添加剤の適切な選択は、木材プラスチック複合材（WPC）の本来の特性向上と加工性改善の両方において重要な要素です。材料表面には反り、ひび割れ、汚れなどの問題が発生することがありますが、添加剤はこうした問題を解決するのに役立ちます。WPCの押出成形ラインでは、適切な押出速度と滑らかな表面を実現し、端部のひび割れを防ぐために添加剤が必要です。
選択された様々な添加剤の中でも、潤滑剤、架橋剤、酸化防止剤、光安定剤、防カビ・抗菌剤は、木材プラスチック複合材の品質に最も大きな影響を与えます。木材プラスチック複合材用の特殊添加剤に関しては、異なるマトリックス樹脂は、複合材製品の性能や加工性能の要件を満たすために特殊添加剤を開発する必要がありますが、木材プラスチック複合材用の添加剤は多岐にわたるため、適切な添加剤を選択することが木材プラスチック複合材の製造において非常に重要です。
木材プラスチック複合材料における添加剤の役割種類とメリット
架橋剤
架橋剤は、木質繊維とマトリックス樹脂を結合させ、複合材料の曲げ強度と剛性を向上させるとともに、耐亀裂性と弾性率も向上させます。また、架橋剤は材料の寸法安定性、衝撃強度、光散乱特性、クリープの低減にも寄与し、手すり、階段手すり、ガードレールなどの製品にとって非常に重要です。装飾材料として使用されるプラスチック木材複合材の場合、架橋剤の主な役割は材料の吸水率を低減することであり、吸水による木質繊維の膨張によって生じる応力亀裂の発生を防ぐことができます。
抗酸化物質
プラスチック木材製品の場合、従来から主な酸化防止剤としてはBHTと1010の2種類が用いられてきました。BHTは価格がやや安く、耐熱酸化効果も優れていますが、酸化反応によってDTNPが生成され、その構造自体が黄色の顔料であるため、製品に着色汚れが付着しやすく、用途は広く普及していません。一方、1010はプラスチック木材製品だけでなく、ポリマー産業チェーン全体で幅広い用途があり、世界で最も広く使用されている主要な酸化防止剤です。
防カビ剤／抗菌剤
現在、木材プラスチックの防カビ・抗菌剤としては、ホウ素と亜鉛の混合塩類が用いられており、カビや木材腐朽菌に対して一定の抑制能力を持ち、優れた耐熱性や耐紫外線性も備えています。また、添加量が多く、添加コストが高く、木材プラスチック製品の機械的特性に悪影響を及ぼします。もう一つは、ヒ素含有有機化合物で、プラスチックの組成に広く用いられています。添加量は少なく、防カビ性などの特性を備えていますが、ヒ素を含むためREACHやROHSの認証基準を満たしておらず、木材プラスチックメーカーによる使用も少なくなっています。
潤滑剤は、可塑化木材複合材の表面特性を改善し、生産性を向上させることができます。プラスチック木材複合材に使用される代表的な潤滑剤には、エチレンビスセラミド（EBS）、ステアリン酸亜鉛、パラフィンワックス、酸化ポリエチレンなどがあります。EBSとステアリン酸亜鉛はHDPEベースのプラスチック木材複合材に広く使用されていますが、ステアリン酸の存在によって無水マレイン酸の架橋効果が弱まるため、架橋剤と潤滑剤の両方の効率が低下します。そのため、より多くの新しいタイプの潤滑剤が開発され続けています。
効率性と持続可能性の融合：環境に優しいWPC向け高効率潤滑剤！
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本製品は、木材プラスチック複合材料向けに特別に設計された特殊シリコーンポリマーです。分子内に特殊なポリシロキサン鎖を用いることで潤滑性を実現し、その他の特性も向上させています。木材プラスチック複合材料の内部摩擦と外部摩擦を低減し、材料と装置間の滑り性を向上させることで、装置のトルクをより効果的に低減し、エネルギー消費量を削減し、生産性を向上させることができます。
ハイライトSILIKE社製、木材プラスチック複合材用潤滑剤ステアリン酸塩やPEワックスなどの有機添加剤と比較して、スループットを向上させ、良好な機械的特性を維持できます。
開くHDPE/PP/PVCおよびその他の木材プラスチック複合材向けの環境に優しいソリューション家具、建設、装飾、自動車、輸送業界などで幅広く使用されています。
主なメリット：
1) 加工性を向上させ、押出機のトルクを低減し、充填材の分散性を向上させる。
2) 内部および外部摩擦を低減し、エネルギー消費を削減し、生産効率を向上させる。
3) 木粉との相溶性が良好で、木質プラスチックの分子間の力に影響を与えない。
複合材料であり、基材自体の機械的特性を維持する。
4) 相溶化剤の量を減らし、製品の欠陥を減らし、木材プラスチック製品の外観を改善する。
5) 沸騰試験後も沈殿物がなく、長期にわたって滑らかさを維持します。
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投稿日時：2023年11月1日
