2つの押出機が並んで稼働しているプラスチックパイプ製造施設を想像してください。1つは従来のシングルスクリュー機、もう1つは高効率のツインスクリューモデルです。前者はPVCドライブレンドに苦労し、頻繁に目詰まりや品質の問題が発生する一方、後者は材料を楽々と処理し、より高い出力、より低いエネルギー消費、および高価な添加剤の必要性の削減を実現します。これは仮説ではなく、特にPVC処理におけるパイプ製造におけるツインスクリュー押出機の優れた性能の現実的なデモンストレーションです。
ツインスクリュー押出機、別名ツインスクリュー押出成形機は、ポリマー加工における重要な機器です。シングルスクリュー押出機と比較して、材料搬送、混合、可塑化、脱ガスにおいて大きな利点があります。特にせん断に弱い材料、流動性の低いポリマー、または揮発性成分を含むポリマーを扱う場合に有効です。パイプ製造では、ツインスクリュー押出機はポリ塩化ビニル（PVC）やポリオレフィン（PO）を含むさまざまな材料の処理に広く使用されており、その重要性はPVCパイプ製造において最も顕著です。
ツインスクリュー押出機は、主に駆動システム、押出ユニット、加熱/冷却システム、制御システム、および補助装置で構成されています。その中核コンポーネントは、同じ方向または反対方向に回転する可能性のある2つのインターメッシュスクリューです。スクリューの噛み合い度合いに基づいて、インターメッシュ型または非インターメッシュ型に分類できます。インターメッシュツインスクリュー押出機は、優れた搬送能力と混合効果を提供し、PVC処理に最適です。一方、非インターメッシュモデルは、せん断に弱い材料に適しています。
材料は供給ポートから入り、回転するスクリューによって前方に搬送されます。同時に、スクリューとバレル間の摩擦と外部加熱により、材料は徐々に加熱、溶融、可塑化されます。スクリューの特殊な設計により、搬送中に徹底的な混合とせん断が保証され、均一な分布と最適な可塑化が実現されます。最後に、溶融材料はダイから出て、所望のパイププロファイルが形成されます。押出成形中、揮発性成分はベントポートから除去され、製品品質が向上します。
PVCパイプは、優れた耐食性、耐圧性、および費用対効果により、建設、配管、および化学産業で広く使用されています。ただし、PVCは分解と劣化を起こしやすいため、処理上の課題があります。ツインスクリュー押出機は、いくつかの独自の利点があるため、PVCパイプ製造の選択肢となる機器となっています。
材料とバレル間の摩擦に依存するシングルスクリュー押出機とは異なり、ツインスクリューモデルはポジティブディスプレイスメント搬送を採用しています。インターメッシュスクリューは、摩擦特性とは無関係に材料を強制的に前進させる連続的なC字型のチャンバーを作成します。これは、流動性が低く、シングルスクリューシステムで滑りやすい傾向があるPVCドライブレンドにとって特に価値があります。
複雑なスクリュー設計には、顔料、充填剤、および添加剤を効果的に分散させ、最適なPVCパイプの機械的特性と表面品質を達成するために、タイトなバレルクリアランスを通じて十分なせん断力を生成するせん断ブロックや混合歯などの特殊な要素が組み込まれています。
セルフワイピングスクリュー設計は、スクリューとバレルの間に薄い材料フィルムを維持することにより、材料の蓄積と分解を防ぎます。狭い滞留時間分布は、均一な加熱を保証し、ホットスポットを排除します。これらの特性により、熱安定剤の使用量を大幅に削減し、製造コストを削減できます。
従来のプロセスで必要とされるペレット化ステップを排除することにより、ツインスクリュー押出機はPVCドライブレンドを直接処理でき、製造コスト（15〜20％）と熱履歴を削減し、中間処理からの潜在的な汚染を最小限に抑えます。
最新のツインスクリュー押出機は、高効率モーターやインテリジェント温度制御システムなどの省エネ技術を組み込んでいます。その高いスループット能力により、1つのツインスクリューラインで2つのシングルスクリューセットアップを置き換えることができ、設備投資とフロアスペースの両方を節約できます。
これらのマシンは、調整可能なスクリューピッチ、クリアランス、および要素構成を通じて、優れたカスタマイズを提供します。揮発性物質除去用の真空ベントや初期段階の脱ガスなどの追加機能により、製品品質がさらに向上します。
シングルスクリュー押出機はポリオレフィン処理には依然として一般的ですが、PVCでの性能はツインスクリューの能力にはるかに及びません。次の表は、主な違いを強調しています。
| 特性 | ツインスクリュー押出機（PVC） | シングルスクリュー押出機（PO） |
|---|---|---|
| 材料形態 | ドライブレンド | ペレット |
| 搬送機構 | ポジティブディスプレイスメント | 摩擦抵抗 |
| ポンピング効率 | 高 | 低 |
| セルフクリーニング機能 | 強力（インターメッシュ） | なし |
| 安定剤要件 | 低 | 高（PVCドライブレンド） |
| ドライブレンド処理 | 優れています | 不良（供給の問題） |
| 比エネルギー消費量 | 潜在的に低い | 潜在的に高い |
| 出力 | 高 | 低（ドライブレンド） |
| 滞留時間分布 | 狭い | 広い |
機器の選択に関する主なパラメータは次のとおりです。
新たなトレンドには以下が含まれます。
ツインスクリュー押出機は、特にPVC用途において、パイプ製造に不可欠なツールとしての地位を確立しています。その技術的利点は、生産効率、製品品質、およびコスト削減に直接つながります。イノベーションがその能力を向上させ続けるにつれて、これらのマシンは間違いなくポリマー加工技術の最前線を維持するでしょう。
