グリーン・ツイードはいかにして持続可能性の未来をエンジニアリングしているか
深い油井での作業でも、4万フィート上空での飛行でも、 ナノメートルスケールの半導体の製造でも、世界で最も過酷な 条件に対応できる材料とソリューションが必要です。今日のシーリングや複合部品から1863年当時のバギーの鞭に至るまで、失敗が許されない状況でも優れた性能を発揮できるよう製造されています。
現在、世界がクリーン・エネルギーへと移行するなか、パタゴニアのエンジニアは、持続可能な社会への飛躍を目指す企業が直面する課題に対処するために必要な素材やソリューションの革新、開発、テストに取り組んでいます。ここでは、私たちが注力している4つの主要分野と、最もインパクトのあるソリューションをご紹介します：
1.水素：機器の準備はできていますか？
グリーン・ツィードの技術専門家は、世界中の水素イノベー ターと緊密に連携しています。その結果、私たちは水素産業が直面する極度の障害を理解し、お客様の最も差し迫った問題に対処するために特別に設計された先進的な材料と包括的なソリューションを積極的に開発しています：
ガス状水素アプリケーションにおける低温RGD耐性：
急速ガス減圧（RGD）は、高圧ガス状水素システムにおける大きなリスクです。急激な圧力開放は、標準的なエラストマーを容易に透過する水素を爆発的に膨張させ、材料に損傷を与える可能性があります。フュージョン® 938（FKM）やケムラズ® 678（FFKM）な どのグリーンツイードのエラストマーは、水素や炭酸ガスシ ステムにおける極端なRGDシナリオに耐えるよう設計さ れています。ISO規格に準拠して試験され、水素が豊富な条件下で卓越した耐性を発揮します。
液体水素の極低温シール:
極低温の液体として貯蔵される水素は、エラストマーのような一般的な材料を脆くし、効果を発揮させないという極端な熱的課題をもたらします。当社ではメタルスプリングエナジャイズド(MSE)シールを使用しており、耐久性のある金属シールに高度なコーティングと設計を組み合わせ、水素の拡散と腐食を最小限に抑えています。半導体のような産業向けの極低温シールの専門知識を持つ当社のソリューションは、このような条件下で性能を発揮するように作られています。
高圧・高温リリーフバルブ：
水素や高圧ガス用の圧力リリーフバルブ（PRV）は、経時的な材料変形の原因となるクリープに悩まされることがよくあります。グリーンツイードの架橋PEEKポリマーArlon® 3000XTは、過酷な圧力と温度条件下で、卓越した耐クリープ性、漏れ止め性能、長期信頼性を発揮する優れたソリューションを提供します。HPHT条件下での試験と10年以上にわたる現場での使用により、Arlon® 3000XTは充填PEEKのような従来の材料を凌駕し、水素システムのガスケット、Oリング、バックアップリングに理想的であることが証明されています。Fortune 500にランクインするエンジニアリングソリューション企業のリリーフバルブに使用されているこの先進的な熱可塑性樹脂シーティングは、最大20,000 psigの圧力下でも最適な性能と寿命を保証します。
さらに高い機械的特性を必要とする用途には、ガラス強化架橋 PEEK 材である Arlon® 3160XT をご検討ください。標準的なガラス繊維強化 PEEK に比べ、耐クリープ性が 20 倍優れ、短期間の高温条件下でも 30～70% の性能を発揮します。そのため、主要な水素システムにおいて非常に高い耐久性と信頼性を発揮します。
磨耗と摩擦特性の向上：
水素分子の潤滑性が低いため、磨耗と摩擦が大きな課題となる。これは、時間の経過とともに熱や部品の劣化を引き起こし、最終的には寿命を縮め、高価な交換を余儀なくされます。 Arlon® 3000XTとそのコンパウンドは卓越した耐摩耗性と低摩擦性を発揮し、工業用バルブ、パイプライン継手、水素自動車などの過酷な用途で部品の寿命を延ばします。当社は広範な試験を実施し、架橋 PEEK が過酷な条件下で信頼性の高い性能を発揮し、メンテナンスコストの削減と安心感をもたらすことを検証しました。
より安全で、より速い水素圧縮:
遠心分離機システムで水素を圧縮する際、従来の金属製インペラは高速回転に耐えられず、限界に達する前に故障するというユニークな課題がありました。これに対処するため、私たちは600m/sを超える先端速度で運転できる画期的な複合インペラーを開発しました。この技術革新により、安全で効率的な水素圧縮が保証され、性能の新しい標準が確立されました。
2.炭素回収利用貯留の隠れたハードル
炭素回収・利用・貯留（CCUS）は、気候変動と闘うための重要な手段であるが、困難な用途に十分耐えうる堅牢なシステムを構築することは、簡単なことではない。要求の厳しい用途に十分耐えうる弾力性のあるシステムを設計することは容易ではない。アミン系溶剤は、二酸化炭素（CO2）と硫化水素（H2S）を効果的に捕捉するCCUSに不可欠なものである。しかし、アミン系溶剤は腐食性があるため、機器の材質を損傷し、漏れや圧力低下、高価なシャットダウンを引き起こす可能性がある。
これらの課題を克服するには、材料の選択が鍵となる。標準的な材料は、アミン系溶 剤が作り出す過酷な環境では機能しないことが多く、高 度な材料が不可欠となります。グリーンツィードでは、アミンとの接触で膨潤しにくく、完全性を 維持するパーフロロエラストマー、ケムラズ® 541を提供しています。試験により、その耐久性と信頼性が示され、予期せぬシャットダウンを減らし、機器の寿命を延ばします。モノエタノールアミン(MEA)、ジエタノールアミン(DEA)、メチルジエタノールアミン(MDEA)を含むアミン類に浸漬して試験したところ、この材料は3つの溶剤すべてに対して顕著な耐薬品性を示し、アグレッシブな環境において部品の完全性を維持するために不可欠な低容積膨潤を維持しました。
CCUSアプリケーションで一般的な高温・高圧環境では、最先端の熱可塑性PEEKであるArlon® 3000XTが優れた耐薬品性と熱安定性を発揮します。CCUSシステムの長期信頼性を確保し、頻繁な交換を低減します。
3. 持続可能な航空燃料への挑戦
持続可能な航空燃料（SAF）は、温室効果ガス（GHG）を最小化する、従来の石油ベースのジェット燃料の代替品であり、炭素排出量を削減する航空業界の取り組みの中心となっている。しかし、SAFの採用成功には課題がないわけではない。
SAFが最新の航空機で効果的に機能するのは、すべての燃料システムがSAFに最適化されている場合のみであることを認識し、SAFが示す化学的、熱的、機械的な条件に当社の材料が耐えられることを確認するため、厳格な試験を実施しました。Fusion® 731、Fusion® 772、Fusion® 665、Fluorosilicone FVMQ 409などのFKMを、100%SAFとSAFブレンドの両方で、高温と流体切り替えシナリオのある模擬運転環境を用いて評価しました。
当社のFKMコンパウンド（Fusion® 731、772、665）の性能は傑出しており、試験したすべてのSAF配合において一貫した信頼性の高い特性を示しました。特に、これらのコンパウンドは、3種類のSPK配合とコントロール液との50/50ブレンド、および3種類の80%SPK混合液との20%SAKブレンドで非常に優れた性能を発揮しました。また、3種類のFKMエラストマーは、「ドライアウト」状態をシミュレートして極端な温度にさらした場合でも、その完全性と機能性を維持しながら、極めて優れた性能を発揮した。このことは、FKMエラストマーの耐久性、適応性、および厳しい条件への適合性を浮き彫りにしている。しかし、FMVQ 409については、その高い硬度低下、一貫性のないスウェル、および変化しやすいドライアウトデータのため、燃料の切り替えやドライアウト条件が発生する可能性のあるSPKまたはSAKブレンドに使用する前に、特定の最終用途試験を実施することを推奨します。
これらの結果は、当社の3種類のFKMエラストマー（フュージョン® 731、772、665）の堅牢性と、SAF環境のストレス下で性能を発揮する能力を強調しています。
4.バッテリーの障害に挑む
エネルギー貯蔵は、顧客にエネルギー供給の柔軟性と信頼性を提供する、クリーンエネルギーのバリューチェーンのもう一つの重要な分野である。再生可能エネルギー源が成長を続け、消費者に供給される電力の割合が増加しているため、これは特に重要である。長時間エネルギー貯蔵のための様々な技術の中で、電池は最も急成長している市場であり、揚水発電に次いで利用率が高いが、急速に普及している。
ダイナミックに進化する市場として、電池市場は、特に電池ライフサイクルの重要性が高まる中、課題に対処することによって、電池全体の性能と安全性、そして持続可能性の側面を改善するために、数多くの研究と技術開発に拍車をかけてきた。主な課題には、電池性能を損なう可能性のある液漏れ、プロセス効率を低下させる腐食性の使用環境、火災の危険をもたらす熱暴走などがある。適切な材料を選択することで、これらの潜在的な課題を回避することができます。
当社のガラス強化架橋 PEEK 材であるアーロン® 3160XT は、 バッテリーエンクロージャー用の標準的な PEEK に比べて熱的 性能が向上しています。さらに、WR® 600やXR®-1などの複合材料は、バッテリーのリサイクルに使用される腐食性溶剤に対して優れた耐薬品性を発揮し、バッテリーのライフサイクルを持続可能な方法で完成させることができます。グリーン・ツィードでは、ペインポイントに適切に対応するため、製品の評価を続けています。
持続可能な未来を創造することは容易なことではありません。グリーン・ツィードは、お客様のイノベーションのパートナーとして、世界で最も過酷な産業条件下でエンジニアのパフォーマンスを最適化するお手伝いをすることを誇りとしています。
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