ポリプロピレン(PP)にセルロースナノファイバー(CNF)を配合し セルロースナノファイバー配合量、5%、10%、20% で二軸今点試作を実施。 使用設備　　　：　二軸押出機　26㎜ ／ L/D45 投入方法　　　：　メインフィーダー　ポリプロピレン樹脂 　　　　　　　　　サイドフィーダー　セルロースナノファイバー スクリュー構成：　前半　搬送＋軽いフィード部 　　　　　　　　　中盤　ニーディングブロックで分散 　　　　　　　　　後半　ミキシング＋脱揮ゾーン ■5％配合 ●スタート直後立ち上がりは非常にスムーズとなり 　PP単体時のトルクが仮に40％前後とすると、セルロースナノファイバー 　5％でトルクは約45％程度となり、ほぼ誤差レベルとなった。 　再度フィードからのセルロースナノファイバー供給も問題なし 　(ブリッジやつまり等の兆候は見られない) 　溶融状態も良好で、ストランドも均一で、 外観では 　バージンPPと比べ多少のマット感。 　この条件ではニーディングの効きも過剰ではなく 　「分散もそこそこ、加工も安定」というバランス。 　量産OK

樹脂にニッケル(Ni)粉末を配合すると、一般的な無機フィラーとは 少し違い、金属特有の機能性が樹脂に付与されます。 特に導電性、電磁波シールド、耐熱性　等の機能材料として 使用されることが多いです。 以下、物性変化について整理します。 ■樹脂にニッケル粉末を配合する事で得られる物性 ①電気特性(導電性の付与) ●ニッケルは金属なので、樹脂に配合すると導電性が生まれます。 ・体積低効率の低下 →樹脂単体　　　　　10¹³～10¹⁶　Ω・cm (絶縁体) →ニッケル粉末配合　10⁰～10⁶　Ω・cm (配合量で変化) ・効果 →静電気防止 →帯電防止 →導電性樹脂 →EMIシールド材料 ※一般的な配合量：30～70wt％ ②電磁波シールド(EMIシールド) ●ニッケル粉末は磁性+導電性を持つ為、　 　電磁波対策材料として優秀です。 ・シールドメカニズム →電磁波反射 →電磁波吸収 →過電流損失 ・典型用途 →電子機器ハウジング →車載ECU →5G機器 →通信機器 ※シールド性能　30～80dB(配合量のよる) ③磁性付与(磁性材料) ●ニッケルは強

今回、ポリアミド樹脂にカーボンナノファイバー(CNF)を 5％、10％、20％で配合し、二軸押出機にてコンパウンドを実施。 まず前提として、CNFは極めて軽量かつ凝集しやすく フィード時点でのハンドリング性が挙動に大きく影響する印象だった。 使用設備：　二軸押出機　26㎜ ／ L/D45 投入方法：　メインフィーダー　ポリアミド樹脂 　　　　　　サイドフィーダー　CNF ■5％配合 ●5％配合では、見た目、流動性ともにポリアミド単体に近い挙動を維持。 ・溶融粘度　：　トルクやや上昇(軽微)　 ・分散性　　：　比較的良好(ダマの発生は少ない) ・外観　　　：　若干の黒味が付与される程度 ・成型性　　：　ほぼ問題なし ※導電性については、まだパーコレーションには届かない印象で 　大きな変化は感じにくい。 　ただし、剛性はわずかに向上している印象となり【少し締まった材料】 　になった感覚。 　【ベース樹脂を崩さず、軽く機能付与する領域】 ■10％配合 ●10％配合した瞬間に機械挙動に変化。 ・まず、トルクが一段上がる。 　スクリューに負荷がかかってきて

樹脂にジルコニアを配合すると、セラミック特有の高強度、耐摩耗、耐熱性 等が樹脂に付与されます。 特に、エンジニアリングプラスチックや高機能コンパウンドで 使用されることがあります。 以下、物性変化について整理します。 ■樹脂にジルコニアを配合する事で得られる物性 ①機械的強度の向上 ※ジルコニアはセラミックスの中でも非常に強靭な材料です。 ・主な効果 →引張強度向上 →曲げ強度向上 →圧縮強度向上 →剛性(ヤング率)向上 ※理由 ・ジルコニア粒子が樹脂マトリックスの補強材として働き 　荷重を分散します。 ※例 PA、PPS、PEEK　等に添加される事があります。 ②耐摩耗性の向上 ※ジルコニアは非常に硬い材料です。 ・モース硬度 →8～8.5 その為、 ・摩耗量減少 ・摺動部品の寿命延長 ※用途例 ・ギア ・ベアリング ・摺動部品 ③耐熱性(HDT)の向上 ※ジルコニアは耐熱温度1000℃以上のセラミックです。 　その為、樹脂に配合する事で、 ・熱変形温度(HDT)上昇 ・高温剛性向上 ④寸法安定性の向上 ※セラミックフィラーの為 ・線膨張係数(

樹脂にグラフェンを配合すると、一般的なフィラー(炭酸カルシウム、タルク　等) とは異なり、電気、熱、機械特性を同時に大きく向上させることが出来ます。 グラフェンは炭素原子が1層のシート状(2D構造)になったナノ材料で、 非常に高性能なフィラーです。 以下、得られる物性を細かく整理します。 ■樹脂にグラフェンを配合する事で得られる物性 ①機械強度の向上 ●グラフェンは鋼鉄の約100～200倍の強度を持つ為 　樹脂の補強材として非常に優れています。 ・主な効果 →引張強度向上 →曲げ強度向上 →弾性率(剛性)向上 →耐摩耗性向上 →耐疲労性向上 ・例 →PA →PP →ABS 等に数％配合すると、10～15％程度の強度向上が期待できる。 ②電気導電性の付与(導電性) ●グラフェンの最大の特徴の一つが非常に高い電気伝導性です。 ・得られる機能 →導電性樹脂 →静電気防止 →帯電防止 →EMIシールド ・用途例 →電子機器筐体 →半導体トレー →バッテリー部材 ※カーボンブラックより少ない添加量で導電化できるのが特徴です。 ③熱伝導性の向上...

合成紙は空隙構造をいかに壊さず、均一分散させるかが重要となる。 ■基本コンセプト(最重要) ●スクリュー構成のポイントは一言で言うと、 「低せん断×分散重視×滞留短」 　通常のフィラー(タルク、炭カル)と同じ攻め方をすると 　空隙が潰れて、ただの炭カル入りPPとなります。 ■推奨スクリュー構成(ゾーン別) ①フィードゾーン(搬送) ・フルフライト(通常スクリュー) ・ピッチ　：　標準～やや広め ※目的 ・安定供給(樹脂ペレット主体) ②溶融ゾーン(重要) ●低せん断設計 ・30°ニーディング(少量) ・弱いミキシングエレメント ●NG ・45°、60°ニーディング多用 ・強圧縮　→　温度上昇　→空隙崩壊 ※ポイント ・溶かすだけで、混ぜすぎない ③サイドフィーダー投入(粉砕合成紙投入) ●樹脂が完全に溶融した直後に投入 ※理由 ・粉砕合成紙を溶融前に投入すると粉砕＆構造破壊 ・溶融後に「優しく混ぜる」のがベスト ④分散ゾーン(最重要設計) ●推奨構成 ・30°ニーディングディスク(短め) ・ミキシングエレメント(分散型：ZMEやSMX系) ・逆ね

樹脂に合成紙を配合すると、「フィラー＋機能材」の中間的な扱いとなり 設計次第ではかなり面白い特性が得られる可能性がございます。 ■樹脂に合成紙を配合する事で得られる物性 合成紙とは主に、PPベース＋無機フィラー(炭酸カルシウム　等)＋延伸構造 で作られた多層構造シートです。 つまり、「軽量、白色、空隙構造有りの複合体」 これを粉砕して樹脂に配合すると以下のような効果が得られます。 ①軽量化(比重低減) ・合成紙内部の微細空隙により ・樹脂単体より密度が下がる ●効果 ・PPに対してさらに軽量化可能 ・発泡程ではないが「セミ軽量化」になる ※注意点 ・過剰配合で強度低下 ②剛性ＵＰ(曲げ弾性率向上) ・無機フィラー成分(CaCO₃)による補強効果 ●結果 ・曲げ剛性ＵＰ ・変形しにくくなる ※傾向 ・タルクや炭カルに近いが「軽量より」 ③白色性、隠蔽性の向上 ・合成紙は非常に白い(高反射) ●結果 ・着色なしでも白色化 ・顔料削減(コストメリット) ・印刷用途にも向く ④表面マット性、質感向上 ・微細空隙＋延伸構造由来 ●結果 ・梨地、マット感 ・

「樹脂＋木粉」を二軸押出機で安定してコンパウンドする条件を 整理致します。 ■木粉コンパウンドの難しさ ●木粉は、吸湿性が高い、熱に弱い、分解しにくい為 　「低温でしっかり分散し水分を徹底除去」これが鉄則です。 ①温度プロファイル(最重要) ●基本設定(PP、PE系) ・フィード部　：　160℃～170℃ ・圧縮部　　　：　170℃～180℃ ・混錬部　　　：　175℃～180℃ ・ダイス　　　：　180℃前後 ※ポイントとして、200℃は絶対に越えない、高温すぎると 　木粉の劣化及び炭化(黒点、臭気、ガス) ・高温すぎる　→　焼け、発泡、臭気 ・低温すぎる　→　未溶融、分散不良 ②スクリュー構成(かなり重要) ●基本コンセプトとしては、せん断をかけすぎない分散 ・推奨構成イメージ 搬送(フィード) 溶融(樹脂のみ) 木粉投入(サイドフィーダー推奨) 分散(弱～中ニーディング) 脱揮 軽量→ダイス ●ニーディングディスク ・30 or 45℃　：　◎ (マイルド分散) ・60℃以上　　：　△ (せん断強すぎる) ※せん断が強すぎると、木粉粉砕、発

樹脂に木粉(ウッドフラワー/木質フィラー)を配合すると単なるフィラー以上に 「天然由来の機能材」として多方面な物性変化が起きます。 以下、実務的に細かく整理致します。 ■樹脂に木粉を配合する事で得られる物性 ■基本コンセプト ●木粉は「軽量、多孔質、親水性」を持つセルロース系材料で 　樹脂とは性質は大きく異なります。 　その為、補強、軽量化、機能性付与、デメリットの混在が特徴です。 ①機械特性への影響 ●剛性 ・大きく向上 ・繊維質構造により「骨格補強効果」 ・タルクよりも「ナチュラル系で剛性up） ※家電、建材用途で多用 ●強度 ・引張強度：　やや低下～横ばい ・衝撃強度：　低下しやすい ※理由としては、界面接着が弱い、応力集中が起きやすい 　改善策としては、カップリング剤(例：シラン、MAH変性PP)で向上 ●伸び ・大きく低下 ※木粉が割れの起点になる為 ②熱特性 ●耐熱性 ・200℃前後で劣化開始 ・木粉が先に炭化、分解 ※注意点としては、高温樹脂(PP、PPS)には不向き ③密度、軽量性 ・低下(軽量化) ・木粉密度：　約1.3～1.5

樹脂にアルミナ(酸化アルミナ)を配合すると、フィラー(充填剤）として 様々な物性が向上します。 アルミナはセラミック系フィラーで、特に熱、電気、耐摩耗に 強い特徴があります。 以下、整理致します。 ■樹脂にアルミナを配合する事で得られる物性 ①熱特性 ■熱伝導率向上 ●樹脂単体では熱電率が低い(0.2～0.4W/mk程度)が 　アルミナ配合量　　　熱伝導率 ・30wt％　　　　：　1～2W/mk ・60wt％　　　　：　3～5W/mk ・80wt％　　　　：　10W/mk →放熱素材となる。 ※用途例 ・LED放熱部品 ・パワー半導封止 ・電源モジュール ■耐熱性向上 ●アルミナは融点　約2050℃ ・効果 →熱変形温度(HDT)向上 →軟化抑制 →高温寸法安定性向上 ※例 ・PA、PBT、エポキシ　等で効果大 ②電気特性 ■絶縁性向上 ●アルミナは優秀な電気絶縁材料 　特性 ・体積抵抗値　　：　10¹⁴Ωcm以上 ・絶縁破壊強度　：　向上 ・誘電損失　　　：　低い ※絶縁しながら、熱を逃がせる材料 　これは電子部品で非常に重要。 ③機械特性 ■

樹脂にシリコーン粒子(シリコーンパウダー、シリコーンゴム粒子)を配合すると 主に「滑り性、離型性、耐摩耗性、触感改良」等の特性が向上します。 材料設計では比較的よく使用される添加剤です。 以下、物性ごとに細かく説明いたします。 ■樹脂にシリコーン粒子を配合する事で得られる物性 ①滑り性(低摩耗性)の向上 ※シリコーンは表面エネルギーが非常に低い為、樹脂表面の摩擦係数を下げます。 ・効果 →摩擦係数低下 →摺動性向上 →異音(きしみ)防止 ・代表例 →POMギア →PA摺動部品 ・家電のスライド部品 ・物性変化例 →動摩擦係数　：　0.4→0.15～0.25程度 ②離型性の向上 ※金型から製品が外れやすくなります。 ・効果 →金型離型改善 →成形サイクル短縮 →成形不良低減 ・改善する不良 →型離れ不良 →白化 →引きずり ③耐摩耗性の向上 ※シリコーン粒子はやわらかい弾性粒子の為、摩耗時にクッションの 　役割をします。 ・効果 →摩耗量低減 →摺動寿命向上 →表面損傷防止 ・用途 →ギア →プッシュ →摺動部材 ④表面触感(タッチ感)の改良...

樹脂に酸化チタン(TiO₂)を配合すると、主に白色顔料・機能性フィラー として働き、外観だけでなく耐久性や機能面にも影響を与えます。 以下に、物性変化を細かく記載いたします。 ■樹脂に酸化チタン(TiO₂)を配合する事で得られる物性 ①白色度、隠蔽性(最も大きく効果) ※酸化チタンは世界で最も隠蔽性が高い白色顔料です。 ・得られる物性 →非常に高い白色度 →高い隠蔽力(下地が透けない) →高反射率 →発色安定性 ※理由は、酸化チタンは屈曲率：　約2.7(ルチル型)と非常に高く 　光散乱が強い。 ※用途例 ・家電外装 ・自動車内装 ・医療樹脂 ・食費容器 ②ＵＶ遮蔽(紫外線遮蔽) ※酸化チタンは紫外線を強く吸収、散乱します。 ・得られる物性 →紫外線遮蔽 →樹脂の劣化防止 →黄変防止 →屋外耐候性向上 ・結果 →屋外寿命が延びる →色褪せ抑制 ※ただし表面処理されていない酸化チタンは 　光触媒作用で逆に劣化を推進する場合があります。 ③耐候性向上 ※酸化チタンは耐候性が非常に高い。 ・得られる物性 →耐候性向上 →長期白色維持 →光安定性向上...

樹脂をストランド状態(押出された麺状)にしたときに中央に穴(空洞)が 出来る原因はいくつかあります。 主に、「内部ガス」「流動状態」「冷却」の3系統です。 現場では複数が重なっている事が多いです。 ①水分、揮発成分によるガス発生(最も多い原因) ●原料や添加剤に水分や揮発成分があると、押出機内の高温で 　蒸発して内部からガスが発生します。 ・現象 →樹脂内部にガスが溜まる。 →押出される時に中心が膨らむ。 →冷えて固まると中心が空洞になる。 ・よくある原因 →樹脂乾燥不足(PA、PET、PC　等　吸湿樹脂) →フィラーの水分(炭酸カルシウム、セルロース、卵殻　等) →添加剤の揮発分 ・対策 →樹脂乾燥温度、時間の見直し →フィラーの乾燥 →真空ベント使用 ②外側が先に固まり、内部が引ける(収縮空洞) ●ストランドは外側から急冷されます。 ・現象 →外側が先に固まる →内部はまだ溶融状態 →内部が冷えると体積収縮 →外側が固いので中心に空洞が出来る ・発生しやすい樹脂 →PP →PE ・対策 →水槽温度を少し上げる →ストランド径を小さくする →押

樹脂に防曇剤(アンチフォグ剤)を配合すると、主に結露による 曇りを防ぐ機能が付与されます。 特に食品包装フィルムや農業用フィルム、透明カバー　等で 重要な添加剤です。 以下、物性変化を細かく整理致します。 ■樹脂に防曇剤を配合する事で得られる物性 ①防曇性(曇り防止) ●最も重要な効果です。 　原理：　通常、水滴は表面で水滴(ビーズ状)になります。 　　　　　防曇剤があると、 →表面張力を低下 →水を薄い膜状(ウォーターフィルム)に広げる ※結果 ・光の乱反射が減る ・透明性が維持される ②表面親水性の向上 ●防曇剤は界面活性剤系が多く、樹脂表面が親水化します。 ・効果 →水が広がる →水滴形成を防ぐ →表面の濡れ性向上 ※接触角 　状態　　　　　　接触角 ・通常樹脂　　：　約90℃ ・防曇剤配合　：　20～40℃程度 ③透明性維持 ●防曇剤は透明樹脂用途が多いです。 ・例 →PEフィルム →PPフィルム →PETフィルム ※曇り防止される事で ・内容物が見える ・商品価値向上 ④水滴落下防止 ●水滴が大きくならない為 ・水滴落下しない ・食品、

樹脂に卵殻パウダー(Eggshell Powder)を配合すると、素材の物性に 様々な変化や付加価値が生まれます。 卵殻は主成分が炭酸カルシウム（CaCO3₃)であり、微細な構造と 多孔性を持つ天然の無機充填剤です。 以下、詳しく纏めます。 ■樹脂に卵殻パウダーを配合する事で得られる物性 ①機械的特性 ●引張強度 ・微粒子として樹脂内部に分散される為、適量なら樹脂の強度 　を若干向上。 　ただし、過剰添加は界面結合不良で逆に低下する場合がある。 ●曲げ強度、剛性 ・卵殻パウダーは硬い無機質なので、樹脂の剛性を向上させ 　たわみにくくなる傾向がある。 ●衝撃強度 ・微細粒子は亀裂進展を抑制する場合があるが、界面接着が弱いと 　衝撃で割れやすくなる事があります。 ●硬度 ・樹脂表面の硬度を増加さる傾向があります。 ②熱的特性 ●熱変形温度(HDT) ・パウダーにより熱的安定性がわずかに向上する場合があるが 　樹脂の種類に依存します。 ●熱伝導率 ・無機物なので熱伝導がわずかに向上し、局所的な発熱が 　分散されやすくなります。 ●耐熱性...

樹脂に麻(ヘンプ、リネン　等の植物繊維)を配合する事で得られる 物性についてまとめます。 主に熱可塑性樹脂(PP、PE、PLA　等)に麻を配合した場合について、 ■樹脂に麻を配合する事で得られる物性 ①機械的性質 ●引張強度 ・麻繊維は強度が高い為、樹脂中で背にが十分に分散、接着していれば 　引張強度が向上する。 　ただし、繊維間の界面接着が不十分だと低下する事がある。 ●曲げ強度、剛性 ・麻は剛性が高い天然繊維である為、樹脂に配合すると 　曲げ強度(モジュラス)が上昇。 　軽量化しつつ剛性を高めたい用途に有効。 ●衝撃強度 ・麻繊維は脆いので、配合量が多いと衝撃強度は低下する傾向。 　ただし、繊維長や分散、樹脂との界面処理により改善可能。 ●圧縮強度 ・比較的向上するが、繊維方向依存が出やすく、方向性が重要になる。 ②熱的性質 ●熱変形温度(HDT) ・麻配合により若干向上する場合がある。 　(繊維が熱に強く樹脂の流動性を抑える為) ●熱安定性 ・麻自体は200℃状で劣化する為、加工温度の高い樹脂には注意。 ●熱膨張係数 ・麻は熱膨張が小さい為

樹脂に顔料(Pigment)を配合すると、単なる「色付け」だけではなく 光学、耐久、加工、機能性　等の様々な物性に影響します。 以下、細かく整理していきます。 ■樹脂に顔料を配合する事で得られる物性 ①着色 ※最も基本的な効果です。 ・特徴 →樹脂に均一な色を付与 →透明、半透明、不透明の制御 →高い耐久色 ※メリット ・意匠性向上 ・ブランドカラー再現 ・製品識別 ※用途例 ・家電筐体 ・自動車内装 ・日用品 ②隠蔽性 ※顔料は光を通さず下地を隠す効果があります。 ・代表例 →Titanium Dioxide ※効果 ・白色の高い遮蔽性 ・下地色を隠す ・製品の均一感 ③耐候性 ※顔料の種類によっては紫外線から樹脂を守る効果があります。 ・効果 →紫外線吸収 →樹脂の劣化防止 →色褪せ防止 ※特に強い顔料 ・酸化鉄 ・カーボンブラック ④UV遮蔽 ※特定の顔料は紫外線を吸収、散乱します。 ・効果 →屋外耐久性向上 →光劣化防止 →内容物保護 ※用途例 ・農業フィルム ・化粧品容器 ・建材 ⑤熱安定性 ※無機顔料は高温でも分解しにくい。 ・効果

樹脂に光安定剤(Light Stabilizer)を配合すると、主に紫外線(UV)による劣化を 防ぐ効果が得られます。 特に屋外用途のプラスチックでは非常に重要な添加剤です。 以下、得られる物性を細かく説明します。 ■樹脂に光安定剤を配合する事で得られる物性 ①耐候性(屋外耐久性)の向上 ※光安定剤の最大の効果です。 ・効果 →紫外線による樹脂の分子切断を抑制 →長期間の屋外使用が可能 ・具体的な改善 →色褪せ防止 →白色防止 →劣化速度の低減 ※例 ・自動車外装部品 ・屋外ケーブル ・農業用フィルム ②機械強度の保持 ※紫外線は樹脂の分子鎖を切断する為、放置すると強度が落ちます。 　光安定剤を配合する事で、改善される物性 →引張強度の維持 →衝撃強度の維持 →曲げ強度の維持 →伸びの保持 ※つまり、長期使用でも「脆くなりにくい」 ③クラック、破壊の抑制 ※紫外線劣化でよく起こるのが表面クラックです。 　光安定剤を配合する事で、改善される点 →表面クラック防止 →チョーキング防止(粉化) →マイクロクラック防止 ※外観寿命が大きく向上。 ④色、外

樹脂(プラスチック)に難燃剤を配合すると、主に「燃えにくくする」事が目的ですが、 実際にはそれ以外にも多くの物性変化が起こります。 材料設計ではかなり重要な添加剤です。 以下に、細かく整理致します。 ■樹脂に難燃剤を配合する事で得られる物性 ①難燃性(最も重要) ※最も大きな効果です。 ・主な効果 →自己消化性の付与 →燃焼速度の低下 →燃焼の拡大防止 →燃焼時の滴下抑制 ■代表的評価試験 ・UL94燃焼試験 → V-0 → V-1 → V-2 → HB ※V-0が最も難燃性が高い ■メカニズム ※難燃剤は主に3つの作用をします。 1.ガス相難燃(燃焼ラジカル捕捉) 2.炭化層(チャー層)形成 3.吸熱分解(燃焼温度を下げる) ②発煙抑制 ※難燃剤の種類によっては ・煙の発生量を低減 ・有毒ガス低減 ※特に、リン系、水酸化物系　で効果が高い。 ③熱安定性向上 ※燃焼温度に近い領域で ・熱分解温度の上昇 ・熱劣化抑制 が起こる場合があります。 ただし、種類によっては逆に低下する場合もあります。 ④炭化層(チャー)形成 ※リン系難燃剤　等では表面に炭

樹脂にシリカ(SiO₂)を配合すると、フィラーとして様々な物性が向上します。 以下に、出来るだけ細かくまとめます。 ■樹脂にシリカを配合する事で得られる物性 ※シリカは、球状(スフェリカル)、沈降法、溶融法(フュームド)、表面処理品 等　多種類あり、タイプによって効果が少し異なります。 以下は共通して得られる主な物性です。 ①機械特性の向上 ・引張強度の向上(特に球状シリカ) →シリカが補強材として働き、樹脂の骨格を強化する事で 　引張強度、曲げ強度、弾性率が向上します。 ・剛性(ヤング率)の向上 →無機材料であるシリカは硬度が高く、添加量に比例して 　剛性UP(硬くなる)効果が大きいです。 ・圧縮強度の向上 →エポキシや熱硬化樹脂で顕著で、圧縮強度、クリープ性改善 　が起こります。 ②寸法安定性の改善 ・低線膨張比(CTE低減) →シリカのCTE(熱膨張係数)は樹脂よりも非常に低い為 　配合すると樹脂の熱膨張が抑制され、精密成型品に有利になる。 ・成形収縮の抑制 →収縮を均一化し、反り、変形の低減、寸法ばらつきの低減に繋がります。 ③耐熱性の向