競争の激しいプラスチック製造の世界では、機械のスループットと製品の一貫性が最も重要です。の一軸-二軸-ダイフィルムブロー成形機-1 つの押出機スクリューが 2 つの別々のダイヘッドに同時に供給される構成-は、世界中の生産現場で着実に進歩しています。設置面積やエネルギーコストを 2 倍にすることなく生産量を拡大したいと考えている企業にとって、このアーキテクチャが実際に何を提供するのかを理解することは価値があります。
シングル スクリュー デュアル モード ダイヤフラム ブロワーとは何ですか?
従来のメンブレンブロワーは、1 台の押出機と 1 台の環状ダイヘッドを組み合わせています。スクリューが樹脂を溶かして加圧し、円形の金型を通して樹脂を押し出して膜気泡を形成します。
の一軸-二軸-ダイフィルムブロー成形機同じ押出機バレルとスクリューアセンブリを維持しますが、溶融樹脂の流れは分割ブロックによって 2 つの別々のダイヘッドに分割されます。各型は独自の個別のフィルムバブルを生成し、冷却され、折り畳まれて、2 本の平行なフィルムロールに巻き取られます。スクリューは変更されず、下流の分布と金型レイアウトが拡張されるだけです。
これは、モーター、ヒーター システム、スクリュー ドライブを意味しますが、-ただし 2 つのフィルム出力を備えています。
コア効率の向上の説明
1. 2 番目の押出機なしで 2 倍の生産量
最も直接的なメリットは生のスループットです。標準的な 55 mm スクリュー押出機は、80 ～ 120 kg/h の溶融出力で、低密度ポリエチレンを最適化された条件で処理します。金型を使用して、樹脂でフィルム ロールを製造します。 2 つのモード構造を同じスクリューに取り付け、同じ 80 ～ 120 kg/h の出力で 2 つのシリンダーを同時に充填します。
2 番目のモーター、2 番目のギアボックス、2 番目のヒーター バンド セット、または 2 番目のコントロール パネルを追加していません。分流器と 2 番目のダイを追加しました。-2 番目のマシン全体の資本コストの一部です。設備投資に占める割合は急激に上昇した。
包装フィルムや農業用フィルムで一般的に見られる 300 ～ 800 mm の範囲のロール幅の場合、同時圧延により、同じ条件下で 2 台の別々のシングルロール機を稼働させる場合と比較して、シングルロールの処理コストが 30 ～ 45% 削減されます。よく調整された-一軸-二軸-ダイフィルムブロー成形機その資本的優位性を日々の生産の現実に変えます。
2. バランスの取れたスクリュー荷重と溶融安定性
2 つのモード設定の直観に反する利点は、通常、ネジがより安定した動作ウィンドウで動作することです。-高出力スクリュー上の単一ダイ-では、システムが溶融圧力範囲の上限まで押し上げられ、溶融破断（ダイでの過度のせん断応力による表面欠陥）のリスクが高まります。
2- モード構造では、総流量が分解されるため、ダイあたりの溶融圧力は同じ出力端での金型の圧力の約半分になります。これ：
各ダイのせん断応力を低減してメルトフラクチャーのリスクを軽減します。
スクリューを最高速度付近ではなく中速で動作させ、スクリューとバレルの寿命を延ばします。
スクリューの高温プロファイルが極端に押し出されないため、より安定した溶融温度が得られます。
実際には、オペレーターは次のように報告しています。一軸-二軸-ダイフィルムブロー成形機同じ合計スループットを推進するシングルモード マシンよりも、ユニットはゲルの混入が少なく、フィルムの表面が滑らかになる傾向があります。{0}}
3. フィルム1kgあたりのエネルギー効率
膜ブロワーのエネルギー消費は主に、押出機駆動モーター、バレルヒーターバンド、冷却ブロワーで構成されます。デュアルダイ マシンでは、3 つの主要な電力消費装置すべてが 1 つではなく 2 つのフィルム出力を提供します。
55 mm 押出機の一般的なエネルギーの内訳を考えてみましょう。
| 成分 | おおよその消費電力 | サーブ（シングルモード） | サーブ（ダブルダイス） |
|---|---|---|---|
| 駆動モーター | 22～37kW | 1ロール | 2ロール |
| バレルヒーター | 8～15kW | 1ロール | 2ロール |
| 冷却ブロワー | 1人あたり3～5キロワット | 1ロール | 2ロール（2ブロワー） |
| ワインダードライブ | 1～2kW | ワインダー1台 | ワインダー2台 |
駆動モーターとバレルヒーターの動力は2つのローラーで共有されます。 2 つの冷却ブロワーと 2 つのワインダーが必要ですが、それらを組み合わせた吸引力は、完全な押出機アセンブリを 2 つ稼働させるよりも大幅に小さくなります。全体として、完成フィルム 1 キログラムあたりのエネルギーコストは、最適化されたデュアルモード デバイスでは通常 20 ～ 30% 削減され、同等の総出力を持つ 2 台の別々のマシンでは 20 ～ 30% 削減されます。{4}}
4. ユニット出力あたりの床面積の縮小
工場スペースは固定費です。 2 つの-モード マシンは、シングル モード マシンよりも 20 ～ 30% 多くの地面をカバーします。-}わずかに広いフレームに 2 つ目のバブル タワー、2 つ目の折りたたみフレーム、2 つ目のワインダーを収容できます。対照的に、2 台の完全に別個のマシンは、1 台のマシンの約 2 倍の面積をカバーします。
建物のサイズやリースコストによって運用が制限される場合、デュアルダイマシンの設置面積効率は運用上の大きな利点となります。毎一軸-二軸-ダイフィルムブロー成形機フロア上に配置すると、シングル ダイの対応物よりも多くの平方メートル収量が得られます。{0}}
5. 異仕様ローラーの同時生産
一部の 2{0}} モード モデルでは、2 つのダイヘッドを異なるダイギャップ設定で構成でき、同じ樹脂バッチから異なる肉厚ターゲットに 2 つのバブルを吹き込むことができます。これは、次の状況で特に役立ちます。
コンバーターには 2 つの SKU 仕様の両方が必要です (例: 25 ミクロンと 40 ミクロンのロール)
-ある仕様の短期生産には、別の仕様の大量生産を伴う必要がある
お客様の注文ポートフォリオには、軽量および耐久性の高い梱包フィルムが含まれています。{0}
両方の金型で同じ種類の樹脂を処理する必要がありますが（単一の押出機を共有しているため）、1 回の生産で 2 つの厚さまたは 2 つの幅を柔軟に生産できるため、変換時間と機械のスケジュールの複雑さが軽減されます。
機能させるための主要な設計コンポーネント
フローディバイダーブロック
分流器 (メルトセパレーターとも呼ばれる) は、押出機の出力と 2 つのダイヘッドの間の重要なコンポーネントです。 -適切に設計された仕切りブロックにより、同じ溶融分布が保証されます。-各金型には同じ質量流量、同じ溶融温度、同等の滞留時間が与えられ、ある気泡が他の気泡に比べて濃くなったり熱劣化したりするのを防ぎます。
分周器の不適切な設計が、2 つのダイの出力の不均衡の主な原因です。非対称な流路、チャネル直径の不一致、または不適切なブロック加熱により、一方の金型のスループットが他方の金型よりも 10 ～ 15% 高くなり、ロール重量とコイル張力の不一致の問題が発生する可能性があります。
品質一軸-二軸-ダイフィルムブロー成形機設計では、スプリットで個別に制御されるヒーター ゾーンを備えたミラー対称の流路形状が使用されています。{0}}有名メーカーの標準的な手法-ですが、マシンを選択する際には確認する価値があります。
独立したダイヘッド温度制御
各ダイには独自の加熱ゾーンと熱電対センサーが必要です。 2 つのダイヘッド間で温度制御を共有すると、一方のダイの熱要件が他方のダイの設定点の安定性に影響を与えるリスクが生じます。独立した PID 制御により各モールドの溶融粘度が各モールドのリップ間の一貫性を維持し、均一な出力で 2 つのフィルムの測定をサポートします。
デュアル冷却リング構成
各バブルには独自の冷却エア リングとブロワーが必要です。 2 つのエア リングは個別に調整できるようにする必要があります。これにより、オペレーターは他方を損なうことなく、両側の気泡の安定性とフィルム ゲージを微調整できます。- 2 つの冷却リングをブロワーと気流制御に接続する機械では、この柔軟性が失われ、気泡の不安定性に対処することが困難になります。
SSDD マシンの最適なパフォーマンスの制限と条件
2 つのモード構造が普遍的に優れているわけではありません。{0}}その効率性の利点は、次のような状況で最も顕著になります。
単一樹脂の大量生産---スタッドを共有するということは、2 つの異なるレジンを同時に実行できないことを意味します。異なる材料を必要とするコンバーターは、異なる機械を使用する必要があります。
安定した製品構成-効率の向上は、長期的な継続的な運用キャンペーンで最も顕著になります。-材料や色の変更を頻繁に行うと、単一の金型の場合と同じダウンタイムが発生しますが、両方の金型の位置に影響します。
中～広幅のフィルム幅--非常に狭いスリット幅の用途では、非常に狭いリールに巻く複雑さがスループットの向上を相殺する可能性があるため、それほど有益ではない可能性があります。
一貫したメルトフローインデックスを持つ樹脂--MFI バッチ間の変動が大きい材料では、2 つの金型間の生産量のバランスを維持するためにオペレーターの注意がさらに必要になります。
LDPE/LLDPE 農業用フィルム、HDPE ショッピング バッグ フィルム、汎用ストレッチ フィルムの場合、{0}}安定した仕様で大量生産-できる SSDD 設計は、常にその効率性を約束します。
実際の比較: シングル-モードとダブル-ダイ（ネジサイズ 55 mm）
| パラメータ | シングル-ダイ（55 mm） | ダブルダイス (55 mm) |
|---|---|---|
| 総生産量（LDPE） | 80～100kg/h | 80 ～ 100 kg/h (同じスクリュー) |
| 生産されたロール | 1 | 2 |
| フィルム1kgあたりの出力 | ベースライン | −30% |
| ロールあたりの床面積 | ベースライン | −45% |
| ロールあたりの資本コスト | ベースライン | −40% |
| ダイ当たりのダイ圧力 | より高い | 下部（分流） |
| 柔軟性 (一度に 2 つの仕様) | いいえ | はい（異なるゲージ） |
| セットアップ/切り替えの複雑さ | より低い | やや高め |
よくある質問
2 モード マシンには、同じネジ サイズのシングル モード マシンよりも強力なモーターが必要ですか。-必ずしもそうとは限りません。スクリューの総溶融需要は同じです。-モーターの負荷は、下流の金型の数ではなく、樹脂の粘度とスクリューの速度によって決まります。駆動モーターの定格出力は通常同じままです。押出機の出力が出た後、流れは単純に分割されます。
SSDD マシンの 2 つのダイヘッドで同時に異なるフィルム幅を生成できますか?はい、各金型の設計範囲内で可能です。異なるダイ直径または調整可能なダイギャップにより、2 つのヘッドが同じ製造プロセスで異なる仕上げ幅または厚さにブローすることができます。
2 つの金型間の出力のバランスを取るのはどのくらい難しいですか? In well-designed machines with symmetric flow dividers and independent temperature control, operators usually achieve a 3 to 5 percent balance by adjusting the setting of coolant air and die gaps. Serious imbalances (>10%) は通常、分流器または不均一な溶融温度に問題があることを示しています。
2 つのモード構造は共押出フィルムに適していますか?-共{0}}ダブル-押出ダイス マシンは存在しますが、はるかに複雑です。-各ダイには複数の押出機の入力が必要です。これらは、多額の資本投資を必要とするバリア フィルム用途向けのプロフェッショナルな構成です。効率化のロジックは似ていますが、設置とメンテナンスの要件ははるかに高くなります。
SSDDマシンではどのような種類の樹脂が一般的に使用されていますか?低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンが最も一般的です。ポリプロピレンおよびメタロセン-ベースの樹脂は SSDD マシンで処理され、そのメルト フロー特性はスクリュー設計範囲内にあります。高粘度のエンジニアリング樹脂は、標準的な SSDD 構成では一般的ではありません。-
基本的な目的
シングル-スクリュー、ダブル-モード設計の基本的な目的は、同じコア設備への投資 - 同じモーター、同じスクリュー、同じバレル - からより多くの最終製品を抽出しながら、2 台の別々の機械に必要なエネルギー消費量と出力デバイスごとの床面積を大幅に削減することです。量が重視され、コストが重視される-競争部門で活動する生産者にとって、一軸-二軸-ダイフィルムブロー成形機目新しいものではなく、実用的な効率化ツールです。
