PP（ポリプロピレン）射出成形
軽く、薬品に強く、単価も抑えられる。そのうえ数百万回の開閉に耐えるリビングヒンジまで作れる樹脂は、そう多くありません。ただしPPは収縮が大きく、設計と成形条件に技量の要る材料です。ホモポリマーからタルク入りまで、中国の自社工場で一貫して成形します。
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100個
成形MOQ
1.0～2.5%
成形収縮率
1.5～3.0mm
推奨肉厚
材料
| グレード | 特性 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| ホモポリマーPP | 剛性と硬度が高く耐薬品性に優れ、常温での耐疲労性も良好。ただし0°C近くまで下がると耐衝撃性が落ちる。最も安価なグレードで、キャップと硬質容器の定番 | キャップとクロージャ、硬質容器、実験用器具、衝撃荷重が支配的でないリビングヒンジの基部 |
| ブロックコポリマーPP | エチレンを導入して低温靭性と耐落下衝撃を大きく高めたグレード。剛性と透明性をわずかに犠牲にする | リビングヒンジ、電池ケース、自動車のバンパーと内装トリム、コンテナ、工具ボディ |
| ランダムコポリマーPP | エチレン含有量を抑え、透明性と柔らかな触感を高めたグレード。最大剛性より見た目が優先される部位に向く | 透明な食品容器、実験・診断用のディスポーザブル、化粧品パッケージ、透明オーバーレイ |
| ガラス繊維入りPP（10～30%） | ガラス繊維が剛性と熱変形温度を数十度高め、成形収縮率をおおむね半分に抑える。表面の荒れと溶接線強度の低下が引き換えになり、収縮の異方性はモデル化が必須 | 構造用ブラケット、家電のベース、ファンハウジング、エンジンルーム部品、荷重を受けるフレーム |
| タルク入りPP | 鉱物を充填して寸法安定性と耐クリープ性を高め、熱変形温度も上げた低コストグレード。表面はマット調で、熱膨張係数が小さい。大型家電の筐体では既定の選択 | 洗濯機と食器洗い機のパネル、ヒーターハウジング、内張り、大型家電の本体 |
| UV安定・耐衝撃改良PP | 屋外での耐候性と極低温での耐衝撃性を添加剤で付与したグレード。屋外や冷凍環境で使う部品に向き、色と安定剤は要求される寿命から選ぶ | 屋外家具、園芸機器、コールドチェーン用容器、遊具と水上スポーツ用品 |
加工パラメータ
| パラメータ | 標準範囲 |
|---|---|
| 乾燥の要否 | バージン材は不要。粉砕材の表面水分が気になる場合のみ80°Cで1～2時間 |
| 溶融温度の範囲 | グレードと充填材により200～280°C、ガラス繊維入りは高め |
| 金型温度 | 20～60°C、充填グレードと大型品は高めに設定 |
| 射出圧力 | 流動長と肉厚により500～1,200 bar |
| 推奨肉厚 | 1.5～3.0 mmを均一に。リビングヒンジ部は0.2～0.5 mm |
| 成形収縮率 | 無充填で1.0～2.5%、ガラス繊維入りで0.5～1.2% |
| 必要な型締力 | 投影面積1 cm²あたり2～4 t |
| サイクルタイム | 肉厚と大きさにより1個あたり15～50秒 |
| 部品公差 | 標準±0.05 mm、協議によりさらに厳しく設定可能 |
| 成形できる最大寸法 | 900 x 600 x 500 mmまで |
表面処理
成形色とシボ
樹脂に色を練り込み、キャビティにVDI 3400のシボを彫り込む仕上げです。最も安く、最も傷に強く、内部部品や工業部品では既定の選択になります。PPは色もシボもよく乗り、擦れて剥がれることがありません。
SPI研磨（A-1～A-3）
キャビティを研磨して、コポリマーとランダムコポリマーの透明感や光沢を引き出します。欠陥のない光沢面には、鋼製のキャビティと十分なガス抜きが必要です。
インモールドラベル（IML）
印刷済みのフィルムを成形前に金型へ置き、射出と同時に表面の一部として一体化させます。耐傷性の高い加飾と表示が1ショットで済み、食品容器やブランド包装で多く使われます。
パッド印刷とホットスタンプ
ロゴ、部品番号、表示を成形後に加えます。細かな意匠にはパッド印刷、金属調の表現にはホットスタンプを使い分けます。
蒸着とクローム調
ラッカーの下地に蒸着を施し、電気めっきを使わずにクロームの見た目を得る仕上げです。高級感が要る化粧品部品や自動車の加飾部品に使われます。
防傷コートとソフトタッチコート
クリア塗膜で擦り傷への強さと掴みやすさを高めます。家電の操作部や工具のグリップなど、手が触れる部位に向く仕上げです。
製造設計（DFM）
- PPの大きな収縮を前提に設計する。1.0～2.5%は多くの樹脂より動くため、金型は寸法が落ち着いた実物から起こし、剛性は肉厚ではなくリブで稼ぐ
- 肉厚は1.5～3.0 mmで均一に保つ。PPのヒケは目立ちやすく、不均一な肉厚は反りを生んで筐体不良の主因になる
- リビングヒンジにはブロックコポリマーを使い、0.2～0.5 mmの均一な薄肉部と十分なRを付ける。仕上げの段階で数回折って分子を配向させると寿命が延びる
- 抜き勾配は1～2°を確保し、シボ面ではさらに増やす。PPは剛性が低く、勾配が足りないと離型時に引きずられる
- ゲートは外観面とヒンジ部から離す。PPのフローマークとゲート痕は光沢面に出やすく、ヒンジ上のゲートは分子の配向を断ち切る
- 充填グレードでは収縮の異方性を織り込み、反りは期待ではなくモデルで予測する。ガラス繊維とタルクは流動方向と直角方向で収縮が違う
- 鋭角を避け、最小0.5 mmのRを付ける。応力の集中と、特徴部の付け根に出るヒケを抑えられる
- 公差の設定では成形後の収縮も見込む。PPは24～48時間かけて落ち着くため、重要寸法は状態が安定してから測る
- 熱たわみが問題になる部位にはタルク入りかガラス繊維入りを選ぶ。無充填PPは低い温度から軟化し、高温部の近くで垂れる
- STEP、IGESまたはDXFをアップロードすれば、肉厚・ゲート・抜き勾配・収縮リスクを扱う無料の材料・DFMレビューが24時間以内に届く
金型と生産能力
| タイプ | リードタイム | 適用場面 |
|---|---|---|
| アルミ軟金型 | 2～3週間 | 25～1,000個、パイロットラン、リビングヒンジの試作、表面がマットで構わない市場テスト |
| 量産用の鋼製金型 | 4～6週間 | おおむね10,000個超、鏡面キャビティ、充填グレード、長期にわたる外観部品 |
| 多数個取り金型 | 5～7週間 | キャップ、クロージャ、容器など、サイクルと充填バランスが支配する大量生産 |
| スタック金型とホットランナー金型 | 5～8週間 | 極薄肉パッケージの超大量生産。サイクル短縮と材料費の削減で金型投資を回収できる領域 |
品質保証
- 入荷した樹脂は供給元の証明書と突き合わせてグレードを確認し、ロット番号を記録して推測で済ませない
- 溶融温度はノズル部で実測する。機械の設定値は実際の材料温度ではなく、PPは過熱すると劣化する
- ロットの残りを流す前に、初品検査と寸法報告書を作成する
- キャビティごとに肉厚とショット重量を確認し、ショートショットとバリを早い段階で捉える
- 収縮と反りは寸法が落ち着いたサンプルで確認する。PPの寸法は成形した後も動く
- 段取り替えのたびに、ヒケ、反り、シルバーストリーク、焼けを目視で確認する
- 開閉回数の指定がある部品は、サンプルでリビングヒンジの屈曲試験を行う
- 色は基準見本と突き合わせて測定と記録を行い、ロットごとに色差を報告する
- 生産ロットごとに樹脂ロットの追跡記録を残し、供給元の証明書と突き合わせて保管する
- ロットごとに寸法報告書、材料証明書、原産地証明書を添えて出荷し、ご要望があればSGS、Bureau Veritas、TÜV の第三者検査も手配する
アプリケーション
- ボトルとジャー向けのキャップ、クロージャ、ディスペンシングポンプ
- リビングヒンジ付きの筐体、コンテナ、折りたたみ容器
- 自動車の内装トリム、バンパー、電池ケース
- 家電の筐体、パネル、内張り、ヒーターボディ
- 実験・診断機器のディスポーザブルと筐体
- 食品が触れる容器と包装（適用される規制に合わせてグレードを選定）
- 産業用のビン、トレイ、パレット、積み重ね保管用品
- 庭先用・屋外・遊具の機器
- 日用品、玩具、化粧品パッケージ
FHY Precisionを選ぶ理由
ホモポリマー、コポリマー、ガラス繊維入り、タルク入りの4系統を自社で成形するため、既存の金型に合わせるのではなく荷重条件に合わせてグレードを選べる
PP特有の大きな収縮に合わせた工程管理。金型は寸法が落ち着いた実物から起こし、剛性は肉厚ではなくリブで確保し、充填グレードは反りをモデルで読む
リビングヒンジの設計実績。薄く均一なコポリマー断面を折って分子を配向させ、数十回ではなく数百万回に耐えるヒンジを作る
材料とDFMのレビューを24時間以内に無料で行い、最適なグレードが自明でない場合でも選定を支える
量産用の鋼製金型に進む前に、アルミ金型で25個からパイロット生産できる
成形色、IML、印刷まで成形と合わせて見積るため、完成品が1件の発注で済む
樹脂ロットの追跡記録を保管し、SGS、Bureau Veritas、TÜV の第三者検査にも応じる
成形から加飾、出荷までを中国の自社工場で完結させ、間に商社を置かない
よくある質問
1. ホモポリマーPPとコポリマーPPの違いは何ですか？
ホモポリマーは剛性と硬度が高く安価で、耐薬品性にも優れますが、氷点下に近づくと脆くなります。ブロックコポリマーはエチレンの導入で低温靭性と落下への強さを大きく伸ばし、剛性と透明性を少し失います。ランダムコポリマーは透明性と柔らかな触感を加え、化粧品や食品容器に向きます。1 kgあたりの単価ではなく、必要な耐衝撃性と見た目からグレードを選びます。
2. PPでリビングヒンジは成形できますか？
できます。PPはこの用途に最適な材料です。ヒンジ部はブロックコポリマーで0.2～0.5 mmの均一な薄肉とし、十分なRを付け、分子の配向を断ち切らない位置にゲートを置きます。仕上げの段階で数回折り曲げると分子が配向し、寿命が数百万回まで伸びます。量産の前にアルミ金型でヒンジ形状を試し、屈曲寿命を推測ではなく実測で確かめます。
3. ガラス繊維入りとタルク入りはどう使い分ければよいですか？
剛性と熱変形温度が設計を支配するならガラス繊維入りです。剛性がおおむね倍になり、軟化点も数十度上がりますが、表面が荒れ、溶接線の強度は落ちます。タルク入りは大型の家電筐体のように、寸法安定性とコストが最大剛性より効く場面に向きます。どちらも収縮率を無充填PPの半分程度まで下げるため、金型の寸法の起こし方が変わります。
4. PPは成形前に乾燥が必要ですか？
バージンのPPは吸湿性がないため、通常は乾燥が要りません。これがPPの加工費を抑える一因です。例外は表面に水分を吸った粉砕材で、必要なら80°Cで1～2時間乾燥させます。湿気の多い場所に置いた充填グレードも同様です。入荷時に水分を確認してから判断します。光沢面に出るシルバーストリークの原因は表面の水分だからです。
5. PPの大きな収縮はどう抑えていますか？
二つの方法を重ねます。ひとつは、金型を図面の呼び寸法ではなく、状態が落ち着いた実物から起こすことです。冷却の過程で1.0～2.5%動くためです。もうひとつは、剛性を厚肉ではなくリブと隅の補強で稼ぐことです。厚肉はヒケと反りを招きます。充填グレードでは収縮が方向で異なるため、流動パターンから反りをモデルで読み、平らに収まることを期待しないようにします。
6. 肉厚はいくつで設計すべきですか？
多くの部品で1.5～3.0 mmを均一に保つのが基本です。PPはヒケが目立ちやすいため、肉厚のむらが筐体の不良原因の筆頭になります。リビングヒンジの0.2～0.5 mmは意図した例外です。剛性を足したいときは壁を厚くせず、肉厚の60%以下でリブを加えてください。壁を厚くするとサイクルが延び、ヒケも増えます。
7. PPの耐薬品性はどの程度ですか？
非常に高い水準です。常温では大部分の酸、アルカリ、溶剤に耐えるため、容器、実験器具、電池ケースで主力になっています。ただし強い酸化剤と、一部の塩素系・芳香族系の溶剤には、温度が上がると弱くなります。使用される液体はDFM段階で確認し、グレードと必要なコーティングを選びます。薬品による劣化は市場で起きる故障であり、設計の段階で除いておく価値があります。
8. 食品が触れる部品にPPは使えますか？
使えます。適切なグレードを選んだうえで、食品接触に対応したPPを使用し、そのグレードについて樹脂メーカーの資料をお渡しします。樹脂ロットの追跡記録も生産単位で残します。正確に言えば、食品接触の適合は当社の工場ではなく樹脂グレードに属するものです。したがって当社が提供するのは正しいグレードとその裏付けとなる文書、そして異物混入を防ぐ工程管理です。
9. PP部品の最小ロットはいくつですか？
量産成形のMOQは100個です。パイロット生産や市場テストであれば、アルミの軟金型を削って25個から対応します。機能確認用のPP部品を手に取るには、これが最も速く安い方法です。キャップや容器の大量生産では多数個取りやホットランナーの金型に移り、経済性の中心がサイクルタイムに移ります。
10. PPの金型は何週間かかりますか？
アルミの軟金型は2～3週間で、パイロットと少量生産に向きます。量産用の鋼製金型は4～6週間です。極めて多い数量の包装向けに多数個取りやホットランナーを組む場合は5～8週間かかります。ランナーのバランスと冷却の配置がサイクルを決めるためです。試し成形と初品の承認にさらに1週間程度を見込みます。
11. PPに使える表面仕上げは何ですか？
VDI 3400のシボを組み合わせた成形色が既定で、最も耐久性に優れます。次にコポリマーとランダムコポリマーの光沢向けのSPI研磨があります。包装用途ではインモールドラベルが1ショットで耐傷性の高い加飾を実現し、パッド印刷やホットスタンプでロゴを後から加えられます。手に触れる部位には、防傷のクリアコートやソフトタッチコートで掴みやすさと傷への強さを補えます。
12. PP部品で守れる公差はどの程度ですか？
重要な部位で標準±0.05 mmで、少量生産であれば協議のうえさらに締めることもできます。実際の限界を決めるのは成形機ではなく収縮です。PPは成形後24～48時間かけて寸法が落ち着くため、重要寸法は状態が安定した部品で測定し、どの寸法が収縮に支配されるかをDFMレビューの段階で図面に書き込みます。
13. 自動車向けのPP部品も対応できますか？
対応できます。バンパー、内装トリム、電池ケース、エンジンルーム部品には、熱変形温度が許す範囲でブロックコポリマーと充填グレードが広く使われています。当社は使用温度と衝撃荷重からグレードを選び、充填材入りでは反りをモデルで確認し、ロットの追跡記録を残します。高温部の近くに置かれる部品は、無充填のPPに形状保持を期待せずタルク入りかガラス繊維入りへ移行します。
14. 再生材や粉砕材は使えますか？
仕様が許す範囲で使えます。使用前に乾燥と確認を行います。外観部品と食品が触れる部品にはバージングレードを使い、粉砕材の流れを分けて混ざらないようにします。どの材料を流したかは、樹脂の証明書とロットの記録で確認できます。
15. PPはHDPEやABSとどう比べればよいですか？
HDPEは柔らかく低温でも粘り強い反面、接着と印刷が難しく、荷重下でクリープが進みます。ABSは剛性が高く外観も作りやすいですが、耐薬品性が劣り単価も上がります。PPはその中間で、ABSより薬品に強く、PCより成形が容易で、多くの筐体に足りる剛性を持ちます。荷重、薬品、コストの三つの目標に対して三材料を並べ、レビューの段階で比較します。
16. PP部品の第三者検査は手配できますか？
手配できます。SGS、Bureau Veritas、TÜV による検査を、ご指定の段階で組み込みます。入荷樹脂の確認、寸法の抜取検査、コーティングの確認が含まれます。食品向けや自動車向けの案件では、お客様の先のお客様がこれを求めることが多いため、検査の時点を後付けにせず、発注の段階で工程に組み込んでおきます。