JP3558956B2 - 筒状射出成形体およびその用途 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状の胴部と該胴部の一方の端部に筒状のパッキン部を有し、該パッキン部の筒の内側には内方に突出するアンダーカット形状の襞を有し、かつ該襞は筒状の胴部に向かって傾斜して形成されている筒状射出成形体に関し、パッキン、とくに冷蔵庫自動製氷機用の配管ジョイントまたはシール部品として有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、車両材料、建築材料、電気製品、日用品、その他のあらゆる分野においてゴムやエラストマーなどの軟質製品が使用されている。中でも、液体や気体を通す配管途中に用いるジョイント部品やパッキン類は相手部品と接触する部分にリブや襞等を設けるなどの工夫によりシール性を持たせている場合が多い。このような製品の中には、襞等がアンダーカット形状となっていて成形材料や成形方法が限られる製品が多々見られる。このようなアンダーカット形状の成形品は、離型工程における変形を抑えるためにゴム材料を用い架橋成形によって供給しているのが一般的であった。例えば、冷蔵庫部品などに使われているジョイント部品はシリコーンゴムによるプレス架橋成形品が主に使用されているが、架橋成形品は最近の環境問題等により好ましいとはいえない。さらに、このようなプレス成形方法では成形品に気泡が残り易く、不良品の発生が多くなり、また、アンダーカット部分の離型は手作業に頼る必要があり成形コストが高くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の欠点を解消するためになされたものであり、リサイクルが可能であり、パッキング性に優れ、かつ射出成形が容易で、気泡などの発生のない筒状射出成形体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、熱可塑性エラストマー製の筒状の胴部と該胴部の一方の端部に筒状のパッキン部を有し、該パッキン部の筒の内側には内方に突出するアンダーカット形状の襞を有し、かつ該襞は筒状の胴部に向かって複数重に傾斜して形成されており、かつ前記熱可塑性エラストマーが、ビニル芳香族化合物からなる重合体ブロックＡを少なくとも１個及び共役ジエン化合物からなる重合体ブロックＢを少なくとも１個含有しかつ共役ジエン部分の３５％以上が水素添加されたブロック共重合体を主体とする JIS −Ａタイプ硬度１０〜６０度の熱可塑性エラストマーである筒状射出成形体を提供することによって達成される。
本発明のこのような形状の筒状射出成形体は、パッキン部材、とくに冷蔵庫自動製氷機用の配管ジョイントまたはシール部材として極めて有用である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において、筒状のパッキング部のアンダーカット形状の襞は、筒状の胴部に向かって傾斜して設けられていることが、パッキング性をより高める上で重要である。傾斜角度についてはとくに限定されない。また、襞は図２に示すとおり、２重の襞、あるいはそれ以上の複数重の襞構造とすることが、パッキング性をより高めることから好適である。
【０００６】
本発明の筒状射出成形体は、次のような射出型、射出方法により、好適に得られる。
以下、図面により説明する。
図１は、本発明の筒状成形体を射出成形するための射出成形型の概略断面図及び離型動作を示すフロー図である。
【０００７】
本発明の射出成形型は、筒状の胴部１２と該胴部の一方の端部に筒状のパッキン部１１とを有し、該パッキン部の筒の内側には内方に突出するアンダーカット形状の襞９、１０が形成され、かつ該襞は筒状の胴部に向かって傾斜して形成される成形体８を射出成形する射出成形型であって、
前記胴部の外壁を規定するキャビティ面を有し、成形体に対して相対的に相反する横方向にそれぞれ移動する２個の型（射出固定型１と射出移動型２）と、
該２個の型は閉鎖時に一方の型に隣接して配置され、前記胴部の内壁を規定する胴部コア型５、および前記パッキン部の外壁、内壁、アンダーカット形状の襞を規定するパッキン部キャビティ型３とパッキン部コア型４の複合型を有し、この胴部コア型５と複合型が相反的に縦軸方向にそれぞれスライド移動される１対の割型として構成され、
離型時には、パッキン部キャビティ型３とパッキン部コア型４がスライド移動する途中でキャビティ型３が分割し先に射出成形体８から離れ、その後続いてコア型４がパッキン部の内壁及びアンダーカット形状の襞９，１０から離れる機構を有し、
さらに成形体の筒内にエアーを吹き入れ、成形体を無理抜きし、離型する機構を有する射出成形型である。
なお、図１において６は、樹脂が射出注入されるキャビティである。
【０００８】
また、上記射出成形型は、１対の割型として構成された、胴部コア型５およびパッキン部キャビティ型３とパッキン部コア型４の複合型のそれぞれが、移動開始時期及び移動速度を制御する機構を有する射出成形型であることが好適である。ここで制御する方法としては、たとえば、エアーシリンダーやオイルシリンダーを用いて、媒体（エアーまたはオイル）の流量を調節することによって移動速度を、またタイマーによって移動開始時期を割型個々で制御する方法がある。
【０００９】
本発明において使用される射出成形型には、図１に示すとおり、筒内にエアーを吹き入れ口７を設け、成形体を無理抜きし離型する機構を有していることが重要である。
筒内にエアーを吹き入れることによって、離型の際、成形体と成形型の間に空気層を設けることができ、真空状態を解消させ離型抵抗を低減できる。そのために、成形体が射出成形型に吸盤様に貼り付き、硬質樹脂に比べ離型し難い熱可塑性エラストマーを用いた場合でも、容易に離型が可能となる。エアー吹き入れ口７は、図１に示すとおり、胴部コアの先端に設けることが好適であるが、その他の部位、たとえばパッキング部コア型に設けることもできる。
【００１０】
図１において、（イ）は射出成形時の射出型の状況を示し、（ロ）は射出成形後、胴部コア型の先端のエアー吹き出し口７からエアーを吹き出しつつ、エアーを成形体と成形型の間に挿入して、離型性を良好にして、胴部コア型５を移動させ、またパッキン部キャビティ型３を移動させている状況を示し、（ハ）はさらにパッキング部キャビテイ型３およびパッキング部コア型４を移動させている状況を示し、また（ニ）は射出固定型１を射出成形体から剥がした状況を示している。
【００１１】
図２は、図１の射出成形型によって得られた本発明の筒状射出成形体の断面図である。図２において、筒状の胴部１２の端部には筒状のパッキン部１１を有しており、パッキング部の筒の内部には内方に突出するアンダーカット形状の襞９、１０を有し、襞９、１０はそれぞれ筒状の胴部１２に向かって傾斜して形成されている。図２に示す筒状の胴部の外側のリブ１３は、強度、取り扱い性などを良好にするため、設けることが好適であるが、本発明においては、必須の要件ではない。
【００１２】
本発明において使用される射出成形材料の熱可塑性エラストマーとしては、ビニル芳香族化合物からなる重合体ブロックＡを少なくとも１個及び共役ジエン化合物からなる重合体ブロックＢを少なくとも１個含有しかつ共役ジエン部分の３５％以上が水素添加されたブロック共重合体を主体とする熱可塑性エラストマーが最適である。
【００１３】
ここで重合体ブロックＡのビニル芳香族化合物は、スチレン、α−メチルスチレン等であり、重合体ブロックＢの共役ジエン化合物は、イソプレンブロック、ブタジエンブロック等である。このブロック共重合体におけるビニル芳香族化合物の含有率は５〜７５重量％である。ビニル芳香族化合物の含有率がこの範囲を逸脱するとブロック共重合体を主体とする熱可塑性エラストマー組成物に充分なゴム弾性が得られず、アンダーカット形状の襞部分の離型の際、この部分の破損が生じ好ましくない。
【００１４】
ブロック共重合体の数平均分子量は３００００から５０００００の範囲である。分子量が前記範囲より小さい場合には力学強度が不十分となり、前記範囲より大きい場合には成形加工性が不十分となり好ましくない。
【００１５】
本発明において水添ブロック共重合体は単独で使用しても、これに他の配合剤を添加して使用してもよいが、好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、パラフィン系、ナフテン系等のプロセスオイル及び脂肪酸塩、脂肪酸アミド、シリコーンオイル等の滑剤を混合した組成物として使用される。組成物として使用することにより、硬度、強度、流動性、表面摩擦係数等の物性を広い範囲で変えることが可能になる。本発明の目的であるアンダーカット形状の襞を有する成形体を容易に成形するためには、硬度をJIＳ−Ａタイプ硬度で、１０〜６０度に調整することがより好ましい。ＭＦＲ値（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）は０．５ｇ／１０分以上がよい。中でも１〜５０ｇ／１０分に調整するのがより好ましい。また、滑剤を添加することにより表面の滑性が増しアンダーカット形状部分の離型が円滑になり成形がさらに容易になる。
【００１６】
本発明において使用される熱可塑性エラストマーは、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ブラベンダー、ヘンシェルミキサー、オープンロール、ニーダー等の混練機あるいは混合機を用いて原料を加熱溶融状態で混練することにより得られる。
【００１７】
本発明においては、上記した熱可塑性エラストマーを使用することにより、離型し難い複雑なアンダーカット形状の襞部分の成形においても、アンダーカット形状の襞部分の破損や傷のない表面状態が良好な成形品を安定して得ることができるし、また容易に自動成形及び自動離型も可能となる。
【００１８】
冷蔵庫の自動製氷機に用いられる水輸送用配管のジョイント部品は、筒状の端部にパッキン部を設けてあり、このパッキン部は２重の襞が筒内に大きく突出している形状となっている。このジョイント部品の様な複雑且つ大きなアンダーカット形状の製品においても、熱可塑性エラストマー、とくに上記した熱可塑性エラストマーを使用することにより、アンダーカット形状の襞部分の破損や傷のない表面状態が良好な成形体が安定して得られる。
【００１９】
【実施例】
本発明を具体的に説明するために以下に実施例を示す。
実施例１
熱可塑性エラストマーとして、スチレン含有量３０重量％、数平均分子量１４万、水添率９７％の水添スチレン−イソプレン−スチレン型トリブロック共重合体を３５重量％、ポリプロピレン（グランドポリマー社製ポリプロピレンＳ１３Ｂ）を１０重量％、プロセスオイル（出光興産社製ＰＷ−３８０）を５０重量％、脂肪酸アミド（日本化成社製）を０．５重量％及び酸化防止剤（チバガイギー社製イルガノックス１０１０）を０．１重量％の比率で混合し、この混合物を小型二軸押出機により溶融混練を行い、硬度ＪＩＳ−Ａタイプ４０度、ＭＦＲ値（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）３ｇ／１０分のペレットコンパウンドを作成した。得られたペレットコンパウンドを用いて次の射出成形機及び成形型によって射出成形を行った。射出成形機は日精樹脂株式会社製ＦＥ１２０を用い、成形型は図１に示すものを用い、図１に示す（イ）〜（ニ）のフローに従い、図２に示す筒状の成形体を得た。また、胴部コア型５およびパッキン部キャビティ型３とパッキン部コア型４の複合型のそれぞれは、エアーシリンダーを用いて、媒体（エアー）の流量を調節することによって移動速度を、またタイマーによって移動開始時期を割型個々で制御した。その結果、１００００ショットの成形が無人自動連続運転にてできたとともに、全ての成形体が、アンダーカット形状の２層の襞のいずれにもに破損や傷がなく、気泡の発生もなく、表面状態も良好であった。また、この成形体を水輸送用配管と接続し、輸送量の測定を行った。輸送量の測定では、この成形品を水輸送用配管と接続した場合でも、接続しない場合（水輸送用配管のみ）と同等の１１ml／秒の輸送量が得られ、また成形体のパッキン部のシール性は極めて良好であった。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の筒状射出成形体は、パッキング性に優れ、さらに気泡の発生もなく、パッキン、とくに冷蔵庫自動製氷機用のジョイントまたはシール部材として極めて有用である。とくに、射出成形材料として上記熱可塑性エラストマーを使用することにより、顕著に優れたパッキン部材を得ることができる。また、本発明の射出成形型を使用することにより、アンダーカット形状の襞を有する筒状成形体を、成形不良を伴うことなく安定して連続成形することができ、また、従来のように人手に頼ることなく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の筒状射出成形体の射出成形型の概略断面図及び離型動作を示すフロー図である。
【図２】図１の射出成形型によって得られた筒状射出成形体の断面図である。
【符号の説明】
１ 射出固定型
２ 射出移動型
３ アンダーカット形状の２重襞を規定するパッキン部キャビティ型
４ アンダーカット形状の２重襞を規定するパッキン部コア型
５ 胴部の内壁を規定する胴部コア型
６ 樹脂が射出注入されるキャビティ
７ エアー吹き入れ口
８ 筒状射出成形体
９ 襞
１０ 襞
１１ 筒状のパッキン部
１２ 筒状の胴部
１３ リブ

Claims (2)

1. 熱可塑性エラストマー製の筒状の胴部と該胴部の一方の端部に筒状のパッキン部を有し、該パッキン部の筒の内側には内方に突出するアンダーカット形状の襞を有し、かつ該襞は筒状の胴部に向かって複数重に傾斜して形成されており、かつ前記熱可塑性エラストマーが、ビニル芳香族化合物からなる重合体ブロックＡを少なくとも１個及び共役ジエン化合物からなる重合体ブロックＢを少なくとも１個含有しかつ共役ジエン部分の３５％以上が水素添加されたブロック共重合体を主体とする JIS −Ａタイプ硬度１０〜６０度の熱可塑性エラストマーである筒状射出成形体。
2. 請求項１記載の筒状射出成形体からなる冷蔵庫自動製氷機用の配管ジョイントまたはシール部材。

Images