二軸押出機のトルク上昇時の確認ポイント！原因と対策をわかりやすく解説
- n6nomura
- 1 時間前
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二軸押出機の運転中に,
「急にトルクが上がった」
「いつもより負荷が高い」
といった現象は、現場でよく発生するトラブルの一つです。
トルク上昇を放置すると、
・モーター負荷増加
・樹脂焼け
・吐出不安定
・スクリュー、シリンダー摩耗
・緊急停止
等、大きな設備トラブルに繋がる可能性があります。
しかし、トルク上昇には必ず原因があります。
この記事では、二軸押出機でトルクが上昇した際に
確認すべきポイントを、現場目線でわかりやすく解説します。
■二軸押出機でトルクが上昇する主な原因
●二軸押出機のトルク上昇は、簡単に言うと
【スクリューを回す抵抗が増えている状態」です。
その原因は大きく分けると以下があります。
・原料供給異常
・温度異常
・混錬過多
・樹脂粘度変化
・ガス抜け不良
・異物、滞留
・スクリュー構成問題
それぞれを詳しく見ていきます。
①原料供給量が多すぎないか確認
●最初に確認したいのが投入量です。
フィーダー設定変更やブリッジ崩れによって一時的に供給量が
増えると、押出機内部が充填しトルクが急上昇します。
※特に注意したい材料
・高充填フィラー
・ガラス繊維
・セルロース系
・難燃剤配合
・高粘度樹脂
これらは少し供給量が増えただけでも負荷変動しやすい傾向があります。
※確認ポイント
・フィーダー回転数
・実供給量
・ブリッジ発生有無
・原料かさ密度変化
②シリンダー温度低下、温度異常
●温度が低いと樹脂が十分に溶融せず、スクリュー抵抗が
増加します。
特に立ち上げ直後や温度不良時は要注意です。
※よくある事例
・ヒーター断線
・熱電対以上
・冷却しすぎ
・表示温度と実温度ズレ
見た目では正常でも、実際には樹脂温度が低いケースがあります。
※確認ポイント
・温調器アラーム
・実測温度
・冷却電磁弁動作
・ゾーンごとの温度差
③混錬が強すぎる
●ニーディングディスクが多すぎたり、逆ねじエレメントが
強すぎると、樹脂搬送抵抗が増えてトルクが上昇します。
特に試作時によくあるケースです。
※発生しやすい条件
・高回転運転
・高充填配合
・分散重視設計
・滞留しやすい構成
※確認ポイント
・スクリュー構成
・ニーディング角度
・充満率
・回転数とのバランス
④樹脂粘度の変化
●材料ロット違いや乾燥不足でもトルクは変動します。
例えば、
・MFR低下
・含水率上昇
・温度履歴違い
等で、粘度が高くなると、押出負荷も増加します。
※特に注意したい材料
・PA
・PET
・PLA
・エンプラ系
・リサイクル材
吸水や熱履歴の影響を受けやすい材料は、トルク変動しやすいです。
⑤ベント詰まり、ガス抜け不良
●ベントアップや揮発分増加もトルク上昇原因となります。
ガスが抜けず内部圧力が上がる事で、搬送抵抗が増加する為です。
※よくある原因
・ベント閉塞
・真空不足
・原料水分
・添加剤揮発
※確認ポイント
・べント状態
・真空値
・排気量
・ベント部の樹脂上がり
⑥異物混入、シリンダー内滞留
●急激なトルク上昇時は異物噛み込みも疑います。
特に危険なのが、
・金属片
・炭化物
・硬化樹脂
・前材料滞留
これらは局所的に強い抵抗となり、トルク急上昇や
異音を引き起こします。
※注意サイン
・異音
・圧力変動
・黒点発生
・焼け臭
異常を感じたら無理運転せず、早めの確認が重要です。
⑦スクリュー回転数とのバランス
●回転数を上げすぎると、搬送量が増える一方で内部せん断も
増加します。 その結果、
・発熱増加
・粘度変化
・局所充満
が起こり、逆にトルクが上昇する事があります。
※ポイント
【回転数を上げれば楽になる】とは限りません。
材料や配合によって最適条件は大きく変わります。
■トルク上昇時にまず確認したい順番
●現場では以下順番で確認すると原因特定しやすいです。
供給量異常
温度異常
ベント状態
回転数変化
材料変更有無
スクリュー構成
異物、滞留
※特に【変更した条件】が原因になっているケースは非常に多いです。
■まとめ
●二軸押出機のトルク上昇は、
・供給過多
・温度不足
・混錬過多
・粘度上昇
・ガス抜け不良
・異物滞留
等、様々な要因で発生します。
重要なのは、【どこで抵抗が増えているか】を順番に
切り分ける事です。
トルク変動を早期に発見し原因を正しく確認できれば
・品質安定
・設備保護
・生産性向上
に繋がります。
日々のデータ監視と、小さな変化への気付きが安定運転の
大きなポイントです。
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