樹脂コンパウンドで水分が混入すると何が起こる？不具合と原因を徹底解説

結論から言うと、水分は【外観不良】【物性低下】【加工不安定】

のすべてに直結する最悪の要因の一つです。

現場観点で、実際に発生する不具合を整理致します。

①外観不良

●シルバー(銀条)

・水分が加熱時に蒸発 ⇒ ガス化 ⇒ 表面に筋状に出る

・特にPA、PET、ABSで顕著

・成型品だとクレーム直結

※発生メカニズム【水 ⇒ 蒸発 ⇒ 樹脂中を突き破って表面へ】

●気泡、ボイド

・ペレット内部や成形品内部に空洞発生

・押出でもストランドがスカスカになる

※よくある現象

・ストランドが膨れる

・カット後に断面がスポンジ状

●表面荒れ、ザラつき

・水分由来の微細ガスが連続的に発生

・ツヤが消える(艶消し状態)

●焼け、変色

・水分 ⇒ 分解促進 ⇒ 局所的に炭化

・黄変、黒点発生

②物性低下

●加水分解による分子量低下

・特に以下の樹脂種は致命傷

⇒ PA(ナイロン)

⇒ PET

⇒ PC

⇒ PLA

※何が起こるか？

・分子鎖が切れる(鎖切断)

・MFR上昇(＝粘度低下)

・強度激減

●機械特性低下

・引張強度低下

・衝撃強度低下

・伸び低下(脆化)

※現場での違和感「やけにパキッと折れる」

●耐久性低下

・長期劣化が早まる

・クラック発生しやすい

③加工トラブル

●押出し圧力の変動

・水分が蒸発 ⇒ ガス発生 ⇒ 圧力乱れ

↓結果

・トルク変動

・吐出量不安定

●スクリュー内でのスリップ

・水分が潤滑的に作用

↓結果

・混錬不足

・分散不良

●フィード不良

・ペレット同士が付着(ブリッジ)

・ホッパー詰まり

●ベントからの噴き返し

・揮発ガスが多すぎる

・ベントから材料が吹き上がる

●ペレット化不良

・ストランドが切れやすい(脆化)

・水中カット時に不均一

④分散、混錬不良

●フィラー分散悪化

・水分が界面に入り込む

↓結果

・繊維、フィラーのダマ

・強度ムラ

●添加剤の効果低下

・水分で反応阻害

・カップリング剤が効かない

⑤異臭、ガス発生

●臭い発生

・分解臭(酸臭、焦げ臭)

●有害ガス発生

・加水分解＋熱分解

↓例

・アセトアルデビド(PET)

・アンモニア系(PA)

⑥寸法、品質のバラつき

●成形収縮バラつき

・分子量バラつき ⇒ 収縮ムラ

●ロット安定性悪化

・同じ条件でも品質変動

■材料別の影響の強さ

●影響大

・ PA(ナイロン)

・ PET

・ PC

・ PBT

●影響中

・ ABS

・ PMMA

●影響小

・ PP

・ PE

※ただしPPでも外観不良、気泡は普通に発生

■現場での【あるあるサイン】

・ストランドが【ジュウジュウ】している

・ダイス出口で泡が発生

・ペレット断面が白っぽい

・トルクが安定しない

・やたらMFRが高い

■対策

●乾燥

・ホッパードライヤー

・除湿乾燥(露点管理)

・定温乾燥機

●乾燥条件の最適化

・温度だけではなく時間も重要

・過乾燥にも注意

●保管

・防湿袋

・開封後は速やかに使用

●ベント設計

・真空ベント活用

・ガス抜き強化