ラミネートサンプルは、天然繊維複合材料(NFKコンパウンド)の多様な可能性を示しています。
用途

NFK: 天然繊維複合材料

何千年もの間、天然素材が人々の主要な材料でした。

木材は家屋や船舶の建造に使用され、亜麻や麻の繊維はロープや帆布、穀物袋などの工業用繊維製品に加工されました。

近代、そして産業革命の時代には、新たな用途が加わりました。化学者たちは、天然繊維を安定した構造部材に加工し、さまざまな産業で利用可能にするためのバインダー(結合剤)を開発したのです。

典型的な用途

天然繊維の特長は、昔も今も変わりません。引張強度や耐衝撃性、伸び率、弾性率といった優れた機械的強度と、軽量性がその魅力です。

さらに、再生可能な原料基盤、優れたCO2バランスとエネルギーバランス、そして競争力のある価格により、用途と生産量は急速に拡大しました。主要な応用分野としては、自動車産業や航空機産業、そして建設業界が挙げられます。

プラスチック産業向けの当社の可能性について、さらなる詳細をご紹介いたします。

メリット

BUSSコンパウンドシステムは、NFKコンパウンドに対し、以下のような具体的なメリットを提供いたします。

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、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、正確な温度管理を実現します。また、プロセス部に沿った適切な位置に設置された、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。

BUSSコ・ニーダーによる適度なせん断速度は、制御可能なせん断と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材の構造への負荷が、他のシステムと比較して大幅に軽減されます。これにより、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。

BUSSコンパウンド装置の技術により、最大70%の充填剤含有率(天然繊維複合材料の場合)が実現可能です。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支えられています。コ・ニーダーの穏やかなせん断速度は、高い充填率で発生する高粘度を難なく処理します。

BUSSコ・ニーダーでのコンパウンド処理と排出ユニットでの昇圧を分離することで、低圧・低温での処理が可能になります。これにより、各プロセスゾーンに最適化されたスクリュー形状を構成し、理想的な温度プロファイルを実現できます。

コンパウンド製造への要件天然繊維複合材料

天然繊維複合材料(NFC)を製造するためのコンパウンドシステムでは、マトリックスとして熱可塑性または熱硬化性ポリマーが使用されます。熱可塑性ポリマーとしては、PE、PP、PS、PVC、またはPLAが挙げられます。熱硬化性ポリマーとしては、主にアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂が使用されます。

繊維の主要な種類としては、亜麻、麻、ジュート、ケナフ、サイザル、アバカ、綿が挙げられます。木材繊維、木粉、または籾殻も広く使用される材料です。多くの場合、マトリックスと繊維の最適な結合を確保するために、カスタマイズされた接着促進剤が使用されます。

天然繊維複合材料のコンパウンド工程では、優れた分散混合と分配混合を低温で実現することが不可欠です。これにより、通常30~70%と高い割合で含まれる天然繊維と添加剤を要求通りに処理し、天然繊維に熱的損傷を与えません。また、供給流を複数に分割することや、必要に応じて所定の位置に接着促進添加剤を液体注入することも、要求仕様に含まれます。

典型的なプラントレイアウト

BUSSコ・ニーダーは、これらの用途においてその特長を最大限に発揮します。
天然繊維複合材料のコンパウンド製造において、その作用原理により、穏やかで均一なせん断速度のもとで非常に多くの混合サイクルが実現されます。これにより、最高の混合効率と、最大スループットでの優れた製品品質が可能になります。

穏やかなせん断速度の副次的効果として、従来のスクリュー式装置と比較して摩耗が大幅に低減されます。

プロセススペースはモジュール式に構成され、自社の専門家が用途に応じて設計します。BUSSコ・ニーダーの二段階システムにより、コンパウンド工程と圧力形成工程は明確に分離されます。

そのため、天然繊維複合材料のコンパウンド製造におけるBUSSコ・ニーダーの各工程を、それぞれ独立して最適化できます。BUSSコ・ニーダーの開閉可能なハウジング、または排出押出機の移動可能なハウジングにより、迅速なアクセスとシステムの高い稼働率が確保されます。

システム全体のモジュール式で柔軟な構造と、幅広いBUSSのプロセス専門知識により、BUSSコ・ニーダーは天然繊維複合材料コンパウンドの製造における最適な選択肢となります。

COMPEO(NFKコンパウンド用)

弊社のCOMPEOショールームにて、天然繊維複合材料(NFC)製造の標準的なプラントレイアウトをご覧いただけます。

COMPEOコンパウンドシリーズをご紹介します。

BUSS コ・ニーダー

当社の特許取得済みコ・ニーダーは、現在世界中で導入されており、お客様のプラスチック製造を強力にサポートしています。BUSSのコンパウンドシステムを活用することで、天然繊維複合材料のコンパウンド製造におけるあらゆる高度な要求に対応することが可能です。

世界地図:高性能コンパウンド製造に使用されているコ・ニーダーの概要

NFKコンパウンドにおけるコ・ニーダーの導入台数

お客様のニーズとビジネスに最適な機械をお選びください。