プラ太郎

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射出成形の知識

【徹底解説】 混合比の求め方 主材+粉砕材+マスターバッチ 材料管理 射出成形 技能検定

射出成形では、主材粉砕材マスターバッチ混合して成形します。

この3種類を混ぜる時

  • 40倍
  • 100:3
  • 40% など

その混合比率の呼び方は様々です。

ここが紛らわしいポイントです。

 

こんな悩み?

  • 今更聞けない混合比。
    うろ覚えなんだよなぁ。
  • 粉砕材リターンする時
    MB配合比は変わるの?
  • ランナー比率が多い時
    粉砕材余るよね?

 

射出成形工場における「材料費」の割合はとても高いです。
製品によっては、売上単価の半分以上が材料費というものもあります。

つまり、材料費をきちんと管理することが、売上のUP・downに直結します。

さて本日は、そんな材料管理のお話です。
粉砕材の混合比は、多くの方が理解できています。

基本がしっかり理解できていないと正解が導き出せません。

本日は詳しく解説して参ります。

 

1.混合比(主+粉+MB)の求め方

混合比(主+粉+MB)計算は、複雑です。
適正な混合比は3ステップで求めます。

 

step
1
1ショット中の、
製品・ランナー比率を求める。

step
2
ランナー比率から、
粉砕材の混合比を求める。

step
3
主:粉:MBの
比率に展開する。

 

1ステップづつ解説していきましょう。

 

(0)確認しよう品質規格(粉砕材の混合比率)

まず、製品ごとに客先、自社で取り決めた品質規格を確認しましょう。

それぞれの製品には、「◯◯%まで粉砕混合可能」と粉砕材の混合可能割合が決まっています。

粉砕材は、一度熱が加わった樹脂をリサイクルするので、強度、結晶度が低下するからです。

 

前提として、粉砕材の混合割合に収まることとして話を進めていきます。

 

(ⅰ)1ショット中の製品・ランナー比率を求める。

まずは、1ショット中の製品・ランナー【比率】を求めます。

「製品A」を参考に考えてみましょう。重量は下記の通りです。

 

重量 製品重量(g) ランナー重量(g)
製品A 50.0 30.0

1ショット重量は、80.0gです。

 

製品比率=50.0÷80.0×100=62.5%

ランナー比率=30.0÷80.0×100=37.5%

比率 製品比率(%) ランナー比率(%)
製品A 62.5 37.5

 

 

(ⅱ)ランナー比率から、粉砕材の混合比を求める。

製品Aの1ショット中の比率がわかったところで、次のステップです。

最適な粉砕材の混合比を求めましょう。

 

ランナーリターンして生産するポイントは、

1ショット中のランナー比率以上で、
粉砕材を混合していく
ことです

 

製品Aのランナー比率は、37.5%です。

理論では、この37.5%の比率で
粉砕材をリターンしていくことで、
ぴったり余すこと無く生産できます。

 

ただし、粉砕機、ローダー、混合機の動作タイミングやばらつきを加味すると、
ランナー比率+2~5%で粉砕リターンするのが最適です。

 

この場合で言えば、39.5~42.5%の割合でランナーリターンしていけば、
粉砕材があふれることなく生産できます

 

わかりやすく解説するために40%で話を進めていきます。

 

プラ太郎
ランナーの粉砕材を、余すこと無く
リターンするには、
ランナー比率+2〜5%
混合率が最適です。

 

(ⅲ)主+粉+MBの混合比に展開する。

カラーペレットや、ナチュラル材を使用した場合の
粉砕材の最適な混合比は
解説してきた(ⅰ)(ⅱ)にて求められます。

(ⅰ)1ショット中の、製品・ランナー重量比率を求める。

(ⅱ)粉砕材の最適な混合比を求める。

 

さらに、ここにマスターバッチ(MB)を混合しなくてはいけない時は
どう混合比率を考えれば良いでしょうか?

 

①粉砕材の混合比率

まず、粉砕材の混合比率の考え方は変わりません。
ランナー比率+2~5%で設定します。

製品Aの粉砕材配合比は、40%となります。

②MB(5%)混合するにはどうするか??

主材(ナチュラルカラー)に対して、MBは5%です。

主材(%) MB(%)
製品A 95

この条件に粉砕材をリターンし混合していきます。

ここでのポイントは、
粉砕材はすでに着色済みである。」という事です。

 

ですので、粉砕材に対しては、MBを混ぜる必要はありません

①で求めた粉砕材の混合比率(40%)を
そのままリターンしていきます。

 

主材はMB5%を混ぜなければいけません。

全体を100%と考えた時、
粉砕材を引いた残り60%に、MB5%を混合していきます。

 

主材=(100-40)×0.95=57%
MB=(100-40)×0.05=3%

 

つまり、製品Aを、粉砕材リターンさせながら、
主材に5%のMBを混合させるには主材:粉砕材:MBの混合比率はこちらになります。

主材(%) MB(%) 粉砕材(%)
製品A 57 40

 

プラ太郎
粉砕材は、既に着色済と考えることがポイントです。

 

粉砕材の配合比率は、製品によっては、
仕様書にて指定されていることがあります。

例)【製品B 粉砕の配合比 30%】

ランナー比率以上に混合できないこともあります。
そんな製品は粉砕材が、余ります。
しかし、その粉砕材の余りを見越して
製品の加工費が見積もりされています。

まずは、製品仕様書、客先との取り決めを良く確認して下さい。

 

 

2.配合比率の呼び方

先述したとおり

配合比の呼び方は様々です。

  1. 〇〇倍
  2. 100:3
  3. 40%

基本的な考え方は一緒です。

小学校の算数でならった

【25:X=○:□】

の式に当てはめていきます。

詳しく1つずつ解説していきます。

 

ⅰ. 〇〇 倍

マスターバッチ40倍で混合する。

主材25kgに対して、マスターバッチ40倍とは、

25:X=40:1 で計算します。
主材25kgを40とした時、マスターバッチは1です。

 

25:X=40:1
40X=25
X=0.625kg

 

主材25kgに対して、マスターバッチ40倍で混合するには、

0.625kgのマスターバッチが必要です。

 

 

ⅱ. 100:○○

マスターバッチを、100:3で、混合する。

主材25kgに対して、マスターバッチを100:3で混合するとは、

25:X=100:3で計算します。
25kgを100とした時、マスターバッチは3です。

 

25:X=100:3
100X=75
X=0.75kg

 

主材25kgに対して、マスターバッチを100:3で混合するには、

0.75kgのマスターバッチが必要です。

 

ⅲ. 〇〇 %

30%のマスターバッチを混合するというケースはないと思います。
こちらは、粉砕材の混合比率で良く使わせる表現です。

主材25kgに、粉砕材を30%混ぜるには、

25:X=70:30
(主材25kgを70とすると、粉砕剤は30です。)

 

25:X=70:30
70X=750
X=10.7kg

 

主材25kgに、粉砕材を40%で混合するには

10.7kgの粉砕材が必要です。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.まとめ

混合比(主:粉:MB)の求め方

  1. 1ショット中の、製品・ランナー比率を求める。
  2. ランナー比率から、粉砕材の混合比を求める。
  3. 主:粉:MBの比率に展開する。

色々な混合比率の求め方

  1. 〇〇倍
  2. 100:○
  3. ○○%

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