中子を利用した射出成形によるアンダーカット・中空形状のプラスチック製品の試作・開発

同社は佐賀県唐津市で射出成形によるプラスチック製品を製造しており、現在の売り上げは約1億円である。通常の射出成形やブロー成形では作れない形状があり、ポンプ羽根車のように溶着で組み立てている製品には強度面の課題があった。水溶性樹脂の中子を用いた射出成形は実用化の段階にあるものの、手掛ける成形メーカーは極一部に限られていた。

水溶性樹脂の中子に使う材料として、材料メーカーから情報提供を受け、ニチゴーポリマーの6種類の材料から選定した。製品部にはPC、PPE、PMMAなど性質の異なる材料を選定した。中子と製品の形状は既存の3次元CADで設計し、花瓶部品の中子用金型1面、花瓶部品の製品用金型1面、ポンプ用羽根車の中子・製品共用切り替え金型1面の計3面を外部の金型メーカーに発注して製作した。竪型射出成形機を導入し、まず中子を成形し、次に中子をインサートして製品部を成形するインサート成形を行った。成形中の不良は金型修正で解決し、中子の強度補強、位置決めピンの追加、空洞部の空気を逃がす穴の追加などを行い、射出圧力と成形温度の条件を見つけて目標の試作品を完成させた。

水溶性樹脂の中子を用いた射出成形により、中空形状や複雑なアンダーカット形状の試作品を完成させ、技術を確立した。中子は高温の温水で水流を確保すると除去が容易であることを確認し、材料データで六価クロムや鉛、カドミウムなどの有害物質が混入していないことも確認した。ポンプ部品と機械部品の分野では、溶着せず一体成形できる高強度の羽根車やアンダーカット形状のパイプなどで新たな市場を開拓できると見込んでいる。装飾雑貨の分野ではデザイン性の高い製品を開発できる可能性がある一方、中子材料のコスト高は量産化に向けた課題として残っている。

今後5年でポンプ部品・機械部品分野の売り上げ拡大を見込み、今後3品目の商品化を目指す。