プラスチック材料の流動性

射出成形を成功させるためには、使用する材料が流れやすいことが望まれます。しかし、プラスチック材料の流動性は加熱温度だけでなく、加えられる圧力によっても変化します。さらに、温度や圧力による流動性の変化の特性は、樹脂の種類によって大きく異なります。

プラスチック材料の流動性を表す方法として、一般的に次のような手法が採用されます。

メルトインデックス（MI値）による方法

メルトインデックス（MI）とは、熱可塑性樹脂の流動性を評価するための指標であり、「メルトフローレート（MFR）」とも呼ばれます。具体的には、**特定の条件下（温度・荷重）で10分間に押し出される樹脂の重量（g）**を測定したものです。

メルトインデックスの測定方法

メルトインデックスは、国際規格 ISO 1133 や ASTM D1238 に基づいて測定されます。一般的な測定条件は以下の通りです。

• 試験装置 ：メルトインデクサー（押し出し試験機）を使用
• 試験温度 ：材料によって異なる（例：ポリプロピレンは230℃、ポリエチレンは190℃など）
• 荷重 ：通常は2.16kgまたは5kg
• 測定方法 ：一定の温度と荷重のもとで、ノズルから押し出される樹脂の重量を10分間測定

メルトインデックスの意味と特性

MIが高い（値が大きい）

• 樹脂の流動性が高い（低粘度）
• 成形時の流れが良く、薄肉成形や複雑形状に適する
• ただし、強度や耐衝撃性が低下しやすい

MIが低い（値が小さい）

• 樹脂の粘度が高く、流動性が低い
• 強度や耐衝撃性が高いが、成形時に流れにくいため、高圧が必要

メルトインデックスの用途と重要性

• 射出成形や押出成形において、材料選定の目安 となる
• 流動性の管理 により、成形不良（ショートショット、バリなど）を防ぐ
• 同じ種類の樹脂でもグレードによる違い を判別できる

メルトインデックス（MI）は、樹脂の流動性を数値化する重要な指標であり、成形加工の適性を判断する基準となります。樹脂の種類や用途に応じて適切なMIを選定することで、成形品質の向上や生産性の最適化が可能になります。

流動比（L/t）による方法

流動比（Flow Ratio） は、プラスチック材料の流動性を評価するもう一つの方法で、メルトインデックス（MI）とは異なり、射出成形の実際の成形条件に近い状態で測定されるのが特徴です。

流動比の測定方法

流動比は、スパイラルフロー試験（Spiral Flow Test）と呼ばれる方法で測定されます。この試験では、一定の温度・圧力のもとで、樹脂がどれだけ長く流れるか を測定します。

測定方法

• スパイラル状の金型 を用意
• 一定の温度と圧力で樹脂を射出
• 樹脂が金型内をどれだけ流れたか（長さ）を測定
• 結果を数値化 し、材料の流動性を比較

流動比の計算

流動比は、一般的に試験片の長さと厚みの比率 で表されます。

流動比の意味と特性

流動比が大きい（値が高い）

• 樹脂の流動性が高い（低粘度）
• 複雑な形状や薄肉成形に適する
• ただし、強度が低下する可能性がある

流動比が小さい（値が低い）

• 樹脂の粘度が高く、流れにくい
• 強度や耐衝撃性が高い
• しかし、成形時には高い射出圧力が必要

流動比の用途と重要性

• 実際の成形環境に近い測定が可能（MIより実用的）
• 薄肉成形・複雑形状の成形性評価 に役立つ
• 成形条件の最適化（流動性の確認による圧力や温度の調整）
• 異なる材料の比較（同じ厚みでどれだけ流れるか）

流動比は、樹脂の流動性を実際の成形条件に近い形で評価できる指標 であり、薄肉成形や複雑形状の成形性を判断するのに役立ちます。メルトインデックス（MI）と組み合わせて使用することで、より適切な材料選定や成形条件の最適化が可能となります。