基本プロパティ
HDPEは、水よりも軽い密度（0.941～0.960 g/cm³）を持つ、不透明で白色のワックス状の材料です。柔らかく強靭で、LDPEよりも硬く、伸びにくいという特徴があります。無毒で無臭です。
燃焼特性
引火しやすく、炎源を取り除いても燃え続けます。炎は上部が黄色、下部が青色です。滴りながら燃えながら溶け、黒煙は出ず、パラフィンのような臭いがします。
主な利点
- 酸、アルカリ、多くの有機溶剤に耐性があります
- 優れた電気絶縁性
- 低温でも強度を維持
- LDPE よりも表面硬度、引張強度、剛性が高く、PP に近い。PP よりも丈夫だが、表面光沢は PP よりも劣る。
主な制限事項
- エンジニアリングプラスチックに比べて機械的特性が劣り、ガスバリア性が低い
- 変形、老化、脆さ（PPほど脆くはないが）、応力亀裂が発生しやすい
- 表面硬度が低いため傷がつきやすい
- 印刷が難しい（表面コロナ処理が必要）; 電気メッキができない; 表面に光沢がない
代表的な用途
- 押し出し： 包装フィルム、ロープ、織り袋、漁網、水道管
- 射出成形： 低価格の日用品および住宅、非荷重支持部品、トートバッグ、ターンオーバークレート
- 押し出しブロー成形： 容器、中空製品、ボトル
射出成形
HDPEは、再利用可能な薄壁のドリンクカップから、 5ガロン 缶用として使用され、国内HDPE消費量の約5分の1を占めています。射出成形グレードのメルトインデックス（MI）は通常5～10です。より強靭で低流動性のグレードと、より加工性に優れた高流動性のグレードがあります。用途としては、薄肉の消費者向けおよび食品包装、強靭で耐久性のある食品缶や塗料缶、小型エンジンの燃料タンクなどの高ESCR用途などがあります。 約90ガロン ゴミ箱。
特徴:
典型的な融点 ≈ 142℃; 分解 ≈ 300℃. 広い射出温度範囲。処理温度は通常 180～230℃HDPEはオレフィンであるため吸湿性がなく、通常は乾燥の必要はありませんが、品質を保つために、 60℃で1時間 表面水分を除去するために。溶融粘度が高く、流動長比が低いため、薄肉部品ではショートショットが発生する可能性があるため、ゲートとランナーは比較的大きくする必要があります。部品は静電気や表面ダストを吸着しやすい傾向があります。 成形収縮率 ≈ 16‰（1.6%）; フラッシュ制限 ≈ 0.05ミリメートル.
パフォーマンス：
HDPE は、耐熱性と耐寒性、化学的安定性、剛性と靭性が高く、機械的強度が強固です。誘電特性と ESCR は良好です。LDPE と比較して、HDPE は硬度、引張強度、耐クリープ性に優れています。耐摩耗性、電気絶縁性、靭性、低温性能はすべて良好です (全体的な絶縁性は LDPE よりわずかに劣ります)。化学的に安定しており、室温では有機溶剤に溶けません。酸、アルカリ、さまざまな塩に耐性があります。フィルムは水蒸気と空気の透過性が低く、吸水性も低いです。耐老化性が低く、ESCR は LDPE より劣っています。熱酸化劣化により特性が低下するため、酸化防止剤と紫外線吸収剤が添加されます。HDPE フィルムは、荷重下での熱変形温度が比較的低いため、アプリケーションでこれを考慮してください。
製造プロセス
PEは、主に スラリー または 気相 プロセス、あまり頻繁には経由しない 溶液相これらの発熱反応には、エチレンモノマー、α-オレフィンコモノマー、触媒系（多くの場合、多成分系）、および炭化水素希釈剤が関与します。分子量を制御するために、水素と特定の触媒が使用されます。
スラリーリアクターは、典型的には撹拌槽式ですが、より一般的には、スラリーを循環させる大型のループリアクターです。エチレン／コモノマーと触媒が接触すると、PE粒子が形成されます。希釈剤を除去した後、粒子／粉末は乾燥され、添加剤が添加されてペレットが製造されます。二軸スクリュー押出機を備えた最新のラインでは、 >40,000ポンド/時 PE の新しい触媒により、新しい HDPE グレードの性能が向上しました。
2つの一般的な触媒ファミリーは 酸化クロム（フィリップス） そして チタン化合物/アルキルアルミニウム（チーグラー・ナッタ）フィリップス触媒は通常、 中くらい MWD; ジーグラー・ナッタ触媒は 狭い MWD。デュアルリアクター装置で狭いMWDポリマーに使用される触媒は、 広域MWD 例えば、2つの反応器を直列に接続し、著しく異なる分子量の生成物を生成すると、 二峰性 非常に広い MWD を持つポリマー。
分子量、融点、MWD
- 分子量（Mw）： だいたい 4万～30万 一般的なHDPEグレードの場合、粘度は試験温度とせん断速度にも依存します。Mwはレオロジー測定または分子量測定によって評価されます。
- 融点指数（MI、230℃/2.16 kg）： だいたい 100 → 0.029 g/10分 グレード全体にわたり、Mw が高い (MI が低い) ほど溶融強度、靭性、および ESCR が向上しますが、処理がより厳しくなります (圧力/温度が高くなります)。
- 分子量分布（MWD）： 触媒やプロセスによって、狭い範囲から広い範囲まで変化する。一般的な指標は多分散度（HI = Mw/Mn）であり、典型的には 4～30 HDPE向け。狭いMWDは反りを低減し、成形時の衝撃を緩和します。中～広いMWDは押出性を向上させ、非常に広いMWDは溶融強度と耐クリープ性を向上させます。
添加剤
- 抗酸化物質: 加工中の劣化や使用中の酸化を防止します。
- 帯電防止剤： ほこりや汚れの付着を減らすために、多くの包装グレードで使用されます。
- 特別パッケージ: 例: ワイヤー/ケーブル用の銅抑制剤。
- UV/耐候性: 屋外での使用には、紫外線安定剤またはカーボンブラックを添加する必要があります。紫外線安定剤またはカーボンブラックを含まないPEは、屋外での継続的な曝露には推奨されません。高品質のカーボンブラックは、屋外の電線、ケーブル、ライナー、パイプに優れた紫外線耐性を提供します。
射出成形：パラメータガイド
バレル温度プロファイル （括弧内は標準設定値）
- フィードゾーン: 30～50℃ （50℃）
- ゾーン1: 160～250℃ （200℃）
- ゾーン2: 200～300℃ （210℃）
- ゾーン3: 220～300℃ （230℃）
- ゾーン4: 220～300℃ （240℃）
- ゾーン5: 220～300℃ （240℃）
- ノズル： 220～300℃ （240℃）
一般設定と注意事項
装備: 標準3ゾーンスクリュー（標準 L/D ≈ 25:1包装には、特殊な混合およびせん断セクションを備えたスクリュー、オープン（ストレート）ノズル、逆止弁を使用します。
ショットサイズの使用率: 35%–65%
フロー長さ対壁厚（L/t）： 50:1～100:1
溶融温度: 220～280℃
樽保持/浸漬: 約220℃
金型温度: 20～60℃
射出圧力: 80～140 MPa（800～1400 bar）; 薄壁パッケージングには最大 180 MPa（1800バール）
充填/保持圧力: 30%～60% 射出圧力（HDPE は大幅に収縮するため、精度が重要な場合は十分な時間保持してください）
バックプレッシャー: 5～20 MPa（50～200 bar）; 低すぎると部品の重量や色の分散にばらつきが生じる可能性があります
射出速度: 高い 薄壁包装用。 中くらい 他の部分にも適していることが多い
スクリュー速度: 高い 線速度（≈ 1.3 m/s）が許容される；冷却が終了する前に可塑化が完了することを保証する；低トルク要求
計量ストローク: 0.5～4D （最小値～最大値） 4D 十分な滞留時間を提供する
クッション（残留）： 2～8mmショットサイズとスクリュー径に応じて
予備乾燥： 不要; 保管状態が悪い場合は、乾燥した 80℃ × 1時間
再研磨：最大 100% 再利用可能
収縮率: 1.2%–2.5%反りが発生しやすい。成形後の収縮は、 24時間
ゲート/ランナー: ピンゲート、加熱ホットランナー、断熱ランナー、または内部ゲートブッシュ。比較的小さな断面積で薄肉部にも適しています。ダウンタイム中に特別なパージは不要です。PE は温度上昇に耐えます。
