みなさん、もしあなたが私と同じようにポリマー業界に携わっているなら、おそらく自動車の外装、電子機器の筐体、または屋外の標識で働いているでしょうが、必ず次の質問をしたことがあるはずです。UV 劣化試験に関して、耐 UV PC/ABS は実際に十分な強度があるのでしょうか?私も樹脂供給の現場で何年も過ごし、屋外に数か月置いただけでひび割れたり、黄ばんだり、もろくなったりする脆弱な部品を扱うメーカーからの電話に対応してきたので、それはわかります。今日は、専門用語を使わずにこれをストレートに分析し、耐 UV PC/ABS の実際の UV 耐性に関する誤解を解き明かしましょう。
まずは基本から始めましょう。PC/ABS はすでに主力ポリマー ブレンドです。ポリカーボネートの衝撃強度とアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンの加工性を兼ね備えているため、車のバンパーからノートパソコンの筐体に至るまで、あらゆる場所で使用されています。しかし、通常（一般グレード）の PC/ABS はどうでしょうか？太陽光の下ではひどいですね。紫外線は時間の経過とともに ABS のブタジエン相を分解します。チェーンの切断によりプラスチックが黄色くなり、脆くなり、さらには表面のチョーキングを引き起こすこともあります。だからこそアンチUV（耐紫外線）PC/ABSが存在するのですよね？ただし、ここに問題があります。すべての抗 UV ブレンドが同じように作られているわけではありません。それは私が毎日クライアントと訓練している大きなポイントです。
では、標準的な UV 老化テストでは実際に何が起こるのでしょうか?私たちのほとんどは ASTM G154 または ISO 4892-3 を使用しています。これらは、実際の屋外条件を模倣するために結露を伴う、何時間もの UVA/UVB 曝露をシミュレートします。耐紫外線 PC/ABS の場合、優れた製品は数時間のテストに「耐える」だけではなく、その機械的特性、色、表面の完全性を何百時間、さらには何千時間も保持する必要があります。その背後にある科学について話しましょう。最高の抗 UV PC/ABS は、単に UV 吸収剤 (UVA) を塗布するだけではなく、PC と ABS の両方の段階を安定させます。安価なブレンドの多くは、ABS のポリブタジエンゴム相を保護するための適切な HALS 安定剤を含まず、基本的な UV 吸収剤のみを添加しています。ブタジエン相は紫外線にさらされると最も早く分解するため、時間の経過とともにチョーキング、脆化、黄ばみの原因となる弱点があります。これが多くの樹脂メーカーが犯す間違いであり、これが非常に多くのメーカーが部品の故障に終わる理由です。
耐UV性PC/ABS樹脂のサプライヤーとして、私はこれを直接見てきました。昨年、あるクライアントが、わずか 500 時間で ASTM G154 テストに不合格となった部品を持って私のところに来ました。彼らは、ABS 用の UVA のみを含む安価な社外の抗 UV ブレンドを購入したのです。両方のポリマー相を保護するバランスの取れた UVA/光安定剤 (HALS) システムを使用するフォーミュラに交換したところ、同じ部品は 3,000 時間を経過しても、目立った黄変はなく、衝撃強度の保持率は 90% 以上でした。それは大きな違いです。しかし、ちょっと待ってください。他の PC/ABS バージョンと比較するとどうでしょうか?たとえば、ガラス繊維強化 PC/ABS 樹脂 (/pc-abs-resin/glass-fiber-reinforced-pc-abs-resin.html で確認できます) は剛性に優れていますが、安定剤が繊維に適合しない場合、ガラスを追加すると UV 老化が悪化する可能性があります。そのため、一般的なものだけでなく、強化ブレンド用にカスタマイズされた抗 UV 配合が必要です。難燃性 PC/ABS 樹脂についても同様です。難燃性添加剤は UV 安定剤と相互作用する場合があるため、FR パッケージと衝突しない安定剤を選択する必要があります。そうしないと、耐 UV 性が低下します。
そういえば、多くの人が抗 UV 効果と他の特性を混同しています。たとえば、屋外の電気エンクロージャに難燃性の部品が必要な場合、難燃性の性能と耐紫外線性を混同したくないでしょう。当社ではハロゲンフリーの難燃性 PC/ABS 樹脂も用意しています (リンク: /pc-abs-resin/halogen-free-flame-retardant-pc-abs-resin.html)。ハロゲンフリーの FR 添加剤は、保護されずに放置されていると UV 劣化の影響をより受けやすいため、屋外での使用には常に専用の UV 安定剤パッケージを追加しています。どのグレードが適合するかわからない場合は、当社の一般グレードの PC/ABS 樹脂 (リンク: /pc-abs-resin/general-grade-pc-abs-resin.html) は屋内用です。屋外では絶対に試さないでください。崩れてしまいます。当社の耐紫外線性 PC/ABS 樹脂 (リンク: /pc-abs-resin/uv- resistance-pc-abs-resin.html) は、標準的な UV 老化テストに合格するように特別に配合されています。しかし、問題は、最適な抗 UV ブレンドであっても、適切に処理しなければ機能しないということです。待て、部分処理は耐紫外線性にも影響するということを見逃してはいけません。成形中に樹脂を過熱すると、UV 安定剤が破壊される可能性があるため、すべての配合作業が無駄になります。私はいつもお客様に、スタビライザーを活性状態に保つために、推奨バレル温度ではなく、推奨バレル温度でレジンを使用するように伝えています。
さて、ハードデータに移りましょう。当社の社内テストによると、当社の抗 UV PC/ABS ブレンドは、ASTM G154 に 3,000 時間暴露した後でも衝撃強度の 92% を維持し、デルタ E の色の変化は 2 未満 (肉眼ではほとんど目立たない)、表面のチョーキングはありません。これを、1,000 時間後に 40% の衝撃強度しか保持しない通常の PC/ABS と、10 を超える超黄色で脆く、表面に埃が舞っているデルタ E と比較してください。それが本当の抵抗です。しかし、待て、一部の耐紫外線 PC/ABS 部品は、ラボテストに合格したとしても、なぜ実際の屋外テストに合格しないのかと疑問に思う人もいます。なぜなら、ラボテストは加速されており、数週間で数年間の太陽をシミュレートするためにUV強度を上げます。現実の生活には、太陽光、雨、気温の変動があり、場合によっては汚染もあります。しかし、部品がラボでの 3,000 時間の加速テストに合格した場合、通常、穏やかな気候の屋外で 5 ～ 7 年間は使用できます。これは、安価なブレンドで管理できる期間をはるかに超えています。
もう 1 つのよくある誤解: 顔料を添加すると UV 耐性が失われるということです。いいえ、適切な顔料を選択した場合はそうではありません。当社は顔料サプライヤーと協力して顔料を安定剤システムに適合させています。一部の顔料は紫外線を吸収することがあり、これにより保護が強化されるため、着色された抗 UV 部品は実際に天然の透明部品よりも耐久性が高くなります。ただし、テストされていない安価な顔料を使用すると、安定剤と反応して効果が低下する可能性があります。これは私がクライアントに警告するもう 1 つの落とし穴です。
そこで、元の質問に戻ります。耐紫外線 PC/ABS は UV 老化試験に耐性がありますか?簡単に言うと、それが正しい式であれば、はい、です。市場に出回っているすべての抗 UV ブレンドが同じというわけではありません。機能するものは、両方のポリマー相を安定化し、安定剤をガラス繊維や難燃剤などの添加剤に適合させ、ASTM G154 や ISO 4892-3 などの実際の規格に基づいてテストされています。屋外部品用の樹脂を調達しているメーカーの場合は、単に耐 UV ラベルが貼られた製品を入手するのではなく、テスト データを求め、スタビライザー システムがどのように機能するかを尋ね、それがお客様の用途に合わせて調整されていることを確認してください。
老化試験で実際に証明されている信頼性の高い抗 UV PC/ABS 樹脂をお探しの場合、またはガラス強化、難燃性、ハロゲンフリーなど適切なバリエーションを選択するのにサポートが必要な場合は、弊社の調達および技術チームに連絡して、お客様の特定の要件について話し合うことができます。私たちは、あなたの部品が紙の上だけでなく現実の世界でも通用することを確認するためにここにいます。
参考文献:
- ASTMインターナショナル。 （2020年）。非金属材料の露光用の蛍光紫外線 (UV) ランプ装置の操作に関する標準慣行 (ASTM G154-20)。ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン: ASTM.
- 国際標準化機構。 （2017年）。プラスチック - 実験室光源への曝露方法 - パート 3: 蛍光 UV ランプ (ISO 4892-3:2017)。スイス、ジュネーブ: ISO。
- Liao, Y.、Chen, C. (2019)。 PC/ABS ブレンドの UV 老化挙動: 安定剤システムと相形態の影響。応用ポリマー科学ジャーナル、136(22)、47582。
- Zhang、L.ら。 （2021年）。 PC/ABS における難燃剤と UV 安定剤の間の相互作用: 屋外用途への影響。ポリマーの分解と安定性、189、109687。