PA素材の種類
PA- ナイロンとしても知られるポリアミドは、アミド系ポリマーの総称である。最も一般的なものはPA6、PA66、PA1010である。
近年、IT産業の発展に伴い、LCP（液晶ポリマー）に代わってコンピューター・プラグインの製造に使用される新しいタイプのポリアミド、PA46の使用量が劇的に増加している。
PAは良好な機械的特性、良好な靭性、耐衝撃性、耐摩耗性、自己潤滑性、難燃性、絶縁性などを持っているため、自動車、機械、電子機器、計測器、化学工業などの多くの分野で、ギア、プーリー、ベアリング、インペラ、ブッシング、容器、ブラシ、ジッパーなどに広く使用されています。
PA6、PA66、PA46は脂肪族ポリアミドで、分子構造中に極性の高いアミド基を持つ線状ポリマーであるため、高い結晶化度を持つ。
PA射出成形品の性能は、結晶形態と結晶化度によって決まります。
加工条件は結晶形と結晶化度に影響し、PA製品の結晶化は加工条件によって40%まで変化し、製品はゆっくりと冷却され、高い結晶化度を持ち、より大きなサイズの結晶形を形成する。吸水率も結晶化度に影響を与える。
また、流動による処理プロセスでPAは、せん断は、製品の性能異方性、配向方向に沿って強度が非配向の方向よりも優れている、その結果、配向の一定程度を生成し、配向はまた、この要因を考慮する金型設計では、結晶化プロセスを助長している。
PAの特性と改良PA
PAの特性PAは、内部にアミド基を持つ一種のポリマーで、内部酸とアンモニアの二環式重合、または二元アンモニアと二元酸の縮合によって作ることができる。以前は繊維材料として使用されることが多かったが、次第に工業用途に拡大した。
PAプラスチックは高い機械強さ、高い剛性率、高い靭性、優秀な耐久性、よい電気特性を持っている、主要な変化は機械類、自動車、家庭電化製品、航空、冶金学および他の分野で広く利用されたPA6、PA66を含んでいる。
PA構造にはアミド基が含まれ、吸湿性、寸法不安定性があるため、PA材料の改質は避けられず、現在一般的に使用されているPA改質方法は、ガラス繊維の添加と添加剤の添加の2つの方法である。
PA樹脂に30%のガラス繊維を添加すると、PA射出成形品の機械的特性、耐熱性、耐老化性を効果的に改善でき、特に疲労強度はガラス繊維無添加時の2.5倍まで高められます。
PAにガラス繊維が加わると、射出圧力や射出速度を上げたり、バレルや金型の温度を上げたり、バレルの温度をできるだけ10～40℃上げるなど、製造工程の条件も変える必要がある。
ナイロン6のTmは220-230℃、ナイロン66は260-270℃、ナイロン自体が吸水基を持っているので、吸水性があり、成形前に乾燥させなければならず、乾燥させる温度が高すぎると、ナイロン粒子が変色する。
PA射出成形の加工性能
PAには、PA6、PA66、PA610、PA1010など多くの種類があります。PA6、PA66、PA610、PA1010など多くの種類があり、性能に多少の違いはあるが、基本的な性能は同じであり、主な成形加工特性は以下の通りである。
1. PAは吸湿性が強いため、射出成形前に予熱・乾燥し、予熱・乾燥後の再吸湿を防止する必要があります。乾燥後の含水率は0.3%を超えてはなりません。
2.PAは結晶性プラスチックで、融点が高く、溶融時の熱安定性が悪く、材料温度が300℃を超えると、この温度での保持時間が90分を超え、分解を生じやすい。それは水分を吸収しやすく、乾燥する必要があり、含水率は0.3%を超えてはならない。3.
3.PA溶融粘度が低い、優れた流動性、金型を埋めるだけでなく、オーバーフローしやすい材料とスクリュー射出成形機の射出で、 “唾液 “現象は、ノズルをセルフロックする必要があり、加熱する必要があり、スクリューヘッドは非リバースリングでなければなりません。
4. PA射出金型の注入系の形式と寸法はPSの加工と同様ですが、ランナーと入口の断面を大きくすると、収縮とヒケを改善できます。
5.PAは成形収縮幅が大きく、収縮率も大きく、方向性もはっきりしているため、収縮、へこみ、変形が発生しやすく、安定した成形条件が要求される。
6.PAプラスチックの肉厚はできるだけ均一であるべきで、離型材の程度はやや大きく、特に肉厚で深い高タイプのプラスチック部品は大きな値を取るべきである。
7.PAの分子結合配向は成形時のせん断速度にあまり影響されないため、成形圧力がプラスチック部品の性能に与える影響は少ない。
8. PAは収縮率が大きいため、高精度のプラスチック部品を得るには、射出成形条件を厳密に管理するだけでなく、試験結果に基づいて金型を設計することが最善です。
9.PAは明らかに融点が高く狭いため、高温で成形する必要がある。
10.PAの熱拡散係数はPSより大きく、放熱しやすく、スプルー壁面が厚いシェル層を生成しやすい。
11.PA溶融物を射出する場合、PA溶融物がキャビティ内で急速に固化するのを防ぐために、射出速度を高くする必要がある。
12.PAの溶融温度範囲は狭いので、PAの成形に使用する主流路は太くて短いものでなければならず、そうでなければ凝固を引き起こしやすい。
13.PAは流動性が良く、オーバーフローしやすい。セルフロッキングノズルの使用に適しており、加熱する必要がある。
14. 金型温度はプラスチック部品の肉厚に応じて20～90℃の範囲で選定します。射出圧力は射出成形機の種類、材料温度、プラスチック部品の形状と寸法、金型の注入システムに応じて選定し、射出成形サイクルは部品の肉厚に応じて選定します。
樹脂粘度が小さい場合は、射出・冷却時間を長くし、離型剤として白色油を使用する。
PA射出成形条件
バレル温度
バレル温度はプラスチック部品の収縮率に大きな影響を与え、高温になれば収縮率は大きくなり、逆に収縮率は小さくなる。
シリンダー温度はプラスチックの融点に応じて決めます。スクリュー式射出成形機のシリンダー温度はプラスチックの融点より10～30℃高く、プランジャー式射出成形機では30～50℃高くします。ノズル温度は一般にシリンダー前部より10～20℃低くします。
金型温度
80℃を推奨する。金型温度は結晶化度に影響し、結晶化度は製品の物性に影響する。薄肉のプラスチック部品の場合、40℃より低い金型温度を使用すると、プラスチック部品の結晶化度が経時的に変化し、プラスチック部品の幾何学的安定性を維持するためにアニーリングが必要になります。
金型温度は、プラスチック部品の厚みと性能要件に応じて決定されるべきであり、一般的には40～100℃に制御される。
金型温度が高いと、プラスチック部品の硬度が大きく、耐摩耗性が良い。金型温度が低いと、伸びが大きく、透明性と靭性が良いが、金型温度が低すぎると、プラスチック部品の冷却速度が不均一になり、欠陥が発生する。一般的に、金型温度を決定する最も重要な要因は、製品の肉厚である。
乾燥処理
加工前に材料が密封されている場合は、乾燥の必要はない。ただし、保存容器が開封されている場合は、85℃の熱風乾燥が推奨される。湿度が0.2%を超える場合は、105℃で12時間の真空乾燥も必要である。
溶解温度
260~290C.ガラス添加剤製品は275~280℃。溶融温度は300℃以上を避ける。
射出圧力
素材や製品設計にもよるが、通常は750～1250bar。
射出速度
高速（強化素材の場合はもう少し低くすべき）。
流路とゲート
PA66の凝固時間は非常に短いので、ゲートの位置は非常に重要です。ゲートの開口部は0.5*t（tはプラスチック部品の厚さ）以下であるべきである。
ホットランナーを使用する場合、ゲートサイズは従来のランナーよりも小さくする必要がある。
水中ゲートを使用する場合、気泡や焦げなどの欠陥を避けるため、ゲートの最小直径は0.75mmとする。
スクリュー速度
中速が適している。速度が速すぎると、過度の剪断によりプラスチックが劣化し、製品の変色や性能低下を招き、速度が遅すぎると、溶融物の品質に影響を与え、また溶融時間が長くなるため生産効率にも影響を与える。
背圧
製品の品質を確保する前提では、背圧は低ければ低いほどよく、背圧が高いと溶融物がせん断されすぎて過熱劣化する。
PA素材の長所と短所
メリット
1.機械的強度が高く、靭性に優れ、引張・圧縮強度が高い。引張強さは降伏強さに近く、ABSの2倍以上。
2.2.優れた耐疲労性、部品は、繰り返し曲げ後も元の機械的強度を維持することができます。一般的なエスカレーターの手すり、新しい自転車のプラスチックホイールのリムなど、繰り返し疲労の影響が非常に明白である場面では、PAがよく使用されます。
3.滑らかな表面、小さな摩擦係数、耐摩耗性。可動機械部品として使用される場合、自己潤滑性があり、低騒音であり、摩擦があまり高くない場合、潤滑剤なしで使用することができる。
4.耐食性に優れ、アルカリやほとんどの塩類に耐性を持つだけでなく、弱酸、油、ガソリンなどの溶剤にも耐性があり、芳香族化合物は不活性であるため、潤滑油や燃料などの包装材料として使用できる。
デメリット
1. 吸水しやすい。吸水は部品の寸法と精度に一定の影響を及ぼし、特に薄肉部品の膨張に大きく影響します。また、吸水によってプラスチックの機械的強度も大幅に低下します。材料選定では、使用環境や他部品が精度に及ぼす影響を考慮する必要があります。
2. 耐光性が低い。高温環境に長期間さらされると空気中の酸素によって酸化し、初めは褐色に変わり、その後、表面が破損して亀裂が生じます。
3. 射出成形技術に対する要件が厳しい。微量の水分でも成形品質に大きな悪影響を及ぼします。また、熱膨張のため製品の寸法安定性を制御するのが困難です。
製品に鋭い角があると応力が集中し、機械的強度が低下する。肉厚が不均一だと歪みが生じ、部品が変形する。
4.水、アルコールを吸収して膨潤し、強酸や酸化剤に耐性がなく、耐酸性材料として使用することはできません。
PA材料の応用分野
用途：機械、計測機器、自動車部品、電気・電子、鉄道、家電、通信、紡績機械、スポーツ・レジャー用品、オイルパイプ、オイルタンク、一部の精密工学製品に広く使用されています。
電子・電気機器：コネクター、スプール、タイマー、回路ブレーカーカバー、スイッチハウジングホルダー
自動車：冷却ファン、ドアハンドル、燃料タンクカバー、エアインテークグリル、ラジエータータンクカバー、ランプホルダー
工業部品：椅子の座面、自転車フレーム、スケート靴のベース、織機シャトル、ペダル、スライド
概要
このブログでは、エンジニアリングプラスチックPAの種類、特性、射出成形プロセス、実際の生産における設備選定、製品形状と金型設計上の注意点、一般的な不良への対策を紹介します。
実際のPA材料選定と射出成形品の製造では、経験豊富な射出金型工場と射出成形品サプライヤーを選び、製品の用途、機能要件、外観などの観点から適切なPA材料の提案を受け、プロジェクトを円滑に実施できるようにすることを推奨します。
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