ケーススタディ：マレーシアで13秒サイクルで稼働する48穴ウォータープレフォーム金型

結果を一言で

マレーシアの顧客が生産しているのは 48穴金型を用いた13秒サイクルによる500～600mlウォーターボトルプレフォーム  —1時間あたり13,292個 で、同一寸法のクロム鋼ボールと比較して約 1日あたり319,000個 年間ではおよそ 年間1億600万本 2交代制プラスのシフトで運転しています。この機械は 効率的  HPET2300-320S7 当社の「高効率（サーボ省エネ）プレフォームシリーズ」の1機種で、専用のプレフォーム金型を組み合わせて運転しています。

これは機械の仕様ではありません。成形工場が、すべてのシフトの毎時必ず達成しなければならない生産数です。注目すべき点は機械そのものではなく、13秒というサイクルタイムを安定して実現させる周辺のすべての要素です。

13秒という時間の実際の意味

サイクルタイムは提示しやすく、維持しにくいものです。そのため、工場マネージャーが実際に管理する3つの数値に換算して考える価値があります。

生産量 13秒で機械は1時間あたり276.9回のサイクルを完了します。48個の成形穴すべてで合計すると 1時間あたり13,292個  — そして、1穴あたりの生産量はサイクルタイム（276.9個／穴／時）のみで決まるため、この数値を超えるには、成形穴数を増やすか、サイクルタイムを短縮するしかありません。大型機への変更では対応できません。

射出重量 48穴 × 8～11 g で、射出重量は 384～528 g その数字が、射出ユニットが13秒ごとにクリーンかつ完全に供給しなければならない量です。

材料の流れ。 8～11gのプリフォームを時速13,292個成形する場合、 106～146kg／h のPETが必要となり、これはおよそ 1日あたり2.6～3.5トン であり、 年間850～1,170トン （年間稼働時間8,000時間換算）に相当します。

この3つの数値こそが、48腔の成形作業を単なる機械の購入ではなく、システムプロジェクトとして実施する必要がある理由です。

13秒間の周期を維持するために必要なもの

乾燥装置のサイズは、機械の能力ではなく、処理量に応じて決定する必要があります。 処理量が106～146 kg/hで、標準的なPET乾燥条件（160～180 °C、4～6時間、水分率0.005 %未満）を満たすためには、乾燥ホッパーの容量はおよそ 0.4～0.9トン 必要となり、樹脂に十分な滞留時間を確保できます。乾燥装置が小さすぎると、まず成形品に曇りや脆さが現れ、次に成形サイクルを意図せず遅くせざるを得なくなります。

金型の冷却が成形サイクルを決定します。 プリフォーム用金型では、早期結晶化を防ぐため、通常10～20 °Cで運転され、この冷却工程が13秒のうちの大部分を占めます。サイクル時間が実現可能かどうかは、主に2つの要因で決まります。1つ目は、冷却チャンネルが48個のキャビティ全体に均一に熱を除去できるか、2つ目は、最も速いキャビティと最も遅いキャビティの冷却時間差が小さく、金型全体が最悪のキャビティのペースで運転されていないか、です。48キャビティの金型では、キャビティ間のばらつきに注目する価値が、あらゆる機械設定よりも高いと言えます。

射出ユニットは、単に充填するだけでなく、その速度に追いついていく必要があります。 13秒のサイクルを維持するには、シリンダーが少なくとも 30～41 g／s  — ショット重量をサイクルタイムで割った値 — の速度で樹脂を可塑化させる必要があります。この数値が不足すると、金型の性能は無意味になり、シリンダーが生産ペースを決定します。

取り出し工程はサイクル内に含まれます。 48個のプリフォームを押し出し・搬出する作業は、13秒以内に完了しなければならず、ネック仕上げ部に傷をつけないことが求められます。エジェクタのストロークと取り出しタイミングは、サイクルに付随するオプションではなく、サイクルそのものに不可欠な要素です。

安定性こそが、実際に提供すべき成果です。 一度最適なサイクルが確立されたら、それを継続的に維持する必要があります。つまり、本番生産中の品質管理として、プリフォーム重量、ネックおよびゲート寸法、壁厚分布、濁り（ヘイズ）を継続的に監視する必要があり、これは納入初日の立ち上げ時のみ行う一過性のサンプル検査ではありません。

顧客が13秒という時間にこだわる理由

水筒用プリフォームの場合、プリフォームの重量が1本あたりのコストに最も大きく影響する要素です。また、軽量化を安全に実現するためには、高速かつ安定した成形サイクルが不可欠です。48キャビティで13秒というサイクルタイムは、生産能力に関する明確な約束です。この数値が工場の年間供給可能本数、年間樹脂購入量、および1,000本あたりのエネルギー消費量を決定します。

その目標達成までが比較的容易な半分です。本プロジェクトが成功する理由は、このサイクルタイムが、すべての48キャビティにおいて、シフトをまたいで一貫して再現可能であり、さらにブロー成形ラインが異議なく受け入れられるプリフォーム重量で実現できることにあります。

どのように 効率的 このようなプロジェクトを推進する

機械とプリフォーム金型は、出荷前にマッチングされた一式として設計・試験が行われるため、顧客は最初の1週間を2社の仕様調整に費やす必要がありません。据付、オペレーター向けトレーニング、および工程最適化は当社エンジニアリングチームが担当し、その後もリモートおよび現地でのサポートを提供します。また、工場が3シフト体制で稼働中で、時差による待機が許されない場合にも対応可能な、当社の地域サービスネットワークを活用しています。

高キャビティの水用プリフォーム成形作業をご検討中の方は、プリフォーム重量、キャビティ数、目標生産量の3つの数値をお知らせください。その作業に実際に必要な機種を弊社よりご提案いたします。

数値に関する補足

プロジェクトから提示された条件： 48キャビティ、13秒／サイクル、機種名、製品（500～600ml水用プリフォーム、8～11g）、国名

本稿で算出した数値 （計算の確認ができるよう明記しています）：

• 1時間あたりのサイクル数＝3,600 ÷ 13秒＝276.9

• 生産量＝276.9 × 48＝13,292個／時；× 24時間 ≈ 319,000個／日

• 年間生産量は以下のとおりと仮定

年間8,000時間の運転

（実測された稼働率ではなく、一般的な計画基準）

• ショット重量＝48×8～11 g＝384～528 g

• 材料処理量＝13,292個／h×8～11 g＝106～146 kg／h

• 塑化能力＝ショット重量÷サイクルタイム＝30～41 g／s

• ドライヤーホッパー容量＝材料処理量×滞留時間4～6時間＝0.4～0.9 t

補助工程の条件（乾燥条件、プリフォーム金型温度、キャビティバランス、プリフォーム受入検査）は、公表されているPET成形ガイドラインに従う——以下の出典を参照のこと。

出典

• アルパイン・モールド株式会社、

PET射出成形ガイドライン：エンジニアおよび製造担当者向け完全ガイド

（2025年8月1日発行）——PETの乾燥条件（160～180℃、4～6時間、水分含有率0.005％未満）、プリフォーム金型温度（10～20℃）、成形機および金型の要件。

• キャビティ金型、

PETプリフォーム射出金型：設計と成形の基礎知識

（2025年9月1日更新）— キャビティバランス、冷却、キャビティ間ばらつき、およびプリフォーム承認基準。

• 効率的 プリフォーム射出成形機シリーズ情報（高効率／サーボ省エネシリーズ）および標準プロジェクト支援範囲。