二軸押出機のL/D比とは？設計・混錬・品質に与える影響を徹底解説

L/D比とは？？

L(スクリューの長さ)÷D(スクリューの径)

で表される指標です。

例：スクリュー径50mmφ、長さ2000mm → L/D 40

つまり、【どのくらい長い距離で材料を処理するか】を示す指標

①L/D比が重要な理由

●L/Dは単なる長さではなく、以下すべてに影響します。

〇混錬性能

・長い → 混ざるチャンスが増える

・短い → 混ざりきらない可能性

※特に重要

・フィラー分散(アルミナ、ガラス)

・添加剤の均一化

〇滞留時間

・長い → 滞留時間が長くなる

・短い → 滞留時間が短い

※超重要ポイント

・長すぎる → 焼け、劣化

・短すぎる → 未溶融、分散不良

〇温度履歴

L/Dが長いほど....

・熱履歴が増える

・摩擦発熱が増える

※セルロース、生分解系は注意(焼けやすい)

②【L/Dは長いほど良い】は間違い

●よくある誤解です。

〇長すぎる場合のデメリット

・材料が劣化(焼け、黄変)

・トルク上昇

・エネルギーの無駄

・デッドゾーン発生

※セルロース系、バイオ樹脂熱に弱い添加剤

　は特に注意が必要

〇身近すぎる場合のデメリット

・分散不足

・フィラーのダマ

・添加剤ムラ

・未溶融

※【長さ】ではなく、【バランス設計】が重要

③代表的なL/Dの目安

　　　　用途　　　　　　　 L/D目安

・汎用コンパウンド　　 ：　32～42

・高分散(フィラー多い) ：　40～52　　　　　　

・リアクティブ押出　　 ：　40以上

・シンプル溶融　　　　 ：　24～32

※難しい配合ほどL/Dは長くなる傾向

④L/Dだけでは決まらない

●L/Dは【性能そのもの】ではない

〇同じL/Dでも結果が変わる理由

・スクリュー構成(ニーディング配置)

・回転数(せん断)

・フィード位置

・温度設定

※つまり、L/Dは【器】、中身【設計】が本質

⑤現場での考え方

●判断の軸はこの3つ

1. 分散は足りているのか？

2. 焼けていないか？

3. トルクに余裕があるか？

※よくある改善アプローチ

・分散不足 　→ L/D延長 or 混錬強化

・焼け　　 　→ L/D短縮 or せん断低減

・トルク過大 → 無駄な混錬ゾーン削減

⑥まとめ

●L/D比は【長さ】ではなく【プロセス設計の指標】

●長ければ良いわけではない

●最適解は材料、目的で変わる

※最も重要なのは、【滞留時間×せん断×温度】のバランス

二軸混錬コンパウンド試作

二軸Tダイフィルム成形試作