潤滑剤: 滑らかな PVC フォームボードの生産と品質を実現する縁の下の力持ち

もしあなたがこれまでに足を踏み入れたことがあるなら、PVC発泡ボード工場の皆さんはご存知のとおり、このプロセスは、適切な熱、圧力の安定性、材料の流れをスムーズにし、原料樹脂を看板、家具、建設に使用する均一で耐久性のあるボードに変えるというバランスを取ることです。しかし、すべての段階で取り除くことができる静かな問題が 1 つあります。それは摩擦です。 PVC 粒子間に蓄積し、押出機の部品に付着し、さらには溶融混合物中でコロイドを形成し、バッチや機械に損傷を与え、シート表面を荒れさせます。ここで潤滑剤の出番です。これらの小さいながらも強力な添加剤は、あらゆる段階で摩擦を軽減し、生産を順調に進め、最終的なボードの外観と性能が要件を確実に満たすようにします。潤滑剤の役割、潤滑剤が PVC 発泡シートの製造にどのように適しているのか、潤滑剤なしでは信頼性の高い運転ができない理由を分析してみましょう。

そもそも潤滑剤とは何ですか?

PVC発泡板製造では、PVC潤滑剤車に入れるオイルとは異なります。PVC の動きや機器との相互作用を微調整する特殊な化合物で、通常は粉末または小さなペレットです。一番いいところは？ボードの剛性や柔軟性など、ボードの核となる特性は変わりません。代わりに、彼らは 2 つの大きな仕事に重点を置いています。

まず、内部潤滑剤 (一般的な頼りになるモノステアリン酸グリセロールを思い浮かべてください) が PVC 混合物の内部で機能します。それらは樹脂の長いポリマー鎖の間を滑り込み、溶けた材料が流れやすくなるように緩めます。これらがないと、混合物が濃くなりすぎて、押出機が長時間労働しなければならず、余分な熱が発生して PVC をダメにする可能性があります。

次に、ポリエチレンワックスのような外部潤滑剤があります。これらは PVC とあまり混合しません。代わりに、それらは溶融材料の表面に移動し、プラスチックと押出機の金属部品 (バレル、スクリュー、ダイ) の間に薄くて滑りやすい層を形成します。これにより、PVC の固着がなくなり、ダイに汚れが蓄積したり、ネジが磨耗したり、醜い「ダイ ライン」や粗いエッジのあるボードがなくなりました。

ほとんどの工場では両方を混合して使用しています。これは、1 つの作業に 2 つのツールを使用するようなものです。内部潤滑剤は混合物の流動を維持し、外部潤滑剤は混合物が機械に付着するのを防ぎます。

潤滑油はなぜ交渉の余地がないのか?

なぜ潤滑剤が他の修正に勝るのか?

1. 生産停止: 潤滑剤を使用しないと、PVC が厚くなりすぎて、押出機のスクリューが詰まったり (「スクリューの滑り」と呼ばれます)、ダイに付着したりして、堆積物が形成され、機械が冷えて停止してしまう可能性があります。これを修正するには、ラインを停止し、部品を洗浄し、壊れたバッチを廃棄する必要があり、何時間もの作業が失われます。

2. 焼けた、変色したボード: 押出機が厚くて粘着性のある PVC と格闘する必要がある場合、PVC のスイート スポット 160 ～ 200°C をはるかに超える余分な熱が発生します。その熱により樹脂が分解され、板が黄色や茶色に変色し、もろくなってしまいます。内部潤滑剤が摩擦をカットし、温度を安定させ、色を忠実に保ちます。

3. 斑点のあるフォーム構造: フォームボードが強くて軽いためには、(AC 発泡剤からの) 小さな気泡が均一である必要があります。 PVC がダイ内で不均一に流れると、気泡が奇妙な場所で膨張し、大きすぎる気泡や小さすぎる気泡、さらには空の隙間が発生します。潤滑剤により流れが安定するため、すべての泡が適切に形成され、ボードの強度が維持されます。

4. 粗くて使用できない表面: 粘着性のある PVC はダイに跡 (線、凹凸、またはチョーク状の質感) を残します。装飾ボード (壁パネルや看板など) の場合、これは非常に問題です。すべてのボードを研磨するか（さらに手間がかかります！）、スクラップする必要があります。外部潤滑剤により、押出機から出た直後の表面は滑らかに保たれます。

5. 使い古された機械: 押出機のスクリューとダイは高価であり、交換には数千ドルかかる場合があります。摩擦により時間の経過とともに金属が磨耗しますが、外部潤滑剤が緩衝剤として機能し、これらの部品の寿命が 20 ～ 30% 延長されます。

潤滑剤はどのように生産ラインに組み込まれるのでしょうか?

PVC潤滑剤単にランダムに投入されるのではなく、最初からミックスの一部であり、他の添加剤と協力して物事を動かし続けます。

1.プレミックス段階: まず、作業者は PVC 樹脂と乾燥添加剤 (強度を高めるための炭酸カルシウム、熱による損傷を防ぐための安定剤、フォームのための発泡剤、次に潤滑剤) をブレンドします。高速ミキサーがすべてを一緒に回転させて、潤滑剤が均一に広がるようにします。固まってしまうと、PVC がベタベタしすぎたり、水っぽくなったりする箇所ができ、欠陥が起こるのを待っています。

2. 配合: 乾燥混合物は配合機に送られ、そこで熱 (約 120 ～ 140°C) で PVC が溶けます。ここで内部潤滑剤が働き始め、ポリマー鎖を緩め、混合物が均一に溶け、塊やホットスポットがなくなります。

3. 押出 (重要なステップ): 溶融した PVC は押出機に移動します。ここで外部潤滑剤が活躍します。プラスチックの表面をコーティングするので、押出機のバレルやスクリューに対して簡単に滑り、くっついたり余分な熱が発生したりすることはありません。内部潤滑剤が混合液を維持するので、混合液はダイ（基板を成形するツール）を通って均一に流れます。

4. 発泡と冷却: AC 発泡剤が気泡を生成するため、潤滑剤からのスムーズな流れによって気泡が均一になります。また、PVC がダイに付着していないため、ボードの表面は光沢があり、均一です。押し出し成形後、ボードは急速に冷却され、潤滑剤はそのままの状態に保たれ、浸出したり、後でボードの塗装や印刷に影響を与えることはありません。

なぜ潤滑剤が他の修正に勝るのか?

一部の工場では、PVC を薄くするために押出機の温度を上げるなど、プロセスを微調整して潤滑剤を省略しようとしています。しかし、それは悪い取引です。高温になるとボードが焦げて脆くなることになります。あるいは、固着を減らすために高価なコーティングされた押出機部品を使用するかもしれませんが、それらは潤滑剤よりもはるかに高価であり、依然として内部摩擦の問題は解決できません。

潤滑剤は次の理由から優れています。

PVC を安定に保つ:余分な熱を加えずにミックスを薄めるので、劣化がありません。

お金を節約する:金型の交換やバッチの廃棄に比べて、潤滑剤の入ったバッグのコストは数セントです。

すべてのバッチを同じにする:プロセスの調整 (温度など) は非常に難しく、1 つの小さな変更で次のバッチがオフになります。潤滑剤が流れを一定に保つため、どのボードも見た目もパフォーマンスも最後のものと同じになります。

他の添加剤とうまく組み合わせてください:後で回路基板を印刷またはペイントする場合は、インクをはじく光沢のある膜が残る可能性があるワックスベースの潤滑剤に注意してください。ステアリン酸などの脂肪酸ベースの潤滑剤は、これらの作業に適しています。

適切な潤滑剤を選択するにはどうすればよいですか?

すべてのオイルがすべての作業に適しているわけではありません。工場が求めているものは次のとおりです。

押出機のセットアップ:高速ライン (大量生産用) を稼働している場合、PVC はより大きなせん断力を受けるため、流れを維持するためにより強力な内部潤滑剤が必要になります。金型が古い（表面が粗い）場合は、固着を防ぐために追加の外部潤滑剤が必要です。

作成しているボードの種類:剛性ボード (看板など) では、可塑剤の使用量が少ないため (すでにマイルドな潤滑剤として機能します)、より多くの内部潤滑剤が必要になります。フレキシブルボード (フロアマットなど) には可塑剤が多く含まれているため、潤滑剤の量を減らすことができます。

後処理のニーズ:剛性ボード (看板など) では、可塑剤の使用量が少ないため (すでにマイルドな潤滑剤として機能します)、より多くの内部潤滑剤が必要になります。フレキシブルボード (フロアマットなど) には可塑剤が多く含まれているため、潤滑剤の量を減らすことができます。

規則：食品包装用ボード (テイクアウト容器のインサートなど) や子供用家具を製造している場合は、FDA 承認のステアリン酸などの安全基準を満たす潤滑剤が必要です。 EU の REACH 規制は特定のワックスを制限しているため、輸出する場合は必ず準拠を確認してください。

潤滑剤の次は何でしょうか?

PVC 製造のあらゆる部分と同様に、潤滑剤もより環境に優しく、より効率的になってきています。工場では、石油ベースの製品の代わりに、植物油や大豆ワックスから作られたバイオベースのオプションを使用し始めています。これらは生分解性で無毒であり、より持続可能な素材を求める動きに適合します。

より少ない用量（2 ～ 3% ではなく 0.3 ～ 1.5%）で効果を発揮する新しい「高効率」ブレンドもあり、同じ摩擦低減効果で原材料が少なくなります。また、一部の企業は、潤滑剤と他の添加剤、たとえば電子機器パッケージのほこりを防ぐ帯電防止剤や、屋外の基板のカビを防ぐ抗菌化合物を混合しています。これらのマルチタスクブレンドは時間を節約し (複数の添加剤を追加する必要がなく)、ボードの機能をより長く保ちます。