JP2000336280A - 高比重プラスチック組成物とその製造方法及び高比重プラスチック組成物を用いた小形高重量成形体並びに慣性体 - Google Patents
高比重プラスチック組成物とその製造方法及び高比重プラスチック組成物を用いた小形高重量成形体並びに慣性体Info
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Abstract
を発生する等の欠点を防止することができる高比重プラ
スチック組成物及びこれを用いた計器用小形高重量成形
体の提供を目的とする。また、携帯用或いは自動車用テ
ープレコーダーの小型化傾向に対処してフライホイール
を小型薄型化しても、従来の成形品に優る高慣性をもつ
高性能慣性体を提供することを目的とする。 【解決手段】 少なくとも金属粉末とプラスチックとを
含む高比重プラスチック組成物において、上記金属粉末
としてタングステン粉末を用いると共に、このタングス
テン粉末の組成物全体に対する混合割合が85〜96重
量%であることを特徴とする。
Description
ーター、タコメーター、燃料計等の計器指針、電気用或
いは秤量用各種メーターの指針に用いられる小形高重量
成形体(バランサー)、及びテープレコーダー、VTR
等に用いられる慣性体(フライホイール)等として有用
な高比重のプラスチック組成物及びその製造方法に関す
る。
か優れている為、各種の機械部材や電気製品に広く利用
されているが、プラスチック材料は従来の材料特に金属
材料に比べて比重が小さい。このことは、製品の軽量化
の為には利点となるが、慣性体などの高比重を必要とす
る周途に使用する場合には、却って大きな障害となって
いる。
材を大量に配合した所謂高比重組成物が開発されてい
る。充填材としては主に金属粉末、特にアトマイズ鉄粉
末等の鉄系のものが配合されることが多い。
比重が余り大きくないため、プラスチックに対する鉄の
配合比率を大きくせざるを得ず、この結果加工性に劣る
と共に、使用時の環境条件によっては鋳を発生する欠点
がある。
の計器や電気用或いは機械用の計器類に用いられる小形
高重量成形体としては鉛を用いていたが、これは公害対
策等の環境に対する配慮が重視される昨今、好ましいも
のではない。
は、金属粉末とプラスチック粉末との混合物を、押出し
てペレットを作製した後に射出成形するという方法によ
り作製されていた。しかしながら、当該方法では、ペレ
ットが固く、射出成形機で再度溶かすのに多量の熱量が
必要となるって、製造コストが高騰すると共に、プラス
チックが加熱されるためにプラスチックの劣化が生じ、
品質が低下するといった問題を有していた。
課題を考慮してなされたものであって、加工性と環境性
とを飛躍的に向上させつつ鋳を発生する等の欠点を防止
することができる高比重プラスチック組成物及びこれを
用いた計器用小形高重量成形体の提供を目的とする。ま
た、携帯用或いは自動車用テープレコーダーの小型化傾
向に対処して小型薄型化でありながら、従来の成形品に
優る高慣性をもつ高性能慣性体を提供することを目的と
する。加えて、熱量の低減により製造コストの低減を図
ることができ、且つプラスチックの劣化を防止して品質
の向上を図ることができる高比重プラスチック組成物の
製造方法の提供を目的とする。
に、請求項1記載の高比重プラスチック組成物は、少な
くとも金属粉末とプラスチックとを含む高比重プラスチ
ック組成物において、上記金属粉末としてタングステン
粉末を用いると共に、このタングステン粉末の組成物全
体に対する混合割合が85〜96重量%であることを特
徴とする。
テン粉末を用いれば、タングステンの比重が大きいた
め、プラスチックに対する金属粉末の配合比率を加工性
の限界である容量比率40%の高濃度に設定したとき、
成形体の重量が格段に向上する。しかも、タングステン
は環境に悪影響を及ぼすことがないので、公害対策の面
でも優れることになる。更に、タングステン粉末を用い
れば、錆の発生を防止できることになる。
用いるプラスチックとしてはナイロン6が例示される
が、本発明はこれに限定するものではない。例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、AS樹脂、ABS樹脂の
ような汎用プラスチックや、ポリカーボネート、PB
T、PET、PPSのようなエンジニアリングプラスチ
ックも使用することができる。
には、上記タングステン粉末とプラスチックとの他に、
金属粉末とプラスチックとの接着性を改善するイソプロ
ピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルト
リ(Nエチルアミノ−エチルアミノ)チタネートのよう
なチタネート系カップリング剤、3−アミノプロピルト
リエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジ
メトキシシランのようなシラン系カップリング剤、エチ
レンビスステアリルアミド等の滑剤、タルク、焼成クレ
ー等の造核剤、フェノール系酸化防止剤、フォスファイ
ト系酸化防止剤等の酸化防止剤及びポリオキシエチレン
ソルビタンモノラウレート等の可塑剤を混合しても良
い。
載の発明において、上記タングステン粉末の粒径を0.
1〜60μm、好ましくは1〜20μmに規制すること
を特徴とする。
ングステン粉末の粒径が0.1μm未満であると、タン
グステン粉末の表面積が大きくなって、加工時の流動抵
抗が増大する結果、加工性が低下する(具体的には、組
成物が金型内を流れ難くなる)という問題がある。一
方、タングステン粉末の粒径が60μmを超えると、タ
ングステン粉末とプラスチック粉末とのブレンド物が分
離を起しやすくなり、成形品の比重が変動し、はなはだ
しい場合は成形機シリンダー内で分離して射出成形が不
能になるという問題が生じる。更に、成形物の表面の平
滑性が悪くなって見栄えが悪くなるという問題も生じ
る。このような問題を確実に防止するには、タングステ
ン粉末の粒径を1〜20μmに規制するのが最も望まし
い。
は、請求項1記載の高比重プラスチック組成物を用いる
ことを特徴とする。更に、請求項4記載の慣性体は、請
求項1記載の高比重プラスチック組成物を用いることを
特徴とする。これらの構成であれば、請求項1に記載し
た作用効果を有する小形高重量成形体及び慣性体を得る
ことができる。
1記載の高比重プラスチック組成物は、通常の単軸押出
機、2軸押出機などにより溶融混練りしてペレット化
し、それを射出成形機により成形することができる。し
かし本発明の製造方法としては、全体に対する混合割合
が85〜96重量%であるタングステン粉末とプラスチ
ック粉末とを含む混合物を、スクリュー式の射出成形機
により直接射出成形して成形品を製造することを特徴と
する。さらにこの射出成形機が、スクリューフライト頂
上とシリンダー内壁との間にずり剪断が生じるような混
練り機構を備えたスクリュー式の射出成形機で直接射出
することを特徴とする。
形機で直接射出するので、加熱量の低減を図ることがで
き、これによって製造コストが低減すると共に、プラス
チックの劣化を抑制できるので、品質の向上を図ること
ができ、さらに形成品のリサイクルにも有利である。
明する。先ず、タングステン粉末(日本新金属社製タン
グステン粉末W−L、平均粒度20μm)20kgを、
スーパーミキサー(カワタ社製20L)中で350rp
mで攪拌しながらカップリング剤溶液〔イソプロピルト
リ(Nエチルアミノ−エチルアミノ)チタネート、味の
素社製プレンアクトKR−44(40g)〕を工業用ア
ルコール80gに混合したもの)を投入し、引き続き攪
拌を続けて90℃まで昇温させて処理済タングステン粉
末を作製した。
1007FP)1.454kg、エチレンビスステアリ
ルアミド(ハリマ化成社製バンルーフN18)15g、
焼成クレー(エンゲルハルトミネラル社製サティントン
No.5)、フェノール系酸化防止剤(旭電化工業社製
アデカスタブAO−60)3g、及びフォスファイト系
酸化防止剤(旭電化工業社製アデカスタブPEP−3
6)1.5gをスーパーミキサー内に投入し、350r
pmで3分間攪拌した。次いで、上記混合物にポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレート(松本油脂社製T
−20)76gを加えて350rpmで3分間攪拌し、
タングステン粉末と樹脂分との分離防止を行った。
ト頂上とシリンダー内壁との間にずり剪断が生じるよう
な混練り機構を備えたスクリューインライン式の射出成
形機を用いて、ASTM D638に定める引張り試験
片及びASTM D790に定める曲げ試験片をセット
取りで成形した。
の形態に示した高比重プラスチック組成物を用いた。こ
のような組成物を、以下本発明組成物Aと称する。
粉末の代わりに鉄粉末(川崎製鉄社製アトマイズ鉄粉末
KIP300A、平均粒度70μm)を用いると共に、
タングステン粉末とプラスチック(ナイロン6)との体
積比と、鉄粉末とプラスチック(ナイロン6)との体積
比が略同等となるように、下記表1に示す如くプラスチ
ック等の重量を変える他は、上記実施例と同様にして高
比重プラスチック組成物を作製した。このような組成物
を、以下比較組成物Xと称する。
Xとにおいて、下記に示す試験を行ったので、それらの
結果を表2に示す。尚、仕込比率である金属粉末重量比
と、各成形物の比重から算出した金属粉末容積比とを、
表2に併せて示す。 (1)ASTM試験法に定める方法により、比重(AS
TM D792)、引張り強さ(ASTM D63
8)、曲げ弾性率(ASTM D790)、及びアイゾ
ット衝撃値を測定。 (2)成形品の外観は、曲げ試験片の表面粗さをJIS
B0601に従って測定。尚、具体的には、(株)ミ
ツトヨ製サーフテスト(SV−400型)を用いて30
mmの長さで表面粗さを測定し、10点平均粗さ(R
z)と最大高さ(Ry)とを計測。
と比較組成物Xとは金属粉末容積比が略同等であるにも
係わらず、本発明組成物Aは比較組成物Xに比べて金属
粉末重量比が大きくなっている。この結果、比較組成物
Xは比重が4.1しかないのに対して、本発明組成物A
は比重が9.0まで大きくなっていることが認められ
る。
べて、引張り強さ、曲げ弾性率、及びアイゾット衝撃値
が大きくなっており、高比重プラスチック組成物に要求
される諸特性の向上も図られていることが認められる。
更に、本発明組成物Aは比較組成物Xに比べて、表面粗
さの値(Rz及びRy)も小さくなっており、外観的に
も優れていることが認められる。
錆の発生を防止でき、且つタングステンの比重が大きい
ので、加工性を向上させつつプラスチック組成物の高比
重化を達成することができる。また、タングステンは環
境に悪影響を及ぼすことがないので、公害対策の面でも
優れるという効果がある。更に、引張り強さ、曲げ弾性
率、及びアイゾット衝撃値等の高比重プラスチック組成
物に要求される諸特性の向上も図ることができ、しかも
外観的にも優れるといった優れた効果を奏する。加え
て、押出工程をカットして、加熱量の低減を図ることが
できるので、製造コストを低減することができると共
に、省エネルギー効果も大きく、且つプラスチックの劣
化を抑制できるので、品質の向上を図ると共に成形体の
リサイクル性も向上できるという効果もある。
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも金属粉末とプラスチックとを
含む高比重プラスチック組成物において、 上記金属粉末としてタングステン粉末を用いると共に、
このタングステン粉末の組成物全体に対する混合割合が
85〜96重量%であることを特徴とする高比重プラス
チック組成物。 - 【請求項2】 上記タングステン粉末の粒径を0.1〜
60μm、好ましくは1〜20μmに規制する、請求項
1記載の高比重プラスチック組成物。 - 【請求項3】 請求項1記載の高比重プラスチック組成
物を用いることを特徴とする小形高重量成形体。 - 【請求項4】 請求項1記載の高比重プラスチック組成
物を用いることを特徴とする慣性体。 - 【請求項5】 全体に対する混合割合が85〜96重量
%であるタングステン粉末とプラスチック粉末とを含む
混合物を、スクリュー式の射出成形機で直接射出するこ
とを特徴とする高比重プラスチック組成物の製造方法。 - 【請求項6】 全体に対する混合割合が85〜96重量
%であるタングステン粉末とプラスチック粉末とを含む
混合物を、スクリューフライト頂上とシリンダー内壁と
の間にずり剪断が生じるような混練り機構を備えたスク
リュー式の射出成形機で直接射出することを特徴とする
高比重プラスチック組成物の製造方法。
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