（27） 気泡（真空気泡） 射出成形工程 不具合対応マニュアル

気泡は、ガスが非常に薄い真空気泡です。 一般的に、型開きの瞬間に気泡が発生する場合は、ガス干渉の問題です。 真空気泡の形成は、プラスチックの不十分な射出または低圧が原因です。 金型の急速な冷却作用により、金型キャビティの隅にある燃料が引っ張られ、体積損失が発生します。
気泡とは、成形品の表面が膨らむ現象のことです。
気泡が発生しやすいのは、射出成形後、金型から取り出した際に製品表面が徐々に膨らみ始める場合と、熱膨張により成形品表面が膨らむ場合です。 いずれの場合も、成形品の表面が高温により軟化すると、内部の気体が熱膨張し、成形品の表面が浮き上がり、気泡が発生します。 計量時に空気を多く巻き込むと気泡が発生しやすくなります。 具体的には、スクリュー速度が速く、背圧が低く、成形量が多い場合に気泡が発生しやすい。 さらに、キャビティ充填プロセス中に、一部の流れパターンが空気中に引き込まれ、気泡が発生することがあります。 表層と芯層の結合が弱い場合や、小さな空隙やクラックがあると、この点から気泡が発生しやすくなります。 具体的には、薄肉製品の成形では、強制充填や低温材料の混入、スプレーマークなどにより、製品に歪みが残ります。 特に液晶ポリマーは、樹脂本来の性質である層間強度が低いため、気泡が発生しやすい性質があります。
成形条件の観点から、射出速度が速いと気泡が劣化しやすくなります。 さらに、ゲートが小さすぎると、スプレー ラインの形成と高せん断力による残留ひずみにより、気泡が悪化する傾向があります。
また、樹脂内に大量のガスが発生するため、気泡が発生しやすくなります。 バレル温度が高すぎて滞留時間が長すぎると、発生ガスが多くなり、気泡が発生しやすくなります。 また、乾燥が不十分で水分が多すぎると、気泡が発生することがあります。
解決：
(1) 射出エネルギー: 圧力、速度、時間、および材料の量を増やし、背圧を上げて金型を完全に充填します。
(2) 材料の温度を上げて流れをスムーズにします。 材料温度を下げて収縮を減らし、金型温度、特に真空気泡が形成される場所の局所的な金型温度を適切に上げます。
(3) ゲートをワークの肉厚部に設置することで、ノズル、ランナー、ゲートの流動状態を改善し、圧力消費を低減します。
(4) 金型の排気状態を改善する。
計測時の空気混入を減らすには、次の条件を変更する必要があります。
• スクリュー速度を下げる
• 背圧を上げる
・成形量を多めに設定しない
キャビティ充填時に空気巻き込みが発生する場合は、形状、ゲート位置、射出速度を調整する必要があります。 これは、成形品の状況に応じて具体的に対処する必要があります。 ショートショートフィリングでフローパターンを把握し、それに基づいた対応策を構築します。 保圧を変えても気泡改善効果はありません。 むしろ、材料が金型キャビティにスムーズに充填できるように、充填時のせん断力を減らすことが、気泡の除去に効果的です。 具体的には、以下の成形条件を変更することができます。
• 金型温度を上げる
• 射出速度を遅くする
•ゲートを増やす
• 厚みを増やす (薄すぎる部分のみ)
•スプレーマークを避ける