カスタムシリコン製鍋蓋 | ポーランド2025プロジェクト

製品	丸型食品グレードシリコン製万能鍋蓋
注文数量	初回注文数： 40,000個
材料	食品グレードの固体シリコーン
主な仕様	硬さ：ショアA60 公差：±0.10mm 温度抵抗：-40°C〜230°C
認定	LFGB、FDA準拠、BPAフリー
リードタイム	DFM評価： 24時間モールド/T1サンプル： 8日間で稼働開始できました量産： 45日間で稼働開始できました

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プロジェクト詳細

ポーランドのキッチン用品ブランドは、耐熱性に優れた家庭用調理器具を専門としています。クライアントは取っ手付きのシリコン製鍋蓋をデザインしたいと考えていましたが、元のデザインでは製造時や使用時にいくつかの問題が発生しました。具体的には、蓋の縁から蒸気が漏れやすく、中央の取っ手が壊れやすく、耳の部分が成形時に不安定だったのです。

これらの課題に対処するため、ZSRのエンジニアリングチームはサンプルに対してDFM評価を実施し、ハンドル部分に二重構造の波型シールリップとリング状の排出溝を組み合わせた設計を採用しました。その結果、サンプルは高温調理中も安定したシール性を維持し、繰り返し使用しても破損しないことが確認されました。

DFM（設計製造性）の結果に基づき、プロジェクトは金型製作とサンプル生産へと進み、その後、量産前に最初のバッチの品質検証が行われた。

配送データ

初回トライアル注文： 5,000片
その後の大量生産： 35,000片
初回通過歩留まり： 96.1%
実際の配達時間： 50日。

エンジニアリングDFM評価

二層複合波状シーリングリップ構造

ZSRは、主シールリップと補助補償リップを備えた二層構造の波状構造を採用している。主リップの肉厚は1.4mmに調整され、補助補償リップは0.6mmに薄く加工されており、円周に沿って6つの円弧状の緩衝波形が均等に配置されている。

シリコーンは高温になると熱膨張します。単層の縁は外側に膨張し、圧縮力が低下して蒸気漏れの原因となり、冷却時には永久変形します。一方、二重構造の波型縁は、熱膨張と収縮による半径方向の寸法変化を吸収し、室温ではしっかりと密着した状態を保ち、高温調理中もシール圧力を継続的に維持することで、蒸気漏れや蓋の変形を防ぎます。

ハンドル基部の壁厚が段階的に変化する構造＋環状応力緩和溝

従来のハンドルデザインは、根元が直角になっており、壁の厚みが急激に変化するため、高温と低温が繰り返される環境では破損しやすいという問題がありました。そこで、ハンドルは下に向かって徐々に厚みが薄くなるテーパー形状に改良し、さらに根元部分に環状の凹状の応力緩和溝を設けることで、根元に集中する張力を環状溝に沿って蓋本体に分散させるようにしました。

ハンドルは、高頻度で応力がかかる箇所です。直角構造と急激な肉厚変化が組み合わさることで、熱サイクル中の疲労損傷が増幅されます。環状の応力緩和溝は、集中した応力を分散させ、根元への応力蓄積を防ぎ、繰り返し持ち上げる際のハンドルの疲労寿命を向上させます。

滑り止めイヤープレートの流れるような弧状デザイン＋補助吸気リブデザイン

元の耳板設計では、壁が薄く、遠位端が閉じており、溶融樹脂の流れ経路が長く、通気孔が小さく、離型時に変形しやすいという問題がありました。そこで、エンジニアリングチームは耳板の外形を大きなR字型の流線形状に変更し、根元に補助流路リブを追加し、一部領域の壁厚を徐々に厚くしました。同時に、端部の通気溝を最適化することで、材料不足や気泡の排出を抑制し、離型時の伸び変形を低減しました。

耳当て板は先端部が薄肉構造になっているため、単純に厚みを増すと製品重量が増加してしまう。追加された補助射出リブは、金型への充填性を向上させ、端部における材料不足や気泡の発生といった問題を解決する。流線型の弧形状は、鋭角な応力集中箇所を排除し、耳当て板の引裂抵抗性を向上させ、離型変形による不良率を低減する。

金型製作、サンプル製作、品質検証

金型加工

ZSRグループは、シリコン製ポット蓋の金型製作用に、10台の最新鋭CNC加工センターと4台の放電加工機を保有しています。シールリップ、ハンドルベース、耳部などの高応力箇所は鏡面研磨され、パーティング面は高精度研削加工によりバリを厳密に抑制しています。

シリコーン成形

生産は、 48台の固体成形機、12台の液体成形機、13台の射出成形シリコーン機によって支えられており、 20日以内に25,000個のシリコーン製鍋蓋を迅速に成形することが可能です。また、10以上の印刷・塗装ラインにより、シリコーン製鍋蓋にロゴや模様を印刷することもできます。

二次加硫

成形後、シリコン製の鍋蓋は200℃で2時間二次加硫処理される。

二次硬化工程により低分子揮発性物質が除去され、高温食品接触用途の要件を満たす。

品質検査

ホイール試乗	状態	受け入れ基準	結果
高温蒸気シール試験	230℃の高温蒸気、4時間、50サイクル、蓋は本体に装着可能	明らかな蒸気漏れはなく、シールリップに永久変形も見られない。	合格
ハンドル疲労試験	垂直方向の繰り返し荷重5kg、3,000サイクル	ハンドルにひび割れや亀裂はありません	合格
熱サイクル耐久試験	-40℃～230℃の温度サイクルを800回繰り返す。	ひび割れ、明らかな永久変形、異常な応力痕跡はなく、シール性能の著しい低下も見られない。	合格
タブの引裂抵抗試験	引張試験機を用いたタブの引張試験	根元に裂け目や損傷はありません	合格
寸法検査	画像計測システムが、シーリングリップ、ハンドル、タブの重要な寸法をチェックします。	重要な寸法は±0.10 mmの公差要件を満たしています。	合格
外観検査	製品表面の100％目視検査	気泡、ヒケ、バリ、溶接線などの欠陥はありません。	合格
食品接触移行試験	LFGBおよびFDA関連の食品接触試験	プロジェクトの該当する食品接触要件に準拠している。	合格