小型押出機とは？研究開発・試作で使われる押出機の基本を解説

プラスチックリサイクル設備の導入を検討する際、量産ラインだけでなく、研究開発や試作段階で使用する「小型押出機」が必要になるケースがあります。

小型押出機は、大量生産を目的とした大型設備とは異なり、少量の材料でテストを行い、材料特性や成形条件、混練状態、ペレット化の可否などを確認するために使われる押出機です。

特に、新しい再生材の活用、異素材のブレンド、添加剤の配合テスト、リサイクルペレットの品質確認などを行う場合には、小型押出機を活用することで、量産前のリスクを抑えながら検討を進めやすくなります。

この記事では、小型押出機の基本、単軸押出機・二軸押出機との違い、破砕機など前処理設備との関係、プラスチックリサイクル設備として導入する際の選び方について、わかりやすく解説します。

 

小型押出機とは？研究開発・試作向けに使われる押出機

小型押出機とは、少量のプラスチック材料を加熱・溶融し、スクリューで押し出すことで、材料の加工性や成形条件を確認するための設備です。

一般的な押出機と基本的な仕組みは同じですが、処理量が少なく、設置スペースも比較的コンパクトなため、研究開発、試作、品質確認、材料評価などで使われます。

たとえば、以下のような場面で活用されます。

量産設備をいきなり稼働させる場合、材料ロスや調整時間が大きくなることがあります。一方、小型押出機で事前に条件を確認しておくことで、量産ラインへ移行する際の判断材料を得やすくなります。

小型押出機と量産用押出機の違い

小型押出機と量産用押出機の大きな違いは、「目的」と「処理量」です。

量産用押出機は、安定した生産量を確保することを目的としています。長時間連続運転、処理能力、耐久性、後工程との連携などが重要になります。

一方、小型押出機は、材料や条件を確認するための試験設備として使われることが多く、少量の材料で何度も条件を変えながら検証できることが重視されます。

たとえば、温度設定、スクリュー回転数、吐出量、材料の供給状態などを調整しながら、「この材料は押出できるのか」「混練状態は安定するのか」「ペレット化したときに品質は保てるのか」といった点を確認します。

そのため、小型押出機を選ぶ際は、単純な処理能力だけでなく、条件変更のしやすさ、清掃性、メンテナンス性、試験データの取りやすさも重要です。

単軸押出機と二軸押出機の違い

• 小型押出機はどのような材料に使われるのか

小型押出機は、さまざまなプラスチック材料の試験に使用されます。

代表的な材料としては、PE、PP、PS、ABS、PET、PA、PVCなどがあります。また、再生プラスチック、粉砕材、ペレット、フレーク状材料、添加剤入り材料などのテストに使われることもあります。

ただし、材料の形状や状態によっては、押出機単体では安定した試験が難しい場合があります。

たとえば、フィルム状の端材、厚みのある成形不良品、硬い樹脂部品などは、そのまま押出機へ投入するのではなく、破砕機や粉砕機で適切なサイズにする前処理が必要です。

また、洗浄後の材料に水分が残っている場合は、押出時の発泡、ガス、品質低下につながることがあるため、乾燥工程も重要になります。

破砕機・粉砕機との関係｜押出前の前処理が重要

プラスチックリサイクル設備では、押出機だけを見て設備を選ぶのではなく、前処理から後工程までの流れを考える必要があります。

一般的なリサイクル工程は、以下のような流れになります。

この中で、小型押出機を使った試作においても、破砕機や粉砕機による前処理は重要です。

材料サイズが大きすぎると、押出機への供給が安定しにくくなります。また、サイズにばらつきがあると、溶融状態や吐出量にムラが出る可能性があります。

そのため、試作段階であっても、破砕・粉砕された材料の大きさ、かさ密度、異物の有無、水分量などを確認しておくことが大切です。

特に、将来的に量産ラインへつなげる予定がある場合は、小型押出機でのテスト条件だけでなく、実際の破砕機・洗浄機・乾燥機・ペレタイザーとの連携も見据えておく必要があります。

小型押出機を導入するメリット

小型押出機を導入するメリットは、少量の材料で試験できることです。

量産設備でテストを行う場合、一定量の材料が必要になり、条件変更にも時間がかかります。材料ロスや人件費、ライン停止のリスクも考慮しなければなりません。

小型押出機であれば、限られた材料で複数の条件を試しやすくなります。新しい材料の検討や、再生材の品質確認、添加剤の配合テストなどを社内で行えるため、開発スピードの向上にもつながります。

また、量産前に材料の押出性やペレット化の状態を確認しておくことで、導入後のトラブルを減らしやすくなります。

小型二軸押出機のテストができる「ドナウラボ」

小型押出機を検討する際、「実際に自社の材料でテストできるのか」「量産設備を導入する前に、押出やペレット化の状態を確認できるのか」という点は、非常に重要な判断材料になります。

ドナウ商事では、テストセンター「ドナウラボ」にて、小型二軸押出機を使用した材料試作や小ロットでのテストに対応しています。

ドナウラボでは、二軸混錬押出機とアンダーウォーターペレタイザーを使用し、材料の混練、押出、ペレット化までの流れを確認することができます。二軸押出機は、材料を溶かすだけでなく、添加剤の投入やコンパウンドにも対応しやすいため、再生材の品質確認や新しい材料の試作にも活用できます。

たとえば、以下のような検討に役立ちます。

プラスチックリサイクル設備は、カタログ上の処理能力や仕様だけでは判断しにくい部分があります。特に再生材は、材料の形状、水分、異物、ロットごとのばらつきなどによって、押出時の安定性が変わることがあります。

そのため、設備導入前に小型二軸押出機で実際の材料をテストしておくことで、「押出できるか」「混練状態は安定するか」「ペレット化に適しているか」といった点を具体的に確認しやすくなります。

また、試作段階で得られた結果は、将来的に量産用の押出機や破砕機、洗浄機、乾燥機、ろ過装置、ペレタイザーを選定する際の参考にもなります。

設備導入をご検討の際は、まず小型二軸押出機で材料テストを行い、実際の処理状態を確認したうえでライン全体を検討することも有効です。

小型二軸押出機のテストができる「ドナウラボ」詳細はこちらをご覧ください▽

テストセンター(ドナウラボ)

小型押出機を選ぶときのポイント

小型押出機を選ぶ際は、価格だけで判断するのではなく、目的に合った仕様かどうかを確認することが重要です。

プラスチックリサイクル設備として考える場合の注意点

小型押出機は、研究開発や試作に便利な設備ですが、プラスチックリサイクル設備として導入する場合は、押出機だけで完結しない点に注意が必要です。

リサイクル材は、材料の種類、汚れ、異物、水分、形状、ロットごとの品質差など、さまざまな要素が押出結果に影響します。

そのため、押出機の選定だけでなく、次のような設備との組み合わせも検討する必要があります。

特に、試作段階で再生ペレットの品質を確認したい場合は、前処理の状態が結果に大きく影響します。

小型押出機での試験結果を正しく判断するためにも、投入する材料の状態をできるだけ安定させることが大切です。

Hartek 小型単軸押出機

Hartek

よくある質問

まとめ｜小型押出機は研究開発・試作から設備導入の判断材料を得るための重要な設備

小型押出機は、研究開発や試作の段階で、材料の押出性、混練状態、成形条件、ペレット化の可否を確認するために役立つ設備です。

特に、プラスチックリサイクルでは、材料の状態が一定ではないことも多く、量産前に小型押出機でテストを行うことで、設備導入後のトラブルを減らしやすくなります。

ただし、小型押出機だけで判断するのではなく、破砕機、洗浄機、乾燥機、ろ過装置、ペレタイザーなど、リサイクルライン全体の流れを見据えて検討することが大切です。

プラスチックリサイクル設備の導入を検討されている場合は、処理する材料や生産量、設置スペース、後工程とのつながりを踏まえて選定することが重要です。