ポリプロピレン射出成形 またはPP射出成形は、熱可塑性ポリマー材料の一種であるポリプロピレンを使用した成形製造技術であり、溶融状態になるまで熱にさらされる。このプロセスでは、低粘度の溶融ポリマーが特別に設計された金型に流れ込みます。冷却すると、液体は固体のプラスチックに変化し、金型の形状になる。この技術は、加工された状態のポリマーに使用すると最も効果的である。この技術は、他の方法では実現が困難な形状の作成を可能にする。ポリプロピレンそのものに興味がありますか？では、ポリプロピレンとその用途について、射出成形における人気の理由とともに詳しく探ってみましょう。
この記事では、射出成形ポリプロピレンの包括的な説明を行い、製造部門全体の用途を考慮しながら、PP材料の強みについても説明します。
成形用途に使用されるポリプロピレンの種類
成形用途に使用されるプロピレンの最も一般的な種類には、以下のようなものがある；
1.ホモポリプロピレン（PP-H）
PP-H（ホモポリプロピレン）は、ポリプロピレンの中で最も使用されているタイプで、結晶構造を持つため剛性と強度が高いのが特徴です。容器や自動車部品など、材料が大きな力にさらされる用途によく使用されます。PP-Hは耐薬品性、耐熱性に優れているため、バケツなどの家庭用品に使用されている。しかし、柔軟性に欠けるため、より柔軟な用途ではあまり効果的ではありません。
2.ランダム共重合ポリプロピレン（PP-R）
PP-Rは、エチレンを少量しか含まないランダム共重合ポリプロピレンで、柔軟性と衝撃強度を高めています。このため、PP-Rは配管システム、自動車部品、その他ライフサイクルの長い消費財に適しています。このような特性から、PP-Rは強度と柔軟性が要求される温水管や冷水管、容器によく使用されています。
3.ブロック共重合体ポリプロピレン（PP-B）
PP-Bはブロック共重合体ポリプロピレンで、エチレンとのブロック構造を持つため、PP-Aに比べて衝撃強度と弾性に優れている。このタイプは、自動車産業、耐衝撃性包装材やその他のヘビーデューティー消費財の製造に応用されている。PP-Bは柔軟性があり、応力がかかると減衰する性質があるため、自動車業界や保護包装業界はPP-Bに最適です。
ポリプロピレン射出成形：どのように機能するのか？
PPプラスチック射出成形 は、同一のプラスチック部品を大量生産できるという利点を提供する。一度に1000個から数百万個の同一部品を大量生産できる。なぜなら、意図した金型は部品の製造工程で何度も再利用されるからです。このため、ポリプロピレン射出成形は、大規模な需要を満たし、同時に生産される製品の品質が同等であることを保証する、もう一つの適切な選択肢となる。
プロピレン射出成形のプロセス条件
表1： ppプラスチック射出成形の操作パラメータ。
| パラメータ |
仕様 |
| 乾燥条件 | 水分が0.1%以下でなければならない。 |
| 溶融温度範囲 | 220-280°C (428-536°F) |
| 金型温度範囲 | 20-80°C (68-176°F) |
| 熱偏向温度（HDT） | 0.46 MPa (66 PSI) で 100°C (212°F) |
| 射出温度 | 32-66°C (90-150°F) |
| 引張強度 | 32 MPa (4700 PSI) |
| 曲げ強度 | 41 MPa (6000 PSI) |
| 密度 | 0.91 g/cm³ |
| 射出成形圧力 | 最大180MPa |
| 収縮率 | 1.5-2.0% |
射出成形用ポリプロピレンのグレード比較
比較してみよう。 ポリプロピレン射出成形品 成形工程用の等級である。
表2： 異なる射出成形ポリプロピレンプラスチック グレードの技術仕様。
| ポリプロピレン・タイプ | 引張強度 | 破断伸度 | 曲げ剛性 | 耐熱性 | 注目すべき特徴 |
| プロファックス6323 | 4,930 psi | 11% | 210,000 psi | 199.0 °F | 汎用、耐ストレスクラック性 |
| プロファクス SG702 | 2,900 psi | 6% | 150,000 psi | 180.0 °F | 耐衝撃性、自動車用 |
| プロファックス6523 | 4,790 psi | 12% | 200,000 psi | 190.0 °F | 剛性、食品包装に最適 |
| プロファクス PD702 | 4,500 psi | 12% | 17万psi | 190.0 °F | 寸法をよく保ち、加工しやすい |
| FHR P5M6K-048 | 3,900 psi | 11% | 153,000 psi | 183.0 °F | 透明度を高め、視覚に訴える |
ポリプロピレン射出成形部品の設計ガイドライン
ポリプロピレンの成形は簡単ですが、最良の結果を得るためには、一定の設計原則に従わなければなりません。このセクションでは、長持ちする高性能のポリプロピレン製部品を製造するために必要な、実践的な推奨事項を取り上げます。
リビング・ヒンジのキーファクター
ポリプロピレンのリビング・ヒンジを設計する場合、厚さは0.2mmから0.51mmが良いでしょう。最適な性能を得るためには、半径を広くし、ヒンジのショルダーを平らにする必要があります。この設計手法により、柔軟性と強度が得られ、ヒンジを数回使用する場合にも耐えることができます。
肉厚のガイドライン
ポリプロピレン製部品の場合、製品の肉厚は0.635mmから3.81mmを超えないこと。また、厚みのある部品は、ヒケなどの欠陥を避けるため、あるレベルから別のレベルへの厚みの変化が滑らかであることが望ましい。さらに、リブは、強度を与え、構造的な空隙の形成を防ぐために、隣接する壁の厚さの半分以下であることが好ましい。
デザインにおける半径
金型設計におけるRは、応力集中の軽減にも役立ちます。つまり、部品のライフサイクルに大きく影響するのです。推奨される半径は、肉厚の少なくとも25パーセントであるべきです。曲率半径は肉厚の75%とすることで、強度と精緻な表面仕上げの両方を得ることができます。
ドラフト角度
ポリプロピレンの抜き勾配は1度と非常に小さく、ほとんどの部品に適しています。しかし、部品の表面にテクスチャーがある場合は、テクスチャーの深さにもよりますが、ドラフト角度を5度まで大きくすることをお勧めします。充填されたポリプロピレン素材の場合、パーツの排出を容易にし、最終パーツの品質を向上させるために、ドラフト角度を最大10度まで設ける必要がある場合があります。
部品公差の設定
ポリプロピレン部品の公差に対する要求は、商業公差と微細公差に分類することができる。商業公差は、精密だが高価な精密公差に比べ、比較的大きく安価である。例えば、20mmの部品の商業公差は±0.125mmですが、同じ部品の精密公差は約0.075mmです。このように、より厳しい公差が必要な場合は、製造コストに大きな影響を与える可能性があることを理解することが重要です。
ポリプロピレン素材加工
ポリプロピレンの融点は160～170℃であるため、加工時には適切な温度管理が必要となる。さらに 射出成形用ポリプロピレンペレット プロセス。最適な結果とスプレイのない部品を得るためには、水分を0.02%以下に保つ必要がある。
射出成形
について PP射出成形 温度は220℃から280℃の間、金型温度は30℃から80℃の間が必要である。これらの条件は、適切な流動と凝固を得るために以下の通りである。サイクルタイムも重要な検討事項である。通常、これは1サイクルを完了するのにかかる時間を指し、反りを避けるためには短縮する必要があり、効率的な冷却が重要である。さらに、表面全体に均等に熱が行き渡るように冷却流路を設計しなければならない。
押出加工
押出成形は、ポリプロピレンを210℃から250℃の温度で溶融することによって行われる。温度制御と冷却速度は、所望の製品特性を形成するために適切に制御する必要がある2つの重要な要素です。
押出成形用ダイスは、この工程における重要な部品である。ダイが膨張しないように設計され、最終製品の望ましい品質を達成するために押出される材料の流れを制御する必要があります。
ブロー成形
ブロー成形は、ポリプロピレンを加熱した後、パリソン状に成形し、金型でブローする。温度と膨脹圧力は、製品の所望の形状を作り出すために厳密に維持されなければならない。射出 成形品の形状と寸法を保持するためには、成形品の冷却が必要である。冷却速度は、対象部品のサイズと複雑さによって決める必要があります。
品質検査：
特に重要なのは、以下の2つの分野だ；
- 衛生および保管手続き上の措置 ポリプロピレンの純度は、取り扱いや保管の手順、清潔な設備に左右される。
- 品質管理 加工中の定期的な検査は、材料と最終製品が適切な品質と規格を持ち、要求事項を満たしていることを確認するのに役立つ。
プロピレン射出成形の利点とは？
ポリプロピレン射出成形の利点は以下の通りです：
- 手頃な価格:ポリプロピレン射出成形は比較的安価で、大量生産が必要な場合はなおさらである。このプロセスは材料費が安く、余った材料はシステム内で再利用できるため無駄が少ない。この効率性は、大量生産が少量生産の場合よりも安い単価で提供されることを意味する。
- 短いサイクルタイム： 射出成形プロセスは、可能な限り短時間で大量の部品を生産することができます。ポリプロピレンは熱特性に優れているため、金型への充填と冷却を素早く行うことができ、生産速度とリードタイムを向上させることができます。
- 優れた耐薬品性:ポリプロピレンは、酸、アルカリ、有機溶剤など、多くの化学薬品に対して高い耐性を持つ。この特性により、自動車部品やケミカルベッセなどの過酷な条件下での用途に適しています。
- 最も影響が少ない： ポリプロピレンはHDPEに比べて衝撃強度が弱いが、共重合ポリプロピレンは優れた衝撃強度を持つ。このため、例えば自動車や耐久消費財のように、機械的強度と耐衝撃性を必要とする製品に適している。
- 寸法安定性:冷却後のポリプロピレンは寸法安定性が高い。この安定性は、成形された部品が正しくフィットし、さらなる修正を必要とすることなく本来の役割を果たすことを保証するために非常に重要です。
- 低吸湿性:ポリプロピレンは吸湿性がほとんどないため、さまざまな湿度にさらされても強度や寸法が変化しない。この特性は、材料がほとんどの時間湿気にさらされる用途での使用に適しています。
- フロー特性： ポリプロピレンの流動特性は良好であるため、加工が容易であり、成形工程も容易になる。成形品の大量生産が可能になり、反りや充填不足といった成形の典型的な問題を克服するのにも役立つ。
プロピレン射出成形の限界とは？
ポリプロピレン射出成形のデメリットには次のようなものがある；
- 高い熱伝導性:ポリプロピレンは耐熱性が低いため、高温地域では使用できない。ポリプロピレンは熱安定性に乏しく、100℃を超えると変形したり強度が低下したりする。
- 紫外線安定性 ポリプロピレンは紫外線に対してあまり耐性がなく、紫外線に長時間さらされると、好ましくない色に退色したり、もろくなったり、機械的特性が低下したりするなどの劣化を起こす。この制限により、特に製品を屋外で使用する場合は、紫外線安定剤やコーティング剤を使用する必要がある。
- 高い収縮率:ポリプロピレンの収縮率は1.5%～2.0%と大きく、この材料で作られた部品は、うまく管理されないと反りや寸法変化が生じる可能性がある。また、精度が要求される部分においては、製品の性能が損なわれる可能性があり、最終製品の品質にも影響します。
- 高ストレス用途には適さない:ポリプロピレンは衝撃強度に優れているが、強度と剛性は高くない。部品に高い引張荷重や曲げ荷重がかかる用途では、PPでは十分な強度が得られない場合があります。
- 小特集を作成する限られた能力： ポリプロピレンには多くの用途があるが、非常に小さな特徴や複雑な細部を作るのは容易ではない。材料の流動特性や冷却特性により、非常に微細なデザインでは細部のレベルが低下する可能性があります。
- 色数は少ない： ポリプロピレンは、市場に出回っている他のプラスチックに比べて色の選択肢が少ない。特定の、あるいは希望する色合いを出すには、着色剤や他の種類の処理が必要です。
ポリプロピレン射出成形で製造される一般的な部品
プロピレン射出成形では、一般的に次のような部品を製造する：
- ダッシュボードパネル
- グローブ・コンパートメント
- ミラーハウジング
- プラスチック容器
- キッチン用品
- 食品容器
- 木枠とパレット
- 医療機器のハウジングたくさん 医療用射出成形 PP素材で作られた部品。
- 配管パイプ
- おもちゃ：多くのプラスチック射出成形玩具はABSとPP材料で作られている。
ポリプロピレン射出成形金型のゲートとランナー
ポリプロピレン射出成形では、ゲートとランナーが金型キャビティへの溶融材料の流れを制御する最も重要な機能の一部を構成する。これらの要素の設計は、適切な充填を可能にし、完成部品の品質は非常に高くなければなりません。
スプルー・デザイン
スプルーは溶融ポリプロピレンの導管となり、射出成形機と金型キャビティをつなぎます。これは円筒形のデザインで、先端には成形機のノズルに適切にフィットする球状の部分があります。これは、漏れを防ぎ、システムおよび装置内を材料がスムーズに流れるようにするために非常に重要です。
ランナーシステム
溶融ポリプロピレンは、スプルーから金型キャビティまでランナーを通って移動する。複数のキャビティを持つ金型では、材料を均等に分散させるために、ランナーを分岐させて設計します。初期の硬化を防ぎ、自由な流れを確保するために、接合部にコールドスラグを採用することをお勧めします。ランナーの直径は4～7mmで、金型に最適な流れと冷却を確保します。
ゲート機能
ゲートは、溶融したポリプロピレンを金型キャビティに流し込む最後の開口部です。ゲートの寸法と種類によって、製造工程全体を通して材料がどのように運ばれるか、また最終部品の品質が決まります。ゲートにはピンゲートとエッジゲートがあり、製造する金型の種類によって選択されます。ゲートは、材料が金型内に容易に流れ込み、同時に表面欠陥の発生を抑えるものでなければならない。
ゲートのサイズと配置
通常、摩擦を最小限に抑え、材料の磨耗を防ぐために小さなゲートが使用される。ゲートランドの厚みとは、キャビティと接合する部分のことで、充填しやすいようにできるだけ薄くする必要がある。ゲートの位置は重要で、材料の均等な広がりを達成し、欠陥を最小限に抑えるために、通常は金型の最も厚い部分に位置する。
設計上の考慮事項
ヒケや充填不良といった一般的な問題のいくつかは、適切なゲーティングやランナーシステムによって解決することができる。生産効率と部品の品質を向上させるためには、ベストプラクティスとプロセスへのフィードバックに基づいて、ある程度の間隔で設計を更新することが効果的である。
プロピレン射出成形の産業用途
PP射出成形は、さまざまな製造業でよく利用されている；
食品包装
ポリプロピレンは安全で寿命が長いため、食品包装に広く使用されている。テイクアウト用の容器や、カップやコンテナなどの食品保存製品は、断熱と保護のためにPPフォームで作られています。PP素材は水分や化学物質と反応しないため、飲料や食品用のプラスチック・カップやボトルの製造に使用されている。
消費財
消費財業界では、ポリプロピレンはその強度と成形性の高さから好まれている。PPは衝撃強度と成形のしやすさから、ミキサーやドライヤーなどの小型家電製品に使用されている。ポリプロピレンは安全で耐久性があり、以下のような用途によく使用されている。 射出成形玩具.さらに、ポリプロピレンの耐久性は、キッチンの収納箱や調理器具などの家庭用品にも使われている。
自動車
ポリプロピレンは軽量で強度が高いため、自動車産業はポリプロピレンの主要ユーザーのひとつである。PPは、外観や耐久性の面で汎用性があるため、ダッシュやパネルなどの内装トリム部品に利用されている。また、必要な強度と衝撃保護を与えるポリプロピレンのグローブ・コンパートメントやミラー・ハウジングもある。
テキスタイル
ポリプロピレン繊維は、その強度と汚れに対する耐久性から、さまざまな繊維分野で不可欠であることは常識である。PP繊維のカーペットは、摩耗や汚れに耐えることができます。PPは摩耗しにくく、掃除がしやすいため、家具や自動車の内装に使用されています。その優れた特性から、ポリプロピレン繊維は吸湿発散性のある衣類の製造に使用され、快適さと性能を提供しています。
包装フィルム
最も重要な包装用フィルムのひとつがポリプロピレンフィルムである。BOPP（二軸延伸ポリプロピレン）フィルムの用途は、高い透明性、優れた機械的特性、湿気や酸素のバリア性から、包装に使われます。CPP（キャストポリプロピレン）フィルムは、様々な製品のフレキシブルパッケージング用途でヒートシール性のために使用されています。
パイプと継手
ポリプロピレン・パイプは化学的に不活性で、簡単に設置できるため、配管や工業用として使用されている。PPの配管パイプは、その強度と耐腐食性のため、温水と冷水の両方に使用されます。産業用途では、ポリプロピレンのパイプの使用は、化学および廃棄物処理システムであり、材料はよく積極的な条件に耐えるの強さと能力に恵まれている。
概要
この記事では、以下について詳しく説明する。 ポリプロピレン (エンジニアリング・プラスチックとしてのPP（ポリプロピレン）の種類、PPの特性、射出成形プロセスの複雑さなど。また、適切な設備の選択、製品設計に関する問題への対処、金型設計の基礎に関連する課題についても考察している。同様に、生産中に発生しやすい主な欠陥とその修正方法についても論じている。
最良のPP材料と射出成形生産を確保するためには、経験豊富な供給業者に助言を求めるのが賢明です。経験豊富な業者であれば、製品の機能要件や最終製品の外観に最も適したPPプラスチック射出成形品を提案し、プロジェクトを成功に導くことができます。
よくある質問 - ポリプロピレン射出成形
Q1.射出成形用ポリプロピレンパレットの主な種類を教えてください。
剛性の高いホモポリプロピレン（PP-H）、柔軟性の高いランダム共重合ポリプロピレン（PP-R）、耐衝撃性の高いブロック共重合ポリプロピレン（PP-B）などがある。
Q2.成形前のポリプロピレンの処理は？
ポリプロピレンは、80～90℃で2時間以上乾燥させ、含水率を0.1%未満にする必要がある。
Q3.ポリプロピレンの射出成形で起こりうる問題にはどのようなものがありますか？
最も一般的な欠陥としては、ヒケ、フローライン、ベントの問題、反り、不完全な充填などがある。これらの問題は、肉厚の調整、ベント溝の増加、金型の温度、射出圧力を調整することで解決できる。