“분말의 본질을 파악하는 것”은 매우 어려운 일입니다. 동종업계의 기술자들 사이에서는 “분말 기술”이라고도 합니다. 당사는 오거필러 통하여 분말을 다루는 기술에 대한 지식과 경험을 쌓았고 여러 조건에서 좋은 결과를 축척해 왔습니다.
이 글에서는 분말을 다루는 요점과 저희의 연구 및 솔루션을 소개하고자 합니다.

분말의 특징

파우더는 대략 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 하나는 “자유 흐름”이라고 하며, 이는 흐르기 쉽다는 의미입니다. 예를 들어 파우더를 손에 쥐고 손을 폈을 때 파우더가 바로 흐트러지며 쏟아지면 자유 흐름 파우더라고 합니다. 다른 하나는 “비자유 흐름”이라고 하며, 이는 파우더가 손을 폈을 때 움켜쥔 모양 그대로 유지된다는 의미이며 다른 말로 가루의 밀도와 입자가 작다는 말이기도 합니다. 이러한 파우더 특성은 흐름성입니다. 파우더의 흐름성은 “Carr’s index”로 표시됩니다. 지수 차트는 “압축성”, “안식각”, “주걱 각도” 및 “응집력(균일성)”의 값을 보여줍니다.

압축성

압축성은 “느슨한 체적 밀도”와 “꽉 조이는 체적 밀도”의 차이의 비율로 계산할 수 있습니다. “느슨한 체적 밀도”는 자유 낙하로 분말을 용기에 부을 때의 밀도이고, “꽉 조이는 체적 밀도”는 분말을 용기에 부은 후 용기를 두드려서 얻은 밀도입니다. 차이가 작을수록 분말 입자 사이의 거리가 자연스럽게 가까워지므로 압축성이 낮고 유동성이 높다고 합니다. 반대로 차이가 클수록 분말 입자 사이의 거리가 자연스럽게 채워지지 않아 외부 요인에 의해 압축성이 높아집니다. 즉, 유동성이 낮고 분말이 쉽게 흐르지 않는다고 분류할 수 있습니다.

안식각

안식각은 분말이 자연스럽게 쌓일 때의 경사와 수평 레벨에 의해 얻어진다. 분말의 유동성이 높으면 분말이 쉽게 움직이고 흐르므로 분말 더미가 낮아지고 안식각이 낮아집니다.

분말의 유동성이 낮으면 분말이 분말 더미에 머물러 있으므로 안식각이 커집니다.

주걱의 각도

주걱의 각도는 주걱을 분말 더미에 수평으로 삽입한 후 주걱을 들어올릴 때 발생하는 경사와 수평 레벨에 의해 얻어지는 각도 입니다. 안식각도와 마찬가지로, 유동성이 높으면 각도가 낮아지고 유동성이 낮으면 각도가 높아집니다.

응집력(균일성)

응집력은 분말을 체질할 때 남은 분말의 양에 의해 얻어진다. 분말의 응집력이 높으면 분말 입자가 서로 달라붙어 떨어지기 어렵습니다. 떨어지는 분말의 양이 적으므로 분말의 유동성이 낮다는 것을 의미한다. 반면에 분말의 응집력이 낮으면 분말이 체에서 떨어지기 쉽기 때문에 떨어지는 양이 많다. 이는 분말의 유동성이 높다는 것을 의미합니다.

위의 지수 값에서 유동성은 7단계로 평가됩니다. 지수가 90-100이면 “매우 좋음”, 80-89이면 “보통 좋음”, 70-79이면 “좋음”, 68-69이면 “보통”, 40-59이면 “나쁨”, 20-39이면 “나쁨”, 0-19이면 “매우 나쁨”으로 평가 됩니다.

분말의 유동성 외에도 고객님의 제품에 가장 적합한 기계를 제공하기 위해, 지정된 높이에서 분말을 떨어뜨려 분산을 조사하거나, 입자가 클 경우 오거 내부에서 분말이 균열되는지, 제품 속의 염분이 기계 부품에 영향을 미쳐 녹이 발생하는지 등을 체크합니다.

파우더로 인한 문제와 해결책

위에서 언급한 파우더의 특성에 따라 충진 과정에서 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 다음은 오거필러로 파우더를 공급할 때 발생할 수 있는 실제 문제와 이러한 문제에 대한 조치 및 최종적으로 도달한 솔루션입니다.

분말 재밍

유동성이 나쁜 분말은 호퍼 내부에서 끼임 현상이 발생하는 경향이 있습니다. 오거 충진기가 오거 회전으로 공급되는 분말의 양을 조절함에 따라 분말 끼임은 충진 볼륨에 변화를 일으킬 것입니다. 끼임에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 “쥐구멍”이라고 하는 것으로, 호퍼 내부의 분말 주변 영역이 벽처럼 응집하여 분말 중앙에 구멍이 생깁니다. 다른 하나는 “브리지” 라고 하는 것으로, 분말이 배출될 때 중앙에 뭉쳐 딱딱해지고 아치 모양의 브리지가 생깁니다. 이러한 현상에 대해 당사는 다음과 같은 해결책을 제시하고 있습니다.

저속 아지테이터, 고속 아지테이터

저속 아지테이터는 홋퍼 내부에서 회전하여 분말이 벽에 달라붙도록 교반합니다. 또한 교반을 통해 분말 유동성을 균일하게 하는 역할을 합니다. 고속 교반기는 호퍼 내부 하부에 설치되며, 배출 영역에 근접하여 고속으로 회전하여 분말이 산소를 포함하고 유동성이 더 좋아지고 쥐구멍이나 브릿지가 생기는 것을 방지합니다.

저속 아지테이터의 우려 사항은 과립 제품이 파손되거나 제품에 오일이 포함되는 경우 교반으로 인한 반죽화가 수 있다는 것입니다. 그러나 이러한 우려 사항은 아지테이터의 모양을 변경하거나 동작을 조정하면 해결할 수 있습니다.

실표면의 오염

실링면 오염은 파우더 걸림과 마찬가지로 파우더 충진에서 중요한 문제입니다. 여기서 말하는 오염이란 파우더가 실링면 사이에 남아 있는 현상입니다. 한 사이클 충진이 완료되면 다음 파우더를 충진할때 오거필러의 끝 단(퍼널)에서 멈추지 못하고, 소량의 파우더가 의도치 않게 떨어지게 되면 이 가루들이 실링면에 부착되게 됩니다. 이로 인해 실링 성능이 저하되고 제품의 품질이 저하 되는 현상을 초래 합니다.

tam은 부품과 장치를 사용하여 실링 오염에 대한 몇 가지 옵션을 제공합니다.

스타링, 링, 와셔

스타링, 링, 드립워셔는 필러 퍼널 끝에 설치하는 부품입니다. 이 부품들은 파우더를 고정하고 떨어지는 것을 방지하기 위해 장착됩니다. 파우더의 특성에 따라 크기와 모양을 변경하여 정확도를 조정합니다.

탈기(脱気)

탈기 장치는 유동성이 나쁜 비자유 유동 분말에 사용됩니다. 깔때기 끝에서 탈기되어 떨어지는 것을 방지하기 위해 분말을 응집시키는 효과가 있습니다. YouTube 채널의 참조 동영상을 시청하세요:

자사의 테스트룸

앞서 설명한 분말에 대한 설명이 분말을 이해 하는데 도움이 되셨으면 합니다.
분말 제품을 취급하는 것은 꽤 까다로우며, 충진 및 포장을 위한 시행착오 과정을 경험하는 것은 어쩌면 필수적인 과정입니다. tam은 자사공장에 테스트 룸을 갖추고 있으며, 고객에게서 공급받은 샘플 제품을 적절히 선택된 옵션 장치 및 제품에 맞는 부품이 있는 기계에서 시험해 볼 수 있도록 합니다. 당사는 충진기(오거필러)와 포장 기계를 모두 제조하는 전세계도 드문 제조사 이기 때문에 적절한 대응과 제안이 가능합니다.

귀사의 포장 분말 제품에 문제가 있으시다면 언제든지 문의해 주시면 오랜 역사와 확실한 경험으로 지원해 드리겠습니다.

연락처: tam-overseas@tam-tokyo.co.jp