ストランド切れの原因と対策！二軸押出機で多いトラブル事例を徹底解説
- n6nomura
- 1 日前
- 読了時間: 4分
二軸押出機によるコンパウンド試作や量産において
よく発生するトラブルの一つが【ストランド切れ】です。
押出中にストランドが途中で切れてしまうと
ペレタイザーへの投入が不安定になり、生産効率の低下や
品質不良に繋がります。
特に、
・高充填フィラー配合
・セルロール、天然繊維系材料
・生分解性樹脂
・低粘度樹脂
・発泡系材料
等では、ストランド切れが起こりやすく、条件調整に苦労する
ケースも少なくありません。
今回は、二軸押出機で発生しやすいストランド切れの原因と
対策について、現場目線でわかりやすく解説します。
■ストランド切れとは？
●ストランド切れとは、ダイから吐出された樹脂ストランドが
途中で切断され、連続的にペレット化出来なくなる現象です。
軽微な場合は数本だけ切れる程度ですが、重度になると連続運転が
困難になる事もあります。
■ストランド切れが発生する主な原因
①樹脂温度が低すぎる
●最も多い原因の1つです。
樹脂温度が低いと溶融不足となり、ストランド内部に未溶融成分が
残ります。
その結果、柔軟性が不足して脆くなり、引っ張られた際に
切断されやすくなります。
※よくある症状
・ダイ出口直後で切れる
・表面がザラつく
・吐出が不安定
・圧力変動が大きい
※対策
・シリンダー温度を上げる
・スクリュー回転数を調整する
・滞留時間を確保する
・混錬攻勢を見直す
②温度が高すぎて樹脂劣化している
●逆に温度が高すぎる場合も要注意です。
熱劣化により分子量が低下すると、ストランド強度が弱くなり
切れやすくなります。
特に、PP、PLA、生分解性樹脂、天然繊維配合系では
発生しやすい傾向があります。
※よくある症状
・糸を引かずボソボソ切れる
・焦げ臭がある
・黄変する
・フュームが多い
※対策
・温度設定を適正化する
・回転数を下げてせん断発熱を抑える
・滞留を減らす
・真空ベントを適切に使用する
③水分の影響
●吸湿性材料では非常に多いトラブルです。
樹脂やフィラーに水分が残っていると、樹脂中に発泡し
ストランド内部に空洞が出来ます。
その結果、強度不足となり切断されます。
※発生しやすい材料
・PA
・PET
・PLA
・セルロースナノファイバー
・木粉
・無機フィラー
※対策
・原料を十分に乾燥する
・乾燥条件を見直す
・搬送中の吸湿対策を行う
・ベント性能を確認する
④引取速度が速すぎる
●ペレタイザー側の引張が強すぎると、まだ柔らかい
ストランドが耐え切れず切断されます。
特に低粘度材料では注意が必要です。
※対策
・引張速度を下げる
・水槽距離を調整する
・冷却条件を見直す
⑤ダイ詰まり・流動不良
●ダイ内部で流れが不均一になると、ストランドが
一部だけ細くなり切断が発生します。
※原因例
・異物混入
・劣化物堆積
・フィーダー凝集
・ダイ設計不良
※対策
・ダイ清掃
・メッシュ交換
・原料フィルタリング
・分散条件見直し
⑥フィラー高充填による脆化
●高充填配合では樹脂同士の連続性が低下し
ストランド強度が不足しやすくなります。
※特に
・タルク
・ガラス繊維
・炭カル
・セルロース
・木粉
等は、注意が必要です。
※対策
・樹脂比率を調整する
・添加剤を使用する
・回転数を最適化する
・ダイ温度を上げる
■現場での確認ポイント
●ストランド切れ発生時は、以下の順番に確認すると
原因特定しやすくなります。
確認項目 チャック内容
・温度 ： 高すぎないか・低すぎないか
・トルク ： 急上昇していないか
・圧力 ： 脈動していないか
・原料 ： 吸湿していないか
・吐出状態 ： 均一か
・ダイ ： 汚れ・詰まりはないか
・引取 ： 早すぎないか
■ストランド切れは複数要因で発生する事が多い
●実際の現場では、原因が一つだけとは限りません
※例えば
・水分＋温度過多
・高充填＋定温
・分散不足＋ダイ詰まり
等、複数要因が重なって発生するケースが非常に多いです。
その為、条件変更時は一度大きく変更するのではなく
【温度】【回転数】【供給量】【引取速度】を
一つずつ調整しながら確認する事が重要です。
■まとめ
●二軸押出機のストランド切れは、現場で非常によく発生する
トラブルですが、原因を整理して確認する事で改善できる
ケースが多くあります。
特に重要なのは、
・樹脂温度
・水分管理
・引取条件
・ダイ状態
・フィラー分散
これらを総合的に確認する事です。
ストランド状態は、押出条件の異常を最もわかりやすく
示してくれる重要なサインでもあります。
安定したコンパウンドを行う為に、【なぜ切れるのか？】
を一つずつ整理しながら条件最適化を進めていく事が大切です。
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