コア構造:
同方向回転インターメッシュ (業界シェア90%): 完全対称スクリューが閉じた「Cチャンバー」を生成し、高せん断力で粒子を分解 (例: 凝集したATH)
逆回転: 熱に弱いPVCに使用され、せん断力は低いが分散力は弱い
分散段階:
搬送ゾーン (L/D=1-5): 固体難燃剤 (例: DBDPE) とポリマー (PP/PA) の初期混合
溶融ゾーン (L/D=6-15): 温度が180～240℃に上昇し、ニーディングブロックが10⁴ s⁻¹のせん断速度を生成して凝集体を破壊
均質化ゾーン (L/D=16-40): 真空ベントが分解生成物 (例: 三酸化アンチモンのSb₂O₃蒸気) を除去
| パラメータ | 最適範囲 | メカニズム | ケーススタディ |
|---|---|---|---|
| L/D比 | 40:1～60:1 | 長い滞留時間 | Coperion ZSK Mc18: 60:1 |
| スクリュー速度 | 300～800 rpm | 高速 = 高せん断 | GF強化PA6: >500rpm |
| 比エネルギー (SME) | 0.2～0.4 kWh/kg | エネルギー入力が分散を制御 | 0.15kWh/kg未満: 効率損失30% |
| 温度ゾーン | マルチゾーン ±1℃ | 熱分解を防止 | 赤リン: <160℃ |
ニーディングブロックの最適化:
30°千鳥配置: 穏やかな混合 (膨張性APP用)
90°直角: 高せん断破壊 (ナノMg(OH)₂凝集体用)
リバースエレメント:
充填システム (例: 70% ATH) の滞留時間を延長するために、溶融シールゾーンを作成
超音波アシスト分散 (KraussMaffei):
バレルゾーン7で40kHzの超音波を使用すると、ナノ難燃剤 (例: MOF) の粒子サイズが100nm未満に減少
AI駆動スクリュー構成 (Siemens PAAT):
難燃剤の種類 (ハロゲン/リン/無機) に基づいてスクリュープロファイルを自動生成し、切り替えが90%高速化
業界データ: 最適化された二軸押出機により、以下が可能になります:
難燃剤の添加量を15%削減 (UL94 V-0時)
煙密度を50%低減 (ASTM E662)
機械的特性の損失が30%から<8%に改善
コア構造:
同方向回転インターメッシュ (業界シェア90%): 完全対称スクリューが閉じた「Cチャンバー」を生成し、高せん断力で粒子を分解 (例: 凝集したATH)
逆回転: 熱に弱いPVCに使用され、せん断力は低いが分散力は弱い
分散段階:
搬送ゾーン (L/D=1-5): 固体難燃剤 (例: DBDPE) とポリマー (PP/PA) の初期混合
溶融ゾーン (L/D=6-15): 温度が180～240℃に上昇し、ニーディングブロックが10⁴ s⁻¹のせん断速度を生成して凝集体を破壊
均質化ゾーン (L/D=16-40): 真空ベントが分解生成物 (例: 三酸化アンチモンのSb₂O₃蒸気) を除去
| パラメータ | 最適範囲 | メカニズム | ケーススタディ |
|---|---|---|---|
| L/D比 | 40:1～60:1 | 長い滞留時間 | Coperion ZSK Mc18: 60:1 |
| スクリュー速度 | 300～800 rpm | 高速 = 高せん断 | GF強化PA6: >500rpm |
| 比エネルギー (SME) | 0.2～0.4 kWh/kg | エネルギー入力が分散を制御 | 0.15kWh/kg未満: 効率損失30% |
| 温度ゾーン | マルチゾーン ±1℃ | 熱分解を防止 | 赤リン: <160℃ |
ニーディングブロックの最適化:
30°千鳥配置: 穏やかな混合 (膨張性APP用)
90°直角: 高せん断破壊 (ナノMg(OH)₂凝集体用)
リバースエレメント:
充填システム (例: 70% ATH) の滞留時間を延長するために、溶融シールゾーンを作成
超音波アシスト分散 (KraussMaffei):
バレルゾーン7で40kHzの超音波を使用すると、ナノ難燃剤 (例: MOF) の粒子サイズが100nm未満に減少
AI駆動スクリュー構成 (Siemens PAAT):
難燃剤の種類 (ハロゲン/リン/無機) に基づいてスクリュープロファイルを自動生成し、切り替えが90%高速化
業界データ: 最適化された二軸押出機により、以下が可能になります:
難燃剤の添加量を15%削減 (UL94 V-0時)
煙密度を50%低減 (ASTM E662)
機械的特性の損失が30%から<8%に改善
