樹脂成形體及其制造方法

專利名稱：樹脂成形體及其制造方法
技術領域：
本發明涉及管部和平板部一體注塑成形的樹脂成形體及其制造方法，更詳細而 言，涉及通過使流體經過管部而發揮作為保溫板或散熱板的作用的樹脂成形體及其制造方法。
背景技術：
在具有保溫功能的地暖設備系統中，以往，例如如專利文獻1、2所示，一般使用供 熱水流動的管子、組裝有該管子的熱水墊等、地板材的復合體。此外，關于溫水座便器坐圈，在專利文獻3中介紹了在由樹脂成形體構成的蓋板 和基板的空間中裝入保溫用電熱線而賦予座便器坐圈以保溫功能的例子。而且近年來，在汽車領域中，從應對高性能化環境出發，發動機室內的溫度上升， 對發動機蓋等蓋類等賦予散熱功能成為重要的課題。對此，提出有以下的方案，即，從設計 層面而言，增加表面積，提高散熱效率，或利用高導熱材料提高散熱效率等。此外，計算機、影像設備也隨著薄型化高性能化，急切地需求設備內部發熱的應對 方案。對此，提出有殼體采用散熱材料等方案。專利文獻1 日本特許(專利)第3947527號公報專利文獻2 日本特開平7-217920號公報專利文獻3 日本特許(專利)第3048413號公報可是，專利文獻1、2的地暖設備系統中，熱水所經過的管子、熱水墊或地板材是分 體的構件，一體化地組裝它們的成本相當高，且管子、熱水墊或地板材不是完全地貼緊地組 裝，所以具有導熱效率低這樣的課題。此外，專利文獻3的保溫座便器坐圈是組合座便器蓋板、基板這兩個樹脂成形體 零件和面狀發熱體而成的構件，組裝成本高，此外無法避免發熱體和蓋板之間存在空隙，熱 效率低。此外，關于汽車發動機蓋、家電、辦公自動化設備的殼體等，只像上述那樣對材料 層面或設計層面上賦予散熱功能是不夠的，仍舊是研究的課題。

發明內容
因此，本發明的目的在于，提供一種能夠賦予導熱非常良好的保溫或散熱功能，可 靠性高，制造工序簡便且低成本的樹脂成形體及其制造方法。S卩，本發明的樹脂成形體的特征在于，由管部和平板部一體注塑成形而形成該樹 脂成形體，該管部用于供流體經過，至少具有彎管部。此外，本發明的樹脂成形體的制造方法的特征在于，具有以下工序在模具中具有 管部模腔，該管部模腔的一端具有包括浮動芯的加壓端口，另一端具有排出口，在向該模具 的該管部模腔內注射熔融樹脂之后，從上述加壓端口壓入加壓流體，使上述浮動芯向上述 排出口側移動，并且從該排出口壓出上述熔融樹脂。
3
本發明的樹脂成形體通過使流體經過管部，來發揮作為保溫板或散熱板的作用， 由于管部和平板部一體注塑成形，所以導熱非常良好，也不會漏出流體，而且不需要組裝成 本。


圖1是表示本發明的樹脂成形體的一個例子的立體圖。圖2是表示用于本發明的制造方法的模具的一個例子的圖。圖3是本發明的制造方法的說明圖，是表示以熔融樹脂充滿模腔的狀態的圖。圖4是本發明的制造方法的說明圖，是表示通過壓入加壓流體使浮動芯移動，在 收納剩余樹脂的模腔中充滿樹脂的狀態的圖。圖5是表示實施例1的內徑測量部位的圖。
圖6是表示實施例1的溫度測量部位的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細地說明本發明。圖1是表示本發明的樹脂成形體的一個例子的立體圖。圖1所示的樹脂成形體中，在平板部4上配設有管部1，該管部1具有相連續的直 管部2和彎管部3，呈“RP”的拉丁字母文字形狀。此外，管部1的端部與從平板部4的端部 立起的側板部14中的一個側板部連結。而且，在連結管部1端部的側板部14上形成有與 管部1的內徑相等的出入孔13，由此，管部1形成供流體經過的管路。在管部1內，為了使加熱介質、冷卻介質等流體經過，優選管部1的中空部截面形 狀是圓形，在以管的平均內徑為Φ、最大直徑-最小直徑=R時，內徑的變動優選滿足R/ Φ X 100(%)為20%以下的條件。即，為了使流體順利地流動，管部1的中空部截面優選是 圓形且變動小。此外，最好對管部1施加用于使流體流動的內壓，出自設計要求，優選壁厚 盡可能均勻。由于圖1所示的樹脂成形品通過一體注塑成形而成，所以在管部1、平板部4和側 板部14之間沒有熔接部或接縫。另外，側板部14不是必須的，但是從提高成形體強度的觀 點出發優選具有側板部14。作為在本發明中使用的樹脂，列舉有能注塑成形中空體的所有的熱塑性樹脂、熱 固化性樹脂，但是從注塑成形的中空部成形性這樣的觀點出發優選熱塑性樹脂。作為熱塑 性樹脂，例如列舉有聚苯乙烯、丙烯腈共聚物(AS)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS) 等聚苯乙烯系樹脂、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴系樹脂、尼龍66或尼龍6等聚酰胺系樹脂、 PET、PBT等聚酯系樹脂、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯、聚苯硫醚(PPS)、改性聚苯醚(PPE)、聚甲 基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、聚氯乙烯樹脂等各種樹脂，也可以是在這些樹脂中添加玻璃纖 維、滑石、碳酸鈣、高嶺土等強化材料、無機填料等而成的材料。此外，作為熱固化性樹脂，例 如不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等，只要是作為團狀模塑料(BMC)而公知的能注塑成形的熱 固化性樹脂，就也能夠使用。而且近年來，也能夠得到高導熱性樹脂等，是本發明中優選的 樹脂的例子。本發明的樹脂成形體是通過使作為流體的熱水等加熱保溫介質經過管部1，能夠均勻高效率地加熱保溫平板部4，作為保溫板而發揮作用。因此，例如能夠較佳地使用于壁 暖或地暖設備等具有加熱保溫功能的住宅設備用樹脂成形體、保溫座便器坐圈等。此外，使作為流體的冷水、防凍液等冷卻介質經過管部1，能均勻且高效率地冷卻 平板部4，作為散熱板而發揮作用。因此，例如能夠較佳地使用于以內部發熱作為課題的各 種家電、辦公自動化設備的殼體、汽車的發動機蓋等。而且，由于本發明的樹脂成形體是管部1和平板部4 一體注塑成形而成的，所以導 熱非常良好，即熱效率或散熱效率高。此外，由于是一體注塑成形，所以不需要組裝成本，在 成本方面是有利的，并且流體也不會漏出。另外，能夠不用接頭、焊接方式來成形管部1，而 且管部1的配置也能夠是二維、三維等，設計的自由度也高。本發明的樹脂成形體也能單獨使用，然而通過將本發明的樹脂成形體作為1個單 元而用接頭等部件結合多個管，也能夠覆蓋例如，從大型到小型的地暖設備的面積等，增加 設計的自由度，容易維護。接著，說明本發明的樹脂成形體的制造方法。作為制造本發明的樹脂成形體的方法，列舉有氣體輔助注塑成形法(例如日本特 公昭57-14968號公報等)、水輔助注塑成形(例如塑料熟化(2007年9月、106頁)等)、使 用浮動芯的方法(例如日本特公平7-20646號公報)等。在這些方法當中，為了遍及管的 整個區域地均勻地保持管內徑，優選采用使用浮動芯的注塑成形法，更優選的是具有以下 工序的注塑成形法，該工序為，在模具中具有管部模腔，該管部模腔的一端具有包括浮動芯 的加壓端口，另一端具有排出口，在向該模具的該管部模腔內注射熔融樹脂之后，從上述加 壓端口壓入加壓流體，使上述浮動芯向上述排出口側移動，并且從該排出口壓出上述熔融 樹脂。以下，說明用浮動芯制造圖1的樹脂成形體的方法。圖2是表示在本發明中所使用的模具的一個例子的圖。如圖2所示，模具具有與成形體的外形相對應的形狀的模腔20，該模腔20由平板 部模腔4’、側板部模腔14’和由直管部模腔2’和彎管部模腔3’構成的管部模腔1’構成。在管部模腔1’的一端7設有具有與管部1的內徑相當的直徑的浮動芯5，并且設 有加壓端口 6，該加壓端口 6用于壓入使該浮動芯5向管部模腔1’的另一端8側按壓移動 的加壓流體。為了能夠利用從加壓端口 6壓入的加壓流體按壓浮動芯5，該浮動芯5背對加壓端 口 6地設于管部模腔1’內，可以是例如銅、鐵、鋁、不銹鋼、鋼等金屬制，此外還可以是樹脂 制。浮動芯5的形狀除了圖示的球形之外，只要是最大直徑相當于管部1的內徑的形狀，例 如也能夠形成為圓錐形、炮彈形、半球形等。加壓端口 6與用于壓入、排出加壓流體的加壓流體系統(未圖示)連接。加壓端 口 6用于使從加壓流體系統供給來的加壓流體作用于浮動芯5的背面，并按壓浮動芯5使 其向管部模腔1’另一端8側移動。在用樹脂充滿模腔20內之后從加壓端口 6壓入加壓流 體，為了在注射熔融樹脂時能夠不使浮動芯5上浮地、一邊將浮動芯5向加壓端口 6按壓一 邊用熔融樹脂充滿模腔20內，在從浮動芯5稍微離開的位置設有樹脂澆口 9。在管部模腔1’另一端8側設有連通口 10，剩余樹脂收容模腔11經由該連通口 10 與管部模腔1’相連通。連通口 10具有容許浮動芯5通過的大小，但是優選形成為稍微縮頸的形狀以容易進行后面的切斷工序等。剩余樹脂收容模腔11具有如下的容積，即，能具 有余量地收容在用樹脂充滿模腔20內的狀態下從加壓端口 6壓入加壓流體并使浮動芯5 移動時從管部模腔1’壓出的剩余樹脂和浮動芯5。開閉連通口 10的部件沒有特別限定，但是例如列舉有利用油壓等方式通過承受 軸的進退而開閉連通口 10的部件。具體而言，經剩余樹脂收容模腔11的大致中央朝向連 通口 10能夠進退地插入的承受軸在前進時前端部周緣被壓接在連通口 10的周壁而關閉連 通口，在進退時開閉連通口 10。或者也能適用以下的方法，即，采用單純以滑動式進行開閉 的桿等，利用油壓等方式使其進行開閉動作。接著，說明采用圖2所示的模具所進行的注塑成形的具體順序。首先，如圖3所示，在連通口 10被關閉的狀態下注射熔融樹脂。該注射能夠用公 知的注塑成形裝置進行。接著，如圖4所示，打開連通口 10，并且從加壓端口 6壓入加壓流體。由此，浮動芯 5留下由于冷卻或加熱而開始固化的管部模腔1’外周部的樹脂，并且一邊經由連通口 10將 來不及固化的中心部的熔融樹脂壓出到剩余樹脂收容模腔11中一邊朝向剩余樹脂收容模 腔11前進。最終，浮動芯5進入剩余樹脂收容模腔11，剩余樹脂收容模腔11被從連通口 10壓出的樹脂充滿。在浮動芯5通過之后，形成直徑與浮動芯5的直徑大致相等的中空部 12。因此，通過選擇浮動芯5的直徑，能調整所形成的中空部12的直徑。而且，形成中空部 12的部位的樹脂被壓入的加壓流體的壓力按壓到管部模腔1’的周壁面上，其形狀得到維 持。作為加壓流體，使用在注塑成形的溫度和壓力下不與使用樹脂反應或相溶的氣體 或液體。具體而言，例如能使用氮氣、二氧化碳、空氣、甘油、液體石蠟等，但是優選以氮氣 為首的非活性氣體。例如在使用氮氣等氣體的情況下，能夠通過以下的方式壓入該加壓流 體，即，使利用壓縮機預先加壓儲存在蓄壓容器(未圖示)內的加壓氣體經配管導入加壓端 口 6，或者用壓縮機直接將加壓氣體送入加壓端口 6中而使其壓力上升。供給到加壓端口 6的加壓氣體的壓力根據所使用的樹脂的種類、浮動芯5的大小等不同而不同，但是通常為 4. 90 29. 42MPa (50 300kg/cm2G)左右。接著，優選一邊維持模具內的內壓一邊冷卻樹脂，在排出中空部12內的加壓流體 之后，取出成形品。在用氣體作為加壓流體的情況下，加壓流體的排出能夠通過將加壓端口 6向大氣開放而進行，但是也能夠向回收容器(未圖示)回收而循環利用。使在剩余樹脂收容模腔11中成形的副成形品(未圖示)從所取出的成形品中分 離出來，能得到本發明的樹脂成形體。利用在連通口附近進行切斷等方法能夠容易地將副 成形品分離，但是通過預先將連通口 10形成為縮頸的形狀，能更容易地分離切斷。實施例1用如圖2所示那樣的模具，用注塑機(東洋機械金屬株式會社制“TP-180H”)一體 成形圖1所示的下述尺寸的樹脂成形品。外徑 7mm、內徑 4. 5mm、壁厚 1. 25mm、長度 200mm平板部IOOmmX 150mm、壁厚 1. 5mm
用直徑4. 5mm的鋼球作為浮動芯，用氣體中空注塑成形用氣體產生裝置(旭- > 7 二 τ· -J 株式會社制“空氣模具(airmold)”)供給加壓流體。作為加壓流體使用了氮 氣。作為樹脂，使用了含有重量百分比為33%的玻璃纖維的聚酰胺66樹脂(旭化成株式會 社制“ ^才少1300G，，)。首先，如圖3所示，以樹脂溫度沈0°C、注射壓力11. 77MPa(120kg/cm2)的條件注射 上述樹脂，注射完成1秒后壓入壓力22.56MPa(230kg/cm2)的氮氣，如圖4所示，使浮動芯 在模具內移動，冷卻了 30秒鐘之后，取出了圖1所示的樹脂成形體。如圖5所示，在17個部位測量了內徑A、B，其結果，其平均內徑Φ是4. 74mm，最大 內徑是4. 94mm，最小內徑是4. 59mm, R = 0. 35mm。內徑的變動R/Φ X 100 (% )是7%，是實 用上沒有問題的變動范圍。使60°C的熱水經過所得到的成形品的管部的一端，從另一端排出之后，平板部的 平均溫度是32°C，管部的平均溫度是M°C，作為保溫用單元較佳。另外，溫度測量部位是圖 6所示的8個部位，以管部(1 4)和平板部(5 8)的各4個部位的平均的溫度作為平均 溫度。此外，對60°C的熱水施加0. 15MPa(l. 5kg/cm2)的內壓，實施了 2000小時的流動耐久 測試，其結果，未產生流動阻力的增大、龜裂等問題，耐久性也優異。實施例2除了作為樹脂使用PPS樹脂(東麗；TORAY高導熱材料HS01)，樹脂溫度為320°C 以外與實施例1條件相同，以此得到了成形品。使5°C的冷水經過所得到的成形品的管部的一端，從另一端排出之后，平板部的平 均溫度是18°C，作為散熱用單元而顯示了充分的性能。工業上的可利用性本發明的樹脂成形體被較佳地使用為地暖或壁暖加熱設備等具有保溫功能的住 宅設備用樹脂成形體、被暴露在高溫之下的汽車的汽缸蓋等需要冷卻、散熱功能的汽車構 件用樹脂成形體、計算機等需要冷卻散熱功能的家電、辦公自動化設備殼體用樹脂成形體寸。附圖標記說明1、管部；1’、管部模腔；2、直管部；2’、直管部模腔；3、彎管部；3’、彎管部模腔；4、 平板部；4’、平板部模腔；5、浮動芯；6、加壓端口 ；7、模腔的一端；8、模腔的另一端；9、注射 澆口； 10、連通口； 11、剩余樹脂收容模腔；12、中空部；13、出入孔；14、側板部；14’、側板部 模腔；20、模腔。
權利要求
1.一種樹脂成形體，其特征在于，由管部和平板部一體注塑成形而形成該樹脂成形體，該管部供流體經過并至少具有彎管部。
2.根據權利要求1所述的樹脂成形體，其特征在于， 上述管部的中空部截面形狀是圓形。
3.根據權利要求1或2所述的樹脂成形體，其特征在于， 上述管部的內徑實質上無變動。
4.一種保溫板，其特征在于，由權利要求1 3中任一項所述的樹脂成形體構成。
5.一種散熱板，其特征在于，由權利要求1 3中任一項所述的樹脂成形體構成。
6.一種樹脂成形體的制造方法，該制造方法是權利要求1 3中任一項所述的樹脂成 形體的制造方法，其特征在于，該制造方法具有以下工序在模具中具有管部模腔，該管部模腔的一端具有包括浮動 芯的加壓端口，另一端具有排出口，在向該模具的該管部模腔內注射熔融樹脂之后，從上述 加壓端口壓入加壓流體，使上述浮動芯向上述排出口側移動，并且從該排出口壓出上述熔 融樹脂。
全文摘要
本發明提供一種樹脂成形體，能賦予導熱非常良好的保溫或散熱功能，可靠性高，制造工序簡便且低成本。樹脂成形體由管部(1)和平板部(4)一體注塑成形而成，該管部(1)供流體經過，至少具有彎管部(3)。
文檔編號B29C45/26GK102137745SQ20098013392
公開日2011年7月27日 申請日期2009年8月5日 優先權日2008年8月29日
發明者坂本知義, 尾城實, 峯崎浩幸, 片桐寬機, 羽田康彥 申請人:Rp東富麗株式會社