수분의 영향

다른 폴리아미드와 마찬가지로 Stanyl은 분자 사슬에 아미드 조직이 존재하기 때문에 수분을 가역적으로 흡수합니다. 수분 흡수율은 온도, 상대 습도, 부품의 두께 등에 의해 결정됩니다. 일반적으로 수분 흡수는 유리 전이 온도를 낮추게 되어(아래 그래프를 참조하십시오) 인성을 증가시키는 반면 실온에서 강성을 저하시킬 수 있습니다.

Stanyl에서 강성의 저하 정도는 Stanyl의 높은 결정도 때문에 다른 폴리아미드에 비해 적습니다. 유리 전이 온도(75°C) 이상의 온도에서의 성능은 수분 흡수에 의해 영향 받지 않습니다. Stanyl은 일반적으로 고온 환경에서 사용되므로 수분의 영향이 눈에 띄지 않습니다.

방향족 폴리아미드와 같은 경쟁 재질들은 작동 온도 범위에서 보다 높은 Tg를 보입니다. 이런 경우에는 수분으로 인해 Tg가 변하면서 임계 작동 온도에서 특성이 변하게 됩니다.

또한, Tg가 높기 때문에 보다 높은 금형 온도가 필요하므로, 까다로운 방식의 오일이나 전기를 이용하여 금형온도를 높이는 기법을 사용해야 합니다. 결과적으로 위험성은 높아지고 더 많은 금형 비용 및 유지 보수 비용이 필요하게 됩니다.

100ºC 이상의 온도에서 장시간 노출될 경우 Stanyl은 높은 온도에서 신속하게 건조되어서 “건조한” Stanyl의 특성에 근접하게 됩니다. 따라서 특히 어닐링의 영향을 고려했을 때 Stanyl은 폭넓은 온도 범위에서 일관적이고 동일한 특징을 지니게 됩니다.

유리 섬유 강화 열가소성 수지의 전단 변형 계수


View larger format

수분 흡수는 치수 변화를 가져옵니다. 그러나, 대부분의 용도에서 유리섬유 등이 강화된 재질이 사용되므로 치수 변화는 제한되어 있습니다. 유리 섬유 방향에 따라 치수 변화는 주로 흐름 방향에 수직으로 발생합니다. (부품의 두께. 아래 도표를 참조하십시오.)

난연재를 포함하지 않은 재질의 수분 흡수에 따른 치수 변화율


View larger format

비고:
유리섬유의 방향성이 있는 부품: 두께 2mm
유리섬유의 방향성이 없는 부품: 두께 3-4mm

난연재를 포함한 재질의 수분 흡수에 따른 치수 변화율


View larger format

치수에 대한 수분의 영향은 온도 변화에 따른 치수 변화에 비하면 적은 편입니다. (선팽창 계수 – 아래 도표를 참조하십시오.) Stanyl은 소형 커넥터 또는 SMT 부품과 같이 치수가 매우 중요한 곳에서 우수한 성능을 보입니다. 치수 안정도가 매우 중요한 E/E 분야를 위해서 특수 난연재를 포함한 강화재질인 46HF5050과 46HF5041LW가 개발되었습니다.

Stanyl 재질의 통상적인 CLTE 수치


View larger format

수분 흡수는 보통 실온에서 발생합니다. 이것은 상당히 느린 과정으로서 균형에 도달할 때까지 많은 시간이 소요됩니다. 작동 온도에서 사용할 때 Stanyl 부품은 흔히 100°C (210°F)이상이기 때문에 매우 빠른 속도로 건조됩니다. 따라서 대부분의 경우 완전 흡습의 경우는 발생하지 않으며(아래 그림 참조) 수분 흡수의 영향은 제한적입니다.

Stanyl의 23°C/50%RH에서 수분 흡수 후 180°C에서 방출(두께 3.2 mm 샘플)


View larger format

수분 흡수력을 현저히 낮춰주는 어닐링

Stanyl을 어닐링하면 수분 흡수력이 상당히 낮아집니다. 어닐링은 고온(>100°C ) 노출시 Stanyl의 비결정 부분의 고밀도화를 가져옵니다. 이 현상은 Stanyl의 고유 특징이며 비가역적입니다. 어닐링은 자동차 등에서 높은 온도에서 사용되면서 발생합니다. 어닐링은 수분 흡수력을 3배 낮춰 줄 수 있습니다. 어닐링은 또한 Stanyl 부품의 치수 안정도를 높이기 위해 별도의 절차로 적용될 수도 있습니다. (질소 공기를 사용하는 것이 좋습니다.) 수분 흡수력의 저하는 어닐링 시간과 온도에 따라 결정됩니다. DSM은 이 저하도를 수치로 표현할 수 있는 모델을 개발했습니다. 보다 자세한 정보를 원하시면 해당 지역 세일즈 엔지니어에게 문의하십시오.

어닐링을 할 경우 경도, 강도, 피로, 크리프에 대한 저항력 및 내마모성 등의 특징은 일반적으로 향상되고 내구력은 약간 저하되지만 경쟁 재질에 비해서는 강한 내구력을 보입니다. 따라서 기어와 같은 용도로 사용하기에 매우 좋습니다.

다양한 어닐링 조건에 따른 Stanyl 유리 섬유 및 경쟁 재질의 수분 흡수력 저하도


View larger format

블리스터링

높은 습도에서 수분을 흡수하면 재질의 HDT에 가까운 높은 온도에서 땜질할 때 블리스터링을 초래할 수 있습니다. 이 현상은 Stanyl만의 현상이 아니며 다른 폴리아미드와 LCP에서도 발생합니다. 블리스터링은 수분으로부터의 보호와 최적화된 공정을 통해 방지할 수 있습니다.

• 최대한 건조된 환경에서 부품을 유지합니다.
• 실제 사출 날짜를 기록해서 리플로우 공정까지의 대기시간을 제어합니다.


공정 중에 수분 제어

용해 과정에서 높은 수분이 존재할 경우 최종 부품의 표면에 은색 줄무늬나 얼룩무늬 등이 생길 수 있습니다. 심한 경우에는 폴리머의 길이가 감소하면서 점도가 저하될 수도 있습니다. 이 현상을 방지하기 위해서 Stanyl은 밀폐된 수분 방지 Bag에 제공됩니다. Stanyl 재질이 장기간 동안 주변 공기에 노출되었을 경우 수분을 흡수하게 되므로 공정 전에 건조해야 합니다.

건조

• 건조기는 제습 건조기 또는 진공 건조기여야 합니다. (Hot Air오븐을 사용하지 마십시오.)
• 사출하기 전에 재질은 0.1% 이하의 수분을 포함하고 있어야 합니다.
• Regrind 재질도 사출 전에 건조되어야 합니다.
• Regrind 재질 크기는 최대한 동일한 크기여야 합니다.
• Regrind 재질의 이물질을 관리해야 합니다.

사출

• 노즐의 온도가 정확히 제어되어야 합니다.
• 노늘 선단의 기밀 링이 손상되지 않았는지 자주 확인하십시오.
• 금형구 온도는 80 ~120°C (175-250°F)로 설정되어야 합니다.
• 배럴 온도는 310 +/-10°C로 설정되어야 합니다 (고유동 재질은 다를 수도 있습니다. 공정을 참조하십시오.)
• 스크류의 체류 시간은 최대한 짧게 하십시오.
• 스크류 RPM은 최대한 낮게 하십시오.
• 배압은 약 5 kg/cm2로 설정되어야 합니다.
• 사출속도는 최대한 빠르게 설정되어야 합니다.
• 적합한 보압과 시간을 선택하십시오.
• Suckback은 최대한 낮게 설정하십시오.
• 시업시 충분히 퍼징하십시오.

금형 디자인

• 스프루(Sprue)/러너(Runner)/게이트(Gate)가 너무 작으면 안 됩니다.
• 서브머린(submarine) 게이트의 윗부분은 “R” 모양이어야 합니다.
• 가스 방출은 모서리에서 충분하게 이루어질 수 있어야 합니다.
• 금형의 냉각은 균일해야 하며 특히 코어부에서 균일해야 합니다.


View larger format

제품 자료