設 計・開 発 者 の た め の

最大7mまでの大型中空成形
複雑な形状も自在に対応
少額な金型投資で商品開発

回転成形

技 術 ハ ンド ブ ッ ク

皆さんは回転成形というプラスチック製品の成形

回転成形製品の分野方法をご存知でしょうか？一言で言いますと、中空製品を生産する成形方法のひとつです。

は日本国内では大型タンクや容器などが主流であり、一般生活の中であまり目にすることはありませんが、欧米諸中空製品の成形方法と言いますと、国内ではブロー成形が一般的

国では、家具、玩具・遊具、道路安全備品、自動車部品など、そです。しかしブロー成形で生産できる製品の大きさには制約があの活用範囲は多岐に渡っています。

り、金型費用も高額なため、確実な継続性を持った商品で無い限り、気軽に製品を企画できないのが実状です。

このハンドブックは、主に製品の設計・開発に携わっておられる方々を対象に、回転成形についての理解を深めて頂き、日々の開その点、回転成形は小ロット・多品種を得意とし、大きなものや発業務にお役立て頂けることを目的としております。これを機に、意匠性の自由度が高いものまで、少額の金型投資で製品化できる回転成形を皆様のモノづくりのレパートリーの一つとして加えてことから、近年改めて注目されている成形方法です。

頂くことができれば幸いです。

回転成形のプロセス
まず始めに、回転成形の基本的な原理からご説明します。成形のプロセスは以下の 4 つに分けられます。

1. 原料投入

2. 加熱

金型内部に必要量の原料を投入し金型をバーナーや熱風などで加熱ます。原料は次の加熱工程で溶融しながら回転させることで、投入しやすいように樹脂ペレットを微した原料は溶融し金型内部への付粉砕し、0.5ｍｍ径程度の粉末に着が始まります。加熱時間は金型加工してあります。投入が完了すの材質・形状、原料の種類・投入れば金型のフランジ部分をボルト量により、数分から数時間と変化やクランプで固定し、型締めを行します。

います。

4. 取り出し3. 冷却

型締めをしていたボルトやクラン原料が全て溶融し、金型内面へのプを取り外し、成形品を取り出し付着が完了すれば、冷却工程に移ます。製品の仕様によっては取りります。基本的には回転させたま出し後に形状保持のため治具を装ま自然放冷しますが、時には時間着して収縮を拘束することもあり短縮のため水冷却を用いる場合もます。

あります。原料樹脂の軟化温度を下回れば冷却は完了します。

回転成形機の種類
成形機は金型の回転方式と加熱方式の組み合わせにより様々な種類があり、製品形状により成形機を使い分けます。

回転方式

加熱方式

一軸回転 + 揺動運動

直火式

振り子状に左右に大きく揺れる台の上金型をバーナーなどで直接加熱します。一見単純なようですが、で金型が回転します。構造が単純なた

局部的な肉厚化や多彩な成形アレンジが可能です。

め、設備や金型を大型化することが比較的容易で、単純形状や長尺、大容量熱風循環オーブン式の成形に適しています。

オーブンの中に金型を入れて加熱します。管理された成形条件下での安定成形を得意としますが、成形アレンジのレパートリーとしては制約も多く、大量生産向けといえます。

二軸回転
二軸運動により、金型を惑星運動させ1ます。複雑な動きをするので、搭載で媒体循環式

きる金型のサイズには限界があります

オイルなどの熱媒体を直接金型に循環させて加熱します。加熱・が、凹凸の多い非対称の複雑な形状を冷却効率に優れ、細かい温度制御ができるので、より条件のシ成形することができます。

ビアな樹脂も扱えるようになって来ました。

呼称

加熱方式

回転方式

ロックンロール

直火

1 軸回転 + 揺動

1

長さ約4ｍまで、直径約3m まで、容量約2万 L 程度。単純形状向き。

ロッキングオーブン

熱風循環オーブン

1 軸回転 + 揺動

1

長さ約7ｍまで、直径約3.3m まで、容量約5万 L 程度。単純形状向き。

シャトル

熱風循環オーブン

2 軸回転

2

最大対角約2.4 m まで。凸凹多い非対称形向き。

インディペンデントアーム

熱風循環オーブン

2 軸回転

4

最大対角約1.5 m まで。凸凹多い非対称形、量産向き。

オイルジャケット媒体循環

2 軸回転

1

最大対角約500 mm まで。凸凹多い非対称形、高い難易度の樹脂向き。

搭載型数

備考

ロックンロール直火シャトル

インディペンデントアーム

オイルジャケット

回転成形の 7 つのメリット

125

自由度の高いデザイン

金型が安く早く作れる

金型自体を回転させることにより原料が隅々まで行き渡ります

主として回転成形に用いられる板金金型はので、複雑な形状でも成形が可能です。また、機械動作による2.3mm 厚の鋼板の溶接により形状が構成ピンやイジェクトを持たないため、凹凸や起伏の多い形状にもされているため、加工性に優れ、切削のロ対応できます。

スによる材料費が掛からない分安く、しか大型中空成形が可能も早く製作できます。

設備や金型の構造が簡単なため、製品を大型化することが容易多層化による高機能化が図れるです。使用する金型や成形機の種類にもよりますが、最大で全6長 7 メートルもの大型成形が可能です。

異なる種類の樹脂や顔料・添加剤を配合し小ロット・多品種への対応が容易た原料を成形途中で投入することにより多ここに紹介するのは極端な例ですが、他の成形法ではロットが異なる二色成形や発泡剤を配合した原料を大きくなったり、時には金型の再製作で莫大な費用が掛かるよ

中間層とする発泡三重層成形（右図）などうなケースでも、回転成形なら大丈夫です。

がその代表例で、単層品では得られない外「○○本の注文をしたいが、1 本だけ別の色にしたい。」

観や機能性を付加できます。

3層成形が可能です。製品外面と内面の色が発泡層「人が座る場所に強度が必要。部分的に肉厚にしたい。」「イメージより重かった。全体に肉厚を薄くしたい。」

4

特徴的な肉厚分布と高い耐衝撃性

7

ネジ類や補強パーツのインサート成形が可能
射出成形やブロー成形などと同様に部品成形時に原料の滞留時間が長い箇所、すなわちコーナーや稜線を組み込んだインサート成形を得意とし、部分は肉厚になります。これは、ブロー成形とは正反対の特徴

かなり大型のアングル補強部品などを装で、構造強度面において有利な点といえます。また、他の成形着することも可能です。( 写真は金型内に法のように、成形時に圧力をかけることがないため、残留応力仕込まれたインサートナット）も極端に少なく耐衝撃性も向上します。

回転成形

ブロー成形

射出成形
1,000,000

強度
形状複雑性

射出成形

100,000
年間生産量

大型製品の成形
小ロット・多品種
肉厚均一性

ブロー成形

10,0001,000個(安価な金型投資)

回転成形

100

複雑なインサート
10

アンダーカット
穴の開いた部品優れる

普通 ( ブローを基準 )

原料：ポリエチレン

1劣る

不適切

10

1,000

3,000

10,00040,000 〜

製品サイズ ( リットル )2

製品例
回転成形の特徴を活かした製品は、以下のような展開がなされています。

家具類

屋内外の大型テーブル・ベンチなど、意匠性を重視したデザイン家具

家庭用品

ペットハウス、郵便受け、テラコッタ調に代表されるプランター類

収納・備蓄用品

楽器等の保護ケース、梱包・輸送ボックス、工業＆農業用タンク、大型容器、雨水タンク

照明・看板灯

街路灯のグローブ、
サインボード、交通保安機材

玩具・遊具

公園のユニット遊具・滑り台、室内玩具（滑り台、プレイハウス）、カヌー

医療・福祉用品

医療用備品のカート、介護用バスタブ、救命担架

車両関連

運送ボックス、保冷車ユニット、小型車両のボディ
燃料タンク、作動油タンク、排気ダクト

小型ブース

移動可能な店舗ユニット、アーケードゲームのブース、簡易トイレ

回転成形業界の更なる発展を目指して、メーカーとその関連技術者、工業デザイナーなどを中心とする各種協会が世界の各エリアで活発な活動を見せつつあります。
そのアプローチの一つとしてイタリアの AISR という団体が主催したデザインコンペに応募された作品には回転成形の特徴を活かした「これからの柔軟な可能性」を示唆する作品が多数見られます。
AISR のホームページ
http://www.rotationaldesign.org/

3

製品設計ガイドライン
プラスチックは熱可塑性樹脂と呼ばれる通り、熱 = 温度に対し低密度ポリエチレン (LLDPE) が最も一般的素材て特定の依存性を持っています。以下に示す 5 つは、製品設計です。以降の項目も、ポリエチレンの使用を段階において、形状や寸法・物性を左右する大変重要なファク前提にしています。

ターとなります。
基本形状

溝で平面を分割 & 補強したり、緩やかな曲面収縮率形状にすると、製品形状が安定します。なお
製品内部については、金型面が接していない

ガラス転移点軟化点ため、平滑性は得にくくなります。
大きなものは全長 7m のものから小さなもの

サイズ
熱膨張係数

大きな平面をもつ形状の場合、数箇所に U 字は 300mm くらいのものまで成形可能です。

荷重たわみ
温度

製品サイズにもよりますが、最小肉厚 3mm肉厚から原料投入量により調整できます。
一例をあげますと、回転成形によく使用されるポリエチレンの収縮率は一般に 3% といわれていますが、実際には樹脂の密度、寸法精度収縮率の影響があり公差範囲は射出成形に比形状、拘束箇所により大きく左右され、2.5%〜3.5% 程度のべると大きくなりますが、精度確保が必要な幅広い範囲で、寸法収縮は発生します。金型寸法は製品寸法に箇所は成型品取り出し後の治具による強制や予想される収縮率を加味して決められます。

二次加工で対応します。

このような条件を計算に入れながら、希望する形状・特性を発抜き勾配

製品設計の詳細については、回転成形メーカーとの協議が必要

ポリエチレンの収縮を利用することにより、1 度未満の勾配設計にすることも可能です。

現できる技術が、回転成形メーカーの設計ノウハウとなります。
コーナー部

できる限り大きな R をお勧めします。箇所にになりますが、ここでは大まかな目安を右に記述しております。

もよりますが、最小 R2 〜 5 が適切な限界と製品の形状や用途により、設計のポイントも異なりますので、いえます。直角、鋭角は成形の特性上ピンホーディテールの検討を進める前に、まずは弊社にお気軽にご相談ルを招く原因となり、お勧めできません。

ください。

原料
現在回転成形に用られる原料の主流はポリエチレン ( 以下: PE)

PE は乳白色ですので、顔料を加えることによりご希望のカラーと呼ばれる汎用の合成樹脂です。PE は以下のような特徴を持っリングが可能です。さらには顔料同様、種々の添加剤をブレンており、身近な使用例では灯油の容器やレジ袋などが挙げられドすることにより、多様な性能を付加することができ、無機充ます。

填剤、発泡剤、静電気防止剤、抗菌剤、フレーバー剤などが実績としてあります。添加剤の開発と共に PE の用途展開もまだ・比重が１未満であり軽量である。

まだ可能性に富んでいると言えるでしょう。

・焼却しても有毒ガスが発生しない。
・リサイクルが容易である。

他にも、回転成形で成形可能な熱可塑・耐油性、耐薬品性に優れる。

性樹脂には次のようなものが挙げられ・衝撃強度に優れる。

ます。

一般的に PE はその密度により、高密度・中密度・低密度に大別されますが、回転成形用では成形性と物性バランスに優れたPC 成型品

直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE) が最もポピュラーです。
これら PE に関する詳しい物性などは以下のホームページをご

略号 呼称

特徴参照ください。

PP

ポリプロピレン

耐熱性、剛性PC

ポリカーボネート

高透明、高剛性、耐衝撃性

PA

ポリアミド（俗称：ナイロン）

高靭性、高耐熱性、耐溶剤性

プライムポリマーのホームページ（技術情報＞ポリエチレン）
http://www.primepolymer.co.jp/technology/material/pe/index.html

PVC ポリ塩化ビニル（半硬質〜軟質） 汎用性、各種 2 次加工特性
生分解性プラスチックス

4

金型の種類
金型にも投資額と意匠性の反映において様々な種類があり、使それらの利点を利用して、例えばブロー成形等で大量生産するい分けされております。ここではブロー成形と射出成形の金型前のテスト量産の最適解として、回転成形が利用されるケースも併せて比較してみました。

も増えてきております。

射出成形やブロー成形の金型は、内圧が著しく掛かるため高剛性が必然条件となり、また形状によってはスライド型などの機械構造が必要となる為、材料費、加工費、部品費、さらには設計工数にいたるまで、その費用は高額になります。また追加改造も容易ではないため、製作には慎重を要し、設計工数・日数とともに、製品計画をするお客様にもその経験が問われることとなります。
一方、回転成形用金型では安価な金型費で製作でき、前述のような問題点も無く、さらには後改造も可能な為、設計を担当されるお客様にとっては比較的容易に企画立案できます。
成形方法
金型種類
素材

板金溶接金型

アルミ鋳造金型

回転成形

ブロー成形

射出成形

板金溶接

鋳造

機械切削

電気鋳造

機械切削

機械切削

SS

アルミニウムアルミニウムニッケル

SS

SS,SUS

得意サイズ

中型〜超大型

小〜中型

小〜中型

小〜中型

小〜中型

小〜中型

得意形状

主に 2 次曲面

3 次曲面

3 次曲面

3 次曲面

3 次曲面

3 次曲面

大気圧

大気圧

大気圧

大気圧

射出樹脂圧

圧縮空気圧

寸法精度
増面再現性
改造の容易さ
成形内圧
製作納期
制作費
優れる

良い劣る

不可

特注製品開発のプロセス
ご要望・お問い合わせ

まずはお客様の企画・製品案の概要をお聞かせください。企画途中の案件や、製品の詳細がまだ固まっていない段階、又は設計・予算面などにおいて従来通りの開発に行き詰まっているような場合などでも、お気軽にご相談ください。回転成形が持つ自由度を活かした様々な提案をさせて頂きます。

詳細打ち合わせお客様の製品計画を元に、実設計に向けてのより具体的な打ち合わせをします。基本的形状・機能・性能の決定、成形に用いる金型の選定、初期・量産時のコストのシミュレーションなど開発の基本要点と設計ディテールについて、お打ち合わせさせて頂きます。

図面提出

上記打ち合わせにて確認した内容を元に、製品の図面をお客様に提出します。この図面をたたき台に細部の調整を加えていき、最終的にお客様から図面の承認を頂きます。

金型製作承認された図面に基づいて金型図面をおこし、金型を製作します。製作期間は金型の種類や形状などによって異なりますが、概ね図面承認より 30〜60 日くらいです。

試作検証

試作品を製作し、お客様と共に試作が計画通りに仕上がっているかを検証します。修正するべき点があれば、金型修正の上、再度試作を行います。特に板金金型においては、金型修正がしやすく、トライアル的要素が多い商品開発では大きなメリットとなります。

量産開始

5

試作で最終確認できたものを、お客様の量産計画に基づいて量産します。

FAQ
Q: 製品に塗装はできますか？

Q: タンクとしての耐熱性は？

A: 一般的にポリエチレンへの塗装は難しく、顔料を混合して、A: ポリエチレンタンクの許容温度（内溶液）は 60℃です。

樹脂自体に色をつける方法が一般的です。回転成形は、原それ以上の使用温度に対応するポロプロピレン (PP) タン

料投入を成形毎に行うので、細やかな色計画が可能です。

クも現在実用テスト中です。最寄りの弊社営業所又はホームページからお問合わせください。

Q: 回転成形製品の色は何色ありますか？
A: 標準色としては 8 色ありますが、調色も可能です。特別な色のご要望があればご相談ください。

Q: タンクをユニットの一部に組み込みたいのですが、カタログの商品以外に注文できるでしょうか？
A: はい。例えばオイルタンクや冷却水タンク等、実績は多数

Q: 透明な製品をつくることはできますか？

あります。少量生産、形状が複雑な製品も可能です。最寄

A: PC( ポリカーボネイト）を使用することにより、一部可能りの弊社営業所又はホームページからお問合わせください。

なものもあります。
Q: 食品用途に使用できますか？
Q: シルク印刷はできますか？また、カラフルなロゴ等は印刷できますか？

A: はい。スイコーポリエチレンタンクは「ポリオレフィン等衛生協議会」登録の適合原料（通称 PL 証明）を使用してA: はい、可能です。シルク印刷以外にも、ロゴマークや警鐘おります。特にスイコータンクは多層構造で、内溶液に触サイン等を多色刷りした特殊なポリエチレンシートを成型れる内層はナチュラル仕様になっておりますので、安心し時に加熱含浸されることにより、繰り返しの摩擦や曲げ応てご使用頂けます。

力に対して非常に強い印刷面を得る手法もあります。
Q: ポリエチレンの材質を活かしたタンク納入の実績は？
Q: シボ加工はできますか？
A: 可能です。梨地、艶消し等、様々な加工が可能です。

A: リサイクル可能、耐蝕性に強い点を活かし、各市町村水道局・施設、衛生処理施設、浄化センター、清掃工場、汚泥処理センター、大学、病院等多くの施設に採用されています。又、Q: ブロー成形、射出成形と比較して回転成形の金型費用は？

2005 年には「日本下水道事業団」の認定を受け、今までA: 成形品の形状等により異なりますが、概ね金型の金額比は数多くの納入実績があります。

回転成形 : ブロー成形 : 射出成形 = 1 : 4 : 10 です。
Q: 回転成形の製品はどこで見ることができますか？
Q: 回転成形での新規製品の開発期間は？
A: 製品の仕様により大きく左右されますが、お客様に図面承認を頂いてから製品完成まで 45〜60 日くらいが目安です。

A: 滋賀及び熊本工場にショールームを常設しています。その他、プラスチックフェアー等の展示会に出品しております。
ショールームの見学をご希望の場合は、最寄りの営業所又はホームページにてご連絡ください。

Q: CAD 面の開発環境は？
A: 弊社では 3D は SOLIDWORKS、2D は AUTOCAD を導入しています。

Q: 工場を見学することは可能ですか？
A: はい。尼崎本社工場・滋賀第一・滋賀第二・熊本工場及びグループ会社の東北スイコー（岩手）、北海道スイコー（砂Q: 試作前に、製品強度を検証することはできますか？

川市）を合わせ 70 台の回転成形機を保有し、その中にはA: 可能です。弊社では製品の 3DCAD データを構造解析する国内最大級の成形機も含まれます。見学をご希望の場合は、ことにより、様々な角度から仮想実験を繰り返し、設計段最寄りの営業所又はホームページにてご連絡ください。

階で完成度を高めた上で、試作による検証が行えます。このため、試作および検証の回数を減らし、開発の時間と経

Q: 環境面の取り組みを教えてください。

費を削減することができます。

A: 回転成形に使用するポリエチレンは軽量、焼却処理しても無害で、かつリサイクルが可能な環境に優しい素材です。

Q: ポリエチレン製品は、どれくらいの期間使用できますか？

なお弊社では、使用済製品の回収から再資源化にいたるま

A: 製品の使用条件により左右されますが、目安として屋外暴での流れを独自でサポートできる体制づくりを進めていま

露 10 年相当以上の耐候処方を確立しています。(SWOMす。また、2007 年 6 月には、ISO14001 を取得しました。

2000 時間 )また現在使用している製品を FT-IR という劣化診断技術を用いることにより、実使用条件下での商品寿命を推定することができます。一般的な劣化診断のように製品の一部を試験片として採取するのではなく、製品の表面を専用のキットで採取した微粉末から評価できるため、使用しながらの劣化診断が可能であり、設備の更新時期などの目安になります。

6回転成形についてのお問い合わせ、ご相談は、、、。

スイコー 株式会社
本社営業部
Tel: 06 - 6412- 5851

Fax: 06 - 6413 -1803〒 660 - 0857 兵庫県尼崎市西向島町86 番地

東京営業所
Tel: 03 -3823 -7515

Fax: 03 -3823 -7055〒 114 - 0015 東京都北区中里 1丁目10 番 6 号 (駒込 K ビル 5F)

名古屋営業所
Tel: 052- 679 - 5340

Fax: 052- 679 - 5341

〒 456 - 0013 名古屋市熱田区外土居町 9 番 14 号 (トキワ外土居ビル )九州営業所
Tel: 096 -293 - 0200

Fax: 096 -293 - 0301

〒 869 -1236 熊本県菊池郡大津町杉水字一ノ迫 3019 -1

グループ企業
東北スイコー株式会社
Tel: 0197- 66 - 5055

Fax: 0197- 66 - 5054

〒024 - 0004 岩手県北上市村崎野14 地割 455 番地11

北海道スイコー株式会社
Tel: 011-398 - 5510

Fax: 011-398 - 5522

〒 063 - 0051 北海道札幌市西区宮の沢1 条 3 丁目 4 -12

スイコー株式会社では全事業所・工場で ISO14001・9001 を取得しております。

URL: http://www.e-suiko.co.jp/

平成 21 年 5 月作成