二軸押出機の基本構造

二軸押出機は、モーターによって動力が供給され、減速機を介して適切な回転速度に制御された動力がスクリューに伝達されます。スクリューは二本あり、バレル内で互いに噛み合う形で回転し、原料を搬送しながら、剪断力と圧縮力を加えて溶融・混錬を行います。バレルにはヒーターが取り付けられ、温度制御により材料の状態を最適に保ちます。

スクリューの形状や回転速度、バレルの温度によって、最終的な製品の品質や性能が大きく左右されます。以下のような主要部品や付帯設備によって、基本的な二軸押出機は構成されます。

ホッパー / Hopper

材料の投入部です。ここから原材料が押出機内に供給され、全体のプロセスが始まります。

バレル / Barrel

材料が輸送される構造で、内部にスクリューが配置されています。材料の温度や圧力を管理し、加熱や冷却のためのジャケットが装備されている場合もあります。複数のバレルで構成されていることが多く、加工の段階に応じて温度を調整します。

ヒーター / Heater

バレルに取り付けられており、材料の温度を調整します。材料が適切な温度で加工されるよう、加熱が行われます。

スクリュ/ Screw

二軸押出機の最も重要な部品要素です。2本のスクリューがバレルの中に配置され、回転します。スクリューの形状や配置は混練や材料の混練効率に大きく影響します。様々な役割を持つスクリュエレメントを組み合わせることにより、材料の輸送、分散・分配混練を行い、出口へ送り出します。

減速機 / Gearbox

モーターの回転力をスクリューに伝達するための機構です。スクリューの回転速度やトルクを調整する役割を果たします。

モータ / Motor

押出機全体を動かす動力源です。回転速度やトルクを制御することで押出の性能を調整します。

ダイヘッド / Die Head

押出された材料を成形する部分です。材料がここを通過するとき、特定の形状に成形されます。ダイは製品の形状に合わせて交換が可能で、製品の種類に応じて設計されます。

二軸押出機の動作原理とプロセス

動作原理としては、材料がホッパーから供給され、スクリューの回転によって前方に移動します。スクリュー同士が噛み合う構造のため、材料は圧縮されながら混ぜ合わされ、均一な状態にされます。圧力や温度のコントロールが重要であり、必要に応じて熱を加えることで材料の融解や反応を促進します。

材料供給 / Feeding

フィーダーを用いることにより、ホッパーからスクリューへ原料が供給されます。スクリューの回転により、原料は前方へ移動します。

加熱・溶融 / Heating and Melting

ヒーターによってバレル内の原料が加熱され、固体から液体または溶融状態に変化します。温度管理はとても重要であり、溶融温度を精密にコントロールする必要があります。

分散・分配混合/ Dispersive and Distributive Mixing

スクリューが材料を押し進めると同時に、材料が混練されます。スクリューフォーメーションにより、分散性や均質性が向上し、材料の特性が最適化されます。分散・分配のメカニズムや技術情報は以下のページでも紹介しています。

【技術情報】二軸押出機の分散分配混合

脱揮/ Degassing

樹脂材料の中に含まれるガスや水分が、プロセス中に発生することがあります。これを除去するために、脱気ゾーンが設けられています。ベントから不要なガスや水分が排出され、製品の品質を高めます。

押出 / Extrusion

最後に、溶融された材料がダイを通じて押し出され、最終的な形状に加工されます。冷却システムを利用することにより、材料が固化し、完成した製品となります。