プラスチックの乾燥除湿は、 シート押出樹脂の大部分にとってオプションではなく、プロセスの前提条件です。吸湿性ポリマーは保管中や取り扱い中に大気中の湿気を吸収し、その水蒸気は押出加工温度で蒸気になります。その結果、気泡、スプレーマーク、表面のシルバーストリーク、機械的特性の低下、さらにはひどい場合にはポリマー鎖を永久に破壊する加水分解が生じます。いいえ シート押出技術は、 押出機、ダイ、および下流の機器がどれだけ適切にメンテナンスされているかに関係なく、湿った材料から許容可能なシートを製造できます。 PET、PC、ABS、またはナイロンを使用する作業では、適切な乾燥が他のすべての基礎となります。
押出前に乾燥が必要なポリマーはどれですか
ポリマーは、吸湿性に関して 2 つのカテゴリに分類されます。ポリオレフィン (PP、PE、HDPE) は非吸湿性で、水分をほとんど吸収しないため、通常はサイロから直接押し出すことができます。対照的に、吸湿性ポリマーは、加工欠陥を引き起こすレベルで水を吸収します。
シート押出で最も一般的な吸湿性樹脂には次のものがあります。
PET — 水分含有量が 0.005% (50 ppm) 未満になるまで乾燥する必要があります
ポリカーボネート (PC) — 押出前に最大 0.02% の水分
ABS — 表面の広がりを防ぐために、0.04% 以下で乾燥させる必要があります
ナイロン (PA6、PA66) - 吸湿性が高く、押出成形には 0.1% 未満が必要
PMMA (アクリル) — 最大含水率 0.04%
各ポリマーには特定の平衡水分含量、つまり特定の相対湿度で吸収する水の量があります。 PET は相対湿度 50%、25°C で重量で約 0.3% の水分を吸収します。この数字は許容処理限界の 60 倍であり、PET の乾燥要求が非常に厳しい理由を説明しています。
乾燥剤乾燥機: 露点制御と気温
乾燥剤ホッパードライヤーは、吸湿性ポリマーから水分を除去するための標準的なソリューションです。このシステムは、加熱され除湿された空気を樹脂の入ったホッパーに循環させます。高温の乾燥空気がポリマー ペレットに触れ、表面の水分を吸収して運び去ります。空気は乾燥機に戻り、吸収された水分を除去する乾燥剤床を通過し、再加熱されて、連続閉ループサイクルでホッパーに再び入ります。
空気温度と露点という 2 つのパラメータが乾燥機の性能を定義します。
乾燥温度は 、実用的な速度でポリマーから水分を除去するのに十分な高さである必要がありますが、ペレットの凝集を防ぐためにポリマーの軟化点未満である必要があります。 PETは160～170℃で乾燥します。パソコンは120℃必要です。 ABS は 80 ～ 85°C で乾燥されます。推奨温度を超えると、ホッパー内でペレットが融着し、材料の流れが妨げられ、乾燥機が損傷する可能性があります。
露点は、 循環する空気の水分含有量を測定します。ほとんどの吸湿性ポリマーでは、露点 -40°C が最低許容レベルです。 PETでは-50℃以下が要求されます。このレベルを維持するには、乾燥剤床 (通常はモレキュラーシーブまたは活性アルミナ) を連続的または時間ベースで再生する必要があります。ツインベッド システムは乾燥サイクルと再生サイクルを交互に行い、中断のない操作を保証します。
の 乾燥機の下流にある重量計量定量注入押出 システムには、水分仕様をすでに満たしている材料を受け入れる必要があります。乾燥機から押出機への移送配管が密閉および断熱されていない場合、乾燥した樹脂が搬送中に周囲の湿気を再吸収し、乾燥プロセス全体が無効になる可能性があります。乾燥空気パージを備えた閉ループ移送システムは、この再吸収の問題を防ぎます。
露点監視と乾燥剤の再生
インライン露点センサーは、乾燥機の性能を継続的に可視化します。乾燥剤床が飽和に近づくと、露点が上昇します。再生が失敗すると、多くの場合、数分以内に -40°C から -20°C、あるいはそれ以上になります。乾燥ベッドと再生ベッドの自動切り替えは、一貫した水分除去能力を維持するために不可欠です。
乾燥時間: 滞留時間とスループットの考慮事項
水分の除去は瞬時には行われません。樹脂が乾燥ホッパー内で費やす時間 (滞留時間または滞留時間) は、熱がペレットのコアに浸透し、吸収された水分を追い出すのに十分な時間でなければなりません。推奨される乾燥時間はポリマーとペレットのサイズによって異なります。
これらの時間は、標準的な 3 ～ 4 mm ペレット サイズを想定しています。粒子サイズが小さい再生粉砕物は乾燥が速くなりますが、供給の問題を引き起こす微粉が発生しやすくなります。大型のペレットまたはフレークには、より長い滞留時間が必要です。場合によっては、標準推奨の 2 倍の滞留時間が必要になります。
ホッパーのサイジングは、ラインの最大処理量における最長の乾燥時間を考慮する必要があります。ラインが 500 kg/h の PET を処理し、5 時間の乾燥を必要とする場合、すべてのペレットが完全な滞留時間を受けるように、ホッパーは少なくとも 2,500 kg を保持する必要があります。
乾燥が不十分な場合、欠陥は視覚的にも明らかであり、機械的にも重大な問題となります。 表面の広がり （縦方向に走る銀の縞）は、水分がダイリップで蒸発し、シートとカレンダーロールの間に閉じ込められると発生します。 気泡が発生します。 PET および PC の 水分の集中によりシート本体内に目に見えるガスポケットが形成されると、 加水分解 によりポリマー鎖が切断され、固有粘度が低下し、機械的強度が低下します。これは元に戻すことのできない損傷です。
検証方法には、乾燥減量水分計、実験室精度のためのカールフィッシャー滴定、リアルタイム監視のための乾燥機排出時のインライン水分センサーが含まれます。インラインセンサーは、精度を維持するために実験室の測定値に対して定期的に校正する必要があります。
の 押出温度制御バレルの 設定は、残留水分含有量と相互作用します。バレル温度が高くなると、残っている水分の蒸発が促進され、表面の欠陥がさらに深刻になります。オペレーターはスプレーを抑制するためにバレルの温度を下げることがありますが、これは対症療法であり、治療法ではありません。根本的な原因は乾燥が不十分であり、溶融温度を下げると視覚的な証拠が隠れるだけであり、ポリマーは依然として隠れた劣化を被る可能性があります。
不十分な乾燥は依然として、シート押出成形、特に PET、PC、ABS などの吸湿性ポリマーの品質欠陥のトップ 3 原因の 1 つです。 JWELL は、湿気に敏感な材料用の標準機器として、除湿ホッパー ドライヤーとシート押出ラインを統合しており、露点が -50°C 未満の乾燥剤ベッド、乾燥機排出口のリアルタイム水分センサー、乾燥機と押出機の供給口の間での湿気の再吸収を防ぐ閉ループ搬送システムを備えています。
よくある質問
PET は乾燥剤を使用しないで押し出すことができますか?
いいえ、PET は非常に吸湿性が高く、0.005% を超える水分を含んだ状態で押し出すと、激しいスプレー、気泡、分子量の低下が発生します。積極的な除湿機能を備えていない圧縮空気乾燥機や加熱ホッパーは PET には不適切であり、常に欠陥のあるシートが生成されます。
レジンが十分に乾燥していることをどのように確認しますか?
最も信頼性の高い方法は、サンプルを加熱して重量損失を測定する乾燥減量水分計です。カールフィッシャー滴定は、非常に低い水分レベルに対してより高い精度を提供します。乾燥機の排出時のインライン水分センサーはリアルタイム監視を提供しますが、実験室の測定値に対する定期的な校正が必要です。
乾燥剤ベッドが使い果たされたらどうなりますか?
露点は急速に上昇します。多くの場合、数分以内に -40°C から -20°C 以上になります。乾燥した空気は十分な水分を吸収できなくなり、ペレットの水分含有量が上昇します。最新の乾燥機のほとんどには自動露点監視とベッド再生切り替え機能が備わっていますが、古いユニットでは周囲湿度の変動を考慮していないタイマーに依存している場合があります。
リグラインドにはバージン樹脂とは異なる乾燥パラメータが必要ですか?
リグラインドは粒子サイズが小さく表面積が大きいため乾燥が速くなりますが、乾燥機から出た後も水分をより早く再吸収します。主な懸念は、乾燥機と押出機の間の移送システムです。周囲の空気にさらされると、水分含有量が急速に増加します。
