LVT押出機の吐出不安定と廃棄率が高い原因|スクリュー・バレルの改善策

プラスチック押出成形(LVT押出プロセス)において、吐出量の不安定、気泡、ボイド(空洞)、品質のばらつきといった問題が発生した場合、多くの企業はまず温度やスクリュー回転数、原料配合の調整から着手します。しかし、調整を重ねても問題が改善されない場合、本当に見直すべきなのは、スクリューとバレルの設計が原料特性と安定供給というプロセス要件に適合しているかどうかです。

お客様の事例:吐出不安定・製品の気泡・スクリュー短寿命という三大課題

あるプラスチック床材メーカーの生産現場では、以下の三つの問題が発生していました。

● LVT押出機で吐出が安定しない:

生産量の変動が大きく、回転数を一定に保っても「詰まった後に急に吹き出す」サージング現象が発生し、機内での樹脂の流れが安定しませんでした。

● 気泡とボイドはスクリューの問題か、温度の問題か:

原料の加熱により発生したガスを十分に排出できず、ボード内部に気泡が生じ、製品密度とその後の溝加工品質に悪影響を及ぼしていました。

● スクリュー破損のリスクが高すぎる:

過去に極めて頻繁なスクリュー破損を経験しており、装着後1週間足らずで破損した深刻なケースもありました。

これらの問題は本当に原料が原因なのか?

高充填炭酸カルシウム材料の加工では、生産時に一定比率の炭酸カルシウムを添加し、同時にリサイクルペレットを併用します。しかし、高充填炭酸カルシウムの加工にはいくつかの課題があります:

• 炭酸カルシウムと樹脂ベース材料を均一に混練できるか?
• リサイクルペレットの粒径のばらつきが供給の安定性に影響しないか?
• 加熱により発生するガスをスムーズに排出できるか?
• スクリュー設計は材料特性に適合しているか?

異なる原料特性と製品要求に対して、スクリュー・バレル設計の評価ポイントは主に以下の通りです:

● 供給安定性の向上:

原料を連続的かつ安定的に可塑化ゾーンへ送り込み、吐出量の変動を抑えます。

● 混練均一性の強化:

炭酸カルシウムと樹脂ベース材料の分散性を高め、製品の一貫性を改善します。

● 可塑化効率の最適化:

可塑化過程でより安定した溶融品質を確保し、品質変動のリスクを低減します。

● ベント(排気)効果の改善:

原料の加熱により発生するガスの残留を減らし、気泡やボイドを最小限に抑えます。

● 設備寿命の延長:

プロセス要件に適合した設計により、異常摩耗や設備損傷のリスクを低減します。

廃棄率の低減は、エネルギーコストの削減でもある

省エネというと設備の消費電力削減を思い浮かべる方が多いですが、製造業にとってより重要なのは無効な生産を減らすことです。品質問題で製品が廃棄される場合、原料・電力・人件費・設備稼働時間はすでに投入されているにもかかわらず、価値を生み出せません。

したがって、吐出がより安定し、混練がより均一になり、排気の問題が改善されれば、歩留まりの向上だけでなく、廃棄物の削減、手直しや停機調整の回数の低減にもつながり、生産コストとエネルギーの浪費をさらに抑えることができます。

専門パートナーの選定で、設備性能の価値を最大限に

材料・製品・プロセス要件が異なれば、必要とされるスクリューとバレルも異なります。南允工業はスクリュー・バレルの設計製造において長年の経験を持ち、お客様の原料特性、設備条件、プロセス要件に基づいて問題の原因を評価し、改善のご提案をいたします。

吐出不安定、気泡、混練不良、スクリューの異常摩耗などの問題でお困りの際は、お気軽にお問い合わせください。最適な改善策を共に見つけましょう。