樹脂にタルクを配合して得られる物性

樹脂にタルク(滑石)を配合すると、結晶化挙動、補強、寸法安定性に

大きく影響し、多くの物性が体系的に変化します。

以下、タルク配合で得られる物性を細かくまとめます。

■樹脂にタルクを配合すると得られる物性

①剛性(曲げ弾性率)の大幅向上

※タルクは板状結晶構造を持ち、補強効果が高い。

(例)：PPの場合

・PP+10wt％タルク：1.3～1.5倍

・PP+20wt％タルク：1.6～1.9倍

・PP+30wt％タルク：2.0～2.3倍

※高い剛性が欲しい用途では最も効果が大きい向きフィラーの1つ

②曲げ強度の向上

※タルクの板状構造が荷重伝達に寄与し、曲げ強度が向上。

改善幅の一般例

・10～30wt％で1.1～1.5倍(樹脂によって大きく変動)

③引張強度(微増～ほぼ変化なし)

※タルクは無機粉末ではない為、引張強度には大きく寄与しない。

　ただし

・分散がい良い

・カップリング剤を使用

する事で10～20％程度向上するケースもある。

(分散が悪い場合はむしろ低下する。)

④衝撃強度(低下するのが一般的)

※タルク粒子がクラック起点になり、ノッチ感受性が上がる。

(例):

・10wt％　→　0.8～0.9倍

・20wt％　→　0.6～0.8倍

・30wt％　→　0.5～0.7倍

(対策)：

・衝撃改良剤をブレンド

・粒子径の細かいタルクを使用

・表面処理タルクを使用

⑤熱変形温度(HDT)の大幅向上

※タルクは結晶核剤として働く為、結晶化度が上がりHDTが向上

(例)：PPの場合

・無充填PP　　　　：　約100℃

・PP+20wt％タルク：　110～120℃

・PP+30wt％タルク：　125～135℃

→自動車内装に多用される理由。

⑥線膨張係数(CTE)の大幅低減

※タルクの板状構造が寸法変化を抑制。

(例):

・PPのCTE　　　　 :　1.0～1.3×10⁴/K

・PP＋30wt％タルク :　0.5～0.7×10⁴/K

→成形品の「反り、ヒゲ」が減少し、寸法精度が向上。

⑦結晶化速度の向上　→　成形サイクル短縮

※タルクが核剤となる為。

・結晶化速度がUP

・成形サイクル短縮(冷却時間が短くなる)

→10-20wt％タルクで冷却時間を10～30％短縮出来る事も。

⑧流動性(MFR)は低下傾向

※粉体が充填される為、溶融粘度が上昇。

・金型充填圧が必要

・ゲート大きめ推奨

・ショートショットに注意

→ただし、樹脂によっては「板状粒子が流れを助ける」場合もあり

　少量では流動性がほぼ変わらない事もある。

⑨比重が増加

※タルク比重：2.7

→樹脂に混ぜると全体比重が上がる。

(例):PP(0.90)への添加

・10wt％タルク：　約1.0

・20wt％タルク：　約1.1

・30wt％タルク：　約1.2

→軽量化には不向き(パルプ、発泡材とは逆の効果)

⑩収縮率が低下　→　金型補正がしやすい

※結晶化が抑制される方向にも働き、成形収縮率が減少。

(例)：PPの場合

・無充填PP　　　　：　1.2～1.8％

・PP+30wt％タルク：　0.5～0.8％

⑪耐薬品性の向上

※タルクは化学的に安定しており、添加により

・耐薬品性UP

・耐油性UP

・耐溶剤性UP

→特にPPやPEでは顕著

⑫光沢低下(マット感になる)

※タルク粒子が表面に現れ、表面の乱反射が増加。

・高級感(マット)

・キズが目立ちにくい

・家電ハウジングで人気

⑬耐候性(白化、チョーキング)には注意

※タルクが表面に出ると、紫外線で白っぽくチョーク状に

　なる事がある。

(対策)：

・UV吸収剤

・表面クリア塗装

・酸化チタンの少量添加

二軸混錬コンパウンド