오늘날 지속가능성은 단순한 마케팅 전략을 넘어 필수적인 요구 사항으로 빠르게 변화하고 있습니다. 이러한 변화로 인해 가공업체들은 원료 공급망에 사용 후 재활용 플라스틱(PCR)을 포함시키려는 움직임을 보이고 있습니다. 재활용 플라스틱을 소량의 신규 수지와 혼합하는 것은 간단하지만, 100% PCR을 사용하는 것은 훨씬 더 까다롭습니다. 이는 스크류와 배럴의 성능에 영향을 미치기 때문입니다.
재활용 소재는 순수 수지와는 다른 특성을 보입니다. 재활용 소재를 사용하면 공정에 변동성과 오염이 발생할 뿐만 아니라, 불안정한 용융 흐름과 예상치 못한 전단 민감성이라는 문제에 직면하게 됩니다. 100% PCR을 성공적으로 가동하려면 공정을 조정하는 것뿐만 아니라 스크류와 배럴이 해당 소재와 어떻게 상호 작용하는지 이해해야 합니다.
이 글에서는 100% PCR을 처리하는 방법과 그 어려움을 극복하는 방법에 대해 논의합니다.
100% PCR 처리 시 고려 사항
PCR 검사를 진행할 때 가장 큰 차이점은 어떤 결과가 나올지 알 수 없다는 것입니다.
재활용 플라스틱은 무수히 많은 출처에서 나오기 때문에 가공하려는 재료의 분자량, 수분 함량 및 오염 물질 함량이 매우 다양할 수 있습니다. 이러한 차이는 용융 시 재료의 흐름과 전단력 하에서의 거동에 영향을 미칩니다.
이러한 변동성은 몇 가지 중요한 문제를 야기합니다.
1. 용융 불안정성
가장 큰 문제는 용융 불안정성입니다. 기존 PCR은 새로운 수지보다 더 빨리 분해되어 점도가 일정하지 않고 유동성이 떨어집니다. 또 다른 문제는 오염 물질입니다. 재료에 종이 조각, 금속 입자 또는 분해된 폴리머가 섞여 있는 경우가 종종 있습니다. 이러한 오염 물질은 부품 표면에 결함을 일으키고 장비를 손상시킬 수 있습니다.
2. 습기 민감성
100% PCR을 가공할 때 수분이 매우 중요한 요소라는 점도 유의해야 합니다. 대부분의 재활용 소재는 수분 흡수에 취약합니다. 소재가 녹으면서 수분이 증기를 발생시키고, 이로 인해 부품에 기포, 빈 공간, 표면 결함이 생깁니다. 아무리 훌륭한 스크류 설계라도 소재가 제대로 건조되지 않으면 아무 소용이 없습니다.
이러한 문제들을 다루는 것은 과정적인 측면과 실천적인 측면이 모두 포함됩니다. 나사 및 배럴 디자인. 100% PCR을 처리할 때 주의해야 할 몇 가지 중요한 사항을 자세히 살펴보겠습니다.
PCR에서 스크류 및 배럴 설계가 더욱 중요한 이유
100% PCR은 일반적인 스크류로는 처리할 수 없습니다. PCR 용융 흐름은 용융 흐름 지수, 오염, 분해 등으로 인해 변동될 수 있습니다. 용융을 안정화하도록 설계된 스크류를 사용하면 PCR 처리에 도움이 될 수 있습니다.
배리어 스크류는 설계상 용융 불안정성을 완화하는 데 도움이 될 수 있으며, 가공 중 고체와 용융된 폴리머를 분리하도록 합니다. 배리어 스크류에는 배리어 플라이트가 있어 부분적으로 용융된 재료가 스크류의 다음 부분으로 밀려들어가는 것을 방지하고, 재료를 두 개의 서로 다른 채널로 밀어냅니다.
PCR 재료의 경우 이러한 분리가 매우 중요합니다. 재활용 플라스틱에는 녹는 속도가 다른 입자들이 포함되어 있는 경우가 많습니다. PCR을 처리할 때, 재활용 플라스틱의 일부 입자가 재료의 대부분과 다른 속도로 녹기 때문에 이러한 분리가 중요합니다.
용융물과 고체를 분리하지 않으면 유동성 불안정, 미융점, 용융 표면 결함이 발생할 수 있습니다. 매독 믹서나 나선형 혼합 요소와 같은 분산 혼합 장치는 첨가제, 착색제 및 용융물의 혼합을 크게 개선하여 더욱 균일한 용융물, 적은 육안 결함, 그리고 향상된 부품 성능을 제공합니다.
PCR 시료 처리 시 오염물질, 색상 변화, 분해된 고분자 물질 등을 효과적으로 혼합하기 위해 특별한 주의가 필요합니다. PCR용 스크류 설계 시 시료에 과도한 전단력을 가하지 않도록 하는 것이 중요합니다. 혼합은 균질성을 높이는 데 도움이 되지만, 고분자 분해를 촉진할 수도 있습니다. 따라서 가벼운 혼합이 가능한 배리어 스크류가 이상적입니다.
최적화된 나사 설계의 역할
스크류 설계가 적절하면 안정적인 공정과 지속적인 변동 사이의 차이를 만들 수 있습니다. 스크류는 PCR 공정에서 발생하는 재료의 불균일성을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 제대로 구성된 스크류는 재료를 더욱 균일하게 녹이고 고르게 혼합하는 데 효과적입니다.
PCR을 실행할 때는 일반적으로 나사가 필요합니다. 장벽 또는 혼합 부분. 차단 및 혼합 섹션은 고체 물질과 용융 물질을 분리하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 용융 전에 더 완전한 용융이 가능해집니다. 사출/압출. 혼합이 잘 되면 색상 분산도 개선되고 녹지 않은 입자의 양도 줄어듭니다.
압축비는 스크류의 용융, 가압 및 이송 과정 전반에 걸쳐 재료가 얼마나 압축되는지를 나타냅니다. 이는 공급부 채널의 깊이와 계량부 채널의 깊이를 비교한 것입니다. 많은 스크류 설계자는 더 큰 전단력을 발생시켜 100% PCR을 강제로 용융시키기 위해 높은 압축비를 사용합니다.
문제는 대부분의 재활용 소재가 열 이력으로 인해 열화되고 열에 민감하다는 점입니다. 높은 압축비는 스크류를 따라 이동하면서 소재에 점점 더 큰 전단력을 가하고, 이로 인해 더 많은 전단열이 발생합니다. 이러한 전단열은 폴리머를 더욱 열화시킵니다.
용융물이 변질되기 시작하면 일반적으로 상황은 더욱 악화됩니다. 육안으로 보면 용융물이 어두워지는 것을 볼 수 있습니다. 점도는 제어할 수 없을 정도로 빠르게 떨어집니다. 최종 제품의 기계적 특성도 저하되기 시작합니다. 심지어 가스와 연소 입자가 발생하여 검은 반점이나 표면 결함으로 이어질 수도 있습니다.
압축비가 낮은 스크류를 사용하면 재료에 가해지는 전단력이 감소합니다. 이는 전단열로 재료를 급격하게 녹이지 않고 점진적으로 녹이기 때문에 더욱 안정적인 용융을 가능하게 합니다.
다시 말해, 대부분의 PCR 반응은 2:1~2.5:1 범위의 낮은 압축률에서 더 잘 진행됩니다. 이 범위는 처리되는 폴리머의 종류와 재료의 오염 정도에 따라 달라질 수 있습니다.
압축비는 스크류의 장벽, 혼합 및 기타 특징과 조화롭게 작동해야 하는 여러 변수 중 하나일 뿐입니다. 잘 설계된 스크류는 재료를 과도한 열적 및 기계적 손상 없이 용융, 혼합 및 이송합니다. 디어 머신과 협력하면 특정 PCR 재료에 맞는 스크류 형상을 최적화할 수 있습니다.
안정성을 위한 온도 프로파일 조정 방법
PCR 검사 과정에서 가장 까다로운 부분 중 하나는 온도 조절입니다.
순수 수지와 달리 PCR은 고온에 약합니다. 온도가 너무 높으면 폴리머가 분해되어 변색, 냄새 발생 및 강도 저하가 발생할 수 있습니다. 반대로 온도가 너무 낮으면 용융이 제대로 되지 않아 유동성 문제 및 표면 결함이 발생할 수 있습니다.
이상적으로는 배럴 아래쪽으로 온도를 점진적으로 높이는 것이 좋습니다. 또한 설정 온도뿐만 아니라 실제 용융 온도도 모니터링해야 합니다. 경우에 따라서는 낮은 온도로 가열하는 것이 더 효과적일 수 있습니다. 더 나은 나사 디자인 더 높은 온도로 작동시키는 것보다 더 나은 결과를 가져올 것입니다.
PCR 검사 과정에서 여과 장치를 설치하고 수분 함량을 모니터링하는 것도 매우 중요합니다.
오염 제어, 여과, 습기 관리 및 재료 준비 방법
PCR을 실행할 때 여과는 고려해야 할 또 다른 중요한 요소입니다. 100% PCR 처리 과정에서 아주 미량의 오염 물질이라도 심각한 문제를 야기할 수 있습니다. 소량의 금속이나 종이 조각이라도 부품에 결함을 일으키고, 기계에서 이물질을 제거하는 데 큰 어려움을 초래할 수 있습니다.
재료의 오염 정도에 따라 적절한 스크린 팩 또는 용융 필터를 선택하십시오. 또한 필터를 정기적으로 교체해야 합니다. 용융 필터가 막히면 압력이 크게 상승하고 수율 유량에 문제가 발생할 수 있습니다.
재료의 수분 조절
PCR 공정에서 습기는 결함 발생의 주요 원인이 될 수 있습니다. 모든 재활용 재료는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있으며, 특히 온도와 습도 조절이 되지 않는 드럼통이나 창고에 보관할 경우 더욱 그렇습니다.
재료는 호퍼에 도달하기 전에 이미 건조됩니다. 재료 유형마다 건조 시간과 온도가 다릅니다. 일반적으로 일정한 수분 함량을 유지하기 위해 제습 건조기가 사용됩니다. 건조기 내에서 PCR 공정을 진행할 수는 있지만, 수분이 남아 있으면 후속 공정에서 문제가 발생할 수 있습니다.
또 다른 방법은 PCR 배치들을 혼합하는 것입니다. 100% PCR을 진행하는 경우에도 재료를 혼합하면 재료의 물성을 더욱 균일하게 만들 수 있습니다. 이는 더욱 안정적인 공정을 유지하는 데 도움이 됩니다.
처리 매개변수 조정
PCR 가공 시 스크류 속도를 낮추면 전단력이 감소하여 재료 열화를 줄일 수 있습니다. 또한 배압을 낮추는 것이 좋습니다. 배압이 너무 높으면 혼합에 문제가 발생할 수 있습니다. 용융 점도가 일정하지 않은 경우 사출/압출 압력을 조정해야 할 수도 있습니다.
PCR을 진행할 때는 처리 매개변수를 조정할 때 단계적으로 조금씩 조정해야 합니다. PCR은 변화에 매우 민감하므로 작은 조정이라도 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
PCR 처리에서 장비 품질의 역할
100% PCR 가공은 기계적 및 화학적 공정으로 인해 스크류와 배럴에 추가적인 스트레스를 가할 수 있습니다. 충전제/첨가제 및 오염 물질은 순수 원료를 가공할 때보다 스크류와 배럴을 더 빠르게 마모시킵니다.
PCR(폐쇄형 고형재)을 처리할 때 가장 먼저 마주하게 되는 문제 중 하나는 마모입니다. 유리 섬유, 광물 충전재, 흙, 모래 등 재활용 과정에서 분쇄되는 많은 충전재/첨가제 및 오염 물질은 마모성이 매우 높습니다. PCR 충전재/첨가제 및 오염 물질은 용융물에 섞여 들어가 결국 스크류 주변으로 이동하게 됩니다.
이러한 마모성 입자는 스크류와 배럴 사이를 천천히 이동하면서 금속을 마모시켜 플래시 침식을 일으킵니다. 이 플래시 침식으로 인해 스크류 플라이트 높이가 점차 감소하고 스크류와 배럴 사이의 간극이 증가합니다. 스크류가 마모됨에 따라 공정 안정성이 저하되어 용융물 역류, 미혼합물, 서지 현상 등이 발생할 수 있습니다.
사용하는 폴리머의 종류에 따라 PCR(폴리머 재활용) 처리 과정에서 부식성 마모가 발생할 수 있습니다. 재활용 제품에서 남은 첨가제나 분해 잔여물이 부식성 마모를 유발할 수 있습니다. 아시다시피, 특정 물질은 고온에서 금속과 접촉하면 부식됩니다. 부식성 마모는 금속과 폴리머 표면 모두에 구멍을 내고 표면을 약화시킬 수 있습니다. 나사와 배럴, 이는 장기적인 손상을 초래합니다.
공차 마모는 공정 안정성과 제품 품질을 저하시킵니다. PCR 공정 중 마모를 줄이려면 내마모성 소재를 사용해야 합니다. 이러한 소재는 바이메탈 배럴, 스크류용 경화 합금, 코팅 옵션 등 다양한 형태로 제공됩니다. 이러한 소재는 마모성 입자에 대한 저항력을 높여 스크류와 배럴의 수명을 연장하는 데 도움을 줍니다.
PCR 소재를 사용할 때는 정기적인 유지보수와 점검이 매우 중요합니다. 마모의 징후를 주의 깊게 살피고, 생산 중에 눈에 띄는 마모가 발생하기 전에 스크류와 배럴을 가동 중지하십시오. 용융 압력을 점검하고, 모터 부하를 모니터링하고, 용융물의 균일성을 관찰하고, 출력의 느린 변화 여부를 확인하십시오. 이러한 모든 조치를 통해 마모가 큰 문제로 발전하기 전에 이를 발견할 수 있습니다.
디어 머신과 협력하시면 다양한 내마모성 옵션을 제공해 드릴 수 있으며, 고객의 특정 요구에 맞는 맞춤형 솔루션을 설계해 드립니다. 고객의 자재와 예산에 가장 적합한 솔루션을 선택하실 수 있도록 도와드리며, 스크류와 배럴의 수명을 연장해 드립니다.
흔히 저지르는 실수들을 피하는 방법
PCR 처리에는 여러 가지 요소가 있지만, 사람들이 가장 흔히 저지르는 실수는 100% PCR을 마치 새 레진처럼 사용하는 것입니다.
사람들은 온도를 높여 재료를 기계에 억지로 통과시키려고 하지만, 결국 재료가 더 빨리 손상될 뿐입니다.
일부 업체는 나사와 배럴의 마모 상태를 제대로 관리하지 않습니다. 마모된 나사와 배럴은 재료의 불균일성을 더욱 두드러지게 만듭니다. 개선할 수 있는 부분을 평가해 보세요. 작은 변화가 큰 차이를 만들어낼 수 있습니다.
결론
재활용 재료의 공급이 증가함에 따라 100% PCR 공정의 활용은 더욱 보편화될 것입니다. PCR 공정 운영에는 몇 가지 어려움이 있지만, 세심한 계획을 통해 모두 극복할 수 있습니다.
스크류와 배럴이 시료와 어떻게 상호작용하는지 이해하고 그에 따라 조정하십시오. 온도 설정을 제대로 하고, 오염을 관리하며, 시료를 적절하게 건조하는 것도 중요합니다. 이러한 사항들을 고려하면 100% PCR을 성공적으로 처리할 수 있습니다.
