Silicone 소재의 무한한 가능성, LS엠트론㈜이 WIZ-E LSR로 새로운 솔루션을 제시하다!

실리콘(Silicone)은 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 이용되고 있으며, 기초 화학산업뿐만 아니라 응용화학산업에 있어서도 없어서는 안 될 중요한 첨단 화학산업으로 평가받고 있다. 특히, 액상 실리콘 고무(Liquid Silicone Rubber), 즉 LSR은 인체에 무해하고 내열, 절연, 난연 등의 안정적인 물성으로 의료, 전자제품, 생활가전, 화장품, 자동차 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있는 소재이다.

이처럼 실리콘 산업의 중요성이 점차 부각되고 있는 가운데, 올해 ‘토탈 솔루션(Total Solution)과 스마트 팩토리(Smart Factory)’를 컨셉으로 사출기 시장의 새로운 붐을 일으키고 있는 LS엠트론㈜(이하 LS엠트론)에서 제안한 WIZ-E LSR 시리즈를 소개하고자 한다.

“고객의 수익을 더 극대화 할 수 있도록 LS엠트론만의 축적된 노하우 컨설팅은 물론, 부대설비부터 금형까지 LSR에 관련된 모든 Total Solution Provider을 제공하겠다”고 계획을 밝힌 LS엠트론의 WIZ-E LSR 시리즈에 대해 알아보도록 하자.

 

1. 실리콘(Silicone)의 개요

(1) 실리콘의 정의

실리콘(Silicone)은 유기기를 함유한 규소(Organosilicone)와 산소 등이 화학결합으로 서로 연결된 모양으로 된 폴리머를 의미한다. 실리콘은 유기성과 무기성을 겸비한 독특한 화학재로서 여러 형태로 응용되며, 대부분의 모든 산업분야에서 필수적인 고기능 재료로서 위치를 점하고 있다. 

19세기 후반 실험실에서 합성한 Silicone의 화학식 R₂SiO가 케톤의 R₂CO와 유사하였던 관계로 Silico-Ketone(규소케톤)이라 불렀으며, 이것이 다시 줄여서 Silicone이 된 것이다. 

단, 케톤은 저분자량의 유기화합물인 반면, Silicone은 기술한 바와 같이 폴리머이며 양자에 화학구조상의 유사성은 없다.

 

 

<표1> 실리콘의 종류

실리콘의 기본형	실리콘 폴리머 제품	배합(복합) 실리콘 제품
오일	오일	-오일용액(이형용, 소포용, 발수용) -오일에멀전(이형용, 소포용, 발수용, 광택용) -오일콤파운드(전기절연용, 이형용, 방청용, 소포용) -3리스(윤활용) -왁스(광택용) -에어졸(전기절연용, 이형용)
고무	고무용 폴리머	-미러블형 고무컴파운드 -액상고무컴파운드 -젤
레진	중간체 레진	-바니스(전기절연용, 도료용, 감암접착제, 하드코드용, 발수용) -도료(내열용, 내후용) -성형용 레진

출처. 한국실리콘화학산업연구조합

 

(2) 액상 실리콘 고무(LSR: Liquid Silicone Rubber)란?

LSR은 인체에 무해(무독, 무색, 무취 등)하고 내열, 절연, 난연 등의 안정적인 물성으로 의료, 전자제품, 생활가전, 화장품, 자동차 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있는 소재로, 실리콘은 내역, 내한, 내후성 등 기본적으로 온도변화에 강한 특성을 지니고 있다.

또한, 무미, 무취, 무독성으로 인해 인체에 무해해 특히 유아용품 생산에 매우 적합하기 때문에 이러한 이유로 최근 소비자들이 많이 찾고 있으며, 지속적으로 성장하고 있는 사출분야로 꼽히고 있다.

 

(3) 실리콘의 중요성

실리콘은 그 구조에 기인하여 독특하고 우수한 성질들을 가지고 있다. 내열성, 내한성, 내약품성, 절연성, 내후성, 발수성, 난연성 등이 바로 그것인데, 이러한 특성을 이용하여 현재 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. 기초 화학산업뿐만 아니라 응용화학 산업에 있어서도 없어서는 안 될 중요한 첨단 화학산업이라 하겠다.

이러한 특징과 중요성으로 인해 현재 주요제품인 오일, 고무, 레진, 특수 실란 등이 모든 공업 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 현재 실리콘 산업에서 사용되고 있는 제품수는 6천여종에 이르고 있으며, 산업의 분업화, 다양화 그리고 고도의 기술화에 수반하여 고기능성, 고품질 정밀재료 등 그 품목의 다양성에 대한 요구가 더욱 더 가속화되고 있는 실정이다.

기술의 진보는 시장의 확대와 별개로 생각할 수 없듯이, 실리콘 화학산업은 다음 세대기술을 지탱하는 신소재의 하나로서 앞으로 끊임없이 새로운 재료의 개발이 지속될 것으로 전망된다.

 

2. LS엠트론의 LSR 사출기, 무엇이 다른가?

최근 외산 저가제품 등의 가격 압박으로 일반 사출 제품으로는 더 이상 안정적인 수익 구조를 창출하기 어려워졌다. 이러한 상황에 LSR은 고부가가치 사출로 기존 사출제품에 10배 이상의 부가가치를 창출이 가능하다.

 

<표2> LSR에 특화된 설비 구성

 (1) LS만의 액상실리콘 Solution - 일반 유압 대비 LS 전동식만의 특징

     

      LS엠트론은 일반 유압 대비 LS 전동식만의 특징으로 생산성을 높이고 있다.

 

① LSR 사출금형에 최적화된 형개거리: 형개거리가 LSR 사출금형에 최적화되었다. 기존 토글방식 대비 형개거리를 3~20% 연장해 LSR 제품의 취출이 용이하다.

② 고강성 센터프레스 형판 적용: 고강성 센터프레스 형판을 적용해 고온 금형에 의한 형판 변형을 최소화 시켰다.

③ 실리콘 사출에 최적화된 KEBA CONTROLLER 적용: KEBA CONTROLLER는 실리콘 사출 전용모드로 정밀제어가 가능해 사용자의 편의성을 강화했다. 

    또한, 금형      자료 검색 기능과 Cycle 분석이 용이한 모니터링 화면이 구축되어 있고, 단위 변환 역시 편리하다는 강점이 있다.

④ 형체력 자동 보정 기능: 옵션으로 형체력 자동 보정 기능이 있다. 형체력을 일정하게 유지해 균일한 품질을 제공하고, 금형 수명 역시 유지시키는 역할을 한다.

 

(2) LS만의 액상실리콘 Solution - LSR을 위한 사출 패키지 구성

    안정적인 혼합비율을 관리하며, LSR 전용 스크류, 특수 스크류 헤드 A’ssy 사용 등을 통해 액상 실리콘 정밀 사출량을 제어한다.

 

① 프로세싱 유닛: 실리콘 사출의 신뢰성을 높이고, 밸브 결함에 따른 불량을 감소시켰다. 또한, 최적의 컬러 혼합 배율을 제공한다.

② 셧오프 노즐과 플레이트 타입의 스크류 헤드 셋: 스페셜 셧오프 노즐은 노즐팁 교체가 가능하며, 플레이트 타입의 스크류 헤드 셋은 LSR 제품의 사출의 재현성을 높      인다.

③ 쿨링(Cooling)쟈켓 바렐: 정밀한 온도제어를 통해 실리콘의 경화를 방지한다.

④ 도징 유닛: LSR 사출에 최적화된 원재료 배합비율을 제공하며, 파워소스는 공압, 유압, 서보모터가 있다. 재료 이송압력은 60~220bar이며, 스크류이송, 펌핑이송 방       식으로 재료를 이송한다. 또한, 믹싱비율은 50:50으로 칼라혼합비는 0.1~4% 이내로 컨트롤한다.

⑤ 서보모터 개별제어: 계량중 형개, 형개중 이젝터이며, 승압중의 사출, 사이클 타임을 단축시킨다. 사출속도는 최대 300mm/s로 고출력, 고응답이 가능하며, 

     AC서보모터를 적용해 빠른 응답 시간 및 사출 속도를 향상시켰다.

 

<그림1> LSR 사출의 핵심 적용되는 LIM(Liquid Injection Molding) 시스템

   

(3) 전동식만의 장점 – 쾌적한 작업환경 제공

LS엠트론의 WIZ-E LSR 시리즈는 작동유 자체가 필요없는 구조로 작업환경이 깨끗하며, 작동유 냉각을 위한 냉각수가 필요 없으므로, 누수와 수도세에 대한 부담이 없다는 강점이 있다.

또한, 일상 대화 수준의 약 70Db의 소음만이 발생되어 사용자의 피로도를 저감시켜준다.

 

(4) LSR Total Solution – 사출성형기+금형+부대설비까지 한 번에

① 전동식 LSR 사출기: LSR에 특화된 LS 전동 기술

② LSR 전용 금형제작 및 컨설팅: 액상 실리콘 사출에 필요한 전문 금형 제작 기술지원

③ 최적화된 부대설비: 꼭 필요한 핵심 부대설비를 LS WIZ-E LSR 사출기에 최적화하여 설계 및 지원

 

■ 문의: LS엠트론㈜ 시스템사출사업부 www.lsinjection.com