ABSの射出成形｜乾燥管理・温度設定・外観不良の確認手順

ABS樹脂とは

ABSは、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンを原料として作られる熱可塑性樹脂です。耐衝撃性や表面光沢を生かした外観部品などに使われ、塗装やめっきに適したグレードもあります。

汎用、耐熱、難燃、透明、繊維強化など、製品に必要な性能に応じたグレードが用意されています。乾燥条件や成形温度の推奨範囲はグレードによって異なります。材料の袋に表示されたメーカー名と品番に対応する技術資料で確認します。

技術資料にある条件をもとに、成形機、製品の形状・大きさ、金型構造に合わせて初期条件を設定します。トライで成形品の外観や寸法、製品に必要な物性を確認し、その結果に応じて条件を調整します。

ABSの成形条件と収縮率の確認

材料メーカーの成形条件表に示された、汎用・透明・耐熱ABSの例を下表に示します。各欄は同じ資料のグレード別条件で、すべてのABSに共通する推奨値ではありません。使用する品番の推奨条件を確認し、成形機、製品形状、金型に合わせて初期設定を決めます。

成形収縮率は、この資料のABS製品群では通常0.4〜0.6%の例が示されています。形状や成形条件によって変わるため、金型寸法の保証値ではありません。

線寸法の収縮率を比べるときは、樹脂の流れに沿う方向と直角方向、試験片の形状、成形後の測定条件を記録します。資料の試験では、成形品を23℃・50%RHで24時間置いた後に寸法を測定しています。試作品の寸法も測定し、必要な公差に対して金型寸法を検討します。

シリンダー設定温度は、成形機のヒーターに設定する温度です。溶融した樹脂の実際の温度と区別して扱います。耐熱、難燃、透明、繊維強化などのグレードでは推奨範囲が異なるため、使用する品番の条件に合わせてください。

ABSの予備乾燥

ABSに残った水分は、成形品の表面に銀条と呼ばれる細長い筋が出る原因になります。箱型熱風乾燥機を使う場合の資料例は、80℃で3〜6時間、または90℃で2〜3時間です。使用品番と乾燥機の方式に合う条件を選びます。

乾燥不足を調べるときは、設定値に加えて、材料が実際に乾燥される時間や乾燥機の状態も確認します。乾燥温度と、材料が乾燥機内にとどまる時間を記録します。設備の点検では、温風の流れやフィルターの状態を確認してください。

乾燥後の水分率を管理する場合は、使用品番の資料にある基準と測定方法を記録し、実際の測定結果を基準と比べます。乾燥温度や時間の上限も確認し、乾燥不足の理由に合わせて設定や乾燥機の状態を見直します。

ABSの成形温度と滞留時間

樹脂温度が低く流れにくい状態では、充填不足やウェルドラインが目立つことがあります。温度が高過ぎる場合には、樹脂の分解による焼けや変色が起こることがあります。資料に示された温度が、シリンダーの設定温度と実際の樹脂温度のどちらを指すか確認します。

滞留時間は、樹脂がシリンダーなどの内部にとどまる時間です。シリンダー内やホットランナー内での長い滞留も、熱分解による銀条の原因になります。成形を中断した前後は、樹脂が長く加熱されていないか、停止時間とシリンダーの温度記録を確認します。

金型温度は表面光沢やウェルドラインの目立ち方、残留応力に関わります。金型温度を高くすると外観が改善する場合がありますが、成形サイクルは長くなる傾向があるため、外観と冷却時間を確認して調整します。

ABSの外観不良の原因と対策

外観不良は、現れ方と発生位置を記録してから、関係する材料・成形条件・金型の状態を調べます。次の表は、不良ごとの現象と確認内容の例です。

銀条が出た場合は、乾燥の記録と乾燥機の状態を確認し、空気の巻き込みや熱分解も調べます。例えば、指定条件で乾燥した後も銀条が残る場合は、乾燥記録と材料の保管状態を確かめ、背圧やスクリュー回転数、樹脂温度、停止前後の滞留を調べます。乾燥不足、空気の巻き込み、熱分解を区別して確認するための検討例です。

調整では、変更した条件と、その後の不良の出方を記録します。一度に変更する項目を絞り、どの変更で成形品がどう変わったかを確認してください。