 ジュンコーポレイションのガスインジェクションにおけるメリット |
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・ ガスインジェクションの金型製作、成形技術は業界でもトップクラスです。と思っています。
・ 下の写真のチッソガス発生装置を3台保有し、全17台の成形機に同時対応可能です。
・ 小型成形機（50～350Ton)のガスインジェクションに対応。50Tonクラスは希少価値に値する。
また、中型クラス以上も協力メーカーで対応します。
・ ガスインジェクションのさらなる技術進歩のために研究開発に取り組んでいます。
内部発泡の解消、ヘジテイションマークの解消、・・・独自の設備やノウハウもいかせます。
関東経済産業局の委託事業などに採択された研究開発を行っています。 |
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| ガスインジェクションについて |
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ガスインジェクションは日本国内において主に４種類から選択できます。
・ 旭化成㈱のAGI（日）
・ 三菱エンジニアリングプラスチック㈱のシンプレス（英）
・ 出光化学のGIM ゲイン（米）
・ 月島マシンセールス㈱のバッテンフェルドのエアーモールド（独）
AGI、GIM、バッテンは共に圧力制御で全く同じといってもいいと思います。シンプレスで作られた金型でもAGIで成形できますし、現在どこの設備を導入しても大差ありません。しかし、残念ながら技術面で指導できるメーカーはありません。1990年代にガスイ
ンジェクションのブームがありました。当時、導入したけど現在遊休設備になっているものが9割を超えます。量産技術のノウハウは成形メーカーがもっていましたが、その技術者たちは引退してしまいました。
このガスインジェクション技術にこだわり、改善を続けてきた一社が弊社です。近年、世代交代により新しい製法として受け入れられるようになってきました。以前は寸法精度向上が目的でしたが、今多いニーズは、計量化など新たな活用事例が多くなり、課題も変化してきています。時代のニーズをその都度、解決しガスインジェクションにおけるノウハウを蓄積しています。
ガスインジェクションの不良で困っている問合せをよくいただきます。高度な技術的な問題ではなく、基本的な原因が多いのは、やはり標準化された指導書などが無いからだと思います。このページで最低限のことを公開し参考にしていただけたらと考えています。
ライセンスについては基本特許は切れていますの、周辺特許だけ気をつけてください。成形機１～3台程度（第2種製造事業所）であれば、国家試験にパスする必要もないと思います。製造する窒素ガスの量に応じて、保安係員（国家試験）を設置しなければなりません。ちなみに弊社は規制緩和以前だったのとスキルアップのため現在8人の（資格者保持者）がいます。
現在基本特許が切れたこともあり、設備で参入されるメーカーがあり、上記を含めて8社くらいの設備から選択できるようです。いろいろ噂話はありますので、上記4つのブランドにＯＥＭしている㈱カケンジェネックス様をお勧めします。ＡＧＩの開発当時から旭化成ブランドをＯＥＭしていましたので、実績もノウハウも多いと思います。
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ガスインジェクションのメーカーはそれぞれに独自技術を積み重ねて量産化しており、各社の技術の差が大きく開いてしまっているようです。又、その差が開いている事実を各社自身が認識出来ていないようです。
ガスインジェクションを取り入れたけどうまくいかないという成形メーカーが多く存在します。
弊社に移管型がよく持ち込まれます。が、たいがい【ガスニードル】や【ガスチャンネル】が不適当な場合が多く、ガスインジェクションが世に出た当時の構造になっている場合が多いようです。
先日聞いた話はガスインジェクションのライセンシーは日本に200社以上あるが、ガスインジェクションを使いこなせるのは10社もなく、工夫改善できるのは3社位だ。（もちろんジュンコーポレイションも入っているよ。）と言っておられた。
また、最近では新たに参入するメーカーが出てきてますが、結局出来なくて設備を買ってくれ等の話をいただくこともあります。ガスインジェクションで重要なのはノウハウですので、しっかりしたバックアップを確保してください。 |
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| ガスインジェクションのノウハウ（余談） |
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ところでガスインジェクションにおける窒素ガスの通る道を事前に形成しておくダ肉のことは【ガスチャネル】というのが正解です。最近のガスインジェクションのメーカーでは皆【ガスチャンネル】と言っています。ＡＧＩ開発段階の当時、旭化成殿に聞いてみたら本当は【ガスチャネル】だけど、どっちでもいいと言っていた。
現在では【ガスチャンネル】というほうが多く一般化していますので、弊社でも【ガスチャンネル】と表示しようと思います。 |
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| ガスインジェクションのノウハウ （初歩１ ガス注入場所） |
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大切なことはガスをどこから入れるか【ガスニードル】とガスをどこに通すか【ガスチャンネル】ということです。
ガスの入口には①ノズル注入②ランナー注入③キャビティ注入が考えられますが、現在①ノズル注入はほとんどありません。ガスの開放をノズルバックさせたりノズルを介して放出するためノズルが冷却されたり固化した樹脂を射出したり、不具合が多く過去のものとなっています。
②のランナー注入がベストであると考えます。樹脂の流れと同様になりますので樹脂圧の高い方から低いほうへガスが注入されますので自然な流れで形成できます。問題点はゲート口に穴が開くことです。
③のキャビティ注入は最も多い方法です。特別問題はありませんが、ゲート側の樹脂圧の高い方へのガス注入の検討や【ガスニードル】が製品にあらわれますので特許関連で若干の注意が必要です。
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①ノズル注入 ②ランナー注入 ③キャビティ注入 |
また、ガス圧力は１０Ｍｐａ程度で成形出来るように肉厚や【ガスチャンネル】を設置することが重要です。高いガス圧で内部発泡や分子配向を阻害するような注入の仕方は寸法精度に悪影響を及ぼします。
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| ガスインジェクションのノウハウ （初歩２ 成形法） |
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ガスインジェクションの形成方法に①ショートショット法②フルショット法③ステキャビ法等があります。
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①ショートショット法とは文字どうりショートショットで射出しておいてGASを注入し膨らませる方法です。
しかし、この手法は極力避けるべきと考えています。
計量条件、射出条件が完全に安定できる成形機であるべきだし、ガスの注入速度をコントロールできる注入設備が必要でしょう。
それでも【ヘジテイションマーク】といわれるウエルドに似たフローマークが発生します。
2007年度群馬県R&Dサポート事業にてこの【ヘジテイションマーク】の解決に挑戦し、成功しました。 |
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②フルショット法はフルショットしておいて必要な（ヒケる）
部分にGASを注入する方法です。
寸法精度を要求するものはこの方法が良いでしょう。
また、通常の製品はほとんどこの手法で安定した成形が可能になります。
その際【ガスチャンネル】の配置を十分検討しなければなりません。製品の全域にわたって同じ圧力分布であることが大切です。 |
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③ステキャビ法は余分な中肉を追い出し、捨てるキャビティを形成する方法です。
ガスインジェクションで連想されるのが、ハンドル等のダ肉の製品で大きな空洞を形成した製品だと思います。
そういう場合はステキャビ法を使いますが、【ステキャビ】の容積を重要視しないといけません。【ステキャビ】の容積が少ない状態で苦慮しているメーカーが多いようです。
設計段階でどの程度の中空率にするかを想定して、【ステキャビ】の容積をある程度決めておく必要があります。 |
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| ガスインジェクションのノウハウ （初歩３ ガスもれ） |
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ガスもれをしているようではガスインジェクションの意味がありません。原因を突き止め対策する必要があります。ガスはどこからもれてますか？リークチェックのスプレー等で確認しましょう。
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①金型までの配管
段取りの問題ですので締め直しましょう。
②エジェクターボックスから
【ガスニードル】の構造に問題ありです。Ｏリングの配置やクリアランスまたは根本的に【ガスニードル】の構造が悪いと思われます。
③パーティングから
【ニードルボス】の設計に問題がある場合が多い。ガスをシールする為のボスになっているか、冷却された後にガスを入れようとしてないか、多少の成形条件で対処も出来ますが根本原因を改善する必要があります。先にも記しましたがガス圧１０Ｍｐａで成形出来るようすることが大切です。 |
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| ガスインジェクションのノウハウ （初歩４ ガスの入り方） |
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ガスインジェクションのサンプルで、左図のようにガスの入り方が手のひらを広げたような、カエデ模様の成形品を見たことないですか？ガスが入っていれば何でも良いわけじゃないのでご注意ください。
ガスの入り口付近ばかりがガス圧力でパンパンになっているだけで良くない状態です。本来、ガスの入り口【ガスニードル】の設定場所、リブや【ガスチャンネル】により製品全域にガスを導く様に設計しなければガスインジェクションの意味がありません。
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悪い例 良い例
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| ガスインジェクションのノウハウ （初歩５ パンク・フクレ） |
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ガスインジェクション特有の不良現象であるパンク・フクレについても、問い合わせの多い現象です。
窒素ガスの回収経路に問題がある場合と製品内部でガス注入口をふさいでしまう場合があります。窒素ガスの回収経路に樹脂ガス等によりクリアランスが無くなってしまうことがあります。窒素ガスの吐出量が十分か手をかざして確認してみてください。樹脂ガスが詰まるポイントとして①【ガスニードル】、②配管（切断面も注意）、③サテライトボックス（減圧弁等機器）が考えられます。設備の定期的なメンテナンスをおろそかにしていると、ひどいことになっている場合があります。
次に製品内部で一度窒素ガスが通過した経路を樹脂でふさいでしまう場合があります。④厚肉製品の場合は製品の中心部を通過した窒素ガスが、最後の圧力一定になる段階でさらに溶融樹脂に影響する場合があり、それによりガス注入口をふさいでしまう場合があります。計量を下げる、注入タイミングや注入圧力で多少の対策は出来ると思います。⑤薄肉製品の場合で注入されたガスがその先から回り込んですでに形成した空洞部にぶつかり塞いでしまう場合があります。【ガスチャンネル】の形成上問題があり【ガスチャンネル】の再構築で対策できると思います。
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| ガスインジェクションのノウハウ （初歩６ ヒケ） |
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ガスインジェクションのヒケについて・・・そう、ガスインジェクションでもヒケることがあります。
下の絵は窒素ガスが【ガスチャンネル】を通ってきて圧力均衡の位置で停止している状態です。
窒素ガス先端の先にダ肉部が発生してヒケ①が発生することはご存じと思いますし対策方法もあると思います。
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| 問題になるのが窒素ガス先端部に発生するヒケ②です。肉眼ではなかなか見えないので、ほとんどの場合は特に気にされないヒケですが、超外観を要求される場合に問題になります。ヒケ①部の収縮によりヒケ②部の薄肉部が微妙に変形するためにヒケたように見えてしまいます。 |
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ガスインジェクション（ガスアシスト成形）