01
製品に凹みがある
TPU製品の表面の凹みは、完成品の品質と強度を低下させるだけでなく、製品の外観にも影響を与える可能性があります。凹みの原因は、使用される原材料、成形技術、金型設計、例えば原材料の収縮率、射出圧力、金型設計、冷却装置などに関連しています。
表1はうつ病の考えられる原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
金型の供給が不十分な場合は供給量を増やす
融点が高いと融点が下がる
短い噴射時間は噴射時間を長くする
低い射出圧力は射出圧力を上昇させる
クランプ圧力が不十分です。クランプ圧力を適切に上げてください。
金型温度を適切な温度に不適切に調整する
非対称ゲート調整のための金型入口のサイズまたは位置の調整
排気孔が凹面部に設置されているため、凹面部の排気が不十分である
金型の冷却時間が不十分だと冷却時間が長くなる
摩耗したスクリューチェックリングを交換しました
製品の厚さが不均一だと射出圧力が上昇する
02
製品に気泡がある
射出成形工程では、製品に多数の気泡が発生することがあります。これは製品の強度や機械的特性に影響を与えるだけでなく、外観も著しく損なう可能性があります。通常、製品の厚さが不均一であったり、金型に突出したリブがあったりすると、金型内での材料の冷却速度が異なり、収縮率の不均一化や気泡の発生につながります。そのため、金型設計には特に注意が必要です。
また、原料は完全に乾燥しておらず、水分が残っているため、溶融時の加熱によりガス化し、金型キャビティ内に入り込んで気泡が発生しやすくなります。製品に気泡が発生した場合は、以下の要因を確認し、対処する必要があります。
表2は気泡の発生原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
湿っていて十分に焼かれた原材料
不十分な射出検査温度、射出圧力、および射出時間
射出速度が速すぎる射出速度を下げる
原材料の温度が高すぎると溶融温度が下がる
背圧が低い場合は、適切なレベルまで背圧を上げます
完成したセクション、リブ、または柱の厚さが厚すぎるため、完成品のデザインやオーバーフロー位置が変更される
ゲートのオーバーフローが小さすぎるため、ゲートと入口が増設されています
金型温度の不均一性を均一にする金型温度調整
スクリューの後退速度が速すぎるため、スクリューの後退速度が低下する
03
製品にひび割れがある
TPU製品において、ひび割れは致命的な現象であり、通常は製品の表面に髪の毛のようなひび割れとして現れます。製品に鋭い角やエッジがある場合、目に見えない小さなひび割れがこれらの部分に発生することが多く、製品にとって非常に危険です。製造工程でひび割れが発生する主な原因は次のとおりです。
1. 型から取り出すのが困難。
2. 過剰充填。
3. 金型温度が低すぎる
4. 製品の構造上の欠陥。
脱型不良による割れを回避するには、金型成形空間に十分な脱型勾配を確保し、エジェクタピンのサイズ、位置、形状を適切にする必要があります。また、エジェクタピンを突き出す際には、完成品の各部の脱型抵抗が均一である必要があります。
過充填は、射出圧力の過度または材料計量過度によって引き起こされ、製品に過度の内部応力が生じ、脱型時にクラックが発生します。この状態では、金型付属品の変形も大きくなり、脱型が困難になり、クラック（さらには破損）の発生が促進されます。このような場合、過充填を防ぐために射出圧力を下げる必要があります。
ゲート部には過剰な内部応力が残留しやすく、ゲート近傍は脆化しやすく、特にダイレクトゲート部では内部応力による割れが発生しやすくなります。
表3はひび割れの考えられる原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
過剰な射出圧力は射出圧力、時間、速度を低下させる
充填剤による原材料計量の過度な削減
溶融材料シリンダーの温度が低すぎるため、溶融材料シリンダーの温度が上昇する
脱型角度が不十分 脱型角度の調整
金型メンテナンスにおける不適切な取り出し方法
金属埋め込み部品と金型の関係を調整または変更する
金型温度が低すぎる場合は、金型温度を上げてください。
ゲートが小さすぎるか、フォームが不適切に変更されている
部分的な離型角度では金型メンテナンスに不十分
脱型面取り付きメンテナンス金型
完成品はバランスが取れず、メンテナンス金型から取り外すことができません
金型から取り出す際には、金型内に真空現象が発生します。金型を開けたり、金型から取り出す際には、金型内にゆっくりと空気が充填されます。
04
製品の反りや変形
TPU射出成形品の反りや変形の原因は、冷却硬化時間の短さ、金型温度の高さ、凹凸、非対称な流路システムなどです。そのため、金型設計においては、以下の点を可能な限り回避する必要があります。
1. 同じプラスチック部品内の厚さの差が大きすぎる。
2. 鋭角な角が多すぎる。
3. バッファゾーンが短すぎるため、ターン時の厚さに大きな差が生じます。
さらに、適切な数のエジェクタピンを設定し、金型キャビティに適切な冷却チャネルを設計することも重要です。
表4は、反りや変形の考えられる原因と処理方法を示しています。
発生原因への対処方法
型抜き時に製品が冷却されない場合の冷却時間の延長
製品の形状や厚みが非対称になっており、成形設計を変更したり、補強リブを追加したりしている
過剰充填は射出圧力、速度、時間、原料投与量を減らす
ゲートでの供給が不均一なため、ゲートを変更したり、ゲートの数を増やしたりする
排出システムのアンバランス調整と排出装置の位置
金型温度が不均一なため、金型温度を平衡に調整する
原材料の過剰なバッファリングは原材料のバッファリングを減少させる
05
製品に焦げた部分や黒い線がある
焦点または黒い縞とは、製品に黒い斑点や黒い縞が現れる現象を指し、主に原材料の熱分解による熱安定性の悪さによって発生します。
焦げや黒線の発生を防ぐ効果的な対策は、溶解シリンダー内の原料温度が高くなりすぎないようにし、射出速度を遅くすることです。溶解シリンダーの内壁やスクリューに傷や隙間があると、原料が付着し、過熱による熱分解を引き起こします。また、チェックバルブも原料の滞留により熱分解を引き起こす可能性があります。そのため、粘度の高い材料や分解しやすい材料を使用する場合は、焦げや黒線の発生を防ぐよう特に注意する必要があります。
表5は、焦点または黒線の原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
原材料の温度が高すぎると溶融温度が下がる
射出圧力が高すぎるため射出圧力を下げることができません
スクリューの回転速度が速すぎる スクリューの回転速度を下げる
ネジと材料パイプの偏心を再調整する
摩擦熱保持機
ノズル穴が小さすぎる場合や温度が高すぎる場合は、絞りまたは温度を再度調整してください。
加熱管を黒焦げした原材料でオーバーホールまたは交換する（高温焼入れ部）
混合した原材料を再度濾過または交換する
金型の不適切な排気と排気穴の適切な増加
06
製品には粗い部分がある
TPU製品では、エッジの荒れが頻繁に発生する問題があります。金型キャビティ内の原料圧力が高すぎると、成形時の離型力が成形時の固定力よりも大きくなり、金型が強制的に開いて原料が溢れ、バリが発生します。バリの発生原因は、原料、射出成形機、不適切な位置合わせ、さらには金型自体の問題など、多岐にわたります。そのため、バリの原因を特定する際には、簡単なものから難しいものへと段階的に進めていく必要があります。
1. 原材料が十分に焼成されているか、不純物が混入していないか、異なる種類の原材料が混ざっていないか、原材料の粘度に影響がないかを確認します。
2. 圧力制御システムと射出成形機の射出速度を正しく調整し、使用するロック力と一致させる必要があります。
3. 金型の特定部分に摩耗がないか、排気穴が詰まっていないか、流路の設計が合理的かどうか。
4. 射出成形機のテンプレート間の平行度にずれがないか、テンプレートプルロッドの力の分布が均一かどうか、スクリューチェックリングとメルトバレルが摩耗していないかどうかを確認します。
表6はバリの考えられる原因と処理方法を示しています。
発生原因への対処方法
湿っていて十分に焼かれた原材料
原材料が汚染されています。原材料と不純物を検査し、汚染源を特定してください。
原料粘度が高すぎるか低すぎます。原料粘度と射出成形機の運転条件を確認してください。
圧力値を確認し、ロック力が低すぎる場合は調整します。
設定値を確認し、注入圧力と圧力維持圧力が高すぎる場合は調整してください。
射出圧力の変換が遅すぎる変換圧力の位置を確認し、早い変換を再調整します
注入速度が速すぎるか遅すぎる場合は、流量制御バルブを確認して調整してください。
温度が高すぎたり低すぎたりする場合は、電気加熱システムとスクリュー速度を確認してください。
テンプレートの剛性不足、固定力の検査と調整
溶解バレル、スクリュー、チェックリングの摩耗を修理または交換します。
摩耗した背圧弁を修理または交換する
テンションロッドのロック力が不均一かどうかを確認します
テンプレートが平行に揃っていない
金型排気口の詰まりの清掃
金型の摩耗検査、金型の使用頻度と締め付け力、修理または交換
金型分割の不一致により金型の相対位置がずれていないかを確認し、再度調整します。
金型ランナーアンバランス検査の設計と改良
金型温度の低下や加熱ムラがないか電気加熱システムを点検し、修理する
07
製品には粘着型が付いています（型から取り外すのが困難です）
TPUの射出成形中に製品が固着する場合、まず考慮すべき点は、射出圧力または保圧が高すぎないかということです。射出圧力が高すぎると、製品が過度に飽和し、原料が他の隙間を埋めて金型キャビティ内で固着し、脱型が困難になる可能性があります。また、溶融バレルの温度が高すぎると、原料が熱分解・劣化し、脱型時に破砕・破損が発生し、金型固着を引き起こす可能性があります。さらに、金型関連の問題点として、例えば供給ポートのバランスが崩れ、製品の冷却速度が一定でなくなることなどが挙げられ、これも脱型時に金型固着を引き起こす可能性があります。
表7は、カビの付着の原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
過剰な射出圧力または溶融バレル温度は射出圧力または溶融バレル温度を低下させる
保持時間が長すぎると保持時間が短くなる
冷却が不十分だと冷却サイクル時間が長くなります
金型温度が高すぎるか低すぎる場合は、両側の金型温度と相対温度を調整します。
金型の内側に脱型用の面取りがあります。金型を修理して面取りを取り除いてください。
金型供給ポートの不均衡により原料の流れが制限され、主流チャネルに可能な限り近づく
金型排気口の不適切な設計と排気口の適切な設置
モールドコアずれ調整モールドコア
金型表面が滑らかすぎるため、金型表面を改善できない
離型剤の不足が二次加工に影響しない場合は、離型剤を使用してください。
08
製品の靭性の低下
靭性とは、材料を破壊するために必要なエネルギーです。靭性の低下を引き起こす主な要因には、原材料、リサイクル材料、温度、金型などがあります。製品の靭性の低下は、その強度と機械的特性に直接影響を及ぼします。
表8は靭性低下の考えられる原因と治療法を示す。
発生原因への対処方法
湿っていて十分に焼かれた原材料
リサイクル材料の混合率が高すぎると、リサイクル材料の混合率が下がる
溶融温度が高すぎる場合や低すぎる場合は調整する
金型ゲートが小さすぎるため、ゲートサイズを大きくする
金型ゲートジョイント部の長さが長すぎると、ゲートジョイント部の長さが短くなります。
金型温度が低すぎるため、金型温度を上げる
09
製品の充填不足
TPU製品の充填不足とは、溶融材料が成形容器の隅まで十分に流れ込まない現象を指します。充填不足の原因としては、成形条件の設定ミス、金型の設計・製作不良、成形品の肉厚・薄肉などが挙げられます。成形条件面での対策としては、材料と金型の温度を上げ、射出圧力と射出速度を上げ、材料の流動性を向上させることが挙げられます。金型面では、ランナーや湯道のサイズを大きくしたり、湯道の位置、サイズ、数量などを調整・変更したりすることで、溶融材料のスムーズな流れを確保することができます。さらに、成形空間内のガスをスムーズに排出するために、適切な位置に排気穴を設けることもできます。
表9は、充填不足の考えられる原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
供給不足は供給を増やす
金型温度の上昇による製品の早期凝固
溶融材料シリンダーの温度が低すぎるため、溶融材料シリンダーの温度が上昇する
低い射出圧力は射出圧力を上昇させる
注入速度が遅い 注入速度を上げる
短い噴射時間は噴射時間を長くする
金型温度調整が低い、または不均一である
ノズルまたは漏斗の詰まりの除去と洗浄
ゲート位置の不適切な調整と変更
小さな流路と拡大された流路
スプルーまたはオーバーフローポートのサイズを大きくすることで、スプルーまたはオーバーフローポートのサイズを大きくします。
摩耗したスクリューチェックリングを交換しました
成形空間内のガスが排出されておらず、適切な位置に排気孔が追加されている
10
製品には接着ラインがあります
接合線とは、2層以上の溶融材料が融合して形成される細い線で、一般的には溶接線と呼ばれます。接合線は製品の外観を損なうだけでなく、強度も低下させます。接合線が発生する主な原因は以下のとおりです。
1. 製品の形状（金型構造）による材料の流動様式。
2. 溶融材料の合流不良。
3. 溶融物質の合流点において、空気、揮発性物質、または耐火物が混合されます。
材料と金型の温度を上げることで、接合の程度を最小限に抑えることができます。同時に、ゲートの位置と数量を変更して接合ラインの位置を別の場所に移動するか、溶融部に排気口を設けて、この領域の空気と揮発性物質を迅速に排出します。あるいは、溶融部の近くに材料のオーバーフロープールを設け、接合ラインをオーバーフロープールに移動させてから切断することも、接合ラインを解消する効果的な対策です。
表10は、複合ラインの考えられる原因と対処方法を示しています。
発生原因への対処方法
射出圧力と時間が不十分な場合は、射出圧力と時間を増やしてください。
射出速度が遅すぎる射出速度を上げる
溶融温度が低い場合は溶融バレルの温度を上げる
背圧が低い、スクリュー速度が遅い 背圧とスクリュー速度を上げる
ゲート位置が不適切、ゲートとランナーが小さい、ゲート位置の変更または金型入口サイズの調整
金型温度が低すぎるため、金型温度を上げる
材料の硬化速度が速すぎると、材料の硬化速度が低下します。
材料の流動性が悪いと溶融バレルの温度が上昇し、材料の流動性が改善されます。
吸湿性があり、排気口を増やし、材質をコントロールする素材です。
金型内の空気がスムーズに排出されない場合は、排気口を大きくするか、排気口が詰まっていないか確認してください。
原材料が汚れているか、他の材料が混ざっています。原材料を確認してください。
離型剤の使用量はどうですか？離型剤を使用するか、できるだけ使用しないようにしてください。
11
製品の表面光沢が悪い
TPU 製品の表面に素材本来の光沢が失われ、層ができたり、ぼやけた状態になったりすることを表面光沢不良といいます。
製品の表面光沢が低い原因は、主に金型成形面の研磨不良です。成形空間の表面状態が良好な場合、材料と金型の温度を上げることで、製品の表面光沢を高めることができます。耐火剤の過剰使用や油性耐火剤の使用も、表面光沢の低下の原因となります。また、材料の吸湿や揮発性・異質物質の混入も、製品の表面光沢の低下の原因となります。そのため、金型と材料に関連する要因には特に注意を払う必要があります。
表11は表面光沢の低下の原因と対処法を示している。
発生原因への対処方法
射出圧力と速度が低すぎる場合は適切に調整してください。
金型温度が低すぎるため、金型温度を上げる
金型成形スペースの表面が水や油脂で汚染され、拭き取られる
金型成形スペースの表面研削不足、金型研磨
異なる材料や異物を洗浄シリンダーに混ぜて原料を濾過する
揮発性物質を含む原材料は溶融物の温度を上昇させる
原料は吸湿性があり、原料の予熱時間を制御して、原料を徹底的に焼きます
原料の投与量が不十分だと、射出圧力、速度、時間、原料の投与量が増加する。
12
製品にフローマークがある
フローマークとは、溶融した材料が流れた跡で、ゲートの中央に縞模様が現れるものです。
フローマークは、成形空間に最初に流入した材料が急速に冷却され、その後に流入する材料との間に境界が形成されることで発生します。フローマークを防止するには、材料温度の上昇、材料の流動性の向上、射出速度の調整などが挙げられます。
ノズル先端に残留した冷間材料が成形空間に直接流入すると、フローマークが発生します。そのため、スプルーとランナーの接合部、またはランナーとスプリッターの接合部に十分な遅角領域を設けることで、フローマークの発生を効果的に防止できます。また、ゲートサイズを大きくすることでもフローマークの発生を防止できます。
表12はフローマークの考えられる原因と治療方法を示している。
発生原因への対処方法
原材料の溶融不良により溶融温度と背圧が上昇し、スクリュー速度が加速する
原材料が汚れていたり、他の材料が混ざっていたり、乾燥が不十分だったりします。原材料を確認し、十分に焼き上げてください。
金型温度が低すぎるため、金型温度を上げる
ゲート付近の温度が低すぎるため、温度を上げることができません
ゲートが小さすぎるか、位置が適切ではありません。ゲートを大きくするか、位置を変更してください。
短い保持時間と長い保持時間
射出圧力または速度の適切なレベルへの不適切な調整
完成品断面の厚さ差が大きすぎて、完成品の設計が変更になる
13
射出成形機のスクリューが滑る（送り出せない）
表13は、ねじの滑りの考えられる原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
材料パイプの後部の温度が高すぎる場合は、冷却システムを確認し、材料パイプの後部の温度を下げてください。
原材料の不完全かつ徹底した乾燥と適切な潤滑剤の添加
摩耗した材料パイプやネジの修理または交換
ホッパーの供給部分のトラブルシューティング
スクリューの後退が速すぎるため、スクリューの後退速度が低下する
材料バレルが十分に洗浄されていませんでした。材料バレルの洗浄
原材料の粒子サイズが大きすぎると粒子サイズが小さくなる
14
射出成形機のスクリューが回転しない
表14は、ねじが回転しない原因と治療法を示している。
発生原因への対処方法
溶融温度が低いと溶融温度が上昇する
過剰な背圧は背圧を低下させる
スクリューの潤滑不足と適切な潤滑剤の添加
15
射出成形機の射出ノズルからの材料漏れ
表15は、噴射ノズルの漏れの考えられる原因と処理方法を示しています。
発生原因への対処方法
材料パイプの温度が高すぎると、特にノズル部分で材料パイプの温度が低下します。
背圧の不適切な調整と背圧およびスクリュー速度の適切な低下
メインチャネルのコールドマテリアル切断時間の早期遅延コールドマテリアル切断時間
放出時間を長くするための放出移動が不十分で、ノズルの設計を変更する
16
物質は完全に溶解していない
表16は、材料の不完全溶融の考えられる原因と処理方法を示しています。
発生原因への対処方法
溶融温度が低いと溶融温度が上昇する
低い背圧は背圧を増加させる
ホッパーの下部が冷たすぎます。ホッパーの冷却システムの下部を閉じてください。
成形サイクルが短いと成形サイクルが長くなります
材料の乾燥が不十分、材料の焼き付けが不十分
投稿日時: 2023年9月11日