— 中空製品専門委員会 —
虚ろな道
特別なトピック
/// 「中空プラスチック製品」インタビューコラム ///
ディスカッション シリーズ 8: 素早い色の変更を実現する方法
背景: 色の変更は、ブロー成形製造において重要かつ複雑なプロセスです。統計によると、色の変更時間は通常 20 分から 2.5 時間の範囲であり、生産ラインの効率に直接影響します。色の変更が失敗すると、生産が停止することもあります。これは、製造プロセス、色変更の回数、原材料、カラーマスターバッチなどのさまざまな要因によって影響されます。
質問：
少量のバッチと頻繁な生産は、中空ブロー成形製品製造の重要な特徴です。したがって、洗浄と色の変更は生産プロセスにおける重要なステップです。正しい色変更戦略と方法を採用すると、洗浄時間を短縮し、原材料と労働力の無駄を削減し、製品の歩留まりを高め、装置の寿命を延ばすことができます。実際の生産ケースと機器の仕様を参照してください。
① ブロー成形機の革新的な設計を導入し、色変更効率を向上させます。
②製造工程における色変化困難の要因とその解決策を分析します。
01
興平高科プラスチック有限公司
Zhang Yaru は Xingping Gaoke Plastics Co., Ltd. のゼネラルマネージャーです。 彼は 20 年以上にわたってプラスチック中空ブロー成形業界に深く関わってきました。彼は、中国で初めて大型ポリエチレン製横型ブロー成形タンクの生産技術と市場応用を開発した人物の一人です。多数の国家規格、業界規格、団体規格の起草と改訂に参加し、大型プラスチック中空容器の分野で豊富な管理経験を積んできました。
ゲストの回答
中空ブロー成形機の洗浄と色替えの原理 <<<<
1. 高効率の原則 洗浄を徹底しつつ、洗浄時間や色替え時間を可能な限り短縮する。これにより、生産中断時間が短縮され、設備の効率が向上するだけでなく、設備のダウンタイムによって引き起こされる経済的損失も効果的に削減されます。
2. 徹底の原則: 古い着色剤を確実に完全に除去し、新しい着色剤の汚染を防ぐために、洗浄と色交換は包括的かつ徹底的に行う必要があります。これにより、製品の色の一貫性が保証され、洗浄および色変更後に製造された製品には不純物、黒点、その他の品質欠陥がなく、品質基準を満たします。
3. コスト管理の原則：洗浄と色変更の効果を確保しながら、色変更のコストを合理的に管理し、新しい原材料、労働力、電気の投入を最小限に抑えて、洗浄と色変更のコストを最小限に抑える必要があります。
クリーニングと色変更の手順 <<<<
1. まず、残っている古いカラー材料を押出機のバレルからできるだけ絞り出します。次に、圧縮空気を使用して、押出機バレル (保管ホッパー) から残っているプラスチック粒子や色の不純物を吹き飛ばし、バレル内の残留材料の量を効果的に減らします。洗浄に圧縮空気を使用する場合は、装置とその周囲の環境が汚染されていないことを確認してください。クリーンルームでは工業用掃除機を使用して清掃できます。
2. 色変更のトランジション素材の選択。正式な色変更の前に、機器をきれいにするために移行材料を追加できます。移行材料は通常、白色または低価値の混合色の粉砕材料です。少量の低密度ポリエチレンを最初に添加することもできます。次に、この材料は完全に可塑化され、装置内で押し出され、残った古い色の材料の大部分が除去されます。押し出された色が交換する新しい色材料と類似している場合、装置は完全にきれいになるまで新しい材料で徹底的に洗浄されます。
3. 始動洗浄および色変更操作中、ダイヘッドの各セクションの加熱温度は、通常のプロセス温度と比較して 5 ～ 10℃、特に押出機とダイヘッドの間の接続部およびダイで上昇する可能性があります。貯留型中空ブロー成形機の場合、洗浄時や色替え時にダイヘッド温度を10～15℃上昇させると色替え効果が大幅に向上します。
4. 色変更が困難な大型多層中空ブロー成形機ヘッドの場合、洗浄および色変更プロセス中に方法を組み合わせて使用できます。
まず、再生プラスチックを粉砕したものなど、水分を少量含んだ移行材を使用します。これらの材料は、アキュムレータヘッド内の溶解プロセス中に多数の気泡を生成し、内部圧力を高め、洗浄と色変更の時間を効果的に短縮します。続いて、ディープクリーニングのために約 5% の PPA マスターバッチが移行材料に追加されます。これにより、ランナーとダイに蓄積した顔料がより効果的に除去され、色の変更時間が大幅に短縮され、スクリューのクリーニング機能も提供されます。
5. スクリュークリーナーは、押出機のバレルとスクリュー用に特別に設計された化学洗浄剤です。バレル内の炭化物や有機顔料の凝集を徹底的に洗浄するのに適しています。化学洗浄および色変更プロセスでは、機器への損傷を防ぐために、洗浄剤の使用時間と投与量を厳密に管理する必要があります。したがって、化学洗浄方法に長期間依存することはお勧めできません。
色変更時によくある問題 <<<<<
1. 装置の欠陥により、残留物の洗浄が困難になります。具体的には、バレルおよびスクリューチャネルのデッドコーナー、過度に高い供給セクション温度、不当なダイヘッド流路、不十分な圧力、およびダイの表面光沢の低下などはすべて、通常の生産中にプラスチック原材料の蓄積につながる可能性があります。これにより、洗浄と色変更の時間が長くなり、色変更のコストが高くなるだけでなく、完全な洗浄が困難になり、新しい色の純度に影響を及ぼします。装置メーカーに問い合わせて、装置の構造を最適化し、材料のデッドコーナーのある領域を改善して、装置内のプラスチック原材料の蓄積を減らすことをお勧めします。
2. 一部の装置には、押出機の前端にフィルタースクリーンが設計されています。この場所は通常、マスターバッチ (顔料) と不純物が最も蓄積しやすい場所であり、色の変更中に移行材料のみに依存するのでは、完全な洗浄には不十分なことがよくあります。したがって、ダイヘッドを分解せずにフィルタースクリーンを迅速に交換できるように、ご注文の際にはクイックチェンジスクリーン装置を備えた装置を選択することをお勧めします。これにより、フィルターの目詰まりによる色変化の問題を効果的に軽減できます。
3. 貯留型ダイヘッドは、圧力リングと材料シリンダー間の摩擦により発生したカーボン堆積物を排出しやすくするために、オーバーフロー穴を設けた構造が一般的です。オーバーフロー穴に詰まりがないか定期的にチェックして、詰まりを防ぎ、炭素堆積物が適切に排出されるようにしてください。洗浄・色替えの際、オーバーフロー穴に潤滑剤を適量注入し、プレッシャーリングのストロークを大きくすることで、材料シリンダー内壁に滞留した材料の排出を促進し、洗浄・色替えの時間を短縮できます。
直接押出ダイヘッドは通常、原材料の接合部に材料逃がし穴を備えた設計になっています。洗浄時や色替え時にこの穴を開け、新旧の色材が形成するウェルドラインを素早く除去し、効率的な色替えを実現します。
4. 多層押出ヘッドの洗浄および色変更時間は、通常、単層押出ヘッドの 2 倍以上ですが、アキュムレータタイプの押出ヘッドの洗浄および色変更時間は、通常、直接押出ヘッドの 3 倍以上です。洗浄と色の変更の効率は、製品の製造プロセスの要件に基づいて適切な押出方法を選択することによって決まります。したがって、装置を選択する際には、最適な生産利益を得るために、生産ニーズと洗浄および色変更の効率の両方を総合的に考慮する必要があります。
5. 原材料の搬送、スクラップのリサイクル、および補助装置は、ブロー成形機の閉ループ生産システムの重要なコンポーネントです。洗浄および色変更プロセスでは、迅速な洗浄と効率的な作業を確保するために、操作の容易さを十分に考慮する必要があります。これは、色汚染を軽減し、製品の品質を保証するために不可欠です。
合理的な原材料輸送計画を策定して、着色原材料輸送パイプラインの距離を最小限に抑え、パイプラインの曲がりや長さを減らしてパイプライン内の原材料残留物の量を減らす必要があります。端材リサイクルでは、専用機や1色使い切りモデルを採用することで、破砕機および関連付帯設備の洗浄や色替えの頻度を最小限に抑えることができます。
色替え時の現場管理 <<<<<
1. 人事管理
(1) 設備の洗浄や色替えの標準作業手順や注意事項を定めた作業指示書を作成し、経験豊富な作業者が現場で指導します。
(2) 設備の原理、色替えプロセス、洗浄剤の選択と取り扱いなどの現場教育を強化し、各職位の責任を明確にし、洗浄・色替え作業の効率と品質を向上させる。
(3) 安全監督を強化し、オペレーターに安全知識のトレーニングを提供し、個人の保護措置が講じられていることを確認し、機器の安全な操作を確保します。
2. 設備管理
(1) 洗浄および色替えの前に、ブロー成形機およびその付随設備の総合検査を実施し、洗浄および色替えの条件を満たしていることを確認してください。機器の発熱部品の温度が適切であるかどうかを特に注意して確認し、機器が正常に動作することを確認し、誤動作や無駄な無駄を避けてください。
(2) 変色プロセス中、装置は清潔に保ち、損傷を防ぐために効果的な保護措置を講じる必要があります。色の変更が完了したら、次の生産に備えて必ずそのエリアを徹底的に清掃してください。
(3) 機器の状態管理を標準化し、機器にラベルを設置して機器の運転、保守、待機状態情報を明確に表示し、変色記録を確立して、洗浄および変色プロセスの分析と最適化を促進し、機器のメンテナンス効率を向上させます。
3. 資材管理
(1) 遷移材料の清浄度を厳密に管理し、異物の侵入を防ぎ、洗浄や変色、装置の正常な動作に影響を与えないようにしてください。移行材と洗浄材を再利用する場合は、汚染を防ぐために適切に保管する必要があります。
(2) マテリアルリサイクルと処理を強化し、残留原料や洗浄廃棄物を分別してリサイクルします。資源循環を図るためには、リサイクル可能な原料を粉砕・造粒して再利用する必要があります。リサイクル不可能な廃棄物は、環境汚染を避けるために環境保護要件に従って処理する必要があります。
中空ブロー成形品メーカーにとって、生産効率の向上とコスト削減を図るため、生産プロセスの最適化は重要な対策となります。生産部門は、頻繁な色変更の必要性を減らし、明るい色と暗い色の繰り返しの切り替えを避けるために、可能な限り、類似した色または同じ色ファミリーに属する製品の連続生産を手配する必要があります。装置の条件が許せば、連続生産、つまり色を変えずに金型を交換するために、同じ色系列の製品を同じ装置にグループ化する必要があります。これにより、洗浄と色変更作業の回数が減り、色変更コストが削減されるだけでなく、設備の利用率と全体的な生産効率と品質も向上します。
02
江蘇上源容器製造有限公司
Liu Xiaoliang は現在、Jiangsu Shangyuan Container Manufacturing Co., Ltd. の生産ディレクターです。彼はポリマー材料応用技術の学士号を取得し、経営管理の副専攻を取得しています。彼は 200 リットルおよび 1000 リットルのブロー成形容器の製造に 18 年の経験があります。彼は国家規格 GB/T13508-2011「ポリエチレンブロー成形容器」の改訂に参加しました。
ゲストの回答
原材料の色の変更は、特に色が頻繁に変更される一部の古い設備や製品の場合、企業の生産において常に問題となっています。江蘇上源容器製造有限公司は主に200L青ドラム缶と1000Lトンドラム缶を生産しています。この会社を例として、私たちの仕事における関連する経験をいくつか要約したいと思います。掃除や色替えを素早く完了させるための原理と方法を紹介します。
原則 <<<<
1. 予防が重要: 生産計画では、大きな色の違いによって引き起こされる洗浄の問題を軽減するために、類似した色または良好な互換性を持つ製品のバッチを隣接して生産するようにしてください。たとえば、最初に明るい青のバケツを作成し、次に暗い青のバケツに移行し、最後に黒いバケツを作成して、暗い色が明るい色に染まることを防ぎます。
2. 高効率の洗浄: まず、対応するカラーマスターバッチの組成と化学的適合性を理解し、次に適切な洗浄剤、洗浄剤、洗浄ツールを選択して、装置に損傷を与えることなく、装置内に残っている古いカラー材料を迅速かつ完全に除去できるようにします。
3. 操作の標準化: 手順、ツール、および許容基準を明確に定義した「クイック色変更操作ガイド」を作成します。オペレーターは「クイック カラー変更操作ガイド」に厳密に従って、各手順が正しく実行されていることを確認し、操作ミスによる清掃時間の延長を最小限に抑える必要があります。
メソッド <<<<<
洗浄する前に、色が変わりにくい理由や、古い色材が残っている場所を理解する必要があります。これらの場所は主に、供給パイプ、バレルおよびスクリュー内のデッド コーナー、およびダイヘッド保管シリンダーの流路のデッド コーナーです。
1. 圧縮空気を使用してパイプの内側、特にデッドコーナーを清掃します。
2. 軽度の色の変化（水色から紺色など）がある製品については、原則として本製品の原料混合物を洗浄に使用できます。洗浄された原料はさらに粉砕して再利用することができ、原料汚染による廃棄物を削減します。
3. 色が変化する製品（黒から水色またはオフホワイト）には、専用の洗浄剤が必要です。例えば、当社では黒から白に色を変える際に、装置と原料の両方に適合する専用の洗浄剤（特殊カップリング剤＋二酸化チタンなど）を使用します。洗浄剤を装置に追加し、スクリューとバレル内で自由に流れるようにすると、残った古い色の材料が除去され、色の変化時間が効果的に短縮されます。
4. プロセス面では、温度と速度を高めることができます。許容範囲内でバレル温度とスクリュー速度を適切に高めると、原料の流動性が向上し、排出が促進されます。ただし、原料の過熱や分解を防ぐために温度と速度を制御することが重要です。例えば、ポリエチレン製品の製造で色を変える場合、バレル温度を10～20℃、スクリュー速度を10～20％上げることができます。
5. 分割洗浄: 色変更プロセス全体をいくつかの段階に分割し、段階的に洗浄を実行します。たとえば、最初に大量の洗浄剤を使用して大まかな洗浄が実行され、最初に古い色材の大部分が除去されます。その後、少量の洗浄剤を使用して細かい洗浄が行われ、残っている微細な色の不純物が除去されます。
6. 装置: 洗浄が特に難しい古い装置の場合は、条件が許せば、濃い色または自然な色の製品を生産するための専用の装置を使用することをお勧めします。あるいは、連続押出装置（貯蔵タンクなし）などの新しく開発された装置を選択して、装置の流路内のデッドゾーンを減らします。装置を定期的にメンテナンスし、スクリューやバレルなどのコンポーネントに蓄積した材料やスケールを除去して、材料の流れを改善し、色変更時の洗浄を確保します。
上記の方法は私の個人的な経験に基づいており、参考としてのみご利用ください。具体的な洗浄方法は、各社の設備や製品仕様などに応じて開発する必要があります。
03
張家港市宜九機械有限公司
Wang Wei は、Zhangjiagang Yijiu Machinery Co., Ltd. のゼネラルマネージャーです。20 年以上にわたり、ブロー成形装置の新技術の研究開発と製造に注力してきました。彼はチームを率いてイノベーションに継続的に努力し、ブロー成形業界にその特有のニーズを満たす自動化されたカスタマイズされたエネルギー効率の高い低炭素装置を提供しています。
ゲストの回答
色変更効率を向上させるブロー成形機の革新的な設計コンセプト <<<<<
(I) ネジの構造設計
一般に、ねじ製造時に材質、熱処理、表面仕上げが保証されている場合、ねじ自体の材質や色の変化速度は比較的速いです。スクリュー構造の設計においては、通常の押出成形に必要な可塑化出力や混合効果を考慮し、スクリュー構造を最適化し、スクリュー押出圧力を適切に高めます。これにより、溶融物がダイチャンネルに流入し、チャンネル内壁に付着しやすい残留古材に対してより強力な絞り洗浄効果が生じ、色の変化速度が促進されます。同時に、溶融密度と可塑化品質も向上します。
(II) ダイヘッド流路の構造設計
ブロー成形機業界における色替え効率を向上させるには、貯留式押出機でも連続押出機でも、ダイヘッドの内部流路構造設計が最も重要です。中心的な設計要素の 1 つは、流路全体にわたって圧力バランスを達成し、デッド ゾーンを排除することです。圧力の不均衡がある流路では、特に溶融物が入って収束する箇所で色の変化が高圧領域では急速に、低圧領域ではゆっくりと起こることが多く、ブランクが形成されやすくなります。ほとんどの領域は短時間で色の変更を完了し、より長い時間またはより完全な色の変更を必要とする対称領域は 1 つまたは 2 つだけ残ります。流体有限要素解析などのソフトウェアを使用して流路構造を合理的に設計し、流路内のさまざまな点での溶融物の圧力を最適化してバランスをとり、デッドゾーンを回避できます。同時に、過度に高い流路圧力を避けることが重要です。流路圧力が高すぎると、溶融物が流路を通過するときに過熱する可能性があります。ダイヘッドの放熱方法 (通常は自然冷却) により、継続的かつ一定の温度上昇は実際には溶融物の劣化や流路表面への付着を引き起こし、逆効果となる可能性があります。
次に、ダイヘッドの流路材質を選択する際には、耐熱性、熱安定性、鏡面仕上げなどを総合的に考慮する必要があります。耐熱性、熱安定性に優れた材料は、熱変形が少なく、温度変化による寸法変形が少なく、高温下でも安定した性能を長期間維持できます。特に、流路コンポーネント接続部の移行寸法が一貫していない場合、表面の位置がずれたり不均一になったりする可能性があり、色変更プロセスの安定性と効率に影響を及ぼします。流路の表面仕上げは、選択した材料の機械加工性にとって非常に重要です。鏡面仕上げが良好な材料は、流路表面をより滑らかにすることができ、色変更プロセス全体の効率の向上に貢献します。特に腐食性のある原料を製造する場合には、平滑な流路表面が原料によって腐食され、安定した生産や変色に影響を与えることを防ぐために、耐食性のある流路材料を選択するか、スクリューや流路表面にクロムメッキやチタンメッキなどの特殊な処理を施す必要があります。
(III) 押出ダイスの温度制御方法の最適化と加熱部の合理的配置
装置の予熱時、1回加熱方式ではヒーターに最も近い流路内の材料表面が酸化・黄変し、流動性が悪くなり流路表面との密着性が低下する場合があります。これにより、押出ビレット表面に筋が発生し、製品の表面平滑性に影響を与えます。装置の加熱制御方法を最適化し、原料の種類に応じた可塑化温度に応じて、スクリューとダイヘッドの異なる加熱ゾーンを異なる加熱時間で不連続かつ段階的に加熱制御することで、スクリューとダイヘッドの流路内に残った材料を外側から内側に向かって徐々に均一に加熱し、使用可能な溶融状態に到達させることができます。第二に、ダイヘッド内の加熱ステージの数とヒーターの出力の設計とレイアウトも、適切なステージ数と均一な加熱出力の原則に従わなければなりません。そうしないと、色の変化効率にも悪影響が生じます。
装置製造時の色変化困難要因とその解決策 <<<<<
さまざまな製品メーカーからのフィードバックに基づいて、押出スクリューとダイの流路構造の制約の下で色変更が困難になる主な要因は次のとおりです。
(a) カラーマスターバッチと原料要因の影響
メーカーのカラーマスターバッチ配合や主原料として使用される樹脂グレードによって、流動性、相溶性、高温分解係数などの特性が異なり、色の変化効率にも影響します。製品の色と容器の性能を確保することを前提に、適切な融点、相溶性、分解の少ないカラーマスターバッチや原料の変更を試みることで、色変更時間の大幅な短縮につながります。
(ii) 色変更時の温度と押出圧力の調整
色を変える場合は、スクリュー温度を適切に下げ、スクリュー速度を上げ、同時にダイヘッド各部の温度を適切に上昇させることで、押出圧力を高めることができます。これにより、スクリューはダイヘッド流路内で低温の溶融物を押し出し、比較的高温の溶融物に大きな圧力を加えることができ、硬い押出およびフラッシング状態を作り出し、色変化時間を効果的に短縮することができます。
(III) 異なる色を変更する合理的な配置
製造会社は、製品の色の特性と注文の納期に基づいて、色変更の注文の生産を合理的に手配できます。濃い色から明るい色へ、または明るい色から濃い色へ、徐々に移行オーダーカラーの生産を調整することをお勧めします。これにより、注文要件を満たし、同時に色変更コストを削減できます。暗い色から明るい色にすぐに変えるには長い時間がかかり、原材料、労力、時間、電力の大幅な無駄が発生します。
(iv) 長時間の保温や待機時間は避けてください。
装置が予熱され、生産温度に保たれている場合は、溶融物がスクリューとダイに長時間残ることを避けるために、時間内に起動する必要があります。通常生産中に、様々な要因により機械を停止する必要がある場合には、待機時間を短縮するよう努めてください。実際の待機時間が長い場合には、各加熱ゾーンの温度を最初に適切に下げることができます。生産が再開されると、温度を通常の生産温度まで上げることができます。温度に達した後、マシンを再起動できます。
04
ヤキグループ
Liu Bing 氏（男性、1965 年生まれ）は、瀋陽大学で機械製造技術と設備を専攻して卒業しました。 2005 年に Yaqi Group に入社し、ブロー成形機および金型の販売に従事し、現在は国内営業部長を務めています。ブロー成形業界に貢献できることを光栄に思います。
ゲストの回答
プラスチック包装業界では、EBM（Extrusion Blow Molding）ブロー成形機が生産効率の高さとPE、PP素材への適応性の高さから広く使用されています。しかし、従来の装置は、長い色変化時間、大量の原材料の無駄、製品の色切り替え時の効率の低さなどの問題に直面することがよくあります。この記事では、「機械設計の最適化」、「原料マスターバッチ配合の改善」、「操作習慣とプロセスのアップグレード」という 3 つの側面から、EBM ブロー成形 (ボトル) 機械で迅速な色変更を実現する方法を検討します。
機械設計の最適化: 発生源での残留物の削減 <<<<<
1. 押出システムとダイヘッドの流路設計
EBM ブロー成形機の押出システムとダイヘッドの流路設計は、色変更効率において重要な役割を果たします。適切に設計された流路により、ダイヘッド内での押し出された材料の滞留時間が短縮され、デッドゾーンでの材料の蓄積が防止され、色変更時の洗浄の困難さと時間が削減されます。たとえば、スムーズな材料の流れを確保し、残留物の蓄積を防ぐために、ダイヘッドの内部流路設計にはデッドゾーンがないようにする必要があります。この設計により、色の変化速度が向上するだけでなく、残留物による製品の色汚染も軽減されます。
2. 勾配設計と流体力学の原理
多層共押出 EBM ブロー成形機は、複数のダイを備えた勾配設計を利用して、ランナーのセルフクリーニング特性を効果的に向上させます。ランナーの断面は幅の広いものから狭いものに徐々に移行し、材料の流れの慣性を利用して残留物を減らします。ランナーの形状とサイズを最適化することで、ゴムコンパウンドの流れ中に均一な背圧が生成され、不均一な圧力によるランナー内の材料の滞留が軽減されます。さらに、ダイヘッドランナーの構造は、押出中の背圧のバランスを確保するために流体力学の原理に準拠する必要があります。たとえば、スパイラル ランナー、またはさまざまな用途シナリオに合わせた複合ランナー設計を採用すると、ゴム コンパウンドがランナー内で安定した流動状態を達成できるようになり、乱流や渦が減少し、それによって流体の安定性と色変更効率の両方が向上します。
3. センターフィード型フィードヘッドのメリット
センターフィードのダイヘッドは、素早い色の変化を実現するための重要な設計機能です。従来のサイドフィード方式と比較して、センターフィード ダイヘッドは流路全体に接着剤をより均一に分配するため、流路のバランスが改善され、不均一な供給によって引き起こされる接着剤の蓄積が軽減されます。この設計により、色の変化速度が向上するだけでなく、製品の品質の安定性も確保されます。 Yaqi は 2005 年以来、センターフィード ダイヘッド設計を全面的に導入し、色変更効率を 50% 以上向上させています。たとえば、暗い色の変更には 20 分もかかりませんが、非常に暗い色から明るい色への移行には通常約 60 分かかります。
近年、主軸台流路シミュレーション設計・解析ソフトウェアの成熟度が増し、特に加工設備や加工技術の継続的改善により、流路設計・加工技術のレベルが向上し続けています。
4. 流路の表面処理と新素材の適用
近年、流路表面コーティング技術が広く使われています。流路表面を特殊な材料でコーティングすることにより、接着剤と流路内壁との間の摩擦係数が大幅に低減され、流路内での接着剤の滞留時間が短縮されます。このコーティング技術は、色変更効率を向上させるだけでなく、ダイヘッドの耐用年数を延長し、設備のメンテナンスコストを削減します。例えば、ナノスケールの焦げ付き防止コーティング（セラミックコーティングやポリテトラフルオロエチレンなど）が使用されます。従来の電気めっきプロセスと比較して、これにより溶融物の付着が大幅に軽減され、層間剥離が起こりにくくなります。
モジュール式の流路コンポーネントが使用されます。物理的な洗浄は、フロー チャネル モジュールを迅速に分解することで実現され、ダウンタイムが短縮されます。
原材料のカラーマスターバッチ配合の改善: コストと色変更効率のバランス <<<<<
カラーマスターバッチの分散性と流動性は、色の変化効率に直接影響します。やみくもに低コスト配合を追求すると、カラーマスターバッチの凝集や移行不良が発生し、洗浄が困難になる場合があります。
1. 分散化と流動性の向上
カラーマスターバッチの分散性と流動性は、色変更効率に影響を与える重要な要素です。カラーマスターバッチ配合を最適化し、顔料の分散性を向上させることで、コンパウンド内での顔料の分散がより均一になり、顔料の凝集によって引き起こされる色変更の困難が軽減されます。同時に、カラーマスターバッチの流動性が向上することで、押出時の抵抗が減少し、ランナー内での化合物の滞留による色の変化の時間遅延が最小限に抑えられます。参考までに以下の対策を紹介します。
キャリア樹脂の適合性を最適化します。カラーマスターバッチ担体には、基材（PE/PP）との高い相溶性が求められます。溶融時間を短縮するには、基材のメルトインデックスと同様のメルトインデックスを持つ低分子量樹脂を選択することをお勧めします。例えば、PP基材には相溶性の悪さによる不均一な分散を避けるため、低粘度のPPキャリアを使用してください。
分散剤および潤滑剤の用途。超分散剤 (修飾脂肪酸エステルなど): マスターバッチ粒子の表面エネルギーを低下させ、凝集を防ぎます。
内部潤滑剤と外部潤滑剤の相乗効果。内部潤滑剤 (ステアリン酸亜鉛など) はメルト内の摩擦を軽減し、外部潤滑剤 (シリコーンなど) はランナー壁に対するメルトの滑りを改善し、残留接着剤の除去を促進します。
高濃度マスターバッチとナノテクノロジー。ナノスケール顔料 (50nm 未満に分散されたカーボン ブラックなど) を使用すると、添加するマスターバッチの量を減らしながら着色強度を向上させることができるため、色変更時の残留リスクを軽減できます。ただし、ナノ粒子の凝集を防ぐことに注意する必要があります。
2. 押出量を増やした後の配合調整（これは注目に値する重要な点です）。
マルチキャビティ高速ブロー成形用途では、押出量の増加に応じてマスターバッチ配合を調整する必要があります。高い生産量の要求を満たすには、マスターバッチ配合物中の分散剤と潤滑剤の割合を適切に増やして、顔料の分散性と化合物の流動性を改善する必要があります。配合を調整する場合、コスト削減のためだけに色の変化効率を犠牲にしてはいけません。たとえば、一部の低コストの分散剤は顔料の分散が不均一になり、色の変更が困難になる場合があります。したがって、配合の最適化プロセスでは、コストと変色効率のバランスを総合的に考慮する必要があります。
運用プロセスのアップグレード: 標準化と革新的なツールの組み合わせ <<<<<
最適化された装置とカラーマスターバッチを使用しても、オペレーターのスキルと補助ツールの選択が依然として重要です。
1. 色変更前の計画的な準備
段階的シャットダウン: 最初に遷移色に切り替え、次に徐々にターゲット色に遷移して、色差の範囲を減らします。
前洗浄プロセス: 低融点洗浄剤 (高流量 PP など) を使用して流路を満たし、残留接着剤を除去します。
2. 洗浄剤と発泡剤の革新的な応用
化学洗浄剤: 界面活性剤を含む特殊な洗浄剤は炭化物を溶解する可能性がありますが、機器に対する腐食性を避けるために注意する必要があります。
発泡剤: 洗浄剤に微発泡剤 (重炭酸ナトリウムなど) を追加し、膨張圧力を利用してフロー チャネルのデッド コーナーを洗い流します。
3. データドリブンな運用管理
色変更パラメーターのデータベースを確立して、さまざまな色や素材に対する温度、圧力、洗浄剤の投与量の最適な組み合わせを記録し、人間による試行錯誤の時間を短縮します。
結論 <<<<<
EBM ブロー成形機の迅速な色切り替えは、基礎としての装置設計、リンクとしての原料色の配合、そして鍵としての標準化された操作の 3 つの重要な要素に依存しています。これら 3 つの要素の相乗効果によってのみ、効率を最大化できます。将来的には、インテリジェントな温度制御、セルフクリーニングコーティング、新しい材料配合などの技術の成熟に伴い、色切り替えサイクルが分単位までさらに短縮され、企業のコスト削減と効率の向上に役立つと予想されます。
