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
