工立化成株式会社

　プラスチックの成形方法には様々なものがあります。押出成形法・ブロー成形法・真空成形法等が有り
なかでも最も一般的な成形法が射出成形法だと思われます。当社の製品の殆んどは「射出成形」によって作られています。
プラスチックが金型に流し込まれる様子が注射器に似ている事から射出成形法(injection molding)と呼ばれます。
この工法は、熱可塑性原料の成形に広く使用され、金型に注入された樹脂から迅速に熱を奪って固めるというものです。合理的で経済性に優れているのが「射出成形」と呼ばれる方法です。ここでは射出成形、成形機、金型、成形条件等の技術を紹介しています

１．射出成形
　材料投入口へプラスチック材料を入れ、加熱筒で材料をを加熱し、流動状態にしてから金型内に射出注入し、冷却・固化させる事によって、成形品が出来上がります。　携帯電話の様な複雑な形の製品を大量生産するのに適しており、応用範囲は広くあらゆる分野に使用されています。　射出成形の工程は大きく分けて、６つあります。

型締め・・・金型を閉じる
射出・・・溶融状態の樹脂を金型へ注入
保圧・・・樹脂逆流防止
冷却・・・冷却中に次の樹脂を計量
型開き・・・いよいよ製品の取出しへ
製品の取出し

の順序で行われ、このサイクルの繰り返しで、製品を連続的に生産できます。

２．射出成形機
　射出成形機は、型締ユニットと射出ユニットに分かれています。　型締ユニットは、金型の開閉、突き出し（エジェクト）を行う装置で、図に示したようなトグル式と、油圧シリンダーで直接金型を開閉する直圧式とがあります。　射出ユニットは、樹脂材料を加熱溶融し、その溶融樹脂を金型内へ射出（注入）する装置です。図のようにホッパーから投入された樹脂材料は、スクリューの回転により射出シリンダーの前部へ送られます。その過程で、樹脂材料はヒーターに加熱された射出シリンダーから熱を受け、更にスクリューのせん断力を受けて溶融されます。成形品及びスプール・ランナーに相当する溶融樹脂が射出シリンダーの前部へ溜められ（計量と呼びます）、スクリューが前進する事により金型へ射出（注入）されます。　溶融樹脂が金型内を流動している時は、スクリューの移動速度（射出速度）を制御し、樹脂が充填された後は圧力（保圧力）で制御します。速度制御から圧力制御への切換えは、一定のスクリュー位置や一定の射出圧力に達した時に切換わるように設定します。

３．金型構造
製品を作るには金型が必要となります。簡単な物で例えますと鯛焼きがあります。上下２枚の鉄板に鯛の形が半分ずつになっています。その中に材料を流して焼くと鯛焼きが完成します。　金型も同じ様に２枚の金型に形となる空洞を作り、そこにドロドロに熔かしたプラスチックを流して形が作られます。鯛焼きを例に挙げましたがプラスチック射出成形の金型は複雑な製品形状,、機能、構造、寸法精度等においてすべて精巧に作られています。
　図には示されていませんが、実際には金型の温度を制御するための媒体（温水や油）を循環させる冷却孔、ヒーター等を装着する孔など幾つかの孔が空いていて、それらによって温度管理されています。　溶融した樹脂材料は、スプールから金型内に入り、ランナー・ゲートを経てキャビティ内に充填されます。その後、冷却工程を経て金型が開き、成形機のエジェクタロッドに金型のエジェクタプレートが押されて成形品が突き出されます。

４．成形品（製品）

スプール
スプールは、射出装置のノズルから射出された溶融プラスチックを金型内に移送するための経路です。

ランナー
ランナーは溶融プラスチックを金型キャビティ内に導く通路の役目をします。

ゲート
ゲートは溶融プラスチックがキャビティ内に充填されるための入り口です。

※スプール、ランナー、ゲートは、成形が終了し、成形品が完成すれば不要なものなので捨てるかリサイクルに回してしまいますが、ランナー、ゲートは成形品の品質や原価を大きく左右する重要なポイントです。

５．スプール・ランナーのリサイクル
　射出成形時に発生するスプール・ランナー（射出成形時のプラスチック注入口から部品までの通り道にできる端材）は製品ではないので「工程内リサイクル」を実施し、同色・同材料を粉砕して再利用することにより、廃プラスチックの発生量を低減しています。　リサイクル材は、単独で成形用の材料として使用される訳ではなく、通常のバージンペレットに配合して使用されます。これは、一度成形の工程を経ているため、樹脂の機械的特性・流動性・色調など様々な特性が変化している可能性があるためです。リサイクル材の当社配合割合は３０％位です。あまり配合割合が高いと、樹脂本来の性質が損なわれて製品に支障をきたす可能性が高い為です。