発生メカニズム

離型不良は、その現象から主に4つのメカニズムに分類して理解することができます。

付着・凝着

溶融樹脂が金型の表面に接触し、冷却・固化する過程で、分子間力などによって両者の界面が強く引き合い、まるで接着剤のように「貼り付いてしまう」現象です。特に、樹脂の粘着性が高い場合や、金型表面が滑らかすぎたり、逆に粗すぎたりすると発生しやすくなります。

機械的な「かみ込み」

製品形状や金型構造に起因して、物理的に引っかかって抜けなくなる現象です。代表的なものに、金型の抜き方向に対して垂直、あるいは逆向きの形状（アンダーカット）や、抜き勾配が不足している、あるいは逆勾配になっている部分での引っかかりがあります。また、冷却時の樹脂の収縮によって、製品が金型のコア（凸部）に強く「抱きつき」、抜けなくなる現象もこれに含まれます。

真空吸着

コップやお椀のように底の深い形状や、袋小路状の凹部を持つ製品を離型させる際、製品と金型の間に空気が入る隙間がないと、両者の間が真空状態になります。この大気圧との差によって製品が金型に強く吸い付けられ、抜けなくなる現象です。

熱的な「かみ込み」

金型内の冷却が不均一で、部分的に温度の高い箇所があると、その部分の樹脂だけ収縮が遅れます。この不均一な収縮によって製品内部に応力が発生し、金型を強く拘束することで離型抵抗が急増する現象です。過充填（オーバーパック）によって製品が金型に強く押し付けられ、収縮しようとする力と相まって抜けにくくなるケースもこれに類します。

設計による原因

離型不良は、製品の設計段階でその原因が生じているケースが多くなっています。

抜き勾配不足／逆勾配

離型不良の最も基本的な原因です。製品の側面には、金型からスムーズに抜けるように、わずかな傾斜（抜き勾配）が必要です。この勾配が不足していたり、意匠を優先するあまり、あるいは設計ミスで逆勾配になっていたりすると、離型時に製品側面が金型と擦れ、深刻な抵抗となります。特に梨地やシボなどの表面テクスチャを持つ面では、より大きな抜き勾配が求められます。

アンダーカット・鋭角R

フックやスナップフィットのようなアンダーカット形状は、そのままでは金型から抜けません。また、リブの根元やコーナー部のR（角の丸み）が小さすぎると、応力集中や機械的なかみ込みの原因となります。

肉厚ムラ・ボス根元の厚肉

製品の肉厚が不均一だと、冷却時の収縮量も場所によって異なります。厚肉部は収縮が大きく、金型のコア側に強く抱きつきやすくなります。特に、ボス（円筒状の突起）の根元は肉がたまりやすく、抱きつきの代表的な発生箇所です。

真空吸着を誘発する形状

深い箱型やカップ形状、あるいは密閉されたリブで囲まれた凹部などは、構造的に真空吸着を発生させやすい形状です。

意匠面優先のゲート配置

美観を優先して不適切な位置にゲートを設けると、充填の末端部で過充填（オーバーパック）が起こりやすくなります。この局所的な過充填が、部分的な収縮のアンバランスや金型への抱きつきを誘発し、離型不良の原因となります。

金型による原因

製品を形作る金型そのものの構造や状態も、離型不良の直接的な原因となります。

表面粗さ・テクスチャと勾配の不整合

金型の表面が粗すぎると、樹脂との摩擦抵抗が増大します。また、梨地やシボといったテクスチャ（模様）の深さに対して、設定された抜き勾配が不足していると、模様の凹凸に樹脂が食い込み、抜けなくなります。

冷却回路の偏り

金型内の冷却回路の配置が不均一で、キャビティ側とコア側で冷却速度に大きな差があると、製品は収縮の大きいコア側に強く抱きつきます。

エジェクタ設計不良

製品を金型から突き出すエジェクタピンの本数や配置、径が不適切だと、製品に均一な力をかけることができません。局所的に強い力がかかると、その部分が白化したり、変形・破損したり、擦り傷が付いたりします。

パーティング段差・カジリ

金型の合わせ面（パーティングライン）に段差があったり、スライドコアなどの摺動部が摩耗して「カジリ」が発生したりしていると、製品がその部分に引っかかり、離型不良の原因となります。

ベント不足による真空吸着

金型内のガスを排出するベントは、離型時には製品と金型の間に空気を取り込む「吸気口」としての役割も果たします。このベントが不足していると、真空吸着を助長することになります。

ゲート・ランナー位置／断面

ゲートの位置や断面積が不適切で、特定の箇所に過度な充填圧力や保圧がかかると、その部分の抱きつきが強くなり、離型抵抗を増大させます。

成形条件による原因

成形条件の不適切な設定も、離型不良を誘発、あるいは悪化させます。

保圧・射出過多

保圧が高すぎる、あるいは保圧時間が長すぎると、製品が金型に強く押し付けられる「過充填（オーバーパック）」状態になります。これにより金型への抱きつきが強くなり、離型抵抗が増大します。分子配向が強くなることで、白化や割れも発生しやすくなります。

金型温度・樹脂温度の過多／不足

金型温度や樹脂温度が高すぎると、樹脂の粘着性が増し、金型表面に貼り付きやすくなります。逆に低すぎると、樹脂が早期に固化して流動性が低下し、金型表面との摩擦が増加します。

冷却時間の過不足

冷却時間が不足していると、製品がまだ柔らかい状態で突き出されるため、エジェクタピンによる変形や傷、白化が発生します。逆に冷却時間が長すぎると、製品が完全に収縮して金型に強く固着し、離型抵抗が増大します。

エジェクタ速度・タイミング

製品を突き出すエジェクタの速度が速すぎると、製品に衝撃的な力がかかり、白化や欠けの原因となります。また、突き出しのタイミングが早すぎたり遅すぎたりすることも、真空吸着や変形を助長します。

材料・表面による原因

使用する樹脂材料の特性や、金型表面の状態も離型性に影響します。

材料の摩擦特性・粘着性

エラストマーのようなゴム弾性を持つ材料や、ガラス転移点（Tg）付近の温度で運転される非晶性樹脂などは、本質的に金型への粘着性が高く、離型不良を起こしやすい傾向があります。

充填材・繊維露出

ガラス繊維（GF）などで強化された材料では、成形品の表面に繊維が露出し、表面粗さが大きくなることがあります。これが金型との摩擦を増大させ、離型抵抗を高めます。

乾燥・揮発分管理不良

材料の乾燥が不十分だと、発生したガスや揮発成分が金型表面に付着・蓄積（モールドデポジット）します。この付着物が微小なアンダーカットのように作用し、離型性を悪化させます。

離型剤の不適合／ムラ

外部塗布タイプの離型剤を使用する場合、製品の材質や形状に対して離型剤が不適合であったり、塗布ムラがあったりすると、部分的な貼り付きが発生し、安定した離型が得られません。

設備・運用による原因

成形機本体や、日々のメンテナンスといった運用面も無視できません。

エジェクタ機構のガタ・芯ズレ

成形機のエジェクタ機構にガタがあったり、金型との芯がズレていたりすると、エジェクタピンが傾いたまま製品を押すことになり、片当たりによる傷やカジリの原因となります。

メンテ不足

金型表面のテクスチャ（シボ）の目詰まり、ガスや添加剤による腐食、繰り返しの成形による摺動部の摩耗など、メンテナンス不足は金型表面の状態を悪化させ、摩擦抵抗を増大させます。

原因の見極め方

離型不良の原因は多岐にわたるため、まずは現象をよく観察することが重要です。

発生位置パターン

不良はコア側（凸部）で起きていますか、それともキャビティ側（凹部）ですか？リブやボスの根元など特定の形状に集中していますか？これにより、抱きつきなのか、抜き勾配不足なのか、あたりをつけることができます。

痕の種類

白化や応力亀裂が見られるなら過充填や突き出しの無理が、擦り傷なら抜き勾配不足や表面粗さが、欠けや歪みなら突き出しバランスの悪さが疑われます。

条件依存性

保圧を下げたら改善しますか？冷却時間を変えたらどうなりますか？金型温度の感度は？特定の条件に強く依存する場合、そのパラメータが主原因である可能性が高いです。

まとめ

離型不良は、一見複雑に見えますが、「付着」、「機械的なかみ込み」、「真空吸着」、「熱的なかみ込み」という4つのメカニズムで整理すると、原因の切り分けがしやすくなります。不良の発生箇所や痕跡を注意深く観察し、どのメカニズムが支配的かを推測することが、的確な対策への第一歩です。

府中プラでは、これらの体系的な知見に基づき、お客様が抱える離型トラブルの解決をサポートします。次回の対策編では、今回解説した「設計」、「金型」、「条件」、「材料」、「運用」の各視点に基づき、具体的な改善策とその優先度を詳しく提示していきます。

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