押出機は、PET、ナイロン、ポリカーボネートなどの樹脂を含むエンジニアリングポリマーを生産するために、水中ペレット化をますます使用しています。これらの樹脂には、粘度が低い、急速な冷却や溶融温度が高いなどの「困難な」特性があります。
ストリップ顆粒と比較して、水中顆粒は、良好な粒子品質、高度な自動化、および低コストの利点があります。しかし、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリスチレンなどの低敏感な商品樹脂と比較して、前の段落で言及されているようなエンジニアリング樹脂を生産する際にカビ凍結のリスクが高くなります。
水中ペレタイザーは通常、10〜20穴または数百の穴で円形ダイを使用します。このシステムは、時速数百〜20000ポンドのどこにも複利するように設計できます。 （押し出し生産には、より大きなペレタイザーが使用されています。）
カビの穴の凍結の理由
カビの穴の直径は通常0.125インチですが、粒子が小さい場合、0.01インチまたは0.20インチほどの大きい場合があります。各ホールの出力は時速約25〜100ポンドですが、0.125インチの金型穴の平均出力は時速約30ポンドです。
水中顆粒の鍵は、樹脂の融解温度に穴を保持するために、金型の穴から十分な熱可塑性を輸送することですが、溶融物とカビの頭は数百度低い温度で水と接触します。金属型は優れた熱導体です。したがって、カビの穴から十分なポリマーの流れがない限り、水は穴を冷却し、ポリマーはそれらの中で固まります。ただし、プロセッサは、この閉塞が発生したことをすぐに知ることができません。
問題は、1つ以上のカビの穴がポリマーによってブロックされると、カビの頭の効率が低下することです。最終的に、ブロックされた穴は周囲の穴の流れに影響を与え、その結果、より大きく不規則な形状の完成粒子と降伏の減少が生じます。最終的に、金型の穴をきれいにするために、生産ラインを完全にシャットダウンする必要があります。
カビ凍結の主な理由は次のとおりです。ポリマーの不適切な開始シーケンス、水流、およびカッター操作。カビの加熱と断熱性が不十分で、プロセスの変動。材料式（樹脂、フィラーレベル、フィラータイプ - 熱吸収または導電性）を考慮しないと、問題につながる可能性があります。ただし、グラニュレーターを喜ばせるためにレシピを変更することはできません。ほとんどのレシピを実行するように設計する必要があります。
グラニュレーターの起動プロセスを調整します
ほとんどのカビの穴の凍結は、樹脂、冷却水、カッターを正しい順序で起動する必要があるスタートアップ中に発生します。樹脂がカビの中を流れ始め、水がカビの表面に到達する前にツールが関与すると、水タンクの穴の外で塗抹および樹脂の閉塞が発生します。ポリマーが流れ始める前に水がカビの表面に到達すると、過度の冷却により細孔が凍結されます。
初期の水中顆粒システムでは、熟練したオペレーターがこのシーケンスを手動で制御しました。 1990年代初頭から、商用PLC制御システムを通じて自動化と制御を実現できます。ポリマー迂回バルブとプロセス水バイパスシステムにより、PLCは金型に入るポリマーと水のタイミングをより正確に制御できます。 1990年代半ば以降に製造された肉芽剤は、油圧、空気圧、およびサーボモーターを使用して切断圧力を制御する自動切断システムを提供します。したがって、今日の完全に自動化されたシステムは、数秒でスタートアップシーケンスを制御できます。
金型設計を最適化します
生産ラインが開始されて実行されると、ほとんどの金型は、金型の穴を通して非常に一定の材料の流れを維持することにより、凍結を回避できます。しかし、いくつかの凍結の問題は、金型のデザイン自体に関連しています。
型は、懐中電灯ヒーターまたはホットオイルで加熱されます。インクカートリッジは主に金型プレートの外側の端の近くのカビの穴の周りのリングに配置されているため、電気加熱は完全に均一ではありません。したがって、ダイの外側の周りの穴は、しばしば中央の穴よりも熱くなります。金型メーカーはかつて金型の中心にシリンダーを追加しようとしましたが、エンジニアリングは不器用であることが証明されました
したがって、円筒形のヒーターは、型の中心で凍結する傾向があるナイロンなどの狭い融解温度範囲の大きな金型や材料には適していない場合があります。
円筒形のヒーターと比較して、オイル加熱は、より大きな領域でより均一な熱を適用する可能性があります。オイルシステムは、最大8つの金型ゾーンで構成されています。しかし、オイル加熱は円筒形のヒーターよりも高価です。オイル加熱は、一般的に樹脂製造業者または大規模なブレンディングプラントの高出力生産ラインで使用されます。最近、より良い温度制御を実現するために、より小さなシステムに適用されています。
オイルバルブがブロックされている場合、金型の患部の型穴は冷たくなり、凍結する可能性がありますが、型の残りの部分は大丈夫です。最初は、出力が変更されない場合があります。同様に、円筒形のヒーターと同様に、問題は欠陥のある粒子として現れます。
すべてのチップには、何らかの断熱層があります。ほとんどの金型では、金型表面の中央に接続された特別なプレートを使用しています。しかし、プレートが緩む可能性があります。その後、水が後ろに流れ、型を冷却し、凍結を引き起こす可能性があります。
別の断熱方法は、掃除機を含むギャップを備えた「中空の」金型デザインを使用することです。元のテンプレート設計の一部でない場合は、ほとんどのシステムに改造できます。真空は良好な絶縁体であり、固体断熱材のように損傷することはできません。
プロセスの変動を減らします
押し出しプロセスの中断または出力の変動には、凍結が発生する場合があります。たとえば、梱包密度が低いリサイクル材料を押し出すと、押出機の出力が変動し、一貫性のないポリマーの流れとカビの穴がランダムに凍結する可能性があります。ポリマー溶融ポンプを使用して、これらの変動を防ぎ、一貫したダイフローを提供できます。
不連続なスケートボードタイプのスクリーンチェンジャーを使用すると、流れの中断とトラップ空気を引き起こす可能性があり、その結果、カビの穴に向けてポリマーが一時的に失われます。カビの穴のランダムフリーズを引き起こす可能性があります。解決策は、連続スクリーンチェンジャーを使用することです。これは、プロセスを中断したり、空気をトラップすることなく、汚れた画面を即座に交換できます。