PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)는 포장, 섬유, 엔지니어링 등 다양한 분야에 널리 사용되는 열가소성 폴리머입니다. PET는 우수한 기계적, 열적, 광학적 특성을 가지고 있으며, 재활용 및 재사용이 가능합니다. 하지만 PET는 흡습성 소재이기도 하여 주변 환경의 수분을 흡수하고, 이는 품질과 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. PET에 함유된 수분은 가수분해를 유발할 수 있는데, 이는 폴리머 사슬을 절단하고 재료의 고유 점도(IV)를 감소시키는 화학 반응입니다. IV는 PET의 분자량과 중합도를 나타내는 척도로, 재료의 강도, 강성, 가공성을 나타내는 중요한 지표입니다. 따라서 압출 전에 PET를 건조 및 결정화하여 수분을 제거하고 IV 손실을 방지하는 것이 필수적입니다.
적외선 크리스탈 건조기 PET 과립화는 적외선(IR)을 사용하여 PET 플레이크를 한 번에 건조하고 결정화한 후, 압출기로 이송하여 추가 가공하는 새롭고 혁신적인 기술입니다. IR은 파장이 0.7~1000마이크론인 전자기파의 한 형태로, PET와 물 분자에 흡수되어 진동하고 열을 발생시킵니다. IR은 PET 플레이크 내부로 침투하여 내부에서 가열하여 열풍 건조나 진공 건조와 같은 기존 방식보다 빠르고 효율적인 건조 및 결정화를 가능하게 합니다.
적외선 결정 건조기 PET 과립화는 다음과 같은 기존 건조 및 결정화 방법에 비해 여러 가지 장점이 있습니다.
• 건조 및 결정화 시간 단축: IR 광선을 사용하면 기존 방법에서는 몇 시간이 걸렸던 PET 플레이크를 20분 만에 건조하고 결정화할 수 있습니다.
• 에너지 소비 감소: IR 광선은 PET 플레이크를 건조하고 결정화하는 데 0.08kWh/kg의 에너지가 필요한 반면, 기존 방법에는 0.2~0.4kWh/kg이 필요합니다.
• 수분 함량 감소: IR 광선은 PET 플레이크를 건조하고 결정화하여 최종 수분 함량을 50ppm 미만으로 줄일 수 있는데, 이는 기존 방법을 통해 달성할 수 있는 100~200ppm과 비교됩니다.
• IV 손실 감소: IR 광선은 기존 방법에서 발생하는 0.1~0.2 IV 손실과 비교하여 0.05의 최소 IV 손실로 PET 플레이크를 건조하고 결정화할 수 있습니다.
• 겉보기 밀도 증가: IR 조명은 PET 플레이크의 겉보기 밀도를 원래 밀도에 비해 10~20% 증가시켜 공급 성능과 압출기 출력을 개선합니다.
• 향상된 제품 품질: IR 광선은 황변, 분해 또는 오염을 일으키지 않고 PET 플레이크를 건조하고 결정화할 수 있어 최종 제품의 외관과 특성을 향상시킵니다.
이러한 장점을 통해 적외선 결정 건조기 PET 과립화는 PET 압출의 효율성과 품질을 개선하고 식품 등급 응용 분야의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
적외선 결정 건조기 PET 과립화 공정은 공급, 건조 및 결정화, 압출의 세 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다.
급송
적외선 결정 건조기 PET 과립화의 첫 단계는 투입입니다. 이 단계에서는 신품 또는 재활용 PET 플레이크를 스크류 피더 또는 호퍼를 통해 적외선 건조기로 투입합니다. PET 플레이크의 초기 수분 함량은 원료 및 보관 조건에 따라 최대 10,000ppm에서 13,000ppm까지 가능합니다. 투입 속도와 정확도는 건조 및 결정화 성능과 제품 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.
건조 및 결정화
적외선 결정 건조기 PET 과립화의 두 번째 단계는 건조 및 결정화입니다. 이 단계에서 PET 플레이크는 나선형 채널과 패들이 내부에 있는 회전 드럼 내부에서 적외선에 노출됩니다. 적외선은 드럼 중앙에 위치한 고정형 적외선 방출기에서 방출됩니다. 적외선은 1~2마이크론의 파장을 가지며 PET와 물의 흡수 스펙트럼에 맞춰 조정되며 PET 플레이크 내부로 최대 5mm까지 침투할 수 있습니다. 적외선은 내부에서 PET 플레이크를 가열하여 물 분자를 증발시키고 PET 분자를 진동시켜 결정 구조로 재배열합니다. 수증기는 주변 공기의 흐름에 의해 제거되는데, 이 공기는 드럼을 통과하여 수분을 흡수합니다. 나선형 채널과 패들은 PET 플레이크를 드럼 축을 따라 운반하여 적외선에 균일하고 균질하게 노출되도록 합니다. 건조 및 결정화 과정은 약 20분이 소요되며, 최종 수분 함량은 50ppm 미만이고 IV 손실은 0.05로 최소화됩니다. 또한 건조 및 결정화 과정은 PET 플레이크의 겉보기 밀도를 10~20% 증가시키고, 재료의 황변 및 열화를 방지합니다.
압출
적외선 결정 건조기 PET 과립화의 세 번째이자 마지막 단계는 압출입니다. 이 단계에서는 건조 및 결정화된 PET 플레이크를 압출기로 공급하여 용융, 균질화 및 성형하여 펠릿, 섬유, 필름 또는 병과 같은 원하는 제품을 만듭니다. 압출기는 제품 사양 및 사용되는 첨가제에 따라 단일 스크류 또는 이중 스크류 유형일 수 있습니다. 또한, 압출기에는 용융물에 남아 있는 수분이나 휘발성 물질을 제거할 수 있는 진공 배출구가 장착될 수 있습니다. 압출 공정은 스크류 속도, 스크류 구성, 배럴 온도, 다이 형상 및 용융물 유동학의 영향을 받습니다. 용융물 균열, 다이 팽창 또는 치수 불안정성과 같은 결함 없이 부드럽고 안정적인 압출을 달성하기 위해 압출 공정을 최적화해야 합니다. 압출 공정은 제품 유형 및 후속 장비에 따라 냉각, 절단 또는 수집과 같은 후처리 공정이 이어질 수도 있습니다.
결론
적외선 결정 건조기 PET 과립화는 적외선을 이용하여 PET 플레이크를 한 단계로 건조 및 결정화한 후, 추가 가공을 위해 압출기로 공급하는 새롭고 혁신적인 기술입니다. 이 기술은 건조 및 결정화 시간, 에너지 소비량, 수분 함량, 그리고 IV 손실을 줄이고 겉보기 밀도와 제품 품질을 향상시킴으로써 PET 압출의 효율성과 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 이 기술은 IV를 보존하고 PET의 황변 및 분해를 방지하여 식품 등급 응용 분야의 요건을 충족할 수 있습니다. 또한, PET를 재활용하고 신제품을 위한 재사용을 가능하게 함으로써 PET의 지속가능성과 순환 경제에 기여할 수 있습니다.
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게시 시간: 2024년 1월 25일