プラスチック射出成形は、非常に汎用性が高く効率的なプロセスであり、メーカーはこれを使用して、溶融したプラスチック樹脂から幅広い製品やコンポーネントを作成できます。 成形技術と材料開発の進歩の結果、ポリマーとプラスチックはますます幅広い製品や用途に組み込まれています。 軽量強度、美しさ、耐久性を特徴とするプラスチックは、消費者製品から医療機器に至るまでの業界で好まれる素材になりつつあります。

市場ではさまざまなプラスチック樹脂が入手可能であり、それぞれが特定の用途に役立つ独自の特性を示します。 最適なパフォーマンスを確保するには、ニーズに合った適切な樹脂を選択することが不可欠です。 プラスチック製造の目的では、樹脂は、加熱、溶融してプラスチック部品の形成に使用できる液体または半固体状態のプラスチックまたはポリマーで構成されます。 射出成形において、樹脂という用語は、射出成形プロセス中に使用される溶融した熱可塑性または熱硬化性材料を指します。

樹脂を選択する際の考慮事項
新しいポリマーや化合物が定期的に市場に導入されています。 選択肢が非常に多いため、射出成形材料の選択が困難になる場合があります。 適切なプラスチック樹脂を選択するには、最終製品を完全に理解する必要があります。 次の質問は、ニーズに最適な樹脂材料を決定するのに役立ちます。

1. 最後の部分の意図された目的は何ですか?
アプリケーションに適切な材料を選択する場合、潜在的なストレス要因、環境条件、化学物質への曝露、製品の予想耐用年数など、部品の物理的要件を明確に説明する必要があります。
※部品の強度はどれくらい必要ですか？
*部品は柔軟である必要がありますか、それとも硬い必要がありますか?
*部品は異常なレベルの圧力や重量に耐える必要がありますか?
*部品は化学薬品やその他の要素にさらされませんか?
*部品は極端な温度や過酷な環境条件にさらされますか?
※部品の寿命はどれくらいですか？

2. 特別な美的配慮はありますか?
適切な製品を選択するには、必要な色、透明度、質感、表面処理を実現できる素材を見つけることが含まれます。 樹脂を選択する際は、製品の意図する外観と機能の要件を満たすかどうかを考慮してください。
*特別な透明度や色が必要ですか?
*特定のテクスチャや仕上げが必要ですか?
※合わせる必要のある既存のカラーはありますか？
*エンボス加工を検討すべきですか?

3. 規制要件は適用されますか?
樹脂の選択の重要な側面には、コンポーネントとその用途に対する規制要件が含まれます。 たとえば、部品が海外に発送される場合、食品加工で使用される場合、医療機器に適用される場合、または高性能エンジニアリング アプリケーションに組み込まれる場合、選択する材料が必要な業界標準および規制要件を満たしていることが重要です。
*FDA、RoHS、NSF、REACH など、部品が満たさなければならない規制要件は何ですか?
*この製品は子供が使用しても安全である必要がありますか?
*部品は食品に安全である必要がありますか?

プラスチックプライマー – 熱硬化性樹脂と熱可塑性プラスチック
プラスチックは、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックの XNUMX つの基本的なカテゴリに分類されます。 違いを覚えやすくするために、熱硬化性樹脂をその用語が示すとおりに考えてみましょう。 これらは処理中に「設定」されます。 これらのプラスチックが加熱されると、化学反応が発生し、部品が永久的な形状に固定されます。 化学反応は可逆的ではないため、熱硬化性樹脂で作られた部品を再溶解したり、再成形したりすることはできません。 バイオベースのポリマーを使用しない限り、これらの材料はリサイクルが困難になる可能性があります。

熱可塑性プラスチックは金型内で加熱され、冷却されて部品が形成されます。 熱可塑性プラスチックの分子構成は加熱および冷却しても変化しないため、簡単に再溶解できます。 このため、熱可塑性プラスチックは再利用やリサイクルが容易です。 これらは現在市場で製造されているポリマー樹脂の大部分を構成しており、射出成形プロセスで使用されています。

樹脂の選択を微調整する
熱可塑性プラスチックは、ファミリーとタイプによって分類されます。 これらは、汎用樹脂、エンジニアリング樹脂、特殊樹脂または高性能樹脂の XNUMX つの大きなカテゴリまたはファミリーに分類されます。 高性能樹脂はコストも高いため、汎用樹脂が日常のさまざまな用途に使用されることがよくあります。 加工が容易で安価な汎用樹脂は、通常、パッケージなどの典型的な大量生産品に使用されています。 エンジニアリング樹脂は高価ですが、強度が高く、化学薬品や環境への曝露に対する耐性が優れています。

各樹脂ファミリー内では、一部の樹脂は異なる形態を持っています。 形態学は樹脂内の分子の配置を表し、非晶質と半結晶の XNUMX つのカテゴリのいずれかに分類されます。

非晶性樹脂には次のような特徴があります。
※冷めると縮みが少なくなります
*透明度が向上します
*公差が厳しい用途に適しています
※脆くなりやすい
※耐薬品性が低い

半結晶性樹脂には次のような特徴があります。
※不透明になりやすい
*優れた耐摩耗性と耐薬品性
*脆性が少ない
*より高い収縮率

使用可能な樹脂の種類の例
適切な樹脂を見つけるには、利用可能な材料の物理的特性と有益な品質を完全に理解する必要があります。 お客様のニーズに合った適切なプラスチック選択グループを見つけられるように、次の射出成形材料選択ガイドをまとめました。

アモルファス
非晶質の汎用樹脂の例としては、ポリスチレンまたは PS があります。 ほとんどの非晶質樹脂と同様に、透明で脆いですが、高精度の用途に使用できます。 それは最も広く普及しているものの一つです
使用された樹脂であり、プラスチック製のカトラリー、発泡カップ、皿などに含まれています。

非晶質スケールの上位には、ポリカーボネートや PC などのエンジニアリング樹脂があります。 耐熱性、難燃性に優れ、電気絶縁性も備えているため、電子部品などに多く使用されています。

特殊または高性能非晶質樹脂の例は、ポリエーテルイミド (PEI) です。 ほとんどの非晶質樹脂と同様に、強度と耐熱性を備えています。 ただし、他のほとんどのアモルファス材料とは異なり、耐薬品性も備えているため、航空宇宙産業でよく使用されます。

半結晶質
安価な半結晶性汎用樹脂はポリプロピレンまたは PP です。 ほとんどの半結晶性ポリマーと同様に、柔軟性があり、耐薬品性があります。 この樹脂は低コストであるため、ボトル、包装、パイプなどの多くの用途に選ばれています。

一般的なエンジニアリング用半結晶性樹脂はポリアミド (PA またはナイロン) です。 PA は耐薬品性と耐摩耗性に加え、収縮や反りが少ないのが特徴です。 この材料を地球に優しい代替品とするバイオベースのバージョンも利用可能です。 材料の靭性により、自動車用途における金属の軽量代替品となります。

PEEK またはポリエーテルエーテルケトンは、最も広く使用されている半結晶性の高性能樹脂の XNUMX つです。 この樹脂は強度だけでなく耐熱性や耐薬品性も備えており、ベアリング、ポンプ、医療用インプラントなどの厳しい環境でよく使用されています。

非晶質樹脂
ABS： ABS は、アクリロニトリルおよびスチレンポリマーの強度と剛性と、ポリブタジエンゴムの靭性を組み合わせています。 ABS は成形が容易で、色落ちしにくく、光沢のある効果があり、高品質の表面仕上げが得られます。 このプラスチックポリマーには正確な融点がありません。

ヒップ： 高耐衝撃性ポリスチレン (HIPS) は、優れた耐衝撃性、優れた機械加工性、優れた寸法安定性、卓越した美的品質、および高度にカスタマイズ可能な表面を提供します。 HIPS は印刷、接着、接着、装飾が簡単に行えます。 費用対効果も非常に高いです。

ポリエーテルイミド (PEI): PEI は、特殊樹脂または高性能アモルファス樹脂の好例です。 PEI は、ほとんどの非晶質樹脂と同様に強度と耐熱性を備えています。 ただし、他のほとんどのアモルファス材料とは異なり、耐薬品性も備えているため、航空宇宙産業で非常に役立ちます。

ポリカーボネート(PC): アモルファススケールの上位には、ポリカーボネートなどのエンジニアリング樹脂があります。 PC は耐熱性、難燃性、電気絶縁性を備えており、電子部品によく使用されます。

ポリスチレン(PS): アモルファス汎用樹脂の例はポリスチレンです。 ほとんどの非晶質樹脂と同様に、PS は透明で脆いですが、高精度の用途に使用できます。 これは最も広く使用されている樹脂の XNUMX つであり、プラスチック製のカトラリー、発泡カップ、皿などに使用されています。

半結晶性樹脂
ポリエーテルエーテルケトン (PEEK):
PEEK は、最も広く使用されている半結晶性の高性能樹脂の XNUMX つです。 この樹脂は強度、耐熱性、耐薬品性を備えており、ベアリング、ポンプ、医療用インプラントなどの要求の厳しい環境でよく使用されています。

ポリアミド(PA)/ナイロン:
ポリアミド (一般的にナイロンと呼ばれる) は、一般的な半結晶性エンジニアリング樹脂です。 PA は耐薬品性と耐摩耗性に加え、収縮や反りが少ないのが特徴です。 環境に優しいソリューションを必要とするアプリケーション向けに、バイオベースのバージョンも用意されています。 材料の靭性により、多くの自動車用途において金属の軽量代替品となります。

ポリプロピレン(PP):
PP は安価な半結晶性の汎用樹脂です。 ほとんどの半結晶性ポリマーと同様に、柔軟性があり、耐薬品性があります。 この樹脂はコストが低いため、ボトル、包装、パイプなどの多くの用途に最適です。

セルコン®:
Celon® はアセタールの一般的なブランド名で、ポリオキシメチレン (POM)、ポリアセタール、ポリホルムアルデヒドとも呼ばれます。 この熱可塑性樹脂は、優れた靭性、優れた耐摩耗性、耐クリープ性、耐化学溶剤性、容易な着色、良好な熱変形、および低吸湿性を提供します。 Celcon® は高い剛性と優れた寸法安定性も備えています。

LDPE:
ポリエチレンの中で最も柔軟なタイプの低密度ポリエチレン (LDPE) は、優れた耐湿性、高衝撃強度、優れた耐薬品性、半透明を備えています。 低コストのオプションであるLDPEは耐候性もあり、ほとんどの方法で簡単に加工できます。

適切な樹脂を見つける
プラスチック材料の選択は困難な作業になる場合がありますが、選択プロセスはいくつかの簡単なステップに分けることができます。 まず、必要な特性のほとんどが得られる材料ファミリーを選択します。 決定したら、適切なグレードの材料樹脂を選択します。 オンライン データベースは、作業の基準となるベンチマークを提供するのに役立ちます。 UL Prospector (旧 IDES) は、材料選択用の最もよく知られたデータベースの XNUMX つです。 MAT Web には広範なデータベースもあり、英国プラスチック連盟は高レベルのデータと説明を提供しています。

特性を向上させるプラスチック添加剤
さまざまな樹脂には、知られている独特の特性があります。 これまで見てきたように、XNUMX つの樹脂ファミリー (汎用、エンジニアリング、および高性能/特殊) には、非晶質と半結晶質の両方の代替品が含まれています。 ただし、高性能になるほどコストも高くなります。 コストを低く抑えるために、多くのメーカーは添加剤や充填剤を使用して、手頃な価格の材料に追加の品質を低コストで与えています。

これらの添加剤は、性能を向上させたり、最終製品に他の特性を伝えたりするために使用できます。 以下は、最も一般的な添加剤アプリケーションの一部です。

*抗菌 – 食品関連用途または接触の多い消費者製品に使用される添加剤。
*静電気防止剤 – 静電気の伝導を減少させる添加剤で、敏感な電子機器によく使用されます。
*可塑剤と繊維 – 可塑剤は樹脂をより柔軟にし、繊維は強度と剛性を高めます。
*難燃剤 – これらの添加剤により、製品が燃えにくくなります。
*蛍光増白剤 – 白色度を向上させるために使用される添加剤。
*着色剤 – 蛍光や真珠光沢など、色や特殊効果を加える添加剤。

最終選考
プロジェクトに適切な材料を選択することは、完璧なプラスチック部品を作成する上で最も重要な要素の XNUMX つです。 ポリマー科学の進歩により、選択できる樹脂の選択肢が大幅に開発されました。 FDA、RoHS、REACH、NSF に準拠した樹脂を含む、さまざまな樹脂や用途の経験を持つ射出成形機と協力することが重要です。

DJmolding は、業界最高品質のプラスチック射出成形製品をお客様に提供することに尽力しています。 私たちは、あらゆる業界の製品開発者や製造業者が直面している固有の課題を理解しています。 私たちは単なるメーカーではなく、イノベーターです。 当社は、あらゆる用途に最適な材料ソリューションを確実に提供することを目標としています。