ISO 1133 열가소성 플라스틱의 용융 질량 흐름(MFR)과 용융체적흐름(MVR)
열가소성 재료 산업에서는 용융 흐름 지수(Melt Flow Index(MFI))를 제품의 수입 검사 및 품질관리의 기본 툴로 사용하고 있습니다. 흐름 특성의 측정값은 제품 내역에 포함되어 있으며 그 플라스틱의 등급이 요구하는 유동성 범위 내에 들어가는 지를 확인하는데 사용됩니다. 이것은 흔히 폴리오레핀계(폴리에틸렌 HDPE, LDPE, 및 폴리프로필렌 PP)에 사용됩니다.
ISO 1133 및 ASTM D1238에 따르면 MFI는 주어진 온도에서 표준 하중이 샘플을 밀어내는 피스톤에 가해졌을 때 표준 다이(2.095 x 8 mm)에서 흘러 나오는 폴리머의 무게입니다.
ISO 1133은 두 가지 시험방법에 대해 설명하고 있습니다. 절차 A는 수동 질량 측정 방법으로 용융 질량 흐름(MFR)측정을 위한 시험 후에 저울도 특정 시간 동안 압출된 샘플을 저울로 측정하는 방법입니다. 이는
g/10min으로 표시됩니다. 절차 B는 변위 측정 방법으로 엔코더로 피스톤의 변위 측정을 이용하는 것입니다. 결과는 용융 체적 흐름(MVR)로 나타냅니다. cm3/10 min로 표시하는 이 값은 엔코더가 읽어 들이는 값의 평균 데이터 입니다. 또한 용융 밀도도 측정하여 관련된 MFR을 계산하는데 사용됩니다. MVR은 충진제가 가미된 열가소성 플라스틱과 충진되지 않은 열가소성 플라스틱을 비교할 때, 그리고 다른 충진제(filler)를 포함한 재료를 비교할 때 사용하도록 권합니다.
ISO 1133 절차B에 따른 폴리프로필렌의 용융 흐름 특성을 측정할 수 있는 솔루션을 제공해 달라는 요청을 받았을 때 인스트론의 CEAST Modular Melt Flow Tester를 추천하였습니다. 이 시험 장비에는 엔코더와 지정된 시간 후 자동으로 무게추를 가해주는 모터식 무게추 리프트, 용융 밀도를 쉽게 측정할 수 있도록 압출물을 자동으로 잘라주는 커팅장치 등을 갖추고 있습니다. 이런 타입의 재료들이 가진 높은 유동성 때문에 측정을 시작하기 전에 녹은 샘플이 흘러내리는 것을 방지하기 위한 다이 플러그 악세서리로 다이의 출구를 막아주도록 권해 드립니다. 또한 높은 정밀도의 결과를 얻기 위하여 엔코더에서 감지해 내는 위치 데이터를 40 군데는 사용하도록 권해 드립니다. 이렇게 함으로써 고객들은 비록 MFR 값이 102.55 g/10 min에 이를 정도로 유동성이 높은 샘플이라할 지라도 믿을 만한 측정값을 얻을 수가 있습니다.
시험 후에는 시험에 소요되는 시간을 줄이고 품질관리 절차를 최적화하기 위하여 자동 배럴 청소 도구를 사용하여 장비를 철저하게 청소하실 것을 권장합니다. 화학적으로 공격성이 강한 PVC나 불소수지와 같은 재료들을 위하여 특수 부식 방지 키트(배럴, 다이, 피스톤)도 인스트론의 모든 장비와 함께 공급해 드릴 수 있습니다.