재활용 부문에서 플라스틱 재활용 용융 필터의 중요성
플라스틱 재활용 용융 필터는 재활용 플라스틱 생산의 핵심 장비로서, 용융 플라스틱에서 불순물을 제거하고 재활용 재료의 품질과 성능을 보장합니다. 다음 분석에서는 기술적 원리, 적용 가치, 그리고 산업적 영향 측면에서 재활용 분야에서 이 필터의 중요성을 자세히 설명합니다.
I. 용융필터의 핵심 기능: 정밀한 불순물 제거
1. 여과 대상 및 기술 원리
불순물의 종류
물리적 불순물: 먼지, 금속 파편, 모래, 분쇄되지 않은 이물질(잔여 라벨 용지 등)
화학적 불순물: 산화 분해 산물, 잔류 첨가제(예: 가소제, 난연제) 및 다양한 플라스틱의 혼합 용융물(예: PP에 PE를 섞은 것).
여과 원리:
용융물 내의 고체 입자는 다공성 매질(예: 금속 스크린 또는 소결 필터 요소)에 의해 걸러집니다. 순수한 용융물은 압력 차이에 의해 통과하는 반면, 불순물은 걸러집니다. 예를 들어, 60메시 스크린은 약 250미크론 이상의 입자를 걸러낼 수 있고, 100메시 스크린은 150미크론 이하의 입자까지 걸러낼 수 있습니다(메시 수가 높을수록 여과 정확도가 높아짐).
2. 재활용 재료의 품질에 대한 직접적인 영향
향상된 기계적 특성:
불순물을 제거하면 재활용 소재의 약점을 피할 수 있습니다. 예를 들어, 재활용 PET에 금속 파편이 남아 있으면 섬유 파단 강도가 30% 이상 감소합니다.
개선된 외관:
재활용 소재의 투명도와 색상 균일도는 여과 후 크게 향상됩니다. 재활용 PP를 투명 용기에 사용하는 경우, 미크론 단위의 불순물을 제거하기 위해 고밀도 필터(예: 120메시)가 필요합니다.
용융 안정성:
불순물은 용융 점도 변동을 유발합니다. 여과 후, 압출 중 압력 변동 범위를 ±10%에서 ±3% 이내로 줄여 제품의 치수 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
II. 전체 재활용 공정에서 용융 필터의 주요 역할
1. 하류 장비 보호 및 유지 보수 비용 절감
압출기 스크류 및 금형 보호:
불순물을 걸러내지 않으면 금속 입자가 나사산을 긁어 수명을 단축시킵니다(일반 수명: 5~8년, 불순물 마모로 인해 수명이 2~3년으로 단축될 수 있음). 금형 런너가 불순물로 막히면 세척을 위해 자주 가동을 중단해야 하며, 이는 생산 효율에 영향을 미칩니다(가동 중단 시 약 500~2,000달러의 손실 발생).
사례 연구:
효율적인 필터를 사용하지 않던 PET 병 칩 재활용 공장은 6개월 만에 압출기 스크류를 3번이나 교체했고, 이로 인해 유지보수 비용이 20만 엔 증가했습니다. 캔들형 필터로 교체한 후 스크류 수명이 4년으로 연장되어 연간 15만 엔을 절약했습니다.
2. 재활용 소재의 적용 시나리오 확대
| 여과 정확도 | 일반적인 응용 분야 | 불순물 잔류물 요구 사항 |
|---|---|---|
| 40~60메시 | 저가형 제품(쓰레기통, 팔레트) | 불순물 함량 < 0.5% |
| 80-120메시 | 가전제품 케이스, 자동차 내장재 | 불순물 함량 < 0.2% |
| 150~200메시 | 식품 접촉 포장재(재활용 PET 병 등) | 불순물 함량 < 0.05%, 무취 |
예:
식품 등급 재활용 PET 소재는 활성탄 흡착과 결합된 메시 수가 200 이상인 용융 필터를 통과해야 하며, 이를 통해 FDA(미국 식품의약국)의 "식품 접촉 플라스틱"에 대한 불순물 및 냄새 요구 사항을 충족합니다.
3. 재활용 재료의 경제적 가치 향상
가격 차이:
여과되지 않은 재활용 PP 소재의 가격은 톤당 약 4,000위안인 반면, 여과된 소재는 톤당 6,000~8,000위안에 이릅니다(정확도에 따라 다름). 첨단 분야(예: 의료 기기 부품)에 사용되는 재활용 소재의 가격은 톤당 12,000위안을 넘을 수 있습니다.
비용-편익 균형:
자동 스크린 체인저 멜트 필터의 가격은 약 5만~20만 위안이지만, 재활용 재료의 프리미엄을 20~50%까지 높일 수 있으며, 설비 투자 비용은 일반적으로 6~12개월 이내에 회수됩니다.
III. 다양한 유형의 용융 필터의 기술적 장점 및 적용 시나리오
1. 스크린 플레이트 필터(TL650 시리즈에 사용되는 스크린 플레이트와 같은)
특징: 구조가 간단하고, 금속 스크린 판을 교체하여 필터링을 구현하며, 비용이 저렴합니다.
적용 시나리오: (생산 용량 500-4,000kg/h) 및 불순물 함량이 높은 폐기물(예: 농업용 필름 및 건설 폐플라스틱)
장점: 수동으로 정기적으로 스크린을 교체할 필요가 없고(약 20~30일마다 교체), 분해 도구가 있어 비용을 크게 절감하고 고객의 효율성을 향상시킵니다.
2. 캔들 필터
특징: 다공성 소결 필터 요소(예: 스테인리스강 분말 소결)를 채택하여 여과 면적이 넓고 정확도가 높습니다(최대 10마이크론).
적용 가능한 시나리오: PET 병 칩 및 의료용 플라스틱과 같은 고순도 재활용 시나리오
장점: 온라인 백워싱이 가능하여 가동 중지 시간을 줄이고 연속 생산에 적합합니다.
3. 자동 화면 변경 필터
특징: 스크린 플레이트는 정지 없이 유압 구동으로 교체되며 여과 정확도는 10~100마이크론으로 조절 가능합니다.
적용 가능한 시나리오: 대규모 생산(생산 능력 1톤/시간), 예: PE 필름 재활용 및 과립화 라인
IV. 산업 동향: 재활용 산업 혁신을 주도하는 필터 기술 업그레이드
1. 고정밀성과 지능성의 결합
개발 동향:
AI 시각 모니터링 시스템을 도입하여 용융물 내 불순물 함량을 실시간으로 감지하고 여과 압력을 자동으로 조절합니다.
"gradient filtration" 기술을 개발하여, 첫 번째 층은 거친 여과(40메시)로 큰 입자를 제거하고, 두 번째 층은 미세 여과(200메시)로 미크론 수준의 불순물을 제거하여 효율을 높였습니다.
2. 환경 보호 및 에너지 절약 설계
저에너지 필터:
용융 과정에서 열 손실을 줄이기 위해 전기 가열과 열 절연 층을 결합합니다(기존 필터는 약 0.3kWh/kg의 전력을 소모하고, 새로운 에너지 절약형 필터는 0.15kWh/kg까지 줄일 수 있음).
폐기물 재활용:
차단된 불순물에 재활용 가능한 플라스틱이 포함되어 있을 경우, 분쇄 및 2차 여과 기술을 통해 폐기물 재활용률을 60%에서 90% 이상으로 높일 수 있습니다.
3. 기술 업그레이드를 주도하는 국제 표준
EU의 새로운 플라스틱 전략에 대한 요구 사항:
2030년까지 모든 플라스틱 포장재는 100% 재활용 가능해야 하며, 재활용 재료의 불순물 함량은 0.1% 미만이어야 하며, 용융 필터는 고정밀 + 자동화를 지향하여 개발되어야 합니다.
중국의 폐플라스틱 종합이용 표준 규정:
재활용 PET 소재를 식품 포장재로 사용하는 경우, 반드시 150 이상의 메시수를 가진 필터를 통과해야 하며, 제3자 시험 성적서를 제출해야 합니다.
V. 결론: 용융 필터는 재활용 산업 체인의 품질 게이트키퍼입니다.
플라스틱 재활용 분야에서 용융 필터는 불순물을 제거하는 도구일 뿐만 아니라, 폐기물과 고부가가치 재활용 소재를 연결하는 핵심 연결 고리 역할을 합니다. 용융 필터의 중요성은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
기술적 측면: 재활용 소재가 첨단 응용 분야(식품 포장 및 의료 기기 등)에 적용될 수 있는지 확인합니다.
경제적 측면: 재활용 기업의 낮은 품질과 낮은 가격의 악순환을 끊기 위해 재료 품질을 개선합니다.
환경적 측면: 플라스틱 순환 경제를 달성하고, 불순물로 인해 재활용 재료의 품질 저하나 2차 오염을 줄이는 데 도움이 됩니다.
따라서 적절한 멜트필터를 선택하는 것(폐기물 종류에 맞는 스크린 플레이트의 메시 수 선택, 생산능력에 맞는 자동 스크린 교체 시스템 선택 등)은 재활용 기업의 경쟁력 강화를 위한 핵심 전략 중 하나입니다.
