Relative stiffness는 세 가지의 충격 시험 각 조건 내에서는 모두 게이트 직경의 크기에 관계없이 유사한 크기를 보였다. 반면, 동일한 크기의 게이트 조건에서 비교할 경우, striker의 타격 위치와 clamping ring 직경의 변화에 따라 relative stiffness의 크기는 OI (C40), CI (C40), CI (C80)의 순서로 뚜렷한 차이를 보이고 있다. CI (C80)과 CI (C40)의 각 조건에서 확인할 수 있듯이 충격 거동은 게이트 직경의 변화에 관계없이 일정한 relative stiffness를 유지하면서 최대 충격 강도에서 차이를 보이고 있다. 이러한 결과는 게이트 직경의 변화에 따라 불균일하게 형성되는 시편 표면의 상태(뭉침 등) 또는 이로 인하여 특정부위에서 균열을 유발하는 defect과 같은 역할을 하는 부분이 존재하기 때문인 것으로 추정할 수 있다. 한편, clamp의 크기가 같고 충격시험 시 타격 위치가 다른 CI (C40)과 OI (C40)의 경우 게이트 크기에 따른 충격 강도의 변화에 차이가 있으며, OI (C40)은 거의 게이트 크기의 영향이 없는 반면 CI (C40)의 경우는 상대적으로 게이트 크기의 영향이 크게 나타났다. 이 결과로 미루어 보아 게이트 크기의 효과는 (i) 게이트의 위치가 변하게 되면 변할 수 있으며, (ii) 경향성뿐 아니라 충격 강도의 절댓값도 25~35% 정도 차이가 나기 때문에 시편 중앙의 게이트 영역에 의한 영향이 분명한 것으로 생각된다. 게이트의 크기 변화, 게이트로부터의 위치에 따라 동일한 사출품 내에서도 충격 물성은 차이를 보이고 있는 반면, 사출조건(사출 온도, 속도)의 변화에 따른 충격 물성의 변화는 상대적으로 민감하게 나타나지 않음을 확인할 수 있었다.
각 조건 별로 충격 물성 파라미터의 변화를 게이트 크기의 변화에 따라 정리했다. 게이트 크기의 변화에 따라 사출 온도와 사출 속도 별로 측정된 최대 충격하중(maximum load. P)과 전체 흡수에너지(total absorbed energy. E)의 변화에 대하여 고찰하였다. 최대 충격하중은 시편의 사출성형 조건과 관계없이 게이트 직경이 감소함에 따라 증가하였으나, OI (C40)에서는 1% 이내로 게이트 직경에 의한 충격하중의 차이는 없었다. G 0.4와 G 0.8 조건 간의 P 차이는 (i) T=300 ℃, CI (C80)에서 약 16% 정도이고, CI (C40)에서는 13%였으며, (ii) T=320 ℃, CI (C80)에서는 11%로 T=300℃ 보다 감소하였으나, CI (C40)에서는 유사하였다. CI 조건에서 사출 온도의 변화에 의한 최대 충격하중의 차이는 5% 이내로 작게 나타났다. 충격 흡수에너지도 게이트 직경이 감소함에 따라 증가하였다. G 0.4와 G 0.8 조건 사이의 E의 평균 차이는 T=300℃, CI (C80)에서 30% 정도이고, CI (C40)에서는 20%, OI (C40)에서는 8%의 차이를 보였다. T=320℃ 에서는 게이트 크기 변화에 따른 경향은 P와 유사하였다. Center-gate 디스크 시편에서 충격 물성은 게이트가 위치한 중앙에서 낮은 값을 나타냈으며, 중앙으로부터 멀어질수록 증가하는 것으로 나타났다. 타격 위치에 따라 디스크 중심에서는 게이트 직경의 변화에 따라 충격 물성이 큰 차이를 보였지만, 중심에서 멀어질수록 그 차이는 줄어들어 최대 충격하중은 거의 차이가 없었으며, 전체 흡수에너지는 약 3~8%의 차이로 감소하였다. 각 충격시험 조건(strike 위치, clamping 크기) 별로 사출 성형 조건(사출 온도와 속도)의 변화가 충격 물성에 미치는 영향을 검토한 결과, 전체적으로 평균 5% 이내의 차이만을 보이며, 특정 조건에서 최대 10% 정도의 차이를 보이고 있으나, 충격시험의 특성상 오차범위의 차이로 간주할 수 있어 사출 온도와 속도가 충격 물성에 미치는 영향은 미미하다고 볼 수 있다. 박판 사출 시편의 게이트 크기 증가에 의하여 유발되는 성형과정의 과도한 전단 변형률의 증가가 충격 물성의 감소에 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
박판 사출물에서 게이트 직경과 사출 공정 변수(사출 온도, 사출 속도)의 변화가 성형품의 충격 물성(max. impact load 및 total energy)에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 캐비티 내의 온도와 압력을 monitoring 하여, 공정 조건의 변화가 캐비티 내압, 제품의 중량 및 실제 용융 수지의 유량에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 통하여 본 연구에서는 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
(1) 사출(성형) 시편의 중량은 게이트 직경에 비례하여 증가하였다. 사출 온도가 증가하면 수지의 용융 밀도가 낮아져서 시편의 중량은 감소하였다. 사출 속도는 제품 중량에 큰 영향을 미치지 않았다.
(2) 사출성형 과정 동안 측정된 금형 내 최대 캐비티 내압(Peak cavity pressure)은 게이트 직경에 비례하여 증가하였다. 사출 온도가 증가하면 게이트 부근과 제품 말단에서 측정된 압력의 편차(Pressure difference)는 줄어든다.
(3) 캐비티에 충진 되는 용융 수지의 유량은 게이트 직경에 비례하여 증가하였으며, 사출 온도의 증가에 따라서 캐비티 내부의 수지 유량은 약 2배로 증가하였다. 이는 사출 온도의 증가에 따른 용융 수지의 점도가 낮아져 유동성이 증가하였기 때문이다. 반면 사출 속도의 증가는 10% 내외의 유량증가를 가져왔지만 게이트 직경의 영향과 비교하면, 상대적으로 유량에 미치는 영향은 작다. 캐비티 내의 수지의 유량과 전단 변형률은 게이트 직경과 사출 온도에 더 크게 영향을 받는다.
(4) 게이트 직경이 작을수록 충격 물성은 증가하는 반면, 사출 온도 및 사출 속도가 충격 물성에 미치는 영향은 크지 않았다. 이러한 결과는 (i) 충격 물성이 유동 중에 발생하는 전단 응력(flow induced shear stress)에 반비례하여 영향을 받는다고 추정할 수 있으며, (ii) 게이트 직경의 변화에 따라 불균일하게 형성되는 게이트 영역의 시편 표면 상태와 그로 인하여 균열을 유발하는 defect과 같은 역할을 게이트 영역이 하기 때문인 것으로 추정할 수 있다.
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