スクリュー可塑化の原理では、単軸スクリュー押出機はドラッグフロー機構で動作します。スクリューは前方に横方向の力を提供し、粉末とバレルの間に速度勾配を作り出し、その結果、弱い摩擦が生じます。したがって、外部加熱が重要になります。最近、レオメーターを較正しているときに、特定の高フィラー配合に関する問題に遭遇しました。同じ粉末調製プロセスを使用して、70グラムのドライミックスを追加しましたが、6分間のテスト後でも、材料は完全に可塑化されていませんでした。温度を200度に上げたり、配合を調整したりしても、あまり効果はありませんでした。しかし、80グラムのドライミックスを追加すると可塑化が起こり、85グラムではプロセスがさらに速くなりました。
この観察は既視感を引き起こしましたが、問題はすぐに解決され、すぐに忘れ去られました。
誰かが円錐型ツインスクリュー押し出しで同様の問題（材料が最初は可塑化せず、可塑化すると突然溢れる）を報告したとき、以前にも何度かこの状況に遭遇したことを思い出しました。 これは 65mm と 55mm の両方の円錐型ツインスクリューマシンで発生し、不十分な供給比のために真空ポートから樹脂の流れが見えました。 可塑化プロセスは、ダイから始まって後方に逆方向に進んでいるようでした。 真空ポートに達すると、材料が溢れます。 マシンの温度を 230 度に上げても状況はわずかに改善しただけで、PVC の劣化が加速しました。 供給比を適切なレベルに上げることによってのみ、可塑化が正常に進行しました。 ただし、スクリューの前端が著しく摩耗していたため、逆流が増加し、真空ポートで材料が溢れていました。 初期の可塑化を強化するように配合を調整することで、いくらか改善されました。
このシナリオ全体から、PVC 押し出し加工を成功させるには適切な圧力または金型充填条件が必要であることがわかります。温度調整のみでは、主に溶融流動特性を修正することになります。
では、可塑化において、温度、配合、せん断力のうちどの要因がより重要な役割を果たすのでしょうか?
機械的せん断力。PVC に関する「プラスチック業界ハンドブック」には、汎用懸濁 PVC の可塑化、または可塑化に最適な一次粒子の流れは、温度だけでは達成できない高い均一せん断条件下で達成されると明記されています。つまり、配合の調整によってプロセスを部分的に最適化することはできますが、コア要素は装置によって提供されるせん断力のままです。これは一貫して検証されています。KraussMaffei の同じ原材料、配合、および金型を使用した場合でも、異なる装置ではノッチ衝撃強度が一定しない製品が製造され、30 MPa を超える値が一貫して達成されませんでした。
