N-ARC法

「N-ARC法」をわかりやすくご紹介します。

N-ARC法で何が分かる?

樹脂製品の断面の組織を把握することにより、製品が壊れたり反ってしまったり、また、表面に模様ができるといった射出成形品のさまざまなトラブルの原因を把握することができ、成形条件や材料の選定に役立ちます。

N-ARC法は樹脂の組織を可視化します

図 押しピンの断面図

ゲートから充てんされたポリスチレン樹脂が、金属のピン側に向かって流動しているのが鮮明に表れています。

製品の弱い部分を明らかにします

ゴムブレンド部品

破断した天然ゴム/スチレン・ブタジエン・ゴム(NR/SBR) 成形品の断面観察結果です。割れの左右の部分にゴムの充てんの流れが確認できます。
2 つのゴムの流動部分が会合しているウエルドラインに添ってゴムが破断していることが分かります。

成形時に起きた現象が分かります

ガラス繊維強化ナイロン

表層から約200μm の領域にせん断流れが認められ、その領域から中心部(コア)にかけて球晶が観察されています。これらは表層は金型で冷やされて比較的早く固化し、中央部はゆっくりと冷やされて固化したと考えられます。

樹脂の組織を観察する当社オリジナルの技術です

N-ARC法は、日産アークが開発した独自技術で、New Analysis of Resin(Rubber) Cross sectionの略です。樹脂やゴムなど高分子材料の射出成形時の流れ痕跡や球晶(結晶)構造を可視化することができます。樹脂の組織を見る方法としては、従来、顔料を入れて色を観察する方法や、ミクロトームによって薄く切り出した切片を観察する方法が主流でした。しかし、顔料を混入すると正確な樹脂の組織を把握することは難しく、ミクロトームでは局所的な領域しか見ることができないという問題がありました。当社では、自動車メーカーが部品を金属から高分子材料に切り替えていくのに伴い、樹脂の組織観察の需要が高まっていたことを契機として研究に取り組んできました。
具体的な観察方法は、まず試料を研磨し表面をきれいにします。そして物理的・化学的な処理を施し光学顕微鏡で撮影しています。
研磨や前処理、観察の過程では高度な技術とノウハウが必要で、N-ARC法による観察ができるのは、当社でも一部の研究者に限られています。
このN-ARC法で得られた情報(組織)は成形に起因した不具合、材料開発、金型設計にフィードバックすることが可能です。

製品の不具合の要因を探ります

N-ARC法は、成形不良や強度不足など、射出成形品の不具合の要因を探る用途で主に使われています。例えば、金型に樹脂を流し込むゲート(入り口の部分)から樹脂が金型に沿って充てんされていく際の組織を見て、
①強度が弱い部分や力がかかる部分にウエルドが できていないか確認する
②樹脂に混ぜるフィラー(無機物の充てん剤)や補強材、ガラス繊維、
カーボンファイバーなどの添加物の混ざり具合、配向を確認する
③球晶(ナイロンやポリプロピレンなど結晶化樹脂の結晶が成長したもの)の大きさから樹脂が固まる際の温度を推測する
などの活用が考えられます。
更に詳しい情報を掲載した資料をダウンロードできます。

PDF形式
左のアイコンをクリックすると、別ウインドウで開きます。

資料のダウンロードにはお客様情報の入力が必要となります。

×

分析についてのご相談などお気軽にお問い合わせください。