Transcript ＴＰＵ造粒設備 - PLABOR 株式会社プラスチック工学研究所

ＴＰＵ造粒設備
２０１０年6月5日
株式会社プラスチック工学研究所
Research Laboratory of Plastics Technology co., Ltd.
ポリウレタンとは
ポリウレタン（Polyurethane）は基本的には
２種類の主原料を混合／反応させることに
よって生成されるポリマーであり、配合処方、
及び成形方法を変えることにより、フォーム
クッション、断熱フォーム、エラストマー、塗
料、接着剤、合成皮革（人工皮革）、弾性繊
維など幅広く使われている。
ポリウレタンの用途
自動車のシート、寝具、家具などのクッション材
電気冷蔵庫、自動販売機、ショーケース、コンテ
ナ船などの断熱材
建築分野における断熱パネル、防水材、シーリ
ング材、床材など
スポーツ分野における舗装材（テニスコート等）、
ゴルフボール、スキー、ラケットなど
その他衣服、靴、鞄など
ＴＰＵ製造プラントの構成
（ｺｰﾙﾄﾞｶｯﾄ方式）
ＴＰＵ製造プラントの概要説明
（ｺｰﾙﾄﾞｶｯﾄ方式）
供給装置
PolyolとしてはPolyester系とPolyether系が それぞれ使用
されるが、用途によって使い分けられている。いずれも貯蔵
中に酸素を嫌うので、窒素で空気を置換する。
上記原料以外にChain Extender（鎖延長剤）と、必要に応じ
て紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、抗菌剤、難燃
剤などの添加剤が用途によって適宜選択され添加される。
これらの供給装置の供給量は連続運転に際して全体の押出
量にそれぞれ比例するように制御される。
液体原料に対しては高精度の注入量になり得るよう精密
Plunger Pumpが使用される。
押出機（反応機）
押出機としては、同方向回転の２軸Screw Extruder（当社
BTN-Series）が使用される。Screwの直径（D）は生産機の
場合φ65～90mm程度のものが使用される。またScrew長さ
（L）はL/D=48～60程度の長いものが使用される。Reactive
Extrusionにおいては通常の反応罐を用いる場合に比べて
遥かに短時間で反応を完了するが、ScrewのL/Dは出来る
だけ長くとって反応時間もある程度確保する必要が有る。
Screw Designは前進型、後進型Screw Element及び
Kneading Discなどを使用し適度に反応を完了するように構
成されている。押出機出口には、溶融の均一性を確保する
必要のある場合、Homoginizer（静的Mixer）を用いることも
ある。
スクリーンチェンジャー及びダイバータバルブ
押出機出口にはScreen Changerを設けて、重合終了後の
樹脂の中に含まれる異物やｹﾞﾙなどをｽｸﾘｰﾝで捕捉するも
のである。ｽｸﾘｰﾝﾁｪﾝｼﾞｬｰは手動操作、自動操作、また切替
時に樹脂流が一時途切れるもの、連続的にほとんど圧力差
無く切り換えるものまで様々な機種が準備されている。
又、反応成形の場合、運転途中に押出機を停止することが
出来ないため、立上運転稼働初期の未反応樹脂の廃棄、
上記ｽｸﾘｰﾝﾁｪﾝｼﾞｬｰのﾒｯｼｭ交換時対応等、押出機を停止さ
せずに下流側へ未反応樹脂を供給させない為のﾀﾞｲﾊﾞｰﾀﾊﾞ
ﾙﾌﾞを設置する必要があります。
粘度監視装置
押出機先端には、反応の進行度を監視する為の
Rheometer（もしくはViscometer）を設置する。
一般的に反応が好ましい状況迄進行していれば、
樹脂の粘度はRheometerによって監視されている
のでその状況が記録され、すなわち品質の管理が
行われる。粘度測定は押出を行いながらOn-Lineで
行われる。
Rheometerは当社商品（RH-Series）で一方向流タ
イプと還流タイプがある。
ストランドダイ
一般に業界でT-Dieと呼ばれるDieに横一列に多数の孔を設
けて、樹脂がいわゆるStrand状に押し出されるようにしたﾀﾞｲ
である。
水槽
Stranding Dieから押し出された樹脂のStrandは水槽中で冷
却される。水槽内の水は新たに冷水を供給するか、もしくは
水を循環しつつ冷却機によって冷却し水温が上昇しないよう
になされている。
ペレタイザー
縦方向に棒状に押出されたStrandはPelletizer内に内臓され
た固定刃と回転刃によって切断され、その排出口下部に設け
られたPneumatic Conveyerによって空気輸送され、その間
更に冷却されStorage Tankに送り込まれる。
ＴＰＵ反応成形造粒装置
（ｱﾝﾀﾞｰｳｫｰﾀｰｶｯﾄ方式）
Φ７０同方向二軸押出機
液注ポンプユニット
真空脱揮装置
ギヤポンプユニット
スクリーンチェンジャー
アンダーウォーターペレタイザー
１式
3式
１式
１式
１式
１式
TPU造粒装置全景
ＴＰＵ造粒装置全体図
Φ７０同方向二軸押出機
型式：ＢＴＮ－７０－Ｓ２－４８－Ｌ
２フィード、１ベント、Ｌ／Ｄ＝４８
温調点数：バレル１４点、ヘッド１点
加熱方式：アルミ鋳込ヒーター
冷却方式：水冷
制御方式：加熱ＰＩＤ 冷却ＰＩＤ
スクリュー回転数：ＭＡＸ３００ｒｐｍ
駆動モーター：７５ｋｗ ＰＧ付ﾍﾞｸﾄﾙｲﾝﾊﾞｰﾀｰ
材質：バレル
ＳＡＣＭ６４５（窒化鋼）
スクリュー ＳＡＣＭ６４５（窒化鋼）
Φ70同方向二軸押出機
（BTN-70-S2-42-L）
液体原料供給装置
液注ポンプユニット①
液注ポンプユニット②
液注ポンプユニット③
液注用配管
真空脱揮装置
アンダーウォーターペレタイザー
ｱﾝﾀﾞｰｳｫｰﾀｰﾍﾟﾚﾀｲｻﾞｰ
ペレタイザー
ﾍﾟﾚｯﾄ乾燥機
PU反応成形造粒装置
ＰＵ反応成形造粒装置：１式
使用原料：一般的なPU、硬度80μ程度
処理能力：200kg/hr
標準価格
ｺｰﾙﾄﾞｶｯﾄ方式
： 80,000千円
ｱﾝﾀﾞｰｳｫｰﾀｰｶｯﾄ方式 ： 100,000千円
納入実績：15台（国内・海外）
TPU反応成形造粒装置概算価格
処理能力
押出機
ＣＣｼｽﾃﾑ
ＵＷＣｼｽﾃﾑ
（千円）
（千円）
100kg/hr
BTN-58
60,000
80,000
200kg/hr
BTN-70
80,000
100,000
400kg/hr
BTN-90
150,000
180,000
600kg/hr
BTN-110
170,000
200,000