モース硬度とは？樹脂・フィラー選定で失敗しない為の基礎知識【摩耗・分散トラブル対策】

二軸押出機コンパウンドにおいて

「フィラーで摩耗が激しい」「スクリューがすぐ減る」

といったトラブルはありませんか？

その原因の一つが【モース硬度】です。

本記事では、現場で役立つ視点から

・モース硬度の基本

・樹脂配合との関係

・トラブル事例と対策

をわかりやすく解説します。

■モース硬度とは？

・【材料のひっかき木津に対する強さ】を示す指標です。

※1～10段階で表され、数値が高いほど硬い材料となります。

※モース硬度代表例

　　材料　　　　　　　　モース硬度

・タルク　　　　　　 ：　　1

・石膏　　　　　　　 ：　　2

・方解石　　　　　　 ：　　3

・フッ素樹脂(PTFE)　：　　2前後

・ガラス 　　　　　　：　　5～6

・アルミナ　　　　　 ：　　9

・ダイヤモンド　　　 ：　　10

※フィラー系は基本的に硬い(＝摩擦リスク高)

■なぜ樹脂コンパウンドでモース硬度の認識が必要か？

●スクリュー、バレルの摩耗に直結

・アルミナやガラス繊維　等、硬度の高い材料ほど

　設備を削ります。

※結果

・スクリュー摩耗

・バレル摩耗

・ギャップ増加 →分散不良

■分散性にも影響

●硬いフィラーは

・砕けにくい

・分散しにくい

※ダマ、白点、物性のバラつきの原因となる。

■製品品質への影響

・外観不良

・強度低下

・異物混入リスク

※最終製品トラブルに直結

■よくあるトラブル例

ケース①：　アルミナ30％配合

・押出機摩耗が異常に速い

・数か月でスクリューエレメント交換

※原因：　モース硬度9(非常に硬い)

ケース②：　ガラスフィラー配合

・分散不良で白点発生

※原因：　硬くて溶けにくい、せん断不足

■現場で出来る対策として

①材料選定の見直し

・必要以上に硬いフィラーを使用していないか？

・代替材検討(例：タルク、炭酸カルシウム)

②スクリュー設計の見直し

・分散ゾーン強化

・せん断調整

※砕く設計が重要

③耐摩耗仕様の採用

・硬化スクリュー

・コーティングバレル

※高硬度材料には必須

■モース硬度だけでは不十分

・粒径

・形状(球状、針状)

・分散性

・表面処理

※総合判断が必要

■まとめ

・モース硬度は摩耗、分散に直結する重要指標です。

・高硬度フィラーは設備、品質に影響大

・材料、設計、条件のバランスが重要

モース硬度一覧表