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フィラーの配向性制御とは?課題と対策・製品を解説

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プラスチック(原料・ペレット調製)におけるフィラーの配向性制御とは?

プラスチック材料に添加されるフィラー(充填材)の向きを意図的に揃える技術のことです。これにより、材料の機械的強度、熱伝導性、電気伝導性などの特性を向上させ、高性能化や機能付与を目指します。特に、ペレット調製段階での制御は、最終製品の品質に大きく影響します。

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【プラスチック向け】タルク

【プラスチック向け】タルク
プラスチック業界では、製品の強度や耐久性を高めるために、材料の剛性向上が求められます。特に、自動車部品や建材など、高い機械的性能が要求される用途では、材料のたわみを抑え、形状を維持することが重要です。剛性が不足すると、製品の破損や性能低下につながる可能性があります。当社が提供するタルクは、プラスチックの剛性向上に寄与する特性を持っています。 【活用シーン】 ・プラスチック製品全般の剛性向上 ・自動車部品への添加 ・建材用途への応用 【導入の効果】 ・製品の機械的強度の向上 ・形状安定性の改善 ・製品の耐久性向上

粉体用大気圧プラズマ処理装置

粉体用大気圧プラズマ処理装置
・本装置は、大気圧プラズマを用いて、粉体の表面改質を行う装置です。 ・容器内の粉体にグロープラズマを当て、回転揺動による撹拌で均一な処理が可能です。 ・危険な溶媒を用いない、完全なドライプロセスでの処理を可能とし、環境に優しく生産性に優れた装置です。 ・冷却機構を搭載しており、低融点の粉体にも対応できます。

フィラー用ユニビーズ

フィラー用ユニビーズ
・プラスチックやゴム母材などの複合化材料にフィラーすることで、機能性の付与が可能です。 ・球状であるため、充填性、流動性に優れており、加工がしやすく、全体に均一な機能を持たせやすいです。 ・等方性であるため、成形品の物性に異方性を生じさせず、反りも抑えます。 ・ガラスであるため、透明かつ、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性に優れています。 ・廃ガラスを原料としているサステナブルな製品です。 ・中空ガラスビーズも取り扱っています。

工業用 球状炭酸カルシウム『カルグレイン』

工業用 球状炭酸カルシウム『カルグレイン』
『カルグレイン』は、真球度が高く、分散性・流動性に優れた 工業用の球状炭酸カルシウムです。 マイクロプラスチックによる海洋汚染が世界的に問題視される中、 人体に配慮し安全性が高いため、プラスチックビーズからの代替品として 期待されています。 【特長】 ■分散性・流動性に優れる ■5~20μmで粒径を制御可能 ■粒度分布が非常にシャープ ■各分野の配合で新たな触感を付与 ※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。
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プラスチック(原料・ペレット調製)におけるフィラーの配向性制御

プラスチック(原料・ペレット調製)におけるフィラーの配向性制御とは?

プラスチック材料に添加されるフィラー(充填材)の向きを意図的に揃える技術のことです。これにより、材料の機械的強度、熱伝導性、電気伝導性などの特性を向上させ、高性能化や機能付与を目指します。特に、ペレット調製段階での制御は、最終製品の品質に大きく影響します。

​課題

フィラーのランダム分散による特性のばらつき

フィラーがランダムに分散していると、材料の特性が方向によって異なり、期待される性能を発揮できない場合があります。特に異方性(方向によって性質が異なること)を活かしたい場合に問題となります。

ペレット調製時の配向制御の難しさ

ペレット化の工程でフィラーの配向を均一に制御することは技術的に難しく、工程条件の最適化が不可欠です。不均一な配向は、後工程での加工性や最終製品の品質低下を招きます。

フィラーの種類・形状による配向性の違い

フィラーの形状(繊維状、板状など)や表面処理によって、配向のしやすさや効果が大きく異なります。汎用的な手法では対応できない場合があります。

コストと生産性の両立

高度な配向制御技術は、特殊な設備や複雑な工程を必要とし、コスト増や生産性低下につながる可能性があります。経済性と性能向上のバランスが課題です。

​対策

せん断流場を利用した配向制御

混練機や押出機のスクリュー形状、回転数などを調整し、材料にせん断力を加えることでフィラーを特定の方向に配向させます。流動解析などを活用し、最適な流場を設計します。

電場・磁場印加による配向制御

導電性フィラーや磁性フィラーに対して、電場や磁場を印加することで、フィラーを特定の方向に整列させます。ペレット調製前に、原料混合段階で適用することも可能です。

特殊な混練・造粒技術の導入

特定のフィラー特性や要求される配向性を実現するために、特殊な混練機や造粒装置(例:ダイレクトコンパウンディング、押出造粒機など)を導入し、工程条件を最適化します。

フィラー表面改質と分散剤の活用

フィラーの表面処理や適切な分散剤の使用により、フィラー同士の凝集を防ぎ、流動性や配向性を向上させます。これにより、より均一で制御された配向が期待できます。

​対策に役立つ製品例

高せん断混練装置

高いせん断力を発生させ、フィラーの配向を促進する装置です。スクリュー設計や運転条件の最適化により、狙い通りの配向性を実現します。

電磁場印加型混合・造粒システム

電場または磁場を印加しながらフィラーを混合・造粒することで、導電性・磁性フィラーの配向を精密に制御します。

精密押出造粒機

特定の流動パターンを生成するスクリューやダイ設計により、フィラーの配向を制御しながら均一なペレットを製造します。

機能性フィラー用表面処理剤

フィラーの表面エネルギーを調整し、樹脂との親和性や分散性を向上させることで、配向制御を容易にし、特性向上に貢献します。

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