투명한 실리콘 부품은 어떻게 만들어지나요?

투명성은 단순히 외관만을 위한 것이 아닙니다. 기능적인 측면도 중요합니다. 투명한 실리콘은 사용자가 액체, 불순물 또는 빛 투과를 명확하게 볼 수 있도록 해줍니다. 이러한 특성으로 인해 의료 및 식품 산업에서 매우 중요한 역할을 합니다.

이 기사에서는 투명한 실리콘 제품이 어떻게 제조되는지에 대한 명확한 개요를 제공합니다.

실리콘의 투명도는 무엇에 의해 결정되나요?

실리콘이 투명하게 보이는지는 내부 구조의 균일성과 재료가 빛을 어떻게 산란시키는지에 따라 달라집니다. 핵심은 분자 수준의 제어에 있습니다. 아주 작은 불일치, 불순물, 또는 기포조차도 빛이 재료를 통과하는 방식을 변화시켜 흐릿하거나 반투명하게 보이게 할 수 있습니다.

높은 투명도를 달성하려면 재료 선택, 경화 시스템, 그리고 가공 조건 간의 정밀한 균형이 필요합니다. 아래 표는 실리콘 투명도에 영향을 미치는 주요 요인과 그 작용 방식을 요약한 것입니다.

투명 실리콘의 투명도에 영향을 미치는 요소는 무엇입니까?

실리콘이 투명한 제형으로 만들어졌다 하더라도 최종 투명도는 생산 과정에서 소재가 얼마나 잘 가공되고 제어되는지에 따라 달라집니다.

필러 분산

투명 실리콘은 일반적으로 흄드 실리카를 보강 필러로 사용합니다. 혼합 과정에서 실리카가 고르게 분산되지 않으면 작은 덩어리가 형성될 수 있습니다. 이러한 덩어리는 빛을 산란시키고 빛의 투과율을 감소시켜 재료가 흐릿하게 보이게 합니다.

산업계에서는 진공 반죽과 고전단 혼합을 사용하여 분산을 개선하고 투명도를 높이는 경우가 많습니다.

습기 및 기포 제어

실리콘 내부에 갇힌 공기나 습기는 투명도 저하의 일반적인 원인입니다. 혼합 또는 주입 전에 가스 제거가 불완전하면 경화된 제품 내부에 기포가 남을 수 있습니다. 이러한 기포는 빛을 산란시켜 실리콘을 하얗거나 뿌옇게 보이게 합니다.

이를 방지하기 위해, 거품 없는 시스템을 보장하기 위해 성형 전에 진공 탈기를 수행해야 합니다.

온도 및 경화 조건

경화 온도와 시간은 가교 균일성에 직접적인 영향을 미칩니다. 낮은 온도나 짧은 경화 시간은 가교 밀도 불균일을 초래하여 빛을 산란시키는 미세상 차이를 유발할 수 있습니다. 과도한 열은 황변이나 분해를 유발할 수 있습니다.

가열 프로필과 경화 주기를 정밀하게 제어하면 일관된 투명성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

금형 표면 마감

금형 표면의 매끄러움 또한 중요한 역할을 합니다. 금형의 거친 질감이나 흠집은 제품 표면으로 옮겨져 빛을 산란시키는 미세한 요철을 만들 수 있습니다.

거울처럼 광택이 나는 금형을 사용하면 표면의 매끄러움이 크게 개선되고 빛 투과율이 향상되어 실리콘이 더 선명해 보입니다.

후경화 공정

투명 실리콘은 가황 후 잔류 촉매, 저분자 실록산 또는 휘발성 화합물을 제거하기 위해 후경화 과정을 거치는 경우가 많습니다. 적절한 후경화 과정을 거치지 않으면 이러한 잔류물이 시간이 지남에 따라 산화되거나 표면으로 이동하여 황변이나 탁함을 유발할 수 있습니다.

약 200°C에서 충분한 시간 동안 후경화 공정을 거치면 광학적 순도가 높아지고 장기 안정성이 향상됩니다.

투명 실리콘 제품은 어떻게 성형되나요?

투명 실리콘의 성형 공정은 광학적 투명도, 치수 정확도 및 표면 마감에 직접적인 영향을 미칩니다. 제품 유형과 생산량에 따라 가장 일반적으로 사용되는 방법은 액상 사출 성형(LIM)과 압축 성형입니다. 각 방법은 고유한 장점과 중요한 관리 요소를 가지고 있습니다.

액체 사출 성형(LIM)

액상 실리콘 고무(LSR)는 일반적으로 A와 B의 두 부분으로 공급됩니다. 정확한 계량과 혼합 후, 가열된 금형에 고압으로 주입하면 빠르게 경화됩니다.

장점:

• 고도로 자동화되어 있어 대량 생산에 적합합니다.
• 우수한 치수 정밀도
• 얇은 벽과 복잡한 형상을 생산할 수 있습니다.
• 경화시간이 짧으면 효율성이 향상됩니다.

주요 통제 지점:

• 불완전한 경화나 고르지 못한 경도를 방지하기 위해 정확한 혼합 비율을 적용합니다.
• 거품이나 짧은 사출을 방지하기 위해 균일한 사출 압력을 제공합니다.
• 균일한 경화와 높은 투명성을 보장하기 위해 정밀한 금형 온도 제어가 가능합니다.

응용 프로그램: 투명한 젖꼭지, 의료용 밸브, 광학 렌즈 및 기타 아기 관리에 사용되는 소형 정밀 제품.

참고사항: 매끄럽고 광학적으로 투명한 표면을 확보하기 위해 금형 표면은 거울처럼 광택 처리해야 합니다. 투명도를 저하시키는 내부 기포를 방지하기 위해 혼합 및 사출 전에 재료의 가스를 완전히 제거해야 합니다.

압축 성형

고밀도 고무(HCR)는 일반적으로 압축 성형에 사용됩니다. 미리 혼합된 실리콘을 금형에 넣고 가열 및 가압하여 경화시킵니다.

장점:

• 중간 볼륨 생산이나 두꺼운 벽의 제품에 적합합니다.
• 우수한 기계적 강도와 내열성을 제공합니다.
• 더 크거나 복잡한 모양의 투명한 부품을 생산할 수 있습니다.

주요 통제 지점:

• 표면 빛의 산란을 최소화하고 높은 투명도를 유지하기 위해 금형 표면은 거울처럼 광택 처리되어야 합니다.
• 불균일한 경화나 미세 기포 발생을 방지하기 위해 온도 균일성과 압력 적용을 엄격하게 제어해야 합니다.
• 미리 성형된 실리콘은 안개를 유발하는 갇힌 공기를 줄이기 위해 가스를 제거해야 합니다.

응용 프로그램: 투명한 밀봉 링, 관찰창, 보호 커버, 중간 두께의 광학 구성 요소.

참고사항: 두꺼운 압축 성형 부품은 내층과 외층 간의 경화 속도 차이가 있을 수 있습니다. 따라서 적절한 냉각 또는 후경화 시간을 고려하여 설계해야 합니다.

결론

투명 실리콘의 투명도는 재료의 순도와 정밀한 공정 제어에 따라 달라지며, 모든 단계가 최종 제품 품질에 영향을 미칩니다.

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