SMC란?
SMC는 액상 MATRIX수지에 저수축제, 충진제, 경화제, 증점제, 안료 등의첨가제를 혼합한 수지 혼합물(COMPOUND)을 섬유 보강재에 함침시켜 Sheet相으로 가공한 열경화성 중간 성형재료이다. 정해진 Pattern에 따라 적당량을 절단하여 금형에 넣고 가열, 가압에 의하여 경화시킴으로서 제품을 성형한다. 자동화가 용이하고 성형 cycle이 짧아 타 열경화성 복합재료 성형방법에 비해 대량생산이 유리하다. 또한 건축자재(물탱크) 및 욕실구성부품(욕조, 방수판, 천장,벽판넬...) 등에 다양하게 적용된다. SMC는 일반적으로 10여가지의 Component로 구성되며, 이들 각각의 특성에 대한 충분한 이해와 적절한조합을 통하여 용도에 맞는 최적의 재료가 만들어 질 수 있다. 유럽 및 미국에서는 자동차용 부품을 중심으로, 일본을 비롯한 아시아 에서는 욕실 및 건축자재용 부품으로 시장이 형성되어 있다.
- SMC역사
- 불포화폴리에스테르系 SMC를 세계최초로 만든회사는 독일 바이엘社로서 1960년에 특허가 성립되었다.
(BP 949,869) 불포화폴리에스테르 수지가 갖는 카르복실基(-COOH)와 마그네슘의 알카리토금 속의 산화물과 반응하여 수지가 증점되어 점착성이 없어 취급성이 용이하며 가열에 의해 유동이 용이한 성질을 응용한 것이다.
- SMC의 특성
- SMC는 성형성이 우수하고 표면미려도, 고강도, 선명한 색상으로 우수한 품질의 SMC제품을 만들 수 있으며 성형성, 생산성, 기계적강도, 전기적성능, 내열성, 내수성이 우수한 성형재료이다.
SMC의 성형
01온도
- 성형온도는 주로 130 - 160℃ 사이이며 상형과 하형의 온도차이는 5 -15℃ 정도이다.
- 온도가 높은 쪽이 표면광택이 좋기 때문에 보통 제품의 표면의 온도를 높게한다.
- 두꺼운 제품의 경우 박리현상이 발생하면 성형온도를 낮추고 성형시간을 늘린다.
02가압시간
- 가압시간은 1mm당 30 - 60초 정도인데 제품의 크기, 두께 및 금형의온도에 따라서 조절된다.
- 예를 들어 1000x1000mm 로 6 - 10mm의 제품을 성형하는 물탱크 패널의 경우 금형온도가 125 - 145℃일 경우에 1mm당 60초 정도의 가압시간으로 성형을 실시한다.
- 제품크기 500x1000mm 로 두께 3mm의 제품을 성형하는 천장재경우에는 금형온도가 140 - 150℃일 때 1mm당 약 30-40초의 가압시간으로 성형을 실시한다.
- 상기와 같은 실예에서도 알 수 있듯이 가압시간은 성형품의 크기, 두께 및 금형의 온도에 따라 기준을 달리하여 적용한다.
- 유압프레스
- 일반적으로 SMC용 프레스는 다른 성형재료에 비해서 저압성형이가능하기 때문에 단면이 넓고 하압식이므로 500톤 이하는 환주Column형, 그 이상은 향심 기부형, 8 점 기부형이 사용되고 있다.
- 안전을 위하여 Lock 장치가 필요하다.
- Pressing speed (3속 변환의 경우)
- 고속 : 25mm/sec
- 중속 : 2 mm/sec
- 미속 : 0.8 mm/sec을 기준으로 한다.
- 프레스 용량
- 크게 투영면적에 의한 계산법과 전개면적에 의한 계산법으로 나눌 수 있는데 전개 면적에 의한 계산법이 좀더 정확하다.
- 투영면적에 의한 계산법
프레스 용량 = 투영면적 x (50-100kg/㎠) - 전개면적에 의한 계산법
프레스 용량 = (투영면적 + 측면 구배 면적 x (1/3- 1/4) x 50 kg/㎠ - 구배가 작을 경우 : 1/4
- 구배가 클 경우 : 1/3
SMC의 주요성분
01수지(RESIN)
| 수지 종류 | 특성 |
|---|---|
| Ortho type | 범용, 가격저렴 |
| Iso type (TPA 포함) | 범용, 내수성, 고강도 |
| Bisphenol type | 내식성, 내열 내수성 |
| Vinylester type | 내식성 |
02저수축제
- 경화반응시 발생하는 체적수축을 방지하기 위해 적용하는 원료로서 소위 저수축제라 한다.
03경화제
- 경화제는 가열된 금형 내에서 분해되어 불포화 폴리에스터 수지와SM의 공중합에 기여하여 SMC를 경화시키는 역할을 한다.
04중점제
- SMC의 작업성, 취급성을 위해 일정점도(60만 100만 poise)까지증점이 일어나야 하는데 이때 적용하는 원료이다.
- 일정점도까지 SMC가 형성되어야 만이 금형내에서 SMC가 수지를포함한 compound와 유리섬유가 균일하게 흘러 균일한 물성(기계적물성), 수축, 평활도를 기대할 수 있다.
05내부이형제
- 금형과 경화된 성형품과의 이형을 수월하게 하기위해 배합에 적용하powder相의 Zn-St를 말한다.
06충진제
- 가격절감, 유동성조절, 외관향상, 수축감소, 물성향상을 목적으로적용한다. 보통 탄산칼슘을 사용한다.
07보강재
- SMC 보강재료는 유리섬유가 사용되는데 보통 Glass roving을 1 inch크기로 절단하여 사용한다.