플라스틱 포장의 성형(병, 용기, 필름)

플라스틱 포장의 성형(병, 용기, 필름)

플라스틱 포장의 성형(병, 용기, 필름)

플라스틱 포장 용품의 모양과 특성에 맞는 성형 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.

플라스틱 성형: 플라스틱 병과 용기

첫 번째는 병과 용기입니다. 플라스틱 병과 용기를 만들 때는 플라스틱 재료를 녹인 다음, 미리 만들어 둔 금형틀의 형상대로 가공하는데요. 제품의 형태를 구성하는 방식에 따라 압축 성형, 사출 성형, 중공 성형, 열성형 방법으로 크게 나눌 수 있습니다. 다시 말하면, 어떤 모양의 제품을 만들 것인지, 어떤 특성을 가진 제품을 만들 것인지에 따라 가공 방법을 선택할 수 있습니다. 압축성형은 주로 열경화성 플라스틱의 성형에 주로 적용되는 방법입니다. 유연해진 플라스틱 소재를 압력으로 눌러서 모양을 변형시키는 성형 방법입니다. 위아래가 맞물리는 금형 틀에 플라스틱 재료를 넣고, 열을 가해 압력으로 누릅니다. 이것을 굳혀서 만드는데요. 틀에 넣고 누르는 방식이기 때문에, 양면으로 모양을 새길 수 있습니다. 사출성형은 플라스틱을 성형 가공할 때에 가장 널리 이용되는 방법 중의 하나입니다. 주로 열가소성 수지의 성형에 이용됩니다. 먼저, 열을 가해서 녹인 액체 상태의 플라스틱 원료를 금형에 주입합니다. 그리고 냉각시킨 후에 금형을 열어서 배출시키면, 일정한 형상으로 굳어진 플라스틱 모양이 완성됩니다. 이 방법은 복잡한 형상의 제품을 대량 생산하는 데 적합합니다. 중공성형은 바람의 힘으로 모양을 완성하는 방법인데요. 블로우 성형이라고 부르기도 합니다. 입구는 좁고, 내부는 넓은 텅 비어있는 병 모양을 만들 때 사용하는 방식입니다. 주로 음료수가 담겨 있는 병이 되겠죠. 중공성형을 할 때는 제일 먼저 패리슨(parison)이라 불리는, 실린더 모양의 예비 성형물을 금형 사출로 제작합니다. 이 예비 성형물을 블로우 성형 금형에 넣은 후에, 온도를 올려 가공하기 쉽게 만듭니다. 그리고 순차적으로 센 공기를 불어넣으면 예비 성형물이 팽창하면서 최종 용기 크기 모양으로 만들어집니다. 현재 가장 대중적으로 사용되는 성형방법입니다. 마지막으로, 열성형 방법이 있습니다. 열가소성 플라스틱 재료를 유연 해지는 상태까지 가열한 다음, 플라스틱 시트와 진공 성형기 사이를 진공상태로 만들면서 생긴 압력차나 압축된 공기를 이용합니다. 대표적인 열 성형인 진공 성형은 플라스틱 시트와 금형 사이에 있는 공기를 빼내 내부를 진공으로 만들어서, 시트를 금형에 밀착시키면서 제품을 만드는 것입니다. 주로 다품종 소량생산 제조에 적합한 방법입니다.

플라스틱 성형: 플라스틱 필름

플라스틱의 원료인 고분자 중합체를 얇게 펼친 것을 플라스틱 필름이라고 합니다. 플라스틱 필름의 제조방법은 크게 성형법과 캐스팅 법으로 구분되는데요. 원료가 되는 플라스틱을 용제나 열로 녹인 후에, 플라스틱 필름 형태로 흘리는 제조 공정과, 또 하나는 용제를 증발시켜서 단단하게 하는 공정이 있습니다. 열가소성 플라스틱 필름을 제작하는 데, 가장 널리 쓰이는 성형법은 용융 압출법입니다. 일정 온도로 용융된 플라스틱 수지를 압출 다이 속에서 통과시켜서 연속적으로 압출하는 방법입니다. 주로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 염화비닐, 염화 비닐리덴, 나일론 필름 등이 이렇게 생산됩니다. 다이 형태에 따라 크게 튜블러법과 T 다이 법, 2가지 방법으로 플라스틱 필름이 제조됩니다. 튜블러법은 인플레이션이라고도 하는데요. 그 과정을 자세히 살펴보도록 하겠습니다. 먼저, 용융된 수지를 원형 형태의 다이 슬릿에서 원통형으로 압출합니다. 다이를 통과해서 원통형으로 나오는 필름을 냉각하면서, 동시에 튜브 내부의 공기압을 높여서 풍선처럼 잘 부풀립니다. 내부 공기압을 조정해서 튜브의 지름 방향으로 필름을 팽창시킬 수 있으며, 장치의 윗부분에 있는 핀치 롤에 필름을 감는 방법으로 제조됩니다. T 다이 법보다는 설비비가 싸고, 튜브 형태의 필름으로 만들 수 있는 장점이 있습니다. 또 다른 용융 압출법으로, T 다이 법은 슬리트 다이 법이라고도 부릅니다. 압출기에 연결된 다이에서 용융 수지를 일정한 폭과 두께의 필름 형태로 압출하는 형태입니다. 슬릿 다이를 통과한 용융 수지는 냉각 롤이나 수조에서 빠르게 냉각되어 필름이 제조됩니다. 비교적 투명성과 광택성이 우수한 필름을 얻을 수 있고, 압력에 따라 두께 조정을 쉽게 할 수 있고, 생산 속도가 높다는 장점을 가지고 있습니다. 그 외에도, 가열 상태에서 필름을 가로, 세로, 또는 양방향으로 잡아당겨, 투명성과 광택성을 높이고, 기계적 강도를 개선시키는 연신 성형법이 있습니다. 그리고 필름 재질 개선 가공 방법으로 많이 쓰이고 있는 캘린더 법은 정밀한 두께의 필름과 고속 생산에 적합한 방법인데요. 3개나 4개의 가열된 회전 압착 롤 사이에서 폴리머를 가열 압착해서 필름 형태로 가공 냉각하는 방법입니다. 주로 염화비닐 필름을 생산하는 데 사용됩니다. 앞서 설명드린 성형법과 다른 제조방법으로 필름을 만드는 캐스팅 법은 액체 상태의 고분자 중합체를 흘려서 필름 형태로 연신하는 방법입니다. 매끄러운 표면의 무한 벨트 위에 녹은 플라스틱을 부은 다음에, 가열 건조하고 냉각해서 필름을 만듭니다. 주로 폴리비닐알코올 필름이나 아세테이트 필름을 만들 때 사용합니다. 이 방법으로 만든 플라스틱은 두께가 균일하고, 투명성과 광택성이 우수하고요. 필름 제품이 가로세로 방향이 없다는 장점을 가지고 있습니다. 하지만 생산 속도가 낮고, 용제를 회수하는 장치에 비용이 많이 든다는 단점을 가지고 있습니다. 지금까지 플라스틱 포장 재료와 성형방법에 대해서 알아봤습니다. 용어가 조금 어려워 한 번에 이해하기도 힘드실 수 있을 것입니다. 혹시 내용이 어렵거나 이해가 잘 되지 않으면, 우리가 일상생활에서 흔히 접하는 플라스틱이 각각 어떤 특성을 가지고 있는지, 그리고 어떤 과정으로 만들어졌는지 생각해 보시기 바랍니다.