PC-ABSおよびASAのレーザーマーキング：自動車・家電部品のブレンド材

PC-ABSおよびASAのレーザーマーキング：自動車・家電部品のブレンド材

要点

• ブレンド材はどちらの親ポリマーとも異なる挙動を示し、配合比がマーキング特性を大きく変えます。
• どちらも芳香族で炭化しやすいため、添加剤なしで容易にマーキングできます。
• ASAはブタジエン相を耐候性のアクリレートゴムに置き換えており、熱応答が変わります。
• よくある失敗は、マーキング不足ではなく、過剰なマーキングです。

自動車の内装部品や家電に使われるプラスチックで、単一のポリマーであるものはごくわずかです。ポリカーボネートとABSのブレンドは、ポリカーボネートの靭性と耐熱性、ABSの成形加工性と低コストを兼ね備えているため、インストルメントパネル、ピラートリム、ハウジング、コンソールで主流となっています。同じ外観が屋外で必要とされる場面では、ASAが使われます。どちらも良好にマーキングできますが、どちらも親樹脂と同じものとして適格性評価されることが多く、そこから問題が始まります。

ブレンド比が変えるもの

PC-ABSは幅広い比率で供給されており、一般的にはポリカーボネート優位の50:50から70:30程度ですが、図面に比率が記載されていないことがよくあります。比率はマーキング結果を左右するため、記載すべきです。

したがって、異なるサプライヤーの2つの「PC-ABS」グレードでは、必要なレシピが大きく異なる場合があります。ブレンドの種類ではなく、特定のグレードを材料として扱ってください。

ASAと、それが指定される理由

ASAは、構造的にはABSのブタジエンゴム相をアクリレートゴムに置き換えたものです。この置換だけで、ABSの屋外での弱点が解消されます。ブタジエンは紫外線に弱く、黄変、チョーキング、脆化を引き起こします。ASAは風雨にさらされても色と耐衝撃性を保つため、外装のミラーハウジング、グリル、園芸機器、衛星アンテナなどに使われています。

マーキングにおける実用上の違いは小さいものの、確かに存在します。

• 芳香族のスチレンとアクリロニトリルの含有量が変わらないため、コントラストの挙動はABSと似ています。
• アクリレートゴムはブタジエンより劣化しにくいため、マークの縁の熱安定性がやや良好です。
• ASA部品は屋外使用を前提に指定されるため、マークの耐候性がより重要になります。組立時に判読できるマークでも、永続的と仮定せず、紫外線暴露後に適格性を評価してください。

マーキングの指針

• 低い条件から始める。どちらのブレンドも炭化しやすいため、リスクは過剰マーキングです。茶色いハロー、表面の変形、マーク周囲のゴム相の劣化などが起こります。想定される設定より低い条件から始めて、上げていきます。
• マークが強すぎる場合は、出力を下げるのではなく速度を上げる。輪郭の鮮明さを保ちながらエネルギーを減らせます。
• ゲートやウェルドラインの近くにマークを入れない。ポリカーボネート成分によりストレスクレイジングのリスクがあり、クレイジングは、マーキングを行った機械の前ではなく、数時間から数日後に現れることがあります。
• 色ごとに適格性を評価する。これらのブレンドは幅広い色で使われ、顔料の構成はブレンド比と同じくらい結果を左右します。
• 難燃グレードは別途確認する。PC-ABSの難燃（FR）グレードは家電や電子機器で一般的で、難燃剤の構成は吸収と炭化の挙動の両方を変えます。
• 適格性評価では24時間後に再検査し、遅れて生じるクレイジングを、市場ではなく出荷前に発見する。

よくある問題

これらのブレンドの加飾と接着

自動車部品や家電部品では、マーキングだけが下流工程であることはまれで、この点でもブレンド材は親樹脂と挙動が異なります。

• 表面エネルギーは低いのではなく中程度であるため、前処理は通常、ポリプロピレンのようにゼロから表面エネルギーを高めることではなく、清浄化と一貫性の確保が中心です。想定に頼らず、接触角またはダイン試験で確認してください。
• 溶剤への感受性は両方の親樹脂から受け継がれています。ポリカーボネートもABSも、応力がかかった状態で溶剤に触れるとクレイジングを起こすため、洗浄剤や接着促進剤は、応力を加えた試料で適格性を評価してください。
• 塗装は一般的で、概ね良好な結果が得られます。これらのブレンドが塗装内装トリムで主流となっているのはそのためですが、ABS比率の高いグレードでは、接着促進剤が指定されることが多くあります。
• めっきは、ABS比率の高いグレードで可能です。ブタジエン相をエッチングして機械的なアンカーを形成できるためです。ポリカーボネート含有量が多いと、この能力は低下します。

関連記事

• アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）
• ABSプラスチックのレーザーマーキング
• ポリカーボネートのレーザーマーキング
• 自動車分野でのレーザーマーキング
• 炭化

お困りですか？

The Sabreen Groupは、自動車部品および家電部品向けエンジニアリングブレンドのマーキングの適格性評価について、独立した立場でエンジニアリング支援を提供しています。当社のエンジニアリングサービスチームは、製造業のお客様とともに、プロセス開発、材料の適格性評価、量産時のトラブルシューティングに取り組んでいます。お客様の用途についてご相談の際は、お問い合わせください。

よくあるご質問

PC-ABSにレーザー添加剤は必要ですか？

通常は不要です。どちらの親ポリマーも芳香族で炭化しやすいため、PC-ABSはファイバーレーザーで添加剤なしでも良好な暗いコントラストが得られます。技術的な課題は吸収ではなく、抑制です。過剰にマーキングすると茶色いハローが生じ、表面の光沢が乱れるため、レシピは、ゼロから上げていくのではなく、強すぎる開始点から下げていく形で作るのが通常です。

2つのPC-ABSグレードでマーキングの結果が異なるのはなぜですか？

ブレンド比の違いが原因で、図面には記載されていないことが多くあります。グレードはポリカーボネート優位の約50:50から70:30まであり、ポリカーボネート含有量が多いほど炭化収率が高く、熱的なプロセスウィンドウも広くなります。ABS含有量が多いとウィンドウは狭くなり、マーク周囲の黄変が増えます。ブレンドの種類ではなく、特定のグレードで適格性を評価してください。

マーキングの観点で、ABSとASAの違いは何ですか？

ASAはブタジエンゴム相をアクリレートゴムに置き換えており、耐候性が格段に高くなっています。芳香族の含有量が変わらないため、マーキングのコントラストは同程度で、アクリレートゴムはブタジエンより劣化しにくいため、縁の品質はやや良好です。重要な違いは下流にあります。ASA部品は屋外で使用されるため、マークは紫外線暴露後に適格性を評価する必要があります。

加工の翌日にマークの周囲に亀裂が現れるのはなぜですか？

ポリカーボネート成分によるストレスクレイジングです。マーキングによる熱入力が成形時の残留応力に加わります。すぐには現れず時間をかけて進行するため、部品が機械の前での検査に合格しても、翌シフトで不合格になることがあります。マークをゲートやウェルドラインから離し、1パスあたりのエネルギーを下げ、適格性評価に24時間後の再検査を組み込んでください。

難燃グレードのPC-ABSも同じようにマーキングできますか？

いいえ。難燃剤の構成は家電や電子機器の用途で一般的で、吸収と炭化の挙動の両方を、ときには大きく変えます。標準のPC-ABSで作成したレシピは、同じグレードのFR版では大きく異なるコントラストになることがあるため、別途適格性を評価し、難燃剤の構成の変更は再評価が必要なものとして扱ってください。

---