正確な測定システム
原材料の準備中、特定の割合で異なる原材料を正確に追加することを保証するために、高精度の計量装置が採用されています。主な原料であるポリエチレン（PE）の場合、高密度ポリエチレン（HDPE）または低密度ポリエチレン（LDPE）であろうと、その重量または体積が正確に測定されます。たとえば、電子スケールまたは体積計量ポンプが使用され、通常、±0.5％などの非常に小さなマージン内でエラー範囲が制御されます。これにより、PE原材料やその他の添加物のさまざまなバッチの割合が一貫していることが保証されます。
添加物（抗酸化物質、UV安定剤、フィラーなど）の計量も同様に厳格です。例として抗酸化物質を服用してください。添加量は通常、PE原料の重量の特定の割合に基づいて決定されます。たとえば、0.1〜0.5キログラムの抗酸化物質がPEの100キログラムあたり添加されます。正確な計量装置により、この割合の精度を確保し、その後の均一な混合の基礎を築くことができます。
事前混合治療
原材料が押出機に供給される前に、事前混合プロセスが実行されます。 PE原材料とさまざまな添加物は、高速ミキサーなどの特殊な混合装置に配置されます。このミキサーの刃は高速で回転し、原材料を閉じた容器内で激しく転倒させます。たとえば、ミキサーの回転速度は1分あたり1000〜2000の回転に達することがあり、通常、原材料の量と特性に応じて、期間は10〜30分の範囲です。
事前混合プロセス中、小さな添加剤粒子は、PE原料粒子の間に均等に分散されます。たとえば、フィラーとしての炭酸カルシウムは、PE粒子の表面を均等にコーティングでき、これらの添加物をその後の処理中にPEマトリックスにより均一に組み込むことができます。
押出器のネジのデザイン
押出器のネジの構造は、材料の均一な混合において重要な役割を果たします。ネジは通常、異なる機能セクション、つまり給餌セクション、圧縮セクション、および計量セクションに分割されます。給餌セクションでは、ネジピッチは比較的大きく、その主な機能は、原材料を次のセクションにスムーズに伝えることです。
原材料が圧縮セクションに入ると、ネジのピッチが徐々に減少し、原材料に圧縮効果が発生します。この設計により、原材料は順方向運搬中に徐々に圧縮され、異なる原材料間のギャップが減少し、混合が促進されます。たとえば、圧縮比は2〜4の間で設計して、原材料が十分に圧縮され、さまざまな成分が近づくことを保証できます。
計量セクションのネジは、主に原材料の出力を正確に制御し、材料をさらに混合する責任があります。ネジの回転はせん断力を生成し、それが原料粒子の凝集を分解し、それらをより均等に混合することができます。
温度制御と融解
原材料の漸進的な融解と均一な混合を実現するために、押出機に異なる温度ゾーンが設定されています。給餌セクションでは、たとえば150〜180°Cなど、温度が一般的に低くなります。この温度により、PE原材料を固体粒子状態に供給することができます。原材料が前方に伝達されると、温度が徐々に上昇します。融解セクションでは、温度は190〜220°Cに達し、PE原料の完全な融解を保証します。
添加物は、PE原料の融解プロセス中によりよく分散されます。たとえば、抗酸化物質とUV安定剤は、溶けると液体PEに均等に分布しています。温度が200〜230°Cなどの計量セクションの適切な範囲に達すると、液体原材料と添加物が完全に混合され、均一な溶融物が形成され、押出成形の準備ができます。
冷却と焼き戻し中のプロモーションの混合
たとえば、冷却プロセス中に、新たに押し出されたPE保護マット材料が冷却ローラーまたは水冷トラフを通して冷却されると、材料内の分子はまだやや活性な状態にあります。混合段階でいくつかのマイナーな不均一な部分がある場合、ゆっくりと均一な冷却プロセスにより、材料内のコンポーネントの拡散と混合がさらに促進されます。
保護マット材料が融点より下の温度まで加熱され、一定の期間保持される温度を含む一部のプロセスの場合、このプロセスは材料内の分子の動きにも役立ち、可能な不均一な成分をさらに均質化します。
処理中の機械的作用
その後のカレンダー化プロセスでは、保護マット材料は、ローラーのセットを通して平らになり、滑らかになります。ローラー間の圧力と摩擦は、材料に特定の機械的作用を発揮し、内部のコンポーネントをさらに混合します。たとえば、材料がカレンダー化機のローラーを通過すると、上部と下部ローラーの圧力差により、材料の厚さ方向のコンポーネント分布が均一になります。
切断および最終的な処理手順では、主な目的は混合ではありませんが、関係する機械的な力と動きは、材料の全体的な均一性にも一定の影響を与える可能性があります。たとえば、切断中に、材料の振動とストレスは、材料構造に顕微鏡的調整を引き起こす可能性があり、これは非常に限られた程度のコンポーネントのより均等な分布に寄与する可能性があります。
