射出成形はプラスチックの性能を活用する技術であり、射出成形業者にはその特性の理解が欠かせません。
プロセス・プロパティをマスターすれば、生産現場で発生する品質上の問題のトラブルシューティングが容易になる。
I.ポリプロピレン（PP）射出成形プロセス
PPは半透明の半結晶性熱可塑性プラスチックで、強度が高く、断熱性に優れ、吸水率が低く、熱たわみ温度が高く、密度が低く、結晶化度が高い。変性フィラーには通常、ガラス繊維、鉱物フィラー、熱可塑性ゴムなどが含まれる。
PPの流動性は用途によって大きく異なり、一般的に使用されるPPの流量はABSとPCの中間である。
純粋なPPは半透明の乳白色で、さまざまな色に着色できます。一般的な射出成形機では、PPはマスターバッチでのみ着色できます。
どのような用途であっても、可塑化エレメントを装備した機械は高品質の結果を保証することができる。
屋外で使用する場合は、UV安定剤とカーボンブラックを混合物に加えることが、性能を持続させるために不可欠である。
環境に優しいソリューションを提供しながら、最終製品の弱体化や変色を避けるためには、生産サイクル中、最大15%のリサイクル材率を守る必要があります。
射出成形機の選定に特別な条件はありません。PPは結晶化度が高いからです。
高い射出圧力と多段制御を備えたコンピューター制御の射出成形機を使用する必要があります。型締力は通常3800t/m2を基準に決定し、射出量は20～85%とします。
金型温度は50～90℃、寸法要求が高いため、金型温度は高い。コア温度はキャビティ温度より5℃以上低く、ランナー直径は4-7mm、ニードルゲート長さは1-1.5mm、直径は0.7mmまで小さくできる。
エッジゲートの長さは短いほどよく、約0.7mm、深さは壁厚の半分、幅は壁厚の2倍、キャビティ内の溶融流の長さは金型とともに長くなる。
金型は排気がよくなければならない、排気孔の深さは0.025mm-0.038mm、厚さは1.5mm、収縮跡を避けるために、大きくて丸い射出口と丸い流路を使う必要がある、補強材の厚さは小さくなければならない（例えば、肉厚の50-60%）。
ホモポリマーPPで作られた製品の厚さは3mmを超えることはできず、そうでなければ気泡が入る（肉厚の製品はコポリマーPPでしか作れない）。
PPの融点は160～175℃、分解温度は350℃であるが、射出加工時の設定温度は275℃を超えてはならず、溶融部の温度は240℃が好ましい。
内部応力や変形を抑えるためには高速射出を選択すべきだが、PPのグレードや金型によっては適用できないものもある（気泡やエアパターンが発生する）。
ゲートによってパターン表面の明暗の筋が広がる場合は、低速射出と高い金型温度を使用する必要があります。
メルトの背圧は5バールで、カラーパウダーの背圧はもっと高く調整できる。
高い射出圧力（1500～1800bar）と保持圧力（射出圧力の約80%）を使用する。保持圧力をフルストロークの約95%で回し、保持時間を長くする。
結晶化後の収縮や変形を防ぐため、製品は通常、熱水浸漬処理される。
2.ポリエチレン（PE）射出成形プロセス
PEは結晶性の原料であり、吸湿性は非常に小さく、0.01%以下であるため、加工前に乾燥させる必要がない。
PEの分子鎖の柔軟性、小さな相互結合力、溶融物の低粘度、優れた流動性なので、あまり高い圧力をかけずに成形すると、薄肉の長流動製品を成形することができます。
PE収縮率の範囲、収縮値、方向は明らかで、LDPE収縮率は約1.22%、HDPE収縮率は約1.5%。HDPEの収縮率は約1.5%である。
このため変形や反りが生じやすく、金型の冷却条件が収縮率に大きく影響します。したがって、冷却を均一かつ安定させるよう射出成形金型の温度を適切に管理する必要があります。
PEの結晶化能力は高く、金型の温度はプラスチック部品の結晶化状態に大きな影響を与える。
金型温度は高く、溶融物はゆっくりと冷却され、溶融プラスチック部品の結晶化は高く、強度は高い。
PEの融点は高くないが、比熱容量は大きいため、可塑化にはより多くの熱を消費する必要があり、生産効率を向上させるために可塑化装置にはより大きな加熱パワーが求められる。
PEの軟化温度範囲は小さく、溶融物は酸化しやすいので、プラスチック部品の品質を低下させないように、成形工程では溶融物と酸素の接触をできるだけ避ける必要がある。
PE部品は柔らかくて脱型しやすいので、プラスチック部品の側面に浅い溝がある場合、強く脱型することができる。
PEメルトの非ニュートン性は明らかではなく、せん断速度の変化が粘度に与える影響は少なく、PEメルトの粘度は温度の影響を受けにくい。PEメルトの冷却速度は遅いため、十分に冷却する必要がある。金型はより良い冷却システムを持つべきである。
PE溶融物が射出中に直接注入口から供給される場合、応力が増加し、不均一な収縮と変形方向の増加が明らかに生じるはずであるため、注入口パラメーターの選択に注意を払う必要がある。
PEの成形温度は広くて、流動状態で、温度が少し変動しても射出成形に影響しない。PEの熱安定性は良好で、一般的に300度以下では明らかな分解現象がなく、品質にほとんど影響を与えない。
PEの主な成形条件
シリンダー温度：シリンダー温度は主にPEの密度とメルトフローレートの値に関係し、さらに射出成形機の種類・性能と、目的とする一次プラスチック部品の形状にも左右されます。
PEは結晶性ポリマーであるため、溶融時に粒が一定の熱を吸収する必要があり、バレル温度は融点より10度高くする必要がある。
LDPEは140～200℃、HDPEは220℃に制御され、バレル後部が最低値、前部が最高値となる。
金型温度：金型温度はプラスチック部品の結晶化に大きく影響します。金型温度が高いほど溶融樹脂の結晶化度と強度は高まりますが、収縮率も増加します。
通常、LDPEの金型温度は30℃～45℃、HDPEの金型温度はそれよりも10～20℃高い温度で管理されている。
射出圧力：射出圧力を上げると溶融樹脂を金型へ充填しやすくなります。PEは流動性が良いため、薄肉で細長い製品を除けば低めの射出圧力を選択でき、一般的には50～100MPaです。形状が単純で肉厚の大きいプラスチック部品ほど射出圧力を低くでき、逆の場合は高くする必要があります。
3.ポリ塩化ビニル（PVC）射出成形プロセス
代表的な用途：給水管、家庭用配管、住宅用壁パネル、業務用機器の筐体、電子製品の包装、医療機器、食品包装など。
化学的・物理的特性：PVCは非晶性材料です。実際の使用では、安定剤、潤滑剤、加工助剤、着色剤、耐衝撃改良剤などの添加剤が加えられることがよくあります。
PVC素材は不燃性、高強度、大気変化に対する耐薬品性、優れた幾何学的安定性を持つ。
PVCは酸化剤、還元剤、強酸に対して高い耐性を持つ。しかし、濃硫酸や硝酸のような濃厚な酸化性酸によって腐食されることがあり、芳香族炭化水素や塩素化炭化水素との接触には適さない。
PVCの溶融温度は、加工において非常に重要なパラメータであり、このパラメータが適切でない場合、プラスチック材料の分解につながる。
PVCの収縮率はかなり低く、一般的に0.2~0.6%である。
射出成形プロセス条件。
乾燥処理：通常、乾燥処理は不要です。
溶融温度：185～205℃。金型温度：20～50℃。
射出圧力：最大1500barまで設定できます。
保圧：最大1000barまで設定できます。
射出速度：材料の過度な劣化を避けるため、通常はかなり速い射出速度を使用します。
ランナーとゲート：一般的なゲートはすべて使用できます。小型の射出成形部品にはピンポイントゲートまたはサブマリンゲートが適し、厚肉部品にはファンゲートが適しています。
針先ゲートまたは水中ゲートの最小直径は1mmであるべきで、ファンゲートの厚さは1mm以下であってはならない。
化学的および物理的性質：硬質PVCは、最も広く使用されている溶融プラスチックの一つである。
4.ポリスチレン（PS）射出成形プロセス
代表的な用途：製品包装、家庭用品（食器、トレイなど）、電気製品（透明容器、光散乱体、絶縁フィルムなど）。
化学的・物理的特性：市販されているPSの多くは透明な非晶性材料です。PSは寸法安定性、熱安定性、光透過性、電気絶縁性に優れ、吸湿性もごくわずかです。
耐水性があり、無機酸を希釈するが、濃硫酸のような酸化力の強い酸では腐食され、一部の有機溶剤では膨潤・変形することがある。一般的な収縮率は0.4～0.7%である。
射出成形プロセス条件。乾燥：不適切に保管されていない限り、通常は乾燥の必要はない。乾燥が必要な場合、推奨される乾燥条件は80℃、2～3時間である。
溶融温度：180～280℃。難燃性材料では上限が250℃です。
金型温度：40～50℃。
射出圧力：200～600bar。
射出速度：高速での射出を推奨します。
ランナーとゲート：一般的な種類のゲートはすべて使用できます。
5.ABS射出成形プロセス
代表的な用途：自動車（インストルメントパネル、ツールハッチ、ホイールカバー、リフレクターハウジングなど）、冷蔵庫、高耐久工具・家電（ヘアドライヤー、ミキサー、フードプロセッサー、芝刈り機など）、電話機の筐体、タイプライターのキーボード、ゴルフカートやジェットスレッドなどのレジャー車両。
化学的・物理的特性：ABSは、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンという3種類の化学モノマーから合成されます。
各モノマーには異なる特性があります。アクリロニトリルは高い強度と熱的・化学的安定性、ブタジエンは靭性と耐衝撃性、スチレンは加工性、優れた表面仕上げ、高い強度をもたらします。形態上、ABSは非晶性材料です。
3つのモノマーの重合により、スチレン-アクリロニトリルの連続相とポリブタジエンゴムの分散相の2つの相を持つターポリマーが生成される。
ABSの特性は、3つのモノマーの比率と2相の分子構造に大きく依存する。
このため、製品の金型設計に大きな柔軟性を持たせることができ、市場には100種類もの品質のABS素材が出回っている。
これらの異なる品質は、中程度から高い耐衝撃性、低い光沢から高い光沢、高温での歪み特性などの異なる特性を提供する。
ABS材料は、優れた加工性、外観、低クリープ、優れた寸法安定性、高い衝撃強度を提供します。
射出成形の製造工程条件。
乾燥処理：ABSは吸湿性があるため、加工前に乾燥処理が必要です。推奨乾燥条件は80～90°Cで最低2時間です。材料の含水率は0.1%未満に保つ必要があります。
溶融温度：210～280℃。推奨温度：245℃。
金型温度：25～70℃（金型温度はプラスチック部品の表面光沢に影響し、温度が低いほど光沢も低下します）。
射出圧力：500～1000bar。
射出速度：中速から高速。
射出成形プロジェクトのお見積もりが必要ですか？ZetarMoldのエンジニアリングチームから、競争力のある価格、DFMフィードバック、量産スケジュールを入手してください。
無料見積もりを依頼 → 射出成形の全体像については、射出成形完全ガイドをご覧ください。
