シリカゲル射出成形

一、シリカゲル射出成形とは？

シリカゲル射出成形とは、通常、液状シリカゲル射出成形を指し、2成分の液状シリカゲル（A成分＋B成分）を計量ポンプにより正確に混合し、その後、高圧下で加熱された金型キャビティに射出し、急速に加硫（硬化）成形するプロセスである。

従来の固体高温ゴム（HCR）プレス成形とは全く異なり、コアの違いは原料形態（液体vs.固体）と生産効率（射出サイクルが極めて短い）にある。

二、技術原理と特徴

1.コア原理：

液体シリカゲルを用いた加熱条件下での付加反応（白金触媒）の特性。この反応は副生成物がなく、収縮率が極めて低く、迅速に完了することができる。

2.主な特徴：

高効率：加硫時間は極めて短く、通常数秒から数十秒であり、大量生産に非常に適している。

高精度：液状原料は流動性が良く、極めて精細な金型構造を充填でき、許容差が極めて小さい部品を生産することができる。

自動化の程度が高い：供給、計量混合、射出から離型まで、全自動化を実現でき、人為誤差を減らすことができる。

クリーンで環境に優しい：付加反応により副生成物が発生せず、二次加硫（または短時間）が不要で、無毒無味。

製品の性能は優れている：製品は良好な生体適合性、耐高低温性、電気絶縁性と透明性を持っている。

三、プロセス手順

シリカゲル射出成形は連続的な自動化プロセスであり、主なステップは以下の通りである：

供給と計量：

2つの原料タンクは、LSRのA成分（通常は触媒を含む）とB成分（通常は架橋剤を含む）をそれぞれ収容する。

原料タンクは、早期硬化を防止するために冷却状態（通常30°C未満）に維持される。

A成分、B成分は、精密計量ポンプ（通常は歯車ポンプまたはピストンポンプ）により1：1の割合で正確に抽出される。

静的ブレンド：



計量されたA、B成分は静的混合器に送られる。



静的混合器の内部には複数の組の千鳥羽根があり、液体流を絶えず分割、統合させ、それによって十分で均一な混合を達成し、しかもいかなる運動部品も必要としない。



注射：



均一に混合されたLSRは、射出スクリューまたはピストンを介して、予め閉じて加熱されたキャビティ内に高圧下で金型の射出システムを介して注入される。



加硫成形：



金型はより高温（通常170°C〜200°C）に加熱される。



液体シリカゲルはキャビティを満たすと同時に熱を吸収し、急速な付加硬化反応を起こし、液体から固体エラストマーに変化する。



型開と押出：



設定された加硫時間に達すると、金型が自動的に開き、成形されたシリカゲル製品がトップピンに突き出される。



LSR収縮率が低く弾性が良いため、離型は通常非常に順調である。



後処理（オプション）：



ほとんどのLSR射出成形品は後加硫を必要とせず、取り出した後は最終製品となる。



軽いにおいを除去したり最終性能を達成するために、短いベーキング（後硬化）が行われることがある。



四、重要なプロセスパラメータ

金型温度：最も重要なパラメータの1つ。温度は加硫速度に直接影響する。温度が高すぎるとコークス（早期硬化）を引き起こす可能性があり、温度が低すぎると硫化が不完全になる。



射出圧力/速度：LSR充填型の流動状態に影響する。圧力/速度不足は材料不足、縮みを引き起こす可能性がある、高すぎると、フランジ、眠気、内部応力を引き起こす可能性があります。



加硫時間：製品の厚さ、金型温度と材料の配合によって共同で決定される。製品が完全に硬化していることを確認する必要があります。



原料温度：原料を低温に保つことはミキサーと注射ヘッド内での早期硬化を防止する鍵である。



計量割合：A、B成分が厳密に1：1の割合で混合されることを保証しなければならない。そうしないと硬化が不徹底になり、製品がべとべとになる。



五、必要な主要設備

LSR専用射出成形機：



射出ユニット：通常はピストン式であり、スクリューせん断による熱発生による早期加硫を防止する。



バレル温度制御：冷却機能（例えば水冷）が必要で、注射ヘッドの低温を維持する。



型締ユニット：通常のプラスチック射出成形機と同様に、十分な型締力を提供してバリを防止する。



計量混合装置：



これはLSR射出成形のコア周辺機器であり、原料タンク、計量ポンプ、静的ミキサ、制御システムを含む。



金型:



材料：通常、P 20、NAK 80などの予備硬形鋼またはそれ以上のステンレス鋼を使用します。



設計：流路とゲート設計は充填型にとって極めて重要である。冷却流路システムの応用が広く、廃棄物を減らすことができる。



加熱システム：通常、電熱管または熱油型温度機を用いて正確な温度制御を行う。



排気ガス：良好な排気ガス設計は極めて重要であり、LSR粘度が低く、流動性が良く、眠気になりやすいからである。

表面処理：キャビティ表面は通常、離型を容易にし、光沢のある製品表面を得るために高度な研磨またはクロムめっきを行う必要があります。



六、応用分野

シリカゲル射出成形品は高精度、高潔度、高性能を要求する分野に広く応用されている：



医療業界：おしゃぶり、栓、呼吸マスク、バルブ、カテーテル、インプラント外套管。



自動車工業：点火ケーブルカバー、センサーシールリング、ハーネス継手シール。



赤ちゃん用品：おしゃぶり、歯のゴム、鎮撫物。



消費電子：防水シールリング（スマートウォッチ、携帯電話など）、キーボードパッド、導電コネクタ。



食品工業：焼成金型、シール。



七、長所と短所のまとめ

利点：



極めて高い生産性と自動化レベル。



形状が非常に複雑で、肉厚が薄いか厚い部品を製造することができます。



廃棄物率は極めて低い（特に冷流路を使用する場合）。



製品の一致性がよく、品質が安定している。



二次加硫が不要で、エネルギーと時間を節約できます。



欠点/課題：



初期投資が高い（設備、金型が高価）。



金型の設計と製造に対する要求は極めて高い。



プロセスパラメータ制御には専門知識が必要です。



小ロット、多品種の生産モデルには向いていない。