背景: 中空ブロー成形品の製造では、プリフォームの総重量の約 30% を占める大量のスプルー廃棄物が発生します。この廃棄物が速やかにリサイクルされないと、蓄積してかなりのスペースを占有し、最終的にかなりの部分が非常に低価格で処分され、大量の廃棄物が発生します。したがって、スプルー廃棄物の発生を削減し、可能な限り効率的に利用することで、エネルギー消費とコストを効果的に削減し、製品の市場競争力を高めることができます。
質問: 貴社の製品と生産事例を教えてください。
① 製品開発から最終生産までのプロセスにおいて、スプルー材料を効果的に削減する方法。
② 製品の品質要件に影響を与えずに、新しい製品の生産にできるだけ多くのスプルー材料を追加する方法 (スプルー材料の粉砕とリサイクル、バッチ比率、生産プロセスに関する注意事項)。
③工場では色の異なるスプルー材をどのように分類・管理すればよいでしょうか？生産に戻すときの基本的なカラーマッチング原則は何ですか?
01
昆明明王工業株式会社
彭南軍、男性。 2001年6月、昆明市に昆明紅双渓プラスチック工場を設立し、主にプラスチック包装用バレルの製造・販売を行った。 2014年に昆明振西プラスチック製品有限公司を設立し、法定代表兼総支配人を務め、徐々に主力事業をメーカーの包装容器ニーズを満たすことにシフトしていきました。 2019年12月に昆明明王実業有限公司を設立し、現在も会長を務めている。彼は全従業員を率いて、大規模な中央企業や国有企業とのビジネス関係を確立してきました。空洞のプラスチック業界で輝き続け、革新と強さを求めて会社と業界に全力で貢献します！
ゲストの回答
専門家、起業家、業界の同僚の皆さん、こんにちは！
当社は、食品用プラスチックドラムや工業用化学薬品ドラムなど、500mLから5000Lまでのさまざまな仕様のプラスチック包装ドラムの製造を専門としています。 2021 年、当社はスマート倉庫回転率、危険化学物質の輸送、輸出産業に適した新しい中空プラスチック パレットと IBC (Integrated Bus Barrel) コンテナを開発しました。
原材料のコストは通常、中空ブロー成形製品のコストの 50% ～ 80%、あるいはそれ以上を占めます。この記事では大型容器（200L以上）の商品を中心に紹介しています。
スプルー材料の定義と出典 <<<<
まず、ブロー成形における「スプルー」という用語の具体的な意味を理解する必要があります。スプルーとは通常、ブロー成形プロセス中に金型、ボトルネック、ハンドルを超えて伸びる余分なプラスチック部分を指します。この余分なプラスチックは冷却後に除去されるため、「スプルー」と呼ばれます。製品のサイズと形状に応じて、この部分は通常、プリフォームの総重量の 25 ～ 50% を占めます。
「スプルー材料」という用語には、通常、スプルー、プロセス中の欠陥製品、機械の調整に使用される製品、機械のデバッグに使用されるブランクが含まれます。
製品開発段階では、ブローニードル、金型、ダイ間の距離を制御することで、スプルーの割合を効果的に減らすことができます。また、製品両端のスプルー部の肉厚を調整することでスプルーの軽量化も可能です。
スプルー材の活用方法 <<<<<
追加されるスプルーの量は、製品の機能、応力条件、および外観の要件によって異なります。
1. 本番環境での同じ製品の再利用:
スプルーは、適切な処理（粉砕、ふるい分けなど）を経て、ブロー成形品の原料の一部として再利用できます。これにより、生産コストが削減されるだけでなく、新しい原材料の必要性も削減されます。
製品の性能に悪影響を及ぼさないように、スプルーの再利用率を一定の範囲内に制御する必要があることに注意することが重要です。一般に、スプルーが過剰になると、製品が脆くなったり、壊れやすくなったりするなどの問題が発生する可能性があります。
2. スプルー材料の使用をダウングレードします。
高品質や要求の高い製品に使用できず、他の製品のグレードダウンしたスプルーとしてのみ使用できる場合
(1) 分類とスクリーニング：
スプルー材をより有効に活用するために、材質、色、形状などによって分類されています。
選別により不純物や規格外のスプルー材を除去し、グレードダウンした用途でも安定した品質のスプルー材を保証します。
(2) 式の調整：
ダウングレード製品の要件に応じて原材料配合を調整し、ダウングレード製品の性能と品質が要件を確実に満たすようにします。
製造コストを削減するために、配合中のスプルー材料の割合を適切に増やします。
(3) 生産プロセスの最適化:
溶融温度を高め、溶融時間を延長するなど、製造プロセスを改善することにより、製造プロセス中にスプルー材料を完全に溶融および混合できることが保証されます。
スプルー材使用上の注意<<<<
1. 品質管理:
スプルーを使用する場合、その品質は厳密に管理されなければなりません。これには、スプルーの純度の確保、汚染の回避、適切な前処理 (乾燥や不純物の除去など) の実行が含まれます。
2. 比例制御:
製造工程では、スプルー材料の混合比を厳密に管理する必要があります。過剰なスプルー材料は、製品の性能と品質に影響を与える可能性があります。
スプルー材料の使用率は、製品と生産プロセスの特定の要件に基づいて合理的に決定する必要があります。
3. 保管と管理:
スプルー素材は、劣化や老化を防ぐため、直射日光や湿気の多い環境を避けて保管してください。
分類された保管、定期的な洗浄、統計など、スプルー材料の健全な管理システムを確立します。
スプルー材活用の意義 <<<<<
1. コストを削減します。
スプルー材料を合理的に使用することにより、生産コストを削減し、企業の経済的利益を向上させることができます。
2. 資源を節約する:
スプルーの再利用により、新しい原材料の需要が減り、天然資源が節約されます。
3. 環境保護と廃棄物の削減:
廃棄物の排出を削減することで、スプルー材料を再利用することで汚染や環境へのダメージを軽減します。
結論として、中空ブロー成形製品へのスプルー材料の利用には多面的な意義と価値があります。品質、割合、保管管理に関する要件を合理的に管理することにより、スプルー材料の効果的な再利用が実現され、企業に経済的利益をもたらすと同時に環境保護にも貢献します。
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江西仁和製薬プラスチック製品有限公司
Jiangxi Renhe Pharmaceutical Plastic Products Co., Ltd. のゼネラルマネージャーである Xu Yuyang 氏は、 30 年にわたりプラスチック中空製品業界に注力してきました。彼は、プラスチック中空製品のさまざまな分野で非常に豊富な実務経験を蓄積しています。フィッターの操作や製品/金型の設計から、プラスチック機械プロセスのデバッグや電気機械自動化エンジニアリングの実装まで。プラスチックのカラーマッチングや配色の革新から、品質管理や品質問題の解決まで。コスト削減、効率向上、プロセス最適化の革新から、生産組織、無駄のない生産管理の調整まで。
ゲストの回答
中空ブロー成形品の製造において、スプルーの回収と使用はどの企業にとっても無視できない問題です。現在、私たちが参照しているスプルーは主に次のものから来ています。
目的の製品以外で生産されたスクラップ材。
生産ラインで発見された不良品。
機器のデバッグ中は、帯状、ブロック状、塊状のプラスチックが生成されます。
次工程で発見された不適合品。
製品が廃棄後にリサイクルできることを確認する。
お客様より返品された商品で、リサイクルに適さないと判断された商品。
大多数のブロー成形製品メーカーにとって、使用可能なすべてのスプルーをリサイクルすることが不可欠であると私は考えています。当社の近年の統計によると、材料使用量の 1% 増加は利益の 0.7% 増加に相当します。
スプルー材料を削減する方法 <<<<
1. 使用中の材料廃棄物の管理。
2. 不適合製品からの材料のリサイクルと再利用を管理します。
3. 製品の安定重量が指定された最小範囲内で変化するように制御します。
スプルー材料のコレクション <<<<<
1. 実稼働デバッグ中に生成されるスプルー マテリアル
生産デバッグ中 (特に生産の切り替えや色の変更のプロセス)、押し出されたまたは射出された溶融プラスチックが冷却後にくっついてしまう可能性があり、リサイクルが困難になります。これは、冷却後にプラスチックが分離できなくなったり、壊れたりするのを避けるためです。
この時点で、清潔なツールを使用して、押し出されて射出されたプラスチックを細かく砕き、リサイクルする前に一定期間冷却するために清潔な鉄のラックに置きます。押出ブロー成形機のホットメルト チューブは、リアルタイムで製造された欠陥のある「ボトル」を使用してダイヘッドから切り離すことができます。チューブを引っ張る際には綿手袋を使用しないでください（綿糸がチューブに付着したり、汚れた手袋の破片がチューブに移るのを防ぐため）。引抜加工等により発生する未冷却スプルー（様々なホットメルト状態の清浄なスプルー材）を速やかにリアルタイムクラッシャーに送り粉砕することをお勧めします。
2. 通常の生産中は、次の原則に従うものとします。
(1) オーバーフロー後の製品の残りの材料は、「端材リサイクル回転ボックス」に入れられるか、粉砕およびリサイクルのためにオンラインで機械側に直接搬送されます。
(2) 自主検査により、材料に関係がなく、継続的に基準を満たさないことが判明した製品は、直接リサイクルされます。
(3) 抜き取り検査で製品が不適格であることが時々判明した場合は、廃棄物が直接リサイクルされ、廃プラスチックバスケットに入れられることを確認する必要があります。
(4) 次工程で不適合品が見つかった場合、直接リサイクルできるか、集中処理できるかを確認する必要がある。
スプルー材質の使用 <<<<<
高温、圧縮、膨張、破砕を 1 回以上繰り返すと、スプルー材料の耐衝撃性、剛性、接着性などの物理的特性が徐々に低下します。同時に、押出・射出成形品の均一性のばらつき、品質の変化、金型の膨張など、生産工程も不安定になります。さらに、リサイクルプロセスでは汚染が発生しやすく、結晶点、黒点、不純物（砂粒子）が発生します。さらに、ほとんどの着色顔料は、高温圧縮を繰り返すと退色、分解、または再分散し、製品の色に大きな変化を引き起こします。したがって、スプルー材料の適切な使用は製品品質のさまざまな側面に直接影響し、厳密な管理が必要です。
1. 使用率
スプルー材は製品ごとに全量使用するのが原則ですが、混合時に所定の配合比に従って添加する必要があります。比率を変更する前に、生産プロセスと製品品質への影響を考慮し、関連する技術者と品質検査官にプロセス調整と品質テストについて通知する必要があります。
2. 計算方法
生産時の機械の調整や、さまざまな原因により不良品が発生した場合に押し出されたプラスチックは、加工して使用する必要があります。通常は製品のスクラップ率（3％程度）に合わせてご使用いただくことをお勧めします。
例えば、スプルーを除去した後の製品の重量は、成形プロセスによって生成されるスプルーの重量です。この重量を成形プロセスで割ると、通常のスプルー比が得られます。
スプルー重量 / (スプルー + 製品) 重量 = スプルー率 + 3%
注：正常な生産とは、製品重量が基準を満たし、ブランクの形状とサイズが適切で、テールおよびヘッドの端材の長さが正常な生産管理を満たすことを意味します。一般に、ヘッドスクラップの長さは20〜25mm、テールスクラップの長さは30〜40mmです。
カラーリングスプルーの使用法 <<<<<
中空ブロー成形品は多品種・多ロットで生産されるため、受注ごとにスプルー材の色が異なります。リサイクル状況から大きく3つの状況に分けて取り扱うことができます。
1. 無地素材
通常の生産工程で得られる単色のスプルー材（同色のスプルー材、つまり本機で生産したスプルー材）を指定された比率に従ってそのまま使用します。
2. 淡色の素材
色変更洗浄プロセスでは、大量のスプルー物質が生成される場合があります。洗浄プロセス中（通常は同じ色の原料洗浄機を使用しますが、押出パラメータの変更により、スクリューやダイに残留する可能性のある炭化物質が押し出される可能性があることに注意してください）、スプルー材料には着色剤（マスターバッチ）が含まれていないため、分離、粉砕、ラベルを付ける必要があります。次回使用時に重量比に応じて着色剤を添加します。
3. 混合着色剤
カラーマッチングとスラブ切断により、さまざまな色の着色されたスプルー材料が少量生成されます。生産転換が完了した後（破砕機が洗浄された後）、少量の非自然色の製品または不適格な製品がスプルー材料になります。少量の非自然色返品品など。大量に溜まった場合は、色の三原色原理（下図参照）に基づいて粉砕し、調色することで適切な製品に再利用できます。
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蘇州紫金プラスチック技術有限公司
チェン・シーさん（男性）は、2013年から蘇州紫金プラスチック技術有限公司のチーフエンジニアを務め、同社の新製品、設備、プロジェクトの研究開発と産業チェーンの管理を担当している。彼は、グループ規格「食品包装用ポリエチレンブロー成形容器」(T/CCPPIA 17-2022) および国家規格 GB/T 43198-2023「食品包装用ポリエチレンブロー成形容器」の起草に参加しました。彼は、中国プラスチック加工工業協会の中空製品委員会の熱心な支持者です。
ゲストの回答
当社は、原材料としてHDPEを使用し、一次プロセスとして押出ブロー成形を使用した、10L〜30Lの中空プラスチックスタッキングドラムの生産を専門としています。湯口廃材の有効活用について、長年の実務経験をもとに、以下の3つの側面から具体的な方法と事例をご紹介します。
スプルー材の発生を削減するための主な対策 <<<<<
スプルーカスの発生は、製品設計、金型構造、生産プロセスと密接に関係しています。当社では、次の方法によりスプルー廃棄物の割合を計画的に削減しています。
1. 金型設計の最適化
A. 金型の頭部および尾部のオーバーフロー溝の幅: 通常の金型の頭部および尾部のスプルー材料はバレルの重量の約 35% を占めます。金型のオーバーフロー溝の幅をバレル上下の接合線の太さに合わせて最適化し、その他の部分を可能な限り削減します。これにより、スプルー材料の割合を 35% から約 30% に減らすことができます。
B. 精密な長さ/重量の精密制御: 光電センサーによりプリフォームの長すぎや短すぎを防止し、プリフォームの重量誤差を±1%以内に確実に制御し、過剰なプリフォームによるスプルー材料の生成を回避します。
2. 製品構造の軽量設計
A. 軽量設計：有限要素解析によりバレル内の補強リブの配置を最適化することで、スタッキング強度を確保しながら平均重量を1500gから1350gに軽量化し、バレルあたりのスプルー材の量を約10％削減しました。
B. ヘッド・テールブランク板厚の工程調整：製品肉厚曲線を作成する際に、意識的にヘッド・テール部のオーバーフロー部の肉厚を薄めます（接合ラインの肉厚が確保されている場合に限ります）。
スプルー材料のリサイクルと活用のための実践的なソリューション <<<<<
スプルー原料のリサイクルは、経済性と品質安定性のバランスをとる必要があります。当社は「段階的処理 + 科学的配合」という戦略を採用しています。
1. スプルー材料の粉砕：当社では機械でのオンライン粉砕を使用しています。遠心粉砕機はスプルー材を約100℃で6～8mmの粒子に粉砕し、サイクロン集塵機で粉体を除去して粒子の均一性を確保します。
2. 成分比率と工程管理
A. バージン材料とリサイクル材料の比率: 製品の使用目的に応じて分類された用途。
非耐荷重コンポーネント (バケットの蓋など) の場合: 約 50% のスプルー材料を追加します。
耐荷重バレル本体: 35% ～ 40% のスプルー材料を追加します (バレル自体によって生成されたスプルー材料の 30% + 検査および廃棄バレルからの粉砕材料 5%)。
B. 製造工程の調整：リサイクル材料の流動性の低下を補うために押出機温度を適切に上昇させ（+5℃）、過剰なスプルー材料による過度の製品収縮を避けるために冷却時間を約10％延長します。
3. 実際の結果とデータ:
A. 上記の取り組みにより、当社のスプルー材の総合利用率は98%から99.5%に向上し、年間約120万元の原材料費を節約することができました。
B. 当社の品質管理部門によると、再生材を 40% 使用して完成したドラムは落下試験 (-20℃/1.8m) に 100% の合格率で合格し、その性能は GB/T 13508-2011 規格に完全に準拠しています。
C. スプルー材料の割合は 7 年前の 40% から現在 30% に減少し、大幅なエネルギー量が節約されています。
スプルーの材料管理とカラーマッチングの原則 <<<<<
混色は、スプルー材料の高価値利用を制限する中心的な問題です。
1. スプルー材料の管理プロセス:
A. スプルー材料をタイムリーに使用する: 生産機械上のスプルー材料が蓄積しないように、すぐに使用されるようにしてください。これにより、スプルー材料の問題の 90% が解決されます。
B. スプルー材料の保管: 専用サイロにはカラーコードと原材料コードが付けられています。重大な品質事故の原因となりますので、絶対に混同しないで下さい。
C. スプルー材料を使用するプラスチックドラムは、強化されたテストの対象となる必要があります。粉砕材料を使用するプラスチックドラムは、同じバッチ内の色の一貫性を確認するために比色計を使用して再検査する必要があります。
2. カラーマッチングの基本原理
A. 同じ色系統の材料を優先する: 明るい色の粉砕スプルー (白など) は、明るい色の製品の製造にのみ使用する必要があります。
B. 明るい色を覆う暗い色: 粉砕したスプルー材料を濃い青色または灰色の製品に少量 (≤ 5%) 混合することができます。
C. 遷移色制御: 混合顔料の比率は、小規模なテストを通じて決定する必要があります。たとえば、ライトグレーのバケツは、追加のカラーマスターバッチを追加することなく、リサイクル材料を「白 + 青」の 7:3 の比率で使用して製造できます。
スプルー残渣の量を減らして価値を最大化することは、中空糸産業の持続可能な発展にとって不可欠です。当社は、技術の進歩と細やかな管理により、資源利用効率の向上と経済的利益の両立を実現してきました。将来的には、スプルー残留物のライフサイクル全体の管理をさらに最適化し、業界内での応用のためのより実践的な参考資料を提供していきます。
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内蒙古開立華科技有限公司
Huang Shuai は現在、内モンゴル凱立華科技有限公司の品質および技術ディレクターを務めています。彼は 10 年以上、プラスチック包装の研究開発と品質管理に従事してきました。彼は国家規格 GB/T13508 の改訂に参加し、プラスチック包装分野の研究開発、生産管理、品質管理に豊富な経験を持っています。
ゲストの回答
スプルー材料を削減する方法 <<<<
1. 製品設計段階:
製品の機能を確保しながら形状と構造を簡素化し、複雑な接続、突起、およびスプルー材料が蓄積しやすいその他の領域を削減することにより、製品構造を最適化します。プリフォームの寸法と重量を正確に計算することで、ブロー成形時の材料配分をより合理的にし、余分なスクラップを削減します。
2.金型の設計と製造:
適切なゲートの位置と量を設計すると、プラスチック溶融物の金型充填が均一になり、不均一な流れによる過剰なスプルー材料が防止されます。金型製作精度の向上により、金型クリアランスを均一化し、バリやバリを低減します。
3. 生産プロセスの最適化:
温度、圧力、ブロー時間などのブロー成形プロセスパラメータを正確に制御することで、プリフォームが金型内で完全に成形されることが保証され、プロセスの不安定性によって引き起こされるスプルーの蓄積が軽減されます。生産設備を定期的に保守・メンテナンスすることで、安定した稼働を確保し、設備の故障による生産異常やスプルー堆積の増加を防ぎます。
新製品製作時のスプルー材追加時の注意事項 <<<<<
1. スプルー材料の粉砕とリサイクル:
適切な粉砕装置を使用して (ブレードの材質と間隔に特に注意を払います)、その後のバッチ処理を容易にするために、スプルー材料を均一な顆粒に粉砕します。粉砕プロセスでは、粉砕しすぎると可塑化中に炭化してスラグを形成しやすい粉塵が発生する可能性があるため、粉砕時間を慎重に制御し、粒子が小さすぎると比率や製品の性能に影響を与えないよう注意してください。
2.成分比:
製品の品質と性能の要件に基づいて、実験を通じて妥当な成分比率が決定されます（自動成分分注装置を使用する場合は、分注エラーを避けるために装置を定期的に校正する必要があります）。通常、初期添加率は 10% ～ 20% で制御され、製品テストの結果に基づいて徐々に調整されます。高い性能が要求される製品の場合は、添加率を適切に下げることができます。パフォーマンス要件が比較的低い一部の製品では、比率を適切に増やすことができます。
3. 製造プロセス:
スプルーを追加した後、スプルーとバージン材料をよりよく統合するために処理温度を適切に上昇させるなど、製造プロセス パラメーターを微調整する必要がある場合があります。混合物の混合を強化することも、スプルーとバージン材料の均一な混合を確保し、局所的な性能差を避けるために重要です。
さまざまな色のスプルー材料の分類とカラーマッチングの原則 <<<<<
1. 分類管理:
生産現場にある各色のスプルー材を、各色の専用保管容器を使用して迅速に回収します。収集したスプルー材料に、色、供給源、バッチ、材料、重量などの情報を明確にラベル付けして、後で管理して使用できるようにします。色に従って保管し、湿気、老化、および性能に影響を与える可能性のあるその他の要因を防ぐために、保管環境を乾燥した換気の良い状態に保ちます。
2. カラーマッチングの原則:
白または透明のスプルーをベースとして使用し、カラーマッチングのために少量の他の色のマスターバッチを追加できます。濃色のスプルーは、濃色の製品の製造にはできるだけ使用し、色合わせが難しい淡色の製品への使用は避けてください。赤と緑、青と黄などの中間色は、カラーホイールの原理を使用して補色を特定の割合で混合することで得られます。実際には、最初に小規模なテストを実行し、満足のいく結果が得られるまで色の偏差に応じて比率を調整する必要があります。
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