TPSエラストマーを探る：エラストマーとは何か？

TPSとは？

ポリマーは、温度や応力に対する挙動や反応に基づいて4つのカテゴリーに分類される：熱可塑性プラスチック、エラストマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー（TPE）である。.

熱可塑性エラストマー（TPE）は、プラスチックとエラストマー（ゴムのような素材）の両方の特性を併せ持つ素材の一種です。ゴムのような弾性と柔軟性を保ちながら、プラスチックのように成形し、形を整えることができます。.

熱可塑性エラストマー スチレン系, TPE-SまたはTPSと略されることが多い。TPSは特に、スチレン系ポリマーをベースとするTPEのサブセットを指す。PSを基材として加工されたもので、SBS、SIS、SEBS、SEPSなどがある。アジアの一部の地域では、スチレン系エラストマーブレンドもTPRと呼ばれている。.

• SBS（スチレン-ブタジエン-スチレン共重合体）は強度が高く、加工しやすい。.
• SIS（スチレン-イソプレン-スチレン共重合体）は熱安定性に優れ、高い凝集力、噴霧性、優れた接着性を持つ水素化（飽和）エラストマーである。.
• SEBS（スチレン-エチレン／ブチレン-スチレン共重合体）は、高強度、耐オゾン性、耐紫外線性、良好な熱安定性、耐高温性を有し、加工が容易である。.

TPSはブタジエンまたはイソプレンとスチレンのブロック共重合体で、その性能はSBRゴムに最も近い。現在、世界のTPS生産量は70万トン以上に達し、TPE全体の約半分を占めている。代表的な品種はスチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体（SBS）で、靴製造業界で広く使用されており、そのほとんどがゴムに取って代わっている。.

そのため、柔らかさと剛性の両方を必要とする製品の製造によく使用され、グリップ、シール、ガスケット、ハンドルなど、柔軟性と構造的完全性のバランスが不可欠な部品の用途に最適である。.

スチレン系熱可塑性エラストマーの製造方法は？

TPESにはチップ、パウダー、顆粒の3種類があり、一般的に使用されている押出成形、ブロー成形、射出成形などの設備で加工できる。加硫を必要としないため、設備への初期投資はかなり少なくて済む。スチレン系TPEの射出成形は、サイクルタイムが短いという利点がある。ゴムに比べて生産工程が短く、コストが低い。.

また、金型（多数のキャビティが必要ない）のコストも、ゴム加工に比べてはるかに低い。加工の面では、スチレン系TPESも他の熱可塑性素材と同様、リサイクルが可能である。.

TPA、TPC、TPUとは異なり、TPS材料は反応器ベースの方法では製造されない。その代わり、TPSはコンパウンド工程を経て製造され、押出機システムを使ってさまざまな原料を溶融・均一化する。TPSの場合、さまざまなSBC（スチレン系ブロック共重合体）ポリマーが熱可塑性プラスチックとブレンドされる。この熱可塑性樹脂成分と柔らかいSBC成分との綿密なブレンドにより、TPSの特徴的な特性が生み出され、射出成形や押出成形による加工が可能になります。コンパウンドの特性は、成分の選択、混合比率、充填剤、プロセスオイル、添加剤などの他の要素の含有によって決定される。.

SBCポリマーを他のポリマー材料や添加剤とブレンドして配合するプロセスは、メーカーにほぼ無限の可能性を提供します。配合は、特定の原料要件や希望する比率に合わせて調整することができます。さらに、特殊な添加剤や充填剤を配合することで、この汎用性を拡大することができ、その結果、ポリマーブレンドは導電性や難燃性などの特性を示すことができる。TPESはまた、スチレン／エチレン-ブタジエン／スチレンブロック共重合体を介してポリオレフィンとブレンドし、使用温度と耐溶剤性を向上させることもできる。.

TPS材料の特性や性能は、適用条件だけでなく、製造プロセス自体も大きく影響することに注意することが重要である。.

推奨押出機モデル

通常、SEBSエラストマーは粘度が高く、直接加工や成形が困難であるため、可塑化油、強化樹脂、相溶化剤、機能性添加剤、相溶化剤と混合して製造される。 二軸押出機 または3軸押出機を使用する。熱可塑性エラストマー材料（TPS）を調製するために、薬剤などがブレンド、改質、造粒される。.

コーウィンはTPE/SBS(TPS)/TPU/TPR/TPVコンパウンド用の先進的な押出機を提供しています。以下は弊社の推奨押出機モデルです。.

TPS用二軸押出機

二軸押出機 は、熱可塑性プラスチック加工における熱可塑性スチレン（TPS）押出成形の精度と一貫性を達成する上で非常に重要です。.

COWIN EXTRUSIONの二軸押出シリーズには、同方向回転二軸押出機、高トルク同方向回転二軸押出機、超高トルク同方向回転二軸押出機 二軸押出機, など。TPSにおすすめの二軸押出機をご紹介します：

CHT-B 二軸押出機

モデル	直径(mm)	L/D	回転数(rpm)	電力(kw)	出力(kg/h)
CHT52-B	51.4	24-80	~600	~55	~300
CHT65-B	62.4	24-80	~600	~90	~450
CHT75-B	71	24-80	~600	~132	~700
CHT85-B	81	24-80	~600	~250	~1200
CHT95-B	93	24-80	~600	~315	~1800

CHT-D 高トルク二軸押出機

モデル	直径(mm)	L/D	回転数(rpm)	電力(kw)	出力(kg/h)
CHT52-D	51.4	24-80	~800	~110	~450
CHT65-D	62.4	24-80	~800	~160	~900
CHT75-D	71	24-80	~800	~250	~1500
CHT85-D	81	24-80	~800	~315	~1800
CHT95-D	93	24-80	~800	~550	~2800
CHT110-D	110	24-80	~800	~600	~3200

CHT-MAX 高トルク二軸押出機

モデル	直径(mm)	L/D	回転数(rpm)	電力(kw)	出力(kg/h)
CHT52-MAX	51.4	20-80	~1000	~160	~700
CHT65-MAX	62.4	20-80	~1000	~250	~1500
CHT75-MAX	71	20-80	~1000	~355	~2000
CHT85-MAX	81	20-80	~1000	~400	~2500
CHT95-MAX	93	20-80	~1000	~600	~3500
CHT120-MAX	122	20-80	~1000	~700	~5000
CHT135-MAX	133	20-80	~600	~800	~6000
CHT160-MAX	158	20-80	~600	~1200	~10000

と比較して トリプルスクリュー押出機, 二軸押出機には次のような利点がある：

1. シンプルさと費用対効果：二軸スクリュー押出機は、三軸スクリュー押出機に比べ、一般的に設計が単純で、運転と保守が容易です。このシンプルさは、多くの場合、初期投資と継続的なメンテナンスの両面でコスト削減につながります。.
2. 高い柔軟性：二軸押出機は、幅広いTPS配合と加工条件に対応できます。スクリュー構成や運転パラメーターを柔軟に調整できるため、様々なTPS用途に適しています。.
3. 正確な温度制御：通常、二軸押出機はコンパクトな設計のため、バレル内の温度プロファイルをより正確に制御できます。この精密な制御は、特に熱に敏感な用途において、TPS材料の所望の特性を維持するために極めて重要です。.

TPS用トリプルスクリュー押出機

三軸押出機 熱可塑性スチレン(TPS)押出成形における精度と効率性の領域で明確な利点がある。

いや。.	モデル	回転数(rpm)	直径(mm)	L/D	電力(kw)	出力(kg/h)
1	MSE-52	~600	51.4	24-80	~110	~1200
2	MSE-65	~600	62.4	24-80	~160	~1500
3	MSE-75	~600	71	24-80	~250	~3200

従来の二軸スクリュー押出機と比較して トリプルスクリュー押出機 二軸スクリュー押出機の多くの優れた特性を保持しているだけでなく、次のような特徴もある：            

1. より良い可塑化と混合効果：トリプルスクリューの配置は、優れたセルフクリーニング効果を保証します。従来のツインスクリュー押出機と比較して、スクリューの噛み合い面積が倍増し、スクリューの混合効果を大幅に向上させました。多くの労働条件では、それは伝統的な内部ミキサーと往復シングルスクリュー押出機を置き換えることができます。.
2. スクリューの長径比が短いほど、材料の滞留時間と混合時間が長くなる。.            
3. 高出力：トリプルスクリュー押出機の出力は、同じツインスクリュー押出機の出力よりも50%以上高いです。.            
4. より多くのエネルギー節約: 三ねじ押出機は従来の二重ねじ押出機より 20% - 40% エネルギーを節約します。.  

TPSの適用

スチレン系TPESの特殊用途は、いくつかの重要なカテゴリーに分類される：

フットウェア

TPESは靴製造業界で広く使用されており、主に射出成型ソールや、一般的な靴やスポーツシューズのコンバインドソール（ヒールとソールの単純な組み合わせ構造）の製造に使用されている。これらの素材は、靴にトラクション、低温柔軟性、耐疲労性、耐摩耗性を与えます。.

ワイヤーとケーブル

TPESは、電線やケーブルの絶縁材や被覆材としても広く使用されている。また、架橋PE、加硫ゴム、PVCに匹敵する優れた弾力性と低温柔軟性を持つ。自動車の主回路ワイヤー、機器ワイヤー、ソフトロープ、スーパーチャージャーケーブル、トレーラーケーブルにも競争力がある。.スチレン系TPESは、ワイヤーやケーブルに使用される場合、強度、耐摩耗性、耐圧潰性、耐衝撃性、防火性、熱安定性、誘電特性など、他の重要な特性も備えています。ほとんどのワイヤーとケーブルの構造は、UL規格、自動車技術会（SAE）、その他の主要な業界規格に準拠しています。.

自動車部品

自動車のゴムや金属部品を軽量のTPE部品に置き換えることで、性能を維持しながら製造コストを削減し、自動車の燃費を向上させることができます。これらの用途に最適な材料はスチレン系ブロック共重合体である。なぜなら、ボンネット内の用途では、より高い動作温度、低温での屈曲特性、耐オゾン性が求められるからである。特殊用途に必要なグレードの中には、引張強さが24.1MPaに達するものもあり、暖房や空調用のダクトに使用することができる。ガスケット、シールなど加飾が必要な部分には塗装やホットスタンプも可能です。.

バイオメディカル・アプリケーション

スチレン系TPESから作られた医療機器の優れた性能は、ゴム加硫のような残留物がないため、ゴム製品を上回る。これらの製品の効果的な滅菌方法には、エチレンオキサイド、放射線、蒸気などがあります。ポリシロキサン変性スチレン系ブロック共重合体は、医療機器の材料として広く使用されている。これらの最新の材料は、引張残留変形と透明性が改善されている。また、シリコーンゴムに医療機器業界で使用されるPVC、TPU、TPO、その他のスチレン系TPES製品の代替品として有用です。生体医療用に配合されたスチレン系TPE材料は、優れた生体適合性、可変硬度範囲、良好な弾力性、低い引張残留変形と圧縮残留変形、温度安定性など、幅広い特性を持っています。これらの材料は、尿道インプラント、医療用チューブとして使用されている。医療用シートやフィルム、チューブ、医療用シール、ガスケット、ダイヤフラムなど。.

結論として、TPS加工用に二軸スクリュー押出機と三軸スクリュー押出機のどちらを選ぶかは、お客様の具体的なニーズによります。二軸スクリュー押出機は、シンプルで柔軟性があり、コスト効率が高いため、幅広いTPS用途に適しています。一方、三軸押出機は特殊な配合や大量生産に優れています。.

最終的に、理想的な押出機は生産要件によって異なります。どちらの選択肢にも長所があり、TPS押出成形に最適な結果を得るためには、選択した押出機を最適化することが成功の鍵です。.