라피아 및 직조 포장 앱을 위한 최고의 압출 공정 선택

폴커 쇼프너 | 2017년 7월 28일

지난 몇 년 동안 라피아 및 직조 포장 부문에서는 수지의 발전, 압출 라인의 성능 향상, 공정 속도 개선 등 많은 주요 개발이 이루어졌습니다. 그러나 원자재 및 에너지 비용은 여전히 ​​우려되는 부분입니다. CCMB(탄산칼슘 마스터배치)와 같은 미네랄 필러를 사용하면 생산성을 향상하고 비용을 절감할 수 있습니다.

프로세서의 주요 딜레마는 높은 비율의 CCMB를 사용할 때 적합한 장비(매끄럽거나 홈이 있는 부시 압출기)를 선택하는 것입니다. 압출기 선택 시 중요한 요소는 필러/CCMB를 폴리머 매트릭스에 추가하는 효과를 이해하는 것입니다. 이는 가공 특성을 크게 변화시킵니다.

부드럽고 홈이 있는 부시 압출기를 사용할 때 CCMB 주입 수준의 효과를 논의하기 전에 몇 가지 용어를 정의하는 것이 중요합니다.

CCMB를 첨가하면 생성된 폴리머 매트릭스의 밀도와 점도에도 영향을 미칩니다.

요약하자면, CCMB를 폴리머에 첨가하면 결과 폴리머 매트릭스의 열전도율, 비열, 밀도 및 점도에 영향을 미칩니다.

생성된 폴리올레핀과 CCMB의 폴리머 매트릭스는 폴리머 매트릭스의 CaCO3 입자로 인한 내부 마찰 증가로 전단이 증가하여 용융 점도가 감소함에 따라 점도가 감소했습니다. 점도의 변화는 압출기의 전단 응력을 증가시키며, 이는 단일 스크류 압출기에서 기계-열 에너지 변환의 주요 기초입니다. PP의 CaCO3는 열 전달을 가속화하고 혼합물을 가열하거나 냉각하는 데 필요한 에너지 양을 줄입니다. 따라서 CCMB 비율이 높은 폴리머 매트릭스에서는 열이 더 빨리 퍼집니다.

요약하면, 폴리머 매트릭스의 필러/CCMB가 더 높습니다.

단축 압출기는 마찰을 통해 폴리머 펠릿을 운반합니다. 배럴은 펠릿과의 접촉으로 인해 나사 위로 재료를 나선형으로 끌어 당겨 펠릿을 전진시킵니다. 매끄러운 부시가 장착된 압출기에서 펠렛은 볼 베어링처럼 작동합니다. 배럴과 펠렛 표면 사이의 접촉이 최소화되므로 상당한 양의 미끄러짐이 발생하여 펠렛이 넘어지고 미끄러지게 됩니다. 압축비는 주로 펠릿을 운반하는 역할을 하기 때문에 높은 쪽으로 유지되어야 합니다. 펠렛은 매끄러운 부시 스크류의 고형물 이송 섹션에서 나선형 경로를 따라가며 천천히 구불구불한 경로를 따라 스크류의 나선형을 따라 밀려납니다.

더욱이, 스무드 부시 압출기의 고형물 이송 구역의 압력은 매우 낮습니다. 일반적으로 압력은 스크류의 용융 부분을 통해 상승하고 전환이 끝날 때 최고점에 도달합니다. 따라서 스무드 부시 압출기의 압력 형성에는 한계가 있습니다.

매끄러운 부시 배럴을 사용하여 스크류 속도를 높이면 용융 온도가 높아지는 경향이 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 스크류의 압축 부분은 용융 온도의 증가에 큰 영향을 미칩니다. 매끄러운 부시 기계의 낮은 특정 출력을 고려하면, 높은 스크류 속도를 사용할 때 용융 온도가 제한이 됩니다.

홈이 있는 부시에서는 호퍼 아래 배럴의 구멍과 고형물 운반 구역에 여러 개의 홈이 추가됩니다. 펠렛은 홈에 갇혀 나사의 나선을 향해 전진합니다. 이는 나사 나선을 밀어서 펠렛이 홈에서 앞으로 전진하게 함으로써 펠렛의 이동을 상당히 증가시킵니다. 일반적으로 압축비가 낮더라도 홈이 있는 부시 압출기는 부드러운 부시 압출기에 비해 더 높은 특정 용융물 이송을 달성합니다.

또한, 홈이 있는 공급 섹션은 이송 용량의 증가로 인해 높은 펌핑 압력을 생성합니다. 따라서 홈이 있는 부시 압출기에서 압력 생성은 더 이상 스크류의 계량 부분의 기능이 아닙니다. 또한 홈이 있는 부분은 용융을 위해 많은 양의 마찰 기반 열/에너지를 생성하여 강렬한 수냉 및 과도한 열 제거를 초래합니다. 스크류 속도와 관련된 높은 특정 출력은 낮은 용융 온도를 달성하는 데 도움이 됩니다. 결과적으로, 압출용 PP 또는 HDPE 블렌드의 다양한 기본 폴리머(PE 또는 PP 또는 기타 탄성 캐리어 수지)의 칼슘 필러 마스터배치 비율을 다양하게 하면 홈이 있는 공급 부시를 사용하여 공정 일관성과 출력 용융물의 품질이 향상됩니다.