生分解性樹脂コンパウンドで多い失敗事例5選！品質トラブルを防ぐ為のポイント

近年、環境配慮の観点からPLAやPBS、PBAT等の生分解性樹脂

を使用したコンパウンド開発が増えています。

しかし、生分解性樹脂は一般的なPPやPEと比較して

熱や水分に敏感な為、従来の樹脂と同じ感覚で加工すると

品質トラブルが発生しやすい材料です。

実際の試作や量産現場でも、【思ったような物性が出ない】

【成形時のトラブルが起きる】【フィラーがうまく分散しない】

といった相談が少なくありません。

今回は、生分解性樹脂コンパウンドでよくある失敗事例を

5つ紹介し、その対策について解説します。

■失敗事例①　原料乾燥不足による加水分解

●発生する現象

・分子量低下

・MFRの異常上昇

・強度低下

・フィルム破れ

・成形不良

※PLAをはじめとする多くの生分解性樹脂は吸湿性があります。

　十分に乾燥されていない状態で押出機へ投入すると

　溶融中に加水分解が進行し、樹脂分子が切断されてしまいます。

●対策

・原料乾燥を徹底する

・乾燥後の放置時間を短くする

・ホッパードライヤーを活用する

・真空ベントを適切に使用する

■失敗事例②　混練しすぎによる熱劣化

●発生する現象

・樹脂の黄変

・焦げの発生

・異臭

・物性低下

※生分解性樹脂は熱履歴に弱く、過度なせん断エネルギーを

　与えると分解が進みます。

　分散をよくしようとしてニーディングブロックを増やし

　すぎると、逆に品質悪化に繋がるケースがあります。

●対策

・必要以上の混練を避ける

・滞留時間を短くする

・シリンダー温度を最適化する

・スクリュー回転数を見直す

■失敗事例③　フィラーや天然素材の分散不良

●発生する現象

・ダマの発生

・外観不良

・物性バラつき

・成形不良

※セルロース、木粉、澱粉、無機フィラーなどを配合する場合

　十分な分散が得られない事があります。

　特に天然素材は凝集しやすく、投入方法によって

　品質が大きく変化します。

●対策

・サイドフィーダーの活用

・フィラーの事前乾燥

・スクリュー構成の最適化

・分散行程と脱揮工程の設計

■失敗事例④　ブリッジや供給不良

●発生する現象

・吐出量の変動

・圧力変動

・ストランド切れ

・品質バラつき

※セルロースや軽量フィラーを高配合すると、ホッパー内で

　ブリッジが発生する場合があります。

　原料がスムーズにに供給されないくなる為、押出量が

　不安定になります。

●対策

・ホッパー形状を見直す

・撹拌機構を設置する

・強制供給フィーダーを使用する

・原料粒径を管理する

■失敗事例⑤　眞空ベント不足によるガス残り

●発生する現象

・ボイド発生

・ペレット表面荒れ

・フィルムのピンホール

・成型品の銀条

※天然素材や吸湿性材料を配合した場合、押出中に

　水分や揮発成分が発生します。

　ベント能力が不足するとガスが抜けきらず

　製品品質に悪影響を及ぼします。

●対策

・真空ベントを活用する

・ベント前で十分な溶融状態を作る

・シールゾーンを適切に設計する

・真空度を定期的に確認する

■まとめ

●生分解性樹脂コンパウンドでは、

1. 原料の乾燥不足による加水分解

2. 過度な混練による熱劣化

3. フィラーや天然素材の分散不良

4. ブリッジによる供給不良

5. ガス抜き不足による品質トラブル

　が特によく発生する失敗事例です。

　一般樹脂のコンパウンドと比較すると、生分解性樹脂は

　【水分】【熱履歴】【せん断】の影響を受けやすい為

　装置条件やスクリュー設計が品質を大きく左右します。

　安定した品質のコンパウンドを実現する為には、材料特性を

　理解した上で、乾燥・混練・脱揮・供給の各工程を

　最適化する事が重要です。

　生分解性樹脂のコンパウンド開発では、【混ぜる技術】

　だけではなく、【劣化させない技術】が成功の鍵となります。

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