CASE STUDY 製品採用事例

導入背景・課題

2層構造パッキン製造における「目ヤニ・筋傷」の発生と、従来コーティングの耐久性不足

一般工業分野や化学工業・食品加工分野において、ドラム缶をはじめとする容器の気密性を保持する「樹脂製パッキン」は、液漏れや異物混入を防ぐための極めて重要な保安部品です。本事例のクライアント様は、断面が円形であり、中央部（芯材）と外周部で異なる樹脂材質を組み合わせた「2層構造の特殊パッキン」を、樹脂押出成形機を用いて製造されていました。

この特殊パッキンの成形工程において、心臓部となるのが「ダイ（ダイス）」と呼ばれる金型部品です。ダイの内部を溶融樹脂が通過する際、ダイ表面への樹脂付着を防止し、優れた潤滑性（すべり性）によってスムーズに押し出すことが、製品クオリティを保つ絶対条件となります。しかし、ダイ表面のすべり性が悪化したり、樹脂が一部に滞留・付着したりすると、成形現場を悩ませる2つの重大な外観不良が発生しやすくなります。

➤目ヤニ（凸ブツ不良）
ダイ表面に滞留した樹脂カスの塊が、成形中に突然外れてパッキン表面に付着し、突起状のブツとなる現象。

➤筋状の傷（ライン不良）
ダイ出口付近に固着した樹脂カスが原因となり、押出方向に沿って製品表面に連続的な傷をつけてしまう現象。

これらの不良を防止するため、従来は他社にて一般的なふっ素樹脂コーティングをダイに施していました。しかし、溶融樹脂による摩耗や負荷が高く、わずか2週間程度でコーティングが剥がれてしまうという耐久性の短さが大きな課題となっていました。

当社にご相談をいただいた当初、まずはふっ素樹脂コーティングの中でも特に耐摩耗性に優れた「高耐久性グレード」をご提案し、テスト施工（試作）を行いました。実機に組み込んで検証したところ、従来仕様に比べて若干の寿命延長は見られたものの、それでも1ヶ月持たずに剥離が発生。さらに、処理ロットによって耐久性にバラつきが生じ、従来同様に2週間程度で寿命を迎えてしまうケースもあり、運用が安定しませんでした。

詳しく原因を調査した結果、特にパッキン中心部の材料が通過する「ダイの内径部」の塗膜が著しく剥がれやすいことが判明しました。このダイはΦ10mm以下という極めて細い穴形状の内面となっており、コーティング前処理である「ブラスト処理（物理的な粗面化）」の微粒子が奥まで均一に届きにくく、塗膜の足がかりとなる十分な凹凸（アンカー効果）を形成できないことが、早期剥離の根本的な原因でした。