2005年以来、プラスチック射出成形金型製造

TPU射出成形について知っておくべきすべて

様々な方法がある。 TPU成形プロセスだ：射出成形ブロー成形、圧縮成形、押出成形など。射出成形が最も一般的だ。

の機能射出成形は、TPUを必要な部品に加工することであり、これは予備成形、射出、射出の3段階の不連続工程に分けられる。

には2つのタイプがある。射出成形プランジャー式とスクリュー式がある。射出成形この機械は、均一な速度、可塑化、溶融を提供する能力があるため、推奨される。

内容隠す

6. TPUのカバーリング工程で注意すべき点は？

7. 概要

TPU射出成形機の設計

射出機バレルは銅アルミ合金でライニングされ、スクリューはクロムメッキで磨耗を防ぐ。スクリューのL/D比L/D=16~20がよく、少なくとも15、圧縮比2.5/1~3.0/1、供給部の長さ0.5L、圧縮部0.3L、計量部0.2L。逆流を防止し、最大圧力を維持するために、スクリューの上部付近に逆流防止リングを取り付ける必要があります。

TPUは、逆円錐形の出口を持ち、ノズル径が4mm以上、メイン流路カラーの入口より0.68mm小さい自流式ノズルで処理し、ノズルは材料の固化を防ぐために制御された加熱テープを備えるべきである。

経済性の観点から、射出量は定格量の40%～80%とする。スクリュー回転数は20～50r/minとする。

TPU素材の金型設計

成形されたTPU部品の収縮

収縮率は、原材料の硬度、部品の厚みと形状、成形温度と金型温度、その他の影響を受ける。射出成形という条件がある。

通常、収縮率は0.005〜0.020cm/cmの範囲である。例えば、100×10×2mmの長方形の試験片は、長さ方向のゲーティング、流れ方向の収縮、硬度75Aは60Dより2〜3倍大きい。

TPUの硬度は78Aから90Aの間で、部品の収縮率は厚みが増すにつれて減少し、硬度は95Aから74Dの間で、部品の収縮率は厚みが増すにつれてわずかに増加する。

ランナーとコールドキャビティ

メイン・ランナーは、インジェクター・ノズルとマニホールドまたはキャビティをつなぐ金型の部分であり、金型から余分な材料を流しやすくするために、直径を内側に、2o以上の角度で広げる必要がある。

マニホールドとは、多溝金型の主流路と各キャビティをつなぐ流路のことで、金型の配置は左右対称で等間隔であることが望ましい。

ランナーは円形、半円形、長方形があり、直径は6~9mmである。ランナーの表面はキャビティと同じように研磨し、流動抵抗を減らし、金型充填速度を速くする。

コールドマテリアルキャビティは、メイン流路の末端に位置するキャビティで、ノズルの末端で噴射間に発生するコールドマテリアルをトラップし、マニホールドやゲートの閉塞を防ぐ。

空洞の中に冷たい材料が混ざって、製品は内部応力が発生しやすい。冷たい材料の空洞は直径8~10mm、深さ約6mmである。

ゲートと排気口

ゲートは、メイン流路またはマニホールドとキャビティをつなぐ流路である。その断面積は通常ランナーより小さく、ランナーシステムの中で最も小さい部分であり、長さは短いことが望ましい。

ゲートの形状は長方形または円形で、製品の厚さによってサイズが大きくなり、製品の厚さは4mm以下、直径は1mm、厚さは4~8mm、直径は1.4mm、厚さは8mm以上、直径は2.0~2.7mm。

ゲートの位置は一般的に、外観や用途に影響を与えない範囲で製品の最も厚い部分を選び、収縮を防ぎスピンラインを避けるために金型壁と直角になるようにする。

エアベントとは、金型に設けられた溝状の空気排出口の一種で、金型に入った溶融物がガスに巻き込まれるのを防ぎ、キャビティからガスを排出するためのものである。

そうでないと、製品に空気穴ができたり、融着が悪くなったり、金型が埋まったり、さらには空気圧縮によって発生する高温や製品の内部応力によって製品が焼けたりする。

深さ0.15mm、幅6mmの谷の場合、ベントはキャビティ内の溶融流の末端または金型分割面に配置することができ、部品の反りやねじれを避けるために、金型の温度制御をできるだけ均一にすることに注意を払う必要があります。

TPU素材の成形条件

TPUにとって最も重要な成形条件は、可塑化の流れと冷却に影響する温度、圧力、時間である。これらのパラメーターは、TPU部品の外観と性能に影響します。加工条件が良ければ、白からベージュの均一な部品ができるはずです。

温度

でコントロールする必要がある温度。 TPU成形プロセスには、バレル温度、ノズル温度、金型温度がある。最初の2つの温度は主にTPUの可塑化と流動に影響し、後者の温度はTPUの流動と冷却に影響する。

a.バレル温度

バレル温度の選択はTPUの硬度に関係している。硬度の高いTPUの溶融温度は高く、バレル末端の最高温度も高い。TPU加工のバレル温度範囲は177~232℃である。

バレルの温度分布は、一般的にホッパー側（後端）からノズル（前端）に向かって徐々に上昇し、TPU温度が均一に可塑化する目的を達成するために着実に上昇するようになっている。

b.ノズル温度

ストレートスルーノズルでの溶融物の唾液分泌を防ぐため、通常はバレルの最高温度よりわずかに低い。

唾液分泌をなくすためにセルフロック式ノズルを使用すれば、ノズル温度をバレルの最高温度内にコントロールできる。

c.金型温度

金型温度は、TPU製品の固有特性と見かけの品質に大きな影響を与えます。そのレベルは、TPUの結晶化度や製品の大きさなど、多くの要因によって決まります。

金型温度は通常、水などの恒温冷却媒体によって制御され、硬度と結晶化度の高いTPUでは金型温度は高くなる。例えば、Texinは硬度480A、金型温度は20～30℃である。

硬度591A、金型温度30～50℃；硬度355D、金型温度40～65℃。TPU 製品の金型温度は一般的に 10 ~ 60 ℃です。

金型温度が低いと、溶融物が早期に凍結し、流動線が発生し、球状結晶の成長を助長しないため、製品の結晶化が低く、結晶化プロセスが遅くなり、製品の後収縮と性能の変化を引き起こす。

圧力

射出工程の圧力には、可塑化圧力（背圧）と射出圧力がある。スクリューが後退したときに溶融物の上部にかかる圧力が背圧であり、リリーフバルブによって調整される。

背圧を高めると、溶融温度が上昇し、可塑化速度が低下し、溶融温度が均一になり、色材が均一に混合され、溶融ガスが排出されるが、成形サイクルが長くなる。

射出圧力は、スクリューの上部からTPUに加えられる圧力であり、その機能は、バレルからキャビティへのTPUの流動抵抗を克服し、溶融物の充填率を与え、溶融物を圧縮することである。

TPUの流動抵抗と金型への充填率は溶融粘度と密接な関係があり、溶融粘度はTPUの硬度と溶融温度に直接関係している。

せん断速度が高いほど粘度は低くなり、せん断速度は変わらず、TPU硬度が高いほど粘度は高くなる。

せん断速度が一定の条件下では、粘度は温度の上昇とともに低下するが、せん断速度が高い場合には、粘度は低せん断速度ほど温度の影響を受けない。

TPUの射出圧力は一般的に20~110MPaである。保持圧力は射出圧力の約半分であり、TPUを均一に可塑化するために背圧は1.4MPa以下でなければならない。

時間

射出プロセスを完了するのに必要な時間は、次のように呼ばれる。射出成形サイクルだ。

成形サイクルには、金型への充填時間、保持時間、冷却時間、その他の時間（型開き、離型、型閉じなど）が含まれ、労働生産性や設備稼働率に直接影響する。

TPU射出成形 TPUの硬度サイクルは短く、厚いプラスチック部品のサイクルは長く、複雑なプラスチック部品の構成サイクルは長く、成形サイクルは金型温度にも関係する。

射出速度

射出速度は、主に以下の構成によって決定される。 TPU射出成形品.端面が厚い製品は射出速度を下げる必要があり、端面が薄い製品は射出速度を上げる必要がある。

スクリュー速度

TPU製品の加工には通常低いせん断速度が要求されるため、スクリュー速度は低めが適している。TPUのスクリュー速度は20~80r/minが一般的で、20~40r/minが好ましい。

TPU射出成形品の後処理

TPUは、バレル内での不均一な可塑化、または金型キャビティ内での異なる冷却速度により、しばしば不均一な結晶化、配向、収縮を生じ、その結果、製品に内部応力が存在することになり、これは肉厚の製品や金属インサートを備えた製品でより顕著になる。

保管中や使用中に内部応力を受けた製品は、しばしば機械的特性の劣化、表面の銀化、さらには変形やクラックに見舞われる。

生産におけるこのような問題の解決策は、製品をアニールすることである。焼きなまし温度は、硬度によって異なる。 TPU射出成形品高すぎる温度は、製品の反りや変形を引き起こす可能性があり、内部応力を除去する目的を達成するために低すぎる。

TPUアニーリングは、低温で長時間使用する必要があり、低硬度の製品は、最高のパフォーマンスを達成するために数週間室温に置くことができます。ショアA85の硬度は80℃×20h以下、100℃×20h以上のA85をアニールすることができる。

アニーリングは、熱風オーブンで実施することができ、製品の局所的な過熱や変形しない位置の配置に注意を払う。アニーリングは、内部応力を除去するだけでなく、機械的特性を向上させることができません。

TPUは2相形態であるため、TPUの熱処理中に相の混合が起こり、急冷時にはTPUの粘度が高いため相分離が遅くなり、最良の性能を得るためには、分離が微小領域を形成するのに十分な時間が必要である。

TPUインレイ射出成形

組み立てと使用強度のニーズを満たすため、TPU部品には金属インサートが埋め込まれている。金属インサートはまず、TPUの所定の位置に配置される。射出成形金型そして、製品全体に注入される。

インサート入りのTPU製品は、金属インサートとTPUの熱特性と収縮率の違いにより、TPUと強固に接着されていません。

その解決策は、金属インサートを予熱することである。インサートを予熱すると、溶融物の温度差が小さくなるため、インサート周囲の溶融物は射出工程でよりゆっくりと冷却され、収縮はより均一になり、インサート周囲の過剰な内部応力を防止するために、ある程度の高温材料の収縮が発生するからである。

TPUインレイ成形は比較的容易であり、インサートの形状は、インサート脱脂限り、それは200〜230℃加熱処理1.5〜2分、6〜9kg / 25mmまでの剥離強度になります、制限されていません。

より強固な接着を得るには、インサートに接着剤を塗布し、120℃で加熱してから注入すればよい。さらに、使用するTPUは潤滑剤を含んでいないことが望ましい。

TPUリサイクル材の再利用

TPU加工工程では、本流路、マニホールド・チャンネル、不適格製品などの廃棄物をリサイクルし、再利用することができる。

実験結果から、100%のリサイクル材は新材料と混合されず、機械的性質の低下はあまり深刻ではなく、十分に利用することができますが、物理的および機械的性質と射出条件を最良のレベルに維持するために、25%から30%のリサイクル材の推奨割合は良いです。

リサイクル材料と同じ種の仕様の新しい材料は、汚染されているか、リサイクル材料の使用を避けるためにアニールされていることに留意すべきである、リサイクル材料は、あまりにも長い間保存されるべきではない、最高のすぐに造粒、乾燥使用。リサイクル材料の溶融粘度は、一般的に減少させる必要があり、成形条件を調整する必要があります。

TPUのカバーリング工程で注意すべき点は？

ポリウレタンとは、ポリイソシアネートとポリオールの反応によって作られるポリウレタンの略称で、分子鎖中にカルバメート基（-NH-CO-O-）を多数繰り返し含む。

熱可塑性ポリウレタンゴム（TPU）は（AB）n型ブロック線状ポリマーであり、Aは長鎖と呼ばれる高分子量ポリエステルまたはポリエーテル（分子量1000～6000）を表し、Bは短鎖の2～12個の直鎖炭素原子を含むジオールを表し、AB鎖間セグメントの化学結合はジイソシアネートである。

そして、TPUの分野ではオーバーモールディングは特殊なオーバーモールディングである。 TPUオーバーモールディングプラスチックの上にプラスチック、硬いプラスチックの上に軟らかいプラスチック素材、または軟らかいプラスチックの上に軟らかいプラスチック素材。 TPUオーバーモールディングには、以下の5つのポイントがある。

1. 二色射出成形 (2K成形の効果よりも優れている。射出成形 (2段階成形）。
なぜなら、硬質プラスチック射出の第一段階はまだ熱く、すぐに第二キャビティに入るからだ。 2K射出成形マシンは、中間転送プロセスはまた、水分を吸収しなかった、両方の超薄層の表面アブレーションで高温TPU溶融であることが容易であるだけでなく、表面の水蒸気が吸着された影響はありません。

TPU材料の加工許容範囲では、可能な限り材料の高い溶融温度を選択し、そうでなければTPUは、硬質プラスチック材料の表面をアブレートするのに十分な熱を持つことができません。

金型温度を使用するために、できるだけ高いキャビティのインサートとしてクラッド、硬質プラスチックの第二段階。硬質プラスチックの温度が高く、TPUの高温溶融冷却が遅くなり、十分な熱があり、硬質プラスチックを切除するのに十分な時間は、インター掘削極薄層を形成する。

第2ステップではオーバーモールディングTPU溶融物は、TPUフライングエッジを発生させることなく、可能な限り高い射出速度で射出される。

a.射出速度が速いため、硬質プラスチック表面へのTPUの拡散時間が短く、成形サイクルで硬質プラスチック表面を削る時間が長い。

b.射出速度が速いと、TPUと硬質プラスチック表面との摩擦によって摩擦熱が発生し、TPU溶融温度の冷却が遅くなる。

c.高い射出速度、ほとんどのTPU（TPEを除いて、TPEの溶融粘度は、温度に対してより敏感である）溶融粘度せん断減粘、表面張力の低下、硬質プラスチックの表面に広がることを助長する。

吸湿や硬質プラスチック表面のシミを避けるため、特に2ステップの場合射出成形髪を止めた後の硬いプラスチックの中間体では、移籍が起こりやすい。

PC、PBT、PET、POMのような極性硬質プラスチック、特にナイロン6、ナイロン66のような強力な極性硬質プラスチックは、表面吸湿により吸着した水分子との水素結合が形成される。

TPUは硬質プラスチックの表面分子と効果的に分子間結合を形成することができず、クラッドの自然な結合力は低下する。プラスチック部品製造は、そのようなワークショップの労働者の手袋がきれいであるか、極性硬質プラスチック部品の表面に付着した手袋の綿繊維のように、染色され、当然のことながら、TPUメルトクラッドに影響を与えます。

ラッピング極性硬質プラスチックTPUは、確かにまた極性式は、湿気、パッケージの接着効果に同じ影響に注意を払っていません。