射出成形におけるやけとは、金型内のガス抜けが悪い箇所にて、ガスが圧縮されて高温になり、接する樹脂が黒く焼け焦げる事象です。ガス焼け、焦げとも呼ばれます。
成形条件や、金型の消耗、使用原料など様々な原因により、ガス逃げが悪い箇所に発生します。やけ発生のメカニズム、原因と対策を解説していきます。
射出成形の充填工程において、樹脂から発生するガスと金型内の空気は、ガスベントからうまく排出され、樹脂がスムーズに充填されます。しかし、ガスがうまく排出されない時は、逃げ場を失ったガスが圧縮され高温になり、接する部分が黒く焼け焦げて、やけになります。
やけが発生しやすい箇所は、下記の通りです。
金型に充填した樹脂が最後に行きつく流動末端は、金型内の空気と、樹脂のガスが集まる箇所なので、集まったガスがうまく排出できないと、やけが発生します。
成形品（金型）ごとに、流動末端の場所を把握しておきましょう。
※増面型（追型）は、同じ製品の金型ですが、作成した金型屋さんが異なったり、仕様が更新されていると、流動末端の場所が異なりますので、それぞれの製品に確認が必要です。
連続生産が続くと、累計ショットが増えてきたり、金型が消耗します。それによりパーティングライン（PL)のガスベントがつぶれていくことで、やけが発生します。
特に、樹脂を巻き込む角部は、ガスが集まるため、やけが発生しやすくなります。
金型の構造上、ガスが逃げにくく、ガスを成形品に巻き込んでしまう袋小路部は、やけが発生します。射出速度が速いほど、袋小路のガスは逃げにくくなります。
多点ゲート金型において、それぞれのゲートから充填された樹脂が合わさるところは、逃げ場を失ったガスが、圧縮されることでやけが発生します。
多点ゲート金型は、複雑な形状をしているので、それぞれの流動の合わせ目を把握しておきましょう。
射出成形加工におけるやけの発生要因と対策方法は、下記の通りです。
金型内の空気や樹脂から発生するガスは、流動末端に集まります。ガスベントが綺麗な状態では、ガスはうまく抜けていきますが、ガスベントが詰まっていくと、ガス逃げが悪くなり、やけが発生します。
これらのガスベント詰まりに起因するやけは、初めは短発で発生し、次第にその頻度が高くなっていきます。
１日毎、勤務毎などと頻度を決めて、日常金型メンテナンスを実施し、PL面のガスベントの詰まりを清掃しましょう。
ガスベントのつぶれたPLのやけは、構造的にガスが逃げません。
成形条件を調整した程度では、修正できません。
休止期間に、金型の当たり確認を実施し、ガスベントを彫り直しましょう。
使用する樹脂や、金型の鋼材、金型の大きさなどにより、適切なガスベント量は決まっています。上長や、金型の専門知識のある人に相談して計画的に進めましょう。
金型の構造上、ガス逃げの悪い袋小路部はできてしまうものです。排出できないガスはそのままやけてしまいます。射出速度を下げることで、ガスが逃げやすくなります。
しかし、射出速度をピンポイントで下げると、他の箇所が湯ジワになったり、ショートするなどの影響が出てしまうのでバランスを見ながら調整しましょう。
射出速度の調整で変化がなければ、袋小路部の入れ子をガス逃げ穴のある多孔質鋼材で作り変えることが有効です。
鋼材自体からガスが逃げていくので、やけが改善します。
多点ゲート金型の、樹脂の合わせ目のやけには、射出速度を下げたり、金型温度を上下することで、流れを調整することが有効です。
樹脂には、流れやすい方に流れていく特性があります。金型内の充填抵抗を変化させることで、流れを矯正できます。
どうしてもガス逃げが改善しない時は、ゲート径を設定変更することで、やけが改善します。
ただし、他へ流れやすくなったり、流れなくなったりするので、関係各位で相談しながら決めましょう。
発生したやけ不良を、次工程、客先に流出しないために、発生した時点で発見・対処する仕組み作りが大切です。下記が流出対策の一例です。
立ち上げ初期は、成形機・金型温度が安定していないため、製品の完成度はばらつきます。
１つの製品だけを見て良否を判断せず、複数を確認することが重要です。
特に、前回稼働までの累計ショットが多い状態での立ち上げは、ガスが蓄積しており、やけが発生しやすい状況になっています。
やけ発生前は、ガスショートや、湯じわが発生することもあります。これはやけの兆候ですので、無理に生産を続行せず、定期金型オーバーホールを実施することで、ガス汚れをリセットしましょう。
定時や、勤務毎、生産ロット毎に、サンプルを採取し、検査することが重要です。
定期時間ごとのサンプルを採取することで、発生した不良の時間変化が確認できます。
過去にトラブル（過去トラ）があるなら、関係各位で共有して、未然にマークしておきましょう。
やけについて、不良発生要因及び原因、不良対策についてまとめました。やけは、多くの場合ガス逃げが悪いことに起因します。
発生したやけの要因が何かをしっかりと見極めて１つづつ対策していくことが重要です。
やけ不良を見逃さいないことで、精度の高い成形加工技術の確立を目指しましょう。
