Caco3フィラーマスタバッチは、カルシウムカーボネート粒子を含む濃縮混合物であり、ベアラーと混合され、その後グラニュールにカットされます。グラニュールは98%以上の白さを有し、主にカルシウムカーボネートフィラー、結合剤、分散剤、およびベアラー樹脂から構成されています。このうち、カルシウムカーボネートは主に改質とコスト削減の役割を果たします。結合剤はフィラーと樹脂間の接着性を向上させます。分散剤はカルシウムカーボネート粉をベアラー樹脂中に効果的に分散させることができます。ベアラー樹脂は、充填する樹脂との相性が良く、一定の機械特性を有します。

タイプ

カルシウムカーボネートの粒子サイズによって分類

普通のカコ3フィラーマスターバッチ: 一般的に10ミクロン以上の大きな粒子サイズの炭酸カルシウムが使用されます。このタイプのマスターバッチは生産コストが低く、高いフィラー粒子サイズを必要としない、また低コストを追求する製品、例えば一般的なプラスチック製品、ゴム製品などに主に使用されます。これにより、製品重量を増やし、コストを削減することができます。

Micro Caco3フィラー・マスターバッチ：カルシウムカーボネートの粒子サイズは1～10ミクロンです。通常のCaco3フィラー・マスターバッチと比較して、細かいCaco3フィラー・マスターバッチを使用した製品では、引張強度、衝撃強度などの機械的特性が一定の向上を示します。同時に、製品の表面の滑らかさを向上させることができ、一定の性能要件を持つプラスチック、ゴム、コーティング、その他の製品に使用できます。

Nano Caco3 filler masterbatch: The particle size of calcium carbonate is less than 100 nanometers. Nano calcium carbonate has a huge specific surface area and special surface properties. Adding it to the matrix material can significantly improve the material’s performance, such as enhancing the rigidity, toughness, heat resistance, etc. of plastics, improving the vulcanization and wear resistance of rubber, etc. It has a wide range of applications in high-end plastic products, rubber products, coatings, inks, and other fields.

表面処理状態による分類

未処理のCaco3フィラーマスタバッチ：カルシウムカーボネートの表面は処理されておらず、直接キャリア樹脂と混合されマスタバッチを形成します。このタイプのマスタバッチはマトリクス材料との相性が悪く、充填プロセス中に凝集しやすく、その結果、製品の性能が低下します。一般的に、性能要件が低い製品にのみ使用されます。

Caco3フィラーマスタバッチの表面処理:

脂肪酸処理されたCaco3フィラーマスターバッチ：ステアリック酸などの脂肪酸は、カルシウムカーボネートの表面処理に広く使用されています。脂肪酸分子の一端は、カルシウムカーボネートの表面上のヒドロキシル基と化学反応を起こし、もう一端は、有機マトリックス材料とよりよく相性の良い非極性基となり、カルシウムカーボネートのマトリックス内での分散性を向上させ、製品の機械的および加工特性を高めます。プラスチックやゴムなどの産業分野で広く使用されています。

Caco3フィラーマスタバッチのカップリングエージェント処理：シランカップリングエージェント、チタネートカップリングエージェントなどが、カルシウムカーボネートの表面を処理するために使用されます。カップリングエージェント分子には、それぞれカルシウムカーボネートの表面とマトリックス材料とに反応することができる二つの異なる機能基があります。これらの分子は、カルシウムカーボネートとマトリックス材料の間に化学結合を形成し、結合強度を大幅に向上させ、製品の性能を大幅に向上させます。特に、高性能複合材料で使用されます。

Caco3フィラーマスターバッチの複合処理：複数の表面処理剤を使用してカルシウムカーボネートを複合処理し、異なる処理剤の利点を組み合わせることで、カルシウムカーボネートとマトリックス材料間の相性と製品の性能をさらに向上させます。これは、高性能が求められる高級製品に適しています。

キャリア樹脂による分類

ポリエチレン（PE）キャリアCaco3充填マスターバッチ：ポリエチレンをキャリア樹脂として使用すると、加工性と柔軟性が良好で、ポリエチレン樹脂マトリクスと相性が良くなります。主にポリエチレンフィルム、パイプ、射出成形品などのポリエチレン樹脂製品の充填および改質に使用され、製品のコストを削減し、特定の性能を向上させることができます。

ポリプロピレン（PP）キャリアCaco3充填剤マスターバッチ：ポリプロピレンをキャリア樹脂として使用すると、ポリプロピレンプラスチックとの相性が良く、ポリプロピレン製品に均一に分散できます。ポリプロピレン射出成形品、繊維、フィルムなどの分野に適しており、製品の剛性、硬度、耐熱性を向上させることができます。

ポリビニルクロライド（PVC）キャリアCaco3充填剤マスターバッチ：PVCをキャリア樹脂として使用すると、PVC樹脶との相性が良くなり、PVCパイプ、プロファイル、フィルム、人工皮革などの製品に使用できます。これにより、生産コストを削減するとともに、PVC製品の加工性能と特定の物理的特性を向上させることができます。

他のキャリアを使用したCaco3フィラーマスタバッチ：ポリスチレン（PS）、ポリエステル（PET、PBTなど）、ナイロン（PA）などのキャリア樹脂を使用したCaco3フィラーマスタバッチもあり、これらは、異なる材料の性能要件と加工特性を満たすために、対応する樹脂ベースの複合材料に適しています。

フォーミュラ比

Caco3フィラーマスタバッチの配合比は、用途分野、性能要件、およびキャリア樹脂の種類などの要因によって異なります。以下は、一般的な配合比例の例です。

プラスチックフィルム用カルシウムカーボネート充填剤マスターバッチは、カルシウムカーボネート84〜90部、低密度ポリエチレン1.5〜5部、線形低密度ポリエチレン3〜8部、ステアレート0.5〜2部、ポリビニルアセテートローション1〜2.8部、およびポリエチレンワックス1〜3部から構成される。このうち、カルシウムカーボネートは800〜1250メッシュ、線形低密度ポリエチレンは7144、8916、7050、8332、または3224などのグレード、およびポリエチレンワックスの分子量は1500〜4500であることが好ましい。この配合によって製造されるマスターバッチは、プラスチックフィルムに適用可能であり、低密度と高い発泡率を達成しながら剛性を向上させることができる。

ポリマー防水膜用のCaco3フィラー・マスターバッチ：重量部に基づき、50〜90部のカルシウムカーボネート、5〜30部の樹脂、2〜10部の酸化チタン、0.5〜3部の第一潤滑剤、0.5〜3部の第二潤滑剤、および0.5〜3部の第三潤滑剤を使用します。カルシウムカーボネートの粒径は800〜2000メッシュです。この配合では、カルシウムカーボネートの表面を処理するために複数の潤滑剤を使用し、樹脂とカルシウムカーボネート間の界面相容性を向上させています。これにより、高充填量のカルシウムカーボネートマスターバッチを作成でき、これをポリマー防水膜に適用することでその性能を向上させることができます。

生分解性Caco3フィラー・マスタバッチ:70〜85部のカルシウムカーボネート、15〜28部のPBAT、0.3〜1部のモノグリセリド、0.3〜1部のアミド変性アルフィン超分枝ポリエステル。カルシウムカーボネートの水分含量は0.1wt%以下であり、粒度は1250メッシュ以上、好ましくは1250〜3000メッシュである。モノステア酸グリセリンエステルがカルシウムカーボネートの表面にコーティングされ、アミド変性アルフィン超分枝ポリエステルがモノステア酸グリセリンエステルの表面にコーティングされると、生分解性材料PBAT中のカルシウムカーボネートの添加量およびその結果の複合材料の機械的特性が向上する。

実際の生産では、特定の製品要件、生産プロセス、コスト要因に基づいて、実験とデバッグを通じて最適な配合比率を決定する必要があります。

生産プロセス

Caco3フィラーマスターバッチの生産プロセスには通常、次の主なステップが含まれます。

原料の準備

カルシウムカーボネート：製品要件に応じて、通常のカルシウムカーボネート、細粒カルシウムカーボネート、ナノカルシウムカーボネートなど、適切な粒度と純度のカルシウムカーボネート粉を選択します。一般的に、高純度で均一な粒度および良く分散したカルシウムカーボネートは、マスターバッチの品質を向上させるのに役立ちます。

キャリア樹脂：一般的なキャリア樹脂には、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリ塩化ビニル（PVC）などがあります。Caco3フィラーマスターバッチの用途分野と性能要件に応じて、対応するキャリア樹脂を選択し、その良好な流動性、熱安定性、およびカルシウムカーボネートとの相性を確認します。

表面処理剤:カルシウムカーボネートとベアリング樹脂間の接着性と分散性を向上させるため、カルシウムカーボネートの表面を処理するために表面処理剤を使用する必要があります。一般的な表面処理剤には、脂肪酸（ステアリン酸など）、結合剤（シランエポキシド結合剤、チタン酸エポキシド結合剤など）などがあります。

その他の添加剤:マスターバッチの加工性および使用性を向上させるために、必要に応じて潤滑剤、酸化防止剤、分散剤などのその他の添加剤を加えてもよい。

カルシウムカーボネートの表面処理

カルシウムカーボネート粉末を高速ミキサーに入れて一定の温度（通常80～120℃）に加熱し、その後適量の表面処理剤をゆっくり加えてよく攪拌します。これにより、表面処理剤がカルシウムカーボネート粒子の表面を均一に覆います。攪拌時間は一般に10～30分ですが、カルシウムカーボネートの種類、粒子サイズ、および表面処理剤によって具体的な時間と温度が異なります。例えば、カルシウムカーボネートをステアリン酸で処理する場合、攪拌温度を100～120℃に調整し、攪拌時間を15～20分に設定すると、ステアリン酸がカルシウムカーボネートの表面と完全に反応し、均一なコーティング層を形成することができます。

成分の混合

高速ミキサーまたはツインスクリュー押出機の給料ホッパーに、設定された配合比に従って表面処理されたカルシウムカーボネート、キャリア樹脂、およびその他の添加剤を加えます。スクリューを攪拌または回転させることで、さまざまな原料を均一に十分に混合します。混合時間は通常、材料の混合の均一性を確保するために5〜15分です。混合プロセス中は、摩擦や高温による材料性能の低下を防ぐために、混合速度と温度を制御することに注意が必要です。

溶融押出

混合された材料はツインスクリュー押出機に入り、スクリューの押し力で前進します。同時に、押出機の加熱システムが材料を一定の温度に加熱し、キャリア樹脂を溶かします。ツインスクリュー押出機には良好な混合およびせん断効果があり、溶融したキャリア樹脂中に炭酸カルシウムを均一に分散させることができます。押出温度は通常、キャリア樹脂の種類と特性に応じて設定されます。例えば、ポリエチレンキャリア樹脂の場合、押出温度は通常160〜200℃です。ポリプロピレンキャリア樹脂の場合、押出温度は約180〜220℃です。材料の押出機内の滞留時間は、炭酸カルシウムとキャリア樹脂の十分な混合と均一な分散を確保するために一般的に2〜5分です。

溶融した材料は、押出機の金型から押出され、連続的なストリップまたはフィラメントを形成します。押出された材料は、冷却水タンクまたは空気冷却装置によって冷却され、形状づけされ、所定の形状に固化します。

キューブ状にカット

冷却されたストリップまたは繊維状材料は、グラニュレータで一定の長さの粒子にカットされ、Caco3フィラー・マスターバッチを得ます。ペレットのサイズと形状は、お客様の要件に応じて調整できます。一般的に、マスターバッチの粒子サイズは2～5ミリメートル程度であり、形状は円筒または球形です。

パッケージ

カットされたCaco3充填剤マスターバッチは、通常、マスターバッチの湿気や汚染を防ぐために、プラスチック製の編組バッグまたは密封されたプラスチック製の袋に梱包されます。梱包されたマスターバッチは、乾燥した換気された倉庫に保管され、工場での販売またはさらなる加工および使用を待つことになります。

生産プロセスでは、温度、速度、時間などの各リンクのプロセスパラメータを厳密に制御し、Caco3フィラーマスターバッチの品質安定性と性能が要件を満たすようにする必要があります。同時に、生産設備の定期的なメンテナンスと保守が必要であり、これにより正常な運転と生産効率を確保できます。

生産設備

Caco3フィラーマスターバッチの生産設備には主に次のタイプが含まれます。

ミキシング機器

高速ミキサー：カルシウムカーボネート、キャリア樹脂、表面処理剤、その他添加剤を徹底的に混合するために使用されます。高速回転する攪拌刃を使用して、材料を短時間で均一に混合し、混合プロセス中に材料を予熱することで、その後の押出加工に備えます。

デュアル惑星ミキサー：2つの惑星攪拌刃と1つの研削刃を備えており、異なる速度で材料を効率的に混合できます。ミキサー刃の特殊設計により、混合プロセス中に材料の複雑な運動軌道を生成し、より均一な混合効果を実現します。特に、混合の均一性に高い要求があるカコ3フィラーマスターバッチの生産に適しています。

表面処理装置

反応器：より複雑な表面処理プロセスが使用されている場合（例えば、結合剤による表面変性など）、反応器は制御可能な反応環境を提供することができます。特定の温度、圧力、攪拌条件下で、カルシウムカーボネートの表面と結合剤を完全に反応させ、カルシウムカーボネートとキャリア樹脂の相性を向上させます。

押出設備

ツインスクリュー圧出機：これは、Caco3フィラーマスターバッチを生産するための主要な設備です。この機械には、スクリューの回転により材料を前方に進める二つの連動スクリューがあります。同時に、スクリューの異なる部分に加熱・冷却装置が設置されており、圧出プロセス中に材料が加熱、溶融、混合、せん断などの複数の段階を経るようになり、カルシウムカーボネートがキャリア樹脂に均一に分散します。ツインスクリュー圧出機の長径比、スクリュー構成、その他のパラメータは、生産ニーズに応じて調整でき、さまざまな材料特性や製品要件に対応できます。

単一スクリュー押出機：生産精度が高くない場合や出力量が小さい場合には、単一スクリュー押出機も使用されます。構造は比較的単純でコストは低くなりますが、混合および分散効果はツインスクリュー押出機に比べて劣ります。単一スクリュー押出機は、スクリューの回転とバレルの加熱によって材料を溶融させ、押出しを行います。生産要件が比較的低い場合に、Caco3フィラーマスターバッチを生産するのに適しています。

冷却装置

冷却水タンク：押出されたマスターバッチは冷却水タンクを通して冷却され、形状が整えられます。シンク内の水は、マスターバッチを急速に冷却し、溶融状態から固体状態に変換させ、マスターバッチの形状とサイズの安定性を維持します。冷却水タンクの長さと水温は、マスターバッチの特性と生産速度に応じて調整できます。

空気冷却装置：水と接触することができない、または高速冷却が必要な一部のマスターバッチには、空気冷却装置を使用して冷却できます。空気冷却装置はファンを通して、押し出されたマスターバッチに冷たい空気を吹き込み、空気中で急速に冷却します。空気冷却方法では、水冷却による残留水の問題を回避するとともに、生産効率を向上させることができます。

粒化装置

熱切断機: マスターバッチが熱可塑性状態であるとき、回転する工具で粒状に切断します。熱切断機の利点は、高速な切断速度、高い生産効率、規則的な粒形状、滑らかな表面です。しかし、切断工具に大きな摩耗を生じ、定期的に工具の交換が必要です。

冷間切断機: まず、押出されたマスターバッチを室温に冷却し、その後切断を実行します。冷間グラニュレータの切断プロセスは比較的安定しており、切断工具の摩耗が少なく、さまざまな硬度のマスターバッチの切断に適しています。しかし、冷間グラニュレータの生産効率は比較的低く、切断された粒子には若干のバリが付くことがあります。

梱包機器

自動包装機: Caco3フィラーマスタバッチを自動的に測定、充填、密封することができます。設定された包装重量または数量に従ってマスタバッチを包装袋に正確に詰め込み、密封作業を完了することで、包装効率と品質を向上させます。自動包装機には、コンベヤベルトやミシンなどの補助機器も搭載でき、包装生産ラインの自動化を実現できます。

測定機器：電子秤など。マスターバッチの包装重量を正確に測定するために使用されます。包装プロセス中、電子秤は材料の重量をリアルタイムで監視できます。設定された包装重量に達すると、自動的に供給を停止し、各包装袋のマスターバッチの重量が要件を満たしていることを確認します。

関連する要件

caco3フィラーマスターバッチの生産には、押出機に対して多くの要件があり、主に次のような点に反映されています。

混合および分散能力

ねじの設計：複数の練りブロックや逆ねじ部分を備えた特殊なねじが必要です。練りブロックは強力なせん断と混合効果を生成し、キャリア樹脂中のCaCO3粒子を均一に分散させます。逆ねじ部は材料の逆流を引き起こし、混合効果をさらに向上させます。

高いシェア容量: エクストラーダには、caco3と樹脂の間の界面張力を克服するために十分なシェア力が必要です。これにより、caco3が樹脂マトリクスに均一に分散できます。また、高いシェア速度により、caco3粒子の表面に樹脂がよりよく塗布され、マスターバッチの性能が向上します。

交通機関のキャパシティ

安定した材料輸送: caco3、樹脂、さまざまな添加剤などの材料の安定した連続輸送を可能にし、材料の蓄積や破損を回避することで、生産プロセスの安定性と製品品質の一貫性を確保します。

高い充填量に対応する: caco3フィラーマスタバッチの高いcaco3含有量のため、エクストラーダは高い充填量の材料の輸送に対応できる必要があります。このため、スクリューの溝の深さやピッチなどのパラメーターを合理的に設計し、材料の運搬能力を高め、過剰な材料によるスクリューの過負荷を回避する必要があります。

暖房・冷房システム

正確な温度制御:押出プロセス中、材料の正確な温度制御が必要です。異なる樹脂やカコ3はそれぞれ異なる処理温度範囲を有し、押出機の加熱システムは、温度安定性を維持しながら、材料を所望の処理温度まで迅速に加熱し、偏差を小さな範囲内で制御できるようにする必要があります。冷却システムは、押出されたマスターバッチを適時に冷却し、形状を整えることで、冷却プロセス中の変形や性能の変化を防ぐことができます。

多段階温度制御: さまざまな加工段階の材料の温度要件を満たすため、エクストラーダでは通常、複数の加熱および冷却ゾーンを設定する必要があります。たとえば、投入セクションでは、材料の早期溶融を防ぎ、輸送に影響を与えないように温度が高すぎないことが重要です。圧縮および計量セクションでは、温度を段階的に上げて、材料が完全に溶融し混合されることを確認します。機械のヘッド部では、適切に温度を下げて、押出されたマスターバッチが良好な成形効果を発揮できるようにします。

電圧耐久性

高い圧力に耐える: caco3フィラーマスターバッチの生産プロセスでは、材料の高い粘性とcaco3粒子のねじとバレルへの著しい摩耗のため、エクストラーダは高い圧力に耐える必要があります。そのため、エクストラーダのバレルとねじは、耐高圧性と耐摩耗性に優れた材料、例えば窒化鋼、二金属合金などで作られており、装置が長期間の高圧運転下で良好な性能と精度を維持できるようになっています。

圧力安定性: エクストラーダの油圧または機械的伝達システムは、安定した圧力を提供し、過剰な圧力変動を回避できるように設計されている必要があります。圧力の不安定さは、押出量の変動につながり、その結果、マスターバッチの品質と生産量に影響を与えます。

自動制御

パラメーターの監視と調整：高度な自動化制御システムを搭載し、温度、圧力、スクリュー速度、材料流量などのエクストラーダのさまざまなパラメーターをリアルタイムで監視し、調整できます。センサーとコントローラーの連携により、生産プロセスにおける実際の状況に応じてパラメーターを自動的に調整し、生産プロセスの安定性と製品品質を確保します。

故障診断と警報：自動制御システムには、装置の運転中に故障をタイムリーに検出し、警報信号を発する故障診断機能も備わる必要があります。また、システムは故障情報を記録することで、メンテナンス担当者が故障の場所を迅速に特定してトラブルシューティングを行い、装置の停止時間を短縮し、生産効率を向上させることができます。

アプリケーション

Caco3フィラーマスターバッチは、さまざまな分野で幅広く使用されており、主な適用分野には次のものがあります。

プラスチック産業

性能の向上：プラスチック加工にCaco3フィラーマスターバッチを添加すると、プラスチック製品の硬さ、剛性、寸法安定性、耐熱性が向上します。例えば、ポリプロピレン（PP）プラスチックに適切な量のCaco3フィラーマスターバッチを添加すると、PP製品の剛性が向上し、圧力下での変形が少なくなります。また、熱変形温度も上昇し、高温環境での応用範囲が広がります。

コスト削減: カルシウムカーボネートの価格は比較的低いです。プラスチックにCaco3フィラーマスターバッチを添加することで、プラスチックの使用量を削減でき、プラスチック製品の基本的な特性に影響を与えることなく、生産コストを削減できます。例えば、ポリエチレン(PE)フィルムの生産において、一定の割合のCaco3フィラーマスターバッチを添加することにより、フィルムの強度と靭性を維持することができ、同時にPE樹脂の使用量を削減し、生産コストを下げることができます。

処理性能の向上: Caco3フィラーマスターバッチは、プラスチックの処理流動性を向上させることができ、押出や射出成形などの処理工程において成形が容易になり、製品の処理効率と表面品質を向上させます。例えば、ポリ塩化ビニル（PVC）パイプの生産において、Caco3フィラーマスターバッチを添加すると、PVC溶融の粘度が低下し、押出時により滑らかになり、押出圧力が低下し、パイプの表面の滑らかさが向上します。

ゴム工業

強化充填剤：Caco3充填剤マスターバッチは、ゴム産業でよく使用される充填剤の一つであり、ゴム製品の体積を増やし、生産コストを削減することができます。同時に、ゴムの硬度、引張強度、耐摩耗性、耐老化性を向上させることもできます。例えば、タイヤ生産において、Caco3充填剤マスターバッチを添加すると、タイヤのトラクションの硬度と耐摩耗性が向上し、タイヤの寿命が延長します。

処理性能の向上:ゴム処理中、カコ3ファイラマスタバッチを使用すると、ゴムの混合と成形性が向上し、他の添加剤と均一に混合しやすくなり、生産効率が向上します。例えば、ゴム製品の成形工程では、カコ3ファイラマスタバッチを添加することで、ゴムの粘度が低下し、成形金型内で流動しやすくなり、製品の欠陥が減少します。

コーティング業界

カバー力と白さの向上：Caco3フィラーマスターバッチは高い白さとカバー力を備えています。コーティングにCaco3フィラーマスターバッチを添加すると、コーティングのカバー力が向上し、被コーティング物の表面がより均一で平滑になります。同時に、コーティングの白さを高め、装飾性を向上させることができます。例えば、白いラテックス塗料では、Caco3フィラーマスターバッチは白色顔料の重要な代替品であり、コーティングのカバー力と白さを確保しながら生産コストを削減できます。

コーティング性能の向上: Caco3フィラーマスターバッチを使用すると、コーティングの耐水性、耐候性、耐摩耗性が向上します。適量のCaco3フィラーマスターバッチをコーティングに添加すると、湿気の多い環境での安定性が向上し、長期間使用しても色落ちや粉化が抑えられ、寿命が延長されます。例えば、屋外の建築用コーティングでは、Caco3フィラーマスターバッチを添加することで、コーティングの耐候性が向上し、紫外線や雨水などの自然要因による侵食に対する耐性が高まります。

製紙業

紙の性能を向上させる：紙工業では、Caco3フィラーマスターバッチを紙の充填剤およびコーティング顔料として使用できます。Caco3フィラーマスターバッチを添加することで、紙の白さ、不透明度、滑らかさ、および印刷性を向上させることができます。たとえば、Caco3フィラーマスターバッチを筆記用紙や印刷用紙に添加すると、紙の表面がより滑らかになり、紙のインク吸収性と印刷の明瞭度が向上し、紙のコストも削減できます。

紙の強度を向上させる：適量のCaco3充填マスターバッチを使用すると、紙の強度（引張強度、破れ強度など）が一定程度向上します。これは、カルシウムカーボネートの粒子が紙の繊維の間に充填されるためです。これにより、繊維間の結合力が向上し、紙の全体的な強度が向上します。たとえば、Caco3充填マスターバッチを包装紙や板紙に添加すると、紙の圧縮強度と破れ強度が向上し、包装物をよりよく保護できるようになります。