回転成形法の強み – プラスチック製造のプロが解説します

プラスチック製品の成形方法はいくつかあり、製品の形状、サイズ、生産量などによって適した方法が異なります。
当社では「回転成形法」の強みを活かし、耐久性、耐蝕性の高い製品を製造しています。

今回のコラム記事では回転成形法の強みについて解説しようと思います。

回転成形法とは

回転成形法は、粉末状の熱可塑性樹脂を金型内に入れ、加熱炉の中で360°回転させながら型の内面に材料を均等に溶融させ、冷却固化して成形品を得る方法です。
この方法は、中空のプラスチック部品を作成するのに特に適しており、タンク、コンテナ、遊具、自動車部品などの大型の中空物体の製造に広く使用されています。
当社でも主にタンク、コンテナ類の製造において回転成形法を用いています。

回転成形の製造工程

回転成形の基本的な製造工程は以下の通りです。

1. 粉末状のプラスチック樹脂を金型に投入
2. 金型を加熱炉内で回転させながら加熱
3. プラスチックが溶融し、金型内面に均等に付着
4. 冷却
5. 金型から製品を取り出し
6. 仕上げ

回転成形の特徴

回転成形には以下のような特徴があります。

1. 均一な壁厚
   回転により、プラスチックが金型の内面に沿って均等に分散されます。
2. 継ぎ目のない製品
   一体成形が可能で、継ぎ目のない製品が製造可能です。
3. 大型製品の製造
   大型で中空部品の製造に適しています。

他の成形法

回転成形法以外の主な方式としては「射出成形」と「ブロー成形」があります。

射出成形とは

射出成形は、加熱溶融させた材料を金型内に射出注入し、冷却・固化させることで成形品を得る方法です。

主な特徴と工程は以下の通りです。

1. 複雑な形状の製品を大量生産するのに適しています。
2. 成形工程は以下の6つのステップで構成されています。
   ・型締め
   ・射出
   ・保圧
   ・冷却
   ・型開き
   ・製品の取出し
3. 射出成形機は、型締ユニットと射出ユニットに分かれています。
4. 金型内にスプルー、ランナー、ゲートを通して溶融樹脂が注入されます。

射出成形は金型の転写性が高く、小型で精密・複雑な部品に適しています。
また、成形サイクルが短く、大量生産に適しているという特徴もあります。

ブロー成形とは

ブロー成形は、溶融樹脂の内側から空気を吹き込み、膨らませて成形する方法です。

主な特徴と工程は以下の通りです：

1. 中空の樹脂製品の製造に適しています。
2. 主に以下の3つの工程で構成されています。
   ・押出し機による樹脂の溶融と押出し
   ・パリソン（予備成形品）の成形
   ・型締め、エアブロー（空気吹込み）、冷却
3. 代表的な方法として、押出しブロー成形と射出ブロー成形があります。
4. ペットボトルや液体容器、自動車部品などの製造に使用されます。

ブロー成形は中空製品の製造に特化しています。
中空製品の製造に向いている点は回転成形と同じですが、回転成形と比較して複雑な形状の製造は難しく、肉厚の正確な制御も困難です。

回転成形と他の成形法との比較

射出成形との比較

1. 生産スピード
   射出成形は成形サイクルが短く大量生産に適しています。
   回転成形は射出成形と比較して成形サイクルがやや長くなり、大量生産が苦手です。
2. 部品の複雑さと耐久性
   射出成形はより複雑で精密な部品の製造が可能ですが、その分耐久性で不安があります。
   シンプルな形状で耐久性を重視する場合は回転成形の方が適しています。

ブロー成形との比較

ブロー成形と回転成形はどちらも中空部品の製造に適していますが、回転成形はより大型の部品や複雑な形状の製造に適しています。
また、回転成形は肉厚の正確な制御が可能なため、耐久性に優れた製品を製造できます。

回転成形の強み

回転成形の強みとして以下のような点が挙げられます。

1. 耐久性・耐蝕性の高さ
2. 大型製品の製造に適する
3. 複雑な形状の実現

耐久性の高さ

回転成形で製造された製品は、均一な肉厚と一体成形のため、高い耐久性・耐蝕性を持ちます。
特にナイロン回転成形パウダーを使用した場合、耐衝撃性に優れた製品が得られます。
フッ素樹脂を使用したロトライニングは、高い耐蝕性を持ち、化学プラントなどで広く使用されています。

大型製品の製造に適する

回転成形は、大型の中空製品の製造に特に適しています。
理論的には、製造可能な部品のサイズに制限はありません。
（金型次第です。）
他の成形方法では困難な大型タンクや遊具などの製造を可能にします。

複雑な形状の実現

回転成形は、複雑な形状の中空部品の製造に適しています。
金型に外圧がかからないため、微細構造を持つ複雑な形状の金型を使用することができます。

回転成形の製品例

回転成形は以下のような製品の製造に使用されています。

1. 貯蔵タンク
2. コンテナ
3. 遊具
4. 自動車部品
5. カヤック
6. 屋外用家具

当社でもタンク、コンテナ類を中心に幅広く製造を行っています。

よくある質問と回答

Q1: 回転成形の最大の利点は何ですか？
A1: 大型の中空製品を一体成形で製造できることと、初期投資が比較的低いことです。

Q2: 回転成形の欠点はありますか？
A2: 生産速度が遅く、精密な部品の製造には適していません。また、材料の選択肢が他の成形方法に比べて限られています。

Q3: どのような材料が回転成形に適していますか？
A3: ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなどの熱可塑性樹脂が一般的に使用されます。

まとめ：回転成形の魅力

回転成形法は、大型の中空製品を効率的に製造できる独自の魅力を持つ成形方法です。均一な壁厚、継ぎ目のない構造、複雑な形状の実現、コスト効率の良さなど、多くの利点があります。
特に、少量多品種生産や大型製品の製造に適しており、様々な産業分野で活用されています。

環境への配慮や新材料の開発、製造プロセスの効率化など、今後さらなる発展が期待される技術でもあります。製品設計者や製造業者は、回転成形の特性を理解し、適切に活用することで、より効率的で高品質な製品製造を実現できると考えています。

当社でも回転成形法の強みを最大限に活かし、より良い製品作りに励んでまいります。

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