透明プラスチックの射出成形特性と注意事項 - Maypak

透明プラスチックの多くは融点が高く流動性が低い。そのため、製品の表面品質を確保するには、金型にプラスチックが充填される際に内部応力による製品の変形やひび割れが生じないよう、機械温度、射出圧力、射出速度などのプロセスパラメータを微調整する必要がある。本稿では、原材料の準備、設備および金型の要件、射出成形プロセス、製品原材料の取り扱いに関して注意すべき事項について述べる。

PET（ポリエチレンテレフタレート）透明プラスチックは、通常、以下のような多くの化粧品の外装パッケージに適しています。

ボトルと容器：ペットボトルそしてプラスチック製の瓶様々な香水、ローション、スキンケア製品、化粧品を取り扱っています。

ボトルキャップと蓋：PETプラスチックは、ボトルや容器を効果的に密閉するボトルキャップや蓋の製造にも使用されています。

プラスチックチューブ：口紅、アイクリーム、フェイスマスクなどの製品のチューブ包装に使用されます。

化粧品容器容器：PETは透明な化粧品箱や容器に加工することができ、様々な化粧品に使用できます。

PET素材は、その透明性、耐久性、耐薬品性からよく選ばれており、化粧品パッケージの一般的な素材の一つとなっている。

01. 一般的に使用されている3種類の透明プラスチックの加工特性に注目する

PMMAのプロセス特性

PMMAは高粘度で流動性がやや低い。そのため、高い材料温度と高い射出圧力が必要となる。射出温度の影響は射出圧力の影響よりも大きい。射出圧力を高めることは、製品の収縮率を向上させるのに有効である。

射出温度範囲は広く、融点は160℃、分解点は270℃に達します。そのため、材料の温度調整範囲が広く、加工性も良好です。したがって、流動性を向上させるには、まず射出温度から調整を始めることができます。

耐衝撃性、耐摩耗性が低く、傷がつきやすく、脆いという欠点がある。そのため、これらの欠点を克服するには、金型温度を上昇させ、凝縮プロセスを改善する必要がある。

PCプロセス特性

PCは粘度が高く、融点も高いが、流動性が低い。そのため、射出成形には高温（270～320℃）が必要となる。相対的に見ると、材料の温度調整範囲は狭く、加工性はPMMAほど優れていない。

射出圧力は流動性にほとんど影響を与えないが、粘度が高いため、射出圧力は高めに設定する必要がある。内部応力の発生を防ぐため、圧力保持時間はできるだけ短くしなければならない。

収縮率が大きく寸法が安定しているものの、製品内部の応力が大きく、割れやすい。そのため、流動性を向上させるには、圧力を上げるよりも温度を上げる方が良い。金型温度を上げ、金型構造と後処理を改善することで、割れの可能性を低減できる。射出速度が低い場合、ゲート部に波紋などの欠陥が発生しやすい。放射ノズルの温度は個別に制御し、金型温度を高くし、ランナーとゲートの抵抗を小さくする必要がある。

PETプロセス特性

PET成形温度は高く、材料温度調整範囲は狭い（260～300℃）。しかし、溶融後は流動性が高いため加工性は悪く、ノズルに逆流防止装置を装着することが多い。射出成形後の機械的強度や性能は高くなく、延伸加工や改質によって特性を改善する必要がある。金型温度の正確な制御は、反りや変形を防ぐ上で重要な要素である。ホットランナー金型の使用を推奨する。

02. 原材料の準備と乾燥

プラスチックに含まれる不純物は製品の透明度に影響を与える可能性があるため、保管および輸送には十分な注意が必要です。供給工程においては、原材料が清潔であることを確保するために、密封状態に注意を払う必要があります。

特に、原料には水分が含まれており、加熱後に原料が劣化する原因となるため、乾燥させる必要があり、射出成形時にはドライホッパーを使用して原料を供給しなければならない。また、乾燥工程においては、原料を汚染しないよう、供給空気はろ過・除湿することが望ましい。

03. バレル、スクリュー、付属品の清掃

原材料の汚染や、ネジや付属品の凹部への古い材料や不純物の付着、特に熱安定性の低い樹脂の付着を防ぐため、使用前および停止後には、すべての部品をネジ洗浄剤で洗浄する必要があります。ネジ洗浄剤がない場合は、PE、PSなどの樹脂を使用してネジを洗浄できます。

一時的に運転を停止する際は、原材料が長時間高温状態に置かれて劣化するのを防ぐため、乾燥機およびバレル内の温度を下げる必要があります。例えば、PC、PMMAなどのバレル内の温度は160℃以下に下げる必要があります。（PCの場合、ホッパー内の温度は100℃以下に下げる必要があります。）

04．金型設計（製品設計を含む）

逆流不良や冷却ムラによる成形不良、表面欠陥、劣化を防ぐため、金型設計時には一般的に以下の点に注意する必要があります。

a) 壁の厚さはできるだけ均一にし、抜き勾配は十分に大きくする必要があります。

b) 遷移は段階的であるべきです。鋭角にならないように滑らかな遷移が必要です。鋭いエッジが発生すると、特にPC製品には隙間があってはなりません。

c) ゲート。流路はできるだけ幅広く短くし、ゲートの位置は収縮と凝縮のプロセスに応じて設定する必要があります。必要に応じて、コールドウェルを追加する必要があります。

d) 金型表面は滑らかで清潔であり、粗さが低い（好ましくは0.8未満）必要があります。

e) 通気口。タンクは、溶融物中の空気やガスを適時に排出するのに十分な大きさでなければならない。

f) PETを除き、壁の厚さは薄すぎず、一般的には1mm以上でなければならない。

05. 射出成形プロセスと射出成形機

射出成形工程において、内部応力や表面品質の欠陥を低減するためには、以下の点に注意を払う必要があります。

a) 特殊なスクリューと独立した温度制御式射出ノズルを備えた射出成形機を使用する必要があります。

b) 射出温度がプラスチック樹脂を分解しない限り、より高い射出湿度を使用しても問題ありません。

c) 射出圧力：一般的には溶融粘度が高いという欠点を克服するために高めに設定されていますが、圧力が高すぎると内部応力が発生し、離型が困難になったり変形したりします。

d) 射出速度: 金型充填が十分であれば、一般的には低速であるべきです。低速、高速、低速の多段階射出を使用するのが最適です。

e) 保持時間と成形サイクル: 製品が完全に充填され、へこみや気泡が発生しないという条件下では、バレル内の溶融材料の滞留時間を最小限に抑えるため、保持時間と成形サイクルはできるだけ短くする必要があります。

f) スクリュー回転速度と背圧：可塑化品質を満たすことを前提として、劣化の可能性を防ぐために、これらはできるだけ低くする必要があります。

g) 金型温度：製品の冷却品質は品質に大きな影響を与えるため、金型温度を正確に制御する必要があります。可能であれば、金型温度は高めに設定してください。

*メイパックのパッケージはプラスチックボトル製造業者2006年に設立され、17年以上にわたりプラスチックボトルに特化してきた当社は、国内外で高い評価を得ています。口紅チューブについてご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。