액체 실리콘 고무를 플라스틱 기판에 접착하기 위한 솔루션

케이티 터틀 | 2021년 1월 20일

사출 성형 액상 실리콘 고무(LSR)는 의료 기기부터 조리기구, 전자 제품에 이르기까지 다양한 제품의 제조에 사용됩니다. 많은 LSR 응용 분야에서는 실리콘을 플라스틱 기판에 접착해야 합니다. 그러나 LSR의 매우 낮은 표면 에너지와 내화학성으로 인해 역사적으로 다른 재료와의 결합이 어려워졌습니다.

현재 LSR을 열가소성 기판에 접착하는 세 가지 일반적인 방법이 사용되고 있습니다. 프라이머는 오랫동안 LSR을 기판에 결합하는 데 사용되어 왔습니다. 자가 결합 LSR은 20여년 전에 시장에 출시되었을 때 프라이머에 비해 상당한 시간 절약 효과를 제공했습니다. 최근에는 표준 LSR에 자체 접착 특성을 부여하여 접착 공정을 더욱 빠르고 비용 효율적으로 만드는 새로운 기술이 도입되었습니다. 이 새로운 접착 첨가제 기술은 일반적인 비자기 결합 LSR에 쉽게 주입되어 자가 결합 기능을 부여할 수 있습니다. 이 접착 첨가제 기술은 일반적으로 착색제와 함께 사용되는 일반적인 첨가제 투여 시스템을 사용합니다. 권장되는 접착 첨가제 투여 수준은 비자기 결합 LSR에 대해 1wt%입니다. 이 첨가제는 LSR의 물리적 특성에 영향을 주지 않고 작동하며 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리프탈아미드(PPA) 등을 포함한 열가소성 수지에 프라이머리스 접착을 달성할 수 있습니다.

프라이머, 자체 접착 LSR, 접착 첨가제와 함께 사용되는 표준 LSR 등 어떤 방법을 사용하든 각 방법의 기능을 알면 제조 가능성, 재료 선택 및 비용 절감을 위한 설계에 도움이 될 수 있습니다.

프라이머는 오랫동안 LSR을 기판에 결합하는 데 사용되어 왔습니다. 프라이머를 사용하는 경우 접착할 플라스틱 구성 요소를 먼저 사출 성형해야 합니다. 성형 후에는 부품을 꺼내어 청소하여 표면에 유기 및 무기 물질(예: 그리스, 먼지, 녹, 오일 및 산화물 층)이 없는지 확인한 다음 프라이머로 코팅합니다. 표면 준비는 접착 과정에서 접착력에 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나입니다.

최적의 결과를 얻으려면 적절한 프라이머 도포도 필수적입니다. 프라이머는 스프레이, 담그기 또는 브러싱으로 도포할 수 있습니다. 각 적용 방법에는 서로 다른 장비가 필요하며 프라이머를 기재의 특정 부분에만 적용해야 하는 경우 어려울 수 있습니다. LSR로 과도하게 성형되지 않은 부분의 잠재적인 변색이나 광택을 방지하려면 마스킹이 필요할 수 있습니다. 프라이머의 스프레이 도포에는 솔벤트 프라이머와 관련된 휘발성 유기 화합물을 관리하기 위한 특수 스프레이 장비와 환기 장치를 갖춘 스프레이 부스가 필요합니다. 브러시로 프라이머를 도포하려면 모든 부품을 손으로 코팅해야 하며, 이는 사이클 시간을 늘리는 매우 노동 집약적인 공정입니다. 부품을 프라이머 욕조/탱크에 담그는 딥 방법은 경제적이지만 필름 두께를 제어하고 어안 결함 및 욕조 오염을 방지하는 데 어려움이 있습니다. 습기에 민감한 프라이머를 사용하는 경우, 프라이머의 수명을 제한할 수 있는 침지 방법을 사용하지 마십시오.

적용 방법에 관계없이 대부분의 프라이머에는 용매를 증발시키기 위한 건조 단계가 필요합니다. 실온에서는 일반적으로 30분 이하가 소요됩니다. 약간 높은 온도(예: 65°C)에서 건조하는 경우 몇 분 밖에 걸리지 않습니다. 프라이머를 도포하고 건조시킨 후 LSR 사출을 위해 플라스틱 부품을 LSR 금형에 로드할 수 있습니다. 프라이머 도포와 LSR 성형 사이의 시간(레이오버 안정성)은 사용된 프라이머 화학물질에 따라 다릅니다. 그러나 레이오버 안정성은 일반적으로 기존 프라이머의 경우 매우 짧습니다(보통 5시간 미만).

프라이머를 사용하는 것은 LSR을 어려운 기판에 접착하는 데 사용되는 방법이었습니다. 그러나 프라이머는 제조 비용과 사이클 시간을 크게 증가시킵니다.

자체 접착 LSR 또는 접착 첨가제와 결합된 표준 LSR을 사용하는 경우 LSR은 오버몰딩 또는 투샷 사출 성형을 통해 플라스틱 부품에 직접 주입될 수 있으므로 부품 제거 및 프라이머 도포 단계가 필요하지 않습니다. 2회 사출 성형을 사용하면 열가소성 부품이 금형에서 배출되지 않으므로 LSR을 성형하기 전에 열가소성 기판을 청소할 필요가 없습니다.