プロトタイプ試験中のTPU屋外部品の色安定性の問題を解決する
革新的な材料ソリューションと厳格な試験プロトコルにより、ドイツのデザインスタジオがTPU屋外安全製品の色安定性の課題を克服するのを支援した方法。
プロジェクト概要
ドイツの専門デザインスタジオのプロダクトデザイナーが、ヨーロッパ市場のクライアントのために屋外用安全製品の製造を支援するよう、私たちに声をかけてきました。このプロジェクトでは、柔軟性、防水性、耐衝撃性を確保しながら、鮮やかな色で高い視認性を維持するカスタム射出成形ソリューションが必要でした。
設計者はすでに3Dモデリングと外観デザインを終えていた。設計図面を受け取った後、当社のエンジニアリング・チームは直ちに構造および工程の実現可能性分析を行いました。構造上、製品は射出成形での生産に十分適していました。
プロジェクト詳細
挑戦
カラー・チャレンジ
機能性と使用上の要件を満たすため、デザイナーは当社と相談の上、TPU/TPEソフトラバー素材の使用を決定し、屋外での視認性を高めるために蛍光オレンジ色を要求した。
技術的注意：当社の豊富な経験によると、TPU/TPE素材の蛍光オレンジは紫外線劣化や変色の影響を非常に受けやすく、長期的な屋外使用には適しません。
ソリューション・プロセス
仮説検証（試作と屋外テスト）：
このリスクを検証するため、私たちは実用的な試験を行うことにしました。既存のTPU軟質ゴムの金型を使って、蛍光オレンジ色のTPUサンプルを少量生産し、屋外暴露テストを実施しました。
テスト結果
テストの結果、エンジニアの予測は正しかった。
解決策と実施ステップ
フォーマル・ツールの一時停止 - まず問題を解決する
私たちは、顔料システムと分散プロセスの詳細な分析を行いながら、正式な金型の開発と生産を延期するようクライアントにアドバイスしました。このステップは、スケールアップの前にプロセスの安定性を重視するカスタム金型メーカーとしての当社の標準的な慣行を反映したものです。
テクニカル・ソリューションTPUマスターバッチ分析
利点がある：
- あらかじめ顔料を分散させ、ダマになるのを防ぐ
- 分散均一性の向上
- 耐候性の向上
制限：
- 高いMOQ要件
- 小ロットには高価
- 初回注文は不経済
最適化の方向性カラーシステム調整
技術的な評価の結果、耐候性を必要とするコスト意識の高い顧客にとっては、マスターバッチを使うよりもカラー・システムを調整する方がより実用的で経済的だった。
最終的な解決策
蛍光オレンジは明るいが不安定な色系に属し、紫外線に晒されると容易に劣化するため、我々は次のような色への変更を提案した。 ライトオレンジ・レッド 妥協案として、良好な視界を維持しつつ、耐候性を大幅に向上させた。
検証と結果：
テストの成功
社内のTPUソフトラバー金型を使って、2回目の試作と屋外テストを行った。改良されたサンプルは、14日間連続屋外暴露を受けました。
迅速な配達：
新しいソリューションの実現可能性を確認した後、直ちに金型製作と生産に取り掛かり、新色の少量生産サンプルを迅速に完成させた。サンプルは予定通りに納品されたため、クライアントはヨーロッパの展示会に製品を出展することができました。 高評価.
根本原因分析
異なるカラーリングシステム：
TPU軟質ゴムは、ABSやPCのような硬質プラスチックとはまったく異なる挙動を示す。TPUは着色するために特殊な有機顔料を使用する必要がありますが、硬質プラスチックは多くの場合、より安定していて色あせしにくい染料を使用します。
蛍光顔料は分散しにくい
本来の鮮やかな蛍光オレンジの効果を得るためには、かなり高い顔料負荷（通常の色の10～20倍）が必要である。このような高濃度の顔料をTPUに均一に分散させるのは非常に難しい。
顔料とTPUの不適合性
硬質プラスチック用に設計された蛍光顔料を使用しても、TPUとの相性は悪い。屋外での使用では、わずか10～15日の暴露で顕著な変色が発生する。
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