액상 실리콘 고무(LSR)는 뛰어난 내구성, 유연성 및 열 안정성으로 인해 현대 제조에 널리 사용되는 고성능 엘라스토머입니다. 특히 극한 온도에 대한 저항성, 뛰어난 생체 적합성 및 놀라운 화학적 불활성으로 인해 의료 기기, 자동차 부품, 전자 부품 및 소비자 제품에 이상적입니다.
기존 고무 소재와 달리 LSR은 뛰어난 가공성을 제공하여 고정밀 성형, 최소한의 소재 낭비, 더 큰 설계 유연성을 제공합니다. 극한 조건에서 기계적 및 구조적 무결성을 유지할 수 있는 능력으로 인해 많은 기존 엘라스토머에 대한 우수한 대안이 됩니다.
이 가이드에서는 LSR의 화학 성분, 재료 특성을 살펴봅니다. 사출 성형 다양한 산업에서의 중요성을 종합적으로 이해하기 위해 프로세스, 설계 고려 사항, 다양한 등급 및 산업적 적용에 대한 설명을 제공합니다.
액상 실리콘 고무란?
액상 실리콘 고무(LSR)는 실록산 폴리머 사슬로 구성된 실리콘 엘라스토머의 한 종류입니다. 이러한 사슬은 LSR에 고유한 기계적, 열적 및 화학적 특성. 고체 또는 검 기반 실리콘 고무와 달리 LSR은 2성분 액체 시스템으로 공급되며, 이는 열 경화를 거치기 전에 정밀하게 혼합되어 금형에 주입됩니다. 그 결과, 극한의 환경 조건에서도 모양과 기능을 유지하는 유연하고 내구성 있는 고무 구성 요소가 탄생합니다.
LSR의 주요 장점 중 하나는 복잡하고 고정밀 부품을 일관되게 생산할 수 있는 자동화된 방법인 액체 사출 성형(LIM)을 사용하여 처리할 수 있다는 것입니다. 노동 집약적 처리가 필요한 고일관성 고무(HCR)와 비교했을 때, LSR의 액체 상태는 더 빠른 사이클 시간, 감소된 재료 낭비, 대규모 제조에서 향상된 효율성을 가능하게 합니다.
액상 실리콘 고무의 주요 특성
1. 고온 저항성
LSR은 -40°C에서 200°C(-40°F에서 392°F)까지의 극한 온도를 견딜 수 있으며, 유연성이 떨어지거나 손상되지 않습니다. 따라서 열에 노출되는 것이 끊임없는 도전인 자동차 엔진, 산업 기계 및 조리기구에 적합합니다. 많은 유기 엘라스토머와 달리 LSR은 동결 조건에서 취성이 되지 않으며, 고온에 노출되어도 지나치게 연화되지 않습니다.
2.생체적합성 및 저자극성
LSR은 생체적합성으로 인해 의료 및 식품 접촉 분야에서 널리 사용됩니다. 인체 피부나 체액과 장기간 접촉해도 알레르기 반응, 자극 또는 독성을 일으키지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 의료용 임플란트, 호흡 장치, 유아용 젖병 젖꼭지, 착용형 건강 모니터에 이상적입니다. 또한 ISO 10993 및 USP Class VI와 같은 엄격한 규제 표준을 충족하여 직접적이고 장기간 인체에 사용해도 안전합니다.
3.화학 및 환경 저항성
LSR의 화학적 안정성은 분해되거나 저하되지 않고 오일, 용매, 산 및 자외선에 노출되어도 견딜 수 있습니다. 이는 산업 및 실외 응용 분야에서 사용되는 씰, 개스킷 및 보호 코팅에 선호되는 소재가 됩니다. 비다공성 표면은 또한 물 흡수 및 박테리아 증식을 막아 혹독한 환경에서 내구성을 향상시킵니다.
4. 전기 절연성 및 기계적 유연성
LSR은 뛰어난 유전 강도를 가지고 있어 전기 응용 분야에서 뛰어난 절연 재료가 됩니다. 일반적으로 신뢰할 수 있는 전기 절연이 필요한 커넥터, 케이블 및 고전압 구성 요소에 사용됩니다. 또한 LSR은 우수한 인열 저항성을 나타냅니다. 인장 강도, 신장 특성이 뛰어나서 모양이나 기능을 잃지 않고 반복적인 기계적 응력을 견딜 수 있습니다.
5. 투명성 및 색소침착
LSR은 자연적으로 반투명하여 광범위한 색상과 광학적 특성으로 사용자 정의할 수 있습니다. 이는 특히 LED 조명, 디스플레이 커버, 광학 센서와 같이 선명도와 광 투과율이 중요한 응용 분야에서 유용합니다. 제조업체는 안료를 추가하여 특정 미적 또는 기능적 특성을 달성할 수 있으므로 LSR은 소비자 및 산업 제품 모두에 적합합니다.
LSR 사출 성형 공정
액상 실리콘 고무(LSR) 사출 성형 공정은 복잡하고 정밀한 구성 요소를 생산하는 데 사용되는 매우 효율적인 방법입니다. 다음은 관련된 주요 단계에 대한 세부 정보입니다.
1.재료 준비 및 혼합
LSR은 일반적으로 Part A와 Part B라고 하는 2부 시스템입니다. 이러한 구성 요소는 안정성을 유지하기 위해 별도로 보관됩니다. 그런 다음 부품을 1:1 비율로 정확하게 혼합하여 일관된 화학적 혼합물을 보장합니다. 이 단계에서 특정 적용 요구 사항을 충족하기 위해 색소, 경화제 및 첨가제(예: 난연제 또는 UV 안정제)를 도입할 수 있습니다.
2. 사출 및 금형 충진
혼합 후, LSR은 제어된 압력과 온도에서 금형 캐비티에 주입됩니다. 이 액체 상태는 재료가 복잡한 금형 형상으로 원활하게 흐를 수 있게 합니다. 용융이 필요한 열가소성 수지와 달리 LSR의 경화는 금형에 들어가면 열에 의해 시작되어 고압에서도 모양을 유지할 수 있습니다.
3. 경화 및 가황
주입된 LSR 소재는 일반적으로 160°C~230°C(320°F~450°F)의 온도 범위로 금형에서 가열됩니다. 이 열은 가황이라고 알려진 화학적 가교 반응을 유발합니다. 이 단계에서 LSR의 폴리머 사슬은 강한 공유 결합을 형성하여 소재를 응고시키고 고유한 유연성과 내구성을 부여합니다. 경화 공정은 최종 부품이 찢어짐에 대한 저항성, 높은 인장 강도 및 탄성과 같은 우수한 기계적 특성을 갖도록 보장합니다.
4.탈형 및 후가공
경화 과정이 완료되면 금형을 열고 LSR 부품을 조심스럽게 제거합니다. 어떤 경우에는 여분의 재료(플래시)를 다듬거나, 재료의 기계적 특성을 향상시키기 위한 2차 경화, 미학과 기능을 개선하기 위한 표면 처리 추가와 같은 추가 후처리 단계가 필요합니다. 이렇게 하면 최종 부품이 모든 설계 사양과 품질 기준을 충족합니다.
LSR 구성 요소에 대한 설계 고려 사항
- 부품 크기 및 복잡성 – LSR은 세부적인 기능을 갖춘 복잡하고 미세한 크기의 부품에 사용할 수 있습니다.
- 벽 두께 및 균일성 – 얇은 벽의 부품은 정밀하게 성형할 수 있어 구조적 무결성을 보장합니다.
- 수축 및 치수 정확도 – 적절한 설계는 경화 중 LSR의 수축을 보상합니다.
- 언더컷 및 드래프트 각도 – 유연한 설계 옵션으로 더 복잡한 형상도 가능합니다.
- 게이팅 및 벤팅 – 최적화된 게이팅은 원활한 재료 흐름을 보장하고 결함을 최소화합니다.
- 표면 마감 및 미학 – 맞춤형 텍스처로 기능성과 외관이 향상됩니다.
LSR 등급 및 제형
범용 LSR
이 등급은 표준 산업 구성 요소와 일상적인 소비자 제품을 위해 설계되었습니다. 비용과 성능의 균형을 맞춰 대량 생산에 이상적입니다. 부품 제조 씰, 개스킷, 유연한 커넥터와 같은 제품입니다. 신뢰할 수 있는 기계적 특성과 우수한 내화학성을 제공하지만 일부 특수 등급만큼 극한 조건에서 성능이 좋지 않을 수 있습니다.
고강도 LSR
더 높은 기계적 성능이 필요한 응용 분야의 경우, 고강도 LSR은 내구성이 강화된 형태로 제형화됩니다. 이 등급은 자동차 엔진 씰, 산업용 기계 개스킷, 특정 의료 기기와 같이 상당한 응력과 마모가 발생하는 구성 요소에 사용됩니다. 고강도 LSR은 인장 강도, 인열 저항성, 신장 특성이 개선되어 까다로운 환경에 적합합니다.
광학적으로 투명한 LSR
이 특수 LSR 등급은 뛰어난 투명성을 제공하여 조명 커버, 의료 진단 장치, 센서를 포함한 광학 응용 분야에 적합한 선택입니다. 광학적으로 투명한 LSR은 뛰어난 선명도, 광 투과율, UV 안정성을 갖추고 있어 렌즈 및 디스플레이 커버와 같은 고가시성 부품에 이상적입니다.
의료용 LSR
의료용 LSR은 의료 응용 분야에 필요한 엄격한 안전 및 생체 적합성 표준을 충족하도록 제형되었습니다. 일반적으로 수술용 임플란트, 카테터와 같은 의료 기기, 유아용 젖병 젖꼭지와 같은 식품 접촉 제품에 사용됩니다. ISO 10993, USP Class VI 및 기타 규제 표준을 준수하여 장시간 인체와 직접 접촉해도 안전합니다.
자체 접착 LSR
자체 접착 LSR은 추가 프라이머나 2차 접합 공정 없이 금속, 플라스틱 또는 유리와 같은 다른 재료에 직접 접합하는 고유한 특성을 가지고 있습니다. 이를 통해 제조 공정에서 추가 단계가 필요 없어져 비용 효율성이 향상되고 씰, 개스킷 및 보호 코팅과 같은 응용 분야의 조립이 간소화됩니다.
액상 실리콘 고무의 응용 분야
액상 실리콘 고무의 다재다능함은 이를 수많은 산업에서 선호하는 소재로 만듭니다. 다음은 주요 용도 중 일부입니다.
의료 및 건강 관리
액상 실리콘 고무(LSR)는 뛰어난 생체 적합성, 저자극성 및 광범위한 환경 요인에 대한 내성으로 인해 의료 및 건강 관리 분야에서 광범위하게 사용됩니다. LSR은 일반적으로 유방 임플란트와 같은 수술 임플란트에서 발견되며, 부작용을 일으키지 않고 인체와 안전하게 상호 작용할 수 있는 능력으로 인해 사용됩니다. 유연성과 내구성으로 인해 튜브 및 커넥터와 같은 정맥(IV) 구성 요소에도 이상적입니다. 이러한 구성 요소는 유체와 열에 지속적으로 노출되어야 합니다.
또한 LSR은 유아용품 등에서도 많이 쓰인다. 젖꼭지, 이가 나는 것 링, 병 젖꼭지, 저자극성으로 민감한 피부와 접촉해도 안전합니다. 피트니스 트래커, 스마트워치와 같은 웨어러블 건강 기기도 스트랩과 잦은 굽힘과 피부 접촉에 편안하고 탄력이 있어야 하는 부분에 LSR을 사용합니다.
LSR은 ISO 10993 및 USP Class VI와 같은 엄격한 규제 표준을 충족할 수 있어 의료 분야에서 장기간 사용하기에 적합합니다.
자동차 산업
자동차 산업에서 액상 실리콘 고무는 극한의 온도와 혹독한 환경에서도 성능을 발휘하는 능력으로 높은 평가를 받고 있습니다. 가장 일반적인 응용 분야 중 하나는 e입니다.엔진 개스킷 및 씰LSR은 내열성, 내화학성, 내마모성이 뛰어나 엔진의 고온 부위에서 누출을 방지하는 데 이상적인 소재입니다.
이러한 씰은 엔진 구성 요소가 외부 오염 물질과 유체로부터 보호되어 엔진의 효율성과 수명을 유지하도록 합니다. LSR은 센서 커버에도 사용되며, 광학적 투명성과 UV 저항성 덕분에 자동차 시스템의 센서가 요소로부터 보호되는 동안에도 효과를 유지합니다.
또한 LSR의 전기 절연 특성은 배터리 절연에 이상적이며, 섬세한 배터리 구성 요소를 열과 습기에 노출되지 않도록 보호합니다. 유연성을 유지하면서 높은 기계적 응력을 견딜 수 있는 능력은 다양한 자동차 애플리케이션에 필수적인 소재로, 중요한 구성 요소의 신뢰성과 안전성을 보장합니다.
가전
액상 실리콘 고무는 유연성, 전기 절연성, 투명성이라는 고유한 특성으로 인해 가전 제품 산업에서 중요한 역할을 했습니다. LSR은 전자 기기의 키패드와 버튼 생산에 자주 사용되어 사용자에게 촉감적이고 내구성 있는 인터페이스를 제공합니다. 부드럽지만 탄력성이 있어 스마트폰, 리모컨, 가전 제품과 같은 제품에 사용하기 편안합니다.
또한 LSR은 가전제품의 보호 커버를 만드는 데 이상적이며, 매끈하고 매끄러운 마감을 유지하면서도 긁힘, 충격 및 물에 대한 내구성을 제공합니다. 이 소재의 유연성과 환경 요인에 대한 저항성은 이러한 커버가 수명을 연장하는 동시에 기본 장치를 손상으로부터 보호합니다.
LSR은 또한 웨어러블 및 휴대용 전자 기기에서 흔히 볼 수 있는 유연한 커넥터에 사용되며, 높은 인열 저항성과 빈번한 굽힘 및 움직임에서도 기능을 유지하는 능력이 중요합니다. 소비자 전자 제품 애플리케이션에서 이러한 다재다능함은 LSR을 성능과 미학을 모두 필요로 하는 제품에 적합한 소재로 만듭니다.
산업 및 안전 장비
산업 및 안전 장비 분야에서 액상 실리콘 고무는 내구성, 극한 환경 조건에 대한 저항성, 화학적 불활성으로 인해 많은 인기를 얻고 있습니다. LSR은 HVAC(난방, 환기 및 공조) 씰에 사용되며, 고온과 화학 물질 노출을 모두 견딜 수 있어 중요한 시스템에 대한 안정적인 씰을 보장합니다.
이러한 씰은 오염 물질이 유입되는 것을 방지하는 동시에 공기와 유체가 적절하게 흐르도록 설계되었습니다. LSR의 내화학성은 오일, 용매 및 기타 가혹한 화학 물질에 노출되는 산업 기계에 사용되는 개스킷 및 씰에 적합한 소재이기도 합니다.
내화성 개스킷 및 씰과 같은 안전 장비의 경우 LSR의 난연 특성은 구성 요소가 고온 및 강렬한 조건에서도 손상되지 않고 기능을 유지하도록 보장합니다.
화학 처리 산업에서 LSR은 튜빙과 커넥터에 사용되며, 비다공성 표면은 박테리아 성장과 오염을 막아 중요한 산업 공정에서 안전과 효율성을 보장합니다. LSR은 극한 조건에서도 기계적 무결성과 유연성을 유지할 수 있어 산업 및 안전 응용 분야에서 없어서는 안 될 소재입니다.
결론
액상 실리콘 고무(LSR)는 현대 제조에서 가장 다재다능하고 신뢰할 수 있는 소재 중 하나입니다. 뛰어난 기계적 강도, 열 안정성 및 생체 적합성을 갖추고 있어 의료 및 자동차부터 전자 및 소비재에 이르기까지 다양한 산업에 없어서는 안 될 소재입니다. 기술이 발전함에 따라 LSR에 대한 수요는 계속 증가하고 있으며, 진화하는 시장의 요구를 충족하기 위해 새로운 제형과 응용 분야가 등장하고 있습니다.
정밀성, 내구성, 적응성을 제공하는 소재를 찾는 제조업체에게 LSR은 여전히 최고의 선택입니다. 혹독한 환경에서도 일관된 성능을 제공하는 능력과 대량 생산에서의 효율성이 결합되어 현대 산업 및 기술 개발의 초석으로 남을 것입니다.
