PVC プラスチック床の生産ライン: その仕組み、必要な設備、および正しく行う方法

PVC プラスチック床の生産ラインが実際に行うこと

あ PVCプラスチック床生産ライン は、未加工のポリ塩化ビニル (PVC) 樹脂と添加剤を、硬質コア板、高級ビニール タイル (LVT)、SPC (石材プラスチック複合材) 床材、WPC (木材プラスチック複合材) ボード、同種または異種ビニール ロールなどの最終床材製品に変換するように設計された産業機械の統合システムです。生産ラインは、原材料の配合から押出またはカレンダー加工、層の積層、表面のエンボス加工、切断、最終品質検査までの変換プロセス全体を処理します。

単一目的の機械とは異なり、PVC 床材製造ラインは、あるステーションからの出力が次のステーションに直接供給される、調整された一連の装置です。一貫した欠陥のない製品を生産するには、各ステーションの速度、温度、圧力、張力の設定を正確に校正し、同期する必要があります。このため、ラインの各セクションがどのように機能し、どのように相互作用するのかを理解することは、PVC 床生産システムを評価、購入、または運用する人にとって不可欠です。

最新の PVC プラスチック床材の生産ラインは、製造される製品の種類に応じて構成が異なります。 SPC 硬質コア ラインは、どちらも PVC ベースの床材を製造するにもかかわらず、フレキシブル LVT カレンダー加工ラインとは異なる押出および積層シーケンスを使用します。製造する予定の製品タイプを知ることが、適切なライン構成を指定するための出発点となります。

PVC床材生産ラインの主な種類とその用途

機器を詳細に調べる前に、PVC 床材業界で使用される主な生産ラインのタイプを理解することが重要です。それぞれが、異なるプロセス要件を持つ特定の製品カテゴリ向けに設計されているためです。

あmong these, the SPC floor extrusion line has become the dominant configuration globally over the past decade, driven by explosive demand for rigid core click-lock flooring in residential renovation markets. WPC lines remain popular where thicker, warmer-feeling boards are required, while LVT calendering lines dominate high-volume commercial flooring production where thin, flexible sheets are the end product.

SPC PVC 床生産ラインの主要な機器セクション

SPC 押出ラインは、PVC プラスチック床材の生産構成として最も広く導入されているため、中核となる設備のシーケンスを理解するための最良の参考資料として機能します。各セクションは特定の変換を実行し、最終製品の品質は各段階の精度に依存します。

原料混合供給システム

このプロセスは、PVC 樹脂 (通常、SPC の K 値 65 ～ 68) と、鉱物充填剤としての炭酸カルシウム (CaCO₃)、安定剤 (カルシウム亜鉛または無鉛熱安定剤)、加工助剤、潤滑剤、耐衝撃性改良剤を混合する高速ミキサーから始まります。混合順序、温度、および継続時間は重要です。ブレンドは、冷却されて押出機に送られる前に、一貫した「ドライミックス」またはコンパウンドを達成する必要があります。自動重量計量システムは高出力ラインで使用され、バッチ間で手動で計量することなく材料比率が配合通りに正確に保持されるようにします。

二軸押出機

押出機は PVC 床生産ラインの中心です。 SPC 床材の場合、PVC コンパウンドには二軸スクリューによる強力な混合とせん断作用が必要なため、平行または円錐状の共回転二軸押出機が使用されます。単軸押出機では高フィラー SPC フォーミュラを適切に処理できません。押出機は、制御された熱 (通常、複数のバレル ゾーン全体で 160 ～ 185 °C) の下でコンパウンドを可塑化し、溶融した材料をバレルの端にあるフラット ダイに押し込みます。スクリューの設計、L/D 比、およびダイの形状は、特定の配合配合および目標生産量に適合させる必要があります。

フラットダイとシート成形

フラット ダイは、押し出された PVC 溶融物を均一な厚さ (標準的な SPC 床材の場合は通常 3.5 ～ 6 mm) の幅広の連続シートに成形します。幅方向の厚みの均一性を制御するためにダイリップギャップ調整が使用され、高精度ラインでは精密リップボルトまたは自動ダイ調整システムが使用されます。ダイリップの設定の不一致は、完成した SPC 基板の厚さのばらつきや反りの主な原因であり、ダイの品質とキャリブレーションはラインの技術的に最も重要な側面の 1 つとなっています。

4 ロールカレンダーおよび冷却ユニット

ダイの直後、押し出されたシートは一連の研磨スチールカレンダーロールを通過し、材料を最終的な厚さに圧縮してサイズ調整すると同時に、上面に装飾フィルムと摩耗層を積層します。各ロールの温度と圧力は独立して制御されます。カレンダー加工後、積層シートは長い冷却コンベヤーを通過し、そこで徐々に周囲温度に戻ります。エンボスステーション前の冷却が不十分だと、エンボスパターンが緩み、鮮明さが失われます。冷却ゾーンの長さは、生産速度と最終的なエンボス品質に直接関係します。

UV コーティングおよび硬化ステーション

UV コーティングされた SPC または LVT 床材を生産するラインの場合、UV コーティング ステーションは液体の UV 硬化性コーティングを摩耗層の表面に塗布し、その後高輝度 UV ランプの下を通過することでほぼ瞬時に硬化します。これにより、高級 PVC フローリングの特徴である硬くて傷のつきにくい表面仕上げが実現します。コーティングの厚さ、UV ランプの強度、ライン速度、コーティングのパス数はすべて、表面の最終的な硬度と光沢レベルに影響します。

エンボスユニット

エンボスステーションは、彫刻されたスチールローラーを使用して、木目、石、タイル、または抽象的なパターンなどのテクスチャをフローリングの表面に刻印しますが、印象を残すのに十分な余熱を保持しています。エンボスパターンを下の印刷装飾と正確に位置合わせするエンボスインレジスター (EIR) システムは、現在ハイエンドの PVC 床生産ラインの標準となっており、生産速度での位置合わせを維持するには高度なサーボ駆動の位置合わせシステムが必要です。

縦方向および横方向の切断

連続シートは、縦方向のスリッターソー (進行方向に沿って切断) と横方向のフライングカットオフソー (進行方向を横切って切断) を組み合わせて、完成した厚板またはタイルの寸法に切断されます。フライング カット システムは、ラインを停止することなく切断精度を維持し、サーボ制御の位置検出により、公差 ±0.5 mm 以内の一貫した厚板の長さを保証します。ブレードの品質と鋭さはエッジの品質に直接影響し、特に次の段階でフライス加工されるクリックロック プロファイルでは重要です。

クリックロックプロファイルフライス加工

クリックロック SPC フローリングの場合、切断されたブランクは、各厚板の 4 つのエッジすべてにさねはぎまたはクリックロック プロファイルを同時にフライス加工する超硬工具を備えた 4 面成形機 (4 面プレーナーまたはプロファイル ミラーとも呼ばれます) を通過します。プロファイルの精度は非常に重要です。通常、クリックロックの公差は ±0.05 mm に保たれ、板がスムーズにかみ合い、設置時に平らでぴったりとフィットする床面が形成されるようにします。ツールの磨耗は、クリック ロックの取り付けが失敗する一般的な原因であり、PVC 床の生産ラインで最も摩耗しやすい消耗品です。

PVC 床製造のための原材料と配合に関する考慮事項

コア層に使用される PVC コンパウンドの正確な組成である配合は、完成したフローリングの物理的特性と、材料がライン内でどのように容易に処理されるかに直接影響します。配合のわずかな偏差により、重大な加工上の問題が発生したり、製品が寸法安定性や機械的性能テストに不合格となる可能性があります。

SPC 床材製造の主な原材料仕様は次のとおりです。

• PVC樹脂（K65～K68）： 樹脂の分子量グレードは、加工性と最終製品の特性の両方に影響します。 K 値が高いほど機械的強度は向上しますが、加工が難しくなります。 K 値が低いほど流れやすくなりますが、より柔らかく、剛性の低いコアが生成されます。 K66 は、SPC 床材用途に最も一般的に指定されるグレードです。
• 炭酸カルシウム (800 ～ 1250 メッシュ): CaCO₃ は SPC コンパウンドの主な充填剤であり、通常、総配合重量の 50 ～ 60% を占めます。粒子サイズ、表面処理 (コーティングされたものとコーティングされていないもの)、および水分含有量はすべて、コンパウンドの混合挙動と押出機のトルクに影響します。超微細コーティンググレードは、より優れた分散性とより滑らかな表面仕上げを実現します。
• 熱安定剤 (Ca/Zn または OBS ベース): 安定剤は、高温押出プロセス中の PVC の熱劣化を防ぎます。鉛フリー配合は現在、世界の業界標準となっています。スタビライザーのタイプと負荷レベルは、特定の押出機構成の加工温度プロファイルに一致させる必要があります。
• CPE または ACR 衝撃修正剤: 塩素化ポリエチレン (CPE) またはアクリル系耐衝撃性改良剤は、コア層の低温耐衝撃性を向上させ、ボードが寒い環境に設置されたり、鋭い衝撃を受けた場合の亀裂を防ぎます。
• 内部および外部潤滑剤: 潤滑剤のバランスにより、押出機内のメルトフローが制御され、コンパウンドが金属表面に付着するのが防止されます。外部潤滑剤が多すぎると、ダイやロールの表面にプレートアウトが発生します。少なすぎると劣化や不均一な流れが発生します。

PVC床製造における品質管理基準と試験

あ PVC plastic floor production line must consistently produce output that meets the dimensional, mechanical, and safety standards required by the target market. For products entering European, North American, or Chinese markets, compliance with specific performance standards is a commercial necessity rather than an option.

重要なインライン品質チェック

• 厚さ測定: シートの幅全体に取り付けられたレーザーまたは接触ベースのゲージがコアの厚さを継続的に監視します。逸脱すると、自動ダイリップ調整またはオペレーターへの警告がトリガーされます。 SPC コアの厚さの一般的な公差は ±0.15 mm です。
• 寸法安定性 (ホットルームテスト): サンプル板は 80°C で 6 時間コンディショニングされ、長さと幅の変化が測定されます。 EN ISO 23999 では、LVT および SPC 製品の最大寸法変化を ±0.25% と規定しています。
• 残りのインデント: あ standardized load is applied to the surface and removed; the depth of permanent indentation is measured. This indicates hardness and resilience of the wear layer.
• 摩耗層の厚さ: 断面顕微鏡または光学機器を使用して測定されます。標準的な商業用摩耗層の範囲は、軽度の住宅用途の 0.3 mm (12 mil) から、大量の商業用途の 0.7 mm (28 mil) 以上です。
• クリックロックプロファイルゲージチェック： プロファイルゲージを使用してフライス加工された厚板を定期的にサンプリングすることで、工具が摩耗してもさねはぎの形状が許容範囲内に留まることが保証されます。

市場別の認証基準

ラインスピード、生産能力、生産効率

PVC樹脂床製造ラインの生産能力は、ライン速度、シート幅、1日あたりの稼働時間によって決まります。標準的な SPC 床押出ラインは、ボードの厚さ、フォーミュラ、冷却ゾーンの長さに応じて、毎分 3 ～ 8 メートルの速度で動作します。幅の広いライン (通常は幅 1,220 mm または 1,600 mm) では、ライン移動 1 メートルあたりにより多くの厚板が生成され、必ずしも速度を上げることなく有効出力が増加します。

あ mid-range SPC line running at 5 m/min on a 1,220 mm wide sheet, operating 22 hours per day with two hours for maintenance and changeover, can produce approximately 2,000–3,000 square metres of finished flooring per day depending on plank dimensions and waste factors. High-output commercial lines with multiple extruders and extended cooling sections can exceed 5,000 m² per day.

PVC 床ラインの全体的な機器効率 (OEE) に影響を与える主な要因は次のとおりです。

• 押出機スクリューの摩耗: ネジが摩耗すると、出力速度とコンパウンドの品質が低下します。ネジの交換サイクルは、CaCO3 フィラーの摩耗性に大きく依存します。バイメタルまたはタングステンカーバイドでコーティングされたネジは、高フィラー SPC 配合物の耐用年数を大幅に延長します。
• ダイリップの蓄積: PVC の劣化生成物は時間の経過とともにダイリップに蓄積し、縞模様や厚さのばらつきを引き起こす可能性があります。定期的な金型洗浄サイクルは不可欠であり、ライン スケジュールはそれに対応する必要があります。
• フライス工具の交換頻度: クリックロック プロファイル ツールは通常、標準超硬グレードの製品の 300 ～ 500 万リニア メートルごとに交換する必要がありますが、これは材料の硬度と切削速度によって大きく異なります。
• 装飾フィルムと摩耗層の接合: フィルムおよび摩耗層材料のロール交換では、ラインの速度を短時間低下させる必要があります。大量ラインでは自動スプライサーを使用して、これらの切り替えポイントでのダウンタイムを最小限に抑えます。

PVC床生産ラインを購入する際に注意すべきこと

PVC プラスチック床材の生産ラインの購入は大規模な設備投資であり、手頃な価格の中国製ラインからヨーロッパの高級システムに至るまで、利用可能な機器の範囲は膨大です。オプションを評価するには、購入価格だけではなく、技術仕様、サプライヤーの能力、総所有コストを明確に評価する必要があります。

押出機の品質とスクリューの設計

押出機は、ライン上で最もコストが高く、技術的に最も重要なコンポーネントです。スクリューとバレルの材質 (研磨性のある PVC/CaCO₃ コンパウンドにはバイメタル ライナーと表面硬化スクリューが不可欠です)、L/D 比、ギアボックスのトルク定格、および制御システムの分解能を指定します。ネジの摩耗寿命データはラインの耐用年数にわたる消耗品の運用コストに直接関係するため、メーカーに文書を要求してください。

金型とカレンダーの精度

フラットダイとカレンダーロールは、厚さの均一性と表面品質を決定します。ダイリップ調整の分解能（手動ボルト対熱膨張対自動調整）、ロール表面硬度の仕様、およびシート幅全体にわたって達成可能な厚さの許容差を問い合わせてください。 ±0.1 mmの厚さ公差を主張するラインには、自動金型制御システムが必要です。これは、生産速度での手動調整では達成できません。

制御システムと自動化レベル

最新の PVC 床生産ラインでは、HMI タッチスクリーン インターフェイスを備えた PLC ベースの制御システムを使用して、すべての重要なプロセス パラメーターを管理および記録します。制御システムがマシン間の同期 (押出機、カレンダー、エンボッサー、カッター間のライン速度の一致)、アラーム管理、プロセスデータのロギング、およびリモート診断機能を提供しているかどうかを評価します。これらの機能により、オペレーターへの依存が直接軽減され、より迅速な障害診断が可能になります。

あfter-Sales Support and Spare Parts Availability

あ PVC flooring line that cannot be supported quickly when it breaks down is a major operational risk. Before purchasing, verify the supplier's local service presence or response time commitment, spare parts inventory policy (critical wear parts should be available ex-stock), and the availability of English-language technical documentation. For lines sourced from Chinese manufacturers — which represent the majority of globally installed SPC lines — confirm whether the supplier has an established international service network or a partnered local representative in your region.

エネルギー消費と環境への配慮

あ fully operational PVC plastic floor production line is an energy-intensive system. The extruder drive motor, barrel heating zones, calender roll heating, UV curing lamps, and auxiliary conveyor and cutting systems together consume substantial electrical power. For a mid-range SPC extrusion line, total installed power typically ranges from 250 to 500 kW, with actual consumption depending heavily on output rate and process temperatures.

最新の PVC 床材ラインにおけるエネルギー効率の向上は、次のいくつかの領域に重点を置いています。

• 可変周波数ドライブ (VFD): VFD を押出機、運搬、コンベアのモーターに取り付けることで、モーターの速度を要求に正確に合わせることができ、出力要件に関係なく全負荷で動作する固定速度ドライブでのエネルギーの無駄を排除します。
• バレル断熱ジャケット: 押出機バレル加熱ゾーンの断熱により、熱損失が減少し、特に長時間の生産運転中に加工温度を維持するために必要なエネルギーが削減されます。
• LED UV 硬化システム: LED ベースの UV 硬化ユニットは、従来の水銀ランプ システムよりも消費エネルギーが大幅に少なく、発生する熱も少ないため、UV ステーションの冷却負荷が軽減され、硬化装置の耐用年数が延長されます。
• スクラップの再生と再循環: PVC 床生産ラインからのエッジトリムとスタートアップスクラップは、製品の品質に大きな影響を与えることなく粉砕され、制御された配合率 (通常は最大 10 ～ 15%) で配合混合物に再導入することができ、原材料の無駄と廃棄コストを削減します。

規制面では、PVC 床材の製造からの VOC 排出（主に柔軟な配合中の可塑剤や加工助剤から）が、職場の空気質規制の対象となることが増えています。押出機、カレンダー、UV 硬化ステーションでの適切な局所排気装置 (LEV) は、ほとんどの管轄区域で必須の設置要件であり、試運転後に後から取り付けるのではなく、最初から施設レイアウトに組み込むように設計する必要があります。