InMould-Plasma®:プラズマ装置が内蔵された2色成形装置: PPとTPUの接合の解決策

PPの基板へTPU接合が可能に:Openair-Plasma®を応用した付着力に富む複合射出成形機

自動車産業であれ、医療技術または日用品などの産業分野であれ、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマー (2種材料の組合せ成形) から複合成形部品は外観、肌触り、機能性が良いことから、様々な分野で需要が高まっています。そのため、複合射出成形に関する生産技術のテーマが注目されつつあります。

Openair-Plasma®技術は既に2色成形で付着力に富んだ接合を実現するために開発され、成功を収めています。組合せれる素材の選択肢を広げ、処理プロセスを合理化する目的からプラズマトリート社はPaderborn大学のプラスチック技術研究所 (KTP) と提携してInMould-Plasma®を共同開発しました。この製造プロセスにより多様性に富んだプラスチック材の組み合わせが可能となり、その中にはPP (ポリプロピレン) とTPU (熱可塑性ポリウレタン) のように、従来は相性が悪いとされてきた組み合わせも含まれます。

InMould-Plasma®が2色成形工程の合理化

InMould-Plasma®工法ではプラズマ装置が直接、金型に組み込まれており、2色成形と表面処理の生産サイクルが1工程に集約できます。従って、プレ加工部品の成形後、それをプラズマで表面改質し、直後に接着剤や二次成形部品 (パッキン) の加工ができ、組立工程や部品の移動が不要になります。

パッキン付き蓋に最適なプラズマ装置を統合した回転テーブル式プロセス

こちらでご紹介している実演モデルの場合、2種材料の部品成形に適した回転テーブルにプラズマノズルが一体化され、成形装置に組み込まれています。InMould-Plasma®向けの金型は次の3テーションで構成されています。

ステーション1: 熱可塑性樹脂のプリモールド (蓋)

ステーション2: プラズマで表面改質

ステーション3: 熱可塑性エラストマー 材(ウレタン系) をオーバーモールド (パッキン)

モデルサンプル品: パッキン付きハウジング用の蓋

活性が必要な箇所をプラズマが射出され、経路へ送り込まれることで表面処理をします。

プラズマ装置は金型に統合されており、高出力のノズルから射出されるプラズマが経路の全長へ行き渡り、排気孔へと誘導されます。射出されたプラズマはプリモールド部品 (一次成型品) の表面に接触し反応します。二次成形部品 (熱可塑性エラストマー材) が射出成形される前に、わずか数秒で表面改質が可能です。

サイクルタイムを左右しないプラズマ処理と安全なプロセス制御

InMouldシステムによるプラズマ処理はわずか数秒で完了します。成形部品 (熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー) の冷却時間より短い為、サイクルタイムを左右しないのが通常です。

完全なプロセス制御のためにプラズマの全サイクルはプラズマ制御ユニット (PCU) によりモニタリングされています。本制御ユニットはプラズマ出力を記録し必要に応じて調整します。

*特定工程の所要時間は素材の組み合わせや部品のサイズに左右されます。

InMould用プラズマノズルはシンプル構造ため、金型への組込が可能。成形部品の表面改質はステーション2の経路 (赤印) に射出され施されます。

InMould-Plasma®のメリット:

 

+ 今まで不可能だった素材の組合せが可能に
従来は接着が難しいとされていた素材の組合せが表面改質をすることで、濡れ性が改善され接着強度の向上につながります。
プライマーを使用することなく、複合素材成形でPP+TPU, PBT+TPU ないしはTPE-S またはPC+TPE-Sまで、今まで組み合わせが難しかった2色成形部品の製造が可能になります。

+ パッキンの不良リスク回避
パッキンのような柔軟コンポーネントでもオーバーモールドで、位置ずれを起こさず組立時の紛失や不良リスクを最小限に抑えられます。

+ 完全に制御されたプロセスによる品質管理
PCU (Process Control Unit)、圧力や温度センサーにより、プラズマ処理プロセスは制御されています。InMould-Plasma®はプロセスパラメーターをモニタリングし、制御ができる高品質な技術的プロセスを提供します。

+ 様々な金型コンセプトの装備可能
InMould-Plasma®システムは、ターンテーブル、スライドデーブル、CUBEまたはスタックモールドなど様々な金型の成形機に装備することができます。表面処理にはクランプを必要としないため、プレート間以外のスペースでも処理が可能です。またプラズマノズルがコアプレートに組込まれているため、トラバース機 (取出しロボット) と干渉する心配もありません。

+ デザイン設計がより自由に
柔軟材コンポーネントを直接オーバーモールドできるため、形状やアンカーポイントの制限がなくなります。そのため、必要な箇所や理想的な部分に成形することができるようになります。

生産コストの削減
アッセンブリーが不要な上、簡略化された成形プロセスには、コントロール制御装置により安全で高い品質管理が可能となります。またプラズマ処理により接着強化でき、汎用的なプラスチックとの組合せも可能となります。InMould-Plasma®は生産効率の向上とコスト削減など、生産プロセスへのソリューションを提供いたします。

 

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