高い信頼性と最小限のメンテナンス原料供給工程の真空

Maulburg, Germany Bada AGは、多様な業界向けに高品質な熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマーを製造しています。2001年にBada AGは、押出成形中の溶融物の脱ガスにBuschの新しいMinkクロー真空技術を初めて採用しました。2001年当時、一般的に使用されていた水封式真空技術から、まったく新しいMinkドライクロー真空技術へ切り替えることは、勇気ある決断でした。2007年、Badaの新社屋への移転を機に、既存の5つの押出成形ラインと材料供給用の真空生成をすべてMinkクロー真空ポンプに置き換えるとともに、Badaは生産全体にわたって常時真空を供給するシステムを導入しました。
図1: BuschのMinkクロー真空ポンプは、Badaの押出成形機における原料供給と溶融物の脱ガス用途に採用されている真空ポンプで. Source: Busch Dienste GmbH
図1: BuschのMinkクロー真空ポンプは、Badaの押出成形機における原料供給と溶融物の脱ガス用途に採用されている真空ポンプで. Source: Busch Dienste GmbH

Bada AGは、1998年よりドイツ南西部のビュール市で、自動車、エレクトロニクス、スポーツ レジャー、建設、家具製造、医療技術、家庭用品などさまざまな産業向けに、高品質な熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーを生産しており、世界中の顧客に製品を提供しています。スペインに建設されたBadaの2つ目の工場では、2007年より同じ合成素材を製造しています。Badaは、小ロット製品を含むカスタム品に特化した合成素材のメーカーであり、 Badaの強みである専門知識は、顧客のアプリケーション要件に必要な製品特性を持った化合物の生産に活かされています。これらの特殊化合物は、さまざまに異なる製品群を形成しており、場合によっては小ロットの製造となるだけでなく、製造においては高度な柔軟性が求められます。開発および試験は、自社のハイテク研究所で行われています。ドイツとスペインにある2つの合成素材工場で、Badaは多種多様な化合物を並行して製造しています。押出し成形機上で随時配合を変更することができるため、迅速に特定の要件に対応することが可能です。この柔軟性は、製造プロセスの難しさを示唆しています。製造責任者であるMartin Wunsch氏は、プロセスの信頼性が絶対的な優先事項であり、すべての製造施設がそれに準じて設計されているという点を強調しています。 

創業当時、Badaは押出成形ラインに水封式真空ポンプを設置し、スクリュー部での溶融物の脱ガスに利用していました。初めてMinkを使うことになったのは2001年でした。同社が購入した新しい押出成形機にMinkクロー真空ポンプが搭載されていたためでした。作動液を使わない真空原理で、溶融物からガスやベーパーを吸引できるというのは、当時全く新しい技術でした。 


図2: Minkクロー真空技術:爪(クロー)の形をした2つのローターが真空ポンプ内で互いに接触せずに回転することで、真空を生成します. Source: Busch Dienste GmbH


したがって、この動作原理は、作動流体として水を必要とする水封式真空技術よりもメリットが大きいということになります。メンテナンス担当マネージャーのAlain Guckert氏は次のように当時を振り返っています。「水封式真空ポンプ1台につき、膨大な量の水が必要でした。Mink真空ポンプでは、水の供給や排出が不要であり、冷却水回路も必要ありません。このため、給排水設備の設置、使用、制御、メンテナンスなど、関連するすべての費用が不要になります。押出成形機のスクリュー部での溶融物の脱ガスにおいては、主に残留モノマー、水分、および油脂分を吸引します。水封式真空ポンプを利用すると、ベーパーやガスの混合物に含まれる揮発性の成分が水に溶け、水の廃棄にさらにコストがかさむというリスクがあります。

今では両方の工場で、合計14台の押出成形機が3交代制で使用されています。これらの押出成形機の総生産能力は、公称で年間4万トンです。それぞれの押出成形機の上流には、計量供給装置が設置されています。これにより、配合や色の再現性が高まります。平均的なバッチサイズの2,000 kg、4,000 kgの場合、配合の変更は1日当たり最大で12回にも上ります。 

サイロからミキサーおよび供給装置を経由して押出成形機へと材料が送られる全自動の原料供給工程と、完成した化合物の造粒機から包装工程用のサイロへの搬送工程は、Minkクロー真空ポンプを使用して行われます。これらの真空ポンプはすべて、簡単にアクセスできる方法で設置されています。作業は週休1日の3交代制で行われており、この間、すべての真空ポンプが常時稼働しています。搬送空気の量は、配合および基材の変更や量に応じて開閉の程度が変わるバルブにより全自動で制御されます。これにより、理想的な搬送フローにおいてできる限り衝撃が小さく、安全な方法で原材料が配管経由で搬送されるようになっています。メンテナンス担当マネージャーのAlain Guckert氏は、長い稼働時間にもかかわらず、必要な排気速度と指定した真空レベルを維持できるMink真空ポンプの絶対的な信頼性を称賛しています。Mink真空ポンプの運用とメンテナンスは、メンテナンス担当マネージャーである同氏の責任です。真空ポンプの1つの誤作動や不具合はすぐに押出成形ラインの製造中断につながることから、同氏は非常に慎重な姿勢で、毎日目視点検を実施しています。予防保全としてインレットフィルターの清掃または交換を四半期に1度、ギアオイルの交換を1年に1度実施しています。Alain Guckert氏によると、Minkの予防保全は他の種類の真空ポンプに比べて非常に軽微で済んでいるということです。 


図3: 製造担当マネージャー、Martin Wunsch氏(右)とメンテナンス担当マネージャー、Alain Guckert氏(左):「Minkクロー真空技術により、製造プロセス全体を通じた真空生成のための、効果的で信頼性の高いソリューションを選ぶことができた」とコメント. Source: Busch Dienste GmbH

真空生成に使用するポンプのタイプを1つに限定することのメリットは、製造担当マネージャーであるMartin Wunsch氏にとっても明らかです。メンテナンス部門の管理対象が1種類になれば負荷が非常に軽くなります。長年にわたり、Minkクロー真空ポンプは、一切の不具合もなく原料供給を担ってきました。複数種類の製造を担う押出成形機の脱ガスに同じ真空ポンプを使用する場合、製造する化合物が異なるため、頻繁なすすぎや清掃が必要となります。上流にサイクロン式のセパレーターを設置していますが、ベーパーの揮発性成分が真空ポンプに侵入しクラッキングすることを完全に防げるわけではありません。Alain Guckert氏は、このような場合に備えて移動式の交換用ポンプを用意しておき、クラッキングが発生した真空ポンプを速やかに交換できるようにしています。Mink真空ポンプは機能的なデザインのため、ユーザーのメンテナンス部門で簡単に開放、清掃することが可能です。


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