フッ素ゴムの用途例としてのスプレー濾過膜
用途

フッ素ポリマー:ペレット化とコンパウンド加工

フッ素ポリマーは、卓越した特性を持つ高性能ポリマーです。

フッ素ポリマーは、間違いなく高性能ポリマーの一つです。1938年、デュポン社のプランケットによって、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が偶然発見されました。フッ素ポリマーの卓越した特性はすぐに認識され、今日に至るまで多くのハイテク用途において極めて重要な役割を果たしています。

非常に優れた耐薬品性に加え、優れた電気特性と熱特性を備え、濡れにくく難燃性であり、極めて低い摩擦係数を示します。これらの特性のほとんどは、ポリマー鎖に存在するフッ素原子に起因しています。

フッ素は周期表の中で最も電気陰性度が高く、最も反応性の高い非金属です。水素に次いで、元素の中で最も小さい原子半径を持ちます。炭素との反応により、極めて短く強固な結合が形成され、これがフッ素ポリマーの特異な特性を決定づけます。フッ素ポリマーの製品サイクルを閉じることで、使用済み製品のアップサイクリングも可能になります。

典型的な用途

フッ素ポリマーは、以下のサブグループに分類されます。全体量の約66%を占めるPTFEは、溶融粘度が高いため熱可塑的に加工することができません。PVDF、PFA、FEPなどのフッ素熱可塑性樹脂は、全体の約28%を占めています。いわゆるバイポリマーとターポリマーの両方を含む幅広い製品群であるフッ素ゴム(FKM)は、全体の8%を占め、第3のサブグループを形成しています。

後者の2つの製品群は、コンパウンド工程によって各用途に合わせて最適化されます。PTFEを含む添加剤は、すべり軸受などの用途で重要な役割を果たすことがあります。

プロセス技術の専門知識、BUSSコ・ニーダーのシステム固有の可能性、そして装置の冶金学的設計に関する知識を組み合わせることで、高度なソリューションを実現できます。これには、導電性添加剤の配合比率の変更から、医療用途のためのクリーンルームでの生産、さらにはガラス繊維やカーボン繊維による強化による極めて高い機械的強度への対応までが含まれます。

プラスチック産業向けの当社の可能性について、さらに詳しくご紹介します。

メリット

BUSSコンパウンドシステムは、フッ素ポリマーの処理において、以下のような具体的なメリットを提供いたします。

BUSSコンパウンド装置の技術は、高い充填剤配合率を実現します。これは、2~3箇所の供給位置への分割、サイドフィーダーなどの供給装置の活用、充填剤の重量式供給、逆方向排気、そして優れた搬送効率によって可能となります。コ・ニーダーの穏やかなせん断速度により、高充填時に発生する高粘度も容易に処理できます。

BUSSコ・ニーダーの穏やかなせん断速度により、せん断を制御可能にし、低い温度プロファイルを実現します。そのため、繊維やカーボンブラックなどの高構造性充填剤の構造が、他のシステムに比べて大幅に損なわれません。その結果、優れた機械的・電気的特性、向上した流動性、そして高価な添加剤の使用量削減が可能となります。

均一なせん断速度により、コンパウンド装置内での混合を低温で制御しながら行うことが可能です。必要なせん断エネルギーだけが、その時々の処理工程に投入されます。他のシステムと比較して、せん断速度の分布が狭いため、個々の粒子に対して均一なせん断プロファイルが保証されます。これにより、より少ないエネルギー投入で、高品質な処理が実現します。

BUSSコ・ニーダーは、スクリュー全長にわたって均一で穏やかなせん断速度を実現します。そのため、狭く定義された温度範囲を正確に維持でき、他システムで発生するような温度ピークを回避できます。これにより、プロセス全長にわたって厳密な温度スペクトラムを精密に維持することが可能です。

BUSSコ・ニーダーは、制御されたエネルギー投入と均一で穏やかなせん断速度により、精密な温度管理を実現します。また、プロセス部に沿った関連位置に設置された、ポリマーに囲まれた中空の混練ピンに組み込まれた熱電対により、温度を監視します。

コンパウンド加工への要件フッ素ポリマーの場合

直ちに開始される穏やかな混練工程と、その後のそれぞれの緩和段階により、導電性材料の内部構造や繊維長を最適に維持しながら、優れた分散混合結果が得られます。BUSSコ・ニーダーの穏やかなせん断速度により、許容される運転範囲内での処理が保証され、他のシステムで有害な副生成物の分離を引き起こす可能性のある温度ピークが発生しません。

また、本システムの設計自由度により、各処理ゾーンで上昇する粘度に応じて、最適な構成を選択できます。これにより、プロセス条件のカスタマイズされた制御と管理が可能です。BUSSコ・ニーダーの二段階システムでは、コンパウンド工程と圧力生成工程が明確に分離されています。

そのため、圧力生成、ろ過、成形工程とは独立して、混練工程が品質とスループットの最良の結果に向けて最適化されます。

コ・ニーダーに採用されたこのコンパウンド技術により、Bussは技術リーダーとして、持続可能なシステムソリューションの開発と商業化における理想的なパートナーとなっています。

典型的なプラントレイアウト

COMPEOコンパウンドシリーズをご紹介いたします。