焼け

　多くの物質は、大気中の酸素と結合することで発火して燃焼します。プラスチック成形材料、中でも熱可塑性樹脂は、発火点を越えると燃焼してしまいます。燃焼まで至らなくても、金型の中でエアーベントが不十分な場所で密閉された空間に、溶融樹脂が短時間に圧縮されると焼けが発生します。このときは樹脂温度が発火点を超えている場合には、黒く焼け焦げていることにになります。 　物質の発火点は、計測方法によってもばらつきがありますが、およそ下記のような温度であることが知られています。

　プラスチック成形材料は、一般にペレット状態に加工されて、紙袋などに入れられて原材料メーカーから搬入されてきます。 　ペレットには、大気中の水分が吸湿されていますので、水分が多く含まれたままで射出成形加工してしまいますと、樹脂の種類によっては加水分解を発生したり、物性が低下したりする場合があります。また、銀条（シルバーストリーク）が成形品の表面に発生したり、ガスによるショートショットや焼けが発生しやすくなる場合もあります。 　そこで、成形材料の多くは、ホッパードライヤーへ投入する前に、箱形乾燥炉で予備乾燥させることが必要になります。 　予備乾燥は、適切な乾燥温度と乾燥時間を守ることが推奨されます。適正な温度以下でいくら長時間乾燥させても、水分は思うように排除できない場合があるからです。予備乾燥が終わった材料は、できるだけ早く使いきるようにします。余ってしまった材料を後日使用する場合には、再度の予備乾燥を行いましょう。 　【表1】には、特殊なプラスチックの予備乾燥条件を示しています。 【表1】プラスチック成形材料の予備乾燥湿度

　プラスチック射出成形では、細いリブの先端部等にガス焼けが発生し、成形品の一部が黒変し炭化してしまう現象が見られる場合があります。 　ガス焼けの発生メカニズムは、金型のキャビティ内部の空気が、キャビティ内部に流入してきた溶融プラスチックによって排気される際に、行き場のない閉塞状態となってしまった場合に、空気が圧縮されるために自己発熱し、それによって燃焼するために発生します。 　空気は、気体ですので圧縮されますが、圧縮に伴って発熱します。自転車のタイヤに空気入れで空気を送り込む時に、空気入れが熱くなるのと同じ理屈です。 　キャビティ内部の残存空気の圧縮は、通常0.1〜0.5秒程度の短時間に発生し、しかも1平方センチあたり200〜500kgfもの高い圧力で圧縮されるので、簡単にプラスチックの燃焼温度まで昇温してしまいます。（【図】参照）

　プラスチック成形材料のペレットは、一般的に空気中の水分をある割合で吸水しています。 　吸水量が多いと、射出成形機のシリンダーの中で溶融混練している過程で樹脂が加水分解を起こしたり（水を引き金として化学分解を起こす樹脂もあります）、射出成形した際に成形品の表面に銀条（シルバーストリーク）が走ったり、気泡、光沢不良、転写不良などを起こすことがあります。 　そこで、成形材料のペレットは、あらかじめ乾燥装置に投入して水分を除去することが必要になります。 　予備乾燥を適切に行わないと、流動性の変動や物性の低下、成形不良を引き起こす原因となります。 　乾燥装置には、以下の種類が主に使用されています。 （1）熱風乾燥機 　ホッパードライヤーと箱形乾燥炉が代表的な装置です。熱風をペレットに吹きかけて水部を蒸発させる方法です。 　一般的な簡便な乾燥方法ですが、水分を充分に取り除きたい場合には適していません。

　焼け（burn）は、成形品の表面に黒い燃焼物が発生する現象です。溶融プラスチックがキャビティ内に充填される際に、キャビティ内部に残存している空気が圧縮された際に発熱し、プラスチックが燃焼することが発生原因です。 　焼けは、外観品質の不良や部品形状の欠落、物性低下などの不具合になります。 　焼けを解決するための対策案は、下記のような方法が考えられます。

　射出成形加工を行っている時に、成形機を一次停止したままにしておくと、射出シリンダーの中の溶融プラスチックが熱分解を起こすことがあります。 　熱分解が発生すると、下記の現象が発生します。