JPH07117061A - セラミクスと弾性体を接合するための成形方法及び複合一体成形品 - Google Patents
セラミクスと弾性体を接合するための成形方法及び複合一体成形品Info
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- JPH07117061A JPH07117061A JP28722493A JP28722493A JPH07117061A JP H07117061 A JPH07117061 A JP H07117061A JP 28722493 A JP28722493 A JP 28722493A JP 28722493 A JP28722493 A JP 28722493A JP H07117061 A JPH07117061 A JP H07117061A
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Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】寿命が長いセラミクスと弾性体の一体複合品。
【構成】型Ａ１にセラミクス成形品６をはめこみ、型Ａ
１とセラミクス成形品６と型Ｂ９で作るキャビティ１０
に弾性材１２を注入してセラミクス成形品６に弾性体１
３を一体成形する際に、型Ａ１とセラミクス製品６との
間に圧力緩和用弾性体３を介設しセラミクス成形品６に
加わる圧力を緩和する。
１とセラミクス成形品６と型Ｂ９で作るキャビティ１０
に弾性材１２を注入してセラミクス成形品６に弾性体１
３を一体成形する際に、型Ａ１とセラミクス製品６との
間に圧力緩和用弾性体３を介設しセラミクス成形品６に
加わる圧力を緩和する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミクスとゴム・エ
ラストマのような弾性体とを一体的に接合するためのセ
ラミクスと弾性体を接合するための成形方法に関する。
ラストマのような弾性体とを一体的に接合するためのセ
ラミクスと弾性体を接合するための成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばスペースシャトルの外壁を構成
する部材は、耐熱性を要求されるとともに振動に対して
強靭なものであることが要求される。すなわち、セラミ
クスとゴム・エラストマとが面接着された材料が求めら
れている。耐熱性だけでなく耐摩耗性、絶縁性、衛生性
にすぐれた材料すなわちセラミクスと衝撃に強い弾性体
とが接合された複合材料がいろいろの分野で求められて
いる。このような性質を要求される部材は、スペースシ
ャトルの外壁だけでなく、防振性、防音性の性質を持
ち、しかも、耐薬品性、耐摩耗性を合わせ持った器材、
たとえば、湯水の切換え弁に要求される。
する部材は、耐熱性を要求されるとともに振動に対して
強靭なものであることが要求される。すなわち、セラミ
クスとゴム・エラストマとが面接着された材料が求めら
れている。耐熱性だけでなく耐摩耗性、絶縁性、衛生性
にすぐれた材料すなわちセラミクスと衝撃に強い弾性体
とが接合された複合材料がいろいろの分野で求められて
いる。このような性質を要求される部材は、スペースシ
ャトルの外壁だけでなく、防振性、防音性の性質を持
ち、しかも、耐薬品性、耐摩耗性を合わせ持った器材、
たとえば、湯水の切換え弁に要求される。
【０００３】このような製品は、セラミクスとゴム製品
を別々に成形して、別々に成形したセラミクス成形品と
ゴム成形品とを組み合わせて一体化され作られる。セラ
ミクス成形品とゴム成形品とを単純に面接触させたもの
は接触面のシール性が悪い。
を別々に成形して、別々に成形したセラミクス成形品と
ゴム成形品とを組み合わせて一体化され作られる。セラ
ミクス成形品とゴム成形品とを単純に面接触させたもの
は接触面のシール性が悪い。
【０００４】このような問題点に対処して、従来、セラ
ミクスの面に弾性材料に圧力をかけて射出し冷却して弾
性材料を硬化させる射出一体成形方法による成形の試み
がなされた。しかし、このような方法では、問題点は解
決できず全ての試みは失敗に終っている。例えば、弾性
材料にかける圧力が２ｋｇ／ｃｍ2 程度の弱い圧力であ
っても、成形時のセラミクスに目に見えない亀裂が入
り、５〜１５分経過後に放冷すると、ほんの少しの力を
指で加えるだけでパリッとセラミクスは割れてしまう。
失敗の原因を考えると、次のように説明できる。
ミクスの面に弾性材料に圧力をかけて射出し冷却して弾
性材料を硬化させる射出一体成形方法による成形の試み
がなされた。しかし、このような方法では、問題点は解
決できず全ての試みは失敗に終っている。例えば、弾性
材料にかける圧力が２ｋｇ／ｃｍ2 程度の弱い圧力であ
っても、成形時のセラミクスに目に見えない亀裂が入
り、５〜１５分経過後に放冷すると、ほんの少しの力を
指で加えるだけでパリッとセラミクスは割れてしまう。
失敗の原因を考えると、次のように説明できる。
【０００５】セラミクスは一般的にポーラス状態にある
ので、衝撃破壊の物性に注意しなければならない。亀裂
は時間経過とともに成長する。初期の亀裂長さが２分の
１になれば、セラミクスの寿命は１０の７乗倍になる。
成形時の応力が２分の１になれば、セラミクスの寿命は
１０の６乗〜１０の７乗倍になる。
ので、衝撃破壊の物性に注意しなければならない。亀裂
は時間経過とともに成長する。初期の亀裂長さが２分の
１になれば、セラミクスの寿命は１０の７乗倍になる。
成形時の応力が２分の１になれば、セラミクスの寿命は
１０の６乗〜１０の７乗倍になる。
【０００６】従来の試みで行われた射出一体成形の成形
工程で、射出圧力によりセラミクスに衝撃的応力が加わ
り、セラミクスは激しい熱変動に曝される。圧力、温度
変化を受けて一体成形されたセラミクスと弾性体の一体
複合製品は、ある値以上の応力が加わった時に初期亀裂
が急に成長して破壊にいたるのではなくて、ゆっくりと
亀裂が成長して成形後数分程度で突如として破壊にいた
る。セラミクスはゆっくりした応力には強くても衝撃的
な応力には弱いことがわかってはいるが、成形後の寿命
は予測しがたい。
工程で、射出圧力によりセラミクスに衝撃的応力が加わ
り、セラミクスは激しい熱変動に曝される。圧力、温度
変化を受けて一体成形されたセラミクスと弾性体の一体
複合製品は、ある値以上の応力が加わった時に初期亀裂
が急に成長して破壊にいたるのではなくて、ゆっくりと
亀裂が成長して成形後数分程度で突如として破壊にいた
る。セラミクスはゆっくりした応力には強くても衝撃的
な応力には弱いことがわかってはいるが、成形後の寿命
は予測しがたい。
【０００７】このたため、従来は、射出一体成形方法に
おいて、あまり圧力を上げることができなかった。した
がって、従来は弱い圧力で成形していた。たとえば振動
状態下で使用される切換弁は、弱い圧力で成形したもの
が用いられていると、セラミクス層とゴム層の間のずれ
が発生して切換弁の機能を喪失する問題点があった。こ
のような問題点を解決し寿命を飛躍的に伸ばすために
は、射出圧力を高めた一体成形時に、セラミクスに応力
を発生させない状態を維持する環境を設定してやればよ
い。
おいて、あまり圧力を上げることができなかった。した
がって、従来は弱い圧力で成形していた。たとえば振動
状態下で使用される切換弁は、弱い圧力で成形したもの
が用いられていると、セラミクス層とゴム層の間のずれ
が発生して切換弁の機能を喪失する問題点があった。こ
のような問題点を解決し寿命を飛躍的に伸ばすために
は、射出圧力を高めた一体成形時に、セラミクスに応力
を発生させない状態を維持する環境を設定してやればよ
い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述のよう
な技術的背景のもとになされたものであり、下記目的を
達成する。
な技術的背景のもとになされたものであり、下記目的を
達成する。
【０００９】この発明の目的は、寿命が長いセラミクス
と弾性体の一体複合品を提供することにある。
と弾性体の一体複合品を提供することにある。
【００１０】この発明の目的は、セラミクスと弾性体の
一体複合品の寿命を飛躍的に伸ばす一体成形方法を提供
することにある。
一体複合品の寿命を飛躍的に伸ばす一体成形方法を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するため、次の手段を採る。
達成するため、次の手段を採る。
【００１２】この発明のセラミクスと弾性体を接合する
ための成形方法は、型Ａ（１）にセラミクス成形品
（６）をはめこみ、前記セラミクス成形品（６）と型Ｂ
（９）で作るキャビティ（１０）に弾性材（１３）を注
入して前記セラミクス成形品（６）に弾性体（１３）を
一体成形する際に、前記型Ａ（１）と前記セラミクス製
品（６）との間に圧力緩和用弾性体（３）を介設し前記
セラミクス成形品（６）に加わる圧力を緩和することを
特徴としている。
ための成形方法は、型Ａ（１）にセラミクス成形品
（６）をはめこみ、前記セラミクス成形品（６）と型Ｂ
（９）で作るキャビティ（１０）に弾性材（１３）を注
入して前記セラミクス成形品（６）に弾性体（１３）を
一体成形する際に、前記型Ａ（１）と前記セラミクス製
品（６）との間に圧力緩和用弾性体（３）を介設し前記
セラミクス成形品（６）に加わる圧力を緩和することを
特徴としている。
【００１３】また、この発明のセラミクスと弾性体の複
合一体成形品は、型Ａ（１）に圧力緩和用弾性体（３）
をはめこみ、前記圧力緩和用弾性体（３）にセラミクス
成形品（６）を接触させ、前記セラミクス成形品（６）
と型Ｂ（９）との間に形成したキャビティー（１０）に
圧力をかけて注入した弾性材（１３）を前記セラミクス
成形品（６）に接合したことを特徴としている。
合一体成形品は、型Ａ（１）に圧力緩和用弾性体（３）
をはめこみ、前記圧力緩和用弾性体（３）にセラミクス
成形品（６）を接触させ、前記セラミクス成形品（６）
と型Ｂ（９）との間に形成したキャビティー（１０）に
圧力をかけて注入した弾性材（１３）を前記セラミクス
成形品（６）に接合したことを特徴としている。
【００１４】このセラミクスと弾性体を接合するための
成形方法は、天然ゴム、ニトリルゴム、各種合成ゴム、
各種合成軟質・硬質エラストマをセラミクスに弾性体と
して接合し一体成形することができる。弾性体の硬度は
一般的にはＪＩＳＡ硬さで６０度近辺が適切であるが、
セラミクスの形状の複雑度・単純度に応じて、また、用
いる弾生材料の溶融温度、冷却時の温度勾配などの成形
条件により、設計変更が可能である。
成形方法は、天然ゴム、ニトリルゴム、各種合成ゴム、
各種合成軟質・硬質エラストマをセラミクスに弾性体と
して接合し一体成形することができる。弾性体の硬度は
一般的にはＪＩＳＡ硬さで６０度近辺が適切であるが、
セラミクスの形状の複雑度・単純度に応じて、また、用
いる弾生材料の溶融温度、冷却時の温度勾配などの成形
条件により、設計変更が可能である。
【００１５】圧力緩和用弾性体も前記した各種の弾性材
料を用いることができる。その硬度も設計条件により変
更される。圧力緩和用弾性体は、セラミクス成形品に接
触する面積が大きく、無理なくセラミクス成形品に密着
するように、成形により作る。１つの圧力緩和用弾性体
は、余り多くの回数用いることができないので、成形に
より多数作っておく。
料を用いることができる。その硬度も設計条件により変
更される。圧力緩和用弾性体は、セラミクス成形品に接
触する面積が大きく、無理なくセラミクス成形品に密着
するように、成形により作る。１つの圧力緩和用弾性体
は、余り多くの回数用いることができないので、成形に
より多数作っておく。
【００１６】
【作用】この発明のセラミクスと弾性体を接合するため
の成形方法は、一体成形時に、セラミクスに加えられる
圧力エネルギーが、圧力緩和用弾性体に吸収され、セラ
ミクスに応力エネルギーが集中的に蓄積されることがな
い。
の成形方法は、一体成形時に、セラミクスに加えられる
圧力エネルギーが、圧力緩和用弾性体に吸収され、セラ
ミクスに応力エネルギーが集中的に蓄積されることがな
い。
【００１７】
（実施例１）次に、本発明の実施例を説明する。図１
は、本発明のセラミクスと弾性体を接合するための成形
方法の実施例１を実施する際に用いる型構成を示し、断
面図である。下型（以下型Ａという）１にはくぼみ２が
形成されている。くぼみ２に圧力緩和用弾性体３がはめ
込まれる。くぼみ２の形状は圧力緩和用弾性体３の形状
に合わせられている。圧力緩和用弾性体３は周壁４を有
し、底部に突起部５を備えている。セラミクス成形品６
は、すでに他のセラミクス成形品成形工程により成形さ
れた半製品である。セラミクス成形品を成形により製造
する方法は公知であるので、その説明は省略する。
は、本発明のセラミクスと弾性体を接合するための成形
方法の実施例１を実施する際に用いる型構成を示し、断
面図である。下型（以下型Ａという）１にはくぼみ２が
形成されている。くぼみ２に圧力緩和用弾性体３がはめ
込まれる。くぼみ２の形状は圧力緩和用弾性体３の形状
に合わせられている。圧力緩和用弾性体３は周壁４を有
し、底部に突起部５を備えている。セラミクス成形品６
は、すでに他のセラミクス成形品成形工程により成形さ
れた半製品である。セラミクス成形品を成形により製造
する方法は公知であるので、その説明は省略する。
【００１８】圧力緩和用弾性体３の形状はセラミクス成
形品６の形状に合わせられている。たとえば、セラミク
ス成形品６は、下部に凹部７を有し、凹部７が圧力緩和
用弾性体３の突起部５にはまり込んでいる。型Ａ１と圧
力緩和用弾性体３の上面に中型（以下型Ｃという）８が
可動的に載置される。型Ｃ８は左右方向に移動する。型
Ｃ８の上面に上型（以下型Ｂという）９が可動的に置か
れる。型Ｂ９は上下に移動する。
形品６の形状に合わせられている。たとえば、セラミク
ス成形品６は、下部に凹部７を有し、凹部７が圧力緩和
用弾性体３の突起部５にはまり込んでいる。型Ａ１と圧
力緩和用弾性体３の上面に中型（以下型Ｃという）８が
可動的に載置される。型Ｃ８は左右方向に移動する。型
Ｃ８の上面に上型（以下型Ｂという）９が可動的に置か
れる。型Ｂ９は上下に移動する。
【００１９】セラミクス成形品６と型Ｃ８と型Ｂ９とで
キャビティ１０が形成されている。このキャビティ１０
の形状はセラミクス成形品６に一体成形により接合され
る製品部分としての弾性体の形状に合致するように形成
されている。型Ｂ９にはゲート１１が形成されている。
ゲート１１は弾性材料の注入孔１２の先端部分として形
成されている。
キャビティ１０が形成されている。このキャビティ１０
の形状はセラミクス成形品６に一体成形により接合され
る製品部分としての弾性体の形状に合致するように形成
されている。型Ｂ９にはゲート１１が形成されている。
ゲート１１は弾性材料の注入孔１２の先端部分として形
成されている。
【００２０】（実施例１の動作）次に、前記実施例１の
動作を説明する。図２は第１工程を示す。型Ａ１の凹部
２に圧力緩和用弾性体３をはめ込む。図３に示す次の第
２工程で、圧力緩和用弾性体３の突起部５にセラミクス
成形品６の凹部７をはめ込む。図４に示す次の第３工程
で型Ａ１と圧力緩和用弾性体３の上面に左右の型Ｃ８を
当接させる。図５に示す次の第４工程で、型Ｃ８の上面
に型Ａ９を当接させ、注入孔１２、ゲート１１を介し
て、圧力緩和用弾性体３の上端面とセラミクス成形品６
の上端面と型Ｃ８の側面と型Ｂ９の内面とで形成されて
いるキャビティ１０に弾性材料１３を注入する。温度が
高い液状の弾性材料１２に静的圧力Ｐがかけられ射出成
形が行われる。
動作を説明する。図２は第１工程を示す。型Ａ１の凹部
２に圧力緩和用弾性体３をはめ込む。図３に示す次の第
２工程で、圧力緩和用弾性体３の突起部５にセラミクス
成形品６の凹部７をはめ込む。図４に示す次の第３工程
で型Ａ１と圧力緩和用弾性体３の上面に左右の型Ｃ８を
当接させる。図５に示す次の第４工程で、型Ｃ８の上面
に型Ａ９を当接させ、注入孔１２、ゲート１１を介し
て、圧力緩和用弾性体３の上端面とセラミクス成形品６
の上端面と型Ｃ８の側面と型Ｂ９の内面とで形成されて
いるキャビティ１０に弾性材料１３を注入する。温度が
高い液状の弾性材料１２に静的圧力Ｐがかけられ射出成
形が行われる。
【００２１】このような成形時は、セラミクス成形品６
の表面に熱運動する高温の液状弾性体が激しく衝突し、
衝撃的な動的圧力Ｖがセラミクス成形品６の表面から内
部に浸透して応力エネルギーがセラミクス成形品６の中
に集中しようとする。セラミクス成形品６の中で集中し
ようとする応力エネルギーである音波エネルギー、格子
振動エネルギーなどの各種エネルギーは、歪エネルギー
としてセラミクス成形品６の中に蓄積されず、セラミク
ス成形品６を介して圧力緩和用弾性体３に伝播する。
の表面に熱運動する高温の液状弾性体が激しく衝突し、
衝撃的な動的圧力Ｖがセラミクス成形品６の表面から内
部に浸透して応力エネルギーがセラミクス成形品６の中
に集中しようとする。セラミクス成形品６の中で集中し
ようとする応力エネルギーである音波エネルギー、格子
振動エネルギーなどの各種エネルギーは、歪エネルギー
としてセラミクス成形品６の中に蓄積されず、セラミク
ス成形品６を介して圧力緩和用弾性体３に伝播する。
【００２２】このように圧力緩和用弾性体３に伝播され
たエネルギーを持つ波は、このエネルギーを受けて振動
する圧力緩和用弾性体３の中で減衰する。セラミクス成
形品６の表層に集中しやすいエネルギーは圧力緩和用弾
性体３に吸収されるので、セラミクス成形品６の表層に
極端に亀裂が集中することはない。
たエネルギーを持つ波は、このエネルギーを受けて振動
する圧力緩和用弾性体３の中で減衰する。セラミクス成
形品６の表層に集中しやすいエネルギーは圧力緩和用弾
性体３に吸収されるので、セラミクス成形品６の表層に
極端に亀裂が集中することはない。
【００２３】キャビティ１０内で弾性材料は冷却される
が冷却時の温度降下により発生する歪エネルギーは、同
様に、圧力緩和用弾性体３に吸収される。キャビティ１
０内で弾性材料は冷却され硬化して図６に示す弾性体１
４とセラミクス成形品６の一体成形物が製造される。
が冷却時の温度降下により発生する歪エネルギーは、同
様に、圧力緩和用弾性体３に吸収される。キャビティ１
０内で弾性材料は冷却され硬化して図６に示す弾性体１
４とセラミクス成形品６の一体成形物が製造される。
【００２４】（その他の実施例）本発明は、上記実施例
に限られることはなく、本発明の趣旨の範囲内で、設計
変更が行われさまざまな実施形態で実施可能である。た
とえば、型Ｃ８は省略できる。上記実施例は、量産を前
提とした射出成形方法を用いたが１品生産など少量生産
を行うときは、半液状の弾性材料を型Ａ，Ｂ，Ｃ間に手
動で挟み込み、型Ｂ，Ｃを手で操作して型Ｂ，Ｃに手で
圧力をかけて成形することができる。
に限られることはなく、本発明の趣旨の範囲内で、設計
変更が行われさまざまな実施形態で実施可能である。た
とえば、型Ｃ８は省略できる。上記実施例は、量産を前
提とした射出成形方法を用いたが１品生産など少量生産
を行うときは、半液状の弾性材料を型Ａ，Ｂ，Ｃ間に手
動で挟み込み、型Ｂ，Ｃを手で操作して型Ｂ，Ｃに手で
圧力をかけて成形することができる。
【００２５】
【発明の効果】この発明のセラミクスと弾性体を接合す
るための成形方法によると、次の効果が奏される。寿命
が飛躍的に延びたセラミクスと弾性体の一体成形複合品
を提供できる。
るための成形方法によると、次の効果が奏される。寿命
が飛躍的に延びたセラミクスと弾性体の一体成形複合品
を提供できる。
【図１】図１は、本発明のセラミクスと弾性体を接合す
るための成形方法の実施例１を示し、断面図である。
るための成形方法の実施例１を示し、断面図である。
【図２】図２は、第１工程を示す断面図である。
【図３】図３は、第２工程を示す断面図である。
【図４】図４は、第３工程を示す断面図である。
【図５】図５は、第４工程を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明のセラミクスと弾性体を接合す
るための成形方法により製造したセラミクスと弾性体の
一体複合成形品を示す正面図である。
るための成形方法により製造したセラミクスと弾性体の
一体複合成形品を示す正面図である。
１…型Ａ ３…圧力緩和用弾性体 ６…セラミクス成形品 ９…型Ｂ １０…キャビティ １３…弾性材料 １４…弾性体
Claims (2)
- 【請求項１】型Ａ（１）にセラミクス成形品（６）をは
めこみ、前記セラミクス成形品（６）と型Ｂ（９）で作
るキャビティ（１０）に弾性材（１３）を注入して前記
セラミクス成形品（６）に弾性体（１３）を接合し一体
成形する際に、前記型Ａ（１）と前記セラミクス製品
（６）との間に圧力緩和用弾性体（３）を介設し前記セ
ラミクス成形品（６）に加わる圧力を緩和することを特
徴とするセラミクスと弾性体を接合するための成形方
法。 - 【請求項２】型Ａ（１）に圧力緩和用弾性体（３）をは
めこみ、前記圧力緩和用弾性体（３）にセラミクス成形
品（６）を接触させ、前記セラミクス成形品（６）と型
Ｂ（９）との間に形成したキャビティー（１０）に圧力
をかけて注入した弾性材（１３）を前記セラミクス成形
品（６）に接合したことを特徴とするセラミクスと弾性
体の複合一体成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28722493A JPH07117061A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | セラミクスと弾性体を接合するための成形方法及び複合一体成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28722493A JPH07117061A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | セラミクスと弾性体を接合するための成形方法及び複合一体成形品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07117061A true JPH07117061A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17714657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28722493A Pending JPH07117061A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | セラミクスと弾性体を接合するための成形方法及び複合一体成形品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117061A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102529028A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-04 | 先锋材料科技股份有限公司 | 模具构件 |
| CN103522488A (zh) * | 2012-07-03 | 2014-01-22 | 永硕联合国际股份有限公司 | 用于结合玻璃件与射出成型材料的方法及射出的成型模具 |
Citations (1)
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| JPS5784834A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-27 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Manufacture of ceramics racking material |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP28722493A patent/JPH07117061A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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