チョップ材とは？基礎からわかる短繊維の仕組みと特徴

チョップ材(チョップド材)は、コンパウンド、成形の現場で

かなり重要な材料なので、実務目線で分かりやすく整理します。

■チョップ材とは？

●長い繊維(フィラメント)を短くカットした強化材料の事です。

・英語では【Chopped Fiber】【Chopped Strand】と呼ばれます。

※主に以下の繊維が使われます。

・ガラス繊維(GF)

・カーボン繊維(CF)

・アラミド繊維(ケプラー　等）

■イメージ

●長い繊維を【数mm単位】にカットしたもの

●ペレットやバラ繊維として供給される

■チョップ材の仕様

　項目　　　　　内容

繊維長　　：　3mm / 6mm / 12mm　等

直径　　　：　数μレベル

表面処理　：　サイジング剤あり(樹脂との相性改善)

形状　　　：　バラ繊維 ＆ ペレット化

■樹脂に配合すると何が起きるか？

●メリット

・剛性UP

・耐熱性UP

・寸法安定性UP(反り改善)

・クリープ耐性向上

●デメリット

・流動性低下(MFR下がる)

・摩耗増加(スクリュー、金型)

・外観悪化(繊維吐出)

・比重UP(重くなる)

■チョップ材の分散状態

●良い状態

・均一分散

・繊維長が適度に残る

●悪い状態

・ダマ(アグロメレーション)

・繊維が折れすぎる

■二軸押出機でのポイント

①投入位置

・樹脂溶融後に再度フィーダーが基本

→繊維破断を防ぐ

②スクリュー構成

・ニーディング強すぎ → 繊維が短くなる

・搬送主体がベスト

③温度設定

・樹脂基準でOK(繊維は熱影響をほぼ受けない)

※ただし分散性は温度依存あり

④回転数

・高すぎ → 繊維破断

・低すぎ → 分散不良

※バランス設定が命

■配合率の目安

　　配合率　　　　　　特徴

・10wt%　　　　：　軽い強化、流星性まだ良好　

・20～30wt%　 ：　バランス良(最も多い)

・40wt%以上　　：　好況下だが加工難易度UP

■よくあるトラブル

●繊維が折れすぎて強度が出ない

●表面がザラつく

●ペレットが脆くなる

●金型摩耗が早い

※原因の多くは【混錬の強さ】と【投入位置】

■まとめ

●チョップ材＝短繊維の強化材

●強度UPには最も使いやすい

●ただし、【繊維をいかに折らないか】が勝負

●二軸押出の設定で性能が決まる

二軸混錬コンパウンド試作