ツインスクリュー押出機を使用した静電気防止電子プラスチック合成工場の構築方法

目次

• 静電気防止およびESD対応の電子プラスチック化合物とは
• 帯電防止および導電性化合物の配合
• コロ旋回型ツインスクリュー押出の理由
• Kerke KTEラボラトリおよびパイロットエクストラーダ
• Kerke KTE Production Extruders
• 導電性混合用給餌システム
• プロセスフローと品質管理
• クリーンルームとESD設備に関する考慮事項
• アプリケーション産業
• モデル選択ガイド
• サービスとサポート
• よくある質問
• 結論

静電気防止およびESD対応の電子プラスチック化合物とは

Kerke、Wanplasの工場は、中国南京で並列回転式ツインスクリュー複合エキストラクターを12年以上にわたって製造してきました。中国でツインスクリュー複合エキストラクターのトップ5のサプライヤーとして認められているKerkeは、19,997平方メートル以上の製造拠点を運営し、世界中に2,000台以上の機械を納入しており、70カ国以上に出荷しています。この豊富な経験は、エレクトロニクス業界向けの静電気防止および静電気放出防止プラスチック複合材料を生産する工場を計画する際に投資家が必要とするものです。

静電気防止または静電気放出防止用プラスチック合成物とは、静電気の荷が、繊細な部品を損傷したり、可燃性環境を引き起こすレベルまで蓄積しないように設計された樹脂システムです。簡単に言えば、この合成物は、成形された部品やフィルム表面に蓄積するのではなく、制御された方法で電気的荷を放出します。電子部品分野では、この特性は任意ではありません。半導体、プリント基板、メモリデバイス、およびセンサアセンブリは、わずか数百ボルトの放電で破壊されます。そのレベルは、人間が感じるレベルよりもはるかに低いものです。適切に合成された静電気防止樹脂は、工場フロアからエンドユーザーまで、これらの製品を保護します。

この挙動を定義する特性は、表面抵抗であり、オーム/平方メートルで表されます。抵抗は、ESD材料を指定するために購入者が使用する言葉であり、電子グレードの化合物工場は、目標の抵抗帯を繰り返し実現できるようにする必要があります。広く使用されている分類は次のとおりです。絶縁材料は10^12オーム/平方メートルを超え、電荷を保持します。静電気防止材料は通常、10^10から10^12オーム/平方メートルの帯域にあり、表面は多くの取り扱い用途に十分に適しています。静電気放散材料は大まかに10^6から10^9オーム/平方メートルを占め、ESD保護用パッケージやトレイの主力帯域です。導電材料は10^6以下、しばしば10^4以下のオーム/平方メートルであり、迅速な電荷排出が必要な場合に使用されます。たとえば、導電トートボックスや特定の床材などです。

これらの目標を中心に工場を構築することは、三つの変数を同時に制御することを意味します。ベースポリマー、導電性または帯電防止添加剤、その投入量、および配合エクストラーダによって生成される分散品質です。共回転式ツインスクリュー・エクストラーダが中心的な機械であり、この機械だけが、カーボンブラックの凝集体を分解したり、グラフェンの片片を粘性溶融体中に均一に分散させるために必要な強力で制御可能なせん断を提供します。

本ガイドの残りの部分では、製剤の選択方法、ツインスクリュープロセスの設計方法、各生産規模に適したKerke機械モデル、品質の確認方法、工場のクリーンルームとESD制御のレイアウト方法について説明します。また、各技術的決定をKerke KTEシリーズの具体的な機械に結びつけて、計画を概念から購入仕様に移行できるようにします。

帯電防止および導電性化合物の配合

製剤化は電子グレードの化合物工場の基盤です。目標は、中性ポリマーを、最終製品が必要とする機械的、熱的、または外観上の特性を損なわずに、選択された抵抗値帯内に位置する材料に変換することです。主なルートは3つあり、柔軟なツインスクリュー工場はこれらすべてを実行できます。

最初の方法は移動性静電防止剤です。これらには、通常、低分子量界面活性剤（エトキシレート化アミン、グリセロールエステル、または脂肪酸誘導体など）が含まれます。これらは、重量の0.1〜2％を加え、時間が経つにつれて表面に移動し、電荷を運ぶ薄い水分層を引き寄せます。この方法は、低コストで簡単に処理できるものであり、設備投資と運用コストが低く、しかし、作動が遅く、湿度に敏感で、永久的ではありません。これは、消費者向けのパッケージングや軽量なハンドリング用フィルムなど、重要なESDデバイスではなく、消費者向けに適しています。調整後の表面抵抗は通常、10^10〜10^12オーム/平方メートルの範囲です。

第二の方法は、内部の帯電防止剤または永続的な帯電防止添加剤です。多くの場合、ポリマーの導電性または吸湿性改質剤がマトリクスに固定されます。負荷量は2～8％程度であり、効果はより持続的で湿度に依存しません。これは中程度のコストの方法であり、再利用可能なESDトレイや部品キャリアに適した選択肢です。

第三のルートは、真の導電性化合物工場を定義するものです。導電性黒鉛は、古典的な主力材料です。これは、枝分かれした多孔質の構造を持つ特殊な構造の炭素で、パーコレーション閾値で導電性ネットワークを形成します。ポリオレフィンでは、この閾値は通常、炭素黒鉛で重量比10～15％です。この値を超えると、抵抗率が大きく低下し、絶縁体から導電体へと変化します。15～30％の充填量では、放散性から強力な導電性の化合物が得られ、表面抵抗率はグレードと分散に応じて10^3から10^9オーム/平方メートルの範囲で制御可能です。

グラフェンと拡張グラファイトナノプレートは、現代の代替材料です。 非常に高いアスペクト比を持つため、低い負荷で（しばしば重量の 1 ～ 5%）高い浸透性を達成し、同時に基材樹脂の機械的特性をより多く維持します。 そのトレードオフはコストと分散の難しさです。グラフェンのプレートを破壊せずに凝集を解消する必要があるため、慎重なスクリュー設計が必要となります。 このルートは高コストから非常に高コストのプロファイルを有し、高級電子機器と電磁波障害防止シールド市場を開拓します。

導電性マスターバッチは、これらのルートの間の実用的な架け橋です。20～50％のカーボンブラックまたはグラフェン濃縮物を含む事前分散マスターバッチを、天然ベース樹脂に5～30％の比率で投入します。これにより、コンパウンドメーカーは再現可能な品質を得られ、ナノ粉末を扱う必要がなくなり、工場の清潔さも維持できます。投入比率は、生産ラインで最終抵抗率を調整する主要なプロセスノブです。

下の表は、主要な添加剤ファミリーと、新しい工場が計画するべき典型的な負荷と抵抗率の結果をまとめています。数値は、選択した樹脂で試行して確認すべき目標範囲です。

ベース樹脂の選択は添加剤と同じくらい重要です。ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンは、コストが低く、混合が容易であり、既に包装材料として使用されているため、最も一般的な基材です。ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリアミドなどのエンジニアリングプラスチックは、部品が剛性、耐熱性、または寸法安定性が必要な場合に選ばれます。幅広い市場をカバーしたい工場は、同じツインスクリュープラットフォーム上で、コモディティ樹脂とエンジニアリング樹脂を混合できるようにし、スクリュプロファイルと温度を再最適化することで、別々のラインを購入するよりもコストを削減できる必要があります。

支援添加剤は、導電性ネットワークが加工および使用中に破壊されるかどうかを決定します。相溶性剤は、グラフェンなどの極性フィラーと非極性ポリオレフィンとの結合を改善し、単位荷重当たりの有効導電性を高め、高価なフィラーの必要量を減らします。液体給送装置を通して施用されるカップリング剤は、カーボンブラック表面を湿らせ、せりあがり下で凝集体がより容易に分解されるようにします。これにより、滲透しやすさの閾値が低下し、機械的強度が向上します。分散剤または加工助剤は、溶融粘度を低下させ、ねじをより冷やし、熱に敏感なエンジニアリング樹脂を保護します。薄膜グレードでは、時には滑り止めやブロック防止剤が添加されますが、これらの添加剤は、導電性ネットワークを絶縁させたり、表面に移行して抵抗率を高めることがないように選定する必要があります。したがって、製剤研究室の課題は、目標帯域に到達するための十分なフィラー、フィラーが効果的に働くようにするための十分な相溶性剤、および押出加工の熱履歴を耐えるための十分な安定剤をバランスさせることです。

コストレベルは、工場オーナーが早期に確定すべき計画入力です。移動性のある静電気防止ポリオレフィンフィルム化合物は低コストで、大量生産の低重要度のパッケージングに適しています。永久的な静電気防止またはカーボンブラック放散化合物は中間コストで、ほとんどの再利用可能なESDトレイをカバーします。高負荷のカーボンブラック導電性マスターバッチは低から中間コストですが、より多くのエクストラーダートルクとサイドフィーダーが必要です。グラフェンまたはグラファイトナノプレーテート化合物は高から非常に高いコストで、高級なシールドと薄壁の電子機器を対象としています。完全に認定された、文書化された、自動車グレードのエンジニアリング樹脂ESD化合物は、最高のマージンと最も厳しいトレーサビリティを備えたプレミアム製品です。KTEラインは、スクリュプロファイルとフィーダーセットを変更することで、各レベルを処理するため、工場は低コストと中間コストで参入し、顧客が認定されるにつれて価値チェーンを上り詰めることができます。

コロ旋回型ツインスクリュー押出の理由

静電気防止化合物工場の心臓部は、共同回転式のパラレルツインスクリュー押出機です。これは、強力な送達、正確な溶融温度制御、および導電性フィラーを分散させるために必要な高い局所剪切力を兼ね備えた唯一の主流の機械です。単一スクリュー押出機では、カーボンブラックやグラフェンに必要な分散および分散混合品質を商業的な生産量で実現することはできません。

Kerkeは、コンピュータ支援エンジニアリングを使用してKTEシリーズのねじを設計しています。ねじアセンブリは、個々の要素から構成されています：輸送フライト、幅とスタガ角が異なる練りブロック、そして混合と圧力のための逆要素です。このモジュール性により、工場では溶融物のせん断履歴を調整できます。導電性カーボンブラックの場合、ねじは、ポリマーが既に溶融している場所に配置された厳密にスタガされた練りブロックを使用し、凝集体を破壊する高いせん断を生成します。脆弱なグラフェンプレートの場合、同じバレルは、過度の切断なしにフィラーを輸送および湿らせる穏やかなプロファイルを受け入れ、導電性をもたらすアスペクト比を保護します。

自動清掃機能は、もう一つの決定的な利点です。 共転動するねじは互いの飛び根を擦り合わせるため、バレル内に材料がたまりにくくなります。 これは、色や添加剤の切り替え、また熱に敏感な電子グレード樹脂の劣化を防ぐために非常に重要です。 スクリューエレメントとバレルエレメントの優れた互換性により、一つの機械で多くの製剤を生産できるため、市場参入に必要な資本が少なくなります。

ツインスクリュー・ラインが一回の通過で実行する機能には、材料の輸送、プラスチケ化、せん断、分散、均一化、排気口を通じた脱溶剤化、およびダイとペレタイザーへの圧力の供給などがあります。ESD合成物では、脱溶剤化が特に有用です。揮発性のオリゴマーと水分は抵抗の散乱を引き起こし、表面に欠陥を生じます。真空排気口を備えたバレルで、溶融物がペレットに成型される前に、これらの汚染物質を除去します。

古い世代の単一スクリューまたはバッチ内部ミキサーと比較して、共同回転式ツインスクリューラインは、連続的で一貫した出力、より緻密な電気抵抗分布、トンあたりの人件費の低下、および導電性および帯電防止性の品質を区別するための清掃作業の大幅な簡素化を実現します。電子機器の顧客に対してバッチ間の一貫性を証明しなければならない工場にとって、この一貫性は、適格なサプライヤーと不適格なサプライヤーとの違いを決定します。

Kerke KTEラボラトリおよびパイロットエクストラーダ

すべての商用静電気防止化合物ラインは、製剤開発、顧客サンプル、およびプロセスの検証のために、ラボやパイロットツインスクリュー押出機で始める必要があります。Kerkeは、これらの作業にKTE-16BからKTE-75Dまでの製品ラインを提供しており、すべて同じ共同回転プラットフォーム上に構築されているため、スケールアップは予測できます。

最小のKTE-16Bは、大学、企業の研究開発部門、および新しい静電気防止レシピを検証するマスターバッチャーに最適なベンチトップ型のラボ用エクストルーダーです。グラムからキログラムのバッチを処理し、エンジニアが抵抗率がカーボンブラックの量やグラフェンの量にどのように反応するかを測定し、本格生産に移行する前に確認できます。上位モデルのKTE-35とKTE-50は、約10から150kg/hの出力で、お客様の適合性試験を満たすのに十分な量を生産するパイロットプラントや小規模の特殊生産に適しています。KTE-65とKTE-75Dは、高価値のESD化合物のブリッジおよびブティック生産を対象としています。

下の仕様表には、Kerkeの研究所モデルとパイロットKTEモデルの名目値が記載されています。出力値はポリオレフィンベースの化合物の典型値であり、配合物、スクリューの回転速度、および充填剤の量によって異なります。すべてのモデルはコンピュータ支援による自己洗浄式の締め込みスクリュー設計を採用しており、標準化されたバレルセクションを介してサイドフィーダ、ロスインウェイトフィーダ、および液体フィーダを使用できます。

スタートアップの電子化合物工場の場合、推奨されるエントリーポイントは、開発用のKTE-35またはKTE-50のラボとパイロットラインです。これらを後に、下表にある生産ラインと組み合わせます。パイロットラインは、新しいレシピのリスクを軽減し、最初の顧客を獲得する小規模な認定バッチを生産することで、自らの費用を回収します。

Kerke KTE Production Extruders

ESD化合物の商業用量には、より大きなKTEモデルが必要です。Kerkeは、KTE-95DからKTE-135Dまでの生産用エクストラーダを製造しており、生産量は約700kg/hから数トン/時間まで広範囲にわたります。これらの機械は、パイロットユニットと同じモジュラースクリューとバレルの理念を採用しているため、KTE-50で実証されたレシピは、ほとんどの再作業を要することなくKTE-110Dにスケールアップできます。

大容量モデルは、24時間連続運転、強化されたギヤボックス、および精密な重量測定式給料装置を備えています。導電性カーボンブラック化合物の場合、生産ラインでは、下流のバレル部にサイドフィーダーを設置し、高密度の充填剤をポリマーが溶融した後に投入します。これにより、分散を保護し、メインの口部での過負荷を回避できます。グラフェンマスターバッチの投入の場合、ロスインウェイトフィーダーは、メインフィード部で濃縮物を計量し、スクリューのプロファイルを十分に柔らかく設定することで、プレート構造を保持します。

これらの生産用エキスプラーザは、下流のペレタイジングシステムに接続されます。電子グレードのESDペレットの場合、Wanplasは、Kerkeのエキスプラーザと直接統合できる、マッチしたペレタイジングおよび冷却システムを提供しています。これには、水冷ストランド、空冷ストランド、ダイフェイスホットカット、水リングカット、および水中ペレタイジング構成などがあります。水中ペレタイジングは、お客様の成形工場での自動供給に適した、清潔で球状の低粉じんペレットに最適です。

導電性混合用給餌システム

精密な供給は、抵抗率目標が実際に達成されるところです。Kerkeは、KTEエキスプラーザに搭載可能な完全な供給システムファミリーを提供しており、添加剤ごとに適切なシステムを選択することは、工場における重要な設計決定となります。

体積計測システムは、最もシンプルなメインフィードオプションであり、小さな変動が許容されるベース樹脂や低価値の充填剤に適しています。ロスインウェイトフィーダーは、電子グレードの化合物にとって主要な装置です。フィードストリームを連続的に重量計測し、スクリュースピードを調整して設定された質量流量を維持し、抵抗率が仕様内に収まるように厳密な添加剤精度を実現します。液体フィーダーは、静電気防止剤、加工補助剤、または結合剤を直接溶融ゾーンに注入します。これは、液体内部の静電気防止剤やグラフェン濃縮物の湿潤化に不可欠です。

高負荷のカーボンブラックの場合、サイドフィーダーが決定的です。プラスチファイジング後に緻密な粉を導入する、ダウンストリームのバレルセクションに取り付けられた小型のツインスクリュー装置です。これにより、メインのトホートに溢水を起こさず、充填剤が既に溶融したポリマーに接触するため分散性が向上し、メインフィードエレメントの摩耗が少なくなります。必要に応じて、メイントホートで大きな粉や低密度粉を処理するために、クラマーフィーダーが役立ちます。

プロセスフローと品質管理

堅牢な電子化合物工場では、原材料から認定されたペレットまで、規律的なプロセスが行われています。典型的な流れは、ベース樹脂の混合と乾燥、樹脂と添加剤の重量測定による投入、ツインスクリュー バレルでの溶融と分散混合、ベントでの脱溶解、ストランドまたはダイフェイスでのペレット化、冷却、そしてふるいを通すことです。各ステップは制御され、記録されています。

マスターバッチのレートは、品質の主要な要因です。導電性濃縮物は厳格な条件下で一度作られますので、生地樹脂に固定比率で単純に注入されます。たとえば、20％のカーボンブラックマスターバッチを25％レートで注入すると、最終的な負荷率は5％になります。レートを狭い範囲内に保つことが、数千キログラムの電気抵抗を安定させる秘訣です。

Melt流動速度は、MFIまたはMFRとして報告され、各バッチで測定され、化合物が変質していないことと、粘度が顧客の成形機が期待する範囲内であることを確認します。 MFI信号に振れがあると、過熱、ねじの摩耗、または不一致な給餌が発生しています。 MFI のほか、工場ではねじ回転速度、各ゾーンの溶融温度、溶融圧力、モーター負荷を記録しています。これにより、抵抗値の異常値を追跡することができます。

分散テストは導電性化合物に特有のものです。分散が不良の場合、カーボンブラックの凝集体が形成され、局所的な導電島や弱点が生じるか、連続的なネットワークが形成されず、抵抗率が高くなります。工場では、ペレットのマイクロトーム断面顕微鏡による分散の検査、成形シート全体でのプラーク抵抗率のマッピング、および電気的連続性スキャンを実施します。分散が良好な化合物では、テストプラークの端から端まで、抵抗率が均一になります。

表面抵抗値と体積抵抗値は、IEC、ANSI、およびESD協会の参照実験に基づいて確認されています。これらの組織は、ESD材料の分類と試験方法を定めています。 これらの規格は、プラントの品質基準として引用され、特定のグレードへの適合宣言は、お客様の要件に応じて認定された検査機関によって確認されます。 電子機器のパッケージングでは、一般的な期待は静電気を発散する帯域ですが、導電性トートバッグや特定の床材では、より低い導電性帯域が目標となります。 工場は、配合物と製造プロセスを調整することで、静電気防止から導電性までの全帯域を実証できるはずです。

ねじの配列こそが、成功を決定する目に見えないコントロールです。 一般的な導電性化合物では、最初のバレルでは、ポリマーを溶かして充填剤を湿らせるために輸送と軽度の練りを行い、中間のバレルでは、高い充填量で厳しく重ね合わせた練りブロックを使用してカーボンブラックの凝集体を破砕し、最後のバレルでは、溶融物をダイに送る前に、逆元素と換気装置を使用して脱溶化を行います。 温度プロファイリングでは、供給ゾーンと溶融ゾーンはプラスチケ化するほど温度を上げ、高摩擦の練り込みゾーンは樹脂の安全上限に近くに保たれることで、粘度が低下し摩擦効率が向上し、メータリングゾーンは安定化されるため、ペレタイザーは気泡のない安定した溶融状態を維持することができます。 このプロファイルを正しく設定することが、あらゆるセットポイントを記録するラボラトリラインがそのサイズよりも価値がある理由です。

クリーンルームとESD設備に関する考慮事項

電子グレードの化合物は、一般的なマスターバッチよりも清潔な工場を必要とします。目標は、回路基板やセンサーに触れる樹脂からイオン性の汚染物質、繊維、および埃を遠ざけることです。すべてのESD化合物に完全な分類されたクリーンルームを設置することは必須ではありませんが、管理された生産環境は強く推奨され、最上級の電子材料ではしばしば必須となります。

実用的な設計は、湿度を調整したエリアから始まります。移動性の静電気防止装置は、薄い水分フィルムに依存するため、非常に乾燥した空気では抵抗が範囲外に出てしまうことがあります。また、結露を防ぐ必要があります。接地された静電気防止床と接着された金属ダクトは、装置自体に電荷蓄積を防ぎます。空気処理は、入る空気を微粒子を制御するためにフィルタリングする必要があり、原材料のシロを密閉し、酸化や水分が樹脂に悪影響を及ぼさないように窒素で洗浄する必要があります。

人員の規律はハードウェアと同じくらい重要です。混合および包装ゾーンのオペレーターはESD対策の衣類を着用し、イオンジェネレーターは充填および袋詰めのポイントで電荷を中和する必要があり、すべての金属部品は共通の地面バスに接続する必要があります。完成した帯電防止ペレットを静電気防止の袋に入れたり、導電性の中間バルクコンテナに入れたりすることで、保管や輸送中にその特性を保持できます。

工場をゾーニングすることで、交差汚染を防止できます。導電性カーボンブラックと軽量の抗静電性グレードでは、専用ラインまたは少なくとも専用のクリーニングサイクルを設定しておく必要があります。微量のカーボンが容易に移動するため、抗静電性の製品が導電性になる可能性があります。Kerke KTE シリーズの自動クリーニングスクリュー設計により、切り替え作業が短縮されますが、認証を受けるには、文書化されたパージおよびクリーニング手順が欠かせません。

汚染源は簡単に過小評価されがちです。周囲の埃、入荷パッケージからのボール紙繊維、そして取り扱いに伴う皮脂などは、電離または導電性の残留物を残し、抵抗率の測定値を歪ませ、薄い電子フィルムに欠陥を生じさせます。実用的な工場では、樹脂は密閉されたサイロまたは内壁を張られたコンテナーを通して供給され、添加物は別の清潔な計量室で計量され、原材料ゾーンとパッケージングゾーン間の足回りの通路は制限されます。リサイクルまたは再加工流れでの金属検出と磁気分離は、スパークやスクリーンチェンジャの損傷を防ぎます。コンベアや保管タンクの材質の選択も重要です。導電性グレードでは、接地されたステンレス鋼は塗装された鋼よりも良い選択で、粒子を落とすこともなく、静電気を保持しません。

ドキュメンテーションはループを閉じます。電子化されたコンパウンド工場では、すべての原材料のロット番号、すべての製造工程の正確な給料器セットポイント、スクリューとサイド給料器の保守履歴、すべてのバッチの抵抗率結果を記録する必要があります。このトレース可能性こそが、工場が自動車および高信頼性の顧客による監査に合格し、数か月後に再開発することなく適格なコンパウンドを再現できるようにするものです。Wanplasの制御哲学は、Kerkeライン上のレシピ管理とデータ収集により、まさにこの規律を支えるように構築されています。

最後に、レイアウトは、重量計測と投入を主要なプロセスから分離するようになっており、振動や温度によって添加物の正確性が妨げられることはありません。また、サイドフィーダ、スクリーンチェンジャー、ペレタイザーへの明確なメンテナンスアクセスも提供されています。電子化されたコンパウンド工場は、エクストルーダー自体と同様に、材料衛生と基盤確保に関することでも重要です。

アプリケーション産業

ESD安全な化合物工場は複数の高付加価値市場を対象としており、ツインスクリューラインの調合の柔軟性により、同一工場がこれらのほとんどの市場に対応できるようになっています。最も明確な例は、電子機器のパッケージングです。静電気防止フィルム、気泡緩衝材、および回路基板や部品を輸送中に包み込むバッグなどがあります。静電気を放出させないトレイ、チューブ、リールは、自動組立ライン上で部品を保持し、繊細なデバイスに影響を与えません。

ESD対応コンポーネントが第二の柱を形成します。導電性または放散性化合物から製造された成形コネクタハウジング、チップキャリア、およびデバイスエンクロージャーは、内部の電子機器を保護し、自動化ラインでの安全な取り扱いを可能にします。これらの部品は多くの場合、エンジニアリング樹脂をベースとしており、KTEプラットフォームが提供する注意深い温度およびせん断制御が必要となります。

自動車産業はESD化合物の消費量が急速に増加している分野です。現代の車両には、数十の電子制御ユニット、センサー、およびバッテリ管理システムが搭載されており、静電気制御により信頼性が向上します。燃料システムや内装部品も、埃の付着や火花の発生リスクを防ぐ抗静電性を備えることで利益を得ます。自動車向けの適合性認定では、一貫性とトレース可能性を確保するための文書化が求められますが、規律あるツインスクリュープラントならこれを提供できます。

消費者向け電子機器は第四の市場です。携帯電話やノートパソコンの内部フレーム、プリンタの部品、家電製品のケースなどでは、埃の付着を減らし回路を保護するために静電気防止樹脂がますます使用されています。これら以外にも、静電気防止化合物は医療機器の包装、クリーンルーム用消耗品、および特殊な産業用フィルムに使用されています。1つのマシンファミリーで10^9の静電気帯域から10^3の導電帯域まで調整できる工場は、これらすべてのセグメントを取り込み、別の技術に再投資する必要がありません。

モデル選択ガイド

適切なKerke KTEモデルを選ぶには、対象となる合成物、必要な出力、およびフィーダ構成を考慮する必要があります。下の表では、一般的な電子合成物のシナリオを推奨される機械とフィーダ設定にマッピングしています。出力数値はポリオレフィンベースの合成物を前提としており、充填剤の量や樹脂の粘度によって変化します。

表に示されているように、単一の KTE-50 パイロットラインであらゆる製剤を開発できます。一方、生産工場では通常、最初に KTE-75D または KTE-95D ラインを導入し、注文が増えると容量を拡大していきます。すべてのモデルが同じ要素哲学を共有しているため、トレーニング、予備品、およびねじの設計はライン間で引き継がれ、生涯の運用コストを予測可能にします。

サービスとサポート

電子化合物工場の建設は長期的な取り組みであり、WanplasブランドはKerkeのすべての機械に具体的なサポート方針を提供しています。 各Kerkeツインスクリューラインは、出荷前に受け入れテストを実施し、工場では負荷下でエクストラーダを稼働させて、出力、分散品質、および制御の安定性を確認します。 設置および試運転は、お客様の工場でラインをセットアップし、操作員に製剤作成、スクリュー組み立て、品質チェックについてのトレーニングを行う経験豊富なエンジニアが行います。

スペアパーツのポリシーは明確で曖昧さのないものです。Kerkeは、毎年500米ドルの無料スペアパーツを提供し、保証期間内の損傷した部品の無料交換も行っています。この予測可能なサポートは、ESD化合物ビジネスが依存する継続的な運用を保護します。リモートモニタリングとレシピ管理により、工場は各バッチを仕様内に保ち、パラメーターがずれる場合の対応時間を短縮できます。

Wanplas はオープンファクトリーのポリシーを採用しています。新規の投資家は、19,997 平方メートルの南京拠点を訪れ、機械の稼働状況を確認し、レイアウト、ねじの設計、製剤についてエンジニアリングチームと話し合い、その後に注文を出すことができます。プロセスのノウハウが成功を決める電子化合物工場において、この透明性は大きな利点です。

導入および稼働開始計画

新しい電子化合物工場は、一気にすべてを導入するのではなく、段階的に稼働させるべきです。最初のステップでは、ケルケのエンジニアリングチームが提供するパイロット KTE ラインを設置し、参照配合物を実行します。これにより、工場は機械を学習し、既知のサンプルと比較してその電気抵抗率測定ベンチを検証します。第二のステップでは、通常はパッケージングやトレイ用の発散性ポリオレフィン化合物である最初の商用グレードを開発し、早期の顧客に認定サンプルを出荷します。第三のステップでは、注文量がそれを正当化するようになったら、パイロットユニットで実証されたスクリュー プロファイルとフィーダーレシピを再利用して、生産用 KTE-75D、KTE-95D、またはより大きなラインを追加します。

ラムプア期間中、工場は品質システムを構築してから量の増加に取り組むべきです。つまり、電気抵抗率計、溶融流動指数測定器、顕微鏡ステーションを設置し、重量計測、供給、切替、サンプリングに関する標準操作手順を作成し、それぞれに対して少なくとも1シフトあたり2人のオペレーターをトレーニングする必要があります。また、最初の顧客と電気抵抗率の範囲と試験方法を書面で合意する必要があります。同じ化合物についても、異なる買い手によって異なる基準で判断されることがあります。このような規律あるラムプアにより、最大生産能力を第一日に設置し、数か月間分散や汚染の問題と闘う工場よりも、安定した商業生産に早く到達することができます。

キャパシティ計画では、グレード変更時の余裕を確保する必要があります。電子化合物は、多くの小さな、指定されたロットで製造されるため、パージとクリーンアップ時間が含まれると、実質的な週あたりの生産量はネームプレート上のスループットよりも低くなります。ピーク数ではなく、現実的な稼働率を計画する工場は、過剰な約束や納品の不足を回避できます。モジュラー型のKTE設計も、この点で役立ちます。後で2台目のエクストラーダを追加することは簡単で、モデル間で共有されるスペアパーツとねじ部品は在庫コストを削減します。

よくある質問

新しい静電気防止化合物工場に最適なネジ径はどれですか?

パイロットおよび顧客による試験作業では、30～150 kg/hの生産能力を持つKTE-35またはKTE-50の共回転式ツインスクリューラインを選択します。発散性および導電性化合物の商業生産では、300～3,000 kg/hの範囲にあるKTE-75DからKTE-110Dのラインが実用的なスタート地点となります。すべてのKTEモデルが同じスクリューエレメント哲学を共有しているため、スケールアップは予測可能です。

カーボンブラックとグラフェンを同じツインスクリューラインで混合することは可能ですか？

はい。同じ共回転式ツインスクリュー・プラットフォームは、スクリューのプロファイルと給料器の構成を変更することで、両方の材料を処理します。カーボンブラックは高シェアの練り加工とサイド給料器を使用し、グラフェンマスターバッチまたはナノプラレットフィードは、面積比を保護するために穏やかな輸送を行います。そのため、一つのラインで複数の電子化合物グレードを処理することができます。

工場では表面抵抗をどのように確認していますか？

ペレットは証拠プレートまたはフィルムに変換され、標準湿度で調整された後、同心リングまたは二点プローブ抵抗計を使用して測定されます。その結果は、静電気制御に関するIEC、ANSI、およびESD協会の参照慣習に基づいて記録され、帯域外のバッチは、放出前にプロセス記録を通じて追跡されます。

ESD化合物の生産にはクリーンルームが必須ですか？

ほとんどのESD化合物に完全なクリーンルームは必須ではありませんが、繊維やイオン汚染を電子グレードの樹脂から遠ざけるために、コントロールされた低粉塵、湿度を調整した、接地された生産エリアを強く推奨します。最高級の電子材料では、お客様と合意した分類された環境が必要になる場合があります。

Kerkeはどのような予備品ポリシーを提供していますか？

Wanplasブランドの一部として、Kerkeは毎年500米ドルの無料部品を提供し、また、破損した部品の保証による交換、工場での受け入れテスト、設置と試運転、オペレータのトレーニング、工場見学などのサービスを提供しています。これにより、ESDプラントの継続的な運用が可能になります。

どのフィーダー構成が導電性マスターバッチの流し込みに適しているのでしょうか。

既製の導電性マスターバッチは、メインフィードトラクト上の重量損失フィーダーで計量され、液体静電気防止剤は液体フィーダーを通して投入されます。高負荷のカーボンブラックは、分散品質を保護し、メイントラクトの過負荷を回避するために、下流のバレルセクション上のサイドフィーダーを通して投入するのが最適です。

フォーミュラをラボから生産へスケールアップするには、どのくらいの時間がかかりますか？

Kerke KTE-16B、KTE-50、およびKTE-110Dは同じモジュール式のネジとバレルデザインを採用しているため、パイロットラインで実証されたレシピは通常、短いチューニングサイクル内に生産ラインへと移行できます。ほとんどの作業は、フィーダの設定ポイントと練りブロックの配置を確認することであり、プロセスを最初から設計し直す必要はありません。

エクストラーダは、ESDハウジング用のエンジニアリングプラスチックを処理できますか？

はい。KTEシリーズはポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリアミド、およびその他のエンジニアリング樹脂を組み合わせています。電子機器のハウジングやコネクタアプリケーションに必要な樹脂に応じて、温度プロファイルとせん断を調整し、同時に同じフィーダファミリーを通して導電性添加剤を導入します。

結論

静電気防止およびESD対応の電子プラスチック合成工場を構築することは、配合、分散、およびプロセス制御に関する厳密な作業であり、その中心にある機械が回転同径ツインスクリュー押出機です。Kerkeは、12年以上の合成押出機経験を持つ、中国でトップ5に位置する、19,997平方メートル以上の拠点を有し、70カ国以上で機械が稼働しているWanplasの工場で、ラボ用のKTE-16Bから大容量のKTE-135DまでのKTEシリーズを提供し、製剤試験から大量生産まであらゆる規模をカバーしています。

技術的な道筋は明確です。基材樹脂と目標の抵抗値帯を選択し、コストと性能に応じて移動性静電防止剤、永久静電防止剤、導電性カーボンブラック、またはグラフェンを選択します。適切な給料装置構成を備えたコンピュータ支援による自動清掃型ツインスクリューラインに分散させます。品質を確認するために、落下制御、溶融流量の検査、分散顕微鏡検査、およびIEC、ANSI、およびESD協会の実務に基づく抵抗値測定を行います。清潔で接地された湿度管理された工場と規律ある切り替え手順で結果を保護します。

Kerkeは、製剤の開発と認定を行うためにKTE-35またはKTE-50のパイロットラインから始め、その後、注文が増えてくるにつれてKTE-75D、KTE-95D、またはより大きな生産用エクストラーダを追加することを推奨しています。 Wanplasブランドの年間500ドルの無料部品保証、工場受け入れ試験、設置・試運転、トレーニング、オープン工場での歓迎などにより、概念から認定された電子化合物工場への道筋は実用的で再現性があります。

静電気防止用ESD化合物工場を計画している場合は、対象物質、抵抗値帯、および必要な出力をKerkeのエンジニアリングチームに送信してください。彼らはカスタマイズされたKTE構成を提案し、デモンストレーションとレイアウトの確認のためにあなたを南京工場に招待し、試作サンプルを手配して、製品の本番生産に移行する前にその化合物を検証することができます。