【技術情報】押出成形とは 

技術情報2024.10.16

熱可塑性プラスチックの成形方法

 

熱可塑性プラスチックは、熱が加えられてある温度以上になると溶け、これを冷却すると固まる性質を持っています。この性質を利用することにより、様々な樹脂製品が製造されます。

 

その熱可塑性プラスチックの成形方法には、押出成形、射出成形、中空成形、カレンダー成形など、数多くの成形方法があります。押出成形は、プラスチック成形における成形方法の一つです。

 

射出成形や一部のブロー成形は、成形金型内で樹脂を静止させて冷却し、固化させる方式です。これは、一度に一つの製品を作るバッチ生産方式であり、各サイクルで個別の製品が完成します。

 

押出成形の特徴

 

押出成形は連続的な生産を行う方式であり、全く異なる製造プロセスを持っています。ペレット状または粉末状のプラスチック原料は押出機によって加熱され、均一に溶融・混練され、特殊な金型によって所定の形状が決定されます。

 

このプロセスは途切れることなく連続して行われるため、大量生産に適しています。金型を変更することで、さまざまな形状の製品を製造することが可能です。

 

連続生産が可能な押出成形においては、従来のバッチミキサを使用した製造工程を新しい連続混錬プロセスに置き換える例も見られます。従来のバッチミキサでは、材料の滞留時間を長くすることができる利点があるものの、原料投入時の作業環境が問題となることもございます。これに対し、二軸押出機を使用することで、連続的なプロセスが可能となり、生産性の向上や作業環境の改善が期待されます。

 

押出成形の製品

 

では、プラスチック業界における押出成形製品を見ていきましょう。押出成形は、一般的には、押出機を用いることにより、断面一定の長いものを成形することが可能です。プラスチック素材やペレットの製造やレールをはじめとした異形押出材の生産に適した成形方法です。押出成形で作られる代表的なプラスチック製品には、シート・フィルム、フィラメント、パイプ、チューブ、モノフィラメントや異形製品などがあります。

 

押出成形の用途展開

水道管や医療用カテーテルなどのパイプ・チューブ、3Dプリンター用のフィラメント、包装材料やプラスチックボードなどのシート・フィルム、電線やケーブルの絶縁被覆があります。また、医療用の高精度チューブや機器部品、建築用のPVCパイプ、ケーブルダクト、雨どい、サイディングなども押出成形によって製造されています。

 

押出機はそのままで、付帯する金型設備である「ダイ」を変えることによって、樹脂ペレットから丸棒、板、パイプ、シート、フィルムやフィルム窓枠などの異形品など多様性に富んだ製品を、連続的かつ安定的に成形できる特徴を有しています。

 

樹脂ペレット成形の概要

 

プラスチック素材であるペレットの成形の全体像についてみていきます。ペレット成形における二軸押出機装置の全体構成について、ご紹介いたします。

 

まず、フィーダーと呼ばれる材料投入装置によって、押出機の上流側フィード部に材料が投入されます。その後、押出機のバレル内で材料が加熱されることにより、材料が溶融・混錬されます。下流部の先端に設けられたダイという形状を与える金型でストランド状に形成されます。そして、押出機から吐出された材料は冷却水槽や空冷コンベアで材料が冷却・固化し、最終的にはペレタイザで切断される流れとなります。

 

これらの装置構成が、材料の特性に適合せずに、十分な機能を発揮できない場合、製品品質のばらつきや低下を引き起こす可能性があります。

 

例えば、フィーダでは、適切にセッティングされていないと、設定した重量を吐出できません。また、冷却が不十分だと、材料が固まらずペレタイザで正しくカットすることができません。材料特性に合った押出機、並びに押出機付帯設備を選定することがとても大切です。

 

 

大阪の押出機専業メーカー 株式会社テクノベル

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