, 재활용 재료, 온도, 그리고 금형 등이 있습니다. 제품의 인성 저하는 강도와 기계적 특성에 직접적인 영향을 미칩니다.
표 8은 인성 감소의 가능한 원인과 처리 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
습하고 완전히 구운 원료
재활용 재료의 혼합 비율이 너무 높으면 재활용 재료의 혼합 비율이 낮아집니다.
용융 온도가 너무 높거나 너무 낮은 경우 용융 온도 조정
금형 게이트가 너무 작아서 게이트 크기가 커집니다.
금형 게이트 접합부 길이가 너무 길면 게이트 접합부 길이가 짧아집니다.
금형온도가 너무 낮아 금형온도가 상승합니다
09
제품 충전이 부족합니다
TPU 제품의 충진 부족은 용융 재료가 성형 용기의 모서리를 완전히 통과하지 못하는 현상을 말합니다. 충진 부족의 원인으로는 성형 조건의 부적절한 설정, 금형 설계 및 제작의 불완전성, 성형품의 두께가 두껍고 두께가 얇은 것 등이 있습니다. 성형 조건 측면에서는 재료 및 금형의 온도를 높이고, 사출 압력과 사출 속도를 높이며, 재료의 유동성을 개선하는 것이 좋습니다. 금형 측면에서는 러너 또는 러너의 크기를 늘리거나, 러너의 위치, 크기, 수량 등을 조정하여 용융 재료의 원활한 흐름을 확보할 수 있습니다. 또한, 성형 공간 내 가스의 원활한 배출을 위해 적절한 위치에 배출구를 설치할 수 있습니다.
표 9는 충전 부족의 가능한 원인과 치료 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
공급 부족으로 공급이 늘어납니다
금형 온도를 높이기 위한 제품의 조기 응고
용융물 원통의 온도가 너무 낮아 용융물 원통의 온도가 상승합니다.
낮은 분사 압력은 분사 압력을 증가시킵니다.
사출속도를 느리게 합니다. 사출속도를 빠르게 합니다.
짧은 분사 시간은 분사 시간을 증가시킵니다.
금형 온도 조절이 낮거나 고르지 않음
노즐 또는 깔때기 막힘 제거 및 청소
부적절한 조정 및 게이트 위치 변경
작고 확대된 흐름 채널
스프루 또는 오버플로우 포트의 크기를 늘려 스프루 또는 오버플로우 포트의 크기를 늘리세요.
마모되어 교체된 나사 체크 링
성형공간의 가스는 배출되지 않으며 적절한 위치에 배출구가 추가되었습니다.
10
제품에는 본딩라인이 있습니다
접합선은 두 개 이상의 용융 재료 층이 합쳐져 형성되는 얇은 선으로, 일반적으로 용접선이라고 합니다. 접합선은 제품의 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 강도에도 영향을 미칩니다. 접합선이 발생하는 주요 원인은 다음과 같습니다.
1. 제품의 형상(금형구조)에 따른 재료의 흐름모드;
2. 용융물의 합류 불량
3. 공기, 휘발성 물질 또는 내화성 물질은 용융 물질의 합류점에서 혼합됩니다.
재료와 금형의 온도를 높이면 접합 정도를 최소화할 수 있습니다. 동시에 게이트의 위치와 수량을 변경하여 접합 라인의 위치를 다른 위치로 이동하거나, 용융부에 배출구를 설치하여 해당 영역의 공기와 휘발성 물질을 빠르게 배출할 수 있습니다. 또는 용융부 근처에 재료 오버플로우 풀을 설치하고 접합 라인을 오버플로우 풀로 이동한 후 절단하는 것도 접합 라인을 제거하는 효과적인 방법입니다.
표 10은 조합선의 발생원인과 처리방법을 나타낸 것이다.
발생 원인 처리 방법
사출압력 및 시간이 부족하면 사출압력 및 시간이 증가합니다.
사출속도가 너무 느립니다. 사출속도를 높여주세요.
용융온도가 낮을 때 용융통의 온도를 높이십시오.
낮은 역압, 느린 스크류 속도 역압을 높이고 스크류 속도를 높입니다.
부적절한 게이트 위치, 작은 게이트 및 러너, 게이트 위치 변경 또는 금형 입구 크기 조정
금형온도가 너무 낮아 금형온도가 상승합니다
재료의 경화속도가 너무 빠르면 재료의 경화속도가 감소합니다.
재료 유동성이 좋지 않으면 용융통의 온도가 상승하고 재료 유동성이 향상됩니다.
흡습성이 있는 소재로 배기구를 늘리고 소재의 품질을 조절합니다.
금형 내부의 공기가 원활하게 배출되지 않을 경우 배출구를 확대하거나 배출구가 막혀 있는지 확인하세요.
원자재가 깨끗하지 않거나 다른 재료와 섞여 있습니다. 원자재를 확인하세요.
이형제의 사용량은 얼마인가요? 이형제를 사용하거나, 가능하면 사용하지 않는 것이 좋습니다.
11
제품 표면 광택이 좋지 않음
TPU 제품의 표면에 소재의 본래 광택이 없어지거나 층이 형성되거나 흐릿한 상태가 나타나는 것을 표면 광택이 좋지 않다고 합니다.
제품 표면 광택 불량은 주로 금형 성형 표면의 연삭 불량으로 인해 발생합니다. 성형 공간의 표면 상태가 양호할 경우, 재료 및 금형 온도를 높이면 제품 표면 광택을 향상시킬 수 있습니다. 내화제나 유성 내화제를 과도하게 사용하는 것도 표면 광택 불량의 원인이 됩니다. 또한, 재료의 흡습이나 휘발성 및 이종 물질에 의한 오염 또한 제품 표면 광택 불량의 원인이 됩니다. 따라서 금형 및 재료 관련 요인에 특히 주의를 기울여야 합니다.
표 11은 표면 광택 불량의 원인과 처리 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
주입압력과 주입속도가 너무 낮으면 적절히 조절하세요.
금형온도가 너무 낮아 금형온도가 상승합니다
금형 성형 공간 표면이 물이나 기름으로 오염되어 깨끗이 닦아낸 경우
금형 성형 공간의 표면 연삭 불량, 금형 연마 불량
세척 실린더에 다양한 재료나 이물질을 혼합하여 원료를 여과합니다.
휘발성 물질을 함유한 원료는 용융물의 온도를 증가시킨다
원료는 흡습성을 가지고 있으며, 원료의 예열시간을 조절하여 원료를 완전히 구워냅니다.
원료의 주입량이 부족하면 사출압력, 사출속도, 사출시간, 원료 주입량이 증가한다.
12
제품에 흐름 흔적이 있습니다
흐름 흔적은 녹은 재료가 흐른 흔적으로, 게이트 중앙에 줄무늬가 나타납니다.
플로우 마크는 성형 공간으로 처음 유입되는 재료가 급속히 냉각되어, 이후 유입되는 재료와 재료 사이에 경계가 형성될 때 발생합니다. 플로우 마크를 방지하려면 재료 온도를 높이고, 재료의 유동성을 개선하고, 사출 속도를 조절해야 합니다.
노즐 앞쪽에 남아 있는 차가운 재료가 성형 공간으로 직접 유입되면 플로우 마크가 발생합니다. 따라서 스프루와 러너의 접합부 또는 러너와 스플리터의 접합부에 충분한 래깅 영역을 설정하면 플로우 마크 발생을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 동시에 게이트 크기를 증가시키는 것도 플로우 마크 발생을 방지할 수 있습니다.
표 12는 유동마크의 발생원인과 처리방법을 나타낸 것이다.
발생 원인 처리 방법
원료의 용융 불량은 용융 온도와 배압을 증가시키고 스크류 속도를 가속시킨다.
원재료가 깨끗하지 않거나 다른 재료와 섞여 있거나 건조가 충분하지 않습니다. 원재료를 확인하고 완전히 구워주세요.
금형온도가 너무 낮아 금형온도가 상승합니다
게이트 근처의 온도가 너무 낮아서 온도를 높일 수 없습니다.
문이 너무 작거나 위치가 잘못되었습니다. 문 크기를 늘리거나 위치를 변경하세요.
짧은 보유 시간과 긴 보유 시간
주입 압력 또는 속도를 적절한 수준으로 부적절하게 조정
완제품 단면 두께 차이가 너무 커서 완제품 디자인이 변경되었습니다.
13
사출성형기 나사 미끄러짐(공급불가)
표 13은 나사 미끄러짐의 가능한 원인과 치료 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
소재파이프 후단 온도가 너무 높을 경우 냉각시스템 점검 및 소재파이프 후단 온도를 낮추어 주십시오.
원료의 불완전하고 철저한 건조 및 윤활유의 적절한 첨가
마모된 재료의 파이프와 나사를 수리하거나 교체합니다.
호퍼의 공급 부분 문제 해결
나사가 너무 빨리 후퇴하여 나사 후퇴 속도가 감소합니다.
재료통이 제대로 세척되지 않았습니다. 재료통 세척
원료의 입자 크기가 너무 크면 입자 크기가 작아집니다.
14
사출성형기의 나사가 회전하지 않습니다
표 14는 나사가 회전하지 않는 원인과 치료 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
낮은 용융 온도는 용융 온도를 증가시킵니다.
과도한 역압은 역압을 감소시킨다
나사의 윤활이 부족하고 윤활유를 적절히 첨가
15
사출성형기 사출노즐에서의 재료 누출
표 15는 분사노즐 누출의 가능한 원인과 처리 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
재료파이프의 과도한 온도는 특히 노즐부에서 재료파이프의 온도를 낮춥니다.
배압의 부적절한 조정 및 배압과 스크류 속도의 적절한 감소
메인채널 냉소재 분리시간 조기지연 냉소재 분리시간
방출 시간을 늘리기 위한 방출 이동이 부족하여 노즐 설계가 변경되었습니다.
16
물질이 완전히 용해되지 않았습니다
표 16은 재료의 불완전 용융에 대한 가능한 원인과 처리 방법을 보여줍니다.
발생 원인 처리 방법
낮은 용융 온도는 용융 온도를 증가시킵니다.
낮은 역압은 역압을 증가시킨다
호퍼 하단이 너무 차갑습니다. 호퍼 냉각 시스템 하단을 닫으세요.
짧은 성형주기는 성형주기를 증가시킨다
재료의 건조가 부족하고 재료가 완전히 구워짐
게시 시간: 2023년 9월 11일