JPS602343A - 複雑中空部内表面に補強層を形成する方法 - Google Patents

複雑中空部内表面に補強層を形成する方法

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JPS602343A JP58109412A JP10941283A JPS602343A JP S602343 A JPS602343 A JP S602343A JP 58109412 A JP58109412 A JP 58109412A JP 10941283 A JP10941283 A JP 10941283A JP S602343 A JPS602343 A JP S602343A
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、複雑形状を有する中空部の内表面に補強ノー
又は被膜を形成する方法に関するもので、より具体的に
は複雑で外部から手の届きにくい形状の中空部の内表面
に、射出成形又はトランスファー成形を通じて中空部内
表面に転移されるべき補強ノ鱒又は補強被膜を外表面に
支持しているコア部材を使用することによって補強層又
は被覆を形成する方法に関するものである。
〔発明の背景〕
プラスチック成形品は、成形技術の使用によね多様な所
望形状に容易に製作され得るので、広く採用されている
が、これら成形品には例えば、一般的に剛性が低いこと
、筒温にさらされた時変形劣化しやすいこと、制摩耗性
が低いこと、及び薬品や溶剤によシフランクを生じたり
、膨潤、溶解したシするなどの難点がある。従って、成
る技術分野ではプラスチック成形品に代えて金属製品を
採用しなければならないが、これは全体を2又はそれ以
上の部品に分割し、これを溶接その他によシ結合しなけ
れはならないため生型性に2いて劣るものである。
上述のような難点を解消し、グラスチックの優れた成形
性を回復するため、従来技術ではニッケル又はクロムメ
ッキやスパッタリングなどのような技術を利用してプラ
スチック成形品の外表面に極く薄い保瞳被膜を形成する
ことが行なわれている。しかし、このような方法では、
グラスチック成形品の中空部、それも奥の方へ拡がった
り外から届きにくい形状の中空部の内表面に一様な厚さ
の保設被膜を形成することは非常に困難であり、また0
、3〜Q、 7 罰厚もの被膜を形成することaはとん
ど不可能である。さらに、プラスチック成形品内の複雑
形状の中空部の内表面にセラミック又は金属月料の補強
被膜や補強層を施すことは完全に不可能である。なぜな
ら、セラミック又は金属材料は融点が非常に高く、高い
溶融温度で適用されるとプラスチック成形品全劣化させ
ることがあり得るからである。セラミックは抵抗性が高
く、優れた物性の材料ではあるが、その利用は特に成形
プラスチック材との組合せにおいて十分でない。
〔発明の目的〕
従って本発明の目的は、プラスチック成形品内に形成さ
れる中空部の内表面にセラミック又は金属材料製の補強
層又は補強被膜を形成する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、プラスチック材の優れた成形性と
セラミック又は金属材料の高い抵抗性とを結合して、こ
れまでにない高い物性と機能を有する新規なプラスチッ
ク成形品を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の方法によれば、高度の耐熱性、耐摩耗性、耐薬
品性、耐油性等々を備えた保護若しくは補強層又は被膜
が、従来は一体成形品としては製作し得なかったような
、例えば逆止弁などのプラスチック成形品の内部に、容
易且つ均一に形成され得る。
本発明の方法は、大要、以下の諸工程から成るものであ
る。
a)−例として、鋳物砂と融解塩とから成る不活性材料
製のコア部材を用意する仁と、b)該コア部材の両端を
除く外表面に、セラミック材料例えば酸化アルミニウム
、酸化ジルコニウム及び炭化ケイ素など、又は金属材料
例えば亜鉛、錫又はアルミニウム及びこれらの合金など
、から成る補強(若しくは保護)層又は被膜を形成する
こと、 C)前記補強層又は被膜を外表面に支持しているコア部
材を射出成形又はトランスファ成形用の全屋内にインサ
ートすること、 d)コア部材に支持されている補強層又は被膜の周シに
一体的なプラスチック主体部を成形すること、 e)前記コア部材を溶解又は融解により除去して、プラ
スチック成形品の内部表面と一体化した補強層又は被膜
を残すこと。
補強用のセラミック又は金属材料は上述範囲の中から選
ばれた材料を粉状に割裂し、必要あれば適宜バインダー
又は増ft’lを混合して、これをフ゛ラズマ又は火陥
溶融したのち適宜吹付はガンを使用してコア部材に溶射
すればよい。
補強(若しくは保護)屑又は被膜は、また、有機コーチ
ング材例えはテフロン、ナイロン等々から作ってもよく
、これらは所望厚に吹付は又は刷毛塗りによシコア部材
の外表面に適用される。
本発明の特長とするところは、複雑で外から届きにくい
中空部を有する一体成形プラスチック製品に、それとは
異質の材料製の補強(若しくは保曖)層又は被膜が所望
の均一厚で容易に中空部内表面上に付され得ることにあ
る。こうして一体成形プラスチック製品は、関度の耐熱
性、耐摩性、耐薬品性、耐油性等々を要求される広範外
用途を新たに見出すことができる。
〔実施例の詳説〕
次に、図面を参照して、本発明によシ得られる一体成形
プラスチック製品の一例として、複雑な内部表面上に内
部補強層を有する一体成形グラスチック製逆止弁を例に
とって本発明の詳細な説明する。
第1図に示す逆上弁は、例えば射出成形によりプラスチ
ックで成形された一体的ケーシング主体部1(i−有す
る。この主体部1は上方室2と下方室うとを有し、これ
らは共に奥へ拡がる複雑な形状をしている。通孔4が上
方室2と下方室うとを連通させている。上方室2にはそ
の頚部2aと奥まった部分2bとの間に複数の突起5が
形成されている。奥まった部分2bには、突起5の頂点
間の距離tよシ大きい径を有するボール6が封入されて
いる。上方室2、下方室う及び通孔4の全表面上には、
セラミック又は金属製の補強用層又は被膜7が施され−
Cいる。ケーシング主体部1は、かような補強板膜又は
補強層7を本発明によりその複雑内部表面上に施された
一体成形プラスチック製品として得られるものである。
第2図を参照すると、本発明の方法の第1の工程は一体
成形プラスチック製品の所望の内部形状に対応する複雑
輪廓を有するコア部材を形成することである。コア部材
の形成のため、不活性材料組成物gが容器9からコアボ
ックス10へ注入される。コアボックス10は、その中
へボール6・やその他の機能部品を封入するため、在来
型の分割タイプとすればよい。不活性材料組成物8は、
例えば鋳物砂と溶融性無機塩類との汎金物であり得る。
不活性材料組成物の好適例は、約500メツシユの鋳物
砂と融点221℃の硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムと
の混合物である。このような鋳物砂と塩類を約250℃
の温度で均質に混合し、ついで60〜70℃に加熱され
たコアボックス10に注入して第5図に示すような所望
・輪廓のコア部材11を形成する。
ついでコア部材11は本発明の第2工程を受け、ここで
セラミック又は金属製の補強層又は被膜7がコア部材の
端部表面を除く全表面に適用される。
好適に、補強層又は被膜Tは適当な火陥又はプラズマ溶
射機12會使って金属又はセラミツク粉末7′ヲコア部
材11の外側表面上に溶射することにより形成される。
好適なセラミック粉末7′の例は酸化アルミニウム粉体
でアシ、これはプラズマ溶射機により溶射される。好適
に、コア部材外表面上へのセラミック層の形成は、セラ
ミック材をコア部材の表面上へ極く薄い被膜として数秒
間溶射し、読込て数秒間休止してコア部材を放冷し、か
ような溶射と休止を繰返して所望厚の補強層がコア部材
上に得られるまで続けることによりなされ得る。厚さが
α511Iくらいに達すると、より速い溶射が可能であ
る。層の厚さはその具体的な要件や機能、コストなどに
よシ決まるが、最適厚は熱膨張係数の差を考慮して好適
に0.7m程度である。
補強層7で被覆されたコア部材11はついで第4図に示
すように射出成形機の全屋内に入れられる。成形機は固
定した上型15と、パーティングライン17上に閉止し
得る可動下型16とを有する。下型16は取付は板19
上に支持されたガイドピン18に沿って可動である。成
形機にはスプルー20、ランナー21、ゲート22が設
けられていて、通常の射出成形機におけるように流動状
プラスチックを金型キャビティ23へ送給する。
コア部材11は、キャビティ25の支え屑21i上に両
端を支持されてキャピテイ2う内にインサートされる。
ついでプラスチック材がスゲルー20、ランナー21及
びゲート22を通ってキャビティ23内のコア部材11
の周υのスペースへ射出されて、コア部材を内蔵してい
るプラスチック一体成形品が形成される。
射出成形に使用されるべきプラスチック材は、コア部材
がセラミック補強層で被覆されている限シ、種々の化合
物の中から広く選択することができ、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン及びAB8コポリマーや、同じくナ
イロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート等々のようなエンジニアリングプラスチッ
ク類が挙げられる。これら熱可塑性材料に加え、不飽和
ポリエステル及・びガラス繊維を含むBMO(バルクモ
ールディングコンパウンド)などのような熱硬化性材料
を用いて射出成形又はトランスファー成形を行なっても
よい。
コア部材11を内蔵している成形品はイジエタービン2
5の作用により成形機から取シ出される。
この成形品は、第5図に示すように本発明方法の最後の
工程を受けるが、ここで成形品は適当な貯槽26内に入
れられてその端部にノズル2gからジェット水流27を
受け、コア部材11を溶解させる。また、コア部材11
を成形プラスチックケーシング1から取除くのには、コ
ア部材を加熱して不活性材料中の塩類を融解させるなど
のような他の方法によってもよい。こうして成形品は、
第1図に示すように、その複雑な内表面に内面補強層7
を有するものとして得られる。
〔発明の効果〕
以上詳説の通り、本発明により得られる一体成形プラス
チック製品は従来プラスチックでは不適当と思われてい
た高度の抵抗性及び耐久性を要するような技術分野に有
利に採用され得るものであシ、2又はそれ以上の部品に
分割されそれを組立てるのにボルト・ナツトやパツキン
或いは溶接作業を必要とした金属製品に代替し得るもの
である。
こうして本発明は機械部品の部品数や製造工数を著しく
減じ且つ寸法、垂蓋、コストの低減にも寄与するもので
ある。
さらに、本発明の一体成形プラスチック製品は、漏洩な
どを生ずるような継ぎ目がなく、またセラミック又は金
属の固有の性誓に起因する極めて耐久性の高いものであ
るから優れた機能及び性能を有するものである。
さらに重要なことは、プラスチック主体部の内側に施さ
れた補強層又は被膜がその外側にある主体部そのものよ
り一般に低い熱膨張係数を有するため、熱膨張係数の差
により内面の補強層又は被膜に加えられる応力が、これ
とは全く逆のメッキ、スパッタリング、金属溶射などに
よりプラスチック主体部の外表面に保護被膜を形成する
場合に比して実質的に小さいことから、クラックが入っ
た広ふくれが出たりする不具合が実質的にないプラスチ
ック一体成形品が得られるということである。従って、
本発明の方法によれば、品質の安定化がはかれると共に
均一製品の高生産性が可能とされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法により形成された内面補強層を有
するプラスチック一体成形品の縦断面図、第2図は本発
明の方法で使用すべきコア部材を形成する工程を略示す
る断面図、 第5図はコア部材の外表面に補強セラミック層を適用す
る本発明方法の第2工程を示す断面図、第4図は本発明
方法の第5工程を示すもので、外面に補強層を有するコ
ア部材が射出成形機の金型にインサートされ、その周り
にプラスチック主体部が成形されているところ金示す断
面図、第5図はプラスチック成形品の内部からコア部材
を除去し、成形品内表面上に一体化したセラミック補強
層を残すだめの本発明方法の最終工程を示す略示図であ
る。 〔主要符号〕 1−一一体的ケーシング主体部 2.3−一上、下方室(中空部) 7−−セラミツク又は金属補強層又は被膜11−−コア
部材 25−一金屋キャビテイ 27−−ジエツト水流

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 一体成形グラスチック製品の内部に補強層又は被膜
    を形成する方法であって、 a)可溶融性不活性材料製のコア部材を用意し、 b)プラスチック製品とは異質の、より抵抗性の大きい
    補強用材料を前記コア部材の両端を除く外表面に適用し
    て、該コア部材にょシ支持された所望厚の補強J−又は
    被膜を形成し、 C)該補強層又は被膜を支持している前記コア部材を、
    補強層又は被覆の周りにプラスチック製品を形成するに
    必要な間隔を残して金型キャピテイ内に位置せしめ、 d)前記コア部材に支持されてbる補強層又は被膜の周
    りにプラスチック製品の主体部をそれと一体に成形し、 e)成形後、前記コア部材を流動化することにより除去
    して、前記補強層又は被膜をプラスチック製品の主体部
    の内壁と一体化させることから成る方法。 乙 特許請求の範囲第1項に記載された方法であって、
    前記不活性材料が鋳物砂と融解塩との混合物である方法
    。 5、 特許請求の範囲第2項に記載された方法であって
    、前記融解塩が硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとである
    方法。 4、特許請求の範囲第1項に記載された方法であって、
    前記補強用材料がセラミック、金属及び有機材料から成
    る群から選ばれたものである方法。 i 特許請求の範囲第4項に記載された方法であって、
    前記セラミック材料が酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
    ウム、炭化ケイ素及びこれらの混合物から成る群から選
    ばれたものである方法。 6、特許請求の範囲第り項に記載された方法であって、
    前記金属材料が亜鉛、錫、アルミニウム及びこれらの合
    金から成る群から選ばれたものである方法。 7、 %許請求の範囲第5又は6項に記載された方法で
    あって、前記セラミック又は金属材料が粉末状であって
    、溶融状態で前記コア部材上に適用される方法。 a 特許請求の範囲第7項に記載された方法であって、
    前記溶融材料が吹付けにより適用される方法。 弐 特許請求の範囲第4項に記載された方法であって、
    前記有機材料がテフロン及びナイロンから成る群から選
    ばれたものである方法。 10、特許請求の範囲第1fiに記載された方法であっ
    て、前記補強用材料がo、 3〜Q、7 ttra厚で
    コア部材上に適用される方法。 IL 特許請求の範囲第1項に記載された方法であって
    、前記コア部材の両端間の長さが前記金型キャビティの
    両端間の長さと少なくとも等しいか、又はそれより長い
    ところの方法。 12、特許請求の範囲第1項に記載された方法であって
    、前記コア部材がその不活性材料中にボールその他の機
    能部品を封入されているところの方法。 1Δ 特許請求の範囲第1項に記載された方法であって
    、前記成形が射出成形として行なわれる方法。 1丸 特許請求の範囲第1項に記載された方法であって
    、前記成形がトランスファー成形トシて行なわれる方法
    。 15、特許請求の範囲第1項に記載された方法であって
    、前記主体部を構成するプラスチック材料が、ポリエチ
    レン、ポリプロピレン、ABC樹脂、ナイロン、ポリブ
    チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及
    びBMO(バルクモールディングコンパウンド)から成
    る群から選ばれたものでちる方法。 16、特許請求の範囲第1項に記載された方法であって
    、成形後の前記コア部材がその端部に水流を当てること
    によシ流動化されるところの方法。 17 特許請求の範囲第1項に記載された方法であって
    、前記コア部材がこれを融点にまで加熱することによっ
    て除去されるところの方法。 la 特許請求の範囲第1項に記載された方法でおって
    、前記一体成形プラスチック製品が、内部にボールを封
    入され、内面にセラミック製補強層を付された一体成形
    逆止弁であるところの方法。
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