強度低下に影響する要因は何か――ウェルドライン：プラスチックの強度（26）

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ウェルドライン（WL）は型内で溶融樹脂が合流するところに発生する筋状のマークである。図1にその1例を示す。

WLは外観上で問題になることがあるが、WLに垂直に引張力が作用するとWL部から破壊するので強度設計においても注意すべきである。WL部の強度はWLのない部分の約50～60％である。特に、衝撃強度、クリープ破壊強度、疲労強度などの低下が顕著である。

WL部の強度が低い理由は次の通りである。

① WL部表面にはV溝状のくぼみが発生し、これが応力集中源になる。

② WL部では特有の分子配列になるため強度が低い。

③ 溶融樹脂の流動先端は冷えながら合流し、かつ先端には溶融樹脂由来のガス分が封じ込められやすいので、溶着強度が低くなる。

WLのタイプには、図2に示す対向流WL、並走流WL、偏流WLがある。

対向流WL(a)は両サイドから合流し、そのまま流動停止して形成されるWLである。このタイプのWL強度は低い。

並走流WL(b)は2点のゲートから流入した溶融樹脂が合流したのち、流動先端に向かって並走して流動するタイプである。並走流WL(c)はキャビティ中に流動障害個所がある場合は、これを迂回しながら流れて合流し、その後に並走して流動するものである。これらの並走流タイプは、ある長さまではWLが発生し、その後は消失する。並走流WLの強度低下は比較的小さい。

偏流WL(d)は肉厚の厚い部分が先に流れて、中央部の薄肉個所が最後に充填するため、最終的に充填する薄肉部にWLが発生するタイプである。このタイプのWL強度は対向流タイプと同様に低い。

従って、WL強度は次の順になる。

　　　並走流WL＞対向流WL≒偏流WL

強度を考慮したWLの設計では、次の対策がある。

①最大応力が発生する個所（危険断面）にWLが発生しないように設計する。そのためには、ゲート位置の選定や肉厚分布の設計を適切に行って危険断面にWLが発生しないようにしなければならない。

②WLの発生が避けられない場合は並走流WLになるようにゲート位置を選定する。図3に設計例を示す。(a)のゲート位置では対向流WLになるが、(b)のゲート位置では並走流WLになる。

③WL部のガス逃げをよくするため、金型のWL発生位置にはガスベント（注1）を設ける。

（次回へ続く）

注1：ガス逃げを良くするため、金型の合わせ面に設ける隙間のことである。ただし、溶融樹脂が流れ込まない程度の隙間に設計する必要がある。

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