ポリカーボネート（PC）は、自動車用レンズ、家電製品、眼鏡、保護具などに使用される、最も汎用性の高いエンジニアリングプラスチックの一つです。高い耐衝撃性、光学的透明性、寸法安定性を備え、要求の厳しい用途に最適です。しかし、PCのよく知られた欠点として、表面硬度が低いことが挙げられます。そのため、特に頻繁な接触や摩擦条件では、耐傷性や耐摩耗性が低下します。
では、PCの透明性や機械特性を損なうことなく、表面耐久性を高めるにはどうすればよいでしょうか？これらの課題を克服するための効果的なソリューションと、業界で実証済みの技術をいくつかご紹介します。
ソリューション: 処理の強化と表面特性の改質を高度な保護テクノロジーと組み合わせます。
1. シリコン系添加剤：内部潤滑性
ポリジメチルシロキサン（PDMS）や、Dow MB50-001、Wacker GENIOPLAST、SILIKE Silicone Masterbatch LYSI-413などのシロキサン系マスターバッチなどの高性能シリコーン添加剤をポリカーボネート（PC）配合物に配合することで、材料の性能を大幅に向上させることができます。これらの添加剤を1～3%の配合量で使用することで、摩擦係数を効果的に低減し、耐擦傷性と耐摩耗性の両方を向上させることができます。
主な利点：これらのシリコーン添加剤は、PC加工添加剤および改質剤として、PCの光学的透明性を維持するだけでなく、表面の潤滑性を向上させます。これにより、研磨接触時の表面損傷が著しく低減され、最終的には製品寿命の向上につながります。
実用的なヒント: 最適なパフォーマンスを確保するには、二軸スクリュー押し出しによる適切な分散を実現することが不可欠です。これにより、相分離を防ぎ、添加剤の利点を最大限に高めることができます。
SILIKEシリコーン系添加剤のご紹介、PCエンジニアリングプラスチックの耐傷性および耐摩耗性を向上させる戦略
成都SILIKEテクノロジー株式会社は、中国の大手サプライヤーです。改質プラスチック用シリコーン添加剤同社は、様々なプラスチック材料の性能と機能性を向上させる革新的なソリューションを提供しています。中でも特に注目すべき製品の一つがSILIKEシリコーンマスターバッチLYSI-413、ポリカーボネート（PC）に25%の超高分子量シロキサンポリマーを分散させた、非常に効果的なペレット化配合物です。このシリコーン系添加剤は、PCと互換性のある樹脂系に特に効果的です。樹脂の流動性を高め、金型への充填と離型を容易にし、押出機のトルクを低減し、摩擦係数を下げ、優れた耐擦傷性および耐摩耗性を提供することで、加工特性と表面品質を向上させます。さらに、このシロキサン系マスターバッチは傷防止添加剤としても機能し、PC製品の傷防止性を高め、最終的には全体的な性能と耐久性を向上させる優れたソリューションとなります。
2. ナノテクノロジーを活用したUV硬化型ハードコーティング
高度なシロキサンベースまたは有機無機ハイブリッドハードコーティング（例：Momentive SilFORT AS4700、PPGのDuraShield）を塗布します。これらのコーティングは鉛筆硬度7H～9Hを実現し、耐傷性を大幅に向上させます。
耐摩耗性をさらに高めるために、ナノ粒子（シリカやジルコニアなど）を含む UV 硬化コーティングを組み込みます。
利点: 傷、化学物質、紫外線劣化に対する保護バリアを提供し、光学および自動車用途に最適です。
用途: 均一な厚さ (5 ～ 10 µm) を得るには、ディップコーティング、スプレーコーティング、またはフローコーティングを使用します。
3. ナノ複合材料強化
ナノシリカ、アルミナ、酸化グラフェンなどのナノフィラー（重量比0.5～2%）をPCマトリックスに添加します。粒子径が40nm未満の場合、透明性に大きな影響を与えることなく、表面硬度と耐摩耗性が向上します。
例: 研究によると、PC に 1% のナノシリカを加えると、Taber 耐摩耗性が 20 ～ 30% 向上します。
ヒント: 均一な分散を確保し、凝集を防ぐために、相溶化剤 (シラン カップリング剤など) を使用します。
4. バランスの取れたパフォーマンスのためのPCブレンド
PCとPMMA（10～20%）を混合することで表面硬度を高め、PBTと混合することで靭性と耐摩耗性を向上させます。これらのブレンドは、PC本来の耐衝撃性と耐傷性を両立させます。
例: 15% PMMA を含む PC/PMMA ブレンドは、ディスプレイ用途の透明性を維持しながら表面硬度を高めることができます。
注意: PC の熱安定性や強度が損なわれないように、ブレンド比率を最適化してください。
5. 高度な表面改質技術
プラズマ処理：プラズマ化学蒸着（PECVD）により、PC表面にシリコン酸窒化物（SiOxNy）などの薄く硬いコーティングを施します。これにより、耐傷性と耐摩耗性が向上します。
レーザーテクスチャリング: PC 表面にマイクロまたはナノスケールのテクスチャを作成し、接触面積を減らして傷を拡散させ、美観の耐久性を向上させます。
利点: テクスチャリングにより、接触頻度の高いアプリケーションで目に見える傷を最大 40% 削減できます。
6. 相乗効果のための添加剤の組み合わせ
シリコーン添加剤をPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）マイクロパウダー（0.5～1%）などの他の機能性添加剤と組み合わせることで、相乗効果が得られます。PTFEは潤滑性を高め、シリコーンは耐摩耗性を向上させます。
例: 2% のシリコン マスターバッチと 0.5% の PTFE をブレンドすると、スライド アプリケーションで摩耗率を 25% 削減できます。
7. 最適化された処理条件：
添加剤と充填剤を均一に分散させるため、高せん断コンパウンドを使用してください。PCの劣化を防ぐため、成形温度（260～310℃）を維持してください。
精密成形技術（研磨された金型を使用した射出成形など）を使用して、傷の原因となる表面欠陥を最小限に抑えます。
成形部品を 120 ～ 130°C で焼きなまし処理して内部応力を軽減し、長期の耐摩耗性能を向上させます。
イノベーションウォッチ：自己修復コーティングとDLCコーティングの台頭
自己修復コーティング（ポリウレタンまたはシロキサン化学に基づく）やダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングといった新興技術は、超耐久性と高頻度接触を必要とするPCアプリケーションにおいて、将来を見据えたソリューションを提供します。これらの技術は、量販市場向け製品ではまだコスト面で実現が難しいものの、高級電子機器、自動車、航空宇宙分野では有望視されています。
エンジニアリング熱可塑性樹脂における最適な性能のための推奨アプローチ
PC 表面の耐久性を向上させる実用的かつスケーラブルなソリューションを求めているメーカーには、以下をお勧めします。
2) シロキサンベースのUVコーティング+表面硬度のための1%ナノシリカ
3) レーザー成形によるマイクロテクスチャリングで傷を隠す
この 3 つのアプローチにより、コスト効率、処理の互換性、パフォーマンスのバランスが実現され、日常的に摩耗し、長期的な美観が求められる製品に最適です。
業界で実証済み
MarketsandMarketsの2024年レポートによると、世界のハードコーティング市場は、自動車用ディスプレイ、モバイルデバイス、光学レンズにおける傷つきにくいプラスチックの需要増加に牽引され、2027年までに13億ドルを超えると予測されています。多機能添加剤やナノフィラーを統合する材料フォーミュレーターやコンパウンダーは、次世代の耐久性の高いPCベース製品をリードする優位な立場にあります。
傷や摩耗に対する耐性を高めて、PC などのエンジニアリング プラスチックを強化する準備はできていますか?
SILIKEを探索するプラスチック添加剤耐久性の要求を満たすために加工性と表面特性を強化するソリューション。
For further information, please visit our website at www.siliketech.com, or contact us at Tel: +86-28-83625089 or via email at amy.wang@silike.cn. we provide 効率的なプラスチック加工ソリューション。
投稿日時: 2025年7月2日
