TPU 발포 공정에서 물은 재료의 팽창을 극대화하도록 설계된 필수적인 공동 발포제 역할을 합니다. 적절한 양으로 첨가하면 TPU 과립 가장자리에 있는 발포되지 않은 스킨층을 얇게 만들어 더 큰 셀 직경, 더 얇은 셀벽, 그리고 전반적으로 크게 향상된 팽창 비율을 가능하게 합니다.
물의 도입은 과립의 외부 스킨을 얇게 하여 재료 밀도를 줄이는 강력한 방법이지만, 발포 구조를 불안정하게 만드는 것을 피하기 위해 엄격한 양 조절이 필요합니다.
팽창 메커니즘
표면 저항 감소
이 맥락에서 물의 주요 기능은 TPU 과립 가장자리에 있는 발포되지 않은 스킨층을 수정하는 것입니다.
이 스킨층을 상당히 얇게 만듦으로써 물은 일반적으로 재료의 팽창을 제한하는 기계적 저항을 줄입니다.
셀 부피 증가
스킨층이 얇아지면서 내부 압력이 재료를 더 효과적으로 팽창시킬 수 있습니다.
이는 발포 매트릭스 전체에 걸쳐 전반적인 셀 직경을 증가시키는 결과를 낳습니다.
재료 밀도 감소
더 큰 셀과 함께 물의 존재는 셀벽 두께를 감소시킵니다.
더 큰 셀과 더 얇은 벽의 이러한 조합은 높은 팽창 비율에 직접적으로 기여하여 더 가볍고 덜 밀집된 최종 제품을 달성할 수 있도록 합니다.
절충점 이해
불안정성 위험
물은 팽창을 향상시키지만, 제대로 관리되지 않으면 공정에 변동성을 도입합니다.
구조적 실패 방지
물의 함량은 정밀하게 제어되어야 합니다.
물의 양이 과도하면 발포의 안정성을 손상시켜 구조가 자체적으로 무너지는 셀 붕괴를 초래할 수 있습니다.
융합 방지
또한 물의 과다 투여는 개별 셀이 더 크고 불규칙한 공극으로 합쳐지는 융합을 유발할 수 있습니다.
이는 TPU 발포의 균일성과 기계적 특성을 저하시킵니다.
목표에 맞는 올바른 선택
물을 공동 발포제로 효과적으로 사용하려면 팽창에 대한 욕구와 안정성에 대한 필요성 사이의 균형을 맞춰야 합니다.
- 주요 초점이 부피 극대화라면: 물을 사용하여 발포되지 않은 스킨층을 얇게 만들어 셀 직경과 팽창 비율을 높입니다.
- 주요 초점이 구조적 균일성이라면: 과도한 팽창으로 발생하는 셀의 융합 또는 붕괴를 방지하기 위해 물 함량을 엄격하게 제한합니다.
TPU 발포의 성공은 물을 대량 첨가물이 아닌 정밀 도구로 취급하는 데 달려 있습니다.
요약 표:
| 특징 | 공동 발포제로서 물의 영향 | 결과 |
|---|---|---|
| 스킨층 | 발포되지 않은 외부 스킨을 얇게 함 | 팽창 저항 감소 |
| 셀 구조 | 직경 증가 & 셀벽 얇게 함 | 높은 팽창 비율 |
| 밀도 | 전반적인 재료 질량 감소 | 더 가볍고 유연한 발포체 |
| 안정성 위험 | 과도한 물은 셀 붕괴로 이어짐 | 정밀 투여의 중요성 |
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참고문헌
- Ruichen Yao. Preparation and performance characteristics study of thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) for basketball shoe soles. DOI: 10.54254/2755-2721/61/20240941
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