(57)【要約】  本発明は、製造のために用いられる原材料の粘度指数を高めることによって、プラスチック成形部分を製造するための方法、及びこの方法に従って製造された成形部分に関する。射出成形で製造された、使用時にダイナミックな負荷を受ける成形部分の負荷可能性及び安定性を高めるために、使用された粒質物を、射出成形プロセスにおける形状付与処理の前に、１０〜３０時間だけ９０℃〜１５０℃の温度において焼きなましすることが提案されている。これによって有利な形式で、高い費用を必要とすることなしに、成形部分の製造業者において使用可能な方法が、高価な材料を用いることなしに、高負荷可能な成形部分を製造することができる。この場合、本発明の方法に従って、１８０ｍｌ／ｇと１９０ｍｌ／ｇとの間の初期の溶解粘性を有する、粒質物より製造された成形部分、例えばウォーム歯車が、１８０ｍｌ／ｇと２００ｍｌ／ｇとの間の溶解粘性を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒質物として存在する原材料を射出成形プロセスで処理することによってプラスチックから成形部分を製造するための方法において、
粒質物を、成形処理する前に９０℃〜１５０℃の温度において１０〜３０時間だけ射出成形プロセスで焼きなまし処理することを特徴とする、プラスチック成形部分を製造するための方法。
【請求項２】
前記方法を実施するために、粒状化されたポリアミドを使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ポリアミドを、１１０℃〜１３０℃の温度において１０〜１２時間だけ焼きなまし処理する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
焼きなましを、粒質物の温度が１１０℃に達してから、１０〜１２時間だけ実施する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法に従って射出成形プロセスで製造可能な、ポリアミドより成るプラスチック部分において、
該プラスチック部分が、成形後に１８０ｍｌ／ｇと２００ｍｌ／ｇとの間の粘度指数を有する溶解粘性を有していることを特徴とする、プラスチック部分。
【請求項６】
前記プラスチック部分の溶解粘性が、製造のために使用された粒質物の初期の溶解粘性と同じであるか、又はこれよりも大きい、請求項４記載のプラスチック部分。
【請求項７】
前記プラスチック部分が、滑動エレメント、歯車又は軸等のダイナミックな負荷を受ける部分である、請求項５又は６記載のプラスチック部分。
【請求項８】
前記プラスチック部分が、ウォーム歯車又は食違い軸歯車である、請求項５から７までのいずれか１項記載のプラスチック部分。
【請求項９】
前記プラスチック部分が、パワーステアリングの伝動装置に使用されるウォーム歯車又は食違い軸歯車である、請求項８記載のプラスチック部分。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用された原材料の粘度指数を高めながらプラスチック成形部分を製造するための方法に関する。また本発明は、このような形式の成形部分を射出成形プロセスで製造するための方法に関する。さらに本発明は、このような方法に従って製造された成形部分に関する。
【０００２】
これまで金属より製造されていた機械的な部分及びエレメントは、最近ではプラスチックより製造される傾向にある。例えば特に自動車構造部において意味のある特別な利点は、プラスチックを使用した場合に得られる重量軽減である。しかも、射出成形法を用いることによって、複雑な幾何学形状を有する部分もプラスチックにより比較的簡単に製造することができる。
【０００３】
しかしながら、射出成形技術の使用を可能にするために、プラスチックは高すぎる粘性を有していてはならない。何故ならば、粘性が高すぎれば、切削加工若しくは切削処理しか可能ではないからである。プラスチックより製造された成形部分の負荷容量、ひいては耐用年数は、材料の粘度指数に直接比例している。この場合、比例特性曲線の勾配は、１５ポイント（１５Ｐｕｎｋｔｅ）だけの粘度指数の変化が、例えばプラスチックより製造されたリングギヤ（冠歯車）の耐用年数を半分にするか、又は２倍にするように、急勾配である。従って、射出成形プロセスのためには、一方では処理を考慮して高すぎない粘度指数有していて、他方では射出成形プロセスの終了後になお、高い負荷可能性及び長い耐用年数が確実に得られる粘度指数を有している材料が選択される。
【０００４】
例えばリングギヤ及びこれと類似のプラスチック成形部分を製作するために、今日一般的な材料、有利にはポリアミドが使用される。このポリアミドは、納品時に１８０ｍｌ／ｇ〜１９０ｍｌ／ｇの絶対粘性若しくは溶解粘性を有している。しかしながら射出成形プロセスの途中で粘度指数は、５ポイントまで低下する。それに応じて、射出成形中にプラスチックより製作された成形部分の負荷可能性若しくは耐用年数も低下する。勿論、供給側の化学工業は、高粘度の材料つまり、より高い粘度指数を有するプラスチックを提供することもできる。しかしながら、相応の材料の製造は、有利な形式で押出し条件を変えることによって行われ、この場合、一般的に射出成形のための原材料の値段が高価になる。
【０００５】
本発明の課題は、製造プロセスを高価にすることなしに、材料の粘度指数に基づいて成形プロセスの終了後に高い負荷可能性を有する成形部分を提供することができるような、射出成形部分の製造業者の側から見て、使用可能な方法を提供することである。さらにまた、この方法に従って製造された相応の成形部分を提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴部に記載した方法によって解決された。また前記課題を解決した成形部分は、請求項５に記載されている。
【０００７】
本発明の方法によれば、プラスチック成形部分の製造は、粒質物として提供された原材料を射出成形プロセスで処理することによって行われる。本発明に従って、粒質物は、成形部分の製造業者において、射出成形プロセス中に成形（形状を付与する）処理の前に加熱され、９０℃〜１５０℃の温度において１０〜３０時間だけ焼きなまし処理される。この方法を実施するために、有利には粒状のポリアミドが使用される。
【０００８】
射出成形プロセスのための原材料として用いられる粒質物を加熱若しくは焼きなましすることによって、与えられた温度・時間プロフィールに応じて、ポリアミドの粘度指数を高めることができる。粘度指数の上昇は、熱によって生じる重縮合反応に基づいて分子が互いに架橋結合して、より長い鎖が得られることによって得られる。しかしながら、より長い鎖においては、分子間力が大きくなるので、その結果、材料の負荷可能性が、Ｅモジュール特に曲げ応力強度の形で増大する。
【０００９】
このような形式の粒質物の前処理は、完成品の熱的な後処理として著しく効果的である。本発明の利点はさらに、プラスチック成形部分の製造業者によって、顧客の要求に応じて同じ原材料でより高い負荷が可能な部分を実現することができる。それと同時に、この材料のための新たな使用分野が、今日高価な材料が用いられている使用のために開かれた。
【００１０】
本発明による方法を、ポリアミドより成るプラスチック成形部分の製造のために適用する、実地に合った可能性に応じて、材料を、１１０℃〜１３０℃の間の温度で、１０〜１２時間だけ焼きなまし（Temerung）することによって、良好な結果が得られることが、実験により証明された。この場合、一方では、提供された材料の粘度指数を考慮して、また他方では、完成された成形部の粘度指数を考慮して、射出成形の結果として現れる粘度指数の低下が補償されるか又は過補償される。
【００１１】
材料が、射出成形の前に、粒質物の温度が１１０℃に達してから、１０〜１２時間だけ焼きなましを実施し、次いで射出成形プロセスが行われるようにすれば、特に良好な結果として、ポリアミドのために、例えば商品名「Ultramid A4H(R)」が得られる。
【００１２】
本発明の方法に従って製造されたプラスチック成形部分は、粘度指数が１８０ｍｌ／ｇと２００ｍｌ／ｇとの間である溶解粘性を有している。この場合、特に、溶解粘性は、製造のために使用された粒質物の初期の溶解粘性と同じであるか、又はこれよりも大きい。
【００１３】
本発明の方法によれば、１８０ｍｌ／ｇと２００ｍｌ／ｇとの間の粘度指数を有する、回転する部分若しくはダイナミックに負荷される部分、例えば滑動エレメント、歯車又は軸等が製造される。この場合、相応の粘度指数は、納品時に１８０ｍｌ／ｇと１９０ｍｌ／ｇとの間の粘度指数を有する原材料によって得られる。射出成形時に発生する粘度指数の減少は、少なくとも補償されるか、又は前述の指数を用いて明らかなように、場合によって過補償される。有利な形式で本発明による方法を用いて、パワーステアリングの伝動装置に用いるためのウォーム歯車又は食違い軸歯車（Schraubraeder）を製造することができる。ウォーム歯車又は食違い軸歯車は、１８０ｍｌ／ｇ〜１９０ｍｌ／ｇの前記粘度指数を有する、非常に安価なポリアミドを使用するにも拘わらず、形状付与プロセスの終了後に１８０ｍｌ／ｇと２００ｍｌ／ｇとの間の粘度指数を有している。
【００１４】
有利な応用によれば、ＥＰＳシステム（パワーステアリングシステム）に用いるために設けられた相応のウォーム歯車又は食違い軸歯車は、原材料を１１０℃に加熱し、次いで１２時間焼きなましすることによって、「Ultramid A4H(R)」より製造される。次いで、ウォーム歯車が射出成形プロセスによって一般的な形式で、本発明に従って前処理された粒質物が製造される。この場合、一般的に製造業者によって射出成形するための、このような成形部分の材料よりも、もともと高い粘度指数を有する高価な材料を取り上げる必要なしに、１８０ｍｌ／ｇと２００ｍｌ／ｇとの間の粘度指数を有する、前記使用目的のためのウォーム歯車又は食違い軸歯車を製造することができる。このような比較的高い粘度指数に基づいて、相応のウォーム歯車若しくは食違い軸歯車は、ＥＰＳシステムに使用するのに適した高い負荷可能性及び安定性を有している。
【国際調査報告】
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