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잡초억제패드의 성형불량 감소를 위한 사출 조건에 관한 실험적 연구

  • 함용희 (함용희, 국립강릉원주대학교 산업대학원)

초록/요약 도움말

최근 농업 분야에서는 환경 보전을 중시하는 흐름 속에서, 화학 제초제의 사용을 줄이면서도 효과적인 잡초 방제가 가능한 대체 기술에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 배경 속에서, 잡초의 생장을 물리적으로 차단하는 방식의 잡초 억제패드는 친환경 농업의 실현을 위한 유망한 자재로 주목받고 있다. 특히 폴리염화비닐(PVC)을 주원료로 사용하는 잡초 억제패드는 내구성, 유연성, 시공 편의성 등의 장점으로 인해 농업 현장에서 실용성이 높게 평가되고 있다. 그러나 PVC는 열적 안정성과 유동 특성에 민감하므로 사출 조건의 변화는 제품 품질에 크게 영향을 초래한다. 따라서 사출성형 과정에서 온도, 압력, 유량 조절이 적절히 이루어지지 않으면 수축, 충진 부족, 표면 결함, 플래시 등의 성형 불량이 발생할 가능성이 높다. 두께가 얇으며 절개부와 같은 복잡한 형상을 가진 잡초 억제패드의 경우, 성형 조건의 미세한 차이가 제품 품질에 직접적인 영향을 미치므로 일관성 있는 품질을 유지하기 위해서는 사출 조건의 적절한 조합과 정밀한 제어가 필수적이다. 본 연구는 PVC 80% 조성의 잡초 억제패드를 대상으로, 제품 품질에 영향을 주는 주요 사출성형 조건을 실험적으로 분석하고, 불량 발생을 감소시킬 수 있는 적정 조건을 도출하는 데 목적을 두고 수행되었다. 많은 사출조건 중 사출압력, 보압, 보압 유지시간, 노즐 온도는 기존 유사제품의 공정 데이터와 예비실험을 통해 충진 불량 없이 완전성형을 이룰 수 있는 특정 값을 결정하여 실험에 적용하였다. 이와 같은 일정한 조건에서 금형온도와 계량위치를 주요 조건 변수로 하는 다수의 실험을 통하여 완전성형을 이루면서 불량을 감소시킬 수 있는 금형온도와 계량위치의 조합을 도출하였다. 각 사출 조건은 실제 생산 공정에 적용할 수 있는 범위 내에서 설정되었으며, 반복 실험을 통해 수축, 변형, 충진성, 외관 불량 등을 관찰하고 분석하였다. 수집된 실험 데이터는 정량적인 통계 분석을 통해 사출성형 조건의 품질 특성에 미치는 반응 경향을 확인하였고, 그 분석결과를 활용해 성형 안정성이 우수한 조건 조합을 도출하였다. 실험 결과, 금형온도가 54.7℃ 이상일 때 미성형 결함이 발생하지 않았으며, 해당 조건에서 계량위치는 80㎜일 때 플래시 없이 균일한 품질이 확보되는 것으로 나타났다. 이러한 조건은 사출성형의 반복성과 제품 품질의 일관성을 확보하는 데 효과적이며, 불량률을 현저히 줄일 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 연구 결과는 복잡한 형상을 갖는 PVC 잡초 억제패드의 품질향상과 안정적 대량 생산을 위한 실험적 기초 자료를 제공하며, 향후 친환경 농업 자재 개발 및 생산 공정 기술 향상에 기여할 수 있는 기반이 될 것이다.

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목차 도움말

목 차

제 1 장 서 론
1.1 연구배경 1
1.2 연구의 필요성 및 목적 2
1.2.1 연구의 필요성 2
1.2.2 연구의 목적 및 방법 4

제 2 장 사출 조건
2.1 사출 재료의 특성 5
2.2 사출 조건 6
2.2.1 사출압력 6
2.2.2 보압 6
2.2.3 금형위치 7
2.2.4 계량위치 7
2.2.5 노즐온도 8

제 3 장 연구 내용 및 방법
3.1 사출 성형기의 제원 및 주요 구성부 9
3.2 사용 원료 12
3.3 실험 사전 준비 12
3.4 사출 조건 설정 15
3.4.1 사출 조건의 범위와 실험계획 15
3.4.2 수지온도 16
3.4.3 사출압력, 사출속도, 보압 17
3.4.4 흘림방지 20
3.4.5 금형온도 21
3.4.6 계량위치 23
3.5 결과 및 고찰 28

제 4 장 결 론

참고문헌 31

List of Tables
Table 1 Typical properties of 80% PVC-based composite 14
Table 2 Barrel temperature profile 17
Table 3 Injection / holding pressure and velocity setting 18
Table 4 Injection molding conditions 19
Table 5 Status of product according to injection mold temperature 22
Table 6 Status of product according to measuring position 24
Table 7 Experimental injection molding conditions for 80% PVC weed control pad 29

List of Figures
Fig. 1-1 Weed control Pad 3
Fig. 1-2 Injection molding defect cases 3
Fig. 3-1 Injection molding machine 11
Fig. 3-2 Hot air dryer for material 13
Fig. 3-3 Heating cylinder 17
Fig. 3-4 Measuring mold temperature 21
Fig. 3-5 Short shot at the low mold temperature 22
Fig. 3-6 Status of product at 87㎜ measuring position 25
Fig. 3-7 Status of product at 85㎜ measuring position 25
Fig. 3-8 Status of product at 83㎜ measuring position 26
Fig. 3-9 Status of product at 81㎜ measuring position 26
Fig. 3-10 Status of product at 80㎜ measuring position 27
Fig. 3-11 Weed control pad with no defect 27

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