射出成形工程の設定を考慮する要因

　　射出成形技術収縮率、流動性、結晶性、感光性プラスチック及び加水分解プラスチック、応力開裂及び溶融破裂、熱性能及び冷却速度、吸湿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及び計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程において、結晶化形からの体積変化がまだ存在しているため、内応力が強く、塑体内での残存応力が大きく、分子配向性が強いなどの要因が凍結されているため、熱硬化性プラスチックに比べて収縮率が大きく、収縮率の範囲が広く、方向性が明らかである。

1.2塑体特性が成形された時に融液が型キャビティの表面に接触した直後に冷却して低密度の固体ハウジングを形成する。プラスチックの熱伝導率が悪いので，成形体の内部層を緩やかに冷却し，収縮の大きい高密度固体層を形成した。したがって、壁が厚く、冷却が遅く、高密度層が厚いと収縮が大きいです。また、ブロックの有無やブロックのレイアウト、数量は、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与えます。

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、保圧補縮作用及び成形時間に影響します。直接供給口、供給口の断面が大きい（特に断面が厚い）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成形条件の金型温度が高く、溶融剤の冷却が遅く、密度が高く、収縮が大きい。特に結晶材料に対しては結晶度が高いため、体積の変化が大きいため、収縮がより大きい。モード温度分布はプラスチックの内外冷却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、保持圧力や時間は収縮にも大きく影響し、圧力が大きく、時間が長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、層間せん断応力が小さく、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、材料の温度が高く、収縮も大きいが、方向性が小さい。このため、成形時のモード温度、圧力、射出速度、冷却時間などの諸要因を調整しても、成形品の収縮状況を適切に変えることができる。

金型の設計時に、各種類のプラスチックの収縮範囲によって、プラスチックの壁の厚さ、形状、送り口の形の寸法及び分布状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合、普通は以下の方法で金型を設計することが望ましい。

①成形品の外径に対して小さく収縮率を取り、内径に大きな収縮率を取り、テストモード後の修正の余地を残します。

②試験モードは、注入システムの形式、サイズ及び成形条件を決定する。

③後処理する成形品は後処理して寸法の変化状況を確定する（測定時は型抜き後24時間後でなければならない）。

④実際の収縮状況に応じて金型を修正する。

⑤再試験モードは、工程条件を適切に変更し、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、流動性

2.1熱可塑性プラスチックの流動性の大きさは、一般に分子量の大きさ、溶融指数、アルキメデス螺旋線の流動長、表現粘度及び流動比（流れの長さ／塑体壁の厚さ）など一連の指数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、分子構造規格性が悪く、溶融指数が高く、螺旋流動長が長く、粘度が小さいこと、流動比が大きいと流動性が良いこと、同じ品名のプラスチックに対しては、その流動性が射出成形に適しているかどうかを説明書で確認しなければならない。金型の設計要求によって、一般的なプラスチックの流動性は大きく三つに分けられます。

①流動性が優れているPA、PE、PS、PP、CA、ポリ（4）メチルテン；

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

③流動性が悪いPC、硬質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温度料の温度が高いと流動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性は温度によって大きく変化します。PE、POMに対して、温度の増減はその流動性に影響が小さい。だから前者は成形時に温度を調節して流動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断作用が大きく、流動性も増大し、特にPE、POMは敏感であるため、成形時は射出圧力を調節して流動性を制御することが望ましい。

③金型構造注入システムの形式、寸法、配置、冷却システムの設計、溶融材料の流動抵抗（例えば、型面の光沢度、材料の断面の厚さ、型キャビティの形状、排気システム）などの要素は、溶融剤の型キャビティ内の実際の流動性に直接影響し、溶融剤の温度低下を促進し、流動性抵抗を増加させると流動性が低下する。金型の設計は使用するプラスチックの流動性によって合理的な構造を選択します。成形時にも材料の温度、型温及び射出成形圧力、射出成形速度などの要因を制御して充填状況を適切に調整し、成形の必要を満たすことができます。

三、結晶性

熱可塑性プラスチックは、凝縮時に結晶化がない場合、結晶性プラスチックと非晶質プラスチックの2種類に分類されます。

結晶現象とは、プラスチックが溶融状態から凝縮状態に至るまで、分子が独立して移動し、完全に無秩序状態にあり、分子になって自由運動を停止し、やや固定された位置によって、分子配列を正規のモデルにする傾向がある現象である。

これらの2種類のプラスチックの外観基準は、プラスチックの厚い壁の塑体の透明性を判別するものとして定められており、一般的な結晶性材料は不透明または半透明（POMなど）であり、非晶質材料は透明（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。

金型の設計及び射出成形機を選ぶ時、結晶型プラスチックに対して以下の要求と注意事項があることに注意してください。

①材料温度が成形温度に上昇するために必要な熱量が多く、可塑性の高い設備を使用する。

②冷却回生時の放出量が大きいので、十分に冷却してください。

③溶融状態と固体の比重差が大きく、成形収縮が大きく、収縮孔、気孔が発生しやすい。

④冷却が速く、結晶性が低く、収縮が小さく、透明度が高い。結晶度は塑体壁厚に関係し，壁厚は冷却が遅く，結晶度が高く，収縮が大きく，物性が良い。結晶性材料は要求通りにモード温度を制御しなければならない。

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

⑥結晶化温度範囲が狭く、未溶粉注入金型や供給口の詰まりが発生しやすい。