CN102137745A - 树脂成形体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种树脂成形体，能赋予导热非常良好的保温或散热功能，可靠性高，制造工序简便且低成本。树脂成形体由管部(1)和平板部(4)一体注塑成形而成，该管部(1)供流体经过，至少具有弯管部(3)。

Description

树脂成形体及其制造方法
技术领域
本发明涉及管部和平板部一体注塑成形的树脂成形体及其制造方法，更详细而言，涉及通过使流体经过管部而发挥作为保温板或散热板的作用的树脂成形体及其制造方法。
背景技术
在具有保温功能的地暖设备系统中，以往，例如如专利文献1、2所示，一般使用供热水流动的管子、组装有该管子的热水垫等、地板材的复合体。
此外，关于温水座便器坐圈，在专利文献3中介绍了在由树脂成形体构成的盖板和基板的空间中装入保温用电热线而赋予座便器坐圈以保温功能的例子。
而且近年来，在汽车领域中，从应对高性能化环境出发，发动机室内的温度上升，对发动机盖等盖类等赋予散热功能成为重要的课题。对此，提出有以下的方案，即，从设计层面而言，增加表面积，提高散热效率，或利用高导热材料提高散热效率等。
此外，计算机、影像设备也随着薄型化高性能化，急切地需求设备内部发热的应对方案。对此，提出有壳体采用散热材料等方案。
专利文献1：日本特许(专利)第3947527号公报
专利文献2：日本特开平7-217920号公报
专利文献3：日本特许(专利)第3048413号公报
可是，专利文献1、2的地暖设备系统中，热水所经过的管子、热水垫或地板材是分体的构件，一体化地组装它们的成本相当高，且管子、热水垫或地板材不是完全地贴紧地组装，所以具有导热效率低这样的课题。
此外，专利文献3的保温座便器坐圈是组合座便器盖板、基板这两个树脂成形体零件和面状发热体而成的构件，组装成本高，此外无法避免发热体和盖板之间存在空隙，热效率低。
此外，关于汽车发动机盖、家电、办公自动化设备的壳体等，只像上述那样对材料层面或设计层面上赋予散热功能是不够的，仍旧是研究的课题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够赋予导热非常良好的保温或散热功能，可靠性高，制造工序简便且低成本的树脂成形体及其制造方法。
即，本发明的树脂成形体的特征在于，由管部和平板部一体注塑成形而形成该树脂成形体，该管部用于供流体经过，至少具有弯管部。
此外，本发明的树脂成形体的制造方法的特征在于，具有以下工序：在模具中具有管部模腔，该管部模腔的一端具有包括浮动芯的加压端口，另一端具有排出口，在向该模具的该管部模腔内注射熔融树脂之后，从上述加压端口压入加压流体，使上述浮动芯向上述排出口侧移动，并且从该排出口压出上述熔融树脂。
本发明的树脂成形体通过使流体经过管部，来发挥作为保温板或散热板的作用，由于管部和平板部一体注塑成形，所以导热非常良好，也不会漏出流体，而且不需要组装成本。
附图说明
图1是表示本发明的树脂成形体的一个例子的立体图。
图2是表示用于本发明的制造方法的模具的一个例子的图。
图3是本发明的制造方法的说明图，是表示以熔融树脂充满模腔的状态的图。
图4是本发明的制造方法的说明图，是表示通过压入加压流体使浮动芯移动，在收纳剩余树脂的模腔中充满树脂的状态的图。
图5是表示实施例1的内径测量部位的图。
图6是表示实施例1的温度测量部位的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明。
图1是表示本发明的树脂成形体的一个例子的立体图。
图1所示的树脂成形体中，在平板部4上配设有管部1，该管部1具有相连续的直管部2和弯管部3，呈“RP”的拉丁字母文字形状。此外，管部1的端部与从平板部4的端部立起的侧板部14中的一个侧板部连结。而且，在连结管部1端部的侧板部14上形成有与管部1的内径相等的出入孔13，由此，管部1形成供流体经过的管路。
在管部1内，为了使加热介质、冷却介质等流体经过，优选管部1的中空部截面形状是圆形，在以管的平均内径为Φ、最大直径-最小直径＝R时，内径的变动优选满足R/Φ×100(％)为20％以下的条件。即，为了使流体顺利地流动，管部1的中空部截面优选是圆形且变动小。此外，最好对管部1施加用于使流体流动的内压，出自设计要求，优选壁厚尽可能均匀。
由于图1所示的树脂成形品通过一体注塑成形而成，所以在管部1、平板部4和侧板部14之间没有熔接部或接缝。另外，侧板部14不是必须的，但是从提高成形体强度的观点出发优选具有侧板部14。
作为在本发明中使用的树脂，列举有能注塑成形中空体的所有的热塑性树脂、热固化性树脂，但是从注塑成形的中空部成形性这样的观点出发优选热塑性树脂。作为热塑性树脂，例如列举有聚苯乙烯、丙烯腈共聚物(AS)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)等聚苯乙烯系树脂、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃系树脂、尼龙66或尼龙6等聚酰胺系树脂、PET、PBT等聚酯系树脂、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯、聚苯硫醚(PPS)、改性聚苯醚(PPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、聚氯乙烯树脂等各种树脂，也可以是在这些树脂中添加玻璃纤维、滑石、碳酸钙、高岭土等强化材料、无机填料等而成的材料。此外，作为热固化性树脂，例如不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等，只要是作为团状模塑料(BMC)而公知的能注塑成形的热固化性树脂，就也能够使用。而且近年来，也能够得到高导热性树脂等，是本发明中优选的树脂的例子。
本发明的树脂成形体是通过使作为流体的热水等加热保温介质经过管部1，能够均匀高效率地加热保温平板部4，作为保温板而发挥作用。因此，例如能够较佳地使用于壁暖或地暖设备等具有加热保温功能的住宅设备用树脂成形体、保温座便器坐圈等。
此外，使作为流体的冷水、防冻液等冷却介质经过管部1，能均匀且高效率地冷却平板部4，作为散热板而发挥作用。因此，例如能够较佳地使用于以内部发热作为课题的各种家电、办公自动化设备的壳体、汽车的发动机盖等。
而且，由于本发明的树脂成形体是管部1和平板部4一体注塑成形而成的，所以导热非常良好，即热效率或散热效率高。此外，由于是一体注塑成形，所以不需要组装成本，在成本方面是有利的，并且流体也不会漏出。另外，能够不用接头、焊接方式来成形管部1，而且管部1的配置也能够是二维、三维等，设计的自由度也高。
本发明的树脂成形体也能单独使用，然而通过将本发明的树脂成形体作为1个单元而用接头等部件结合多个管，也能够覆盖例如，从大型到小型的地暖设备的面积等，增加设计的自由度，容易维护。
接着，说明本发明的树脂成形体的制造方法。
作为制造本发明的树脂成形体的方法，列举有气体辅助注塑成形法(例如日本特公昭57-14968号公报等)、水辅助注塑成形(例如塑料熟化(2007年9月、106页)等)、使用浮动芯的方法(例如日本特公平7-20646号公报)等。在这些方法当中，为了遍及管的整个区域地均匀地保持管内径，优选采用使用浮动芯的注塑成形法，更优选的是具有以下工序的注塑成形法，该工序为，在模具中具有管部模腔，该管部模腔的一端具有包括浮动芯的加压端口，另一端具有排出口，在向该模具的该管部模腔内注射熔融树脂之后，从上述加压端口压入加压流体，使上述浮动芯向上述排出口侧移动，并且从该排出口压出上述熔融树脂。
以下，说明用浮动芯制造图1的树脂成形体的方法。
图2是表示在本发明中所使用的模具的一个例子的图。
如图2所示，模具具有与成形体的外形相对应的形状的模腔20，该模腔20由平板部模腔4’、侧板部模腔14’和由直管部模腔2’和弯管部模腔3’构成的管部模腔1’构成。
在管部模腔1’的一端7设有具有与管部1的内径相当的直径的浮动芯5，并且设有加压端口6，该加压端口6用于压入使该浮动芯5向管部模腔1’的另一端8侧按压移动的加压流体。
为了能够利用从加压端口6压入的加压流体按压浮动芯5，该浮动芯5背对加压端口6地设于管部模腔1’内，可以是例如铜、铁、铝、不锈钢、钢等金属制，此外还可以是树脂制。浮动芯5的形状除了图示的球形之外，只要是最大直径相当于管部1的内径的形状，例如也能够形成为圆锥形、炮弹形、半球形等。
加压端口6与用于压入、排出加压流体的加压流体系统(未图示)连接。加压端口6用于使从加压流体系统供给来的加压流体作用于浮动芯5的背面，并按压浮动芯5使其向管部模腔1’另一端8侧移动。在用树脂充满模腔20内之后从加压端口6压入加压流体，为了在注射熔融树脂时能够不使浮动芯5上浮地、一边将浮动芯5向加压端口6按压一边用熔融树脂充满模腔20内，在从浮动芯5稍微离开的位置设有树脂浇口9。
在管部模腔1’另一端8侧设有连通口10，剩余树脂收容模腔11经由该连通口10与管部模腔1’相连通。连通口10具有容许浮动芯5通过的大小，但是优选形成为稍微缩颈的形状以容易进行后面的切断工序等。剩余树脂收容模腔11具有如下的容积，即，能具有余量地收容在用树脂充满模腔20内的状态下从加压端口6压入加压流体并使浮动芯5移动时从管部模腔1’压出的剩余树脂和浮动芯5。
开闭连通口10的部件没有特别限定，但是例如列举有利用油压等方式通过承受轴的进退而开闭连通口10的部件。具体而言，经剩余树脂收容模腔11的大致中央朝向连通口10能够进退地插入的承受轴在前进时前端部周缘被压接在连通口10的周壁而关闭连通口，在进退时开闭连通口10。或者也能适用以下的方法，即，采用单纯以滑动式进行开闭的杆等，利用油压等方式使其进行开闭动作。
接着，说明采用图2所示的模具所进行的注塑成形的具体顺序。
首先，如图3所示，在连通口10被关闭的状态下注射熔融树脂。该注射能够用公知的注塑成形装置进行。
接着，如图4所示，打开连通口10，并且从加压端口6压入加压流体。由此，浮动芯5留下由于冷却或加热而开始固化的管部模腔1’外周部的树脂，并且一边经由连通口10将来不及固化的中心部的熔融树脂压出到剩余树脂收容模腔11中一边朝向剩余树脂收容模腔11前进。最终，浮动芯5进入剩余树脂收容模腔11，剩余树脂收容模腔11被从连通口10压出的树脂充满。在浮动芯5通过之后，形成直径与浮动芯5的直径大致相等的中空部12。因此，通过选择浮动芯5的直径，能调整所形成的中空部12的直径。而且，形成中空部12的部位的树脂被压入的加压流体的压力按压到管部模腔1’的周壁面上，其形状得到维持。
作为加压流体，使用在注塑成形的温度和压力下不与使用树脂反应或相溶的气体或液体。具体而言，例如能使用氮气、二氧化碳、空气、甘油、液体石蜡等，但是优选以氮气为首的非活性气体。例如在使用氮气等气体的情况下，能够通过以下的方式压入该加压流体，即，使利用压缩机预先加压储存在蓄压容器(未图示)内的加压气体经配管导入加压端口6，或者用压缩机直接将加压气体送入加压端口6中而使其压力上升。供给到加压端口6的加压气体的压力根据所使用的树脂的种类、浮动芯5的大小等不同而不同，但是通常为4.90～29.42MPa(50～300kg/cm2G)左右。
接着，优选一边维持模具内的内压一边冷却树脂，在排出中空部12内的加压流体之后，取出成形品。在用气体作为加压流体的情况下，加压流体的排出能够通过将加压端口6向大气开放而进行，但是也能够向回收容器(未图示)回收而循环利用。
使在剩余树脂收容模腔11中成形的副成形品(未图示)从所取出的成形品中分离出来，能得到本发明的树脂成形体。利用在连通口附近进行切断等方法能够容易地将副成形品分离，但是通过预先将连通口10形成为缩颈的形状，能更容易地分离切断。
实施例1
用如图2所示那样的模具，用注塑机(东洋机械金属株式会社制“TP-180H”)一体成形图1所示的下述尺寸的树脂成形品。
管部
外径7mm、内径4.5mm、壁厚1.25mm、长度200mm
平板部
100mm×150mm、壁厚1.5mm
用直径4.5mm的钢球作为浮动芯，用气体中空注塑成形用气体产生装置(旭エンジニアリング株式会社制“空气模具(airmold)”)供给加压流体。作为加压流体使用了氮气。作为树脂，使用了含有重量百分比为33％的玻璃纤维的聚酰胺66树脂(旭化成株式会社制“レオナ1300G”)。
首先，如图3所示，以树脂温度260℃、注射压力11.77MPa(120kg/cm2)的条件注射上述树脂，注射完成1秒后压入压力22.56MPa(230kg/cm2)的氮气，如图4所示，使浮动芯在模具内移动，冷却了30秒钟之后，取出了图1所示的树脂成形体。
如图5所示，在17个部位测量了内径A、B，其结果，其平均内径Φ是4.74mm，最大内径是4.94mm，最小内径是4.59mm，R＝0.35mm。内径的变动R/Φ×100(％)是7％，是实用上没有问题的变动范围。
使60℃的热水经过所得到的成形品的管部的一端，从另一端排出之后，平板部的平均温度是32℃，管部的平均温度是54℃，作为保温用单元较佳。另外，温度测量部位是图6所示的8个部位，以管部(1～4)和平板部(5～8)的各4个部位的平均的温度作为平均温度。此外，对60℃的热水施加0.15MPa(1.5kg/cm2)的内压，实施了2000小时的流动耐久测试，其结果，未产生流动阻力的增大、龟裂等问题，耐久性也优异。
实施例2
除了作为树脂使用PPS树脂(东丽；TORAY高导热材料HS01)，树脂温度为320℃以外与实施例1条件相同，以此得到了成形品。
使5℃的冷水经过所得到的成形品的管部的一端，从另一端排出之后，平板部的平均温度是18℃，作为散热用单元而显示了充分的性能。
工业上的可利用性
本发明的树脂成形体被较佳地使用为地暖或壁暖加热设备等具有保温功能的住宅设备用树脂成形体、被暴露在高温之下的汽车的汽缸盖等需要冷却、散热功能的汽车构件用树脂成形体、计算机等需要冷却散热功能的家电、办公自动化设备壳体用树脂成形体等。
附图标记说明
1、管部；1’、管部模腔；2、直管部；2’、直管部模腔；3、弯管部；3’、弯管部模腔；4、平板部；4’、平板部模腔；5、浮动芯；6、加压端口；7、模腔的一端；8、模腔的另一端；9、注射浇口；10、连通口；11、剩余树脂收容模腔；12、中空部；13、出入孔；14、侧板部；14’、侧板部模腔；20、模腔。

Claims (6)

1.一种树脂成形体，其特征在于，
由管部和平板部一体注塑成形而形成该树脂成形体，该管部供流体经过并至少具有弯管部。
2.根据权利要求1所述的树脂成形体，其特征在于，
上述管部的中空部截面形状是圆形。
3.根据权利要求1或2所述的树脂成形体，其特征在于，
上述管部的内径实质上无变动。
4.一种保温板，其特征在于，
由权利要求1～3中任一项所述的树脂成形体构成。
5.一种散热板，其特征在于，
由权利要求1～3中任一项所述的树脂成形体构成。
6.一种树脂成形体的制造方法，该制造方法是权利要求1～3中任一项所述的树脂成形体的制造方法，其特征在于，
该制造方法具有以下工序：在模具中具有管部模腔，该管部模腔的一端具有包括浮动芯的加压端口，另一端具有排出口，在向该模具的该管部模腔内注射熔融树脂之后，从上述加压端口压入加压流体，使上述浮动芯向上述排出口侧移动，并且从该排出口压出上述熔融树脂。
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