パート1では、炭酸カルシウム、タルク、ウォラストナイトの基本的な役割を探求しながら、より強度が高くコスト効率の高いプラスチックの秘密を解き明かしました。しかし、プラスチックフィラーの世界はそれだけではありません。今回は、カオリン、マイカ、シリカといった材料が、革新的なプラスチックコンパウンドの鍵となる可能性を探ってみましょう。
カオリン
カオリン（Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O）は、陶土、白土、陶土とも呼ばれる粘土鉱物粉末の一種で、主に以下の成分からなる層状珪酸塩です。 水和ケイ酸アルミニウム柔らかく滑らかな質感で、密度は 2.2～2.6 g/cm³ pH値は 5～6無毒で難燃性を有します。カオリンは炭酸カルシウムよりも加工性に優れ、樹脂重量の3倍の充填量でも成形可能ですが、炭酸カルシウムは1：1の充填量では加工が困難になります。
カオリンはプラスチックフィラーとして優れた電気絶縁性を有し、PVC絶縁電線被覆、PEおよびPPケーブル、フィルム複合材料に適しています。例えば、PVCに10%カオリンを重量比で添加すると、電気絶縁性能が5～10倍向上します。また、カオリンは印刷用紙製造用のポリスチレン系フィルム複合材料にも配合できます。ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂では、粘度や加工性を調整し、耐摩耗性を向上させます。さらに、カオリンはPPの核剤として作用し、一定の難燃効果も発揮します。
プラスチックにおけるカオリンの典型的な添加率は、 5%から60%、粒子サイズは 100メッシュ あるいはそれより細かい粒子です。カオリンは吸湿性が高いため、保管時には吸湿や凝集を防ぐ必要があります。使用前には、プラスチック製品の品質に影響を与えないように乾燥させる必要があります。プラスチックとの適合性を向上させるために、親油性剤による表面処理が行われる場合もあります。
雲母
雲母は層状構造をしており、複雑な組成をしています。 水和アルミノケイ酸塩 アルミニウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、鉄などの元素を含む鉱物。充填剤としての雲母粉は、天然雲母の破片を粉砕・加工して製造されます。通常、粒子径は 8～10μm アスペクト比は約30で、ガラス質の光沢を持つ典型的な薄片状構造を示す。水分含有量は 1.0%から4.2%、無毒なので、 食べ物-製品に接触します。
マイカパウダーは、PE、PP、PVC、PA、ABS、ポリエステルなどの熱可塑性プラスチック、およびEP（エポキシ樹脂）やPF（フェノール樹脂）などの熱硬化性プラスチックに充填できます。添加率は一般的に 10%～40%、粒子サイズは 100～325メッシュプラスチックフィラーとして、マイカはプラスチック製品の引張弾性率と曲げ弾性率を大幅に向上させ、優れた電気絶縁性、耐熱性、寸法安定性、耐湿性、耐腐食性を提供します。主な欠点は、比較的コストが高いことです。
珪藻土
珪藻土は、海底や湖底に単細胞藻類が堆積して形成された化石です。主成分はSiO₂で、多孔質で軽量であり、容易に粉砕して粉末状にすることができます。白色または淡黄色の粉末で、粒径は約10μmです。 25～40μm そして密度は 1.6～2.3 g/cm³.
珪藻土は、PVC、ポリオレフィン（PO）、熱硬化性プラスチックに適した高品質の軽量フィラーです。また、軽量、遮音、断熱建築複合材のブロッキング防止剤としても使用されます。ただし、油分や樹脂の吸収率は比較的高いです。
カーボンブラック
カーボンブラックは、炭化水素を制御された条件下で不完全燃焼させることで製造されます。製造方法により、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックなど、様々な種類があります。カーボンブラックをポリマーに添加すると、光劣化や熱酸化を防ぐだけでなく、プラスチック製品の剛性も向上させます。
カーボンブラックの粒子径は製品の性能に影響します。粒子が細かいほど黒度が高く、紫外線遮蔽性、耐老化性、表面抵抗率が低下します。しかし、粒子径が細かいほど分散が難しくなる場合があります。フィラー用途では、通常、粒子径の大きいファーネスブラックが使用され、典型的な粒子径は 25～75μm.
シリカ
シリカ（SiO₂）は、石英粉とシリカ粉に分類される岩石粉末の一種です。天然シリカ粉末は、主に不飽和ポリエステルやエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に使用され、人工オニキスや大理石の製造に使用されます。
シリカは合成も可能で、一般的にホワイトカーボンブラックとして知られています。カーボンブラックに次ぐ補強性充填剤として、マット効果をもたらし、プラスチックの電気絶縁性と硬度を向上させます。主な欠点は、流動性の悪さと粘度の高さです。
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