ツインスクリュー脱溶押出機用の低コストのリサイクルプラスチック改質フォーミュラ

低コストでリサイクルされたプラスチックを改良した配合物を作ることは、安価な添加剤を購入することではありません。 これは、リサイクル樹脂が予測不可能な挙動を示す不純物を除去する作業であり、その後、最小限の添加剤コストをかけて機械的特性を使用可能な範囲に戻す作業です。 その順序を逆転するコンパウンドメーカーは、投与インパクトモディファイア、相溶性化剤、および臭気除去剤を湿潤した揮発性成分を含む再生原料流に混合する。こうしたメーカーは、受け入れられたキログラムあたりのコストが常に高くなり、臭気の苦情や黒い斑点の問題で顧客を失うことになる。

リサイクルされたポリオレフィンとポリエステルは、新品の樹脂とは異なる四つの欠点を持ってホッパーに到着します。これらの欠点は、以前の熱処理の影響で広がった分子量分布、吸収した水分、臭いをもたらす低分子量の分解生成物、および製品の最初の使用時から残っている印刷インク、接着剤、香料です。 これらの障害のいずれも、化学処理よりもデボルタイゼーションハードウェアとねじの形状によってより安価に対応できます。 これがこのガイドの中心的なエンジニアリングの主張であり、これは、ツインスクリュー混合ラインの脱溶解部が、練り部と同じくらいの設計の注意を必要とする理由です。

Wanplasの工場であるKerke Extrusion 機器は、まさにこのような困難で変化しやすい原料に対応する、並列回転式ツインスクリュー複合成形押出機を設計するために、12年以上を費やしてきました。 19,997平方メートルの製造拠点から、Kerkeは70カ国以上に2,000台以上の機械を配置しており、100人以上の技術チームがサポートしています。このチームのスローガン「We Know Compounding Extruder」は、KTEシリーズの並列回転式ツインスクリュー押出機、KTE-16Bの研究用装置からKTE-135Dの生産機械までに限定した、狭い専門性を反映しています。 本ガイドでは、お客様からの要望が「このリサイクル素材を安価に、安定して、販売可能にする」というものの場合、ケルケのアプリケーションエンジニアが使用するフォーミュラファミリー、ねじ構成、ベント設定、プロセスウィンドウ、品質管理ルーチンについて説明します。

以下の内容は相対的なコストを表す言葉で書かれています。コストの比較が必要な場合、この記事では、Low、メディア、高い、非常に高い、プレミアムの評価や、ベースレシピが100ポイントのインデックスを使用しています。絶対的な価格は、レジン、エネルギー、輸送市場で毎週変動するため、技術的な参考資料としては誤解を招く可能性があります。しかし、レシピの選択肢間の関係は安定しており、プロセスエンジニアが実際に必要とするものです。

1. リサイクルコンパウンドにおける「低コスト」とは実際に何を意味するのか

リサイクル化合物の低コスト化は、添加剤の使用量、生産率、および特定のエネルギー消費量の三要素から成る方程式です。 ほとんどの化粧品メーカーは最初の成分だけを追跡しているため、実のところ「安い」とされる多くの化粧品が高価になるのです。 このビジネスにおける主要な隠れたコストは、添加パッケージではなく、バッチごとに不安定な状態が下流で不合格につながり、その結果として、クライアントが新しい樹脂を使用して再度品質を満たすことになり、損失が生じることです。

数学的な観点から考えてみましょう。 添加剤パッケージは、通常、再生ポリオレフィン化合物の総材料コストのわずかな割合を占めるものです。 そのパッケージを五分の一に切り取ると、材料インデックスに小さな節約ができます。 一方、単一の返品ロットでは、往復の運賃、再処理作業、再実行に要するマシン時間、そして最も大きな損害となる顧客の信頼をすべて吸収してしまいます。 コンバーターが、同じ混合物グレードの二つのパレット間で耐衝撃性が低下したために、注射成形機を停止しなければならない場合、混合業者はほとんど二度目の説明の機会を得ることはありません。

3つの実質的なコスト推進要因

コストドライバー	どのような内容をカバーしていますか	総コストの典型的な割合	どれだけの範囲でフォーミュラエンジニアがそれを動かすことができるか	コストの感度
ベース原料	洗浄再粉砕物、フレーク、バレ分別物、内部スクラップ	最大の単一ブロック	中程度 - 主に調達と分類の規律によって管理される	高い
添加パッケージ	酸化防止剤、相溶性改善剤、衝撃改善剤、充填剤、潤滑剤、臭気吸着剤、鎖延長剤	小さめから中型	割合では大きいが、絶対値では小さい	メディア
収益と拒否	スタートアップ廃棄物、仕様外のロット、スクリーン変更による損失、お客様からの返品	非常に変化しやすく、しばしば過小評価されます	非常に大きい — 最大のレバー	非常に高い
特定のエネルギー消費量	モータ負荷、バレル加熱、真空ポンプ、チラー、ペレタイザー駆動	中程度で上昇中	中程度：ネジの設計と溶融温度の制御	メディア
労働時間とダウンタイム	スクリーンの交換、ねじの清掃、金型の交換、浄化	適度	中程度 - 自動ワイプ機構と連続フィルタリング	メディア

この表を優先順位リストとして読み取りましょう。添加パッケージは最も目に見えるコストであり、最も簡単に削減できるものですが、これが過剰に削減される理由です。生産性は最も目に見えにくく、最も価値のあるものです。20連続ロットにわたって溶融流動率を狭い範囲内に保つために、0.1 phrの二次酸化防止剤を添加するというフォーミュラは、材料費指数が高くても、より安価なフォーミュラとなります。

レシピを比較するための相対コスト指数

金額を引用せずにレシピの比較を公正に行うため、本記事では簡単なインデックスを使用しています。経済的なリサイクルポリプロピレン化合物で、最小限の酸化防止剤パッケージと影響修飾剤を使用したレシピを、材料軸上で100ポイントと定義しています。その他のレシピは、このベースラインに基づいて表現されます。別の品質軸では、ロットが初回の試験で仕様を満たす可能性を追跡しています。

レシピレベル	材料コスト指数（ベースライン＝100）	ファーストパス承認	承認されたキログラムあたりの有効コスト	判決
ベアエコノミー、デボラタイゼーションなし	96	低	4つの中で最高	間違った経済
二段階脱溶化による経済的な方法	100	中程度から高	低	商品部品に最適な価値
コンパチライザーとインパクトモディファイアを備えたスタンダード	108 to 114	高い	低から中	技術部品に最適な価値
完全な安定化機能を備えた高性能	118 ～ 128	非常に高い	メディア	仕様のみで正当化される

最初の行はトラップです。真空バルブを取り外し、短いバレルを使用し、二次酸化防止剤を省略すると、可視インデックスが4ポイント低下し、ファーストパスでの受け入れが破綻します。これはリサイクル化合物製造に新たに参入する人の中で最もよく見られる間違いであり、ハードウェアの誤りをフォーミュラの誤りに偽装したものです。

2. なぜ脱臭があらゆるリサイクル製品の基盤となるのか

分子の揮発性を除去することが、リサイクルされた製品の基盤となります。揮発性成分は添加剤を消費し、溶融体の連続性を破壊し、ほとんどの商談を終わらせる臭気をもたらします。分子の揮発性を除去していない溶融体に投入された添加剤の一部は、真空ポートで除去されるべき中和成分であり、電力コストだけで見ても、そのような溶融体に添加剤を投入することは無駄です。

リサイクルされたポリマー流れには四つの異なる種類の揮発性物質があり、それぞれが樽内で異なる挙動を示します。

クラス 1: 水分

水は洗浄されて機械的に脱水されたフレークとともに到着し、保管中に周囲の湿度からも吸収されます。ポリオレフィンは化学的な意味では吸湿性ではありませんが、フレークの形状は表面の水をしっかりと保持します。単独の遠心脱水処理後では、重量比0.3から1.5％が一般的です。ポリエステルとポリアミドの流れは、ポリマー自体に水を吸収し、溶融温度で水分解し、鎖を切断して内在的な粘着度を不可逆的に低下させます。溶融領域に到達した水は蒸気に変化し、金型で激しい流れを生じ、ストランドに空洞を生じ、下流の成形部品に銀色の縞模様として現れます。

クラス 2：残留モノマーおよびオリゴマー

すべてのポリマーには、モノマー、ジマー、および低分子量オリゴマーの小さな残留分が含まれています。リサイクルされた流れでは、この残留分が増加するのは、以前の処理サイクルで鎖切断生成物が生成されたためです。ポリエステルリグリンドにはアセトアルデヒドと環状トリマーが含まれ、スチレン系には残留スチレンが含まれ、ポリオレフィンには短鎖パラフィンとオレフィン断片が含まれます。これらの物質は溶融温度で揮発性であり、深い真空ポートが除去するために設計されています。

クラス 3：熱酸化分解生成物

これは、お客様が苦情を申し立てる臭気クラスです。酸素の存在下で繰り返し加熱すると、ポリマーのバックボーン上および小分子として、アルデヒド、ケトン、およびカルボン酸が生成されます。特に短鎖アルデヒドの臭気閾値は非常に低く、空気中の数百万分の一程度で、完成品の部品から臭いを感じることができます。実用的な添加剤の使用でこれらを除去することは不可能であり、正しい対応は既存のものを真空下で除去し、効率的な抗酸化系と保守的な溶融温度を用いて新たなものの生成を防ぐことです。

クラス 4：残留インク、接着剤、香料、および製品残留物

消費後のパッケージには、印刷用インク溶剤、熱融着剤成分、ラベル用ワニス、および元の製品から残された香料や界面活性剤が含まれます。洗剤やパーソナルケア用ボトルは、この点で有名です。これらの化合物は化学的に多様であり、しばしば相対的に高い沸点を持ちます。このため、単一の大気通路はほとんど不十分です。深い真空、通気ゾーン内の十分な滞留時間、および頑固な場合には蒸気抽出が効果的な手段となります。

変化しやすいクラス	典型的な種	消費者向け再生材の典型的なレベル	削除方法	残留した場合の影響
水分	自由水と吸収水	0.3 ～ 1.5％（ポリオレフィンフレーク）、0.2 ～ 0.6％（ポリエステルフレーク）	事前乾燥と大気放出	波打つ、空洞、銀色の縞模様、ポリエステルの水酸化
モノマーとオリゴマー	アセトアルデヒド、環状トリマー、短鎖パラフィン	数十から数百のパーセント	マイナス0.085からマイナス0.095MPaの真空バルブ	臭気、味の移動、色あせ
劣化生成物	アルデヒド、ケトン、カルボン酸	変数。各ヒストリーに応じて増加します	真空バルブに加えて抗酸化剤と低融点を採用	強い臭い、黄変、さらなる鎖分解
インク、接着剤、香料	溶剤、樹脂分子、テルペン、界面活性剤	ソースによって大きく変動する	深い真空、長い換気滞在時間、蒸気除去	臭い、黒い点、ジェルの形成、色の変化

3. ツインスクリュー押出機での脱離化工学

ツインスクリュー押出機での効果的な脱揮発化は、二段階の作業です。まず、大部分の蒸気と容易に揮発する物質を早期に放出する大気圧の排気口を設け、次に溶融物が完全に均一になった後に低分子量の残渣を除去するために、-0.080から-0.095 MPaで作動する真空排気口を設置します。単一のポートで両方の作業を実行することは、リサイクルコンパウンド製造における最も頻繁に見られる設計の簡略化手段であり、そのために多くのラインが、配合物に関係なく臭気規定を満たすことができません。

ステージ1：大気の排気口

大気放出口は、最初の溶融セクションのすぐ後、通常はバレル全長に応じて14～22 L:Dの間に位置します。 この時点では、材料は溶融しているが、溶融物はまだ比較的開いており、圧力の駆動力がなくてもガスは逃げてしまう。 発泡口の役割は精製ではなく、量である。表面の水分と最も揮発性の高い成分を蒸気負荷から放出する。 港内を凝縮物から保つために十分に高温に設定した大気放出装置を稼働させることは、小さな細部に過ぎないが、大きなメンテナンス上の影響をもたらす。 バレルの設定値付近に保持される、簡単に取り外せるインサートを備えたポートジャケットが、実用的な解決策です。

ステージ2：真空バルブ

真空バルブは、最終混合セクションの後、圧力蓄積ゾーンの前のバレルの最後の三分の一に位置します。この時点で、混合物は均一になり、充填剤は分散し、残っている揮発性物質は最も難しいものになります。真空レベルが主要なレバーです。

真空レベル（ゲージ）	達成可能な残留揮発性含量	典型的な臭気改善	機器要件	エネルギーコストレベル
大気のみ	ベースライン	なし	オープンベントポート	低
-0.05～0.07 MPa	30～45％の削減	VDA 270等級の約半分	単段式水リングポンプ	低
0.080 から 0.090 MPa	55～70％の削減	VDA 270等級のものが約1台	優れた密閉性を持つ水リングポンプによる水冷却	メディア
0.090～0.095 MPa	70～85％の削減	1～1.5 VDA 270等級	二段式ポンプまたはブースター付きポンプ、密閉されたバルブシール	中程度から高
蒸気除去による深い真空	85％以上の削減	最大2つのVDA 270グレード	水注入口、ストリッピング部、コンデンサー	高い

換気ゾーンのねじ部品を取り付けます

ベンツゾーンは真空ポンプの問題よりもまずスクリューの設計問題です。それを支配するのは、次の三つのルールです。

港の下にある浅いチャネルと長いピッチの輸送要素 長いピッチは、填充の度合いを低下させ、自由表面積を増加させます。これは、溶融体から揮発性物質の質量移動を促進する要因です。 ポートの上で約30％を超える充填率は、剥離効率を著しく低下させ、ベントの咽頭に材料が上昇するリスクを高めます。

ポートの前のシーリング要素 バルブの上流側に短い逆ピッチまたは狭い練りブロックを設けると、溶融シールが形成され、真空が供給口に向かって後退するのを防ぐことができます。 それがなければ、深い真空は、溶けない給餌と粉末添加剤を直接排気ラインに引き込みます。

ポートの後ろにある圧力蓄積部品 端子の下流では、溶融フィルターとダイのための圧力を再構築するために、運搬ピッチが段階的に減少します。 この移行は段階的に行われるべきです。真空ポートのすぐ後に急激な圧力の変化は、局所的なせん断を引き起こし、式が依存する温度制御を破壊する可能性があります。

ベントゾーン要素	機能	典型的なジオメトリ	デザインノート
アップストリーム溶融シール	フィードゾーンから真空を分離	狭い練りディスクブロックまたは短い逆方向要素	短くしてください。長いシールはバレルの長さを無駄にし、せん断力を増加させます
送気部	マス移動のための自由表面を最大化	長いピッチ、浅いチャネルでの輸送、3～5のL:D	30％以下の目標の塗り具合
Vent stuffer（オプション）	真空口への溶融の侵入を防ぎます	低速で駆動するツインスクリュースタイドスタッファー	800 kg/h以上のエッセンシャルまたは低粘度の溶融物
下流への移行	プログレッシブ圧力再構築	段階的にピッチを下げて輸送、4～6のL:D	単一の急激なピッチ変化を避ける
水注入口	頑固な臭いを除去するスチームストリッピング	ベントの前に、充填ゾーンに計量された水を注入します	通常、スループットに対して0.5～2％の水

ベントの浸水を防ぐ

真空ポートの溢水—溶融物がベントの口部分にまで上り、やがて真空ラインに達する—は、リサイクルライン上で最もよく発生するデボリライゼーション障害であり、次の順序でチェックすべき四つの原因があります。ポート下の充填度が高すぎる、過熱または著しく劣化したフィードのために溶融物の粘度が低すぎる、不一致のバルク密度再加工によるスループットの急上昇、そしてベントインサートが詰まっているか、部分的に閉鎖されていることです。ベントスタッファーは、症状を機械的に解決しますが、持続的な修正策はベントセクションのピッチを長くし、より安定した重量測定による供給を実施し、新品の樹脂レシピよりも10〜15℃低い溶融温度にすることです。

低コストの臭気対策手段としての蒸気抜き

溶融ゾーンに、真空排気口の上流側に制御された量の水を注入することは、最も価値の高い、最もコストが低い臭気対策の一つです。水は蒸気に変化し、脱離剤として働き、臭気種の偏析圧を低下させ、それを排気口を通して排出します。一般的な注入量は、生産量の0.5～2％です。装置には、計量ポンプ、溶融圧力に対応した注入ノズル、および真空ライン上のコンデンサーが必要です。高価または高級な臭気吸収添加剤を購入するのに比べ、蒸気脱離は一回の資本投資であり、ランニングコストが低く、ポリオレフィンの臭気を主に占める低分子量アルデヒドの分子量に対してより効果的です。

4. 配合前に原料の特性分析

リサイクルされた原料は品質ではなく、分布です。入荷検査の目的は、現在のバールがその分布内でどこに位置するかを特定することです。これにより、添加物のパッケージは、過剰に指定するのではなく、必要最小限の量で調整することができます。

以下のテストリストは意図的に短くなっています。リストにあるすべての項目は、フォーミュラの決定を変更します。興味深いものの、決定を変えないテストは、日常の入力制御ではなく、開発作業に含まれるべきです。

テスト	メソッド参照	それは製造者に何を伝えるのか	ポストコンシューマー用ポリオレフィンの典型的な範囲	それが推進する決定方法
溶融流動速度	ISO 1133 / ASTM D1238	平均分子量と先行分解の程度	rPP 4 ～ 35 g/10分; rHDPE 0.3 ～ 8 g/10分	チェーンエクステンダーか低MFRのバージンブレンドが必要かどうか
密度	ISO 1183	既に存在するポリマーの特性と充填剤の含有量	0.90 ～ 1.05 g/cm3（混合物によって異なる）	フィラー投与ヘッドルームと剛性性の期待値
灰分含量	ISO 3451	既存のミネラルフィラー、顔料、無機物の汚染	0.5 から 12%	衝撃が崩壊する前に、どれくらいの新しい充填物を追加できるか
水分	カール・フィッシャー法または乾燥による減少量	バレルに入る水の量	0.1 から 1.5%	事前乾燥要件と大気排気口のサイズ設定
臭気等級	VDA 270 の六段階のスケール	揮発性の問題の重大度	未治療の場合、グレード3.5から6	真空レベル、蒸気除去、吸着剤の投与量
黄色度指数	ASTM E313	熱酸化の歴史の範囲と色素の残留	YI 8 ～ 40	抗酸化レベル、天然色が得られるかどうか
引張強度とノッチインパクト	ISO 527 / ISO 179	再粉砕部品の基準機械性能	非常に変化しやすい	インパクト修飾レベル、または対象が達成可能かどうか
差分走査カロリメトリー	ISO 11357	複数の溶融ピークは交差汚染を示します	1～3つのピーク	相性調整剤の選択と用量
赤外線分光法	ATR-FTIR	ポリマーの識別と大雑把な混合比	定性から半定量	バッチが単一のポリマーであるか、混合ポリオレフィンであるか

臭気等級を正しく読み取る

VDA 270の6段階の臭気スケールは、ほとんどの自動車および家電製品のお客様が使用する参照基準であり、各段階が商業的な成果にどのように変換されるかを知ることは重要です。第1段階は感知できないことを意味し、第2段階は感知可能だが邪魔ではない、第3段階は明らかに感知可能だが邪魔ではない、第4段階は邪魔である、第5段階は強く邪魔である、第6段階は許容できないことを意味します。未処理の消費者ポリオレフィンリグリンドは、4から5.5の間にあります。内装の自動車部品は通常3.0以上が必要ですが、消費者家電製品のハウジングでは3.5が許容されます。非可視的な産業部品では4が許容されることがあります。処方を立てる前に目標段階を知ることで、低コストの吸着剤が十分か、あるいは蒸気除去ハードウェアが必要かを判断できます。

混合流れにおける差分走査熱計測の解釈

163～168℃付近にある一つの鋭い溶融ピークは、比較的清潔なポリプロピレン流を示します。125～133℃付近にある二つ目のピークは、高密度ポリエチレンの汚染を示し、108～115℃付近にあるピークは、低密度または線形低密度ポリエチレンを示します。各ピーク下の相対エンタルピーは、混合比率の有効な推定値となり、これは、相溶性化剤の投与量を決定する正確な数値です。混合された材料の入荷された一束ごとにこの一つのテストを実施することで、相溶性化剤のレベルが正確に決定されるか、推測されるかの違いが生まれます。

5. リサイクルPPフォーミュラファミリー

リサイクルポリプロピレンは低コストの混合材の主役であり、階層化された配合戦略にうまく対応します。非重要な部品には経済的な階層、一般的な技術部品には標準的な階層、高性能部品にはノッチインパクトと表面品質の両方が重要となる高性能階層があります。これらの階層の違いは、主にインパクト改質剤と相溶性改善剤の含有量にあり、これらは両方の特性とコストに最も大きな影響を与える二つの成分です。

以下の三つのレシピは、リグリンドが二段階の脱揮発化バレルを通過したものと仮定しています。そうでない場合、すべての抗酸化剤の数値が上昇し、臭気等級の列は達成不可能になります。

コンポーネント	エコノミーテイヤー（部品）	標準レベル（部品）	高性能レベル（部品）	機能
rPPベースの再粉砕物、洗浄および乾燥	100	100	100	マトリックス
タルク、2000～5000メッシュ	10 から 20	15 to 20	18 to 22	硬さ、寸法安定性、核形成
CaCO3, 1250メッシュ, 表面活性化	0 から 12	0 から 8	0	コストの希薄化、タルクよりも低い補強性
POE エラストマー、MFR 0.5 ～ 5 g/10分	0 から 3	6 to 10	12 to 18	衝撃修飾、低温靭性
PP-g-MAH 相溶性化剤、接合率 0.8 ～ 1.2%	0 から 1	1.5 ～ 2.5	3 から 4	フィラーとエラストマーの界面結合
阻害されたフェノール系一次抗酸化剤	0.10 ～ 0.15	0.15 ～ 0.20	0.20 から 0.25	加工およびサービス中の過激な酸化防止
ホスフィト二次酸化物	0.10 ～ 0.15	0.15 ～ 0.20	0.20 ～ 0.30	水素過酸化物の分解、色保護
HALS ライト安定剤	0	0 から 0.2	0.3 ～ 0.5	屋外での露出が指定されている場合のみ
臭気吸着剤、ゼオライト、または多孔質鉱物キャリア	0 から 0.3	0.3 ～ 0.6	0.5 ～ 1.0	デボルタイライゼーション後の残留臭気の捕集
潤滑剤、金属ステアレート、またはアミドワックス	0.15 ～ 0.25	0.20 ～ 0.30	0.25 ～ 0.40	フィラー分散、トルク低下、表面仕上げ
核形成剤	0	0 から 0.1	0.1 ～ 0.2	サイクル時間と剛性の向上

三つの rPP レベルの予想されるプロパティ ウィンドウ

プロパティ	エコノミーテイヤ	標準レベル	高性能階層	テスト参照
溶融流動速度、230度セルシウス/2.16 kg	12 ～ 30 g/10分	8 ～ 20 g/10分	6 ～ 14 g/10分	ISO 1133
ノッチ付きチャーピー衝撃、23℃	2.5～5 kJ/m2	7 ～ 15 kJ/m2	20～45 kJ/m2	ISO 179-1eA
ノッチ付きチャーピー衝撃、20度以下	1.5 ～ 2.5 kJ/m2	3 ～ 6 kJ/m2	7～14 kJ/m2	ISO 179-1eA
曲げ強さ係数	1700 to 2300 MPa	1600～2100 MPa	1300～1800 MPa	ISO 178
引張強度（曲げ強度）	20～26 MPa	19 ～ 24 MPa	17 ～ 22 MPa	ISO 527
二段階脱溶後の臭気度	3.5 ～ 4.0	3.0 から 3.5	2.5 ～ 3.0	VDA 270
材料コスト指数（ベースライン＝100）	100	110	126	相対
コストレベル	低	メディア	高い	相対

なぜ、相溶性調整剤の投与量が充填剤に比例しないのか

よくある誤りは、PP-g-MAHを充填剤含有量と線形にスケールすることです。マレイン酸接枝ポリプロピレンは界面で働きますので、その必要量は界面面積に比例し、充填剤の質量ではなく、充填剤の表面積に比例します。1250メッシュのカルシウムカーボネートから5000メッシュのタルクに同じ量で移行すると、界面面積が大幅に増加し、より多くの相溶性剤が必要になります。逆に、表面が既に処理された前処理済みのカルシウムカーボネートを使用すると、結合剤の必要量が減ります。これを正しく行うことは、大容量のグレードで数個のインデックスポイントを得る価値があります。

6. リサイクルPEフォーミュラファミリー

リサイクルされた高密度ポリエチレンの製剤は、ポリプロピレンには当てはまらない一つの問題に左右されています。すなわち、分子量は事前処理によって減少したかどうか、そしてそれを再構築することができるかどうかです。ポリエチレンは熱酸化ストレス下でクロスリンク化と鎖切断を同時に起こす傾向があるため、リサイクルされたポリエチレンは一部の分子量では溶融流動率が低く、他の分子量ではゲル状になります。最も重要な二つの要素は、鎖延長剤と慎重なシェア管理です。

以下の三つのアプリケーションファミリー（ブロー成形、パイプ、射出成形）は、実に異なる要件を持ち、単一の「rHDPEコンパウンド」グレードはどれにも十分に適していません。

コンポーネント	ブロー成形グレード（部品）	パイプおよび配管グレード（部品）	インジェクショングレード（部品）	機能
rHDPEベースリグリンド	100	100	100	マトリックス
Virgin HDPE、高分子量	0 から 15	15 to 30	0 から 10	溶融強度と長期的な特性回復
チェーンエクステンダー、エポキシ機能を有するスチレンアクリルオリゴマー	0.2 ～ 0.5	0.3 ～ 0.6	0 から 0.2	分子量と溶融強度の再構築
CaCO3, 1250メッシュ, 活性化	0 から 10	0	10 to 25	圧力を受けない部品におけるコスト希薄化と剛性
POEまたはメタロセンプラスチマー	0 から 4	3 ～ 6	0 から 5	衝撃および環境ストレスによる割れ強度
PE-g-MAH 相容化剤	0 から 1	0.5 から 1.5	1 to 2	フィラーのカップリングとブレンドの互換性
阻害されたフェノール系一次抗酸化剤	0.15 ～ 0.20	0.20 ～ 0.30	0.12 ～ 0.18	溶融およびサービス安定化
ホスフィト二次酸化物	0.10 ～ 0.20	0.15 ～ 0.25	0.10 ～ 0.15	色と水素過酸化物の制御
カーボンブラックマスターバッチ、40％濃度	0 から 5	5～6	0 から 4	埋め込まれた部品や露出部品の紫外線保護
加工助剤、フッ素ポリマー不使用タイプ	0.05 ～ 0.15	0.05 ～ 0.15	0 から 0.1	溶融破裂抑制と金型の付着抑制
臭気吸着剤、多孔質鉱物キャリア	0.3 ～ 0.6	0 から 0.3	0.3 ～ 0.8	残留臭気の捕集

三つのrHDPEグレードの予想される特性値

プロパティ	ブロー成形グレード	パイプおよび配管グレード	注入グレード	テスト参照
溶融流動速度、190度セルシウス/2.16 kg	0.25 ～ 0.7 g/10分	0.15 ～ 0.5 g/10分	2～8 g/10分	ISO 1133
溶融流動速度、190度セルシウス/5 kg	0.9 ～ 2.2 g/10分	0.5 ～ 1.6 g/10分	7 ～ 25 g/10分	ISO 1133
密度	0.950 ～ 0.958 g/cm3	0.948 ～ 0.956 g/cm3	0.955 ～ 1.05 g/cm3（充填時）	ISO 1183
ノッチ付きイゾド衝撃、23度セルシウス	10 ～ 20 kJ/m2	18 ～ 35 kJ/m2	4 ～ 9 kJ/m2	ISO 180
環境ストレスによるひび割れ耐性、F50	60 から 250 時間	250 ～ 900 時間	30 から 120 時間	ASTM D1693条件B
曲げ強さ係数	950～1200 MPa	900 ～ 1150 MPa	1200 から 1900 MPa	ISO 178
二段階脱溶後の臭気度	3.0 から 3.5	3.5 ～ 4.0	3.0 から 3.5	VDA 270
材料コスト指数（ベースライン＝100）	112	124	98	相対
コストレベル	メディア	高い	低	相対

チェーンエクステンダーが溶融強度を再構築する方法

エポキシ機能を有するスチレンアクリルオリゴマーのチェーンエクステンダーは、分子ごとに複数の反応性エポキシ基を持っています。これらの基は、先行したチェーン切断によって生成されたカルボキシル末端基とヒドロキシル末端基と反応し、短いチェーンを長いチェーンに結合させ、制御された長鎖分岐を導入します。実用的な結果として、溶融強度が上昇し、溶融流動率が低下します。いずれもブロー成形やパイプグレードに必要なものです。用量管理は重要です。あまりにも少ない場合は測定可能な変化が生じませんが、あまりにも多い場合はゲル、表面の欠陥、そして薄い部分に流れない化合物が生成されます。

チェーンエクステンダーの投与量（部品）	溶融流動速度への影響	溶融強度への影響	ジェルのリスク	おすすめ
0.1	ほとんど測定不可能	わずかな増加	なし	ほぼ正しいバッチの細かなトリミング
0.2 ～ 0.3	20～35％減少	明らかな改善	低	注入用および一般用途向けグレード
0.4 ～ 0.6	40～60%減少	強力な改善、パリソンのサグが制御される	メディア	ブロー成形用およびパイプ用グレード
0.8 以上	65％を超えるドロップ	減少する収益	高い	一般的な混合にはおすすめしません

チェーンエクステンダー反応には、溶融中の滞留時間と良好な分散混合が必要ですが、高いシェアは不要です。ツインスクリュー押出機では、適切な位置は、良好に混合されたが中程度のシェアを受けたゾーンにある下流側または液体供給口で、真空排気口の前の8～12 L:Dの分散混合によって確保されます。チェーンエクステンダーをメインホッパーで供給すると、相当な部分が溶融ゾーンで早期の反応に消耗されます。

7. リサイクルPETフォーミュラと内在粘度回復

リサイクルポリエステルの混合は、ひとつの厳しいルールによって支配されています：水と熱は不可逆的な水酸化を引き起こします。rPETプロセスのすべての部分（結晶化、乾燥、高真空デボリタイリゼーション、鎖延長）は、内在的な粘着度が低下しないようにし、既に失われたものを再構築するために存在します。乾燥が間違っていると、どんな添加物パッケージもバッチを救うことはできません。

結晶化と乾燥。これは不可欠な最初のステップです。

無定形リサイクルポリエステルフレークは、乾燥温度まで直接加熱すると軟化し凝集するため、まず、攪拌下で130～150℃で結晶化し、次に、除湿された空気の露点が-40℃以上の条件で160～170℃で4～6時間乾燥する必要があります。バレルに入る目標残留水分は50ppm以下でなければなりません。100ppm以上の場合、単一の押出パス中の固有粘度損失は真空設定にかかわらず0.05dL/gを超える可能性があります。

コンポーネント	ファイバグレード（部品）	シートおよびストラッピンググレード（部品）	エンジニアリング用合成樹脂（部品）	機能
結晶化および乾燥したrPETフレーク	100	100	100	マトリックス
チェーンエクステンダー、エポキシ機能を有するスチレンアクリルオリゴマー	0.3 ～ 0.5	0.5 ～ 0.8	0.4 ～ 0.7	内在粘度と溶融強度回復率
水解安定剤、カルボジミド型	0.2 ～ 0.4	0.3 ～ 0.5	0.3 ～ 0.6	エンドグループのキャップング、長期の水溶性抵抗
核形成剤、イオメラー、または鉱物型	0 から 0.3	0.2 ～ 0.5	0.5 ～ 1.0	結晶化速度とサイクル時間
阻害されたフェノール系一次抗酸化剤	0.10 ～ 0.15	0.10 ～ 0.20	0.15 ～ 0.25	高融点温度での熱安定化
ホスフィト二次酸化物	0.05 ～ 0.10	0.10 ～ 0.15	0.10 ～ 0.20	色保護
インパクト改質剤、反応性アクリルコアシェル、またはエラストマー性エチレン共重合体	0	0 から 3	5 から 10	技術部品のノッチインパクト
ガラス繊維、切断、シランサイズ	0	0	15 to 30	剛性と熱拡張温度
潤滑剤、高温安定型	0.1 ～ 0.2	0.1 ～ 0.3	0.2 ～ 0.4	トルクと表面仕上げ

内在粘度とその応用範囲

内在粘度は、リサイクルポリエステル合成物がどこで販売できるかを決定する唯一の数値です。関係は直接的であり、覚えておく価値があります。

内在粘度（dL/g）	典型的な起源	適したアプリケーション	処理の注意事項	コストレベル
0.50 ～ 0.58	消費後のフレークが著しく劣化し、複数の加熱履歴がある	ステープルファイバー、不織布、低級フィラー用途	容易に流動するが、溶融強度はない	低
0.60 ～ 0.68	1回の押出後、標準的な洗浄されたボトルフレイク	フィラメント繊維、薄いシート、熱成形トレー	高速結晶化のために核形成が必要	低から中
0.70 から 0.78	チェーン拡張および高真空状態での分解したフレーク	厚いシート、ストラッピング、エンジニアリング化合物	分野: プラスチック押出および混合設備の製造。正確な技術/産業用語を使用します。規格コード（ISO、ASTM、UL、RoHS、REACH）、単位（℃、MPa、mm、g/cm³、kV/mm）、ポリマー略語（PP、PE、PVC、ABS、PC、PA、PET、PBT、POM、TPU、PPS、PEEK）、商標名、モデル/部品番号を正確に記載してください。翻訳しないでください。すべてのHTMLタグ、{プレースホルダー}、および括弧を保持してください。フォーマルな技術用語。テキスト: チェーンエクステンダーの投与量制御は重要です	メディア
0.80 以上	固体後凝縮物質	ボトルグレード、高強度ストラッピング	固体状態の多結合が必要であり、単なる押出ではありません	高から非常に高

ツインスクリュー液化押出機は、チェーン拡張と深い真空を組み合わせることで、固有粘度を約0.58 dL/gから0.70〜0.78 dL/gに確実に上げることができます。しかし、この機器だけではボトルグレードには到達できません。そのステップには固体状態のポリコンデンセーションが必要です。顧客とこの境界について明確にすることで、最も深刻な仕様不備を防ぐことができます。それは、プロセスが物理的に達成できない目標に同意することです。

なぜポリエステルでは高真空がさらに重要なのか

ポリエステルの脱溶は二重の役割を果たします。アセトアルデヒドと環状トリマーを除去することで、これらの物質が原因とする臭いと苦味を取り除き、水分の分解平衡を変えます。溶融物から水蒸気を除去することで、エステルの分解反応が逆方向に進み、バレル内での滞在時間中のさらなる鎖の分解が遅くなります。リサイクルポリエステルラインでは、二段式ポンプによる0.090〜0.098MPaの真空レベルは贅沢ではありません。これは、内在的な粘着度が通過時にどれだけ残るか、そしてそのためにペレットがどの市場に供給できるかを直接決定します。

8. 混合ポリオレフィンの低コストフォーミュラ

ポリプロピレンとポリエチレンの混合流れは、利用可能な最も安価な原料であり、同時に最も調合が困難なものでもあります。なぜなら、両ポリマーは熱力学的に不溶性であるからです。相溶性剤を使用しないと、ブレンド物は粗い二相構造になり、界面は弱く、ノッチ型衝撃では、技術的な用途では受け入れられない値に崩壊します。適切な相溶性剤を適切な用量で使用すると、同じブレンド物は低コストで、一般用途の適切な化合物となります。

ブレンド比率がプロパティをどのように変えるか

ポリプロピレンからポリエチレンの組成範囲にわたるプロパティの曲線は線形ではなく、対称でもありません。少量の少数相は分散型衝撃修飾剤として機能し、中間比では最悪の機械的性能を示す共連成分を生成します。最小値は大まかに50/50から60/40の組成を示します。

PP/PE比	形態学	ノッチ付きチャーピー衝撃、非相容化済み	ノッチ付きチャーピー衝撃試験、3部品の相溶性剤を使用	曲げ強さ係数	実用的な判断
100 / 0	単相	3～5 kJ/m2	該当なし	1400～1600 MPa	参照ポイント
90 / 10	PPマトリクス中のPE液滴	4 ～ 7 kJ/m2	8 ～ 13 kJ/m2	1300 から 1500 MPa	最適な価値比率、マイルドな強化効果
70 / 30	粗い分散相	3～5 kJ/m2	9 ～ 16 kJ/m2	1150 ～ 1350 MPa	互換性調整剤と併用可能ですが、それなしでは効果が低い
50 / 50	連綿した弱いインターフェース	2.5 ～ 4 kJ/m2	7 ～ 12 kJ/m2	1000～1200 MPa	最悪の場合、最も高い相溶性剤の投与量が必要です
30 / 70	PEマトリクス中のPP液滴	4 ～ 8 kJ/m2	12 ～ 22 kJ/m2	900～1100 MPa	驚くほど優れており、PEマトリックスは寛容です
0 / 100	単相	12 ～ 25 kJ/m2	該当なし	850～1100 MPa	参照ポイント

互換性化選択ロジック

互換性化タイプ	メカニズム	典型的な用量（部品）	最適なブレンド比率の範囲	コストレベル
エチレンプロピレンゴム、無定形	両相に対するセグメント的親和性による界面乳化	4 ～ 10	どんな比率でも、特に 50/50	メディア
POE エラストマー、MFR 0.5 ～ 5 g/10分	界面改質と独立した強化	4 ～ 8	PPが豊富なブレンド	中程度から高
ステリレン系ブロック共重合体、水素化	両相の強い界面固定	3 ～ 6	任意の比率、最高の表面品質	高い
PP-g-MAH、接合率 0.8～1.2％	反応性カップリング、主にフィラーが存在する場合に効果的	1 to 3	充填混合ポリオレフィン	メディア
組み合わせ POE と PP-g-MAH	強化と界面結合を一つのパッケージで実現	5 plus 1.5	70/30から50/50の混合物に充填	メディア

低コストの混合ポリオレフィンレシピ

コンポーネント	部品	メモ
混合ポリオレフィンリグリンド、PP/PE 約70/30	100	各バレの差分測定熱量計による比率の確認
CaCO3, 1250メッシュ, 表面活性化	15 ～ 25	第一溶融部下流側への供給
POE エラストマー、MFR 0.5 ～ 5 g/10分	5 から 7	主成分の相溶性調整剤および強化剤
PP-g-MAH 相溶性化剤、接合率 0.8 ～ 1.2%	1.5 ～ 2.5	ポリオレフィンマトリクスへのカップルフィラー
阻害されたフェノール系一次抗酸化剤	0.15	混合ストリームでは必須
ホスフィト二次酸化物	0.15	混合された熱履歴から黄変を防ぎます
臭気吸着剤、多孔質鉱物キャリア	0.4 ～ 0.8	混合ストリームは最も広い臭いスペクトルを持ちます
潤滑剤、アミドワックス	0.25	フィラーの分散と表面の光沢を向上させます
カーボンブラックマスターバッチ、40％濃度	2～4	黒色は混合飼料の色の変動を隠します

このレシピの予想される性能は、230度で3～12 g/10分の融流速度、2.16 kg、23度で8～15 kJ/m2のノッチ型チャルピー衝撃、1200～1500 MPaの曲げ強さ、2段階の脱溶後3.5～4.0の臭気等級、および経済的なrPPベースラインに対する約92の材料コスト指数です。この組み合わせは、段ボール、パレット、排水部品、ケーブルドラム、庭具のフレーム、および産業用包装に最適です。

9. 付加的な費用効果のランク付け

リサイクルされた合成業者が持つことができる最も有用なツールは、コストに対するパフォーマンスの向上量をランク付けした添加剤のリストです。以下のリストは、重要度ではなくコスト効果性によって並べられており、明確な投与順序を生成します。つまり、最初に上位のアイテムを追加し、仕様が要求する場合にのみリストを下げます。

ランク	添加物	機能	典型的な用量（phr）	パフォーマンス向上	コストレベル	費用効率性
1	ホスフィト二次酸化物	水素過酸化物を分解し、色と溶融流動速度の安定性を保護します	0.10 ～ 0.25	溶融流動率の変化が通過回数ごとに半分以上減少し、黄色指数が数ポイント向上	低	優秀
2	阻害されたフェノール系一次抗酸化剤	加工中および使用中の過激な酸化防止	0.10 ～ 0.25	進行的な鎖断と長期的な脆化を防ぎます	低	優秀
3	潤滑剤、金属ステアレート、またはアミドワックス	フィラーの湿潤、トルクの低下、表面仕上げ	0.15 ～ 0.40	トルクが5～12%減少し、分散性が向上し、出力が高くなりました	低	優秀
4	タルク、2000～5000メッシュ	硬さ、寸法安定性、核形成	10 to 25	曲げ強さが30～60％向上、熱拡張温度が上昇	低	とても良い
5	CaCO3, 1250メッシュ, 活性化	適度な剛性向上とコストの希薄化	10 to 25	材料インデックスが減少し、未処理のグレードと比べて衝撃が少なくなりました	低	とても良い
6	PP-g-MAH 相溶性化剤、接合率 0.8 ～ 1.2%	フィラー、エラストマー、マトリクス間の界面結合	1 から 4	充填システムでは、衝撃強度と溶接ライン強度が30～80％向上します	メディア	とても良い
7	核形成剤	より速い結晶化、より高い剛性、より短いサイクル	0.1 ～ 0.3	注入アプリケーションではサイクル時間が5～15％短縮	メディア	良い
8	チェーンエクステンダー、エポキシ機能を有するスチレンアクリルオリゴマー	分子量と溶融強度の再構築	0.2 ～ 0.8	内在粘度または溶融強度が使用可能なレベルに回復	高い	必要なところでは良いが、他の場所では無駄です
9	POE エラストマー、MFR 0.5 ～ 5 g/10分	衝撃修正	5 ～ 18	数倍に増したノッチインパクト	中程度から高	公平 — 高い負荷は絶対的なコストを増加させます
10	臭気吸着剤、ゼオライト、または多孔質キャリア	残留臭気の捕集	0.3 から 1.0	脱揮発後で使用すると、VDA 270 等級の約半分	メディア	公平 — 真空システムが最初にその仕事を果たした場合にのみ安価
11	HALS ライト安定剤	紫外線および長期的な熱保護	0.2 ～ 0.6	屋外での使用寿命が大幅に延長	高い	Fair — 実際に露出されている場所のみを指定します
12	水解安定剤、カルボジミド型	ポリエステル系におけるエンドグループのカッピング	0.2 ～ 0.6	水解老化耐性が大幅に向上	高い	ポリエステルには必要ですが、ポリオレフィンには関係ありません
13	反応性アクリルコアシェル型衝撃改質剤	極性ポリマーにおける高効率の強化	4 ～ 10	ポリエステル合成物における大きな衝撃増加	プレミアム	低コストの仕事には不向きですが、技術的なレベルの仕事には適しています
14	特殊な臭気隠蔽香り	臭いを取り除くのではなく、カバーする	0.1 ～ 0.5	感じられる臭いが改善され、測定された VOC は変わらなかった	高い	Poor — お客様が代替品を認識する

推奨される投与順序

この順序で公式を構築し、仕様が満たされるまで止める。まず、抗酸化剤のペアと潤滑剤を入れる。これらの三つは常に存在し、常に安価であり、常に自らの費用を回収する。次に、剛性とコストの要件に合わせて充填剤を入れる。第三に、充填剤の表面積に合わせて相溶性剤を入れる。第四に、ノッチ型衝撃試験の目標値をクリアするために必要な量だけ加える衝撃修飾剤を入れる。第五に、チェーンエクステンダー、核形成剤、光安定剤、または水分安定剤などの機能性特殊成分を入れる。顧客仕様書の明記された要件に基づいて、それぞれの成分を正当化する。仕様項目に対応しないものはレシピに入れない。

10. 高価な添加剤を使用せずに臭気とVOCを低減

臭いはリサイクルされた合成物の最大の商業的障害であり、これを克服するには化学処理よりも先にプロセス設定を行うことが最善です。より深い真空、より多くの排気バルブを備えたバレルの長さ、低い溶融温度、および蒸気抽出という四つのプロセス要素を同時に適用すると、これらよりも高価な添加剤パッケージよりも多くの臭気改善効果が得られます。また、これらの要素の稼働コストは消耗品ではなく電気代です。

レバー1：真空レベルを上げる

マイナス 0.06 MPa からマイナス 0.09 MPa に移行することは、最も大きな改善となることが多く、既存の機械では、真空ポンプの保守、摩耗したバルブシールの交換、シーリング水の適切な冷却などの作業でコストをかけずに実現できます。シーリング水の温度を数度下げるだけでも、真空の深さを直接的に向上させることができます。真空リングポンプの真空性能が低下する最もよく見落とされる原因は、シーリング水の温度が高いことです。

ステップ2：通気孔付きバレルの長さを追加する

ポリマー溶融体から揮発性物質の大量移動は時間に依存します。ベント部を3 L:Dから5 L:Dに拡張すると、同じスクリュー速度で真空下での露出時間が約3分の2に延びます。また、より深い真空下で、連続的に2つの真空ポートは1つのポートよりも効果的です。これは機械仕様決定時の設計決定であり、そのために、機械を構成する前に臭気の目標について議論する必要があります。

手段3：溶融温度を下げる

溶融温度を10℃下げるごとに、熱的酸化分解が有意に遅くなり、バレル内で新たなアルデヒドやケトンが生成される量が減ります。リサイクルポリオレフィンの場合、原料と同等のレシピより10～15℃低く設定することが可能です。ただし、スクリューの構成がやさしいプラスチケーション向きであることが必要です。つまり、ブロック角が中程度で、逆転要素が少なく、バレルの長さが十分で、短い機械で激しい切断が行われていないことが重要です。溶融温度が低くなると、特定のエネルギー消費量も減ります。そのため、二つのコスト要因を同時に改善することができます。

手段4：蒸気除去

前述したように、充填された溶融ゾーンに計量された水を注入することは、インク、接着剤、香料残留物などの頑固な臭いを取り除くための最も強力なプロセスツールです。この方法では、コンデンサーと真空ライン上の水分分離装置が必要となり、エネルギー消費がわずかに増加しますが、比較可能なコストで実現できる他の手段では、添加物を使用せずに実現できる臭い低減効果は比類のないものです。

介入	典型的なVDA 270の改善	資本コストレベル	運用コストレベル	適用範囲
真空ポンプの保守とシールの更新	0.3 ～ 0.7 等級	低	低	既存のライン
二段階真空システムにアップグレード	0.5～1.0等級	メディア	低	-0.07 MPa以下またはそれ以下に制限されたライン
連続した第二の真空ポート	0.4 ～ 0.8 等級	メディア	低	予備のバレル長を備えた機械
通気部を3から5 L:Dに拡張する	0.3 ～ 0.6 グレード	メディア	なし	新しいマシンの仕様
溶融温度を10～15℃低下させる	0.3 ～ 0.6 グレード	なし	Negative — エネルギーを節約します	ネジの設計余裕があるライン
水注入による蒸気除去	0.5～1.0等級	メディア	低	消費後の包装流
0.5パーセントの臭気吸着剤	0.3 ～ 0.5 等級	なし	メディア	最終的なギャップの解消のみ
香りの隠蔽	ただ感じ取っているだけ	なし	高い	推奨されません

したがって、5.0グレードの原料から3.0グレードの化合物への実用的な経路は、累積的なものです。2段階の真空システム、適切なサイズの換気セクション、厳密な溶融温度、原料が許す場合に蒸気除去、そして最後に適度な吸着剤の投与が必要です。2つのグレードの差を添加剤だけで埋めようとすると、高価なプレミアム品のレベルでの投入が必要となり、それでもアルデヒド分で失敗する傾向があります。

11. リサイクルコンパウンド用ねじ構成

再生材料用のねじ構造は、一つの基本原則に従っています。プラスチック化は優しく、混合は徹底的に、換気は豊富に行います。再生ポリマーはすでに一つ以上の完全な熱履歴を受けているため、ビライン樹脂にとって完全に効果的なせん断強度は、それを破壊します。Kerkeはコンピュータ支援によるレイアウトと自己消去式の揉み込みジオメトリを使用してねじアセンブリを設計し、ピークせん断が低下した状態で分散を実現します。

ゾーン	位置（L:D）	要素の種類	機能	リサイクルフィードのデザインノート
給与と輸送	0 から 6	長ピッチ輸送要素	低ボリューム密度の再粉砕物の摂取	長いピッチを使用する。フレイクのバルク密度はペレットのバルク密度の3分の1になることがあります
最初の溶融ゾーン	6 ～ 12	45度のブロックを前方に並べ、さらに1つの90度のブロックを加えてください	過度のせん断ピークのない制御された溶融	ここでは逆向きの要素を避けてください。幅の広いディスクではなく、狭いディスクを使用してください。
最初の混合ゾーン	12 ～ 16	45度のこねる要素と歯状の混合要素の組み合わせ	添加物の分散均一化	この段階では分散的ではなく分散的です
大気放出口	16 to 20	上流シール付きの長ピッチ浅い輸送	蒸気と軽い揮発性の放出	充填度を低く保ち、ポートジャケットを加熱して凝縮物を防ぎます
サイド給食ゾーン	20 to 24	サイドフィーダ速度に合わせた伝送要素	フィラー、ガラス繊維、またはチェーンエクステンダーの導入	満タンのゾーンにサイドフィードしないでください。受け取りセクションを空っぽにしておきましょう
第二混合ゾーン	24 ～ 32	45度以上で練るブロックと歯付きミキサーおよびギア式ミキサー	フィラー分散とエラストマー相の精製	分散が起こる場所です。狭いディスクと適度なブロック長を使用してください。テキスト: ここでは分散が発生します。狭いディスクと適度なブロック長を使用してください。フォーマルな技術用語。テキスト: ここでは分散が発生します。狭いディスクと適度なブロック長を使用してください。
真空バルブ	32 ～ 38	アップストリーム溶融シール、長ピッチのベント輸送、オプションのスタッファー	深層脱分解	3 ～ 5 L:D の開放輸送; 30% 未満で満杯
圧力の蓄積	38 ～ 44	徐々にピッチが短くなる運搬	フィルターとダイの溶融圧力	局所的なせん断熱を制限するために、ステップピッチを徐々に下げてください

揉み込みブロックの角度の選択

要素	せん断強度	混合文字	滞留時間効果	リサイクルされた飼料での使用
30度前方の練りブロック	低	主に分配的	わずかな増加	Freely - 熱に敏感なリサイクル材料に安全
45度前方のこねブロック	メディア	バランスのとれた分配的および分散的	中程度の増加	主役の要素。両ミキシングゾーンの骨格として使用します
90度中立の揉みこみブロック	高い	強く分散する	大きな増加	最初の溶融ゾーンでは、ひとつまたはふたつだけ
逆編みブロック	非常に高い	分散型プラス溶融シーリング	非常に大きな増加	ただ、ベントの前に短い溶融シールとしてだけ使用してください。決して混合戦略としては使用しないでください
歯状混合部品	低	高い表面更新率を持つ分散型	わずかな増加	リサイクル作業に最適 — 劣化なく混合可能
逆方向輸送部品	中程度から高	シーリングと滞留時間の制御	大きな増加	通気口と側面給気口の前だけの短い部分

12. 材料別のプロセスウィンドウテーブル

リサイクル材料用のプロセス窓は、原料樹脂用より狭く、温度も低くなっています。以下の表は、44～48 L:Dのツインスクリュー押出機を使用した場合の、大気圧と真空の排気口の設定を示しています。これらは出発点であり、最終的な設定ではありません。すべてのリサイクル原料に対して、試運転で確認する必要があります。

リサイクルポリプロピレン合成物

パラメータ	設定	パラメータ	設定
バレルゾーン1（供給）	水冷式、40～60度	バレルゾーン6	195 ～ 205 ℃
バレルゾーン2	150～165度	バレルゾーン7（真空バルブ）	190～200度
バレルゾーン3	175～190度	バレルゾーン8	190～200度
バレルゾーン4	190～200度	Die head	195～210度
バレルゾーン5（大気通気口）	195 ～ 205 ℃	実際の溶融温度	200 ～ 218度
ねじ速度	350〜500 rpm	トルク利用率	55～75％
真空レベル	-0.080 から -0.092 MPa	スクリーンでの溶融圧力	3～7 MPa
特定のエネルギー消費量	0.16 ～ 0.24 kWh/kg	ペレタイジング	水面または水リング型の面

リサイクルされた高密度ポリエチレン合成物

パラメータ	設定	パラメータ	設定
バレルゾーン1（供給）	水冷式、40～60度	バレルゾーン6	190～200度
バレルゾーン2	145～160度	バレルゾーン7（真空バルブ）	185～195度
バレルゾーン3	170～185度	バレルゾーン8	185～195度
バレルゾーン4	185～195度	Die head	190～205度
バレルゾーン5（大気通気口）	190～200度	実際の溶融温度	195 ～ 215℃
ねじ速度	300～450 rpm	トルク利用率	60～80％
真空レベル	-0.080 から -0.090 MPa	スクリーンでの溶融圧力	4 ～ 9 MPa
特定のエネルギー消費量	0.18 ～ 0.26 kWh/kg	ペレタイジング	水上または水中

リサイクルポリエステルコンパウンド

パラメータ	設定	パラメータ	設定
前結晶化	130～150℃で攪拌	乾燥	160～170度、4～6時間、露点マイナス40度
バレルゾーン1（供給）	水冷式、50～70℃	バレルゾーン6	265～275度
バレルゾーン2	230～250度	バレルゾーン7（真空バルブ）	260～272度
バレルゾーン3	260～275度	バレルゾーン8	260～272度
バレルゾーン4	265～278度	Die head	265～280度
バレルゾーン5（大気通気口）	265～278度	実際の溶融温度	272 から 292 ℃
ねじ速度	200～350 rpm	トルク利用率	50～70％
真空レベル	-0.090から-0.098 MPa	スクリーンでの溶融圧力	3 ～ 6 MPa
特定のエネルギー消費量	0.20 ～ 0.30 kWh/kg	ペレタイジング	急速冷却された水のストランド、または水中

混合ポリオレフィン化合物

パラメータ	設定	パラメータ	設定
バレルゾーン2から4	150～195℃、上昇中	バレルゾーン5～8	185～200度
Die head	190～205度	実際の溶融温度	198～216度摂氏
ねじ速度	320 ～ 450 rpm	トルク利用率	60～80％
真空レベル	-0.085 から -0.095 MPa	スクリーンでの溶融圧力	4 ～ 8 MPa
特定のエネルギー消費量	0.18 ～ 0.27 kWh/kg	濾過	連続またはダブルピストンのスクリーンチェンジャーを推奨します

13. Kerke KTEシリーズツインスクリュー押出機

KTEシリーズは、ケルケの並列共同回転ツインスクリュー混合プラットフォームで、試験用のKTE-16Bラボラトリマシンから生産用のKTE-135Dマシンまで幅広く対応しています。 リサイクルコンパウンド化に使用する場合、標準マスターバッチ構成よりも長いバレル、少なくとも1つの大気圧用ベントと1つの真空用ベント、そして最大のせん断力ではなく、穏やかなプラスチケーションを実現するように設計されたスクリューアセンブリが必要です。

すべてのKTE機械は、モジュール式のバレルとコンピュータ支援設計のセグメント式ねじアセンブリを中心に構築されています。練り成分の形状は自己拭き型であり、リサイクル作業では非常に重要です。自己拭き面は、黒い斑点に変化する沈着した溶融物を残さず、セグメントの互換性により、リサイクルポリプロピレン用に構成されたねじを、新しいシャフトを購入するのではなく、要素を変更することでリサイクルポリエステル用に再構成できます。アセンブリが果たす必要な機能（材料輸送、プラスチケーション、せん断、分散、均一化、排気、圧力の蓄積）は、偶然に任されず、バレル全体にわたって意図的に配置されています。

再生合成用KTEシリーズの仕様

モデル	ねじ径（mm）	典型的なL:D比	最大ねじ速度（rpm）	主モーターの出力（kW）	特定のトルククラス	リサイクルコンパウンドの出力量（kg/h）	ベンチポート
KTE-16B	16	40 ～ 48	600	3 から 4	標準	1 to 10	1 to 2
KTE-20B	21.7	40 ～ 48	600	4 ～ 7.5	標準	5 ～ 25	1 to 2
KTE-26B	26	40 ～ 52	600	11 to 15	標準から高	20 ～ 60	2
KTE-36B	35.6	40 ～ 52	600	22 から 37	高い	50 から 150	2
KTE-52B	51.4	44 ～ 56	600	55 ～ 90	高い	150 から 400	2 から 3
KTE-65B	62.4	44 ～ 56	600	90 ～ 160	高い	300 ～ 700	2 から 3
KTE-75D	71	44 ～ 56	600	160 ～ 250	高トルク	500 から 1100	2 から 3
KTE-95D	93	44 ～ 56	500～600	315 ～ 500	高トルク	1000 から 2200	3
KTE-135D	133	44 ～ 56	500	700 ～ 1200	高トルク	2500 ～ 6000	3 から 4

上記の出力数値は、充填剤を使用したリサイクルコンパウンド化および2段階のデボリタイライゼーション構成についてのものです。同じ機械で行われるクリーンな原料マスターバッチの出力はかなり高くなります。低ボリューム密度のフレイクと長いベントセクションを使用したリサイクル原料は、スループットを質に見合うように調整しています。材料と構成を明示せずに単一の出力数値を引用するサプライヤーは、エンジニアリング的な数値ではなく、マーケティング的な数値を引用しています。

リサイクル原料に関する重要な設定オプション

オプション	標準構成	リサイクルコンパウンド構成	なぜそれが重要なのか
バレル長	40 ～ 44 L:D	48 ～ 56 L:D	2つの通気口と側面供給口を備え、混合ゾーンを短縮することなく
バレルライナー	ニトリド化	二金属耐摩耗ライナー	ミネラルフィラーと残留汚染は研磨剤です
ねじ部材料	ニトリド鋼	高合金工具鋼または粉末冶金グレード	フィラー摩耗に対する要素寿命を延長
Feed の開設	標準	オプションのクランマーフィーダーを使用して拡大	低密度のフレイクは、バレルに入るのに手助けが必要です
ベント配置	1つのベント	大気圧プラス真空、オプションの第二の真空	臭気と揮発性物質の制御の基礎
真空システム	単段式水リングポンプ	コンデンサーとセパレーターを備えた二段階システム	-0.09 MPa 以上までの圧力を信頼性に高く測定可能
濾過	手動スクリーンコンバーター	ダブルピストンまたは連続スクリーンコンバーター	リサイクルされたフィードブラインドスクリーンは、バージンのものよりもはるかに高速に画面を消去します
制御システム	タッチスクリーン付きPLC	レシピ管理とデータロギングを備えたPLC	バッチのトレース可能性こそが、リピート注文を獲得する鍵です

KTEプラットフォームでサービスを提供しているアプリケーション産業

KerkeのKTE機械は、マスターバッチと化合物製造の各分野で日常的に使用されています。カラーマスターバッチ、フィラーマスターバッチ、添加剤マスターバッチ、ブラックマスターバッチ、および繊維用マスターバッチ、エンジニアリングプラスチック化合物、生分解性プラスチック化合物、ケーブル化合物製造、PVC化合物製造、熱可塑性エラストマー化合物製造、および木材プラスチック複合体などの製品に加え、リサイクルポリエステルフレーク加工、ペットフード加工、および食用テクスチャー植物性タンパク質加工ラインもあります。 本記事で説明するリサイクル改造工程の最も一般的な最終製品には、自動車のインテリアトリム基材、電気家電のハウジングと内部ブラケット、物流用の棚やパレット、庭園や屋外用家具の部品、排水やケーブル保護部品、産業用パッケージング、および非圧力用の建築部品などがあります。

14. ケルケ供給および補助システム

栄養成分の正確さは、調合された栄養補助食品の一貫性を決定する最も低く評価されている要素です。 百分の一の精度で指定されたレシピは、酸化防止剤供給装置がシフト間で五パーセントの誤差を生じている場合には意味を持たない。 リサイクルラインでは、ベース材料自体が既に異なるため、供給精度が唯一、オペレーターが完全にコントロールできる要素となります。そのため、この点で一貫性が確保できるか否かが決まります。

Kerke は、KTE エキスプラナーと共に、体積計量、重量計量による供給、ツインスクリュー式サイドフィーダー、低密度材料用のクラマーフィーダー、チェーンエクステンダーや液体添加剤用の液体フィーダー、およびあらゆる種類のペレタイジングシステムなど、完全な供給および下流処理パッケージを提供しています。

機器	容量範囲	正確性	適用可能な材料	リサイクルコンパウンド作業
重量損失フィーダ、シングルスクリュー	0.4 ～ 400 kg/h	±0.5～1％	ペレット、粉末、添加物混合物	メインフィードとすべての重要な添加流
重量損失フィーダ、ツインスクリュー	0.2 ～ 250 kg/h	±0.5%	流れが悪い粉末、タルク、吸着剤	微量ミネラルと安定剤の投与
体積測定フィーダ	1～500 kg/h	±2～3％	自由に流れるペレットと再粉砕物	非重要な大量ストリームのみ
ツインスクリューサイドフィーダ	50 ～ 3000 kg/h	メインフィード速度に合わせる	鉱物フィラー、ガラス繊維、高負荷添加剤	最初の溶融後にダウンストリームフィラーの導入
Crammer フィーダ	20～1500 kg/h	レベル制御付きボリュメトリック	フレイク、フラフ、フィルムスクラップ、低ボリューム密度の再加工	低密度のリサイクル原料をバレルに強制投入します
メーターポンプ付き液体給与装置	0.1 ～ 60 kg/h	±1%	液体チェーンエクステンダー、オイル、液体安定剤	反応性液体添加剤の正確な注入
水ストランドペレタイジングシステム	50 ～ 3000 kg/h	ペレットの長さ ± 0.3 mm	ポリオレフィンおよびポリエステル化合物	ほとんどのリサイクル化合物の標準的な選択
水リングダイ面のホットカット	100 ～ 2500 kg/h	均一な球状ペレット	低粘度および接着性化合物	粘着性の高いリサイクルポリオレフィングレードに適しています
水中ペレタイジングシステム	200 ～ 6000 kg/h	非常に均一なペレットジオメトリー	高出力ポリオレフィンおよびポリエステル	高スループットで最適なペレットの均一性
空冷式のダイ面ホットカット	30 ～ 800 kg/h	中程度の均一性	水分に敏感な化合物	吸湿性のグレードでは水の付着を防ぎます
高速ミキサ	100 ～ 1000 リットル	バッチの同質性	粉末混合物および添加物混合物	投与前に混合安定剤パッケージを事前に混合します
プラスチックグラナーおよび粉砕機	100 ～ 1500 kg/h	画面依存パーティクルサイズ	浄化、仕様外の部品の処分、再加工	社内でのスクラップ回収をラインに戻す

リサイクルラインで重量測定式給餌が自らの費用を回収する理由

ボリュメトリックフィーダーはボリュームで計測されるため、バルク密度が変化すると、その質量出力も変化します。リサイクルフレークのバルク密度は、バレルごと、サイロの上部と下部間、さらには周囲の湿度によって著しく変化することがあります。重量損失グラビメトリックフィーダーは、時間の経過に伴う実際の重量損失を測定し、継続的に調整して、バルク密度が変化してもレシピを維持します。お客様の仕様に灰分含量の範囲が含まれている充填済みのリサイクルコンパウンドでは、メインストリームとフィラーストリームの両方でグラビメトリックフィードは任意ではなく、ロットごとに灰分結果を範囲内に保つメカニズムです。

15. 溶融濾過と黒点制御

リサイクルコンパウンドにおける最も目立つ品質不良は黒点ですが、これらは三つの異なる原因から生じており、それぞれに異なる対策が必要です。マシン内の炭化した沈殿溶融物、摩耗したクリアランスでの劣化した材料、そしてフィルタを通さない固体汚染物質が供給物質とともに供給されます。第三の原因にのみ対処し、最初の二つの原因を無視することは、一部のラインが問題を完全に解決できない理由です。

ソース1：炭化した沈殿した溶融物

流路にある死区域では、溶融物が炭化するのに十分な時間を過ごし、その後黒色の粒子として放出される。 古いスクリュメントの飛び部分の裏側、バレルジョイントの不適切なマッチング、過大なアダプターへの移行部分、過大なダイマニフォールド、そしてベントポートの喉部周辺などが、古典的な位置です。 構造上の答えは、締め付けがしっかりしており、きちんとメンテナンスされている間隙を備えた自己消去ねじ形状であり、空洞のない流線型の溶融路です。 Kerkeの締め込み共通型部品はまさにこの自己清掃機能を実現するように設計されており、実用的なメンテナンスルールとしては、スクロール部品とバルブライナーの摩耗を定期的に測定することが、製品に汚れが現れるのを待つよりも効果的です。

ソース 2:摩耗したクリアランスでの劣化

バレルライナーとねじ部品が摩耗すると、両者の間の隙間が広がります。広がった隙間に閉じ込められた材料は、輸送されるのではなく循環するため、熱の履歴が蓄積され、やがて劣化します。このメカニズムは、黒点の不具合がしばしば長年きれいに動作していた機械で徐々に始まる理由を説明します。耐摩耗性のバイメタルライナーと高合金ねじ部品を使用すると、研磨剤入りリサイクルコンパウンドで大幅に使用期間が延長されます。

ソース 3：原料に含まれる固体汚染

木材繊維、紙ラベル残留物、アルミ箔の破片、ゴム、クロスリンクされたポリマージェル、未溶融の高融点ポリマーなど、すべての消費者向け材料が投入されます。溶融過濾が障壁となり、メッシュの選択はバランスをとるものです。より細かいスクリーンはより多くの物を捕まえますが、より早く目が覚め、溶融圧力とせん断が高くなります。

スクリーンメッシュ	概算の開店時間	削除するもの	消費者後の供給における遮蔽率	典型的なアプリケーション
20～40メッシュ	粗い	大きな固体物、ラベルの破片、木の片	低	汚染がひどい飼料での初期段階の保護
60～80メッシュ	メディア	中程度の汚染、目に見えるほとんどの斑点	適度	一般的なリサイクルポリオレフィン混合
100～150メッシュ	素晴らしい	細かい粒子、小さなゲル	高い	技術グレードおよび淡色の化合物
200メッシュ以上	とても細かい	マイクロゲルと微細な炭化粒子	非常に高い	繊維グレードのポリエステルおよび薄膜アプリケーションのみ

ろ過技術	連続性	溶解損失	適切な汚染レベル	資本コストレベル	最適なフィット
手動プレートスクリーン交換装置	ラインストップが必要	低	非常に低い	低	内部の廃棄物のみを清掃
油圧式単ピストンスクリーンチェンジャー	短時間の圧力中断	低	低～中	低から中	わずかに汚染された再粉砕物
ダブルピストンスクリーンチェンジャー	連続、ライン停止なし	低	メディア	メディア	リサイクルコンパウンド化のための標準的な選択肢
連続ベルトまたはプレートフィルター	完全に連続	メディア	高い	高い	消費後の汚染が深い流れ
バックフラッシュレーザーフィルター	完全に連続して、自己洗浄機能を備えています	中程度から高	非常に高い	非常に高い	紙と木材の負荷によるフィルムと繊維のリサイクル

16. リサイクル化合物の品質管理計画

リサイクル化合物事業は、一貫した事業です。 この製剤の技術内容は、有能な競合他社でも再現可能ですが、容易に再現できないのは、お客様の成形機で毎週同じように振る舞うペレットの供給です。 この成果は、継続的なインラインプロセスモニタリング、規律あるバッチテストスケジュール、および出力の物理的な均一化という3つのメカニズムから得られます。

インライン監視パラメータ

パラメータ	センサーの位置	通常の動作	偏差が示すこと	アラーム対応
溶融圧力	スクリーンチェンジャーとダイの前	0.3 MPa以内の安定	上昇：画面が暗くなる。下降：フィード中断または粘度低下	画面を変更するか、フィーダを確認します
溶融温度	ダイ前の浸入プローブ	設定値から 6℃以内	上昇：過度のせん断または摩耗した要素	ネジの回転速度を減速し、ネジの構成を確認する
モータトルク	ドライブコントローラ	プラスまたはマイナス 4% の範囲内で安定しています	変動：不規則な給料またはバルク密度の変化	Crammer とグラビメトリックフィーダの性能を確認する
真空レベル	真空ラインゲージ	設定値で安定	弱体化：シール漏れ、暖かいシーリング水、港の汚染	サービスポンプ、クリーンベントインサート、クールシーリング水
フィーダの質量流量	各重量減少型給餌装置	設定値のプラスまたはマイナス 1%以内	ドリフト：ブリッジ、リフィル障害、ロードセルのドリフト	ホッパーの流量を確認し、再キャリブレーションを行います
水浴び温度	ストランド冷却浴	3℃以内で安定	Rising:冷却能力に障害が発生し、ソフトペレットが発生します	チラーと流量を確認する

バッチテストスケジュール

テスト	周波数	サンプルポイント	受け入れ基準	失敗時のアクション
溶融流動速度	2時間ごとに、そして各ロットの変更時	ペレタイザー後のペレット流れ	等級名値のプラスまたはマイナス 15% の範囲内	ロットを保持し、チェーンエクステンダーまたはフィードブレンドを調整します
灰分含量	4時間ごと	Pellet ストリーム	目標値のプラスまたはマイナス 1.5% 以内	フィラーフィーダの再キャリブレーション
水分	毎回のシフト	乾燥または保管後のペレット	下限を超えている	乾燥を延長し、シロの密閉状態を確認する
ペレットの外観と黒点数	毎時間、固定サンプル量に対する視覚的表示	Pellet ストリーム	以下の一単位質量あたりの合意された位置	画面を変更し、ネジの摩耗状態を確認します
凹面衝撃および引張強度	すべてのロット	射出成形試験品	仕様範囲内	ロットを保持し、エラストマーと相溶性剤の投与量を確認します
臭気等級	臭気が重要なグレードのすべてのロット	ペレット、VDA 270手順	合意されたレベル以上	真空を上げ、溶融温度を確認し、吸着剤を調整します
色と黄変指数	色の等級の各ロット	成形プラーク	合意された色の許容範囲内	色素を調整し、抗酸化パッケージを確認する
内在粘度、ポリエステルのみ	すべてのロット	ペレット	目標値のプラスまたはマイナス 0.02 dL/g	チェーンエクステンダーを調整し、乾燥性能を確認します

ホモジナイゼーションシロ: 利用可能な最も安価な一貫性ツール

完璧なプロセス制御を実施したとしても、原料のバレが変化するにつれて、生産ラインの出力はゆっくりと変化します。 製造の数時間を均一化シロに混ぜてから梱包することで、その変動を平均化できます。 内部ブレンドチューブを備えた重力ブレンドシロは、4～8時間分の出力を保持できるように設計されており、通常、ロット間の溶融流量の変動を3分の1から半分に削減します。 顧客が感じる一貫性の観点からすると、資本を費やす単位あたりの効果でみると、同質化シロを施すことはほとんどどのような添加物の介入よりも優れており、これは平均的にはテスト結果が許容範囲内であるものの、ばらつきが大きい化合物メーカーに対して、ケルケのエンジニアが最初に推奨するアップグレードのひとつです。

17. 機械と配合物の選択に関する要件

下の表では、一般的なリサイクル化合物の調合要領を、推奨されるKerke KTE構成、前のセクションのフォーミュラ階層、および注文時に指定しなければならない重要なオプションにマッピングしています。これらのオプションは後から追加するのではなく、あらかじめ指定する必要があります。

お客様のシナリオ	おすすめのKerkeモデル	バレル L:D	フォーミュラレベル	重要な構成
タルク、電気製品、および箱の部品を含む、500 kg/hのリサイクルPP注入グレード	KTE-65B または KTE-75D	48	標準 rPP レベル	タルク用のツインスクリュー側送料器、1つの大気圧と1つの真空バルブ、ダブルピストンスクリーンチェンジャー、水ストランドペレタイジング
1000 kg/h 回収 HDPE パイプおよび配線グレード	KTE-75D または KTE-95D	52	チェーンエクステンダー付きrHDPEパイプグレード	チェーンエクステンダー用液体給与装置、深い真空の二段システム、カーボンブラックマスターバッチ投入、連続フィルター
リサイクルPETシートグレード、内在粘度目標値0.72 dL/g	高トルクドライブを備えた KTE-75D	48 ～ 52	rPETシートとストラッピングフォーミュラ	結晶化乾燥機で露点が-40℃、真空度が-0.095MPa、高温バレルパッケージ、細かいろ過
混合ポリオレフィン低端製品、箱および排水部品、800 kg/h	KTE-75D	52	混合ポリオレフィンレシピ	低密度のフレイク用のクラマーフィーダー、炭酸カルシウム用のサイドフィーダー、二つの真空ポート、耐摩耗性のバイメタルライナー
消費者後のPPからの臭気に敏感な自動車内装用基材	KTE-65B または KTE-75D	56	高性能な rPP レベル	2つの真空排気口、蒸気除去水注入装置、コンデンサーおよび分離装置、低摩擦スクリュー構造、均一化シロ
スケールアップ前の製剤開発と小規模試験	KTE-16B または KTE-26B ラボユニット	40 ～ 48	すべてのレベル、試用量	セグメント付きねじキット、両方のベントタイプ、クイックチェンジダイ、データロギング制御
2500 kg/h以上の大規模なリサイクルポリオレフィン混合	KTE-95D または KTE-135D	52 ～ 56	最終用途に応じてエコノミーまたはスタンダードレベル	高トルクのドライブ、3つの通気口、連続フィルター、水中ペレタイジング、均一化シロ
一度の処理で処理できない難しい材料	二段階押出システム、母子構成	組み合わせ	ケース固有	最初の段階は溶融と粗い脱溶性処理、第二の段階は優しい仕上げと深い真空処理

18. よくある問題と解決策

リサイクルコンパウンドのほとんどすべての問題は、次の四つの根本原因のいずれかにつながります。除去されなかった揮発性成分、過度に強いせん断、安定しない供給、またはフィルタされなかった汚染です。以下のトラブルシューティング表は、症状ごとに整理されており、原因は確認すべき順序に従ってリストされています。

症状	考えられる原因（チェック順）	是正措置
ペレット内の黒い斑点	死区域での炭化溶融物;摩耗したねじ部品またはバレルライナー;不十分なろ過網;原料の汚染;ダイマニュファクトの劣化した材料	摩耗した要素を検査して交換し、メッシュをさらに細かくしてフィルタリングを行い、スクリーンの交換間隔を短縮し、ダイとアダプタを浄化および清掃し、セルフワイプ要素の状態を確認し、上流の分類を改善します
完成したペレットの強い臭い	真空レベルが浅すぎる、排気部が短すぎる、溶融温度が高すぎる、排気口の下の充填度が高すぎる、汚染がひどい給料にスチーム除去が行われていない	真空ポンプとシールを点検し、シール水を冷却し、ベント送気のピッチを延長し、溶融温度を10～15℃下げ、第二の真空ポートまたは水注入を追加し、これらの手順の後にのみ吸着剤を追加します。
ノッチインパクト強度はロット間で変動します	原料成分が変化した; エラストマー供給装置がずれている; フィラーの投与量が過剰; マトリクスを劣化させる過剤のせり出し; フィラー表面積に対する相溶性剤の投与量が不足している	すべてのバレに対して入荷時の特性分析を実施し、重要な流れを重量測定式の供給に切り替え、灰分含量を確認し、90度の練りブロックを45度のブロックに交換し、充填剤の表面積に対する相溶性剤を再計算し、均一化シロを設置する
溶融破裂と粗いストランド表面	溶融温度 too low at the die; die land geometry too aggressive; viscosity too high after chain extension; no processing aid; output above the die’s capability	温度を適度に上げて、金型の穴を開け、チェーンエクステンダ剤の投与量を減らし、0.05から0.15部の加工助剤を加えて、金型の穴数を増やします。
真空ポートの溢水	ポートの下で充填度が高すぎる;溶融の粘度が低すぎる;生産量が急激に増加する;ベントインサートが詰まった;上流に溶融シールが欠落している	港の下で長いピッチの輸送を実現するため、換気用の充填器を設置し、重量制御とクランマーで供給を安定させます。換気用のインサートを清掃または再設計し、上流に短いシーリング要素を追加します。
ペレットサイズの変動	出力が急激に変動する;ペレタイザーの刃が摩耗する;給料ロールの圧力が正しくない;水浴槽の温度が変動する;金型の穴が部分的に塞がっている	給餌とトルクを安定化する;ペレタイザーの刃を再研磨または交換する;給餌ロールの圧力をリセットする;浴槽の温度を安定化する;ダイプレートを清掃する
黄変または色の変化	酸化防止パッケージが不十分である、溶融温度が高すぎる、滞留時間が長すぎる、供給口に酸素が入り込む、原料から色素が残っている	リン酸塩の二次酸化防止剤を0.2部に増やし、溶融温度を下げ、高回転ゾーンを短くし、供給部に窒素を吹き付けることを検討し、グレードをより暗い色にする
トルクの変動と不安定な出力	フレークのバルク密度の変化、給料ホッパーでのブリッジング、クランマーフィーダの速度の不一致、スクリューの摩耗、溶融ゾーンでの水分発生	重量測定式の給料装置とレベル制御型のカラムを使用し、ホッパーの攪拌機能を搭載し、カラムの速度を取り込み量に合わせ、素子の摩耗を測定し、前処理乾燥を改善する
化合物中のゲル	投入物中のクロスリンクされたポリエチレン分; チェーンエクステンダーの過剰投与; 限局的な過熱; 完全に溶けない高融点の汚染物質	ろ過を改善し、チェーンエクステンダ剤の投与量を減らし、バレルゾーンの温度を確認し、異種ポリマーのピークを差分走査熱量計で検討する
ポリエステルの内在粘度が目標値以下	乾燥が不完全である、露点が高すぎる、真空が不十分である、メインホッパーにチェーンエクステンダーが供給されている、溶融温度が高すぎる	残留水分が50パーセント未満であることを確認し、露点がマイナス40度であることを確認し、真空をマイナス0.095MPaに上げ、チェーンエクステンダーを下流の給油口に移し、バレルの温度を下げる

19. サービスとサポート

リサイクル用に構成されたツインスクリュー・デボルタイリゼーションエクストラーダは、長寿命の資産であり、その経済性は初期仕様だけでなく、サポートにも大きく依存します。Wanplas工場であるKerkeでは、サービスをWanplasグループのコミットメントとリサイクル化合物の特異な実情に基づいて構築しています。リサイクル化合物では、原料が絶えず変化し、配合物のフォーミュラを定期的に見直す必要があります。

出荷前

すべての機械は工場を出る前に組み立てられ、テストされます。 リサイクルコンパウンド構成の場合、Kerkeのエンジニアは、スクリュアセンブリを合意された構成図に照らして確認し、真空システムを稼働させて指定レベルに達していることを確認し、フィーダの校正を意図した投与範囲で行い、駆動、加熱、冷却、制御機能が確実に機能していることを実動試験で確認します。 お客様が事前に代表的な原料を提供する場合、実際の材料に対する試運転を行い、一般的なプロセスではなく、検証済みのプロセスウィンドウを備えたマシンを出荷します。

設置、試運転、およびトレーニング

Kerke は、現地での設置および試運転支援、またはガイド付きリモート試運転を提供します。オペレータのトレーニングでは、スクリューの組み立てと分解、要素の識別と構成ロジック、真空システムの運用と保守、スクリーン交換装置の運用、フィーダの校正、制御システムでのレシピ管理、高温溶融および回転装置の安全手順について説明します。リサイクル作業では、原料の変化を早期に警告するためにトルク、溶融圧力、真空の傾向を読み取る方法に特に重点を置いています。

部品と保証

Wanplasグループのスペアパーツポリシーでは、年間500米ドルの無料パーツが提供され、保証期間内に故障したパーツは無料で交換されます。リサイクルコンパウンドラインでは、推奨される在庫リストは短く、特定のものとなっています。フィラー側の給送ゾーンと第二混合ゾーンの摩耗しやすいネジ部品、運転中のメッシュ範囲のスクリーンパック、真空ポンプシール、シーリングウォーターフィルター、ペレタイザーブレード、およびサーモカップルなどです。これらのアイテムを現地で保有することにより、最も一般的な停止状況を数日間のイベントから1シフトのイベントに変えることができます。

リモートサポートと工場訪問

データロギング制御システムを搭載した機械は、遠隔からサポートできます。Kerke のエンジニアはトルク、温度、圧力、真空の傾向データを確認し、出張なしでプロセスの変化を診断します。 Wanplasのオープンファクトリー方針は、Kerkeの19,997平方メートルの製造拠点に適用されます。お客様や潜在的なお客様は、訪問し、建設中の機械を視察し、試運転を目の当たりにすることができます。

フォーミュラの開発と試運転

再生材料に対する化学反応は経験的なものです。 Kerkeは、ラボ用のツインスクリュー押出機「KTE-16B」と「KTE-26B」を保有しており、お客様の実際の原料を小規模で混合することができます。これにより、生産用の機械を構成する前に、実際の混合が可能になります。 Wanplasでは、小ロットでの製剤検証と機械試験を実施できます。これにより、データシートから推測したものではなく、実際の材料上でねじの構成、換気配置、添加物のパッケージが確認されます。 リサイクルコンパウンドプロジェクトでは、この試験ステップは、材料の実際のニーズに合わない機械を指定するのを最も効果的に防ぐ唯一の方法です。

20. よくある質問

ツインスクリュー・デボラタイリゼーションエクストラーダは、添加物を使用せずにリサイクルプラスチックから臭いを除去することができますか？

ある程度では、そうである。正しく構成された二段階の換気配置—最初の溶融ゾーンの後ろに大気換気口と、バレルの最後の三分の一部分でマイナス0.085からマイナス0.095MPaの真空換気口を備える—は、通常、添加物を一切使用せずにVDA 270の臭気等級を1から1.5等級向上させる。蒸気除去を追加すると、汚染が深刻な消費者向けパッケージング流れでは、この効果が2等級にまで拡大する。吸着剤添加物は、最後に残るわずかな隙間を埋めるためにのみ使用される。これが、低コストのリサイクルプラスチック改質製剤を真に低コストに保つための正しい順序である。

低コストのリサイクルPPフォーミュラの最小添加パッケージはどのようなものですか？

リサイクルされたポリプロピレンのレシピには、わずか3つのものが必要です。阻害フェノールの一次抗酸化剤は0.10から0.15パーセント、ホスファイトの二次抗酸化剤は0.10から0.15パーセント、潤滑剤は0.15から0.25パーセントです。剛性とコストの希薄化のためにフィラーが添加されますが、安定化には使用しません。衝撃改質剤と相容性改善剤は、ノッチ型衝撃強度の目標値がベースリグリンドの単独での提供するものを超える場合にのみレシピに含めます。これは、入荷時の特性評価シートで事前に確認できますので、費用をかける前に確認してください。

リサイクルされたPETで、チェーンエクステンダーはどの程度の内在粘度を回収できますか。

正しい結晶化（130～150℃）、4～6時間の乾燥（160～170℃、露点マイナス40℃）、マイナス0.090～マイナス0.098MPaの高真空脱溶によって、通常0.3～0.8部のエポキシ機能性スチレンアクリルオリゴマーのチェーンエクステンダーは、固有粘度を0.58dL/g付近から0.70～0.78dL/gに引き上げます。この範囲はシート、熱成形トレイ、ストラッピング、およびエンジニアリング化合物の用途に適しています。0.80dL/g以上のボトルグレードには、固体多縮合が必要であり、エクストラクションチェーンエクステンションだけでは達成できません。

500 kg/hのリサイクルPPインジェクショングレードコンパウンドにどのKerke KTEモデルが適していますか？

KTE-65Bは300～700 kg/hの充填済みリサイクルポリプロピレンを処理でき、経済的な選択です。KTE-75Dは500～1100 kg/hを処理でき、将来の成長に余裕を持たせています。どちらも、48 L:Dのバレル、1つの大気圧用バルブと1つの真空バルブ、タルク用のツインスクリュー側送り装置、主流と添加剤流に対する重量測定式の送り装置、そしてダブルピストンスクリーンチェンジャーを備えて指定する必要があります。余分なバレルの長さが、両方のバルブと側送り装置を共存させることができるようにし、混合ゾーンを短くすることなくします。

リサイクルされたコンパウンドペレットに黒い点が現れるのはなぜですか？また、これらの点を排除するにはどうすればよいでしょうか？

黒い斑点には三つの原因があります。機械内の死んだゾーンに沈み込んだ炭化した溶融物、摩耗したねじ部やバレルライナーの拡大された隙間で循環する劣化した材料、そして原料とともに運ばれてくる固体汚染です。対処法も同様に三つあります。流線型の溶融路を備え、空洞がない自己拭きのねじ形状、定期的な摩耗測定と適時にねじ部やライナーの交換、適切に指定された溶融物のろ過と規律あるスクリーン交換間隔です。スクリーンをさらに細かくするだけでは、問題の原因がバレル内部にあるため解決できません。

より多くのフィラーを追加することで、リサイクルされた化合物のコストは常に低下するのでしょうか？

いいえ、そしてこれはビジネスで最も高価な誤解です。 タルクまたは活性カルシウムカーボネートを約20～25部位にすることで、材料指数は低下しますが、性質は許容範囲内です。 30部品を超えると、ノッチインパクト強度と溶接ライン強度が急激に低下し、表面品質が悪化し、顧客の成形機でコンパウンドが故障するようになります。 受け入れ拒否コストは、材料指数が下がるよりも速く上昇するため、受け入れられたキログラムあたりの真のコストは上昇します。 最適な充填レベルは、常に溶融物が持ちうる最大値ではなく、機械仕様をわずかに上回るレベルです。

フィラーはメインホッパーに添加するのか、サイドフィーダーを通して添加するのか。

ほとんどの場合、10部品以上の積載量を超える場合、第一溶融ゾーンの下流側にあるサイドフィーダーを通して、主ホッパーで鉱物充填剤を供給することにより、充填剤は溶融セクション全体を通過し、スクリューエレメントとバレルライナーを研摩し、溶融ポリマーに必要なせん断エネルギーを吸収し、すでに低密度で再生されたフレイクを運搬する際に困難を抱えている固体物質の運搬を妨げます。溶融後にサイドフィーダーで供給することにより、低いせん断力でより良い分散が得られ、部品寿命が劇的に延びます。

リサイクルコンパウンドラインで具体的なエネルギー消費量をどの程度削減できますか？

現実的には、リサイクルされたポリプロピレンで0.24 kWh/kgのラインは、通常、3つの変更を通して0.17～0.20 kWh/kgにまで引き上げることができます。それは、攻撃的な90度と逆の締め込みブロックをより多くの45度と歯付きの要素に置き換えること、せん断加熱が減少したためにバレルの設定値を10～15℃下げること、そして駆動が急激な変動に対して繰り返し加速しないように供給を安定化することです。これらの同じ3つの変更により、劣化が減少し、臭気等級が向上し、スクリュー寿命が延びるため、このガイドでは穏やかなプラスチケーションが繰り返しのテーマとなっています。

21. 結論

二軸溶融分離エキストルダー用の真に低コストのリサイクルプラスチック改質配合物は、特定の順序で構築されており、その順序は個々の成分よりも重要です。まず、原料を特定して、判断をデータに基づいて行います。次に、適切に設計された二段階の排気システムで溶融物を除去します。蒸気負荷に対する大気排気、低分子量残留物に対するマイナス0.085からマイナス0.095MPaの深い真空、および臭気指定が必要な場合の蒸気除去を行います。次に、仕様を満たす最小の添加物パッケージを投与します。最初に、常に利益を生む抗酸化剤と潤滑剤を投与し、要件が強いほどのみコスト効果性のランクを下げます。第四に、重量測定による供給、適切な溶融物濾過、インラインモニタリング、および均一化シロを使用して一貫性を保証します。

このガイドに掲載されているレシピ（リサイクルされたポリプロピレンの三段階、リサイクルされた高密度ポリエチレンの三つの適用グレード、リサイクルされたポリエステルの三つの内在粘度ルート、および作業用の混合ポリオレフィン配合物）は、実際の生産窓口に合わせて調整されたスタート地点です。これらのレシピは、二つのベントとサイドフィーダーを収容できる十分な長さのバレル、優しいプラスチケーションに適した構成のスクリュー、そして十分に正確な供給を前提としています。このハードウェア基盤がないと、同じレシピは不十分な性能を発揮し、補正するために必要な添加物のレベルはコスト上の優位性を完全に消去してしまいます。

Kerkeは、12年以上にわたり並列回転式ツインスクリュー複合エクストラクターの専門技術を培ったWanplasの工場で、19,997平方メートルの製造拠点、70カ国以上で使用されている2,000台以上の機械、100人以上の技術チームを擁しています。KTEシリーズの機械は、KTE-16Bの実験室ユニットからKTE-135Dの生産機械まで、このクラスの作業に特化して設計されています。バレル長、ベント配置、スクリュー構成、供給精度、およびろ過技術は、カタログの既定値ではなく、材料と目標仕様に基づいて指定されます。

リサイクルコンパウンドラインを計画している場合、または既存のラインをバッチ一貫性の問題から解決しようとしている場合は、重要な詳細を送ってください。供給原料の種類とその典型的な特性データ、目標特性と臭気等級、必要な出力量、そして最終用途を明記してください。 Kerkeのアプリケーションエンジニアは、その要件に合わせて機械構成、ねじ配置、および配合レベルを提案し、Wanplasは、すべての作業が開始される前に少量の配合検証とお客様の実際の材料での試運転を実施することができます。 工場見学は歓迎されており、自分の原料で試験を行うことは、設定が仕様書に記載されているとおりに動作することを確認する最も信頼できる方法です。