押出成形時のプラスチックの外観・表面の凹凸について

質問

エンプラの押出加工を行っています。樹脂に滑剤などを加えますと押出品の表面の荒さ・凹凸が変わります。この現象はどのような樹脂物性（樹脂粘度？表面張力）に起因するのでしょうか？またそれをプラスチックで評価するのに適した評価方法としてどのようなものがあるのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

押出物の表面が荒れる原因として考えられることの一つに、せん断応力が大きいということがあります。
近似的にはせん断速度が大きいためとも言えます。
　これはダイの壁面に対する樹脂の押出速度が速いために、断続的にすりむける様な、引っかかる様なイメージでも良いかと思います。
そこで、滑剤を添加することにより、樹脂とダイ壁面での滑りが良くなり、解消されるのではないかと思います。

　押出スピードを徐々に上げていくと、表面が荒れはじめる時のせん断速度がわかります。そのときの樹脂温度とせん断粘度からせん断応力が計算できます。この値を限界せん断応力と呼ぶと、これは押出材料固有の値となります。

　押出時に表面が荒れてしまう場合はダイの設定温度を上げることで解消できることが多々あります。
　これはダイ壁面近くの樹脂温度を上げることで、樹脂のせん断粘度が下がるので、せん断応力も下がります。このとき、限界せん断応力を下回ることにより、表面の荒れが解消できるということになります。
滑剤を添加した場合は限界せん断応力値が下がるか、せん断粘度が下がっているのかもしれません。

評価方法としてはせん断応力と表面荒さを評価するパラメーターを関連づけると良いかと思います。

お礼

せん断応力が最も外観に影響しているということですね。ありがとうございます。大変参考になりました。