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제목 사출 스크랩 리그라인드에 관하여
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2021/01/29 14:42

사출 스크랩 리그라인드에 관하여

사출기의 가동 개시, 가동 종료 혹은 불량품을 통해 발생하는 어느 정도의 스크랩은 불가피하다. 이 스크랩을 분쇄 또는 파쇄한 플레이크를 리그라인드(re-grind)해 수익성 높은 새 성형품으로 다시 가공하는 방법을 살펴본다.

리그라인드 가공의 첫 단계는 먼저 스크랩 발생의 이유를 파악하는 것이다. 스크랩은 원료와 기계 가동 시간을 낭비한다. 플라스틱 생산업계의 이익 마진은 매우 박한 경우가 대부분이며, 성형공장의 성공여부는 생산 시스템의 효과적 실행에 크게 좌우한다.

따라서 스크랩 원료를 성형가공에 재투입해야 함은 말할 필요도 없다. 사출기 가동 개시와 불량품 발생, 사출기 가동 종료 시에 나올 수밖에 없는 스크랩으로 인한 손실된 원료를 다시 사용하지 못하면 회사의 수익성에 부정적인 영향을 주게 된다.

첫째, 성형업체는 불량으로 인한 스크랩은 주로 전체 생산공정 제어를 제대로 수행하지 못해서 발생한다는 사실을 이해해야 한다. 스크랩은 절대 피할 수 없는 것이 아니다. 스크랩은 부실한 공정 모니터링 및 제어 그리고 잘못된 가공방식 때문에 발생한다.

이 컬럼에서는 리그라인드 가공의 장단점 및 절차를 다루어 보고자 한다. 스크랩으로 손실된 원료를 재가공해 사용해야 함은 틀림없지만, 스크랩 발생 자체를 방지하는 것이 가장 우선적이고 가장 수익성이 높은 해결책이라는 점 또한 잊지 말아야 한다. 스크랩은 손실된 제품이다. 따라서 생산가공에 필요한 사출기 가동 시간을 늘리게 된다. 회사의 일차적 목표는 먼저 스크랩 발생을 예방해 생산성과 수익을 높이는 것이 되어야 한다.

 

스크랩 데이터 분석 및 스크랩 발생 방지를 위한 근본적 접근 방법

 

스크랩을 줄이기 위한 첫걸음은 스크랩 관련 데이터를 확보하는 것에서 시작된다. 공정의 어떤 부분에서 스크랩이 발생하는지, 또 스크랩 발생 원인은 무엇인지 파악해야 한다. 스크랩을 “있을 수 있는” 조건쯤으로 여겨서는 안 된다!

“5M”의 규칙을 기준으로 따져 보아야 한다. 스크랩이 5M, 즉 인간[Man], 금형[Mold], 원료[Material], 장비[Machine], 방법(가공)[Method] 가운데 하나 또는 그 이상을 원인으로 하여 발생하는지 여부를 살펴야 한다. 많은 경우 이러한 간단한 점검 작업을 통해 스크랩의 실제 원인을 밝힐 수 있으며, 이는 기술지원팀이 스크랩 발생을 예방하기 위한 솔루션을 개발하는 데 도움이 된다.

스크랩은 모니터링 및 제어 불량의 결과이며 실패한 처리 접근법이다. 스크랩 발생을 막는 것은 쉽지 않다는 점에 유의해야 한다. 모든 성형업체에는 스크랩 발생을 일으키는 저마다의 몇 가지가 조합된 습관적 원인이 존재한다. 따라서 스크랩을 뿌리 뽑을 수는 없다 해도, 최소한 줄이기 위해서는 근본적인 접근 방법이 필요하다.

하지만 그 스크랩의 원인이 어떻든 모든 상황에서, 스크랩 발생이 생산과정에 있을 수 있는 정상적 요소로 받아들이게 되면 이는 “일회용 반창고”를 붙이는 일에 불과한 임시변통을 생산과정에 필요한 정상적 조처로 용인한다는 것을 의미할 뿐임을 분명하게 이해해야 한다. 따라서 공정에서 스크랩이 가장 많이 발생하는 곳 다섯 군데를 가려 뽑아, 스크랩이 생기는 원인을 찾아내어, 스크랩을 원천 봉쇄할 수 있는 계획을 만들어야 한다.

 

리그라인드 활용 원료 후보

적절한 리그라인드 활용 방식 개발에 있어 가장 중요한 고려사항 중 하나는 원료의 종류와 외관 품질이다. “A” 등급 성형품은 리그라인드 사용 시 부정적 영향이 나타날 수 있다. 리그라인드 사용 비율을 낮게 했을 때는 큰 문제가 없을 수 있지만, 최적의 활용방식을 찾아내기 위해서는 샘플링 과정이 필요하다.

원료 블렌딩은 또 다른 중요한 고려 요소다. 광물 충전 원료나 유리 충전 원료는 리그라인드 함량을 더 낮게 해 주어야 할 수 있다. 경우에 따라 건조 과정이 필요할 수도 있다.

유리 충전 원료는 매 회차 재활용 공정마다 모니터링이 필요할 수 있다. 원료를 분쇄할 때마다 유리섬유의 길이가 짧아지기 때문이다. 이는 공정 자체뿐 아니라 성형품의 충격 및 축소 특성에 영향을 미칠 수 있다.

다음은 재가공에 특히 적합한 후보 원료들이다.

·폴리프로필렌(PP)

·폴리에틸렌(PE)

·폴리스티렌(PS)

·ABS(아크로니크릴 부타디엔 스티렌)

·PC/ABS(폴리카보네이트/아크로니크릴 부타디엔 스티렌)

·폴리카보네이트(유색/비광학용)

·나일론(혼합 비율 결정 시 유리 충전재 함량을 고려해야 한다).

투명 폴리카보네이트 리그라인드 또한 사용가능하지만, 리그라인드 사용이 투명도에 영향을 미칠 수 있음에 유의해야 한다. 광학용도 성형품에서는 투명도가 극히 중요한 요소다.

 

리그라인드 활용 방법 및 절차

성형공장에서 스크랩 발생을 방지하기 위해 노력하는 동안에도, 스크랩으로 손실된 플레이크의 재활용은 필요하다. 생산을 위해 스크랩을 재가공할 때는 다음과 같은 점들이 중요하다. 사출기와 나란히 놓고 현장에서 진행하는 재처리를 위해서는 분쇄기의 적절한 선택이 핵심적이다. 재처리를 통해 신생원료와 리그라인드의 블렌딩이 균일하게 이루어지도록 해야 한다.

리그라인드를 재처리해 사용하는 것이 가공의 일관성을 달성하는 가장 확실한 경로다. 프로세스 일관성을 향상시키기 위해서는 원료에 신생원료 베이스를 추가해 다시 압출해야 한다. 신생원료 그리고 재처리한 혼합 블렌드 모두 가공의 확실한 제어를 위해 별도의 검증 프로세스를 거쳐야 한다.

공정에서 스크랩이 가장 많이 발생하는 곳 다섯 군데를 가려 뽑아, 스크랩이 생기는 원인을 찾아내어 스크랩을 원천 봉쇄할 수 있는 계획을 만들어야 한다.

사출기에 다시 재투입된 리그라인드는 일관성 있는 혼합비율을 위해 블렌더를 통해 처리한 뒤 사용해야 한다. 신생원료와 리그라인드의 혼합비율은 확립된 가공 윈도우 범위 내에서 상한/하한 값을 유지할 수 있는가 여부를 기준으로 삼아야 한다.

사출생산 현장에서 바로 분쇄해 사용하는 리그라인드는 관리에 신경을 써야 한다는 점에 유의해야 한다. 사출기에 리그라인드를 활용하는 것은 리그라인드 재료 가공에서 발생하는 일정 수준의 분진과 유지 비용이 불가피하다. 분쇄를 위한 밀폐된 공간을 만들어 그 안에서 리그라인드를 처리하면 성형작업 현장이 분진으로 인한 부작용이 발생하지 않도록 하는 데 큰 도움이 된다.

리그라인드 원료를 오염물질로부터 분리시키고 다른 원료와의 교차오염 발생이 없도록 유지하는 것은 재가공에 있어 매우 중요하다. 스크랩의 재사용 프로세스에 관여할 모든 인력에 대한 폭넓은 교육 또한 원료 재가공의 성공에서 매우 중요하다.

리그라인드 가공을 위한 가장 첫 번째 조처는 생산 현장에서 스크랩을 완전히 제거하는 것이다. 리그라인드의 사용이 정말 필요한 경우라면, 현장 생산과정에서 손실된 원료를 완전히 다시 사용할 수 있도록 재처리 계획을 치밀하게 짜야 한다. 원료의 재사용은 생산 제어라는 관점에서는 바람직한 방법은 아니지만, 원료 손실을 이 방법을 통해서라도 제어할 수 있어야 수지 구매 비용에서 투자수익률을 보장받을 수 있다. 

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