シリコンゴム成形品（LSR）とPBT樹脂の摩擦係…

Question

シリコンゴム成形品（LSR）とPBT樹脂の摩擦係数について

金型成形されたLSR製品と樹脂（PBT-GF30）製品との摩擦について、表面粗度が変わった場合の影響が分からずに困っています。
表面粗度が大きくなる・小さくなる場合で、この2種の部品同士の動摩擦係数（または摩擦力）は上がるのでしょうか、下がるのでしょうか、または大きくは変わらない？

・私の頭の中の妄想
シリコンが荒くなっても細かくなっても、なんとなくイメージ的に摩擦力は変わらない気がするのです。
荒くなった場合は相対的に点接触部が減りますので、真の接触面積は小さくなるはずです。 でも、結果的に点接触部にある圧力としては、力が均等な場合は増えますので、その結果点接触部がつぶされて、面粗が細かい場合と同等の接触面積になってしまう・・・？

PBT樹脂側の場合、荒くなるとシリコンの表面を樹脂の凹凸に合わせて変形させて食いつくような気がするので、なんとなく摩擦係数は上がりそうな気がします。これもかかる力次第なところもあるかもしれません。

どなたかこの考察についてヒントになる研究などをご存知でしたら教えてください。
よろしくお願いいたします。

ちなみにショア硬さ30のLSRとPBT-GF30の動摩擦係数を測定してみたのですが、0.45という結果が出ました。 測定方法もちゃんとしていないし、上記の表面状態や成形条件など、色々なものが影響を及ぼすのでただの参考値ですが、どなたか大雑把な値が欲しい方がいらっしゃればぜひ使ってあげてください。

Answer

ゴムの摩擦に関する研究はタイヤ絡みの交通関連で抜きんでて進んでます。

http://www.askyo.jp/bulletin/pdf/214.pdf
　　路面のすべり

ゴムの摩擦の原因は主として付着によって起こるせん断変形とヒステリシス損失，
　　および凝集力を破壊するための力の３つに分けて考えられる
　　--------------------
　　付着力に関するかぎり、粗な路面よりもなめらかな方が摩擦係数が大きいことを表している。
　　実験的にもガラスなどのなめらかな表面でゴムスライダを用いた場合，ｆＡが2.5にも達すると
　　報告されている。これは，乾燥路面のすべり摩擦係数は粗いものよりも，密粒のものの方が
　　大きいことと一致している。
　　--------------------以下も知見得られる箇所多--------------------

＞（PBT-GF30）
GFがケバ立てば別ながら、一般的樹脂なら少しの凹凸では、あまり変わらないのは。

３つに分けて考えられる・・・３次元グラフは切分けた数式化は困難でしょうね。

最近のスタッドレスタイヤの進歩に感心するも、世間の評判に頼りブランドで選んでしまうが、それもメーカ曰くの一場面の数値で表せない複雑さゆえと感じます。

Answer

成形金型の温度制御との関係は、如何な妄想を抱きていますか？

又は、確認されておりますか？

成形金型の方の温度と、表面状態（凸凹でなく、疎水性や親水性のコーティング等）の影響も
大きいですから。

金型が冷え切っている最初の製品肌面と、数回ショット後の金型が温まっている製品肌面を
先ずは比較してみてください。

そして、手法は兎にも角にも、温度を振って確認してみてください。
金型と同等の板を傾斜させ、LSRを流し簡易確認する手法もあります。

Answer

摩擦を研究する学会には“トライボロジー学会”があります。以前は潤滑学会という名称だったようです。
滑り性は結構難しく、私の経験で摩擦係数（滑り性）は次の特性の影響があります。

１．接触面積
２．凝着エネルギー
３．硬さ

ただし接触面積を減らそうと粗さが大きくなりすぎると勘合状態となり逆に引っかかるようになります。
同一の接触面積、同意乙の硬さだったら凝着エネルギー（表面張力に近似？）が小さいシリコーンとかポリオレフィンの摩擦係数が小さくなります。
同じ接触面積、同じ凝着エネルギーだと硬い素材の摩擦係数が小さくなります。硬さに関しては表面素材だけでなく表面素材が薄い時には下の素材の硬さ柔らかさも影響があります。
シリコーンは凝着エネルギーが小さい代表ですね。硬さは架橋度合いで大きく変わると思います。
因みにここに書いてあるのはシリコンでは無く、“シリコーン”ですよね？

LSRとPBT樹脂の摩擦係数について