プラスチック押出スクリューの設計と押出プロセスの種類

プラスチック押出成形は、生のプラスチックを溶融して連続プロファイルに成形する大量生産プロセスです。押出成形では、パイプ/チューブ、ウェザーストリップ、フェンス、デッキ手すり、窓枠、プラスチック フィルムとシート、熱可塑性コーティング、電線絶縁体などの製品が製造されます。

ネジの設計:

プラスチック加工ではネジの設計が重要です。それは主に 3 つの異なる機能を持っています。プラスチックの均一な溶融と混合、そして最終的には溶融した材料を金型に押し出す圧力を生成します。ねじの長さ (L) は、ねじの直径 (D) に対する L/D 比として表されます。通常、L/D 比は 24:1 として使用されますが、より多くのミキシングと出力を必要とする場合は、最大 32:1 まで増加する場合があります。スクリューの長さには、供給ゾーン、溶融ゾーン、計量ゾーンという 3 つのゾーンが考えられます。(a) 供給ゾーン: このゾーンでは、樹脂がホッパーからバレルに挿入され、チャネルの深さは一定です。(b)溶融ゾーン: プラスチック材料が溶融し、チャネルの深さが徐々に小さくなります。これは、転移ゾーンまたは圧縮ゾーンとも呼ばれます。(c) 計量ゾーン: 溶融プラスチックは均一な温度と圧力で混合され、金型に送られます。チャネルの深さはこのゾーン全体で一定です。

押出成形プロセスの種類

押出成形プロセスは、具体的な用途に応じて 7 つの異なるタイプに大別されます。(a)シート/フィルム押出成形この押出プロセスでは、溶融プラスチック材料がフラット ダイを通して押し出されます。冷却ロールは、シート/フィルムの厚さと表面の質感を決定するために使用されます。シートの厚みは0.2～15mmの範囲で製作可能です。プラスチック材料の薄い平らなシートまたはフィルムを作成できます。一般に、シート押出プロセスの原料としてポリスチレンプラスチックが使用されます。(b)インフレーションフィルム押出インフレーションフィルムプロセスでは、ダイは円形のプロファイルを備えた垂直シリンダーのようなものです。溶融プラスチックは、一対のニップローラーによってダイから上方に引き上げられます。圧縮空気はチューブを膨張させるために使用されます。ダイの周囲にはエアリングが取り付けられています。エアリングの目的は、フィルムが上方に移動するときにフィルムを冷却することです。ダイの中心には空気入口があり、そこから圧縮空気が円形プロファイルの中心に押し込まれ、気泡が生成されます。押し出された円形の断面は、ダイの直径の 2 ～ 3 倍に大きくなる場合があります。気泡は崩壊プレートの助けを借りて崩壊します。ニップロールは気泡を平らにして、レイフラットと呼ばれるフィルムの二重層にします。フィルムの肉厚はニップローラーの速度を変えることで制御できます。レイフラットはロール状に巻き取ることも、希望の形状にカットすることもできます。レイフラットの底面は熱を加えてシールされ、さらに上に向かって切断されて開口部が形成されます。したがって、ビニール袋を作るのに使用できます。ダイの直径は 1 ～ 300 センチメートルまで変化します。一般に、このプロセスではポリウレタン プラスチックが使用されます。

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(c)オーバージャケット押出

電線被覆工程とも呼ばれます。このプロセスでは、裸線がダイスの中心を通して引っ張られます。ワイヤ上のコーティングに使用される押出ツールには、圧力ツールまたはジャケット ツールという 2 つの異なるタイプがあります。ワイヤとコーティングの間に密着または接着が必要な場合は、圧力工具が使用されます。接着が望ましくない場合は、ジャケット工具が使用されます。圧力ツーリングの場合、ワイヤーはダイ内に引き込まれ、そこではるかに高い圧力で溶融プラスチックと接触します。被覆工具の場合、金型の後にワイヤが延長され、溶融プラスチックがワイヤ上にカバーを形成します。裸線はダイを通して供給され、ダイから離れるまで溶融プラスチックと直接接触しません。ジャケットと圧力ツーリングの主な違いは、ダイに対するワイヤの位置です。

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(d)チューブ押出成形このプロセスでは、溶融プラスチックがダイを通して押し出され、ダイの内側にマンドレルを配置することによって中空の断面が形成されます。ダイの中心に多数のマンドレルを配置することで、特定の用途に合わせて複数の穴を備えたチューブを作成することもできます。(e)共押出共押出は、複数の材料層を同時に作成する押出プロセスです。基材の上に 1 つ以上の層を適用して、紫外線吸収、グリップ、マットな表面、エネルギー反射などの特定の特性を得るために使用されますが、基材は耐衝撃性や構造性能などの他の用途により適しています。インフレーションフィルム、オーバージャケット、チューブ、シート/フィルム押出などのプロセスのいずれにも使用できます。このプロセスでは、2 台以上の押出機を使用して材料を送り出し、材料を単一のダイに組み合わせて、材料を所望の形状に押し出します。層の厚さは、材料を送り出す個々の押出機の速度とサイズによって制御されます。(f)押出コーティング押出コーティングは、紙、箔、またはフィルムの既存のロールストック上に追加の層を作成するために使用されます。たとえば、紙の耐水性を向上させるためにポリエチレンコーティングが使用されます。押出コーティングの用途は、液体包装、印画紙、封筒、肥料包装用の袋の裏地、および医療用包装です。一般的にはポリエチレンやポリプロピレンが使用されます。