JPS6163413A - プラスチツク成形用消失性中子 - 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】 産業上の利用分野 この発明はプラスチック成形用の消失性中子に関するも
のである。

従来技術 従来から、低融点合金からなる消失性中子を用いてプラ
スチック成形を行なう方法が知られている。その方法で
は第１図に示すようにプラスチック成形型１の成形面１
ａと低融点合金からなる消失性中子２とで形成されるキ
ャピテイ３に流動状態のプラスチックを充填・固化せし
めた後、成形型１を取外して、第２図に示すように消失
性中子２を鋳ぐるんだ状態のプラスチック成形品４を取
出す。次いで第３図に示すように適宜手段で加熱するこ
とによって消失性中子２を溶出させ除去して、所望のプ
ラスチック成形品４を得る。その際低融点合金からなる
消失性中子２はプラスチック成形品４の熱変形１度より
低い温度で溶融するため、消失性中子２の溶融除去が可
能となる。

また、上述のプラスチック成形方法に用いる消失性中子
２を成形するための低融点合金としては、例えば５ｎ−
３ｉ合金が知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、以上の従来の消失性中子では、例えば５ｎ−Ｂ
ｉ金合金例にとれば、５ｎ−Ｂｉ金合金比重７．２８　
、熱伝導率０．１５５　ｃａｌ／ｃｍ−ｄｅａ　　（日
本金属学会椙金馬データブック）である３ｎと、比重９
．８、熱伝導率０．０１９　ｃａｌ／ａｍ−ｄｅＱ　　
（同）である３ｉとからなり、下記（１）、（２）の問
題があった。

（１）消失性中子自体が重くなり取扱いが困難になる。

（２）熱伝導率が小さいため、消失性中子の溶解除去に
多大の時間とエネルギを要す。

以上の問題は単に５ｎ−３ｉ合金に限らず、消失性中子
に用いられる低融点合金について一般的に指摘される欠
点であったつ そこでそのような問題を解消するために、第１図に示す
消失性中子２のように、消失性中子を中空形状とする試
みも行なわれている（　Ｕｂｅ　　Ａ　ｕｔｏｍｏｔｉ
ｖｅ　　Ｎ　ｅｗｓ　　Ｎ　ｏ、　７４　）。

しかし、そのように消失性中子を中空形状にする方法に
も次のような問題があった。すなわち、前記した第１図
に示すように、中空な消失性中子２を配設した成形型１
のキャピテイ３に成形材料を注入する際には、注入のう
稈で消失性中子２には成形材料の注入圧力が加わり、中
空状の消失性中子２のキャビティ３に臨まされる部分に
は圧縮力や曲げ力が作用する。そのため、そのような圧
縮力や曲げ力によっても消失性中子２が変形しないよう
にするためには、消失性中子２には一定以゛上の肉厚が
必要となり、その結果、極めて限られた形状の７４品を
成形する場合以外消失性中子を中空形状にして軽量化し
かつ溶融除去の迅速化を図ることができないという問題
があった。

ざらに、軽量で熱伝導性の良好な骨材を低融点合金から
なる母相に埋め込んで形成した消失性中子を用いる方法
も試みられていた。そのような消失性中子は確かに軽量
であり、また溶融除去が迅速に行なえるという利点を有
している。しかし、そのような従来の消失性中子ではシ
リカやアルミ等からなる砂や砕石などの天然材その他の
骨材が、低融点合金からなる母相に単に埋め込まれてい
るだけであり、そのため低融点合金だけからなる消失性
中子よりもはるかに強度が劣るという欠点があり、プラ
スチック成形に使う中子としては極めて使用範囲、すな
わち成形対象となる形状が限定されてしまうという問題
があった。

この発明は、以上の従来の事情に鑑みてなされたもので
あって、溶融除去時間が短く、かつ軽量で、しかも高強
度なプラスチック成形用消失性中子を提供することを目
的とするものである。

問題点を解決するための手段 すなわちこの発明のプラスチック成形用消失在中子は、
低融点合金からなる母相と、その母相中に埋め込まれた
骨材とからなるプラスチック成形用消失性中子において
、前記骨材が前記低融点合金の融点よりも′ＢＲ点の金
属材料であってしかも前記低融点合金を組成する金属元
素と金属結合可能な金属元素を主成分とする金属材料か
らなる表明材でる材が？１惰された構成とされているこ
とを特徴とするものである。

発明の詳細な説明 第４図はこの発明を実施した消失性中子２を示す。図に
示されるようにこの発明の消失性中子２は、芯材５を表
明材６で被覆してなる骨材７を低融点合金からなる母相
８に埋め込んでなる。したがって、第５図および第６因
に示すように、成形型１内に消失性中子２を配置した状
態で、キャピテイ３にプラスチックを注入し、プラスチ
ックが固化した後に成形型１内から成形品４を取り出し
、その後成形品４内の消失性中子を加熱して溶出しで、
成形品４をＬｊることができる。芯材５としては、骨材
自身の強度を確保するために母相８を形成する低ム点合
金の融点よりも軟化温度もしくは融点が高いものを用い
るとよいつ例えば、シリカやアルミナ等から成る砂や砕
石のような天然材、１炉材やスラグのような工業副産物
、ガラスピーズ等の人工骨材或いはアルミニウム等の金
属からなる中空球体又は粒状物、Ａ　Ｂ　Ｓ　ＩＩ脂筈
の合成樹脂からなる中空球体又は粒状物等を用いること
ができる。骨材自身の強度を確保するために、芯材に母
相８を形成する低融点合金の融点よりも軟化温度もしく
は融点が似いものを用いて表層材６の厚さを厚くしτも
よい。

また、芯材の比重、熱転ＪＥＩは中子の１しプラスチッ
ク成形後に中子の溶融除去に必要な時間に大きな彩管が
あり、その点に鑑みて経済性どの兼ね合いから用いるべ
き中子に付与すべき性能に応じて合目的的に選択されろ
うすなわち、特に軽信性が必要であるときは、芯材を中
空にする、もしくは比重の小ざい材１を使用する等の選
択が可能である。また、特に中子の溶融除去を迅速に行
なう必要があるときは、熱伝導率の大きい材料で芯材を
作ることができる。

また、芯材５を表層材６で？２買してなる骨材７の粒度
、形状等は、得られる中子の表面精度に多大な影響を及
ぼす。したがってＲ柊的に得られるべき成形製品にどの
程度の精度が要求され、ひいては用いるべき消失性中子
にどの程度の精度が要求されるかを４自して、骨材７の
粒度、形状等を決定する。すなわち、高い精度が要求さ
れる場合には骨材の粒度を小さくする必要があり、一方
それほど厳格な精度が要求されない場合には、粒度の大
きい骨材を使用することができる。

母相８を形成する低融点合金としては、Ｓｎ、Ｂｉ　、
Ｐｂ　、Ｃｄ等の二元合金、三元合金、その他の周知の
低８１点合金を用いることができる。

さらにこの発明では前記芯材５を被覆する表層材６とし
て前記低融点合金と金す間結合可能な金属元素を主成分
とする金３材料が用いられる。

一般にｎ埋金風相互が金と間結合し易い、すなわち冶金
的に接合し易いのは次に示すように、要はそれ等の元素
が合金化容易な場合であることはよく知られている。

（１）−の金属元素と他の金属元素相互間の固溶度が大
である。

（２）−の金属元素と他の金属元素が相互にがなり固溶
し、かつ共晶をつくる。

（３）−の＊８元素と他の金属元素とが共晶をつくる。

したがって、例えばＳｎとＢｉとからなる低融点合金を
用いる場合、５ｎとの間で以上の（１）〜（３）の条件
に適合する金属元素にはＡａ、Ｐｂ　、ＯＬＩ　、　ｚ
ｎ等があり、それ等の金精元素を芯材５を被覆するｖｉ
ｇ材６の材料として選択すれば良い。

その他、上記（１）〜（３）の条件に該当する金属元素
の組み合せを第１表に例示する。

第１表 ざらに、表層材６には、以上の条件に適合する金属材料
であって、しかも母相８を形成する低融点合金の融点よ
りもｉｎ点の金属材料が適用される。表層材６に適用さ
れる金鳥材料の融点が母相８を形成する低融点合金の融
点以下である場合、母相８に骨材７を埋め込む過程で、
母相８を形成する溶融状態の低ｎ点合金によって表層材
６が加熱されて溶融してしまい、母相８と芯材５との間
に介在して両者を結合するという機能を果し得ないから
である。

なお芯材５を被蕾する表層材６に用いる金属材料は、低
Ｐ！点合金８との結合の強度という四点からのみならず
、表層材６臼体の熱伝導率という四点からも選択される
べきである。表層材６自体の熱伝導率も消失性中子の溶
融除去時間に大きな影響を及ぼすからである。すなわら
、低ＦＲ点合金８との結合の強度を重視する場合、低融
点合金８との固溶度が特に大なる金属材料を用いるべき
であり、一方中子の溶ｍ除去を特に迅速に行なう必要が
あるときは表層材６に熱転Ｓ＊の大きい金属材料を用い
ることができる。

ざらになお、以上のこの発明の消失性中子の製造にあた
っては、芯材５を表層材６で被覆する際には芯材５の表
面を、骨材７．を低融点合金からなる母相８に埋め込む
にあたっては骨材７の表面を、適宜の溶剤で洗浄し、あ
るいはその他の手段で活性化するようにすれば、芯材５
と表層材６との結合の度合を、あるいは骨材７と母相８
との結合の度合を向上させることもできる。

以下にこの発明の消失性中子の実施例を記す。

実施例　１ 低融点合金からなる母相８として５ｎ−Ｂｉ金合金用い
ることとし、その合金と結合可能な金烏元青Ｃ１，＋を
主成分とする材料で、比重２．１のアルミニウムからな
る芯材５を被覆して表層材６となし、１１られた骨材７
を上記低融点合金からなる母相８に埋め込んぐ第４図に
示す消失世中Ｉ２製造した。

その消失性中子を第５図に示すようにプラスチック成形
型１内に配置し、キ１７とティ３に流動状態のプラスチ
ックを充填し、ぐの伎第６図に示すようにプラスチック
成形品４２取出し消失性中子を溶融除去した。

実施例　２ 実１１と池は同様にして、芯材５として比重０．８のプ
ラスチック材料を用い、実施！！１ｌｌｌと同様にして
プラスチック成形品４２博た。

以上の各実施例において、実！！例１の場合は比重２．
１のアルミニウムを用い、実施′７Ａ２の場合は比ｌ　
Ｑ、８のプラスチックを用いて芯材５となし、消失性中
子を形成したので、１７られた中子は同体積の従来の消
失性中子に比しはるかに軽Ｒで、プラスチック成形にあ
たっても非常に取扱いが容易であった。またいずれの実
施例でも１．ＳｎとＣｕが金属結合するために得られた
消失性中子の芯材５の表層材６と低融点合金８とは、強
固に結合した状態にある。したがっていずれの実施例で
も消失性中子を配設した成形型１のキャビティ３にプラ
スチックを注入する際に、その注入圧力によって消失性
中子が変形し、または切損するようなことはなく、ねら
った通りの成形を精度良く完了することができた。

ざらに、以上の各実施例では骨材７を低融点合金からな
るｆｆ１相８に埋め込んで中子が形成されているため、
熱伝導率の低い低融点合金８で中子を形成する場合に比
し、プラスチック成形後の中子の溶融除去をはるかに迅
速に行なうことができた。

特に以上の各実施例では、芯材５を被覆して骨材を構成
する表層材６が熱伝導率の高いＣｕを主成分とする材料
とされているため、その点からもプラスチック成形後の
中子の溶融除去をいっそう迅速にすることができた。

発明の効果 以上のようにこの発明のプラスチック成形用訂失准中子
によれば、低粘点合金からＩ：る丹（口に骨材を埋め込
むようにしたので、中子の溶融除去時間が短くなり、か
つ中子自体が軽１となり、その取扱いが汚めで容易にな
ったつしかも、前記低融点合金を組成する？Ｌ属元八へ
金３拮合可店な今８元素を主成分とする金儂せ君からな
る表層材で芯材を被電して骨材と形成するようにしたの
で、高強度であり、したがって底形対中となる形状につ
いての中子強度の点からの刈約を緩和することができる
。

【図面の簡単な説明】

第″１図は住栗の馬失在中子をプラスチック成形型内に
配こした状態を示す断面図、第２図（よ第１図に示す成
形型から取り出したプラスチック成形品の！ｒ１面口、
第３図は第２図に示すプラスデック成形品内から消失性
中子を溶出する状態を示す断面口、第４図はこの発明の
一実眉例の消失性中子の部分所面図、第５図は第４図に
示す消失性中子を成形型内に配所した状態を示す断面図
、第６図は第５図に示づ゛成形型から取り出したプラス
チック成形品内から消失性中子を溶出する状態を示す凹
面口である。 １・・・プラスチック成形型、　２・・・消失性中子、
３・・・キャビティ、　４・・・成形品、　５・・・芯
材、６・・・表３材、　７・・・ｆ！材、　８・・・母
相。 出願人　　［・ヨタ自動申株式会社 代理人　　弁理士　リ　１）武　久 （ほか１名） 第１図 １ａ 第４図 第６図 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低融点合金からなる母相と、その母相中に埋込まれた骨
   材とからなるプラスチック成形用消失性中子において、
   前記骨材が前記低融点合金の融点よりも高融点の金属材
   料であってしかも前記低融点合金を組成する金属元素と
   金属間結合可能な金属元素を主成分とする金属材料から
   なる表層材で芯材が被覆された構成とされていることを
   特徴とするプラスチック成形用消失性中子。