聚鴻プラスチック株式会社 プラスチック射出成形：不良および対策
プラスチック射出成形に欠陥がある場合、機械の故障や性能の制限、原材料の特性、金型設計以外に、成形条件も成否を左右する重要な要素です。
成形条件（射出パラメータ）を調整する必要がある場合、以下の点に注意してください：
1. 一度に一つの条件だけ変更する、その結果を見てから他の条件を変更してください。
2. 調整後は一定時間観察する必要があります。操作が安定してから結果を参考にしてください。異なる条件の安定時間は異なります。例えば、温度変化は少なくとも10分間観察する必要があります。
以下の表は、射出成形欠陥の考えられる要因と調整対策のまとめです：
一. 完成品未完成（Lack of material, imcomplete filling）
「ショートショット」とも呼ばれ、高温で溶融したプラスチック原料が金型に射出されても、金型キャビティの細部まで完全に充填できず、最終的に成形品が完全に成形されない（未充填）の現象です。
| 不良原因 | 解決対策 |
| 原料温度が低すぎる | シリンダー温度を上げる：温度が低すぎると原料が均一に溶融せず、成形結果に影響を与えます。原料サプライヤーに問い合わせ、適切な射出温度を確認し、適度にシリンダー温度を上げてください。 |
| 射出圧力が低すぎる | 射出圧力を上げる：溶融原料は射出圧力が低いと抵抗を打ち消せず、充填不足や流速が遅いために早く冷却凝固します。そのため、射出圧力を上げてください。 |
| プラスチック原料不足 | 原料供給量を増やす：射出原料の供給量を増やすだけでなく、機械の性能不足も考えられます。元の機械を高性能に調整するか、より高規格の射出機に交換して適切な射出性能を確保してください。 |
| 射出時間が短すぎる | 射出時間を延ばす：射出時間が短すぎると、射出量が不足し、充填が不完全になります。 |
| 射出速度が遅すぎる | 射出速度を速くする：射出速度が遅いと溶融原料の流れが遅くなり、成形前に冷却凝固してしまうため、射出速度を上げて改善してください。 |
| 金型温度が低すぎる | 金型温度を上げる：適切な金型温度は原料の流動を促進し、金型キャビティの細部まで充填できます。金型温度が低すぎると、原料が流動中に冷却凝固し、不十分な充填（ショートショット）になります。 |
| 金型温度が均一でない | 金型のウォーターパイプを調整し、冷却水の供給を調整、または金型温調機を使用して熱伝導のムラを改善してください。 |
| 金型の排気不良 | 適切な位置に適度な排気孔を追加：金型の排気が少ないと、金型内の真空抵抗が高くなり、製品末端の充填不足を引き起こします。 |
| ノズルの詰まり | 分解して清掃：ノズルの詰まりは射出性能に影響するため、取り外して清掃してください。 |
| ゲート充填の不均一 | ゲート位置の再設定：充填不均一は充填位置や製品形状に関係するため、製品の形状を確認し、適切なゲート位置を選択してください。一般的に肉厚が厚い部分にゲートを設けることを推奨します。 |
| ゲートまたはランナーが小さすぎる | ゲートやランナーを拡大：断面を適度に大きくすることで、射出圧力の解放と原料の確実な充填を促します。 |
| 原料内潤滑剤不足／原料流動性不良 | 潤滑剤を適量添加：プラスチック原料の流動性は異なります。粘度が高い原料は、適切な温度や圧力でもキャビティの隅々まで充填できない場合があるので、潤滑剤の添加や粘度が低い原料への変更を検討してください。 |
| 肉厚が薄すぎる | 肉厚を増やす：製品の肉厚が薄すぎると、溶融原料の流動がスムーズでなく、充填前に冷却され、後半部分が不十分になります。肉厚を調整し、原料の流動性を改善してください。 |
| スクリュー逆止環（チェックリング）の摩耗 | 分解して点検・修理：スクリュー逆止環（チェックバルブ）は射出過程の重要部品です。可塑化時に開き、射出や保圧時に閉じます。予備品を用意し、日常的に摩耗を目視点検し、異常があれば即時交換してください。 |
| 機械性能が不適切 | 射出性能が低いと供給不足になりやすいため、適切な射出成形機への交換が必要です。 |
| 射出ストロークが短すぎる | 射出ストロークはスクリューが射出工程中に移動する位置であり、射出パラメータの作用位置を制御できます。ストロークが短いとショートショットが発生します。 |
二. 縮み/へこみ (Shrink / Depression/Sink Mark)
名前の通り、プラスチック部品にへこみが発生し、それが反りにつながったり、プラスチック製品の耐衝撃性が低下する場合があります。熱可塑性プラスチックの熱膨張係数は非常に高く、加熱で膨張し、冷却で収縮します。また、異なるプラスチック素材で熱膨張係数が異なるため、金型設計時には各素材の収縮率に注意が必要です。成品形状は厚みを均一にし、肉厚を厚くしすぎないようにし、必要に応じて厚い部分の裏側を中空構造にしたり、または射出パラメータの設定によって縮みの発生を減らすことができます。
| 不良原因 | 解決策 |
| プラスチック原料不足 | 原料不足はゲート設定不良による充填不足の可能性があります。まずこの問題があるか確認し、原料供給量を適切に増やしてください。 |
| 射出圧力不足 | 射出圧力を上げる |
| 射出時間が短すぎる | 射出時間を延長する |
| 射出速度が速すぎる | 射出速度を減らす |
| ゲートバランス不良／サイズ不適切 | 金型入口の大きさや位置を調整：できるだけ厚い部分からゲートを設け、ランナー位置は対称に設定する。 |
| ノズル詰まりによる充填量減少 | 分解清掃：射出ノズルが詰まると抵抗が大きくなり、充填量が減って縮みが発生する。 |
| 温度が高すぎる | 温度を下げる：溶融原料は高温で流動速度が速くなります。温度が高すぎると流動が速くなり、充填過程で体積変化が大きくなり縮みが生じる。 |
| 冷却温度不足 | 冷却時間を適度に延長：成形品は金型内で十分に冷却されるべきです。 |
| 排気不良 | 縮みが発生する場所に排気孔を設ける：排気不良だと圧力が高くなり、充填不十分で縮みが起きる。 |
| シリンダー径が小さすぎる | より大きい規格のシリンダーに交換：原料の充填量が不足し、射出時に縮みやへこみが発生しやすい。 |
| 保圧時間不足 | 保圧時間を延長：適切に保圧時間を延ばす。ただし延ばしすぎると成形品に凸部ができやすい。 |
| スクリューチェックリングの摩耗 | 分解点検・修理：スクリューチェックリング（チェックバルブ）は射出プロセスで重要な部品の一つ。可塑化時に開き、射出および保圧時に閉じる。予備品の用意と、日常的な摩耗の目視点検を推奨し、故障があれば即時交換。 |
| 材料の収縮率が大きすぎる | 材料交換：可能であれば収縮率の低い他の原料に切り替えるか、または潤滑剤を適量添加する。 |
三. 成形品の金型への張り付き
| 不良原因 | 対策 |
| 射出圧力が高すぎる | 射出圧力を下げる |
| 射出量が多すぎる（充填過多） | 離型剤を使用する |
| 保圧時間が長すぎる | 射出時間を短くする |
| 射出速度が速すぎる | 射出速度を下げる |
| 原料温度が高すぎる | 原料温度を下げる |
| 原料の充填が不均一で一部が過充填 | ランナーの大きさや位置を変更する |
| 冷却時間不足 | 冷却時間を延長する |
| 金型温度が高すぎる／低すぎる | 金型温度を調整する |
| 金型内のデミング角 | 金型の修正でデミング角を除去する |
| 金型内壁が滑らかでない | 金型を研磨する |
四. ランナー（金型のゲート）張り付き
| 不良原因 | 対策 |
| 射出圧力が高すぎる | 射出圧力を下げる |
| 原料温度が高すぎる | 原料温度を下げる |
| ランナーが大きすぎる | 金型を修正する |
| ランナーの冷却時間が不足している | 1. 冷却時間を延長する 2. シリンダー温度を下げる |
| ランナーのデミング角が不足している | 金型の角度を追加修正する |
| ランナーの凹みアーチとノズルの合わせが悪い | 再調整・適合させる |
| ランナー内表面が滑らかでない | 金型を修理する |
| 離型用デミング角 | 金型を修理する |
| ランナー外孔が損傷している | 金型を修理する |
| ランナーにキャッチピンがない | キャッチピンを追加設置する |
| 充填過多 | 1. 射出量を減らす 2. 射出時間を短縮する 3. 射出速度を下げる |
五. バリ（フラッシュ）、ヒケ（Burrs）
主にゲート部分やパーティングラインで発生しやすい射出不良の一つです。金型パーティング面にバリが付着し適時に清掃されていないと、パーティング面を損傷し新たなバリが発生しやすくなります。
| 不良原因 | 対策 |
| 原料温度が高すぎる | 温度が高いと溶融したプラスチックの粘度が低下し、流動性が高くなり型外に溢れやすくなります。対策例： 1. 原料温度を下げる 2. 金型温度を下げる |
| パーティング面のずれ／不平整 | 金型の点検・修理：パーティング面に段差が生じ、完全に密着しない場合、隙間ができてバリが発生します |
| 充填しすぎ | 充填量がキャビティ容積を超えると、パーティング面に溢れてバリが形成されます。対策例： 1. 射出量を減らす 2. 射出時間を短縮する 3. 射出速度を下げる 4. ゲート面積を小さくする |
| 金型強度不足 | 金型点検：プレート厚不足または材質が柔らかい場合、凹みや変形が生じ、射出時に隙間ができバリが発生します |
| 型締め圧力不足 | 型締め圧力を上げる：型締め力とは、高圧で金型を閉じる力を指し、機械仕様（トン数）に関係します。射出過程で型締め力が十分であれば、射出時のキャビティ内圧力に対抗でき、金型がきちんと締まり、バリ発生を防ぎます。 |
| 保圧力が高すぎる ／保圧時間が長すぎる | 保圧力を下げる／保圧時間を短くする：保圧力が高いとキャビティ内圧も高くなり、金型に高い内圧がかかり、過度に型を押し広げることでパーティング面の隙間が生じ、バリ不良が発生します。保圧は可能な限り低く設定してください。 |
| 射出速度が速すぎる | 射出速度を下げる：射出速度が速すぎると充填過多となり、バリが発生しやすくなります |
| プラスチック原料の流動性が良すぎる | 粘度が低い材料はバリが発生しやすいので、可能であれば原料の変更を検討するか、射出パラメータ調整や後加工で除去してください |
六. 金型開放時またはエジェクション時の成形品割れ
| 不良原因 | 対策 |
| 充填しすぎ | 1. 射出量を減らす 2. 射出時間を短くする 3. 射出速度を下げる 4. 射出圧力を下げる |
| 保圧時間が長すぎる | 保圧時間を短縮する |
| 金型温度が低すぎる | 金型温度を上げる |
| 離型勾配不足 | 金型点検・修理 |
| ゲートが小さすぎる | 金型点検・修理 |
| エジェクターピン不足／位置不良 | 金型点検・修理 |
| 製品形状設計不良 | 金型点検・修理：可動側の形状を修正し、離型時の変形を防ぐためにアンダーカットを適度に追加 |
| 材料の吸湿性が高い／原料を十分に乾燥していない | 一部プラスチック原料は吸湿性があるため、生産前に乾燥処理を行い、水分を除去します。必要に応じて原料の変更もご検討ください。 |
| 離型時に金型内部が真空になる | 1. 金型やエジェクションの開放速度を下げる 2. エアブロー装置を使用する |
七. ウェルドライン（結合線、Bonding Line）
| 不良原因 | 対策 |
| 原料の流動性が悪い | 1. 原料温度を上げる 2. バックプレッシャーを上げ、スクリューの回転速度を上げる 3. 原料を変更する |
| 金型温度が低すぎる | 金型温度を上げる |
| 射出速度が遅すぎる | 射出速度を上げる |
| 射出圧力が低すぎる | 射出圧力を上げる |
| 原料が不純、または異物混入 | 原料を確認する |
| 潤滑剤不足 | 離型油はできるだけ少なくまたは使わない |
| ゲートおよびランナーが小さすぎる | 適宜潤滑剤を増やす |
| キャビティ内の空気排出不足 | 排気孔を追加するか、詰まりがないか確認する |
| オーバーフローウェル不足 | 結合線の下端にオーバーフローウェルを設ける |
八. フローマーク (Flow Marks)
| 不良原因 | 対策 |
| 原料の溶融不良 | 1. 原料温度を上げる 2. バックプレッシャーを上げスクリュー速度を上げる |
| 金型温度が低すぎる | 金型温度を上げる |
| 射出速度が速すぎる／遅すぎる | 適切な射出速度に調整する |
| 射出圧力が高すぎる／低すぎる | 適切な射出圧力に調整する |
| 原料が不純、または異物混入 | 原料を確認する |
| ランナーが小さすぎる | ランナーを大きくする |
| 製品断面の厚さが不均一 | 製品設計またはランナー位置を変更する |
射出圧力または速度が不適切1. 射出量を減らす
2. 射出時間を短縮する
3. 射出速度を下げる
4. 射出圧力を下げるランナーからの供給が不均一ランナーを変更するイジェクションシステムが不均衡イジェクションシステムを改善する原料温度が高すぎる原料温度を下げるランナー部分の原料が緩すぎる/きつすぎる型締め時間を増減するオス型・メス型の温度が均一でないオス型・メス型の温度を均一にする射出圧力が不適切金型内の圧力を均衡にする
十二. 成形品内部の気泡
| 不良原因 | 対策 |
| 成形品断面・リブや柱が厚すぎる | 成形品の設計またはランナー位置を変更する |
| 射出圧力が低すぎる | 射出圧力を上げる |
| 射出時間が足りない | 射出時間を増やす |
| ランナーまたはゲートが小さすぎる | ランナーおよびゲートを大きくする |
| 射出速度が速すぎる | 射出速度を遅くする |
| 原料に水分が含まれている | 原料を十分に乾燥させる |
| 原料温度が高すぎて分解している | 原料温度を下げる |
| 金型温度が均一でない | 金型温度を調整する |
| 冷却時間が長すぎる | 金型内の冷却時間を短縮し、冷却水浴を利用する |
| 背圧が足りない | 背圧を上げる |
| シリンダー温度が不適切 | ノズルおよび前段の温度を下げ、後段の温度を上げる |
十三. 黒い筋/黒点 (Burn Marks/Black Spot)
成形品の表面または内部に黒い異物が発生し、美観に影響を与える。通常、溶融原料が加熱時間が長すぎる、または温度が高すぎるために分解し炭化物（焦げ）が発生する、もしくは不純物が成形品に混入した場合に発生します。
| 不良原因 | 対策 |
| 原料温度が高すぎる | シリンダー温度を下げる：材料ごとに耐熱性が異なるため、原料メーカーの物性表を参考にして、適切な温度で射出してください。 |
| スクリュー回転速度が速すぎる | スクリュー回転速度を下げる：回転速度が高すぎると、供給速度が速くなり射出時間が短縮されますが、圧力も増加し原料の溶融が不均一となり、剪断熱が発生し原料が劣化します。原料の流動性に応じて適切な回転速度に調整してください。通常は高すぎない設定が機械への負担を防ぎます。 |
| 原料に不純物が混入している | 原料を確認または射出システムを清掃する：不純物が混入した場合、シリンダーやスクリューを分解して清掃してください。 |
| ノズル孔が小さすぎて噴射がスムーズでない | 孔径を再調整する：ゲートが小さすぎると原料の滞留時間が長くなり、加熱時間が長すぎて焦げの原因となります。 |
| シリンダー内に焦げた材料が残っている | シリンダーを清掃する：異なる射出原料へ切り替える際、残留したプラスチック原料がスクリューやシリンダー内壁に付着し、加熱分解により炭化物（焦げ）となります。射出システムに焦げた材料が混入した場合は、シリンダーやスクリューを分解して清掃してください。 |
十四. 脆化
| 不良原因 | 対策 |
| 温度が高すぎる | シリンダー温度を下げる：温度が高すぎると原料の性能に影響するため、原料サプライヤーに相談し、適切な射出温度を選択してください。 |
| 背圧が高すぎる | 背圧を下げる：背圧が高いと蓄料時間が長くなり、原料の溶融体が加熱される時間も長くなります。熱分解が起こりやすいため、背圧を下げて蓄料時間を短縮してください。 |
| スクリュー回転速度が速すぎる（樹脂分子結合が切断） | スクリュー回転速度を下げる：回転速度が高すぎると供給速度が速くなり、射出時間が短くなりますが、圧力も増加し、原料の溶融が不均一になり、剪断熱で原料が劣化します。原料の流動性に応じて適切な回転速度に調整し、一般的に高すぎない設定で機械の負担を防ぎます。 |
| 樹脂の乾燥が不十分 | 原料種類ごとに適切な乾燥を行う：一部のプラスチック原料は吸湿性があるため、使用前に乾燥させ、余分な水分を除去してください。 |
| リサイクル材の使用量が多すぎる | リサイクル材の使用量を減らす：リサイクル材はすでに射出成形工程を経た材料・成形品を粉砕して再利用したもので、その構造はある程度影響を受けているため、脆化の原因となります。リサイクル材の使用が多すぎると、製品が脆くなり強度が低下します。 |
| リサイクル材に他の種類の材料が混ざっている | リサイクル材を追加する場合、同じ樹脂材料を使用する：異なるプラスチック材料は温度の耐性が異なり、他の材料が混入すると射出が不安定になり、物性が低下します。脆化もその一つの結果です。 |
**聚鴻は台湾中部の専門的なプラスチック射出成形工場であり、主な製品は各種プラスチックバックル及びカバン用付属品です。金型作成のご要望がございましたら、ご連絡ください。本記事は学術参考のみであり、プラスチック原料の販売サービスは提供しておりません。**
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