동회전 및 역회전 트윈 스크류 압출기의 차이점

트윈스크류 압출기의 개발

스크류 압출은 폴리머의 가장 일반적으로 사용되는 가공 방법 중 하나입니다. 주로 싱글 스크류와 트윈 스크류의 두 가지 형태가 있습니다. 트윈 스크류 압출기는 1930년대에 등장했습니다. 두 스크류의 상대 회전 방향이 다르기 때문에 동회전과 역회전의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 

지난 60년 동안, 두 개의 나사 축이 평행하지 않은 원뿔형 2축 압출기가 등장했는데, 이는 역회전에 속합니다. 역회전 2축 압출기는 안정적이며, 주로 단면 크기가 큰 파이프, 프로파일 및 기타 제품의 압출에 사용됩니다. 현재 도어 및 창 프로필의 생산은 대부분 원뿔형 2축 압출기를 기반으로 합니다. 

동회전 트윈스크류 압출기는 주로 혼합에 사용됩니다. 혼합은 폴리머 가공에서 중요한 역할을 합니다. 폴리머 수지의 50% 이상이 최종 제품이 되기 전에 스크류 혼합을 거쳐야 하며, 이는 동회전 트윈스크류 압출기의 중요성을 보여줍니다. 

현재, 대부분의 동회전 트윈 스크류 압출기 압출 시스템은 모듈형 구조를 채택하고 있습니다. 배럴 구성 요소와 스크류 구성 요소는 특정 혼합 공정에서 운송, 용융, 혼합, 탈휘발, 균질화 등의 특수 요구 사항을 충족하도록 변형 및 결합될 수 있습니다.

트윈 스크류는 두 개의 싱글 스크류를 단순히 합친 것이 아닙니다. 트윈 스크류와 배럴 사이에 스크류 클리어런스뿐만 아니라 측면 클리어런스, 캘린더링 클리어런스, 사면체 클리어런스도 있습니다. 메싱 트윈 스크류는 풀 메싱과 부분 메싱으로 나눌 수 있으며, 풀 메싱 유형은 공액형과 비공액형으로 더 세분화할 수 있습니다.

상대 회전 방향의 차이는 동회전 및 역회전 트윈 스크류의 기하 구조를 다르게 만듭니다. 두 종류의 스크류는 공액 운동 관계에 따라 결정됩니다. 그들의 단면 모양은 완전히 다릅니다. 동시에, 운동학적 및 기하 구조적 관계의 차이는 또한 압출 특성 및 응용 분야의 차이로 이어집니다.

회전의 상대적 방향의 차이는 동회전 및 역회전 트윈 스크류의 기하 구조를 다르게 만듭니다. 두 종류의 스크류는 공액 운동의 관계에 따라 결정되며, 그 단면 형상은 완전히 다릅니다. 동시에 운동학 및 기하 구조 관계의 차이는 압출 특성 및 응용 분야의 차이로 이어집니다.

동회전 트윈 스크류 압출기의 특성

• 동회전 트윈 스크류의 회전 속도는 비교적 높고, 메싱 영역(단면도에서 두 스크류의 겹침)의 다른 위치에서 비교적 가까운 상대 운동 속도가 있습니다. 따라서 강하고 균일한 전단력을 생성할 수 있습니다.

• 이 기하 구조는 세로 유동 채널이 열려 있어야 하며, 그 결과 두 나사 사이에 재료 교환이 이루어진다는 것을 결정합니다. 교환하는 동안 원래 한 나사 홈의 바닥에 있던 재료가 다른 나사 홈의 위로 이동합니다. 세로 채널이 열리면 가로 채널을 열어 같은 나사의 인접한 나사 홈 사이에서 재료 교환을 실현할 수도 있습니다. 이를 통해 동회전 트윈 스크류는 더 나은 분산 혼합 능력을 갖게 되어 혼합 작업에 가장 적합합니다. 

• 자체 세척 기능이 뛰어납니다.

• 낮은 전달 특성과 일반적인 전달 효율을 가지고 있으며, 압력 형성 능력이 낮아 제품을 직접 압출하는 데 사용할 수 없습니다(과립화/펠릿 제외). 높은 기본 압력을 얻으려면 기어 펌프를 하류에 연결하거나 2단계 단일 스크류 압출기를 연결해야 합니다.

• 배럴과 스크류는 분할된 결합 구조로, 적용에 큰 유연성을 제공합니다. 스크류와 배럴의 최상의 조합은 혼합 작업의 목적과 함께 최상의 결과를 달성하기 위한 요구 사항에 따라 만들어질 수 있습니다. 스크류와 배럴은 마모 후 부분적으로 교체할 수 있으므로 유지 관리 비용이 낮습니다.

역회전 트윈 스크류 압출기의 특성

• 우수한 양성 변위 능력, 약한 전단 능력 및 고압 형성 능력을 가지고 있습니다. 저속(10-50r/min)에서 압출 제품에 직접 사용할 수 있으며, 특히 RPVC를 가공하는 데 사용할 수 있습니다.

• 비공액 스크류를 사용하는 경우 스크류와 실린더 사이의 간격이 크기 때문에 스크류가 고속으로 회전하면 일부 재료가 캘린더링 간격과 측면 간격으로 끌려 들어가 높은 전단 속도와 장력을 받게 됩니다. 신장률, 재료 표면 갱신이 더 효율적이어서 분포 혼합 및 분산 혼합 효과가 좋으며 용융 효율이 상부 스크류보다 높습니다.

• 이 트윈 스크류는 패럴사의 연속 내부 믹서와 유사하며, 주로 고충전 재료, 폴리머 합금 및 반응성 압출 등을 혼합하고 준비하는 데 사용됩니다. 작업 속도는 200-300rpm에 도달할 수 있습니다.

• 이러한 역회전 트윈스크류 압출기의 배럴과 스크류는 일체형 구조이며, 마모 후 배럴과 스크류를 전체적으로 교체해야 합니다. 따라서 유지관리 비용이 높습니다. 그리고 장비가 제한적입니다.

• 역회전 트윈 스크류의 기하학적 매개변수는 세로 유동 채널이 닫힐 수 있다는 것을 결정하므로 재료는 스크류에 의해 앞으로 강제로 밀려나는데, 이를 소위 양의 변위라고 합니다. 이를 통해 안정적인 압출이 역회전 트윈 스크류 압출의 주요 특징이 됩니다. 

• 역회전 트윈스크류의 양변위 수송 용량은 동일 방향의 양변위 수송 용량보다 훨씬 강합니다. 압력 형성 능력이 더 높아 제품을 직접 압출하는 데 사용할 수 있지만 스크류에 대한 재료의 압력으로 인해 스크류가 배럴의 내벽에 눌려 배럴이 마모되기 쉽습니다. 스크류 속도가 높을수록 마모가 심해지므로 이 압출기는 저속(10-50r/min)으로만 작동할 수 있습니다.