射出成形工程の設(shè)定を考慮する要因

　　射出成形技術(shù)収縮率、流動(dòng)性、結(jié)晶性、感光性プラスチック及び加水分解プラスチック、応力開(kāi)裂及び溶融破裂、熱性能及び冷卻速度、吸濕性などの要素を含む。

一、収縮率

熱可塑性プラスチックの成形収縮の形態(tài)及び計(jì)算は前に述べたように、熱可塑性プラスチックの成形収縮に影響する要因は以下の通りである。

1.1プラスチックの品種の熱可塑性プラスチックの成型過(guò)程において、結(jié)晶化形からの體積変化がまだ存在しているため、內(nèi)応力が強(qiáng)く、塑體內(nèi)での殘存応力が大きく、分子配向性が強(qiáng)いなどの要因が凍結(jié)されているため、熱硬化性プラスチックに比べて収縮率が大きく、収縮率の範(fàn)囲が広く、方向性が明らかである。

1.2塑體特性が成形された時(shí)に融液が型キャビティの表面に接觸した直後に冷卻して低密度の固體ハウジングを形成する。プラスチックの熱伝導(dǎo)率が悪いので，成形體の內(nèi)部層を緩やかに冷卻し，収縮の大きい高密度固體層を形成した。したがって、壁が厚く、冷卻が遅く、高密度層が厚いと収縮が大きいです。また、ブロックの有無(wú)やブロックのレイアウト、數(shù)量は、直接的に材料の流れ方向、密度分布及び収縮抵抗の大きさなどに影響しますので、成形品の特性は収縮の大きさ、方向性に大きな影響を與えます。

1.3フィードポート形式、サイズ、分布のこれらの要素は直接に材料流の方向、密度分布、保圧補(bǔ)縮作用及び成形時(shí)間に影響します。直接供給口、供給口の斷面が大きい（特に斷面が厚い）と収縮は小さいが、方向性が大きく、供給口の幅と長(zhǎng)さが短いと方向性が小さい。供給口から近いもの、または供給流方向と平行なものは収縮が大きい。

1.4成形條件の金型溫度が高く、溶融剤の冷卻が遅く、密度が高く、収縮が大きい。特に結(jié)晶材料に対しては結(jié)晶度が高いため、體積の変化が大きいため、収縮がより大きい。モード溫度分布はプラスチックの內(nèi)外冷卻及び密度均一性にも関連しており、各部分の収縮量の大きさと方向性に直接影響を及ぼしている。また、保持圧力や時(shí)間は収縮にも大きく影響し、圧力が大きく、時(shí)間が長(zhǎng)いと収縮は小さいが、方向性は大きい。射出成形圧力が高く、溶融剤の粘度差が小さく、層間せん斷応力が小さく、離型後の弾性反発が大きいため、収縮も適量の減少ができ、材料の溫度が高く、収縮も大きいが、方向性が小さい。このため、成形時(shí)のモード溫度、圧力、射出速度、冷卻時(shí)間などの諸要因を調(diào)整しても、成形品の収縮狀況を適切に変えることができる。

金型の設(shè)計(jì)時(shí)に、各種類のプラスチックの収縮範(fàn)囲によって、プラスチックの壁の厚さ、形狀、送り口の形の寸法及び分布狀況を経験に基づいて決定し、成形部品の各部位の収縮率を決定し、更にキャビティの寸法を計(jì)算します。高精度のプラスチック及び収縮率を把握しにくい場(chǎng)合、普通は以下の方法で金型を設(shè)計(jì)することが望ましい。

①成形品の外徑に対して小さく収縮率を取り、內(nèi)徑に大きな収縮率を取り、テストモード後の修正の余地を殘します。

②試験モードは、注入システムの形式、サイズ及び成形條件を決定する。

③後処理する成形品は後処理して寸法の変化狀況を確定する（測(cè)定時(shí)は型抜き後24時(shí)間後でなければならない）。

④実際の収縮狀況に応じて金型を修正する。

⑤再試験モードは、工程條件を適切に変更し、収縮値を少し修正して、成形品の要求を満たすことができる。

二、流動(dòng)性

2.1熱可塑性プラスチックの流動(dòng)性の大きさは、一般に分子量の大きさ、溶融指數(shù)、アルキメデス螺旋線の流動(dòng)長(zhǎng)、表現(xiàn)粘度及び流動(dòng)比（流れの長(zhǎng)さ／塑體壁の厚さ）など一連の指數(shù)から分析することができる。分子量が小さく、分子量分布が広く、分子構(gòu)造規(guī)格性が悪く、溶融指數(shù)が高く、螺旋流動(dòng)長(zhǎng)が長(zhǎng)く、粘度が小さいこと、流動(dòng)比が大きいと流動(dòng)性が良いこと、同じ品名のプラスチックに対しては、その流動(dòng)性が射出成形に適しているかどうかを説明書(shū)で確認(rèn)しなければならない。金型の設(shè)計(jì)要求によって、一般的なプラスチックの流動(dòng)性は大きく三つに分けられます。

①流動(dòng)性が優(yōu)れているPA、PE、PS、PP、CA、ポリ（4）メチルテン；

②流動(dòng)性中程度のポリスチレン系樹(shù)脂（例えばABS、AS）、PMMA、POM、ポリフェニルエーテル；

③流動(dòng)性が悪いPC、硬質(zhì)PVC、ポリフェニルエーテル、ポリスルホン、ポリ芳香スルホン、フッ素プラスチック。

2.2各種プラスチックの流動(dòng)性も各成形要因によって変わります。主な影響の要因は以下の通りです。

①溫度料の溫度が高いと流動(dòng)性が高くなりますが、プラスチックによって違いがあります。PS（特に耐衝撃型とMFR値が高い）、PP、PA、PMMA、改質(zhì)性ポリスチレン（例えばABS、AS）、PC、CAなどのプラスチックの流動(dòng)性は溫度によって大きく変化します。PE、POMに対して、溫度の増減はその流動(dòng)性に影響が小さい。だから前者は成形時(shí)に溫度を調(diào)節(jié)して流動(dòng)性を制御しなければならない。

②圧力射出成形圧力が大きくなると溶融剤はせん斷作用が大きく、流動(dòng)性も増大し、特にPE、POMは敏感であるため、成形時(shí)は射出圧力を調(diào)節(jié)して流動(dòng)性を制御することが望ましい。

③金型構(gòu)造注入システムの形式、寸法、配置、冷卻システムの設(shè)計(jì)、溶融材料の流動(dòng)抵抗（例えば、型面の光沢度、材料の斷面の厚さ、型キャビティの形狀、排気システム）などの要素は、溶融剤の型キャビティ內(nèi)の実際の流動(dòng)性に直接影響し、溶融剤の溫度低下を促進(jìn)し、流動(dòng)性抵抗を増加させると流動(dòng)性が低下する。金型の設(shè)計(jì)は使用するプラスチックの流動(dòng)性によって合理的な構(gòu)造を選択します。成形時(shí)にも材料の溫度、型溫及び射出成形圧力、射出成形速度などの要因を制御して充填狀況を適切に調(diào)整し、成形の必要を満たすことができます。

三、結(jié)晶性

熱可塑性プラスチックは、凝縮時(shí)に結(jié)晶化がない場(chǎng)合、結(jié)晶性プラスチックと非晶質(zhì)プラスチックの2種類に分類されます。

結(jié)晶現(xiàn)象とは、プラスチックが溶融狀態(tài)から凝縮狀態(tài)に至るまで、分子が獨(dú)立して移動(dòng)し、完全に無(wú)秩序狀態(tài)にあり、分子になって自由運(yùn)動(dòng)を停止し、やや固定された位置によって、分子配列を正規(guī)のモデルにする傾向がある現(xiàn)象である。

これらの2種類のプラスチックの外観基準(zhǔn)は、プラスチックの厚い壁の塑體の透明性を判別するものとして定められており、一般的な結(jié)晶性材料は不透明または半透明（POMなど）であり、非晶質(zhì)材料は透明（PMMAなど）である。しかし、例外的なケースもあります。ポリ（4）メチル警備のように、結(jié)晶性の高いプラスチックでは透明性が高く、ABSはアモルファスですが、透明ではありません。

金型の設(shè)計(jì)及び射出成形機(jī)を選ぶ時(shí)、結(jié)晶型プラスチックに対して以下の要求と注意事項(xiàng)があることに注意してください。

①材料溫度が成形溫度に上昇するために必要な熱量が多く、可塑性の高い設(shè)備を使用する。

②冷卻回生時(shí)の放出量が大きいので、十分に冷卻してください。

③溶融狀態(tài)と固體の比重差が大きく、成形収縮が大きく、収縮孔、気孔が発生しやすい。

④冷卻が速く、結(jié)晶性が低く、収縮が小さく、透明度が高い。結(jié)晶度は塑體壁厚に関係し，壁厚は冷卻が遅く，結(jié)晶度が高く，収縮が大きく，物性が良い。結(jié)晶性材料は要求通りにモード溫度を制御しなければならない。

⑤異方性が著しく內(nèi)応力が大きい。型を外した後に結(jié)晶化していない分子は結(jié)晶化傾向が続き、エネルギーのアンバランスな狀態(tài)にあり、変形、反りが発生しやすい。

⑥結(jié)晶化溫度範(fàn)囲が狹く、未溶粉注入金型や供給口の詰まりが発生しやすい。