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PVC射出成形完全ガイドのリソース
PVCとは？
PVCが最初に作られたのは1800年代だが、本格的に普及したのは1920年代に入ってからで、柔軟性を高める方法が解明された。
PVCとはポリ塩化ビニルの略。プラスチックの一種だ。石油由来の塩化ビニールから作られている。
PVCは合成樹脂ポリマーです。PVCについて知っておくべきことは以下の通り：
PVCは、ポリエチレン、ポリプロピレンに次いで3番目に広く使用されているプラスチックである。毎年約4,000万トンのPVCが製造されている。
PVCには硬質と軟質の2種類がある。硬質PVCはパイプ、ドア、窓などに使われる。軟質PVCは、配管、電気ケーブル、床材、インフレータブルなどに使用される。
PVCは白色の脆い固体である。粉末や顆粒状で入手できる。化学薬品、天候、腐食に強い。そのため、丈夫で用途の広い素材となっている。
可塑剤を加えることで、PVCに柔軟性を持たせることができる。電気絶縁性に優れている。火がついても自分で消すことができる。製造コストもかなり安い。
PVCは多くの産業で使用されている。建築、医療、自動車、包装など、さまざまな分野で使用されている。パイプ、窓枠、電気ケーブル、医療機器、衣服、その他あらゆるものの製造に使用されている。
PVC素材にはどのような種類がありますか？
PVC（ポリ塩化ビニル）には多くの種類があるが、主な種類は以下の通り：
1.硬質PVC（UPVCまたは非可塑化PVC）
機械的強度が高く、耐候性、耐火性に優れている。パイプ、窓枠、建材などに使用される。PVC-U（未可塑化）は硬く剛性が高く、20℃における極限引張応力は約52MPaで、ほとんどの化学薬品に耐性がある。PVC-Uは一般に60℃までの温度で使用できるが、実際の限界温度は応力や環境条件によって異なる。
2.軟質PVC（ソフトPVC）：
もう1つのタイプは軟質PVC（可塑化PVC）で、30-70%可塑剤を使用している。柔軟で弾力性があり、複雑な形状に成形できる。電気ケーブルの絶縁体、床材、医療用チューブ、自動車内装などに使用される。可塑化PVCのコンパウンドごとのばらつきは、PVC-Uよりも大きい。ビニデックスでは、可塑化PVCを使用した圧力パイプは製造していない。
3.塩素化PVC（CPVC）：
もう一つのタイプはCPVC（塩素化PVC）で、これは塩素含有量を65-72%まで増加させるためにさらに塩素化されたPVCである。耐熱性、耐老化性、耐食性、化学的安定性に優れている。配管やパイプによく使われる。PVC-C（塩素化）はPVC-Uとほとんどの性質が似ているが、耐熱性が高く、95℃まで機能する。
4.PVC-M（変性PVC）：
もう一つのタイプは衝撃改良PVCで、耐衝撃性を向上させるためにアクリルやゴムのような改質剤を組み込んでいる。硬質PVCに比べ、引張強度と降伏応力が低い。
5.PVC-O（二軸延伸PVC）：
もう一つのタイプは延伸PVC（PVC-O）であり、これは分子鎖を整列させるために延伸されたPVCであり、強度と耐圧性を向上させる。PVCは汎用性が高いため、配合や添加剤を調整することで、建築、配管、電気、自動車など、さまざまな業界の幅広い用途に対応することができる。
ポリ塩化ビニル（PVC）の特徴は？
PVC（ポリ塩化ビニル）は、丈夫で化学薬品に強く、安価なことで知られる、超便利で人気のあるプラスチックです。PVCについて知っておくべきことがいくつかある：
電気的特性
絶縁体：PVCは優れた絶縁体である。
耐久性
耐候性：PVCは耐候性、耐薬品腐食性、耐腐食性、耐衝撃性、耐摩耗性に優れており、長寿命で屋外での使用に適しています。
耐腐食性：PVCは腐食に強いため、あらゆる環境で長持ちします。
難燃性
PVCは自己消火性で、火元が取り除かれると燃えなくなる。これはPVCに塩素が多く含まれているためで、火災を防ぐ効果がある。
機械的特性
耐摩耗性：PVCは丈夫で軽く、耐摩耗性に優れているため、さまざまな用途に使用できる。
強度：硬質PVCの降伏強度は4,500～8,700psi（31～60MPa）、軟質PVCの降伏強度は1,450～3,600psi（10.0～24.8MPa）。
耐薬品性
無機化学薬品への耐性：PVCは、弱酸、弱塩基、脂肪族炭化水素のようなすべての無機化学薬品に耐性がある。
有機化学物質に対する耐性：PVCの種類によっては、ケトンやエステル、塩素化炭化水素や芳香族炭化水素、芳香族エーテルやアミン、ニトロ化合物によって損傷を受けることがある。
コスト／パフォーマンス比
費用対効果：PVCは長持ちし、手入れもあまり必要ないのでお得です。
添加物
可塑剤：可塑剤は塩ビを加工しやすくし、また加工後の塩ビを丈夫にすることで、塩ビをより良いものにします。
熱安定剤：熱安定剤は、PVCが製造されるときや太陽の下に置かれたときにPVCが壊れないようにする。
PVCの特性は？
PVCは熱可塑性ポリマーである。その特性は通常、硬質PVCと軟質PVCに分類される。
| プロパティ | 測定単位 | 硬質PVC | ソフトPVC |
|---|---|---|---|
| 密度 | g/cm3 | 1.3-1.45 | 1.1-1.35 |
| 熱伝導率 | W/(m-K) | 0.14-0.28 | 0.14-0.17 |
| 降伏強度 | サイ | 4,500-8,700 | 1,450-3,600 |
| MPa | 31-60 | 10.0-24.8 | |
| 曲げ強度 | サイ | 10,500 | - |
| MPa | 72 | - | |
| 圧縮強度 | サイ | 9,500 | - |
| MPa | 66 | - |
PVC射出成形の利点は何ですか？
PVC（ポリ塩化ビニル）の射出成形には、以下のような利点がある：
① 費用対効果： PVC射出成形は、パイプ、継手、その他のプラスチック部品のようなPVC製品を大量に生産するための費用対効果の高い方法です。
② 高品質の製品： PVC射出成形は、正確な寸法、滑らかな表面、安定した肉厚を持つ高品質の製品を作ります。
③ 一貫した品質： 射出成形プロセスは、安定した品質の製品を保証します。溶融塩ビを高圧で金型に注入するため、均一な製品が得られます。
④ 迅速な生産： PVC射出成形は迅速な生産プロセスです。大量生産と短納期を可能にします。
人件費の削減：射出成形工程の自動化によって人件費が削減されるため、製造業者にとっては好都合である。
⑥ 幅広い用途： PVC射出成形は、パイプ、継手、チューブ、その他のプラスチック部品など、さまざまな製品の製造に使用できる。
⑦ 耐腐食性： PVCは腐食に強いため、化学薬品や酸、その他の腐食性物質にさらされる用途に適した素材です。
⑧ 耐火性： PVCは燃えにくく、煙もあまり出ないので、火災の安全性が重要視される用途に適している。
⑨ 簡単な取り付け： PVC製品は取り付けが簡単です。ソルベントセメントや熱融着で接続できるため、配管やパイプ用として人気がある。
⑩ リサイクル可能： PVCはリサイクルできるので、環境に配慮するメーカーや消費者には良い選択肢だ。
⑪ 広い温度範囲： PVCは幅広い温度に対応できるため、極端な温度差がある用途に適している。
⑫ 耐薬品性： PVCは酸、塩基、溶剤など多くの化学薬品に耐性があるため、化学薬品にさらされる用途に適した素材です。
射出成形PVCの欠点は何ですか？
PVC射出成形には多くの利点があるが、次のような欠点もある：
① 高い初期費用： PVC素材は腐食性が高く、射出成形時に金型が錆びやすい。射出成形用の金型は、4Cr13やS136などのステンレス素材を使用する必要があり、金型コストは他のプラスチック素材よりも高くなる。
② 環境と健康への懸念： 塩化ビニールを燃やすと、ダイオキシンと塩素が発生する。これらは環境にも体にも悪い。また、PVC製のものはなかなか分解されないため、プラスチック廃棄物問題に拍車をかけている。
③ 毒性： PVCは燃えたり溶けたりすると有毒ガスを発生し、このガスは健康に悪い。
④ 限定的な耐熱性: PVCは他のプラスチックほど熱に強くない。PVCで射出成形をすると、分解して悪いガスが発生することがあります。
⑤ 限られた柔軟性： PVCは硬い素材なので、複雑な形や曲げる必要のあるものを作るのは難しい。
⑥ 紫外線劣化： 紫外線による劣化：PVCは日光によく当たると劣化します。しばらくすると見た目が悪くなり、機能も低下します。
⑦ 柔らかくなる： PVCは熱くなりすぎると柔らかくなることがある。そうすると形が変わってしまい、うまく機能しなくなる。
⑧ 結束が難しい： PVCは他のものとくっつきにくい。そのため、部品点数の多いものを作るのは難しい。
⑨ 限られたリサイクル性： 塩ビはリサイクルできるけど、いろんなものが入っているから難しいんだ。
⑩ 限定カラーオプション： PVCは着色しにくいので、射出成型の場合は選択肢が少ない。
⑪ 吸湿性： PVCは水を吸い込むことがあり、しばらくすると形が変わってうまく機能しなくなることがある。
完全ガイドPVC射出成形製造のためのリソース
PVCは射出成形できますか？
確かに、PVCは射出成形することができます。PVC射出成形は、多くのプラスチック製品や部品を作るために使用され、よく好まれている製造プロセスです。
PVCは、柔軟性を必要とする柔らかい玩具からパイプのような硬い構造物まで、様々なアイテムに成形できる汎用性の高い素材である。コストパフォーマンスに優れ、リサイクルが容易で、密度が高く、強度が高い。
PVC射出成形を成功させるためには、含水率、温度管理、射出圧力と射出速度、金型設計など、いくつかの点を慎重に検討する必要があります。
PVC射出成形の方法：ステップ・バイ・ステップ・ガイド
PVC射出成形は、生のPVC材料を耐久性のあるプラスチック部品に変える複雑なプロセスです。初心者であろうと、プロフェッショナルであろうと、あるいはこの分野の学生であろうと、最適な結果を得るためには、ステップ・バイ・ステップのプロセスを理解することが重要です。このガイドでは、温度設定から射出速度まで、PVC射出成形をマスターするために知っておくべきことをすべて説明します。
1.金型設計と金型材料の選択：
a.金型の設計：金型キャビティ内に十分なベントができるように、金型には0.5～1°の抜き勾配が必要である。
b.ベントホールのサイズ：ベントホールのサイズ：通常、深さ0.03～0.05mm、幅6mm、または各エジェクターピンの周囲に0.03～0.05mmの隙間をあける。
c.金型材料の選択：PVC材料は超腐食性なので、作る製品の数に応じて、4Cr13、2344、S136、その他のステンレス鋼材料から金型鋼を作らなければならない。
2.ランナーとゲート
普通のゲートも使えるが、小さな部品にはニードルタイプかサブマリンゲートを、厚い部分にはファンゲートを使うべきだ。ニードルゲートやサブマリンゲートの最小径は1mmとする。
3.射出成形機タイプ：
a.スクリューの設計：圧縮比2.0～2.2の汎用低圧縮スクリューを使用すべきである。スクリューは、金型が開く前にショットを充填するのに十分な速さで回転する必要があります。
b.塩ビの射出成形機には通常、往復スクリュー射出成形機が使われていますね。これらの機械は、可塑化スクリューと1平方インチあたり1.5トンから2.5トンのクランプ力を必要とします。
4.PVC素材を乾燥させる：
PVCは湿気を吸いやすいので、使用前に75～90℃で1.5～2.5時間乾燥させる必要がある。
5.温度設定：
a.バレル温度を推奨ストック温度より20℃低く設定する。ノズル温度をバレル温度より10～20℃低く設定する。金型温度を20℃以下に保ち、70℃以上にならないようにする。
b.溶融温度は170℃から190℃の間でなければならない。溶融PVCが射出シリンダー内に留まるように、ノズル温度を調整する。
6.射出圧力と射出速度：
射出圧力と射出速度：最大許容射出圧力の20～40%を使用し、背圧は0.4～0.7MPaとする。射出速度は中速で、厚みのある部品には遅くする。
7.処理時間：
通常、PVC部品の加工には30～60秒かかる。時間は部品の大きさ、寸法、金型の温度などによって異なる。
射出成形PVC仕様
PVC（ポリ塩化ビニル）射出成形の一般的な仕様をご紹介します：
素材の特性：
| PVC樹脂 | 用途に応じてUPVC(非可塑化)またはCPVC(可塑化) |
| 密度 | 1.35-1.45 g/cm³ |
| メルトフローインデックス（MFI） | 3～15g/10分（グレードによる） |
| ビカット軟化点 | 70-120°C |
| 引張強度 | 40-60 MPa |
| 破断伸度 | 100-300% |
| 曲げ強度 | 60-100 MPa |
射出成形プロセス：
| 溶融温度： | 180-220°C |
| 射出圧力 | 50～150バール |
| 射出速度 | 10-50 mm/s |
| 冷却時間 | 10～30秒 |
| 排出力 | 5-20 kN |
金型設計：
| 金型材料 |
ステンレス金型材料（4Cr13、2344、S136） 製品の数量に応じて異なる金型材料を選択する |
| 金型温度 | 50-100°C |
| 冷却システム | 水冷または空冷 |
| ゲートタイプ | サブゲート、エッジゲート、コーナーゲート |
| 排出システム | 機械式または油圧式排出 |
PVC射出成形の設計ガイドライン
PVC射出成形の設計ガイドラインをご紹介します。これらのガイドラインは、PVC射出成形部品が要求される仕様と規格を満たし、効率的かつコスト効率よく製造されることを確認するのに役立ちます。
壁の厚さ： PVCの推奨肉厚は1.2～3.5mmです。肉厚が厚すぎると、ヒケや反りが生じ、サイクルタイムが長くなります。肉厚が薄すぎると、部品が弱くなったり、最後まで充填されなかったりします。
肋骨： リブは公称肉厚の0.5～0.7倍にする。リブの高さはリブ厚の3倍以下にして、ヒケが出ないようにする。
ドラフトの角度 パーツが簡単に出てくるように、すべての垂直面に最低1～2度の抜き勾配が必要です。表面にテクスチャーがある場合は、3～5度のドラフトが必要かもしれない。
コーナーとエッジ： 鋭利な角は使わないこと。その代わりに、少なくとも肉厚の0.5倍の丸みを帯びた角を使用する。そうすれば、応力が集中せず、材料の流れがよくなります。
ボスとスレッド 部品にネジ山を成形するのではなく、ネジ山付きインサートを使うべきである。一体型のボスがある場合は、抜き勾配をつけ、角を丸くする。
PVC射出成形の用途は？
PVC射出成形は、あらゆる種類のものを作ることができる汎用性の高いプロセスである：
パイプ継手： 人々は通常、配管や配管システム用のエルボ、ティー、カップリング、アダプターなどの管継手を作るためにPVC射出成形を使用しています。
電気部品： PVC射出成形は、自動車、航空宇宙、家電などあらゆる産業で、コネクター、ソケット、スイッチなどの電気部品の製造に使用されている。
医療機器 PVC射出成形は、注射器、試験管、医療用チューブなどの医療器具を作るために使われている。
家具:PVC射出成形は、椅子の脚、テーブルのベース、キャビネットの金具など、家具産業向けの家具部品の製造に使用される。
おもちゃとゲーム： PVC射出成形は、アクションフィギュアや人形、ボードゲームの駒など、玩具やゲームの製造に使われている。
農業機械： PVC射出成形は、灌漑システム、農機具、畜産機器など、農業用機器の製造に使用されている。
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