透明プラスチック成形では、適切な取り扱いと精密な作業が求められます。そのため、着色部品の成形に比べて工程が複雑になります。透明プラスチック成形部品には、PC、POM、ABS、PMMC、PETなどがあります。こうした透明プラスチック製品は、医療機器、化粧品容器、食品包装、水槽、自動車部品、自動車用ライトなど、幅広い用途に使われています。
金型設計と射出成形は、射出成形の仕上がりを左右する2つの要素です。ただし、透明プラスチック成形で発生する一般的な問題には、それぞれ対策があります。
シルバーストリーク
充填・冷却工程で膨張が起こると、プラスチック部品が弱くなることがあり、シルバーストリークが発生します。対策の一つはアニーリングです。PC材料のプラスチックは約160度以上に加熱し、約5分間保持した後、自然冷却できます。この処理により、樹脂の水分が原因で生じるシルバーストリークを取り除けます。ただし、成形前に樹脂を十分に乾燥させることが重要です。
気泡
透明プラスチック成形では、充填不足や過度の冷却により、樹脂中の水分や空気がキャビティ内に閉じ込められ、真空気泡が発生することがあります。この問題は、次の方法で解決できます。
●透明プラスチックの原料をシリンダーに投入する前に乾燥させる。これにより、含まれる空気や水分を大幅に減らせます。
●充填速度を落とし、空気が抜ける時間を確保する。
表面光沢の不良
透明プラスチック成形でよくある問題の一つです。金型表面の研磨が不十分な場合や、冷却が速すぎる場合に発生し、樹脂が成形状態に至るのを妨げます。解決するには、成形温度と離型圧力を上げ、冷却時間を長くします。
フローマーク
溶融樹脂の粘度が高すぎると、キャビティ内で樹脂の流れが固まり、表面にフローマークが残ることがあります。この場合は、樹脂の流動性を最適化し、金型温度と離型圧力を上げるのが最善の対策です。ベントを追加し、潤滑剤の使用頻度を減らすことも効果的です。
大きな損失を防ぐため、メーカーは透明プラスチック成形でよくある問題を回避する必要があります。原材料の汚染も、ロット全体に問題を引き起こす可能性があります。
透明プラスチック成形品の品質を確保するためのポイントをご紹介します。
透明プラスチック成形に適した金型鋼材を選ぶ
透明なプラスチック部品を製造するには、キャビティとコアに高品質なステンレス鋼を選び、キャビティを鏡面仕上げにする必要があります。透明プラスチック成形用の金型製作は、適切な射出成形金型メーカーに依頼しましょう。
透明プラスチック製品に詳しいメーカーと協力するのが最善です。金型メーカーには、適切な材料の調達に関する豊富な経験があり、材料購入における優れた実績を示す顧客基盤があることも重要です。
透明プラスチック製品に適した抜き勾配を設定する
傷を防ぐには、透明プラスチック成形に十分な抜き勾配が必要です。傷が付いた場合、射出成形品を再研磨し、抜き勾配を大きくするよう製品設計を変更しなければなりません。適切な抜き勾配を判断できるのは、経験豊富な射出成形メーカーです。
鏡面研磨しやすいよう、設計のリブを減らす
隙間が狭く、研磨作業が難しいため、プラスチックのリブを磨くのは容易ではありません。製品設計を最適化すれば、リブの数を減らせます。リブを薄くすると、樹脂が隙間に流れ込み、リブを形成しやすくなります。
適切な射出成形機を選ぶ
言うまでもなく、適切な射出成形機は成形を成功させるうえで欠かせません。射出スクリューも成形結果に影響します。射出スクリューが小さいほど、より良い結果が得られる可能性が高まります。
薄肉の透明プラスチック成形には、高速射出成形機が適しています。一方、厚肉の場合は、高出力のサーボモーターと小径の射出スクリューを備えた油圧式射出成形機が望ましいでしょう。
高品質な透明プラスチック成形部品を製造するには、クリーンルームで射出成形を行う必要もあります。透明プラスチック成形で最良の結果を得るには、用途に最適な透明プラスチックの種類を把握することが大切です。
アクリル
耐紫外線性、透明性、耐傷性、非毒性を備えているため、屋外設備によく使われるプラスチックです。射出成形では、着色剤などの添加剤を均一に分散できます。そのため、カラーレンズ、反射板、照明器具などに広く採用されています。
この材料の大きな欠点は、もろく柔軟性に欠けるため、高圧に耐えられないことです。また、プラスチックを乾燥させる際に必要な水分を吸収します。
高密度ポリエチレン（HDPE）
この一般的な熱可塑性樹脂は、石油に高温・高圧を加えて製造されます。耐紫外線性を備える一方、高圧による損傷を受けやすい点はアクリルと共通しています。安価で、さまざまな部品に成形できます。そのため、ボトル、容器、パイプの大量生産に使われています。
ポリカーボネート
耐衝撃性に優れた、より強度が高く高価な材料です。ただし、耐紫外線性と透明性はアクリルに似ています。
シールド、ヘルメット、安全窓、頑丈な容器など、大きな負荷がかかる製品の製造に使われます。この材料は水分を吸収することがあるため、射出成形の前に樹脂を乾燥させることが重要です。
ポリエーテルイミド（PEI）
このプラスチックは、産業用、機械用、化学用の部品に広く使われています。強度と耐久性に優れ、耐紫外線性があり、極端な圧力や熱にも耐えられます。電気機器、自動車、医療分野の多くの製品に使用されています。
ポリプロピレン
荷重を受けない部品に適した、柔軟性の高いプラスチックの一つです。繊維業界では、防水バッグ、ギア、トートバッグなどの製造に広く使われています。また、電気抵抗が高いため、電子機器にも使用されます。
最後に、各材料の特性を知ることで、十分な情報に基づいた選択ができます。最適なプラスチック射出成形会社と協力することが重要です。透明プラスチック成形に適した材料選びをお手伝いします。透明プラスチック成形についてご質問やお問い合わせがございましたら、ぜひご連絡ください。
