プラスチック押出成形

プラスチック押出成形は、ビーズ、ペレット、またはグラニュール状の樹脂を用いて、連続した均一な形状を成形する加工方法であり、その高い効率性と柔軟性が特長です。単純な形状から複雑な形状まで、均一なプロファイルを成形することが可能です。成形ダイを用いることで、さまざまな断面形状を与えることができます。得られた連続形状は、その後切断され、配管や建設用の小型構造部品、あるいは食品包装用のプラスチックシートやフィルムなど、さまざまな産業用途に対応する多様な製品へと加工されます。押出前の材料準備工程は真空下で行われ、高い製品品質を確保するとともに、有害となる可能性のあるガスや蒸気を安全に除去します。

最初の工程では、原料（通常は粒径の異なる樹脂ペレット）がフィードホッパーを通じて押出機に供給されます。回転スクリューにより、ペレットは加熱されたバレル内を前方へと搬送されます。

バレル内部は連続的に真空状態に保たれ、「メルト脱ガス（真空脱気）」と呼ばれるプロセスにより、溶融樹脂中のガスが除去されます。樹脂が溶融する過程で各種ガスや蒸気が発生し、気泡を形成します。真空ポンプはこれらの気泡を樹脂メルト中から穏やかに引き抜き、ダイへ移送される過程で発生する空気、蒸気、ガスを除去します。真空を使用しない場合、これらの気泡は冷却後の樹脂に欠陥を生じさせ、製品品質に悪影響を及ぼします。真空メルト脱ガスはこの問題を解決し、 ボイドやその他の欠陥を含まない高品質な製品を実現します。さらに、発生するガスの中には人体や環境に有害なものが含まれる場合があります。この工程で真空ポンプにより回収することで、大気中への放出を防ぎ、適切に処理することが可能になります。

均一化された溶融樹脂は押出機の末端でダイへと均一に押し出されます。ダイは所定の開口形状を持つ厚肉の金属部品で、 ここを通過することで樹脂は連続的にその断面形状を形成します。プロファイル押出成形のような複雑形状にも対応できるほか、シート、フィルム、ストランドなどの単純形状の成形も可能です。

押し出された樹脂は冷却装置により冷却され、新たな形状のまま固化します。その後、用途に応じて切断、巻取り、またはコイル状に加工されます。

プラスチック押出成形プロセスに使用できる材料は多岐にわたります。大きく3つのカテゴリーに分類できます。

はい、プラスチック以外の幅広い材料も押出成形できます。押出成形は、食品業界で一般的に使用されています。代表的なものは、パスタ、スイーツ、シリアル、ペットフード、動物飼料などです。食品に加えて、ゴム、金属、粘土、セラミック製の商品の製造にも押出成形が使用されます。この汎用性により、押出成形はさまざまな業界で複雑な形状や均一な商品を作るするための貴重なプロセスになります。

その汎用性と高い生産効率により、プラスチック押出成形はさまざまな産業分野で活用されています。代表的な製品は以下のとおりです：

押出成形は、大量生産に最適な加工プロセスです。連続プロセスであるという特性から、プロファイル、チューブ、シートなどの各種形状を、高い品質を維持したまま大量に安定して生産することが可能です。

プラスチック押出成形は、他の成形方法と組み合わせて使用されることが多く、 例えば例えば押出されたシートはその後、真空成形に用いられる場合があります。しかし、複数の成形方法が選択可能な場合でも、押出成形にはいくつかの優位性があります。

押出成形は、長尺の連続プロファイルを生成する大量生産に適した加工方法であり、その後必要に応じて切断することが可能です。この方法では三次元形状ではなく断面形状を成形しますが、その断面形状は複雑なものにも対応できます。また、押出成形は、各形状を個別に成形する必要がある真空成形や射出成形と比べて、高い生産性（スループット）を実現できます。さらに、最終プロファイルのトリミング工程が不要なため、真空成形や射出成形と比較して廃材の発生が少ない点も特長です。加えて、例えば生産終了時に発生する端部の不良材などの廃材は、その場で装置に戻して再利用することが可能です。

プラスチック押出成形は、その特性上、適切に管理されない場合には環境に大きな影響を及ぼす可能性があります。樹脂の溶融時に発生するガスの中には、環境に有害なものが含まれる場合があります。しかし、Buschの真空ポンプを使用することで、これらのガスを確実に回収し、適切に処理することが可能です。

さらに、当社の真空ポンプは高いエネルギー効率を備えており、設備全体の環境負荷低減に貢献します。PLASTEXユニットに統合された可変速ドライブにより、従来の固定速ポンプと比較して最大50%のエネルギーコスト削減が可能となり、製造プロセス全体のカーボンフットプリント削減にもつながります。また、プロセスそのものとしても、押出成形は廃材の発生が少ないという利点があります。未使用の樹脂や、工程末端で発生するトリミング材は、そのまま装置に戻して再利用することができ、資源の有効活用に寄与します。

Buschでは、押出プロセスに最適な各種真空ポンプを取り揃えています。PLASTEX脱ガスユニットは、プラスチック押出成形における脱ガス用途に特化したオールインワンソリューションです。MINKドライクロー真空ポンプ、セパレーター、および統合制御ユニットで構成され、高いエネルギー効率を実現します。

プロファイル押出成形には、DOLPHIN水封式真空ポンプおよびMINKドライクロー真空ポンプが最適です。いずれも脱ガス用途の厳しい要求に対応するよう設計されています。特にMINKはドライ方式のため、作動液を必要とせず、水の使用コスト削減に加え、回収したガスとの反応が発生しないという利点があります。

どのようなプロセスにおいても、お客様特有のニーズに最適な真空ソリューションをご提供します。ぜひお気軽にご相談ください。当社の専門スタッフがサポートいたします。

Buschの真空ソリューションは、世界各地のプラスチック押出プロセスで広く採用されています。ここではドイツにおける3つの事例をご紹介します。いずれもMINK真空ポンプが使用されています。

Bada AGは、2001年に新しいMINKクロー真空技術を導入した初期ユーザーの一社です。同社は医療技術、電子機器、家庭用品など幅広い分野向けにエンジニアリングプラスチックを製造しています。5本の押出ラインを有し、現在に至るまでMINK技術を継続して採用しています。

CompraXX GmbHでは、Buschの真空技術によりプラスチックメルトの脱ガスが行われています。同社は顧客向けに革新的なプラスチックコンパウンドの開発 製造を手掛けています。

PolyComp GmbHは、高機能エンジニアリングプラスチックを製造しています。同社でも、押出ラインにおいてMINK真空ポンプが脱ガス用途に使用されています。