오늘날 고분자 소재는 현대 사회에서 널리 사용되는 다재다능한 신소재로 자리매김했습니다. 고분자 소재는 현대 사회 발전의 중요한 토대를 마련할 뿐만 아니라 첨단 기술의 지속적인 혁신을 위한 무궁무진한 동력을 제공합니다. 고분자 소재는 주로 공유 결합으로 연결된 수많은 반복 단위(단량체)로 구성된 고분자입니다. 이러한 소재는 가소성, 강도, 내열성, 화학적 안정성과 같은 고유한 특성 덕분에 신에너지 자동차, 스포츠 및 레저, 항공우주, 건설 및 건축 자재 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 그중에서도 폴리에틸렌(PE)은 대표적인 고분자 소재입니다. PE의 분자 사슬은 중합 반응으로 연결된 수많은 에틸렌 단량체로 이루어져 있습니다. 우수한 기계적 특성과 저온 인성 덕분에 폴리에틸렌 발포 소재는 널리 사용됩니다. 폴리에틸렌 소재의 응용 및 개발 과정에서 분자량의 크기와 분포는 소재의 용융 온도와 용해도에 영향을 미치고, 궁극적으로 가공 성능에 영향을 줍니다. 분자 사슬의 배열(결정성)과 측쇄기의 극성은 재료의 경도, 투명도 및 열팽창 계수를 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 분자 사슬의 무작위 배열로 인해 결정성이 낮고 유연성이 뛰어나 비닐봉투 제조에 적합합니다. 반면 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 결정성이 높아 강도와 강성이 우수하여 내구성이 뛰어난 플라스틱 제품 제조에 적합합니다.
폴리에틸렌 소재 생산 공정에서 기계 장비는 소재 준비의 기본이 되며 중요한 역할을 합니다. JWELL 인텔리전트 장비 제조 유한회사(이하 “JWELL”)는 플라스틱 압출 성형 장비의 연구 개발 및 제조에 전념하는 하이테크 제조업체입니다. JWELL은 폴리머 발포 소재 압출 장비 제조와 포괄적인 전문 기술 서비스에 중점을 두고 있으며, 전 세계 중고급 사용자들의 요구를 충족하는 플라스틱 압출 장비를 세심하게 생산합니다.
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XPE: 유사 제품 대비 우수한 성능을 자랑하는 자유형 연속 발포 소재
XPE는 저밀도 폴리에틸렌 수지, 가교제 및 발포제를 고온 연속 발포 공정을 통해 제조하는 화학적으로 가교된 폴리에틸렌 발포 소재입니다. 높은 인장 강도, 미세한 기공 구조 및 가벼운 질감을 특징으로 합니다. 일반 PE 소재에 비해 탄성, 내구성, 내광성 및 물리적 충격 저항성이 우수합니다. 또한 XPE 자체는 화학적 안정성이 뛰어나 분해가 어렵고 무취이며 탄성이 우수하여 건축 분야(방음층, 단열층) 및 보호 완충재(바닥 매트, 포장재 충전재, 서핑보드) 분야에 널리 사용됩니다.
XPE 발포 소재는 혼합 과립화 → 마스터 시트 압출 → 수평 발포로 발포 공정을 통해 얻어집니다.
즉, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 같은 플라스틱 소재를 화학 발포제 및 가교제와 각각 혼합한 후, 혼합 과립화를 통해 발포 마스터배치와 가교 마스터배치를 얻는다.
그런 다음, 두 가지 마스터배치를 비율에 따라 LDPE 원료와 함께 단일 스크류 압출기에 투입합니다. 용융 압출 후, 시트 금형을 통해 3롤 캘린더로 보내져 성형 과정을 거쳐 XPE 마스터 시트 코일로 말아집니다.
다음으로, XPE 마스터 시트 코일을 풀어서 수평 발포로에 넣어 발포시킵니다. 순환하는 고온 공기가 발포를 진행하며, 재료 내의 발포제와 가교제가 작용하여 시트를 3차원 방향으로 발포시켜 균일한 기공을 가진 XPE 발포 코일을 얻습니다.
이 발포 공정으로 제조된 XPE 폼 소재는 다음과 같은 기본 특성을 가지고 있습니다.
완충 기능: XPE는 반경질 발포 소재입니다. 강한 충격을 받아도 본래의 기능을 잃지 않고, 정밀 기기, 반도체 패키징 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다. 또한, 성형성이 뛰어나 스포츠 보호구 및 레저 용품 생산에도 적합합니다.
성형성: XPE는 내열성이 뛰어나고 연성이 우수하며 밀도가 균일하여 진공 성형, 열성형 등 다양한 형태의 부품 성형이 가능합니다. 따라서 자동차 에어컨 증발기, 자동차 열압착 천장재 등 자동차 내장재 및 신발 소재 분야에서 널리 사용됩니다.
흡음성: XPE는 흡음 및 소음 감소 기능을 갖추고 있어 항공기, 철도 차량, 자동차, 전기 모터와 같이 소음이 심한 장비 및 환경에서 흡음 및 방음재로 사용하기에 적합합니다.
단열성: XPE는 미세한 독립 기포 구조로 이루어져 있어 공기 대류로 인한 열 손실을 효과적으로 줄여줍니다. 단열 파이프 및 단열 보드 생산에 적합하며, 결로 방지 기능도 있어 냉장고, 에어컨, 냉동 창고 등 습한 환경의 단열재로 사용할 수 있습니다.
뿐만 아니라, XPE 발포 소재는 뛰어난 단열성뿐만 아니라 방수 및 방습성, 부드럽고 가벼운 특성, 저온 저항성, 노화 방지성까지 갖추고 있습니다. 많은 국가에서 주택 건설 및 냉난방 시스템의 단열재로 XPE를 사용하고 있습니다. 또한, XPE는 삼협댐, 남북 수로 사업, 베이징 지하철과 같은 대규모 프로젝트에서 방수재로도 사용되었습니다.
XPE 폼 소재의 생산 및 준비 측면에서 JWELL은 이미 성숙한 XPE 폼 코일 생산 라인을 보유하고 있습니다.
1) 주요 구성 요소
내부 혼합 과립기
LDPE와 DCP/AC를 혼합하여 균일한 과립을 만듭니다. 과립화 공정은 75L 내부 믹서 - 자동 엘리베이터 - 이중 손목 공급기 - 직경 150mm 단일 스크류 압출기 - 공랭식 편심 열절삭 과립화 헤드 - 편심 열절삭 후드 - 2차 사이클론 분리기 - 진동 스크린 - 공기 주입식 사일로로 구성됩니다.
150/28 마더 시트 압출기 (마더 시트 압출)
펠릿 형태의 원료와 LDPE를 다양한 비율로 혼합함으로써 여러 종류의 시트를 생산할 수 있으며, 이를 통해 다양한 종류와 규격의 제품을 생산할 수 있습니다. 현재 사용 중인 모재 압출기는 150/28과 170/28입니다.
XPE 발포로
JWELL의 XPE 발포로의 주요 구성 요소는 언와인더, 견인기, 3단 수평 발포로, 냉각 및 성형기, 교정기, 트리밍기, 견인기, 권취기입니다. 비용 절감을 위해 전기 가열 대신 천연가스를 사용합니다.
(2)주요 적용 분야
자동차 매트
현재 시중에 판매되는 대부분의 자동차 매트는 가죽, XPE, 퀼팅 소재로 만들어집니다. 그중 XPE 폼 소재는 부드럽고 내마모성이 뛰어나며 친환경적입니다. 가죽에 열 코팅을 하면 퀼팅 기계를 사용하여 다양한 형태의 완전 밀폐형 매트를 제작할 수 있습니다. 따라서 접착제가 필요 없고 안전하며 친환경적이어서 시장에서 활발하게 보급되고 있습니다.
기어 다니기 매트
XPE 폼 소재는 친환경적이고 무독성이며, 내마모성, 미끄럼 방지 및 충격 흡수성이 뛰어나 아기 기어 다니기 매트에 매우 적합합니다.
3D 입체 벽 스티커
무독성 소재로 아기의 연약한 피부에 부작용을 일으키지 않습니다. 방음 및 소음 차단 효과가 뛰어나며, 소재 내부의 폐쇄형 셀 구조는 소음을 흡수하고 줄여줍니다. 방수 및 방습 기능이 우수하여 소재가 물을 흡수하지 않으므로 벽 스티커 표면이 부분적으로 손상되더라도 전체적인 방수 및 방습 효과에는 영향을 미치지 않습니다. 오염 방지 및 세척이 용이하며, 소재 표면에 보호 절연 필름이 있어 물티슈로 닦아내면 새것처럼 깨끗하게 유지할 수 있습니다. 안전하고 충돌 방지 기능이 뛰어난 반경질 폼 소재는 충격을 흡수하고 속도를 줄여주어 아기의 미끄러짐과 낙상을 효과적으로 방지합니다.
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IXPE: 친환경적이고 건강한 방사선 조사 처리 기술을 사용하여 국제 환경 기준을 충족하는 기능성 소재
IXPE 발포 소재는 전자 방사선 가교 폴리에틸렌 발포 소재라고 불립니다. 폴리에틸렌을 주원료로 하고 여러 보조 재료를 혼합하여 압출 성형한 후, 친환경적인 방사선 조사 처리 기술을 통해 이온 방사선의 작용으로 생성된 가교 결합이 기저 소재의 원래 구조를 변화시켜 독립적인 폐쇄형 셀 구조를 형성하는 첨단 고급 폐쇄형 셀 발포 소재를 생산합니다.
이 제품은 매끄러운 외관과 편안한 촉감, 우수한 가공성을 자랑합니다. 미세하고 균일한 기공으로 강하고 유연하며, 탁월한 방음, 단열 및 보온 효과를 제공합니다. 또한 낮은 흡수율을 가지며, 탄성, 내후성, 내노화성, 내곰팡이성, 내화학성 등 국제 환경 기준을 충족하는 기능성 소재입니다.
JWELL에서 제조하는 IXPE 방사선 가교 폴리에틸렌 폼 시트는 폴리에틸렌 또는 다양한 충전제를 첨가한 변성 폴리에틸렌을 압출하고, 전자 가속기 방사선을 이용하여 가교(화학적 가교제 미사용)시킨 후, EU RoHS 규격(중금속 및 할로겐 첨가물 미사용)을 준수하고 고온에서 발포하여 폴리머 폼 소재를 얻는 공정을 거칩니다. 가스 연소식 고속 수직 발포로는 보조 장비를 포함하여 총 소비 전력이 약 70kW에 불과하며, 천연가스를 연료로 사용하고 발포 라인 속도는 20m/min 이상에 이릅니다.
JWELL IXPE 폼 소재의 주요 적용 분야:
전자제품
초박형 PE 방수 폼; 방수 골판지 솔루션; 밀봉재; 폼 테이프 기판.
자동차 분야
신에너지 배터리 + 배터리 셀 완충 절연재; 신에너지 배터리 절연 패드, 프레임 씰; 송유관 외부 포장재; 자동차 배선 하니스, 환기 파이프, 에어컨 콘덴서 트레이; 자동차 백미러 폼, 계기판 보드, 선바이저 내장 폼, 천장 내장재, 도어 방수 멤브레인, 도어 트림.
건설 분야
수출용 바닥 방음 패드; 지붕 단열재; 파이프 단열재; 바닥 방음 패드.
의료 분야
의료용 지지 라이닝; 의료용 전극 시트.
완충 포장재
신에너지 리튬 배터리 모듈 절연재; 밀봉 가스켓; 정전기 방지 폼; 수하물 완충재.
스포츠 및 레저
충전재가 없는 충격 흡수 잔디; 인조 잔디 충격 흡수 패드; 스포츠 매트; 수영 보드 및 구명조끼; 칼집, 헬멧 및 장갑.
특수 기능 제품
IXPE 단열재, 보습 단열 폼; 렌즈 미끄럼 방지 패드; 에어컨 단열 파이프; 태양광 패널 템플릿 밀봉재.
03
생산 과정과 성능은 다르지만, 앞으로 큰 잠재력이 있습니다.
XPE와 IXPE는 모두 폴리에틸렌 계열의 발포 소재로, 다수의 미세 기공 구조를 포함하고 있으며, 합성 수지를 기반으로 발포제 및 기타 보조 재료를 첨가하여 발포하는 방식으로 제조됩니다. 두 소재 모두 경량성, 단열성, 쿠션성, 충격 흡수성, 방음성, 방수성 등의 우수한 특성을 지니고 있습니다. 그러나 제조 공정 및 성능 면에서 차이가 있으므로 혼동해서는 안 됩니다.
공정 측면에서 XPE 발포 소재는 화학적 가교 발포 공정을 사용합니다. 이 공정은 저밀도 폴리에틸렌 수지에 가교제와 발포제를 첨가하여 고온 연속 발포 방식으로 제조됩니다. AC 발포제는 고온에서 다량의 가스를 방출하여 수많은 기포를 형성하고 기공을 만듭니다. 동시에, 화학적 가교 반응을 통해 폴리에틸렌 분자가 분자 가교를 완료하여 기포 표면에 부착되어 기공 구조를 형성하고 발포 소재를 생성합니다.
IXPE는 전자빔 조사 가교 발포 공정을 사용합니다. 발포제 및 기타 첨가제를 넣은 후, 폴리에틸렌 원료를 먼저 혼합하고 압출합니다. 산업용 전자 가속기에서 생성된 고에너지 전자빔은 이온 방사선을 이용하여 원료에 작용하여 가교를 일으켜 기본 재료의 원래 구조를 변화시키고 네트워크 구조를 형성한 다음, 발포하여 치밀한 폐쇄형 셀 구조의 발포 재료를 생산합니다.
성능 측면에서, 동일한 배율에서 XPE 폼의 기공은 IXPE 폼보다 더 거칠고, IXPE는 미세한 독립 기공 구조를 가지고 있어 수분 분자의 침투를 효과적으로 차단하여 흡수율이 0.01g/cm² 미만이며 박테리아 번식에 적합한 환경을 제공하지 않습니다. 동일한 배율 및 두께에서 IXPE 폼은 기계적 특성, 방음, 방수 및 단열 성능이 XPE 폼보다 우수합니다.
또한, XPE는 거친 표면 질감으로 가정 및 건설 프로젝트에서 단열 보호막을 제공하는 데 탁월한 성능을 발휘하는 반면, IXPE는 섬세하고 매끄러운 표면과 미세한 기공으로 정밀도가 매우 요구되는 의료 재료 및 전자 산업에서 선호되고 있습니다. XPE든 IXPE든, 단열성, 내열성, 인장 및 인열 강도, 특히 환경 친화성 측면에서 두 소재 모두 시장에서 대체하기 어려운 탁월한 성능을 자랑합니다.
2024년 9월 3일부터 5일까지 상하이 신국제엑스포센터에서 인터폼 차이나 2024 상하이 국제 발포소재 기술산업전시회가 개최됩니다. 동시에 “발포소재의 재정의” 제4회 발포소재 및 응용 서밋 포럼이 열려 더욱 혁신적인 발포 제품과 첨단 기술을 공동으로 모색하고 발포소재 분야의 산업적 도약을 도모할 예정입니다!
JWELL 지능형 장비 제조 유한회사는 E13 부스에서 다양한 제품을 선보일 예정이며, 고객 및 파트너 여러분의 방문을 진심으로 환영합니다!
JWELL 지능형 장비 제조 유한회사 소개
JWELL 인텔리전트 장비 제조 유한회사는 JWELL Machinery 산하의 전문 기업으로, XPE/IXPE 및 일반 판재 생산 라인을 주력 사업으로 하고 있습니다. 하드웨어 통합과 기술 발전을 통해 JWELL 인텔리전트 장비 제조 유한회사의 플라스틱 압출 장비는 합리적인 구성, 첨단 기술, 고품질, 그리고 합리적인 가격을 제공합니다. JWELL 그룹의 강력한 브랜드 지원과 탁월한 사후 서비스 강점을 바탕으로, JWELL 브랜드와 함께 세계 시장으로 진출하여 다양한 응용 분야에서 결실을 맺고, 사용자에게 최고의 공급업체로 자리매김할 것입니다. 기업의 미래는 사용자에게 달려 있습니다. 강력한 혁신 역량과 고품질 제품을 통해서만 사용자의 요구를 충족하고 장기적인 상호 이익을 달성할 수 있습니다. 이것이 바로 JWELL 인텔리전트 장비 제조 유한회사가 앞으로 나아가고자 하는 방향입니다.
게시 시간: 2024년 7월 26일