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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？
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『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。
工業用 球状炭酸カルシウム『カルグレイン』
・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。
フィラー用ユニビーズ
・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。
粉体用大気圧プラズマ処理装置
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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。
