ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)

ABS는 저온에서도 양호한 내충격성을 가지고 있으며, 견고하고 강인한 재료이다.  이 재료는 양호한 전기 절연성이 있어 습도변화에 의해 비교적 영향을 받지 않고, 통상 반투명 또는 불투명의 착색으로 이용되며, 이 제품의 성형품은 고도의 광택을 가지고 있다.  표면의 마찰상처나 표면손상에 저항성을 가지고 있으나 변성이 되지 않는 이와 같은 재료는 양호한 내후성을 가지고 있지 않다.  그러나 HIPS에 비해서는 뛰어난 내열성과 충격강도를 가지고 있으며, 밀도는 약 1.05이지만 중충격성, 자기소화성, GF함유 여부 등 그레이드에 따라 변한다.  ABS는 아크릴로니트릴과 부타디엔, 그리고 스티렌을 공중합한 것이다.

▣ 유동성
비교적 유동이 용이하며, 유동성은 그레이드에 따라서 다르나 대체적으로 PS와 비슷하다.

▣ 성형수축
약 0.05mm/mm로서 0.5%이다.

▣ 강 내성물질
알칼리, 산, 유지, 대부분의 알코올과 탄화수소에 내성이 있다.

▣ 약 내성물질
아세톤, 카본테트라클로라이드(4염화탄소)에테르, 에틸렌디클로라이드(2염화에틸렌), 에틸아세테이트(초산에틸), 톨루엔, 트리클로로메탄, 케톤, 에스테르, 알데히드 및 약간의 염소화탄화수소와 같이 비교적 낮은 분자량의 유기약품에는 내성이 없다.

▣ 재료의 판정
나이프로 깨끗이 절단되며 또 절단된 것은 부드러운 끝을 갖는다.  반취성에서 강인성까지 이룬다.  연소 시 황색의 숯이 많은 불꽃을 내며 고무냄새가 나는 산의 냄새를 방출한다.  1.05g/㎠의 밀도를 가지고 있어 물속에 천천히 가라앉는다.

▣ 착색
본래의 색은 아이보리의 색이다.  따라서 넓은 범위의 착색이 가능하다.  깊은 색은 최상의 내노화성을 부여한다.  그러나 사용되는 높은 가공온도에 의해 스며 나오는 것 등의 문제가 일어난다.  드라이 컬러 및 마스터배치가 사용되지만 정확한 색상이 요구될 경우에는 문제를 일으킬 가능성이 있으므로 전문 컴파운드 또는 원료메이커에서 착색된 폴리머를 구입하는 것이 좋다.

▣ 재료와 성형부품의 취급
재료의 최적 성질을 얻기 위해서 가공 전에 습기제거가 필요하며 엄중한 저장관리가 광범위한 건조공정을 꾀하는데 도움이 된다.  건조는 70~80℃에서 2~4시간 실시한다.  성형품의 전기도금 시는 표면손상을 최소화하기 위해 될 수 있으면 자주 손질하지 않는다.  취급이 필요할 경우에는 깨끗한 장갑을 착용하도록 한다.  ABS는 PS 또는 HIPS보다 흡수성이 큼에 따라서 성형품에 기포 또는 실버스트리크(은조현상)가 나올 경우 반드시 예비건조가 필요하다.  80℃에서 4시간 예비건조 한다.  재료가 저장 중에 0.2% 이상의 수분을 흡수했을 경우는 필히 예비건조를 한다.

▣ 금형과 게이트 고려
핀 포인트, 핫런너 또는 단열런너가 사용된다.  성형품에 전기도금 또는 메타리아징을 예정할 경우 피드시스템은 큰 게이트나 런너 사용에 의해 높은 수준의 응력을 피하도록 설계되어야 한다.  표면 결함의 발생을 피할 수 없을 경우 주름모양의 금형을 사용하여 커버하는 것이 좋다.  또 이러한 표면은 사용 중에 발생하는 모든 상처를 차폐하는 역할을 하는데 도움이 된다.

▣ 유동길이/두께비(L/D비)
두께 1mm에 대해서 140:1이며, 더욱 유동성이 좋은 그레이드도 사용된다.

▣ 투영 면적
필요한 형체압은 통상 투명 면적에 대해서 300kg/㎠ 정도이다.

▣ 실린더
흡수성이 있으므로 이 재료에는 벤트부착 바렐이 유효하게 사용된다.  실린더는 셧오프 노즐이 탄 자국을 만들 가능성이 있으므로 통상 오픈 노즐이 사용된다.  백 플로우를 막기 위해 보통 체크밸브를 스크류에 장착한다.

▣ 스크류 쿠션
약 4mm 이내이다.

▣ 쇼트능력
성형기의 정격능력 90%까지 이용된다.

▣ 멜트 온도
노즐에서 또는 쇼트에 의해 측정되었을 때 표면광택은 높은 금형 및 멜트 온도로서 220~260℃에서 개선된다.  그러나 변색이 일어날 가능성이 있으므로 270℃를 넘어서는 안된다.

▣ 바렐 체류시간
높은 멜트 온도가 사용될 경우는 바렐 속의 체류 시간을 짧게 한다.  그렇지 않으면 퇴색 또는 변색이 된다.

▣ 사출속도
고속도를 얻기 위해 높은 압력은 필요치 않다.  최량의 표면마무리용 전기도금 등을 얻기 위해서는 사출속도 제어에 의해 더욱더 잔류응력이 남지 않도록 성형한다.  표면 마무리는 충분히 건조한 재료와 높은 멜트와 금형온도 및 느린 충전속도를 사용함으로써 개선된다.

 

▣ 사출압
제1단계는 1,500kg/㎠까지, 제2단계(보압)는 750kg/㎠까지로 긴 유지시간 또는 충전압을 걸 필요가 없다.

▣ 스크류 회전속도(rpm) 및 배압
이 재료에 있어서는 높은 스크류 속도가 사용될 수 있으나 가능하면, 늦은 속도 100rpm으로 운전하는 것이 좋다.  그리고 배압은 250kg/㎠까지이며 고온 및 불충분한 배압의 경우 공기가 재료의 탐을 일으킬 가능성이 있다.

▣ 운전정지
타 재료로 퍼지할 필요는 없다.  그러나 ABS와 PS는 서로 용해되지 않는 것에 주의를 한다.

▣ 재생가공
분쇄 재생품이 사용될 경우 비교적 소량으로 브랜드 된다.  즉 75:25의 비율이다.  양호한 재생재만이 사용되어야 하며, 특히 전기도금을 요하는 성형품성형에는 재생재 사용을 금한다.

 

▣ 마무리
넓은 범위의 각종 테크닉이 작은 성형품의 게이트 절단에 사용된다.  성형품의 도장, 엠보싱, 메타라이징에 의해 장식된다.  대형 성형품의 조립은 끼어 맞추기, 접착 또는 초음파 용접을 이용하여 행하며 정전기는 도장을 방해함으로, 표면의 대전은 제거하여야 한다.  성형품의 전기 도금에 앞서 글라스를 제거할 경우 글라스 제거제는 스트레스 크레킹을 일으키지 않도록 한다.  이것은 성형품에 상처를 만들기 쉽다.  기계가공 중에 절삭분이 상처를 만들기도 함으로 취급에 깊은 주의를 요한다.  포장은 따로따로 한다.

▣ 기타
ABS는 2개의 주요한 방법, 즉 하나는 니트릴고무와 SAN과의 멜트 믹싱, 또 하나는 고무, 스티렌과 아크릴로니트릴과의 중합에 의해 만들 수가 있으므로 대단히 넓은 그레이드의 ABS가 가능하다.  두 번째의 방법은 이것이 제성질의 최량 균형을 폴리머에 부여함으로 상업적인 방법이 되어 있다.  하나의 전형적인 조성은 20~30%의 아크릴로니트릴, 20~30%의 부타디엔 그리고 40~60%의 스티렌이다.

▣ 전형적인 성형부품
여행가방, 전기기기하우징, 라디오와 TV캐비닛, 진공청소기 케이스, 목욕탕 캐비닛, 자동차 인스트루먼트판넬, 전화송수화기, 그릴, 안전헬멧 등이다.  자동차용도에 사용될 경우는 화학에칭 테크닉에 의해 메탈과 성형물과의 사이에 양호한 접착이 생기므로 이 재료는 일반적으로 전기도금 된다.  도금할 시 표면의 성형흔적이 나타나지 않도록 성형물의 양호한 표면마무리가 절대 필요하다.  ABS성분의 영향으로서는 아크릴로니트릴이 증가하면 경도, 인장강도, 탄성률 내충격성, 내용제성, 내열성이 증가하고 고주파 저항성이 저하한다.  부타디엔을 증가하면 인장강도, 탄성률, 경도가 감소하고 내충격성, 내마모성이 증가하여 연한 성질의 것이된다.  스티렌이 증가하면 융융유동성이 증가하여 견고하게 되어 깨지기 쉬운 성질이 된다.  이러한 성분의 영향을 잘 고려하여 성형품이 요구하는 물성에 적합한 재료를 선택하는 것도 방법이 될 것이다.

출처 : 플라스틱사이언스 「플라스틱 해설과 물성집」**