用途

軟質PVC:コンパウンド処理とペレット化

医療機器分野において、輸液用バッグはほぼ全て軟質PVCから製造されています。

19世紀前半、塩化ビニル(VC)からPVCが生成されることが初めて報告されました。1928年頃に米国で、1930年にはドイツでPVCの大量生産が始まりました。第二次世界大戦後には、PVCは最も多く生産されるプラスチックとなりました。モル質量の56.7%を塩素が占めるため、PVCは塩素製造における有用な副産物です。炭化水素系成分の割合が低いため、PVC素材は比較的良好なエネルギーバランスとCO2フットプリントを示します。

PVCペレタイジングにおいて可塑剤やその他の添加剤を加えることで、用途に合わせた特性プロファイルが実現します。機械的な観点では、可塑剤は隣接する高分子鎖の「スペーサー」または「ヒンジ」として機能します。これにより、コンパウンドシステム内でPVC鎖セグメントの運動性が高まります。可塑剤分子を大きく選択するほど、過酷な条件下での移行が抑えられます。

典型的な用途

軟質PVC(PVC-P)は、-50℃から70℃までの幅広い連続使用温度に対応し、ホース、栓、装置用緩衝材など多様な用途にご利用いただけます。また、優れた電気絶縁特性により、10kVまでの電圧に対応する電線・ケーブル絶縁材として最適です。

建築分野では、軟質PVC(PVC-P)が非常に幅広く使用されています。例えば、建築用シール、目地シール、窓用シール、伸縮プロファイル、スライドプロファイル、カバープロファイル、床材、テーブルクロス、壁材など、多岐にわたる製品が実現されています。

医療機器分野では、輸血用バッグや輸液用バッグといった極めて高度な要求を満たすシステムが、PVC-Pコンパウンドのみで製造されています。

さらに、自動車産業、包装産業、衣料産業においても、長年にわたり多くの用途が確立されており、現在も継続的な改良と新たな開発が進められています。

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。

利点

BUSSコンパウンド技術が軟質PVCの処理にもたらすメリット

コ・ニーダーでの混合は、後段の排出ユニットにおける圧力形成とは独立して行われます。そのため、これら二つの工程をそれぞれ個別に最適化することが可能です。このコンパウンドシステムにより、低圧・低温での処理と最適なペレタイジングが実現します。同時に、温度管理は常に確実に保たれます。

BUSSコ・ニーダーは、混練スクリューの回転と軸方向の動きが重なることで伸長流動を生み出します。これにより、多数のせん断面が形成され、チャンネルを越えた混合が実現します。その結果、高い分散混合効果が得られます。

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、必要なせん断エネルギーのみをプロセスに投入できます。代替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。

揮発性物質は、通常、プロセス部の終端または排出ユニットにおいて、真空脱気により除去されます。BUSSコ・ニーダー技術による多数の混合サイクル、せん断、および材料の再配列が、コンパウンド表面を継続的に更新します。これにより、混入した空気や揮発性成分を、非常に効率的に低減することが可能です。

BUSSコ・ニーダーは、非常に広いプロセスウィンドウと、それに対応した堅牢なプロセスを備えています。制御されたせん断投入、ならびにプロセス空間内の低圧力と低温により、容易に制御可能なプロセス条件を実現します。さらに、溶融ポリマーに囲まれた混練ピンに取り付けられた熱電対による常時監視のおかげで、優れた温度管理が可能です。

軟質PVCコンパウンドに求められる要件

軟質PVCのコンパウンド処理は、通常、粉末状態での加熱/冷却混合工程を経て行われます。その後、射出成形などペレットを必要とするあらゆる加工プロセスに対し、Buss社のコ・ニーダー(混練機)でコンパウンド化されます。添加剤の含有量が多い場合や、特定の品質要件が求められる場合にも、この二段階プロセスが採用されます。よりシンプルな配合であれば、粉末プレミックスからの処理で十分な場合もあります。

軟質PVCコンパウンドへの要件は、以下のように説明できます。粉末状のドライブレンドは、PVCレジンに加え、安定剤、添加剤、充填材や補強材、難燃剤などの配合成分を含んでいます。これをコンパウンド装置内で、分散・分布の両面から強力に混合し、ゲル化・可塑化させる必要があります。その際、明確に定められた温度範囲を厳守することが求められます。

典型的なプラントレイアウト

典型的なPVC-Pコンパウンド製造のプラントレイアウト

BUSS Ko-Kneter(コ・ニーダー)は、均一で穏やか、かつ必要に応じて調整可能なせん断速度により、その強みを最大限に発揮します。コンパウンド工程と圧力形成工程は、二段階システムによって明確に分離・最適化されます。最も強力な混練工程における低い比エネルギー、体積スケールアップ、そして広い運転ウィンドウによる高い稼働率は、20世紀半ばの量産開始以来、軟質PVCコンパウンド分野における真のコンパウンド技術と市場のリーダーシップを証明しています。

COMPEO コンパウンド装置:PVCコンパウンド製造向け

弊社のCOMPEOショールームで、PVCコンパウンド製造の標準的なシステムレイアウトをご覧いただけます。そこでは、コンパウンド装置だけでなく、生産工程に必要なその他のユニットもご確認いただけます。

COMPEOコンパウンダーをご覧ください。

BUSS コ・ニーダー

当社の特許取得済みコ・ニーダーは、現在世界中で稼働しており、お客様のプラスチック製造を支援しています。BUSSのコンパウンドシステムを活用することで、お客様はPVCペレタイジングにおけるあらゆる高度な要求に対応できます。

PVCペレタイジングで使用されているコ・ニーダーの世界マップ

PVCペレタイジングに使用されるコ・ニーダーの台数。

お客様のニーズと企業に最適な機械をお選びいただけます。