エクストルーダーに黒い線が繰り返し現れるのはなぜですか?この記事では、バレルまたはスクリューの問題が原因であるかどうかを迅速に判断する方法を説明します。

押出機に頻繁に発生する黒い線は、主に原材料の汚染、装置上の炭素の堆積、および摩耗したコンポーネントによって発生します。これらの問題は、以下の手順に従って調査して特定する必要があります。

1. 原材料および副資材の問題

これは最も一般的な原因であり、優先順位を付ける必要があります。

原材料の不純物: 粉塵、金属片、その他のマスターバッチなどの黒色の異物が、製造、保管、輸送中に原材料に混入する可能性があります。

原材料の水分または劣化: 原材料中の水分が多すぎると、高温押出中に炭化が発生し、黒い斑点が発生する可能性があります。長期間の保管による劣化により、黒色の焦げた物質が形成される場合もあります。

マスターバッチまたは添加剤の問題: マスターバッチの分散が悪いと、黒色の凝集粒子が発生する可能性があります。添加剤（酸化防止剤など）を過剰に添加すると、高温で炭化する可能性があります。

2. 装置内のカーボンの堆積：長期間使用すると、バレル、スクリュー、金型内に残留物が残りやすくなり、炭化して黒い線が発生します。

ダウンタイム中の洗浄が不完全: 前回の実行後にバレルとスクリュー内の残留物が完全には洗浄されていません。機械が再起動されると、この残留材料は高温で炭化し、新しい材料と混合します。不適切な製造パラメータ設定: 押出温度が高すぎて原材料の熱安定温度を超え、バレル内の過熱と炭化が発生します。

スクリュー速度と送り速度の不一致: 送り速度が遅すぎる一方、スクリュー速度が速すぎると、材料がバレル内に長時間留まりすぎて、熱劣化や炭化が発生します。

3. 機器部品の磨耗または故障

摩耗した部品からの金属の破片やシールの損傷によって混入した不純物も黒い線の原因となることがあります。

スクリューとバレルの磨耗：長期間使用すると、スクリューとバレル間の隙間が減少します。スクリューとバレルが増加し、隙間に材料が詰まり炭化しやすくなります。摩耗により発生する金属粉が素材に混入し、黒い線が発生する場合があります。

金型の問題: 金型の流路内の炭素の堆積や傷により、材料が流動中に閉じ込められ、炭化する可能性があります。金型シールが損傷すると、外部の不純物が流路に侵入する可能性があります。

フィルターの詰まりまたは損傷: 長期間交換されていないメルトフィルターは詰まり、材料の流れが悪くなり、局所的な過熱や炭化が発生する可能性があります。フィルターが損傷すると、不純物が直接金型に侵入する可能性があります。 「原材料→設備洗浄→付属品検査」の順で確認することをおすすめします。まず、テスト用に新しい原材料のバッチを交換します。原料の問題を解決したら、バレル、スクリュー、金型を分解洗浄し、最後にスクリューやフィルターなどの付属品の状態を確認します。

プラスチック溶融物は、輸送、圧縮、溶融という全プロセスを経るにつれて、ネジ、表面の最小の欠陥でさえ、黒い縞の温床になる可能性があります。従来のねじは表面粗さが多いため、高速回転時に材料がねじ溝に入り込みやすくなります。これに繰り返しの加熱が加わると焦げた生成物が形成され、最終的には完成品に黒い縞模様が生じます。

素材選びも重要です。当社のネジは高品質の 38CrMoALA 窒化合金鋼で作られています。これに7日間の焼入れ窒化処理を施し、窒化層の厚さは0.50～0.70mm、表面硬度はHV950～1050となります。これらの材料特性により、200℃付近の温度でも優れた耐摩耗性を実現し、ねじの寿命が従来品に比べて5分の1以上延長されます。これにより、長期間の使用による表面の磨耗によるデッドコーナーへの物質の蓄積を防ぎます。

精密加工により業界標準の数倍となるRa0.4ミクロンの鏡面仕上げを実現しました。これは、ネジの表面の長さ 1 ミリメートルあたりの高さの差が 0.4 ミクロン以下に相当し、これは人間の髪の毛の直径のわずか 1/200 です。この非常に滑らかな表面により、材料の残留リスクが大幅に軽減され、そもそも黒い縞が発生する経路が排除されます。