プラスチック被覆シリカゲルが粘着できない原因の分析

「プラスチックパックシリカゲルがくっつかない」というのは製造業において非常に一般的な痛点の問題である。ここでは、通常、「二次射出成形」プロセス、すなわち、最初にプラスチック骨格を射出成形し、その後、同じ金型または別の金型セットの中で、液体シリコーン（LSR）または固体シリコーン射出をプラスチックに被覆する。

粘着できない根本的な原因は：プラスチックとシリカゲルは2種類の表面エネルギー、化学構造が明らかに異なる高分子材料であり、それらの間に天然で強大な化学親和性が欠けている。

次に、材料、プロセス、金型設計などの複数の次元から詳細な原因分析を行います。

一、材料そのものの原因

これは最も根本的な原因であり、材料の選択が間違っていれば、後続の技術がいくら努力しても補うことができない。

プラスチックの表面エネルギーは低い：ほとんどのプラスチック（例えばPP、PE、PA、PBT）の表面エネルギーは低く、「非極性」材料であり、化学的性質が安定しており、他の物質と反応しにくい。シリカゲルを接着するには、プラスチック表面のミクロ細孔に浸透して「アンカーポイント」を形成する必要があり、低表面はシリカゲルを効果的に湿らせ、広げることができない。

シリカゲルの不活性：シリカゲル自体も非常に安定した不活性材料であり、その主鎖構造（Si-O）の化学結合エネルギーが高く、他の材料と強い化学結合を形成しにくい。

材料の不一致：すべてのプラスチックがシリコン被覆に適しているわけではありません。シリカゲルと適合性のある特殊なナンバーを選択しなければ、失敗は必然的だ。

二、プラスチック部品の問題

表面汚染：これは接着失敗の最も一般的な原因の一つである。プラスチック部品表面の離型剤の残留、油汚れ、ほこり、手汗などは、「隔離膜」を形成し、接着を徹底的に遮断する。

表面が滑らかすぎる：プラスチック部品の表面が鏡面のように滑らかであれば、シリコンは有効な「機械的インターロック」（Micromechanical Interlocking）を形成できず、物理的アンカー力が不足する。

プラスチック部品の応力：射出成形時に内部応力が大きすぎると、二次射出成形が熱を受けた後に応力解放が発生して変形する可能性があり、それによって接着面の完全性に影響を与える。

三、シリカゲルの問題

シリカゲルタイプ選択エラー：

過酸化物加硫シリカゲル：加硫過程で低分子副生成物が発生し、これらの副生成物は接着界面に移動し、接着に影響を与える可能性がある。

白金金加硫シリカゲル：付加反応、副生成物がなく、ゲル化応用の第一選択である。しかし、プラチナ系が中毒になると、不硬化や接着失敗を招くこともある。

シリカゲルが汚染されている：シリカゲルの白金触媒は窒素、リン、硫黄を含む化合物に極めて毒化されやすく、例えばいくつかのプラスチック（PU、PET、PCなど）は高温でこれらの物質を放出し、シリカゲルが十分に加硫できず、自然に接着できない。

シリカゲル射出温度/金型温度不適切：温度が低すぎて、シリカゲル加硫が不完全で、強度が悪い、温度が高すぎると、プラスチック部品が変形したり、表面が分解したりする可能性があります。

四、金型と技術問題

金型温度が不合理：金型温度はシリカゲル加硫を駆動する鍵である。温度が低すぎたり不均一になったりすると、加硫が不十分になることがあります。

射出圧力/速度が不適切：

圧力が低すぎる：シリカゲルはプラスチック表面のミクロ構造に十分に圧入できず、機械的な相互ロック力が弱い。

圧力が高すぎる：位置決めされたプラスチック部品を浸食し、変位や変形を招く可能性がある。

保圧圧力/時間不足：保圧不足はシリカゲルを冷却収縮時にプラスチック部品から分離させる。

金型の排気が悪い：金型キャビティ内に閉じ込められた空気は「包風」を形成し、この領域のシリコンがプラスチック表面に接触できないようにする。

プラスチック部品の金型内での冷却時間が長すぎる：プラスチック部品がゴム被覆前に完全に冷却されると、その表面温度はシリコンの最適接着温度より低くなり、熱結合に影響を与える。

五、解決方案のまとめ

1.材料の選択と準備

「包膠級」プラスチックを選択：優先的にシリコンと比較的に良い適合性のあるプラスチックを選択し、例えばPC、ABS、PC/ABS合金、PBT、PA（ナイロン）、PPS、PPAなど。これらの材料には通常、接着剤のために設計された番号があります。

接着しにくいプラスチックの使用を避ける：PP、PEなど、特殊な表面処理を行うか、特殊な番号を使用しない限り。

白金を用いて加硫した液状シリカゲル：シリカゲルが清浄で汚染されていないことを確保する。

2.表面処理

これは接着問題を解決する最も効果的で、最も重要なステップです。

徹底的に清潔：イソプロパノールなどの溶媒を用いてプラスチック部品の表面を徹底的に洗浄し、離型剤と油汚れを除去する。

物理処理：

プラズマ処理：最適な方案。高周波高圧によってイオン化されたガスをプラスチック表面に衝突させ、清潔であるとともに、表面を活性化し（表面エネルギーを増加させ、ミクロ粗さを形成する）、接着力を大幅に向上させることができる。これは業界標準のやり方です。

火炎処理：大型部品または特定のプラスチック（例えばポリオレフィン）に適用され、原理は類似している。

化学処理：

専用下塗り剤の使用：プラスチック部品の表面にプラスチックとシリコンを接続するための下塗り剤を薄く塗布する。「中間橋」として機能し、両方の材料と化学結合を形成することができます。これは非常に効果的で一般的な方法です。

3.プロセス最適化

金型温度の向上：金型温度がシリカゲル供給業者の推奨範囲内（通常170°C-200°C）であることを確保し、均一であることを保証する。

プラスチック成形品の予熱を確保する：シリカゲルを包む前に、プラスチック成形品に一定の余温を維持させ（しかし、高すぎて変形を招くことはできない）、シリカゲルの流れと界面結合に役立つ。

射出圧力/速度の調整：プラスチック部品をエッチングしないことを保証する前提の下で、適切に射出圧力を高めて、シリコンゴムがプラスチック表面とよりよく接触できるようにする。

保圧圧力と保圧時間を最適化する：シリカゲルの冷却収縮を補償する。

金型排気を点検し、最適化する。