JPH0366445A - 溶融樹脂中子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産皇圭立監里立夏 この発明は、中子、特に樹脂成形品又は金属鋳造品の製
造に使用できかつ加熱により溶融する物質で成形される
中子に関連する。

丈米立長生 第４図に示すように、自動車用エンジン２８の吸気系を
構成するインテークマニホールド２７にはコレクタ２６
を介してデュアルダクト２５が接続される。２０は外気
導入ダクト、２１はレゾネータ、２２はエアクリーナ、
２３は吸気ダクト、２４はサージタンクである。第５図
に示すデュアルダクト２５は入口２５ａ及び出口２５ｂ
を有する筒形を有し、アルミニウムダイキャストで製造
されている。自動車部品の軽量化に伴い、近年ではデュ
アルダクト２５は合成樹脂で成形されることも多い。デ
ュアルダクト２５は複雑な曲面を有する中空形状を有す
るので、製造の際には図示しない低融点の溶融金属中子
が使用される。この場合に、形成した金属製の中子を樹
脂成形用の金型内に配置する。中子は３０〜４０ｋｇの
重量を有するので、ロボットにより金型のキャビティ内
に配置される０次に、溶融樹脂を金型内に注入して射出
成形を行い、溶融樹脂を固化した後、得られた成形品を
中子と共に金型から取り出す。続いて、中子を保持する
製品を高温のオイルバス内に浸漬して中子を構成する金
属を融解する。金属がある程度又は完全に溶解した後、
中子を構成する金属を製品から分離して最終製品を得る
。

しかしながら、従来のように低融点の金属で中子を形成
する場合、中子は３０〜４０ｋｇの重量を有する中実の
金属体であるから、手作業による取扱及び運搬が極めて
困難となる。このため、ロボットを使用して中子を金型
内に配置したり、成形品と共に金型から取り出さなけれ
ばならず、金型の型組及び分離に長時間を必要とする。

また、中子を融解して得られた金属を再生すると、再生
時に約１０％の材料ロスが発生する。一般に低融点金属
は高価な金属を使用するから、材料原価の上昇に対応し
て最終製品の製造原価も高くなる。

そこで、例えば、特開平１−１１８３３７号公報に開示
されるように、本出願人は熱可融性中子の製造方法を先
に提案した。この熱可融性中子の製造方法は１合成樹脂
又は布等の可撓性材料で形成された可撓性袋体内に氷、
ドライアイス、砂又は水等の回流動性物質を充填する工
程と、回流動性物質を充填した可撓性袋体を成形型のキ
ャビティ内に配置する工程と、キャビティ内に溶融状態
の熱可融性物質を注入する工程と、可撓性袋体の周囲で
溶融状態の熱可融性物質が固化して形成された熱可融性
中子を成形型から取り出す工程と。

可撓性袋体から回流動性物質を除去する工程と、成形さ
れた熱可融性中子から可撓性袋体を除去する工程とから
なる。

この製造方法では、熱可融性中子を中空化するために、
熱可融性中子を製作するとき、回流動性物質を充填した
可撓性袋体を成形型のキャビティ内に配置し、キャビテ
ィ内に溶融状態の熱可融性物質を注入する。熱可融性物
質が固化した後、成形された熱可融性中子を成形型から
取り出す。熱可融性中子から可撓性袋体を除去するとき
、可撓性袋体内に予め収容された回流動性物質を可撓性
袋体から全部又は一部分除去する。このため、可撓性袋
体を熱可融性中子から迅速に取り出すことが可能となる
。可撓性袋体から回流動性物質を全部又は一部分除去し
た後、可撓性袋体を熱可融性中子から除去することによ
り短時間内に中空状かつ軽量の熱可融性物質の中子を製
造することができる。

また、本出願人が別に提案した熱可融性中子の製造方法
は特開平１−１１８３３８号公報に開示されている。こ
の熱可融性中子の製造方法は、可撓性のプラスチックエ
ラストマーにより成形された中間部材を準備する工程と
、中間部材を成形型のキャビティ内に配置する工程と、
キャビティ内に溶融状態の熱可融性物質を注入する工程
と、中間部材の周囲で溶融状態の熱可融性物質が固化し
て成形された熱可融性中子を成形型から取り出す工程と
、熱可融性中子から中間部材を除去する工程とからなる
。

後者の製造方法では、熱可融性中子を形成する材料より
高い融点を有しかつ柔軟性に富むプラスチックエラスト
マーで中間部材を形成した後、中間部材の周囲に熱可融
性物質が充填される。熱可融性物質が固化し、熱可融性
中子が成形された後、成形型から取出し、中間部材を熱
可融性中子から抜き取る。熱可融性中子と中間部材との
境界面はプラスチックエラストマーの表面粗度が細かい
ため摩擦係数が低くかつ柔軟性がある。このため。

熱可融性中子から中間部材を容易に抜き取ることができ
る。熱可融性中子は中空状に形成されるので、軽量に形
成することができ、取扱及び運搬に便利である。更に、
熱可融性中子を製造する場合の冷却時間及び最終製品を
得る場合の再加熱時間を大幅に短縮することができる。

が　　しようとする 前者の公報に示される方法では、可撓性袋体を準備して
この可撓性袋体内に回流動性物質を充填しなければなら
ない、また、回流動性物質を充填した可撓性袋体を所定
の形状に成形して金型のキャビティ内に配置しなければ
ならない欠点がある。

この場合、回流動性物質を充填した可撓性袋体をキャビ
ティ内に保持して中子として所定の形状に維持すること
が困難である。

また、後者の公報に示された方法では中空の熱可融性中
子は一般に８〜９の比重を有する低融点金属が使用され
、剛性の低下を防止するため、−定厚さ以上の肉厚で製
造される。従って、一定レベル以上の重量軽減はあまり
期待できず、また、再生時の材料ロスが生ずる。更に、
プラスチックエラストマーを使用して熱可融性中子から
引き抜く工程を必要とするので、実際には製造時間をあ
まり短縮できない難点がある。

この発明は、上記欠点を解消し、軽量かつ安価な溶融樹
脂中子を提供することを目的とする。

ば　、を　　するための　且 この発明による溶融樹脂中子は、１．５〜６重量部の熱
可塑性樹脂と、熱可塑性樹脂内にほぼ均一に分散された
０、８〜１重量部の無機材料の粒状補強材とを含む。熱
可塑性樹脂は溶融樹脂中子の主成分でありかつ補強材を
接着する作用がある。

ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン
樹脂、ビニルカルバゾール樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化
ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコー
ル樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブチラ
ール樹脂、メタクリル樹脂、フッ素樹脂、直鎖ポリエス
テル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂等の樹脂若しくは
これらの混合物又はこれらとアタクチックポリマーとの
混合物を熱可塑性樹脂として使用することができる。酢
酸ビニル樹脂又はポリビニルアルコール樹脂等の接着性
の強い樹脂を使用する場合には補強材の含有量を増加し
て接着性を調整することが可能である。

補強材は中子の剛性を増加し、変形を阻止する作用があ
る。補強材として９０重量％以上のＳｉＯ２を含むセキ
エイ砂を主成分とするケイ砂、セラミック粉等の無機材
料の粉末を使用することができる。この混合物には１０
重量％以下で鉄又はステンレス等の金属粉１分散剤又は
有機結合剤を混合してもよい。補強材は通常Ｏ０１〜０
．１５ｍｍ（約１５０〜９０メツシユ）のケイ砂を使用
するが、必要に応じて０．０６〜０．３ｍｍ　（約２５
０〜６０メツシユ）に微粉砕若しくは微粒化したケイ砂
、金属若しくはセラミック又は０．３〜４゜７ｍｍ（約
６０〜４メツシユ）に形成した化学的に安定した材料を
使用することができる。好ましくは３５〜８０メツシユ
のケイ砂である。

葺−一弔一 １．５〜６重量部の熱可塑性樹脂は溶融樹脂中子の主要
部を構成しかつ補強材を連結する結合材として作用する
。また、補強材は溶融樹脂中子の圧縮強度を増加して剛
性を高め、変形に対する強度を増加する作用がある。ま
た、最終製品の成形時に、成形型内で熱可塑性樹脂に加
えられる熱衝撃を緩和すると共に、成形型のキャビティ
内に注入される溶融材料との接触時に発生する摩耗を減
少する。このため、外面及び内面ともに所望の形状を有
する最終製品を得ることができる。

失−産一握 以下、この発明の実施例を第１図〜第３図について説明
する。

この発明による溶融樹脂中子を製造するとき、約７０℃
の融点を有するポリプロピレン樹脂のペレットと約Ｑ、
１３ｍｍの平均粒径を有するケイ砂とを２対１の重量比
で混合して、混合物を射出成形機に投入した。第１図は
キャビティ１０ａを有する射出成形機の金型１１を示す
。射出成形機により所望の形状を有する溶融樹脂中子を
成形して金型１１から取出した。得られた溶融樹脂中子
１０の密度は約３．３であり、ポリプロピレン樹脂内に
粒状のケイ砂がほぼ均一に分散した混合物として溶融′
Ｊｍ脂中子１０が形成された。

次に、第２図に示すように、前記の溶融樹脂中子１０を
製品成形用金型１２のキャビティ１３内に固定して約２
７０℃の融点を有する液状のポリアミド６６樹脂（ＰＡ
６６）をキャビティ１３内に注入した。このように、使
用の際には、最終製品を形成する材料の融点より低い融
点を有する可融性樹脂材料により溶融樹脂中子１０を製
造するとよい。液状樹脂が固化した後、製品形成用金型
１２から溶融樹脂中子１０を包囲する樹脂成形品を取出
して、約１７０’Ｃの温度に保持されたオイルバス内に
浸漬した。オイルバスは約９４％の鉱油を含み約０．９
の比重を有するマシン油である。

オイルバス内では高温のため、溶融樹脂中子１０が融解
してケイ砂と共に樹脂成形品の内部から流出した。ケイ
砂はオイルバスの底部に沈殿し、液状のポリプロピレン
はマシン油の下部に層状に分離した。溶融樹脂中子１０
を形成する全ての物質が樹脂成形品の内部から除去され
た後、第３図に示す樹脂成形品１４を最終製品として取
出した。

樹脂成形品１４は入口１４ａ及び出口１．４ｂを有する
筒状のデュアルダクトであり、複雑な曲面で構成される
分岐管として形成される。

上記の実施例では、熱可塑性樹脂はポリエチレン樹脂、
ポリスチレン樹脂、ビニルカルバゾール樹脂、塩化ビニ
ル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビ
ニルアルコール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリ
ビニルブチラール樹脂、メタクリル樹脂、フッ素樹脂、
直鎖ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂等の
樹脂若しくはこれらの混合物又はこれらとアタクチック
ポリマーとの混合物を熱可塑性樹脂として使用すること
ができる。この場合熱可塑性樹脂は１．５〜６重量部の
範囲が望ましい。１．５重量％に満たないと、溶融樹脂
中子１０が脆くなり、使用中に破損する場合がある。ま
た精度の高い表面粗度を得られないこともある。６重量
％を越えると、耐熱性、耐圧性及び耐ひっかき性等の溶
融樹脂中子１ｏの表面での物理的強度が低下する。実用
的には熱可塑性樹脂の含有量は好ましくは１゜８〜２゜
５重量部である。

粒状補強材は通常０．１〜Ｏ０１５ｍｍ（約１５０〜９
０メツシユ）の０．８〜１重量部のケイ砂を使用するの
が望ましい。しかし、粒状補強材はケイ砂の他に、鉄若
しくはステンレス等の金属粉、セラミック粉等の無機材
料又は金属の粉末を使用することができる。必要に応じ
て０．０６〜０．３ｍｍ（約２５０〜６０メツシユ）に
微粉砕若しくは微粒化したケイ砂、金属若しくはセラミ
ック又は０．３〜４．７ｍｍ　（約６０〜４メツシユ）
に形成した化学的に安定した材料を使用するこヒができ
る。粒状補強材が０．８重量部に満たないと、耐熱性、
耐圧性及び酎ひっかき性等の溶融樹脂中子１０の表面で
の物理的強度が低下する。逆に、１重量部を越えると、
中子１０の重量が増加し、使用する成形型の寿命が著し
く短くなる。のみならず、溶融樹脂中子１０が脆くなり
、使用中に溶融樹脂中子１０の表面が破損する場合があ
る。従って、実用的には粒状補強材は好ましくは１重量
部である。いずれにしても、製造される溶融樹脂中子１
０は２．５〜４．好ましくは３〜３．５の密度が望まし
い。

この発明の上記の実施例は種々の変更が可能である。例
えば、溶融樹脂中子１０内に有機又は無機の繊維物質を
混入して、更に強度を増加することも可能である。また
、特開平１−１１８３３８号公報に開示されているよう
に、プラスチックエラストマーを使用して溶融樹脂中子
１０を中空に成形することも可能である。

粒状補強材の平均粒径は最終製品に要求される表面粗度
又は溶融樹脂中子１０に要求される剛性に対応して種々
の粒度のものを使用することが可能である。一般に平均
粒径を小さくすると、表面粗度の小さい最終製品を得る
ことができる。

上記の実施例では最終製品の材料としてＰＡ６６を使用
する例を示したが、芳香族ポリアミド、ポリフェニレン
サルブアイド等の他の樹脂又はアルミニウム等の金属で
もよい。

丑１四□か４ この発明の溶融樹脂中子では、樹脂の成形型を使用して
軽量かつ安価に製造できる溶融樹脂中子を得ることがで
きる。このため、溶融樹脂中子の取扱が容易となり、最
終製品の生産コスＩ−を低減することが可能となる。ま
た、この溶融樹脂中子は製造法及び使用法が容易であり
、中子自体及び最終製品の量産に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による溶融樹脂中子の製造に使用する
金型の平面図、第２図はこの発明による溶融樹脂中子を
使用して最終製品を製造する金型の平面図、第３図は第
２図の金型を使用して製造したデュアルダクトの正面図
、第４図は自動車用エンジンの吸気系の構成を示すブロ
ック図、第５図はアルミニウムで形成された従来のデュ
アルダクトの側面図である。 １０６．溶融樹脂中子、 第 １ 図 第 図 第 図 ４ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、５〜６重量部の熱可塑性樹脂と、熱可塑性樹脂内に
   ほぼ均一に分散された０．８〜１重量部の無機材料の粒
   状補強材とを含むことを特徴とする溶融樹脂中子。