Täyteaineet - lisäarvoa kalsiumkarbonaatilla Turku materials seminar 25 May 2016

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

1

Täyteaineet – LisäarvoakalsiumkarbonaatillaMateriaalien sovellukset yrityksilleTeemana muovitTurku Science Park 25.5.2016Juha Repo, Omya Oy

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

2

Sisältö

• Omya lyhyesti

• Muoviteollisuuden yleisimmät mineraalitäyteaineet

• Kalsiumkarbonaatti

• Kalsiumkarbonaatin edut muoviteollisuudessa

• Materiaaliominaisuudet

• Prosessoitavuus

• Raaka-ainekustannukset

• Kestävä kehitys

• Lopputuote-esimerkkejä

• Yhteenveto

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

3

Omya lyhyesti

• Globaali johtava teollisuusmineraalien valmistaja

• Päätuotteina kalsiumkarbonaatista ja dolomiitista

valmistetut täyteaineet ja päällystyspigmentit

• Erikoiskemikaalien maailmanlaajuinen jakelija

• Sveitsiläinen perheyritys

• Perustettu 1884

• 8,000 työntekijää

• 175 tehdasta yli 50 maassa

• Mineraalivarannot yli 100 vuodeksi eteenpäin

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

4

Liiketoiminta-alueet

ConstructionPrinting & Writing Technical Polymer Applications

E

Agriculture & Forestry Water & EnergyConsumer GoodsPackaging

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

5

Muoviteollisuuden

yleisimmät

mineraalitäyteaineet

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

6

Muoviteollisuuden yleisimmät mineraalitäyteaineet

Kalsiumkarbonaatti

Jauhettu luonnon kalsiumkarbonaatti on tärkein mineraali

muovi- ja kumiteollisuudelle.

Dolomiitti

Kalsiummagnesiumkarbonaatti. Samankaltaiset

ominaisuudet kuin kalsiumkarbonaatilla.

Talkki

Luonnostaan pehmeä magnesiumsilikaatti. Esiintyy

erilaisina muotoina. Levymäinen muoto on

muoviteollisuudessa käytetty.

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

7

Wollastoniitti

Neulamainen kalsiumsilikaatti. Erikoislaatuja

käytetään muoviteollisuudessa.

Kaoliini

Alumiinisilikaatti. Puhdas kaoliini on erittäin valkoista.

Tärkeä mineraali kumiteollisuudelle.

Mica

Termi Mica kattaa useita alumiinisilikaatti -mineraaleja.

Muoviteollisuuden yleisimmät mineraalitäyteaineet

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

8

Yleisimpien täyteaineiden muodot – pituuden suhde leveyteen

Suhdeluvun (aspect ratio) kasvaessa jäykkyys ja vetolujuus paranevat

Iskulujuus yleensä heikkenee suhdeluvun kasvaessa

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

9

Kalsiumkarbonaatti

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

10

• Luonossa esiintyvät kivilajit:

Liitu, Kalkkikivi ja Marmori

• Näitä murskataan, jauhetaan,

luokitellaan ja käsitellään

jauhemaiseen muotoon

• Kalsiumkarbonaatin tiheys 2.7 kg/dm3

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

11

Kalsiumkarbonaatti – Tärkeät valintakriteerit

Pintakäsittely:

Koostumus

Peittoaste

Pintajännitys

Puhtaus: Väri

Metallijäämät

Liukenemattomat

Partikkelikoko: Partikkelikokojakauma

Top cut (d98%)

Keskipartikkelikoko(d50%)

Ground CaCO3-Marble

wt%

fin

er

than

Particle size (µm)

Particle Size Distribution

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

12

Kalsiumkarbonaatti:

Edut ja esimerkit

muoviteollisuudessa

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

13

1. Materiaaliominaisuudet

2. Prosessoitavuus

3. Raaka-ainekustannukset

4. Kestävä kehitys

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

14

Yleisimmin mineraali-modifioidut muovit

PVC

Polyolefiinit

Polyesterit

Polyuretaani

Kumit & Elastomeerit

Styreenimuovit

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

15

1. Materiaaliominaisuudet

↑ Jäykkyys

↑ Lämmönkestävyys HDT

↓ Kutistuma, vääntymä

↑↓ Sähköiset ominaisuudet

↓ Syttyvyys

↑ Tiheys

↑ Puristuslujuus

↑ Voitelevuus

↑ Kulumiskestävyys

↑ Barrier ↓ Permeabiliteetti

↑ Iskulujuus

↑ Dimensiostabiliteetti

↑ Lämmönjohtavuus

↑ Pintaenergia

↑ Kosteudenkestävyys

↑ ESCR

↑ Tartunta

↑ Opasiteetti ↓Kiilto

↑ Kitkakerroin

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

16

Jäykkyys

10 % kalsiumkarbonaattia lisää jäykkyyttä noin 20 %

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

17

Lämmönjohtavuus

-

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

Thermal Conductivity [W * m-1* K-1]

PP LLDPE HDPE CaCO3

Nopeampi lämpötilan tasoittuminen ja tuotteen jäähtyminen

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

18

Pintaenergia

Painettavuuden paratuminen esimerkikisi PE kalvolla

Vähentää korona-käsittelyn tarvetta

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

19

Kutistuma

Dimensiostabiliteetin lisääntyminen

Kutistuman muutokset huomioitava muottisuunnittelussa

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

20

Hapen ja vesihöyryn läpäisy

10 – 15 % kalsiumkarbonaattia 75 micron PE kalvossa

Vesihöyryn läpäisevyys laskee 10 – 15 %

Happen läpäisevyys laskee 25 – 28 %

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

21

Korkeampi lämmönjohtavuus

- Nopeampi sulaminen ekstruuderissa

- Homogeenisempi sula

- Nopeampi tuotteen jäähdytys

Extruusiolinjan tuotantonopeuden kasvu

Alhaisempi laajenemiskerroin

- Pienempi sulan tilavuus

- Alhaisempi kitka sulan ja sylinterin välillä

- Alhaisempi sulapaine ja momentti

Kasvanut extruuderin tuotto

2. Prosessoitavuus

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

22

Sulapaine ja ekstruuderin momentti

Sulapaine ja momentti laskevat

Pintakäsitellyn kalsiumkarbonaatin vaikutus voimakkaampi

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

23

Jäähdytysaika

10 % kalsiumkarbonaattia vähentää PP:n jäähdytysaikaa

ruiskuvalussa noin 10 %

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

24

3. Raaka-ainekustannukset

• Muovin korvaaminen edullisemmalla mineraalilla

• Mekaanisten ominaisuuksien kasvu mahdollistaa

tuotteen ohentamisen

• Vähemmän herkkä hintavaihteluille

• Kalliimpien valkoisten pigmenttien vähentäminen

• Tyypillisesti pitoisuudet vaihtelevat 2 % ja 60 %

välillä sovelluksesta riippuen

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

25

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

110,0

PPH 20% CaCO3 30% CaCO3 40% CaCO3

Co

st

in %

Cost Saving with CaCO3 in thermoformed PPH

overhead & labour

mould depreciation

machine production & depreciation

sheet cost

3. Raaka-ainekustannukset

Esimerkki: 20 % kalsiumkarbonaattia laskee tuotteen

kokonaiskustannuksia noin 10 %

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

26

4. Kestävä kehitys

Kalsiumkarbonaatin käyttö auttaa:

• Vähentämään öljypohjaisten

raaka-aineiden käyttöä

• Alentamaan energian käyttöä

prosessoinnin aikana

• Pienentämään hiilijalanjälkeä

• Lujittamaan muovituotteita

pitkäaikaisempaa käyttöä varten

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

27

Lopputuote-esimerkkejä – Jäykät muovipakkaukset

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

28

Lopputuote-esimerkkejä – Joustavat muovipakkaukset

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

29

Lopputuote-esimerkkejä – Hengittävät kalvot

• Hygieniatuotteet

• Vaipat

• Rakennuskalvot

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

30

Lopputuote-esimerkkejä – Hengittävät kalvot

Kalvo läpäisee vesihöyryä, mutta ei nestettä

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

31

Yleisimmät muovisovellukset

• Kalvot

• Levyt

• Kuidut

• Muovatut tuotteet

• Putket & profiilit

• Kaapelit & lattiapäällysteet

• Päällystetyt kankaat

• Kumit ja elastomeerit

• Kertamuovit

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

32

Yhteenveto

Kalsiumkarbonaatin lisäyksellä saavutetaan:

• Parannetut materiaaliominaisuudet

• Parempi prosessoitavuus ja tuottavuus

• Alhaisemmat raaka-ainekustannukset

• Pienemmät energiakustannukset

• Alhaisempi hiilijalanjälki

This document contains proprietary information which shall not be

used and disclosed without Omya explicit written authorization.

33

KIITOS !