IBM金型材料:P20 H13 S136鋼、金型選定:韓国エバーパワーZQ
IBM金型材料の選定は、製造されるすべての容器の金型コスト、生産寿命、研磨性、耐食性、表面品質を決定します。Korea Ever-Powerは、成形材料、生産量、表面仕上げ要件、および使用環境に基づいて、IBM金型部品ごとにP20、H13、またはS136金型鋼を選定します。このガイドでは、韓国の化粧品、医薬品、および産業用IBMプログラムにおける、主要な3種類のIBM金型鋼の特性、射出成形キャビティ、ブロー成形キャビティ、コアロッド、およびネックインサート部品の選定基準について説明します。
KOREA EVER-POWER · 京畿道安山市 · 2026年7月
エンジニアリングリファレンス · IBM金型鋼の主要特性
P20硬度
ローマ28-34
P20プレ硬化金型鋼 ― 韓国の化粧品用IBM射出成形・ブロー成形金型の標準材質。再研磨間隔は2~3ヶ月。
H13硬度
Rc 44-48
H13熱間加工用工具鋼 ― 韓国の大量生産向け化粧板IBM(国際研磨加工)で、年間800万サイクル以上。再研磨間隔は500万~800万サイクル。
S136硬度
RC 50-54
S136ステンレス鋼金型鋼 - 韓国の製薬会社およびABS IBMネックインサートに使用され、耐食性とRa 0.025μmの鏡面研磨が求められます。
コアロッド鋼
Rc 55-62
窒化処理または全体焼入れされた芯棒鋼 ― IBMのすべての工具部品の中で最高の硬度を誇り、1000万~2000万サイクルの耐摩耗性を実現。
セクション01
IBM金型セットは、射出成形キャビティ(プリフォームの外側を成形)、コアロッド(プリフォームの内側を成形し、ブロー成形時の空気通路として機能する)、ブロー成形キャビティ(ブロー成形時に容器本体と肩部の外側を成形)、ネックリング(ブロー成形ステーションのネック部を密閉する)という4つの異なる構成部品から成ります。各構成部品は、それぞれ異なる機械的、熱的、化学的条件下で動作するため、異なる鋼材仕様が必要となります。
| 金型部品 | プライマリーロード | コスメティックIBMスチール | 製薬 IBM スチール | 主要要件 |
|---|---|---|---|---|
| 射出成形キャビティ本体 | 射出圧力 80~120 MPa | P20(ローマ28-34) | S136(Rc 50-54) | 表面粗さRa 0.025~0.10μmまでの研磨性、金型温度55~70℃での熱安定性 |
| ネックスレッドインサート | 注入+閉鎖トルク | S136(Rc 50-54) | S136(Rc 50-54) | 耐食性、表面粗さRa 0.025μm、シールランド研磨、外径公差±0.03mm |
| ブロー成形金型キャビティ | 吹き出し圧力 4~8バール | P20またはH13 | P20またはH13 | 研磨性(Ra 0.025~0.10μm)、パーティングラインのバリなし、容器表面品質 |
| コアロッド | 繰り返し熱サイクル+剥離力 | 窒化鋼 Rc 55-62 | 窒化処理済みS136 Rc 50-54 | 耐摩耗性10~20Mサイクル、送風路の疲労耐性、テーパー精度 |
セクション02
IBM向けP20プロパティ
あらかじめ硬化された便利な製品
P20は、硬度Rc28~34の予備硬化状態で供給され、追加の熱処理なしでCNC加工が可能です。韓国のEver-Power IBMツールルームでは、予備硬化されたブロックから直接P20射出成形金型およびブロー成形金型のキャビティを加工します。これにより、加工後に焼入れ焼戻しが必要なH13に比べて、リードタイムが2~3週間短縮されます。
研磨性が良い
P20はダイヤモンドコンパウンドでRa 0.05~0.10μmまで研磨でき、韓国製PP RCPおよびHDPE IBM容器本体の表面品質には十分です(PPヘイズ5-12%はわずかな表面粗さを覆い隠します)。P20は追加の研磨時間を要しますが、韓国製ABS化粧用IBMではRa 0.025μmまで研磨できますが、長期間の生産でABS鏡面品質を維持するにはS136が推奨されます。
生産寿命制限
P20の硬度(Rc 28~34)は、韓国の化粧品用IBM射出成形圧力(80~120MPa)において、H13(Rc 44~48)よりも摩耗が速いことを意味します。P20のIBM射出成形キャビティの再研磨は200万~300万サイクルごと、P20のブロー成形キャビティは300万~500万サイクルごとに必要となります。韓国の中規模化粧品生産プログラム(金型セットあたり年間500万~1500万個)に適しています。
P20 IBMアプリケーション
P20は、Korea Ever-Powerの標準IBM金型材料であり、以下の用途に使用されます。韓国の化粧品用HDPEおよびPP RCP IBM(年間生産量5~3,000万個、ZQ40、ZQ60、ZQ80射出成形およびブロー成形金型本体)、韓国の家庭用および食品用HDPE IBM(生産量に関わらず、表面仕上げ要件が低い)、韓国の工業用HDPE IBM(実験室用、試薬用、工業用容器で、表面仕上げ要件がRa 0.20~0.40μm)。P20は、Korea Ever-PowerのすべてのIBM金型セットにおいて、金型ベースプレート、ランナープレート、エジェクタプレートの標準材料でもあります。
P20は、韓国製医薬品用IBMネックインサート(水分による孔食)、韓国製ABS製IBM持続鏡面研磨(300万サイクル以上の研磨保持に必要な硬度が不足)、または酢酸に曝露された韓国製バイオプラスチック製IBM(PHA/EVA)には適していません。これらの用途にはS136を使用してください。
セクション03
H13とP20のIBMツール比較
| 財産 | H13 | P20 |
|---|---|---|
| 硬度 | Rc 44-48(熱処理済み) | Rc 28-34(焼入れ済み) |
| 再研磨間隔(注入キャビティ) | 500万~800万サイクル | 200万~300万サイクル |
| 金型の寿命全体 | 1500万~2500万サイクル | 800万~1200万サイクル |
| 金型製作リードタイム | +2~3週間(熱処理) | 標準(熱処理なし) |
| コストプレミアム対P20 | 30-50% より高グレードの材料+機械加工 | ベースライン |
H13は、韓国のナショナルブランドであるIBMのプログラム向けに指定されており、Korea Ever-PowerのZQ60およびZQ80金型で、金型セットあたり年間1,500万個以上のコンテナを生産します。H13の再研磨間隔が長い(500万~800万サイクル)ことと、金型の寿命が長い(1,500万~2,500万サイクル)ことから、初期金型投資額が3,000万~501トンと高額になるにもかかわらず、金型のライフサイクル全体のメンテナンスコストをP20以下に抑えることができます。Korea Ever-Powerは、韓国の顧客プログラムごとにH13とP20のライフサイクルコストの分岐点を計算し、5年間の生産契約において年間生産量がH13のコスト優位性となる場合にH13を推奨します。
第4節
S136 韓国製薬会社 IBM
韓国の医薬品用LDPEおよびHDPE IBMでは、韓国の医薬品容器のネック寸法(13/415ドロッパー、18/415ドロッパー、24/410経口液)が韓国のMFDS医薬品容器プログラムの全寿命(通常3~5年で2000万~3000万サイクル)にわたって±0.03 mmの外径公差を維持する必要があるため、S136ステンレス鋼ネックインサートが必要です。韓国の医薬品用IBM環境におけるP20ネックインサートは、冷たい射出成形金型表面での水性製剤蒸気の凝縮により徐々に孔食が発生し、ネックインサートのシールランドに表面孔食が生じ、それが容器ネックのシール面に転移し、200万~400万サイクルで容器ネックの孔食により韓国のMFDS医薬品クロージャー漏れ試験に不合格となります。S136ステンレス鋼(13% Cr)は、韓国の医薬品容器ネックのシール面を劣化させることなく、2000万サイクル以上この孔食に耐えます。
S136 韓国製 ABS 化粧品 IBM
韓国の高級化粧品用ABS樹脂製IBMは、S136ステンレス鋼製の射出成形キャビティ本体(ネックインサートだけでなく)を必要とします。これは、ABS樹脂製IBMには、年間300万サイクルを超える韓国の高級化粧品プログラムの生産量では維持できない、Ra 0.025μmの鏡面研磨が求められるためです。S136の硬度Rc 50-54は、再研磨の間隔が500万~800万サイクルまでRa 0.025μmのキャビティ研磨を維持し、韓国の高級化粧品ブランドの年間生産プログラム全体を通して、一貫して高いABS容器光沢(85~95GU)を実現します。300万サイクルの再研磨間隔のP20では、同じ韓国のABS化粧品生産量に対して2~3倍の頻度で再研磨が必要となり、金型メンテナンスコストと再研磨のための生産停止時間が2~3倍高くなります。そのため、年間800万個を超える韓国のABS樹脂製化粧品用IBMプログラムでは、S136の方がコスト効率に優れた選択肢となります。
セクション05
IBMコアロッド材料のポリマーおよび用途別選定
HDPE / PP / ABS IBM
工具鋼(DIN 1.2311または同等品)を、硬度Rc 55~60まで焼入れまたは窒化処理したもの。HDPEおよびPPからの表面剥離には、標準的なクロムまたはニッケルメッキ(5~10μm)を施す。ABSには特別なコーティングは不要。コアロッドの寿命:テーパー再研磨までのサイクル数は1000万~2000万回。
LDPE IBM(製薬)
医薬品用LDPE IBM向けに、標準研磨(Ra 0.20~0.40 μm)を施したS136ステンレス鋼製コアロッド(Rc 50~54)です。S136は、医薬品IBM環境においてP20/H13コアロッドの孔食を引き起こす水性医薬品製剤蒸気に対する耐食性を提供します。
EVA 18%+ VA IBM
PTFE(テフロン)剥離コーティング(20~30μm)を施した標準コアロッド。PTFEは剥離ステーションでのEVAと金属の接着を低減します。これは、極性VA基が未コーティングの金属に接着するEVA 18-28% VAにとって不可欠です。1~200万サイクルごとに再コーティングしてください。
PHA / PLA IBM
標準研磨仕上げのS136コアロッド。PHAおよびPLA IBMは、より低いバレル温度(165~195℃)と短いサイクル時間を使用し、HDPE/PPと比較して熱サイクルを低減します。S136は、酢酸蒸気(EVAおよびPHAの熱分解副生成物)に対する耐腐食性を備えています。
第6条
| 応用 | 注射窩 | ネックインサート | ブロー成形 | コアロッド |
|---|---|---|---|---|
| 韓国製化粧品用HDPE/PP(中容量) | P20 | S136 | P20 | 窒化処理済み、硬度Rc 55-60 |
| 韓国製化粧品用HDPE/PP(年間生産量1500万個以上) | H13 | S136 | H13 | 窒化処理済み、硬度Rc 55-60 |
| 韓国のABS高級化粧品★ | S136 | S136 | S136またはH13 | 窒化処理済み、硬度Rc 55-60 |
| 韓国の医薬品用LDPE/HDPE | S136 | S136 | S136またはH13 | S136窒化 |
| 韓国製 EVA 18%+ VA 化粧品 | S136 | S136 | P20またはS136 | PTFEコーティング |
| 韓国の工業用HDPE(家庭用、食品用) | P20 | S136(閉鎖接触)またはP20 | P20 | 窒化処理済み、硬度Rc 55-60 |
エンジニアリングに関するよくある質問
Q01
韓国のエバーパワー社は、韓国の化粧品プログラム向けに、P20とH13のIBM製ツール間のライフサイクルコストの交差部分をどのように計算しているのでしょうか?
Korea Ever-Powerは、初期ツーリング費用、再研磨費用、再加工費用、および生産停止費用を考慮した5年間の総コストモデルを使用して、韓国の各化粧品プログラムについてP20とH13 IBMツーリングのライフサイクルコストのクロスオーバーを計算します。分析の入力は次のとおりです。(1) 初期ツーリング費用のプレミアム — H13 IBM金型セットは、同じキャビティ数と設計の場合、P20よりも材料費と加工費が通常35~50%高くなります。(2) 再研磨費用 — P20は2~3Mサイクルで再研磨が必要で、H13は5~8Mサイクルです。鋼材に関係なく、各再研磨イベントの労働コストはほぼ同じです。(3) 再研磨による停止時間 — IBM金型の再研磨には、イベントごとに2~3日間のZQマシンの停止が必要です(金型の取り外し、ツールルームでの研磨、再設置)。(4) 韓国の顧客のコンテナ単価とZQマシンの出力率での1日あたりの生産停止コスト。年間1,000万個の韓国化粧品プログラム(ZQ60、8キャビティ、3.8秒サイクル、HDPE)の場合、P20とH13の比較計算は次のようになります。P20の再研磨は250万サイクルで、年間1,000万個の生産では年間4回の再研磨イベントとなります。H13の再研磨は600万サイクルで、年間1.7回の再研磨イベントとなります。H13の40%という仮想的な金型コストのプレミアムは、再研磨コストとダウンタイムの削減により、年間1,000万個の生産で2~3年以内に回収できます。そのため、年間約800万~1,000万個を超える韓国化粧品プログラムでは、H13の方がライフサイクルコストが低くなります。年間500万個未満の場合、初期コストの低いP20の方が、ライフサイクル全体の経済性が優れています。
Q02
IBMブロー成形金型キャビティに対する韓国エバーパワー研磨プロセスとはどのようなもので、どのくらい時間がかかりますか?
韓国エバーパワーIBMブロー成形キャビティ研磨は、初期表面修復から最終鏡面仕上げまで、5段階のダイヤモンドコンパウンドシーケンスに従います。ブロー成形キャビティはZQマシンから取り外され、分解され、研磨前に摩耗痕、腐食ピット、またはパーティングラインエッジの損傷がないか検査されます。ステップ1 - 600グリットの紙:前回の生産による表面の摩耗と酸化を除去し、後続のダイヤモンドステップのための均一なスクラッチパターンを作成します。ステップ2 - フェルトボブ上の15μmダイヤモンドコンパウンド:600グリットのスクラッチを除去し、Ra 0.30-0.40μmの表面を生成します。ステップ3 - 6μmダイヤモンドコンパウンド:Ra 0.15-0.20μmの表面を生成します。ステップ4 - 3μmダイヤモンドコンパウンド:Ra 0.05-0.10μmの表面を生成します(PP RCPおよびHDPE IBM韓国化粧品規格に適合)。ステップ 5 — 1 µm ダイヤモンドコンパウンドとフェルトバフ: Ra 0.025 µm の鏡面仕上げを実現します (ABS IBM および韓国の高級化粧品 PP IBM のデパート品質基準で必要)。総研磨時間: Ra 0.025 µm の鏡面仕上げには、標準的な韓国化粧品 IBM ブロー成形金型キャビティ (直径 50~80 mm、高さ 80~120 mm) 1 キャビティあたり 8~12 時間の熟練した工具室作業時間が必要です。したがって、10 キャビティの ZQ40 ブロー成形金型の再研磨には 80~120 時間の工具室作業時間が必要です。韓国 Ever-Power は、韓国の顧客の生産プログラムの中断を最小限に抑えるため、ブロー成形金型の再研磨を計画された ZQ 機械のメンテナンス期間中にスケジュールします。
Q03
IBMブロー成形におけるパーティングラインのバリの原因は何ですか?また、どのような金型材料や加工方法によってバリを防ぐことができますか?
IBMブロー成形パーティングラインのバリは、ブロー成形金型の2つの半分が、金型接触面でのポリマーの浸透を防ぐのに十分な力または寸法精度で閉じない場合に、ブロー成形パーティングラインに生成される薄いポリマーのフィンです。IBMはゼロバリプロセスとして販売されていますが(プリフォームはブロー膨張前にすでに実質的に形成されており、一次ベーストリムバリは発生しません)、二次パーティングラインのバリは、次の3つの条件下でブロー成形金型本体のパーティングラインで発生する可能性があります。ブロー成形パーティングラインの摩耗:ブロー成形パーティングラインの接合面(閉じたときに互いに接触するブロー成形金型の2つの半分の平らな面)は、各サイクルでの金型閉鎖の繰り返しの衝撃と圧力によって徐々に摩耗します。P20パーティングライン面は、5~8Mサイクルで測定可能な摩耗を示します(面あたり0.01~0.03 mmの表面後退)。H13面はよりゆっくりと摩耗します(同じ後退レベルに達するまで5~8Mサイクル)。パーティングラインの凹みが面あたり 0.05 mm (合計ギャップ 0.10 mm) を超えると、ブロー圧力 (4~8 bar) によりポリマーがパーティングラインの隙間に押し込まれ、バリが発生します。修正: 面あたり 0.1~0.15 mm を取り除いてパーティングラインの接触面を平らに再加工し、金型閉鎖力を再確認します。金型閉鎖力の不足: ZQ マシンのブロー金型の型締め力が容器投影面積でのブロー圧力に対して不十分な場合、ブロー圧力で金型の隙間が開きます。Korea Ever-Power は、金型設計段階で容器投影面積とブロー圧力に対してブロー金型の型締め力仕様を確認します。金型の汚染: パーティングラインの接触面にポリマーの破片や汚染があると、金型が完全に閉じません。標準操作手順: Korea Ever-Power ZQ マシンの予防保守スケジュールの一部として、200,000 サイクルごとにブロー金型のパーティングライン面を検査および清掃します。
Q04
IBMのブロー成形金型キャビティ鋼は、研磨とは無関係に容器表面の品質に影響を与えるのか?
はい、IBMブロー成形キャビティ鋼は、キャビティ研磨レベルを超えて、3つのメカニズムを通じて容器表面の品質に影響を与えます。熱伝導率:P20(熱伝導率約29 W/mK)、H13(約24 W/mK)、S136(約20 W/mK)は熱伝導率が異なります。熱伝導率の高いP20は、ブロー成形接触中に容器表面から熱をより速く除去します。これは、HDPEおよびPP家庭用IBM(冷却が速い=サイクル時間が短い)には有利ですが、化粧品PP IBMでは表面がわずかにくすむ可能性があります(表面の急冷が速すぎると、キャビティからの光沢の完全な転写が妨げられます)。ブロー成形表面でのS136の熱伝導率が低いと、PP溶融物が急冷される前にキャビティとより長く接触できるため、化粧品PP IBMの表面光沢の転写が向上します。これが、韓国のエバーパワーが、容器がABSではなくPPであっても、金型温度55~70℃の韓国高級PP RCP IBMにS136ブロー成形キャビティ(ネックインサートだけでなく)を指定することがある理由の1つです。表面微細テクスチャ保持:より硬い鋼(S136 Rc 50~54、H13 Rc 44~48)は、ポリマー溶融接触の繰り返し下で、P20(Rc 28~34)よりも研磨された表面微細テクスチャを長く保持します。P20キャビティで100万サイクルで、微細スケールの表面粗化が測定可能になります(Raは0.025μmから0.05~0.08μmに増加)。H13またはS136では、同じ劣化が4~600万サイクルで発生します。韓国の高級化粧品向けIBMでは、光沢測定は韓国ブランドの入荷QAで行われ、ブランドはプログラム全体を通してすべての容器で85~95GUの一貫した光沢を期待しているため、より硬いキャビティ鋼は再研磨が必要になるまでの一貫した光沢のサイクル数を増やします。腐食による孔食:医薬品向けIBMで指摘されているように、湿度によるP20孔食は研磨摩耗とは無関係に表面の微細構造を劣化させます。これが、韓国の医薬品および韓国の高湿度生産環境向けIBMアプリケーションにS136が指定されているもう1つの理由です。
Q05
韓国エバーパワー社は、バイオプラスチック(PHA/PLA)のIBM(IBM)において、従来のHDPE/PPのIBMと比較して、どのようなIBM金型の変更を行っていますか?
Korea Ever-Power は、標準的な HDPE/PP IBM 金型と比較して、バイオプラスチック (PHA および PLA) IBM 生産プログラム向けに 3 つの特定の IBM 金型変更を行っています。すべての接液金型部品に S136 ステンレス鋼を使用: PHA IBM は (PHA の熱分解から) 微量のクロトン酸塩を生成し、PLA IBM は (PLA の加水分解分解から) 微量の乳酸蒸気を生成し、これらは長期間の生産プログラムで P20 および H13 鋼射出キャビティおよびコアロッド表面を微細な孔食レベルで徐々に腐食します。Korea Ever-Power は、これらのバイオプラスチック分解生成物蒸気に対する耐腐食性を提供するために、すべてのバイオプラスチック IBM 金型に S136 ステンレス鋼射出キャビティ、S136 ネックインサート、および S136 コアロッドを指定しています。高付加価値バイオプラスチックのホットランナー: PHA および PLA 樹脂のコスト (HDPE の 3 ~ 5 倍) により、コールドランナー廃棄物 (ショット重量 15 ~ 30%) は、年間 200 ユニットを超えるバイオプラスチック IBM プログラムで商業的に重要になります。 Korea Ever-Powerは、ランナー廃棄物をなくし、容器あたりの樹脂コストを15~25%削減するバイオプラスチックIBM用のホットランナー射出成形システムを提供しています。熱容量低減ツール:PHAの狭い25℃の処理範囲では、迅速なバレル温度応答を可能にするためにIBM射出成形金型の熱容量を最小限に抑える必要があります。Korea Ever-Powerは、迅速な温度平衡と応答を実現するために、冷却チャネルレイアウトを最適化し、キャビティ間の鋼材質量を削減したバイオプラスチックIBM射出成形キャビティを設計しています。この改良された熱設計により、PLA金型温度を下げて(PP化粧品IBM金型の55~70℃に対し30~50℃)、プリフォームの固化を速めることでPLA IBMサイクルタイムも改善され、HDPEやPPに比べてPLAの熱伝導率が低いため冷却時間が長くなることを部分的に補償します。
Q06
IBMが韓国のEver-Power ZQシリーズブロー成形金型の冷却チャネルに指定している金型鋼材は何ですか?また、その理由は?
IBMブロー成形金型の冷却チャネルの材料選択はブロー成形金型キャビティ鋼の選択と統合されています。冷却チャネルは金型プレート(キャビティ表面を形成するのと同じP20、H13、またはS136ブロック)に直接穴が開けられているためです。冷却チャネルの表面は、金型温度設定点(用途に応じて8~70℃)で循環冷却水と接触するため、長期間の生産間隔で韓国の水道水と接触するP20およびH13鋼の冷却チャネルに腐食のリスクが生じます。Korea Ever-Powerは、3つの方法で冷却チャネルの腐食に対処しています。まず、Korea Ever-Powerは、すべてのIBM金型冷却システムに、防錆冷却剤添加剤(通常、金型温度コントローラー冷却回路内の5-10%腐食抑制剤)を含む脱イオン水または蒸留水を使用しています。冷却チャネル壁の抑制剤膜は、P20およびH13冷却チャネルからの酸化鉄腐食堆積物を防ぎます。第二に、韓国の製薬用IBM金型セット(キャビティ表面の腐食防止のためS136を使用)では、S136材料はP20と比較して冷却チャネル表面の耐腐食性にも優れているため、冷却剤添加剤が結露によってIBM製造環境に混入する可能性がある製薬用IBM金型冷却回路において、腐食抑制剤添加剤が不要になります。第三に、韓国エバーパワーは、毎年行われる金型メンテナンス時に、すべてのIBM金型冷却チャネルを軽酸スケール除去溶液で検査および洗浄し、韓国の水道水からミネラルスケールの堆積物を除去します。冷却チャネルにスケールが蓄積すると、熱伝導率が低下し、冷却チャネルが詰まったり部分的に詰まったりして冷却剤の流量が減少するため、サイクルタイムが長くなります。
IBM金型材料に関するお問い合わせ · 韓国エバーパワー
韓国のエバーパワー社は、IBMのZQシリーズ機全機種を対象に、韓国の化粧品、医薬品、産業分野におけるIBMプログラム向けに、P20、H13、S136における金型材料の選定、ライフサイクルコスト分析、および金型製作全般を提供しています。
編集者: Cxm