JPH04345817A - 合成樹脂製品用の可融性中子及びその融出方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂製品の成形に
用いる可融性の中子及び樹脂射出成形後の工程でこの中
子を融離除去するための融出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の合成樹脂製の製品の成形には、加
熱溶融した合成樹脂材料を金型の中に射出充填して冷却
後に成形品として取り出す射出成形法が広く利用されて
いる。そして、製品が中空状のものであれば、金属製品
の鋳造の場合と同様に中子を用いる方法がよく利用され
ている。この中子は、射出成形後に成形品から取り除く
ため、合成樹脂製の成形の場合では合成樹脂材料の融点
（摂氏２００度程度）よりも低い融点（摂氏７０〜１６
０度程度）を持つ低融点合金が一般に利用されている。

【０００３】また、射出樹脂の冷却後の中子の除去は、
この中子と合成樹脂材料の融点の差を利用し、中子を成
形品とともに加熱する方法が広く採用されている。この
加熱の手段としては、空気や不活性ガスを加熱してこの
加熱雰囲気の中で中子の融点よりも高い温度に加熱した
り、シリコーンオイルの槽の中に成形品と中子とを浸漬
しシリコーンオイルを加熱する等である。このような方
法によって、中子の融点よりも高く且つ合成樹脂の融点
よりも低い温度になるように加熱すれば、中子のみが溶
融して成形品から融離して製品が得られる。

【０００４】また、中子自体の製造は、一般の金属製品
と同様によって鋳造によって行われ、合金組成の調整等
によって合成樹脂製品の成形に対する最適化が進められ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、中子の鋳造
においては、その組成中の合金の酸化物が湯の中に混入
することが避けられず、また中子の鋳造時の型の中での
ガス溜まり，キライ，ヒケ及び湯ジワ等により、鋳肌の
粗い鋳造に終わってしまい、中子の表面に凹凸が生じる
結果となる。このような凹凸を持つ中子を使った場合に
は、図５の（ａ）に示すように、中子の合金成分が成形
品に付着したままとなりやすい。すなわち、図において
中子５０の表面に微小な凹み５０ａがあると、合成樹脂
の射出層５１には凸部５１ａができることになる。そし
て、中子５０を融出する過程では、図５の（ｂ）に示す
ように射出層５１の凸部５１ａの付け根部分に中子の合
金成分の塊５２が付着してしまう。このような塊５２の
付着は、凸部５１ａの付け根部分が射出層５１の壁との
間で作る角度が鋭角である程、顕著になる。

【０００６】射出層５１はそのまま製品の中空部を形成
する表面壁となるので、たとえばシャワーヘッドやその
他の水周り器具及び食器等を製品とする場合には、衛生
上好ましくない。特に、低融点合金の合金組成に鉛等を
含む場合では、毒性があるものなので都合が悪い。した
がって、付着した塊５２を取り除く工程が必要となり、
生産性及び生産設備に与える影響も大きい。

【０００７】また、合成樹脂材料の射出及び冷却凝固の
後に行う融出過程において、空気を熱媒体として低融点
合金の中子を加熱する場合では、空気の比熱が小さいた
め多量の加熱空気を流しても中子が完全に融出して成形
品から融離するまでの時間が比較的長い。また、融出し
た合金は再利用のために回収することになるが、加熱の
ためのチャンバに成形品を封入する方法なので、回収率
が低い。したがって、空気を加熱媒体とするものでは、
生産性の向上にも限界があり、中子の素材となる合金も
無駄にしてしまう。

【０００８】更に、熱媒体としてシリコーンオイルを用
いると、空気の場合よりも融出時間は格段に短くなる。 しかし、中子が成形品から融離してシリコーンオイルが
油分に弱い合成樹脂製の成形品に触れることになるので
、成形品に割れが生じやすい。また、空気の場合ではそ
のまま成形品を湯洗等によって洗えば済むが、シリコー
ンオイルではこれをアルカリ性の洗浄液に浸漬して洗浄
する必要がある。したがって、生産工程が増えるほか、
洗浄が不十分であれば製品に衛生面での問題が残ること
になる。

【０００９】このように、低融点合金の中子を利用して
合成樹脂製の製品を成形する場合では、中子自体の表面
性状による問題や融出の際の熱媒体の種類による障害が
あった。

【００１０】本発明において解決すべき課題は、低融点
合金の中子を用いた合成樹脂製品の成形において、融出
後の合金の付着等のない良好な成形品が効率よく生産で
きるようにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、合成樹脂材料
から成形品を射出成形する際に用いる低融点合金を素材
とした可融性中子であって、該中子が少なくとも前記成
形品に接触する領域の表面に、水溶性の合成樹脂を素材
とするコーティング層を設けたことを特徴とする。

【００１２】また、この可融性中子を成形品から融離し
て融出する方法は、合成樹脂材料から成形品を射出成形
する際に用いる低融点合金製の可融性中子を、熱媒体に
よって前記成形品から融離させる融出方法であって、前
記熱媒体を水溶性の糖質類としたことを特徴とする。

【００１３】更に、コーティング層を形成した可融性中
子を糖質類の熱媒体中において溶出処理することもでき
る。

【００１４】

【作用】低融点合金の可融性中子の表面に合成樹脂のコ
ーティング層を設けることによって、鋳造法によって製
造した中子の鋳肌の凹凸を吸収し、中子の表面は滑らか
になる。このため、融出工程において中子の合金が成形
品の表面に付着したまま残ることがなくなり、後工程の
洗浄が簡単になる。

【００１５】熱媒体として使う糖質類は、比熱が十分に
大きいので中子の溶出時間が短縮される。また、糖質類
が成形品の合成樹脂に触れても、ストレスクラック等を
与えることがなく、安定した成形品が得られるようにな
る。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の可融性中子を融出工程と共に
示す概略図である。

【００１７】図１の（ａ）は、中子１の周りに樹脂材料
の射出層２を形成したときの断面図である。中子１は従
来例でも示したように、低融点合金を素材として成形品
に合わせた形状に鋳造法によって製作されたものである
。そして、中子１が少なくとも射出層２に接触する領域
には合成樹脂製のコーティング層３が一体に形成され、
図示の例ではこの射出層２との接触領域だけでなく全表
面にコーティング層３が設けられている。

【００１８】コーティング層３は中子１の表面の凹凸を
無くすために形成するものであり、融出工程に備えて水
溶性のポリマーが好ましく、たとえばポリビニルアルコ
ールの架橋タイプ又は水溶性のポリアミドが最適である
。そして、このコーティング層３は、中子１を鋳造冷却
した後に表面処理を施し、たとえば刷毛塗りやスプレー
等によって中子１の表面にコーティングされるものであ
る。また、コーティング層３の厚さは、中子１の鋳肌の
凹凸を吸収できる程度のものであればよく、たとえば通
常の鋳肌の表面粗さであれば５０ミクロンメータ程度で
ある。

【００１９】このような水溶性の合成樹脂を利用しコー
ティング層３を中子１の表面に設けることにより、中子
１の鋳肌の粗れ等がカバーされ、表面全体が滑らかな面
を持つものとなる。

【００２０】図１の（ｂ）は同図の（ａ）の表面に射出
層２を一体化した中子１を融出している状態を示すもの
である。図において、融出槽４の中には中子２を加熱し
て低融点合金を射出層２から融離させるための熱媒体５
が溜められている。この熱媒体５としては、糖質類の中
で水溶性の単糖類や多糖類を使用し、単糖類ではグリセ
リン，ソルビトール，マンニトール等が好適である。ま
た、多糖類としてはたとえばアミロースやグリコーゲン
等が利用できる。

【００２１】このような糖質類は、中子の低融点合金の
融点の温度によって適切なものを選定する。たとえば融
点が摂氏４０〜１２０度程度の低い低融点合金であれば
、沸点が摂氏１７０度のグリセリンが利用できる。また
、融点が摂氏１７０度以上の低融点合金の場合では、グ
リコーゲン等の多糖類が好ましい。

【００２２】熱媒体５としてグリセリンを使うと、グリ
セリンは化学的に安定で無害であるため、加熱する設備
の系で用いても安全操業が保たれ、作業環境に悪い影響
を与えることもない。そして、実際の融出工程では、予
め融出槽４を加熱しておき、熱媒体を或る一定温度に維
持して中子１の融出に備える。融出槽４に図１の（ａ）
で示した中子１及びこれに一体化した射出層２を投入す
ると、熱媒体５により中子１が加熱され、その融点まで
温度上昇すれば図１の（ｂ）に示すように中子１が射出
層２から次第に融離して、熱媒体５の中に溶け出す。そ
して、この融離が進行すると、中子１の全てが射出層２
から融離し、射出層２は成形品Ｐとして熱媒体５の中に
残る。なお、融離の過程で熱媒体４の中に溶け出た低融
点合金は、融出槽４に備えたドレン４ａから回収される
。

【００２３】このような糖質類を熱媒体５とした溶出過
程では、糖質類は活性が低いため、合成樹脂にストレス
クラックを与えることがなく、したがって成形品Ｐに割
れ等を生じることはない。また、たとえば熱媒体５とし
てグリセリンを使用した場合、グリセリンの比熱は０・
５８ｃａｌ／ｇ・Ｋ程度であるため熱容量も大きく、中
子１の融出時間も短くなる。たとえば、或る成形品の融
出に際して、空気や不活性ガスを熱媒体としたときの融
出時間は１時間半から２時間を必要としたのに対し、グ
リセリンを使用した場合のそれは４０分から１時間程度
となった。このように、融出時間が大幅に縮小されるの
で、融出過程だけに限っては生産性が２倍程度向上する
。

【００２４】更に、糖質類の中でも水溶性のものを熱媒
体５として使うので、図１の（ｂ）の融出過程を終了し
た後には、成形品Ｐに付着した熱媒体５を水や湯等によ
って洗い流すだけでよい。図１の（ｃ）は洗浄工程を示
すもので、洗浄槽６の中に湯又は水等の洗浄液７が循環
供給され、この中に成形品Ｐを浸漬してその表面に付着
した糖質類の熱媒体５を洗い流す。

【００２５】ここで、図１の（ａ）で説明したように、
中子１の表面には合成樹脂のコーティング層３を一体化
して表面の鋳肌の凹凸を無くしている。このため、融出
過程においては、図５の（ｂ）で示したような中子１を
形成していた低融点合金の塊が付着することはない。そ
して、コーティング層３に用いる合成樹脂は水溶性のポ
リマーなので、融出後には水や湯等で洗うだけで済む。 したがって、図１に示すように融出槽４による融出と洗
浄槽６による洗浄だけの工程さえ備えればよく、合金の
塊を取り除くために超音波を備えた酸洗浄等の過程は不
要となる。

【００２６】図２は、融出から洗浄までの過程の別の例
を示すものである。

【００２７】これは、融出槽４及び洗浄槽６に加えて、
酸洗浄槽８及び第２洗浄槽１０を増設したものである。 酸洗浄槽８にはたとえば重量パーセントの値が１０程度
の塩酸９が溜められ、第２洗浄槽１０には融出後の洗浄
と同様に湯又は水等の洗浄液１１が循環供給される設備
となっている。酸洗浄槽８では、成形品に合金が付着し
たまま残っている場合に備えて配備するもので、塩酸に
よって合金組成のうちＣｄ，Ｐｄ，Ｓｎ，Ｂｉ等の有害
な重金属を融解酸洗する。そして、この酸洗後の成形品
Ｐを湯又は水等の洗浄液１１で洗い流すことによって、
最終製品としての成形品Ｐが得られる。

【００２８】なお、コーティング層３を中子１に設ける
ことで、低融点合金の塊が成形品Ｐに付着したまま残る
ことがないようにできることは先に述べた。ところが、
実際の操業において、コーティング層３の肉厚が局部的
に薄くなっていたり、ハンドリング中に表面傷を負うこ
とは十分予想される。このため、コーティング層３の役
目に影響を与えることもあり、合金付着が生じることが
予測される。したがって、このような事態に備えて酸洗
浄槽８を設けておけば、万一合金の塊が成形品Ｐに付着
していてもこれを除去できる。

【００２９】図３は更に別の工程例を示す図であり、こ
れは図２の酸洗浄槽８に超音波発生装置８ａを備え、第
２洗浄槽１０を２連配置とした例である。そして、洗浄
槽６には洗浄液７の循環回路にろ過器６ａを設け、第２
洗浄槽１０の洗浄液１１の循環系にはろ過器１０ａとイ
オン交換器１０ｂとを備えている。

【００３０】このような設備では、酸洗浄槽８での酸洗
に際して塩酸９に超音波振動が加わるので、洗浄が促進
され、低融点合金の塊が万一成形品に付着していてもこ
れを確実に除去できる。また、第２洗浄槽１０では、イ
オン交換器１０ｂを備えているので、洗浄液の純水度を
高く維持でき、不純物が成形品Ｐに付着することなく最
終製品として供給できる。そして、成形品Ｐを取り出し
た段階で定期的にイオン交換器１０ｂを作動させること
によって、洗浄液１１を純水化することができる。なお
、融出後の洗浄に用いる洗浄槽６にも図４に示すように
イオン交換器６ｂを備えれば、同様に良好な洗浄が可能
となる。

【００３１】

【発明の効果】本発明では、可融性中子の表面に水溶性
のコーティング層を設けるので、中子の表面から微小な
凹凸を無くすことができる。このため、融出後の中子材
料の合金による塊が成形品に付着したまま残ることが防
止される。したがって、後工程の洗浄が簡単になり設備
の簡略化が図られると共に、得られる製品も衛生的に使
えるものとなる。

【００３２】また、融出工程で用いる熱媒体を糖質類と
しているので、従来の空気や不活性ガス又はシリコーン
オイルを熱媒体とする場合に比べると、比熱が大きいた
め溶出に要する時間が短縮される。このため、成形品の
生産効率の向上が図られる。また、糖質類は水溶性なの
で後工程の洗浄も簡単になり、合成樹脂にストレスクラ
ック等を発生させることもないので、高い生産効率の下
で良好な製品の量産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中子及びこれを利用して成形品を得る
までの融出から洗浄までの工程を示す図である。

【図２】洗浄過程に酸洗浄を加えた工程例を示す図であ
る。

【図３】酸洗浄に超音波振動を与え洗浄液をイオン交換
器によって純水化するシステムとした例を示す図である
。

【図４】融出後の洗浄に用いる洗浄槽にイオン交換器を
組み込む例を示す図である。

【図５】従来の融出工程における成形品への合金の塊の
付着発生を示すための概略断面図である。

【符号の説明】

１　　　　中子 ２　　　　射出層 ３　　　　コーティング層 ４　　　　融出槽 ５　　　　熱媒体 ６　　　　洗浄槽 ７　　　　洗浄液 ８　　　　酸洗浄槽 ９　　　　塩酸 １０　　第２洗浄槽 １１　　洗浄液 Ｐ　　　　成形品

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　合成樹脂材料から成形品を射出成形す
   る際に用いる低融点合金を素材とした可融性中子であっ
   て、該中子が少なくとも前記成形品に接触する領域の表
   面に、水溶性の合成樹脂を素材とするコーティング層を
   設けたことを特徴とする合成樹脂製品用の可融性中子。
2. 【請求項２】　　合成樹脂材料から成形品を射出成形す
   る際に用いる低融点合金製の可融性中子を、熱媒体によ
   って前記成形品から融離させる融出方法であって、前記
   熱媒体を水溶性の糖質類としたことを特徴とする合成樹
   脂製品用の可融性中子の融出方法。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の可融性中子を用い、請
   求項２記載の熱媒体中において該中子を前記成形品から
   融離させることを特徴とする合成樹脂製品用の中子の融
   出方法。