실리콘 제품 생산에서 후경화는 제형 선택 및 성형 공정만큼이나 중요합니다. 초기 가황 후에도 실리콘의 내부 구조는 아직 완전히 안정되지 않았으며, 분자 사슬의 가교 및 표면 특성은 더욱 개선될 수 있습니다. 후경화는 이 단계를 위해 특별히 설계된 핵심 공정입니다.
이 글에서는 실리콘 후경화를 심층적으로 살펴보고, 실리콘 성능을 이해하고 최적화하기 위한 포괄적인 관점을 제공합니다.
실리콘에 후경화가 필요한 이유는 무엇입니까?
후경화는 실리콘 가공에서 핵심적인 역할을 합니다. 이 공정은 실리콘을 가열하여 가교를 완료하고 잔류 휘발성 물질을 제거합니다. 이를 통해 성능과 안전성이 모두 향상됩니다.
후경화의 이점:
- 향상된 기계적 특성: 후경화는 실리콘을 강화하여 인장 강도, 인열 저항성, 탄성 회복력을 향상시킵니다. 이를 통해 씰과 쿠션 패드가 고온이나 장기간 사용 시에도 안정적으로 유지됩니다.
- 안전성과 순도: 이 공정은 잔류 저분자 실록산과 촉매 부산물을 제거합니다. 냄새를 줄이고 투명도를 높이며, 제품이 FDA, LFGB, USP Class VI와 같은 식품 등급 및 의료 등급 기준을 충족하도록 돕습니다.
- 열 및 노화 안정성: 후경화는 실리콘의 열, 습기, 빛에 대한 내성을 향상시킵니다. 이는 베이킹 매트, 자동차 씰, 전기 절연 부품에 매우 중요합니다.
- 치수 및 표면 안정성: 이 처리 과정을 통해 크기의 일관성과 표면의 매끄러움이 개선되고, 수축, 뒤틀림 또는 황변 현상이 방지됩니다.
용도에 따라 후경화에 중점을 두는 부분이 다릅니다. 식품 등급 실리콘은 안전성과 촉감을 중시합니다. 의료용 실리콘은 생체 적합성에 중점을 둡니다. 산업용 및 전기용 실리콘은 기계적 강도와 내열성을 우선시합니다.
간단히 말해, 후경화는 실리콘을 단순히 사용 가능한 수준에서 신뢰할 수 있는 고품질로 변화시킵니다. 이 단계를 생략하면 고성능 또는 고안전성 제품이 기준을 충족하지 못할 수 있습니다.
후경화는 어떻게 진행되나요?
장비 선택
실리콘 후경화는 일반적으로 가열 오븐에서 진행되며, 장비 선택은 결과에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 사용되는 장비는 다음과 같습니다.
- 순환식 열풍 오븐: 이 오븐은 순환하는 열풍을 사용하여 균일한 가열을 보장합니다. 대량의 실리콘 제품에 적합합니다. 균일한 공기 흐름은 국부적인 과열이나 불균일한 가교 결합을 줄이는 데 도움이 됩니다.
- 진공 오븐: 이 오븐은 가교를 완료하는 동시에 저압에서 휘발성 물질을 제거합니다. 냄새에 민감한 실리콘이나 의료용 실리콘에 적합합니다.
- 연속 컨베이어 오븐: 이 오븐은 생산 라인 작업에 적합하며, 얇은 시트나 프로파일 유형의 실리콘 제품을 연속적으로 처리할 수 있어 안정적인 온도와 높은 효율을 보장합니다.
일관되고 통제된 후경화 결과를 보장하기 위해 장비를 선택할 때는 제품 크기, 모양, 용도 및 생산 규모를 고려해야 합니다.
온도 및 시간 제어
후경화 온도는 일반적으로 150°C에서 250°C 사이이며, 소요 시간은 2시간에서 8시간입니다. 정확한 조건은 다음 요인에 따라 달라집니다.
- 제품 두께: 두꺼운 제품은 열전도 속도가 느리므로 내부 가교를 완료하는 데 더 오랜 시간이 필요합니다.
- 실리콘 제형: 과산화물 경화 또는 백금 촉매 액상 실리콘(LSR)과 같은 다양한 시스템은 온도 민감도가 다르므로 조정된 온도 프로파일이 필요합니다.
- 신청 요건: 식품 등급, 의료 등급, 산업용 실리콘은 잔류 휘발성 물질 및 기계적 성능에 대한 기준이 서로 다릅니다. 이러한 기준에 따라 유지 시간이 결정됩니다.
온도와 시간을 적절히 조절하는 것은 실리콘 성능을 안정적으로 유지하고 결함을 피하는 데 중요합니다.
경화 후 단계
표준 후경화 공정은 세 단계로 나뉘며 각 단계에는 명확한 목표가 있습니다.
- 가열 단계: 표면 또는 국부 과열로 인한 변형이나 뒤틀림을 방지하기 위해 온도를 천천히 올리십시오. 가열 프로파일은 제품 두께와 오븐 온도 분포를 기반으로 설계해야 하며, 단계적 제어를 포함할 수 있습니다.
- 홀딩 스테이지: 내부 가교가 완전히 이루어지도록 설정 온도를 일정 시간 동안 유지하십시오. 이 단계는 휘발성 물질을 제거하는 데에도 중요합니다. 적절한 공기 흐름이 필수적입니다.
- 냉각 단계: 열응력을 줄이고 균열이나 표면 결함을 방지하려면 제품을 서서히 냉각하십시오. 두껍거나 복잡한 형상의 제품은 치수 안정성을 높이기 위해 장시간 냉각이 필요할 수 있습니다.
명확하게 정의된 단계는 제품 일관성과 수율을 개선하는 데 도움이 됩니다.
공기 흐름 및 온도 균일성
- 공기 흐름: 적절한 공기 순환은 휘발성 물질을 제거하고 균일한 온도를 유지합니다. 공기 흐름이 원활하지 않으면 교차 결합이 부족하거나 과도하게 발생할 수 있습니다.
- 온도 균일성: 오븐 내부의 큰 온도 차이는 경도 불균일이나 표면 황변을 유발할 수 있습니다. 균일성을 유지하려면 온도 제어 시스템의 정기적인 교정, 최적화된 덕트 설계, 그리고 주요 지점에 센서를 설치하는 것이 필수적입니다.
공기 흐름과 온도 조절에 대한 주의는 제품 품질에 직접적인 영향을 미치며, 성공적인 후경화를 위한 중요한 요소입니다.
일반적인 결함 및 솔루션
생산 과정에서 후경화 공정에서 몇 가지 일반적인 문제가 발생할 수 있습니다. 아래 표는 주요 결함과 해당 해결책을 요약한 것입니다.
| 결함 유형 | 가능한 원인 | 해결책 |
| 표면 황변 | 온도가 너무 높거나 산화 반응 | 온도를 낮추거나 경화시간을 단축하세요 |
| 잔류 냄새 | 휘발성 물질이 완전히 제거되지 않음 | 공기 순환을 늘리거나 보유 시간을 늘리세요 |
| 균열 또는 변형 | 급격한 가열 또는 지지력 부족 | 점차적으로 가열하고 적절한 지지 구조를 추가합니다. |
| 고르지 않은 가교 | 온도 불균일 또는 공기 흐름 불량 | 공기 덕트 설계를 최적화하거나 오븐 내 제품 배치를 조정하세요 |
| 탄력성 감소 | 과도한 경화 | 보유 시간과 온도를 모두 주의 깊게 조절하세요 |
적절한 모니터링과 시기적절한 조정을 통해 이러한 문제의 대부분을 예방하고 실리콘이 안정적인 성능과 외관을 유지할 수 있습니다.
결론
실리콘 후경화는 제품 성능, 안전성 및 규정 준수를 보장하는 데 필수적인 단계입니다. 온도, 시간, 공기 흐름 및 제형 매개변수를 신중하게 제어함으로써 제조업체는 가교를 완료하고, 휘발성 잔류물을 제거하며, 기계적 및 열적 특성을 모두 향상시킬 수 있습니다. 또한 이 공정은 식품 등급, 의료 등급 및 산업용 제품에 필요한 기준을 충족하는 데 도움이 됩니다. 후경화는 실리콘 생산의 기술적 요건일 뿐만 아니라 고품질 실리콘 제품을 보장하는 핵심 요소입니다.
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