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압출 중 용융 탈기를 위한 최신 진공 기술

컴파운딩 전문업체인 PolyComp GmbH는 복잡한 엔지니어링 플라스틱의 계약 제조사이자 라이선스를 보유한 생산 업체입니다. PolyComp의 제품은 고온 플라스틱 및 고강도 엔지니어링 열가소성 수지에서 부드럽고 유연한 열가소성 엘라스토머에 이르기까지 다양하며 요청 시 다양한 첨가제와 결합됩니다. 광범위한 제품 포트폴리오로 인해 다양한 압출기와 일부 특수 나사로 구성되는 유연한 생산 시설이 필요합니다.

그러나 모든 압출기에는 "스크류 섹션의 용융 재료에서 증기와 가스를 추출하기 위해 PolyComp는 Busch (부쉬) 진공 솔루션의 PLASTEX 탈기 시스템만 사용한다"는 불변의 사항이 있습니다. MINK 클로 진공 펌프가 장착된 이 시스템은 매우 안정적이며 편리한 유지보수가 가능합니다.

PolyComp 소개

PolyComp는 2000년 경영진 인수 방식으로 설립되었으며, 본사는 독일 함부르크 외곽의 노르더슈테트에 위치하고 있습니다. 2013년 PolyComp는 함부르크에 본사를 둔 Feddersen Group에 피인수되어 화학 및 기술 제품의 글로벌 무역을 주력 사업 분야로 하고 있습니다.

PolyComp의 핵심 사업에는 EVA, PA, PBT, PC, ABS, EVOH, POM 및 PMMA뿐만 아니라 폴리올레핀(PP/PE)의 컴파운딩이 포함됩니다. 이 화합물은 탄소 또는 천연 섬유, 단순 충전제에서 유리 구슬, 색상 첨가제 또는 왁스에 이르는 다양한 첨가제와 혼합됩니다.

필름 화합물

PolyComp의 전문 분야 중 하나는 극히 소량의 겔이 필요한 필름 화합물입니다. 생산 공정에는 특정 스크류 구성을 사용하는 압출 단계와 높은 수준의 여과 정밀도가 적용되는 스크린 체인저가 적용됩니다. 그리고 PolyComp는 총 8개의 싱글 또는 트윈 스크류 압출기를 사용합니다. 용융된 재료는 6개의 압출기에서 탈기됩니다. 2009년까지 PolyComp는 이 공정에서 액봉식 진공 펌프를 사용했습니다.
“가스와 증기가 물과 혼합되어 응축됨에 따라 사용된 용수의 처리에 대한 문제가 심하되었습니다. 용수 처리 또는 폐기와 관련된 비용이 지속적으로 증가했습니다.“
Stefan Stolp, 유지보수 관리자
Henning von Brühl 보조 생산 책임자는 "용수에서 어떤 유형의 물질이 수집될지를 정확하게 예측할 수 없었습니다. 기본 물질에서 발생하는 가스, 증기 및 폴리머만이 아니라, 첨가제의 일부는 진공 펌프의 사용 유체에도 침전됩니다"라고 덧붙였습니다. 이러한 원인은 제품의 빈번한 변경이었습니다. 기본 물질이 동일하게 유지되는 경우에도 다양한 첨가제가 사용되어 용수의 물질 구성이 변경될 수 있습니다. PolyComp는 주 5일 3교대로 작업을 수행하기 때문에 처리해야 할 용수의 양이 매우 많았습니다.

Busch (부쉬)의 솔루션

2009년 환경 친화적인 솔루션을 찾기 위해 이 회사는 Busch (부쉬)와 접촉하였으며, Busch (부쉬)는 사용 유체가 필요하지 않은 PASTEX 탈기 시스템(그림 1)을 공급했습니다. 이 시스템은 주로 MINK 클로 진공 펌프(그림 2)와 업스트림 액체 및 먼지 분리기와 미세 필터로 구성됩니다. 필터는 응축수와 고체를 분리하는 데 사용됩니다. MINK 클로 진공 펌프에는 물이나 오일과 같은 사용 유체가 필요하지 않습니다. 이는 펌핑된 증기 및 가스가 혼합 또는 반응할 수 있는 사용 유체와 접촉하지 않음을 의미합니다. 그러나 가장 세밀한 분리 기술을 사용하는 경우에도 잔류 모노머가 펌프 내부로 유입되어 균열이 발생하는 것을 완전히 방지하는 것은 불가능합니다. 이러한 이유로 MINK 클로 진공 펌프에 세척 기기가 장착되었습니다. 이를 통해 정해진 간격 후에 정밀한 양의 세척액이 진공 펌프에 주입되어 균열 형성을 용해할 수 있습니다. 유지보수 책임자인 Stefan Stolp는 압출된 각 재료에 대한 세척액의 양과 세척 간격을 정의했습니다. 플러싱 공정은 가동 중지 시간 동안 또는 생산 중에도 수행될 수 있습니다.
첫 번째 PLASTEX 탈기 시스템을 구입한 후 PolyComp는 모든 액봉식 진공 펌프를 점진적으로 교체했습니다. Stefan Stolp는 이 솔루션에 매우 만족하고 있습니다. 첫째, 폐수 문제가 해결되었습니다. 둘째, PLASTEX 탈기 시스템은 완전히 신뢰할 수 있으며 유지보수 노력이 거의 필요하지 않습니다. 필터는 정기적으로 청소해야 하며 필요에 따라 세척제를 다시 충전해야 합니다. 재충전 간격은 처리 중인 재료에 따라 다릅니다. 이 작업은 생산 팀 구성원이 직접 수행합니다. 유지보수 팀은 평균 10개월 후에 모든 진공 펌프를 분해 및 청소합니다. Henning von Brühl은 "기존의 액봉식 진공 펌프로 수행해야 했던 작업에 비해 전반적으로 작업량을 관리하기가 매우 편리합니다"라고 말합니다.

엔지니어 Simone Patermann은 PLASTEX 탈기 시스템 사용의 또 다른 이점을 발견했습니다. 생산 책임자로서 그녀는 항상 에너지 사용량을 확인합니다. 특히, PolyComp는 에너지 관리 시스템에 대해 ISO 50001 인증을 획득했기 때문입니다.
MINK 클로 진공 펌프는 모든 기계식 진공 기술 중에서 효율 계수가 가장 높습니다. 이는 동일한 성능을 가진 다른 기계식 진공 펌프에 비해 전력 사용량이 항상 낮음을 의미합니다.
이는 다음의 두 가지 주요 요인으로 인한 것입니다. 우선, 모든 사용 유체가 제거되므로 이를 운반하기 위한 동력이 필요하지 않습니다. 둘째, MINK 클로 진공 펌프는 완전히 비접촉식입니다. 그 결과, 서로 마찰되는 부품이 없으며 이러한 마찰을 제거하기 위한 힘이 필요하지 않습니다.

2018년 PolyComp는 시간당 최대 1,500kg의 출력을 제공하는 트윈 스크류 압출기가 핵심인 새로운 압출 라인을 도입했습니다. 양면 디스 펜싱 장치(그림 3)를 사용하면 다양한 유형의 분말 기반 용가재를 추가하는 동시에 높은 출력 용량으로 배합하는 것이 가능합니다. 그리고 단면 디스펜싱 장치를 PLASTEX 탈기 시스템에 연결할 수 있습니다. 이를 통해 용가재의 부피가 감소하고 탈기를 수행하지 않은 상태에서 측면 디스펜싱 장치에 비해 벌크 밀도를 3배로 늘릴 수 있습니다. 이를 통해 총 출력 속도가 크게 향상됩니다.
PolyComp의 관리 팀은 신뢰성, 유지보수 노력 및 경제성 측면에서 Busch (부쉬)의 PLASTEX 탈기 시스템을 선택한 것이 올바른 선택이었다는 데 동의합니다. 높은 수준의 신뢰성은 생산에 긍정적인 영향을 미칩니다. 액봉식 진공 펌프의 경우와 같이, 고장 또는 마지막 순간 수리 또는 청소 작업으로 인한 가동 중지 시간이 더 이상 필요하지 않습니다.