2005年以来、プラスチック射出成形金型製造

10 一般的な射出成形材料とその特性

はじめに射出成形プロセスは、その応用範囲の広さで有名である。その成功の要因のひとつは、射出成形にさまざまなプラスチック製品があることだ。射出成形射出成形に使用できる材料である。

この記事では、射出成形で使用される最も一般的なプラスチックについてお話します。これらのプラスチックが何なのか、何に適しているのか、何に適していないのか、そして何に使われるのかについて説明します。また、それぞれのプラスチックのグレードについても説明します。

内容隠す

1. アクリル（PMMA）

2. アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）

アクリル（PMMA）

PMMAの定義

PMMA（アクリル）は丈夫で透明な熱可塑性プラスチックで、軽量で飛散しにくいガラスの代替品です。PMMAは透明で優れた光学的透明度を持つため、多くの光を通します。

PMMAの定義

アクリル樹脂は丈夫で、重さにも耐え、匂いもなく、ジャストサイズのものが作れます。また、日光や天候に左右されないので、外で使うこともできます。水に濡れても分解しないので、多くのプラスチックに含まれる化学物質で人体に悪いとされるビスフェノールA（BPA）を出すこともありません。

PMMAの利点

アクリル樹脂にはいくつかの重要な制限がある。ガラスよりも高価で、傷がつきやすい。また、油脂で汚れやすい。さらに、PMMAは一部の工業用途には温度が低すぎる。

射出成形されたアクリルには強い耐溶剤性がなく、特に大きな荷重がかかると応力割れを起こしやすい。

のデメリット PMMA

射出成形されたアクリルには強い耐溶剤性がなく、特に大きな荷重がかかると応力割れを起こしやすい。

PMMAアプリケーション

アクリルは窓、温室、ソーラーパネル、浴室の囲い、その他建物や照明の透明なものに使われる。

PMMAグレード

PMMAの最も安価なタイプは汎用アクリルです。これは、エンジニアリング用途ではなく、商品に使用されます。サイングレードのアクリルは、汎用アクリルよりも10倍強いです。

光を通すので屋外看板に最適です。マリングレードのアクリルは、常に水中にあるため破損しにくい。ボートビルダーがよく使います。

アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）

ABSの定義

ABSは熱可塑性プラスチックで、成形が容易で融点が低いため、エンジニアに愛用されています。不透明なポリマーで、着色することができ、さまざまな質感や表面仕上げがあります。ABSは丈夫で衝撃に強いことで知られています。

ABSの利点

ABSには良い点がたくさんある。丈夫で耐久性があり、強いため、さまざまな業界で重宝されている。引張強度が高く、衝撃にも強い。

ABSのもうひとつの特徴射出成形 ABSは比較的安価で、耐熱性、耐油性に優れている。ABSは他のプラスチックとくっつく性質があるため、金属などのコーティングにも適している。

酸やアルカリに強い。スチレンが含まれているため、射出成形部品はピカピカに輝き、ブタジエンが含まれているため、冷めても丈夫です。

ABSの欠点

ABSは日光や天候にあまり強くないので、屋外での用途には向かない。また、ABSは燃やすと多くの煙が発生し、高摩擦に対する耐性が低く、水のような溶剤にも耐性がない。

ABSアプリケーション

ABS樹脂は、電子部品やキーボードのキー、ヘルメットを保護するプラスチック製サイディング、コンセント、ダッシュボードやハブキャップ、ボディパーツなどの自動車部品に使用されています。また、消費財、スポーツ用品、工業用アクセサリーにも使用されている。

ABSグレード

ABSはまた、強度を増すためにガラス充填材を混ぜたり、低温耐衝撃性を高めるためにポリカーボネートと混ぜたりすることもできる。ABS樹脂を製造する業者には、充填済みと未充填のものがある。

ナイロン・ポリアミド（PA）

PAの定義

ポリアミド（PA）は、天然または合成のどちらでもあり得る大きな材料群である。しかし、ポリイミドの一種であるナイロンは常に合成である。ナイロンの射出成形が難しいのは、このポリアミドが収縮しやすく、充填不足になりやすいからです。

PAの利点

ナイロンPAの長所は、強靭で耐熱性が高いこと。また、耐摩耗性、耐疲労性、静粛性にも優れています。射出成形ナイロンは摩擦係数が低いため、高摩擦・摩耗用途に適しています。

PAのデメリット

ナイロンには難燃性はなく、すぐに燃えてしまう。しかし、難燃性のナイロンを手に入れることはできる。また、ナイロンは日光を嫌うが、UV安定剤を加えることでよくなる。ナイロンは強い酸や塩基も苦手です。

PAの応用

ナイロンは、ベアリング、ブッシング、ギア、スライドなどの強力な機械部品に使用されます。また、ハウジングやスナップクロージャー、ねじ込み式インサート、パワー・クラスプ、クランプ、固定具にも最適です。その他の用途としては、歯ブラシやホイールから医療用インプラントや電気コネクターまで多岐にわたります。

PAグレード

ナイロンの主なグレードは、ナイロン66、11、12、46の4種類。各グレードの機械的特性は若干異なります。

ナイロン66は融点が高く、酸に対する耐性が高いため、化学処理用途に使用できる。

ナイロン11は耐湿性が高いため、寸法変化に対する耐性が高い。屋外用途に使用される。

ナイロン12は融点が最も低く、水を吸収しない。

ナイロン46は他のナイロンよりも高温に対応できる。エンジンやトランスミッションに使用されている。

ナイロンにガラスを加えれば、より強くなる。

ポリカーボネート（PC）

PCの定義

PCプラスチックは強靭で強靭な素材であり、自然な透明性を持っています。PMMAに似ていますが、PCはより広い温度範囲で物理的特性を保ちます。着色した場合、PCは時間が経ってもその色を保ち、強度を維持します。

PCの利点

ポリカーボネートはプラスチック樹脂の中で最も強靭な樹脂のひとつです。衝撃に強い。火や熱にも強いので、高温になる場所にも最適です。

ポリカーボネートは超強靭で、ガラスの250倍の強度があります。予測可能で均一な成形収縮率により、この射出成形材料は正確な寸法制御を可能にします。PCプラスチックはまた軽量で、光の透過をサポートする優れた光学特性を持っています。

PCの欠点

射出成形のポリカーボネートはBPAを含むため、食品の下ごしらえや保存には使用しないでください。ポリカーボネートにはBPAが含まれているためです。また、高い加工温度が必要なため、成形コストが高くなります。ポリカーボネートは傷にも強くない。

PCアプリケーション

ポリカーボネートは、マシンガード、透明または着色された窓、LED用ディフューザーやライトパイプ、透明チューブなどに使用されます。また、ポリウレタンやシリコーンの透明鋳型の製造にも使用されます。

ポリカーボネートは、耐衝撃性を向上させるためにガラス繊維を充填し、ABSと複合させることができる。ステンレス繊維を比較的少ない割合で含むグレードもある。

ポリエチレン（PE）

PEの定義

ポリエチレンは世界で最も一般的に使用されているプラスチックである。主に3つのタイプがある：

高密度ポリエチレン（HDPE、PEHD） .

低密度ポリエチレン（LDPE）.

ポリエチレンテレフタレート（PET、PETE） .

PEは、密度に基づいて選択できる唯一の市販ポリマーであり、この測定は他の材料特性を制御するため重要である。HDPEとLDPEはどちらも耐薬品性などの有用な特性を持っていますが、硬度、柔軟性、融点、光学的透明度などが異なります。PETプラスチックは密度によって定義されるものではありません。

PEの利点

HDPE、LDPE、PETはいずれも安価なプラスチックで、湿気にも化学薬品にも強い。LDPEはHDPEよりも柔らかく柔軟性があり、不透明な素材である。LDPEと同様、PETもガラスのように透明である。光学的透明度やその他の特性においてさまざまな選択肢があるため、エンジニアやデザイナーはこれらの素材を好む。

PEのデメリット

PEプラスチックは耐紫外線性に劣り、高い使用温度には対応できない。厚さが0.020インチ未満のHDPE部品は成形が難しい。LDPEの射出成形では、厳しい公差を保つのが難しい。PETは吸水性が高く、樹脂の乾燥が必要なため、製造コストがかさむ。

PEアプリケーション

PEプラスチックは、哺乳瓶（HDPE）、プラスチックフィルム（LDPE）、水筒（PET）などによく使われている。しかし、これらの製品は射出成形ではありません。ブロー成形と呼ばれる別の成形方法で作られる。PE射出成形品の例としては、子供用玩具、工具箱、電線・ケーブル絶縁材、医療機器部品などがある。

体育の成績

PEプラスチックには番号の付いたグレードがあり、一般に番号が大きいほど密度が高いことを示す。例えば、HDPE 500はHDPE 300より密度が高い。両グレードともLDPEより密度が高く、LDPEにもグレード番号システムが採用されている。

ポリオキシメチレン（POM）

POMの定義

アセタールとしても知られるPOMはエンジニアリング・プラスチックである。低摩擦、高剛性、優れた寸法安定性を必要とする部品に射出成形することができる。POM樹脂は高い結晶構造を持つため、当然不透明で白色である。

POMの利点

アセタールとしても知られるPOMは、次のような方法で作られるプラスチックの一種である。射出成形.本当に硬くて、熱くなっても溶けないし、滑りやすい。水を吸い込まないし、耐薬品性にも優れている。

ホモポリマーとコポリマーだ。つまり、アセタールにさまざまなものを混ぜ合わせることで、さまざまな機能を持たせることができる。

POMの欠点

POMは弱く、熱くなると大きく膨張する。冷めると大きく収縮し、日光を嫌う。1種類のものだけで作られたPOMプラスチックは硬くて強い。しかし、すべてのPOM樹脂（1種類の素材から作られたものと2種類以上の素材から作られたもの）は、UL94のような耐火テストに合格することはできない。

POMの用途

摩擦係数が低いため、射出成形POMはベアリング、ギア、コンベアベルト、プーリーなどに適しています。その他の用途としては、ファスナー、メガネフレーム、ナイフや銃の部品、ロックシステム、高性能エンジニアリング部品などがあります。

POMグレード

POMには、より強く硬くするためにガラス繊維や鉱物で強化されたグレードがある。これら2つの材料で強化されたコンパウンドは、機械的特性の良い組み合わせを提供します。

ポリプロピレン（PP）

PPの定義

ポリプロピレン（PP）は多くの点でポリエチレン（PE）に似ていますが、より硬く、より耐熱性があります。世界で2番目に多く使用されているプラスチックです。ポリプロピレンの密度は充填材によって異なりますが、純粋なPPは市販のプラスチックの中で最も密度が低いものです。

PPの利点

ポリプロピレン・プラスチックは耐薬品性に優れ、ねじったり曲げたりしても形を保ちます。また、融点が高く、水に濡れても分解しません。射出成形されたポリプロピレン（このプラスチックをこう呼ぶ人もいる）は、最大4回までリサイクルできる。さらに、リサイクルPPを他のプラスチック素材と混ぜることもできる。

PPの欠点

PPは日光で分解し、燃えやすいプラスチックです。摂氏100度（華氏212度）以上になると、ベンゼンやトルエンのような体に害を与える化学物質に変化します。PPは固着しにくいので色をつけるのは難しいが、色をつけることはできる。

PPアプリケーション

射出成形されたポリプロピレンは、消費者、商業、工業の世界で多くの用途があります。例えば、子供のおもちゃ、収納用容器、スポーツ用品、包装、電化製品、電動工具のボディなどである。

PPグレード

PPにガラス繊維を入れることで、より強く、より硬く、より安定させることができる。ガラス繊維入りのPPにはさまざまな種類がある。その一種が高結晶性ポリプロピレン（HcPP）と呼ばれるものです。通常のPPよりも硬い。

ポリスチレン（PS）

PSの定義

ポリスチレン（PS）は汎用プラスチックで、射出成形用に2つの基本タイプがある：

汎用ポリスチレン (GPPS) .

高衝撃ポリスチレン（HIPS）.

GPPSはHIPSよりも脆く、寸法安定性が低い。HIPSはブタジエンゴムを配合することで材料特性を高めている。また、GPPSはガラスのような透明度を持つが、HIPSは不透明である。どちらのタイプのポリスチレンも、収縮率が予測可能で均一なため、射出成形に適しています。

PSの利点

PSプラスチックは安くて軽く、水に濡れても雑菌が繁殖しない。また、ガンマ線を浴びても平気なので、医療用品の滅菌にも使えます。射出成形されたポリスチレンは、弱い酸や塩基がかかっても平気です。

PSのデメリット

ポリスチレンは可燃性で、紫外線で劣化し、ベンゼンや灯油のような炭化水素系溶剤に侵される。もろいので、GPPSは割れやすい。射出成形ポリスチレンはリサイクルできますが、生分解はできません。

PSの応用

ポリスチレンは医療、光学、電気・電子用途に使用される。HIPSは強度が高いため、電化製品や機器によく使用される。射出成形されたGPPSは、プラスチック玩具、箱、容器、パレットに使用される。

PSグレード

ポリスチレンにガラスを混ぜて強度を高めたり、アクリルを混ぜて透明度を高めたり、化学薬品や紫外線に強くすることもできる。

熱可塑性エラストマー（TPE）

TPEの定義

熱可塑性エラストマー（TPE）または熱可塑性ゴム（TPR）は、ゴムとプラスチック材料の混合物です。TPEはゴムの特性と性能を持ちながら、プラスチックのような加工が可能です。

TPRの弾力性は、デザイナーやエンジニアにとって魅力的な理由のひとつです。TPEはリサイクル可能で、6回リサイクルできる。さらに、他のリサイクル素材をブレンドしてTPEを製造することもできる。

TPEの利点

TPEは適度な伸びまで伸ばすことができ、応力を取り除くとほぼ元の形状に戻る。また、TPEは成形サイクルが短く、オーバーモールドオプションに対応し、液状シリコーンゴム（LSR）よりも成形が簡単で安価です。

TPEの欠点

TPEは、固体材料が永久的に変形するクリープ（持続的応力下でのクリープ）を起こしやすい。また、高温ではゴムの特性を失い、他の射出成形材料よりも高価です。

TPEアプリケーション

射出成形されたTPEは、履物、医療機器、自動車部品、ペット用品などに使われている。自動車用途には、ウェザーシールや耐衝撃ダストカバーなどがあります。医療用途には、呼吸用チューブ、バルブ、カテーテル、換気マスクなどがあります。

熱可塑性ポリウレタン（TPU）

TPUの定義

熱可塑性ポリウレタン（TPU）は熱可塑性エラストマー（TPE）です。他のTPEと同様、TPUはゴムのような弾性を持つが、射出成形されたTPUは硬く、硬質ゴムの代用品として使用できる。TPUがTPEより選ばれることが多いのは、TPUの方が極端な温度や耐薬品性に適しているからです。一方、TPEはより柔らかく、より柔軟です。