필름과 섬유를 압출 전에 압축해야 하는 이유

문제: 벌크 밀도

압출기는 공급 목(feed throat)에서 부피를 측정하는 장치입니다. 회전당 일정 부피를 수용하며, 해당 부피에는 질량이 포함됩니다. 단단한 플레이크의 경우 그 질량이 상당하지만, 느슨한 필름의 경우 매우 작습니다.

그 결과 시간당 킬로그램 단위의 정격 출력을 가진 압출기는 특정 벌크 밀도의 재료에서만 해당 출력에 도달할 수 있습니다. 느슨한 필름을 공급하면 스크류 플라이트가 채워지지 않고, 재료가 일관되게 이송되지 않으며, 용융 압력이 변동하고, 기계 설정과 관계없이 출력이 정격보다 훨씬 낮아집니다.

이것이 바로 필름 및 섬유 재활용에서 처리량이 아닌 벌크 밀도가 제약 사항인 이유입니다.

압축 없이 발생하는 현상

느슨한 필름이나 섬유를 압출기에 직접 공급하면 일반적으로 다음과 같은 현상이 발생합니다:

• 서징(Surging) — 공급물이 번갈아 가며 브리징(bridging)되고 붕괴되어 질량 유량이 진동합니다.
• 불안정한 용융 압력, (다이에서 펠릿 크기가 변하는 것으로 나타남).
• 미용융 입자, (체류 시간이 일정하지 않기 때문).
• 낮은 달성 출력, (종종 기계의 공칭 정격보다 훨씬 낮음).
• 더 높은 비에너지, (압출기가 설계되지 않은 조건에서 작동하기 때문).

압축기 피더의 작동 원리

재료는 일반적으로 회전 블레이드가 있는 수직 챔버인 압축기로 들어가며, 여기서 완전히 녹지 않은 상태로 마찰에 의해 절단, 혼합 및 가열됩니다. 그 결합 효과는 다음과 같습니다:

1. 크기 감소 (유입되는 필름 또는 섬유의).
2. 치밀화 (훨씬 더 높은 벌크 밀도를 가진 크럼블 형태의 덩어리로).
3. 부분 건조, (마찰열에 의해 표면 수분이 제거됨).
4. 균질화, (스크류에 공급되는 재료가 일관되도록 함).

치밀화된 재료는 제어된 조건 하에서 압출기 스크류로 공급됩니다. 공급물의 밀도와 온도가 일정해지므로 스크류가 적절하게 채워지고 공정이 안정화됩니다.

압축이 하류 공정에 미치는 변화

• 안정적인 용융 압력 다이에서의 압력이 일정하여 펠릿 크기가 균일하게 유지됩니다.
• 더 높은 생산량 달성 스크류 플라이트가 완전히 채워지므로 동일한 압출기에서 더 높은 생산량을 얻을 수 있습니다.
• 더 나은 여과 성능, 용융물이 스크린에 도달할 때 더 균일한 상태가 되기 때문입니다.
• 열적으로 제거해야 할 수분 감소, 콤팩터에서 수분의 일부가 이미 제거되기 때문입니다.

콤팩팅이 필요한 경우

일반적으로 공급 원료의 벌크 밀도가 매우 낮을 때 콤팩팅이 필요합니다:

• LDPE, LLDPE 및 스트레치 필름
• PP 및 PE 직조 백과 라피아
• 부직포 및 섬유 폐기물
• 인쇄가 많거나 라미네이트된 필름
• 베일 형태로 압축되어 개봉 후에도 낮은 밀도를 유지하는 모든 공급 원료

일반적으로 필요하지 않음 세척된 경질 플레이크, 분쇄물 또는 압출기에 직접 공급되는 더 밀도가 높은 용기 재료에는 필요하지 않습니다.

이 결정은 실제 재료의 측정된 벌크 밀도를 기반으로 하며, 이는 가정하는 것이 아니라 프로젝트 논의 과정에서 확립되는 수치입니다.

전체 라인과의 관계

콤팩팅은 독립적인 선택이 아닙니다. 다음과 같은 공정과 상호 작용합니다:

• 상류의 세척 및 건조 — 공급 원료가 젖어 있을수록 콤팩터에서 더 많은 작업이 필요합니다.
• 하류의 탈기(Degassing) — 콤팩터에서 제거되지 않은 수분은 나중에 배출되어야 합니다.
• 여과 — 균질화된 용융물은 스크린을 더 고르고 예측 가능하게 막습니다.
• 단일 단계 vs. 2단계 펠릿화 — 콤팩팅은 종종 어떤 방식이 적절한지에 영향을 미칩니다.

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