Search Thermo Fisher Scientific
コンパウンディングアプリケーション
取扱いが困難な添加剤を分散させたり、要求事項が多い充填剤をポリマーマトリックスと組み合わせる必要がありますか？反応押出しのセットアップをご希望ですか？流動挙動をオンラインで測定して、プロセスの特性を評価する必要がありますか？
当社の実績ある二軸スクリューコンパウンダーは、このような要件やその他多くのコンパウンディングアプリケーションに対応できる柔軟性を備えています。
近代のポリマー混合物の組成は非常に複雑で、多くの成分を含んでいます。添加剤や充填剤をポリマーマトリックス中で均一に分散させるのは難しい場合があります。そのため、コンパウンディングラインの装置ソリューションの構成を最適化することが非常に重要です。
金属粉末射出成型法（Metal injection molding；MIM）は、ポリマー接着剤と高割合の金属微粉で構成される原料が射出成形装置で処理されるプロセスです。射出成形は、複雑な形状の部品を一つのステップで大量生産することを可能にします。MIM を用いて製造された部品は、医療、歯科、航空宇宙、および自動車などの産業でよく使用されます。MIM では原料は一般的にエクストルーダーで製造されますが、そこでの課題は、射出成形のための高い流動性を維持しながら、金属粉末の高い充填レベルを得ることです。
軽量でありながら頑丈な部品の生産には、ナノマテリアルを含む混合物が用いられます。カーボンナノチューブ（CNT）、ナノクレイ、またはグラフェンのような材料のコンパウンディングは、混合物内で均一に分散させ、最終製品に塊が残らないようにナノマテリアルを剥離する必要があるため、要件が厳しくなります。パラレル二軸スクリューエクストルーダーを用いたさまざまなアプローチを原材料の特性に応じて使用することで、このような目標を達成できます。
コンパウンディングリソース
エクストルーダーバレル内でのコンパウンディング後、可塑化された材料が金型から押し出されて最終的な形状になるという押出し混練プロセスが起こります。押出し混練後に材料をさらにプロセスする（カットしてペレットにするなどの）場合、通常、一つまたは複数の丸穴のあるシンプルな金型が使用されます。押出し後の材料が最終製品である場合は、より高度な形状、たとえばカテーテル用金型または共押出し用金型が使用されます。
カテーテル用金型は、多くの医療アプリケーションで使用される小チューブの製造によく用いられます。チューブは、生分解性ポリマーなどさまざまなポリマーを用いて製造されます。最終的なチューブに期待される寸法によっては、プロセススループットおよび空隙ストランドの除去スピードが、高品質の最終製品を実現するためにコントロールすべき重要なパラメーターになります。チューブの崩壊を防止するために、多くの場合、高温のポリマーが固化するまでカテーテル中央に空気が導入されます。
共押出し用金型も、最終製品を直接製造するのに用いられる複雑な金型構造です。この構成では、二つ以上のエクストルーダーがポリマーを単一の金型に供給し、そこでポリマーは均一に分配され、一つの開口部から金型を出ます。製薬アプリケーションでよく用いられる形状は、同心円状の一つのストランドを形成する薄い外層で覆われた丸い内側コアを有する（芯鞘構造）共押出し成形物です。プロセス中に、二つのエクストルーダーのコントロールが共押出し成形物の内側と外側の質量分率を決定し、瑕疵のない均一な層を形成するために、最適なプロセスパラメーターを適用する必要があります。
成形リソース
加工の際には、せん断および伸長流におけるポリマーのレオロジー特性を把握することが不可欠です。溶融されるポリマーの流動挙動を加工中に直接測定できることは、サンプル調製に起因する不具合を防止し、現実の条件における価値ある情報を得ることができます。す。この測定は、コンパウンディング中の構造変化を調査するのにも役立ちます。
Thermo Scientific™ HAAKE™ MiniLab 3 マイクロコンパウンダーは、特許取得済みのスリットキャピラリーバックフローチャンネルを備えた小型コニカル二軸スクリューエクストルーダーです。このチャンネルは、キャピラリー内の圧力降下を測定するのに使用される圧力トランスデューサーを二つ備えています。圧力降下とスリットキャピラリーの幾何学的特性から、せん断応力を計算できます。せん断速度は、選択したスクリュー速度および測定された背圧と関連しています。せん断応力とせん断速度の値を用いて、異なるスクリュー速度におけるサンプルの相対粘度を算出します。
キャピラリーレオメーターは、プロセスに関連するせん断速度におけるせん断粘度の測定に最適です。Thermo Scientific™ HAAKE™ PolyLab OS トルクレオメーターシステムはポリマー材料に好都合です。エクストルーダーでのスクリュー可塑化が、レオロジー測定におけるサンプル材料の均一な調製に最適であるためです。PolyLab トルクレオメーターシステムは、レオロジー測定用のさまざまなタイプの金型を提供します。
プロセスリソース
近代のポリマー混合物の組成は非常に複雑で、多くの成分を含んでいます。添加剤や充填剤をポリマーマトリックス中で均一に分散させるのは難しい場合があります。そのため、コンパウンディングラインの装置ソリューションの構成を最適化することが非常に重要です。
金属粉末射出成型法（Metal injection molding；MIM）は、ポリマー接着剤と高割合の金属微粉で構成される原料が射出成形装置で処理されるプロセスです。射出成形は、複雑な形状の部品を一つのステップで大量生産することを可能にします。MIM を用いて製造された部品は、医療、歯科、航空宇宙、および自動車などの産業でよく使用されます。MIM では原料は一般的にエクストルーダーで製造されますが、そこでの課題は、射出成形のための高い流動性を維持しながら、金属粉末の高い充填レベルを得ることです。
軽量でありながら頑丈な部品の生産には、ナノマテリアルを含む混合物が用いられます。カーボンナノチューブ（CNT）、ナノクレイ、またはグラフェンのような材料のコンパウンディングは、混合物内で均一に分散させ、最終製品に塊が残らないようにナノマテリアルを剥離する必要があるため、要件が厳しくなります。パラレル二軸スクリューエクストルーダーを用いたさまざまなアプローチを原材料の特性に応じて使用することで、このような目標を達成できます。
コンパウンディングリソース
エクストルーダーバレル内でのコンパウンディング後、可塑化された材料が金型から押し出されて最終的な形状になるという押出し混練プロセスが起こります。押出し混練後に材料をさらにプロセスする（カットしてペレットにするなどの）場合、通常、一つまたは複数の丸穴のあるシンプルな金型が使用されます。押出し後の材料が最終製品である場合は、より高度な形状、たとえばカテーテル用金型または共押出し用金型が使用されます。
カテーテル用金型は、多くの医療アプリケーションで使用される小チューブの製造によく用いられます。チューブは、生分解性ポリマーなどさまざまなポリマーを用いて製造されます。最終的なチューブに期待される寸法によっては、プロセススループットおよび空隙ストランドの除去スピードが、高品質の最終製品を実現するためにコントロールすべき重要なパラメーターになります。チューブの崩壊を防止するために、多くの場合、高温のポリマーが固化するまでカテーテル中央に空気が導入されます。
共押出し用金型も、最終製品を直接製造するのに用いられる複雑な金型構造です。この構成では、二つ以上のエクストルーダーがポリマーを単一の金型に供給し、そこでポリマーは均一に分配され、一つの開口部から金型を出ます。製薬アプリケーションでよく用いられる形状は、同心円状の一つのストランドを形成する薄い外層で覆われた丸い内側コアを有する（芯鞘構造）共押出し成形物です。プロセス中に、二つのエクストルーダーのコントロールが共押出し成形物の内側と外側の質量分率を決定し、瑕疵のない均一な層を形成するために、最適なプロセスパラメーターを適用する必要があります。
成形リソース
加工の際には、せん断および伸長流におけるポリマーのレオロジー特性を把握することが不可欠です。溶融されるポリマーの流動挙動を加工中に直接測定できることは、サンプル調製に起因する不具合を防止し、現実の条件における価値ある情報を得ることができます。す。この測定は、コンパウンディング中の構造変化を調査するのにも役立ちます。
Thermo Scientific™ HAAKE™ MiniLab 3 マイクロコンパウンダーは、特許取得済みのスリットキャピラリーバックフローチャンネルを備えた小型コニカル二軸スクリューエクストルーダーです。このチャンネルは、キャピラリー内の圧力降下を測定するのに使用される圧力トランスデューサーを二つ備えています。圧力降下とスリットキャピラリーの幾何学的特性から、せん断応力を計算できます。せん断速度は、選択したスクリュー速度および測定された背圧と関連しています。せん断応力とせん断速度の値を用いて、異なるスクリュー速度におけるサンプルの相対粘度を算出します。
キャピラリーレオメーターは、プロセスに関連するせん断速度におけるせん断粘度の測定に最適です。Thermo Scientific™ HAAKE™ PolyLab OS トルクレオメーターシステムはポリマー材料に好都合です。エクストルーダーでのスクリュー可塑化が、レオロジー測定におけるサンプル材料の均一な調製に最適であるためです。PolyLab トルクレオメーターシステムは、レオロジー測定用のさまざまなタイプの金型を提供します。
プロセスリソース
ポリマーナノコンポジットの作成と分析
ポリマーナノコンポジットは非充填ポリマーよりも優れた特性を示し、その特性により、さまざまな技術アプリケーションに関心が集まっています。このポリマー材料の非常に好まれる特性には、機械的強度の高さや軽量であることが挙げられます。また、ナノ成分を導入することにより、導電性のほか耐熱性や耐化学性も向上します。最近では、ポリマーナノコンポジットは自動車および航空産業、風車ブレード用の建材によく使用されます。
ポリマーナノコンポジットは、押出し混練により、ナノ粒子を溶融されたポリマーマトリックスに混合することで製造されます。押出し混練プロセスで適切な混合を実現するための方法の一つは、キャリア液体中にあらかじめ分散させたナノ粒子を使用し、分散した状態でエクストルーダーに供給することです。粒子がポリマーマトリックス内で均一に分布し、大きな塊が形成されていない時にのみ、コンポジッドマテリアルは期待される特性を発揮します。液体キャリアを使用することは、ナノ粒子原材料の安全な取り扱いも確保します。作業環境で粒子塵を回避することは、安全性を確保するうえでもっとも重要です。
どのようにしてナノ粒子をポリマーマトリックスへ導入できるかや、レオロジーがポリマーナノコンポジットの最終製品特性の分析にどのように役立つかをご確認ください。
その他のリソース