JPH07156198A - 合成樹脂中空成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内面形状が複雑な中空体の内側を平滑できれ
いにし、かつ所定の強度をもたせる。 【構成】 ブロー成形により内側中空分岐管１を成形
し、この内側中空分岐管１内にガラスビーズ５を充填し
たのち、内側中空分岐管１の外表面に射出成形により外
側中空分岐管３を成形し、ついで充填したガラスビーズ
５を取り除いて中空体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は、合成樹脂中空体、特に内
面形状が複雑な中空体例えば自動車の吸気系部品である
インテークマニホールドのような中空体の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】中空体は、従来においては、大部分が金
属で形成されたものであったが、製品の軽量化への要請
から合成樹脂により形成された中空体が提案されて来て
いる。

【０００３】合成樹脂からなる中空体は、押出成形、ブ
ロー成形、真空成形、射出成形、中子を使用する射出成
形等の方法により製造されていた。

【０００４】しかし、ある程度の強度および肉厚を有
し、しかも内面形状が複雑で内表面が平滑できれいな中
空体を製造する場合、これらの方法では、つぎに説明す
るような問題点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】押出成形により中空体
を製造する場合、直管状の形状のものは容易に製造でき
るが、分岐管のように櫛歯状の複雑な形状のものは量産
化できないという問題点があった。

【０００６】また、ブロー成形による場合は、製造は簡
単であるが肉厚が均一になりがたく強度の面で不十分と
いう問題点があった。

【０００７】また、真空成形による場合は、張り合わせ
接合ラインが形成されて製品の外観が損なわれ、接合部
のバラツキに伴う接合強度不足の原因となり、また工程
が複雑になるという問題点があった。

【０００８】また、射出成形による場合は、外観が複雑
な形状でも一度に形成でき、肉厚および強度が大きいも
のが得られるが、内面にアンダーカット部を有する場合
は離型が不可能になるか型構造が複雑となるという問題
点があった。

【０００９】さらに、中子を使用する場合は、成形後に
中子を除去する必要があり、合成樹脂の種類によっては
成形ができないものもあり、また中子を除去する工程例
えば中子に低融点合金を使用する場合は合金を溶融して
除去する工程が複雑でかつ経費がかかり、その上作業性
が悪いという問題点があった。また中子に砂のようなも
のを使用すると中子の転写性により内表面が平滑できれ
いにならない上に中子の除去が困難となる問題点があっ
た。

【００１０】本発明は、作業性が良く製造が容易で内面
形状が複雑なものでも内面を平滑できれいにし、かつ所
定の肉厚に形成できて所定の強度を有する合成樹脂中空
成形品の製造方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の合成樹脂中空成形品の製造方法において
は、所定の内面形状を有する中空体をブロー成形し、つ
いでこの中空体に球状の粒体を充填して中空体の外表面
に合成樹脂を射出成形し、しかるのち中空体に充填した
粒体を取り除くものである。

【００１２】そして、球状の粒体としては、ベアリング
球のような金属からなるもの、あるいはセラミックス、
ファインセラミックスなどからなるものを用いることが
できるが、特にガラスビーズは効果的である。

【００１３】また、球状の粒体の粒径は、０．０９ｍｍ
から０．１５ｍｍの範囲のものが好ましい。

【００１４】

【作用】上記のように構成された本発明の合成樹脂中空
成形品の製造方法によれば、中空体の内面はブロー成形
した合成樹脂により形成されるので、内面形状が複雑な
場合でも平滑できれいにかつ容易に形成することがで
き、この中空体の外表面に合成樹脂を射出成形するの
で、外表面は所定の厚みにすることができ充分な強度を
有するものとすることができる。

【００１５】そして射出成形時の射出圧力によりブロー
成形した中空体が変形することは、内部に充填した粒体
により阻止され、また充填する粒体が球状であることか
ら転写性がないので平滑できれいな内面は損なわれるこ
とがなく、その上粒体は球状のため相互に点接触の状態
で充填されているので、射出圧力を適度に分散して粒体
が破損することはなく、その上射出成形後に除去する場
合、中空体の内面を損傷することなく容易に除去でき、
また充填の際の作業性も良好なものとなる。

【００１６】また、用いる球状の粒体がガラスビーズの
場合は、粒体表面が平滑なものが得られ易いことから中
空体の内面を損傷することはなくなり、しかも耐熱性と
所定の強度を有し中空体との離型が極めて良好なものと
なってその除去も容易となる。

【００１７】さらに、用いる球状の粒体の粒径は、０．
０９ｍｍ以下の場合は充填・取り出しの作業性が悪く、
また０．１５ｍｍ以上の場合は粒体の形状が中空体の内
面に転写され易く平滑性を損なって好ましくないので、
０．０９ｍｍから０．１５ｍｍの範囲のものが作業性を
良好にし、内表面の平滑性を良好に維持することができ
る。

【００１８】また得られた合成樹脂中空体は、内面がブ
ロー成形による中空体で構成されているので、寸法精度
が良く、生産性も向上し、その上中空体の外側と内側と
を使用目的に応じて異なった樹脂材料例えば外側は外観
を良くするために高光沢グレードのものとし、内側は耐
薬品性に優れたものと云った選定ができる。

【００１９】

【実施例】つぎに本発明の合成樹脂中空成形品の製造方
法の一実施例を櫛歯状の分岐管を製造する場合について
説明する。

【００２０】この製造方法は、ブロー成形により中空体
内側部を形成する工程と、この中空体内側部に球状の粒
体を充填する工程と、中空体内側部の外表面に合成樹脂
を射出成形して中空体外側部を形成する工程と、充填し
た球状粒体を除去する工程とを備えている。

【００２１】まずブロー成形工程においては、高密度ポ
リエチレン（旭化成製Ｂ−６７０）およびポリプロピレ
ン（旭化成製Ｅ−７１００）を用いてそれぞれ図２に示
すような櫛歯状の内側中空分岐管１を１．２ｍｍの肉厚
でブロー成形する。この場合、分岐管部２の長さは図３
に示すように、外側中空分岐管３における分岐管部４の
長さよりも長く形成している。

【００２２】なお、ブロー成形により内側中空分岐管１
を成形する樹脂材料としては、上記高密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレンのほかに低密度ポリエチレン、ＡＢ
Ｓ樹脂、ナイロンなどを用いることができるが、耐熱性
と強度が要求される場合はナイロン６が効果的である。

【００２３】つぎに球状粒体の充填工程においては、次
工程の射出圧力により内側中空分岐管１が変形するのを
阻止するために、内側中空分岐管１にガラスビーズ５
（東芝バロティーニ製ＧＢ−ＡＥ）を最密充填し、ガラ
スビーズ５の粒径は０．０９ｍｍから０．１５ｍｍのも
のを用いた。なおガラスビーズ以外にもセラミック球、
ファインセラミック球、ベアリング球、散弾球などを用
いることもできるが、内側中空分岐管１の内面への転写
性がない点ではガラスビーズが効果的である。また内側
中空分岐管１に充分な耐圧強度を持たせるには最密充填
し、充填口を栓６により密閉することが好ましい。

【００２４】ついで射出成形工程においては、ガラスビ
ーズ５を充填した内側中空分岐管１を金型にセットし、
合成樹脂としてポリブチレンテレフタレート（東レ製１
４０１Ｘ０７）を用いて内側中空分岐管１の外表面に外
側中空分岐管３を２．３ｍｍの肉厚で図３に示すように
一体成形する。

【００２５】なお射出成形により外側中空分岐管３を成
形する樹脂材料としては、ポリプロピレン（三菱油化製
ＢＣ−０５Ｇ）、ポリエチレン（三菱油化製ＪＸ−１
０）、ポリスチレン（デンカ製ＱＰ−３）、ＡＢＳ樹脂
（三菱モンサント製ＹＴ−４７２）、変性ポリフェニレ
ンオキサイド、ナイロンなどを用いることができる。内
側中空分岐管１の外表面に外側中空分岐管３を一体成形
した場合、内側中空分岐管１と外側中空分岐管３との材
質が同じであると射出成形時に両者は溶融して同一相に
なって一体となり、また両者の材質が異なると射出成形
時に界面において溶着して一体となり、それらの場合の
密着強度を引張試験機により測定すると表１に示す通り
であり、内側中空分岐管１の材質がポリプロピレンの時
は外側中空分岐管３の材質はポリプロピレン、変性ポリ
フェニレンオキサイドが密着強度的には良く、また内側
中空分岐管１の材質が高密度ポリエチレンの時は、外側
中空分岐管３の材質はポリプロピレン、ポリエチレンが
密着性に優れていることがわかる。

【００２６】また、−２０℃で２時間、８０℃で２時間
を１サイクルとして３サイクルのヒートサイクル試験を
行った結果では、内側中空分岐管１にポリプロピレン、
外側中空分岐管３にＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタ
レートを用いた場合が優れている。

【００２７】そこでブロー成形および射出成形に用いる
合成樹脂は、成形品の使用目的に合わせて選定すること
が必要となる。

【００２８】射出成形が終了して金型から成形体を離型
する際、成形体を押し出すエジェクターピンは内側中空
分岐管１の分岐管部２で外側中空分岐管３の分岐管部４
より突出している部分に当接するようにすれば、この部
分は後の工程で切断されるのでエジェクターピンの接触
跡により製品の外観が損なわれることがなくなる。

【００２９】そして球状粒体除去工程においては、栓６
を取り外してガラスビーズ５を除去するのである。ガラ
スビーズ５は所定の耐熱性と強度を有するため、射出成
形工程においても溶融、損傷することがなく容易に除去
できる。

【００３０】ついで内側中空分岐管１の分岐管部２を外
側中空分岐管３の分岐管部４の長さと合わせて切断すれ
ば図１に示すような櫛歯状の分岐管が得られる。

【００３１】

【表１】

【００３２】つぎに射出成形工程における成形条件につ
いて説明する。

【００３３】射出成形に用いる金型としては、多点支持
にし、ゲートは少し大きめにして支持部に近い位置に設
け、かつキャビテイは型の両面に穿設して形成したもの
が効果的である。

【００３４】つぎに内側中空分岐管１に高密度ポリエチ
レンおよびポリプロピレンを用い、外側中空分岐管３に
ポリブチレンテレフタレートを用いて射出成形した場合
の射出条件を見ると、樹脂温度と最低射出圧力との関係
は図４に示すとおりで樹脂温度が高ければ射出圧力は小
さくて良いが、内側中空分岐管１に対する影響を考慮す
ると表２に示すような条件が効果的である。

【００３５】なお、内側中空分岐管への影響は、射出圧
力により図５に示すように、内側中空分岐管１の分岐管
部２、２間の変形量を偏肉量Ｐで測定し、この偏肉量Ｐ
が１．５ｍｍ以下の場合が製品として好ましいものとし
て評価した。

【００３６】

【表２】

【００３７】また表２によれば、ポリプロピレンの方が
高密度ポリエチレンに比べ高い射出圧力でも偏肉量が
１．５ｍｍ以下であって射出成形による影響が少ないこ
とがわかり、これはポリプロピレンが耐熱性、耐射出圧
性ともに優れていることに起因すると思われる。

【００３８】さらに偏肉量は、樹脂温度および射出圧力
が低い程小さく、高い程大きく、生産性、充填物などへ
の影響を考慮すると低圧での成形は好ましいが、ポリブ
チレンテレフタレートは成形時の樹脂温度は２８０℃を
越えると樹脂の物性が低下する畏れがあるので２６５℃
から２８０℃の範囲でできるだけ低い圧力が好ましい。
この傾向は他の合成樹脂の場合にも当てはまり、一般的
には通常の射出成形における樹脂温度より２０℃から３
０℃位高めの樹脂温度に設定することが好ましく、その
樹脂温度に対応する適当な低い圧力を選定することが必
要となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４０】得られる合成樹脂中空体は、内側がブロー
成形による合成樹脂層により形成され、外側が射出成形
による合成樹脂層により形成されているので、複雑な内
面形状でも容易に形成することができ、内面形状が複雑
な場合でも内表面は平滑できれいなものとなり、外表面
には充分な強度を持たせることができる。

【００４１】また射出成形に際しては、所定の粒径を有
する球状の粒体を充填して行うので作業性が良く、かつ
中空体内面の平滑性は損なわれることがない。

【００４２】さらに充填する粒体にガラスビーズを用い
ることにより、ガラスビーズの表面が平滑で耐熱性およ
び適度の強度を有することから上記効果がより効果的に
発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例により得た合成樹脂中空体の
断面図である。

【図２】同実施例におけるブロー成形工程で得られる中
間体の正面図である。

【図３】同実施例における射出成形工程で得られた中間
体の断面図である。

【図４】樹脂温度と最低射出圧力との関係線図である。

【図５】偏肉量の説明図である。

【符号の説明】

１ 内側中空分岐管 ３ 外側中空分岐管 ５ ガラスビーズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 22:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の内面形状を有する中空体をブロー成
   形し、ついでこの中空体に球状の粒体を充填して中空体
   の外表面に合成樹脂を射出成形し、しかるのち中空体に
   充填した粒体を取り除く合成樹脂中空成形品の製造方
   法。
2. 【請求項２】球状の粒体としてガラスビーズを用いる請
   求項１記載の合成樹脂中空成形品の製造方法。
3. 【請求項３】球状の粒体の粒径が０．０９ｍｍから０．
   １５ｍｍの範囲の請求項１もしくは２記載の合成樹脂中
   空成形品の製造方法。