(57)【要約】【課題】複雑な内面形状を有する中空弾性樹脂成形体を低コストで製造できるようにする。【解決手段】中子２０を型５０、５１の内部に配置した後、弾性樹脂材を射出成形して中空弾性樹脂成形体１０を得る。中空弾性樹脂成形体１０の内部から中子２０を加水分解、溶解または破砕して除去する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性樹脂を使用して中空部を有する成形体を製造する中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
上記中空部の形状に相当する形状の中子を成形する中子成形工程と、
上記中子成形工程で成形した中子を型内に配置した後、該型内に、上記中子の一部が外部と接触可能となるように弾性樹脂材を射出成形して中空弾性樹脂成形体を得る射出成形工程と、
上記中空弾性樹脂成形体の内部において上記中子を上記中空弾性樹脂成形体の内部から除去する中子除去工程とを備えたことを特徴とする中空弾性樹脂成形体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
上記弾性樹脂材が熱可塑性エラストマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ウレタン及び熱硬化性ウレタンの少なくとも１種を含むことを特徴とする中空弾性樹脂成形体の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
上記中子を熱可塑性樹脂材または熱硬化性樹脂材で成形して加水分解、溶解または破砕して除去することを特徴とする中空弾性樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
上記中子は無機材料からなり、該中子を破砕して除去することを特徴とする中空弾性樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
上記中子は無機物または有機物の粉体と、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂とからなり、該中子を加水分解、溶解または破砕して除去することを特徴とする中空弾性樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
上記中子には、該中子を成形する材料とは別の材料によって予め成形された成形部材が挿入されていることを特徴とする中空弾性樹脂成形体の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
無機物は、セメント、セラミック、ガラス、石膏の少なくとも１つであることを特徴とする中空弾性樹脂成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載された方法で製造されたことを特徴とする中空弾性樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性樹脂を使用して中空部を有する成形体を製造する製造方法及び中空弾性樹脂成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、弾性樹脂によって中空状に成形された中空弾性樹脂成形体がある。この中空弾性樹脂成形体の内面形状が複雑な形状である場合には、例えば複数個の金属製の中子を複雑に組み合わせて上記内面形状に対応する形状としておき、この中子の周囲に樹脂材を射出成形し、その後、得られた成形体を気体で膨らませて内部から中子を除去するか、中子を順に分解して内部から除去する方法が採られていた。
【０００３】
しかしながら、中子は除去しなければならないので、中子の形状には多くの制約を受ける。このため、中空弾性樹脂成形体の内面形状の設定自由度が低い場合がある。また、中空弾性樹脂成形体の開口部が小さくて中子を内部から除去できない場合もある。特に、中空弾性樹脂成形体を袋状の形状にすることや、複雑に入り組んだ内面形状にすることは困難であった。
【０００４】
例えば、特許文献１にはショックアブソーバーのダストカバーの製造方法が開示されている。このダストカバーは、蛇腹筒状の本体部に連設された筒状部を有しており、この筒状部の開口端面から本体部側へ離れた位置に、径方向内方へ突出し、周方向に互いに所定距離隔てて配置された突起部を形成したものである。ダストカバーを製造する際には、軸状の成形用中子の外周にゴム材料を加硫成形する加硫成形工程と、筒状部と成形用中子との間に治具の先端部を差し込んで筒状部を成形用中子からすくい上げた後、治具の先端部から圧縮エアーを吹き込み、ダストカバー全体を径方向外方へ膨張させた状態で、筒状部をクランプ爪で把持して軸方向に移動させることにより、ダストカバーを成形用中子から取り出す脱型工程とを行う。
【０００５】
また、特許文献２では、硬度の高い中空樹脂成形体の製造方法として、水溶性若しくは加水分解性の樹脂Ａを射出成形して中子を成形する工程と、樹脂Ａからなる中子を金型内に配置し、中子の周囲に非加水分解性で、かつ、疎水性の樹脂Ｂを樹脂Ａの融点よりも低い温度で射出成形して中子と一体化された成形体を得る工程と、加圧下、かつ、樹脂Ｂの融点よりも低い温度下でのオートクレープ養生により、中子を形成している樹脂Ｂのみを、成形体から除去して成形体に中空部を形成する工程とを行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６９８９１号公報
【特許文献２】特開２００９−２３２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、ダストカバーと中子との間に圧縮エアーを吹き込んでダストカバーを膨張させてから中子を除去するようにしているが、仮にダストカバーの内面形状がもっと入り組んだ形状であると、圧縮エアーによってダストカバーを全体的に膨張させるのは困難であり、中子を除去できないことが考えられる。
【０００８】
また、特許文献２では、硬度の高い樹脂成形物を製造する方法として、中子を加水分解または溶解して除去するので、中子の再利用は不可能であり、中空樹脂成形体の製造コストとして、中子を形成する樹脂のコストと、中子の加工コストも上乗せされることになり、高価なものとなっていた。
【０００９】
つまり、製造コストを低くし、しかも、例えば小さな開口部を持つ中空樹脂成形体から中子を除去したり、中子によって複雑な内面形状を成形した後も、再利用可能な形態で中子を除去できるようにしたいという要求があったが、従来のものでは実現できていなかった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中子を用いて複雑な内面形状を有する硬度が低い中空弾性樹脂成形体を成形する場合に、成形後に中子を除去することができるようにし、しかも、中子を除去する際には再利用可能な形態として中空弾性樹脂成形体の製造コストを低減することにある。
【００１１】
また、付加価値が高く、開口部の非常に小さく、硬度の低い中空弾性樹脂成形体も製造できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、以下の発明をするに至った。
【００１３】
第１の発明は、
弾性樹脂を使用して中空部を有する成形体を製造する中空弾性樹脂成形体の製造方法において、
上記中空部の形状に相当する形状の中子を成形する中子成形工程と、
上記中子成形工程で成形した中子を型内に配置した後、該型内に、上記中子の一部が外部と接触可能となるように弾性樹脂材を射出成形して中空弾性樹脂成形体を得る射出成形工程と、
上記中空弾性樹脂成形体の内部において上記中子を上記中空弾性樹脂成形体の内部から除去する中子除去工程とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、中子を中空弾性樹脂成形体の内部において加水分解、溶解または破砕することで、例えば中空弾性樹脂成形体に小さな開口部しかなくても、その開口部から中子を除去することが可能になる。また、中空弾性樹脂成形体の内部形状が複雑であっても中子を破砕することで内部から除去することが可能になる。
【００１５】
また、中子を加水分解や溶解することなく、物理的な外力によって除去するので、中子を形成していた材料が汚染されたり劣化することはなく、再利用して中子の材料とすることが可能になる。
【００１６】
また、付加価値の高い中空弾性樹脂成形体では中子を加水分解、溶解または破砕して除去することもできる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、
上記弾性樹脂材が熱可塑性エラストマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ウレタン及び熱硬化性ウレタンの少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、熱可塑性エラストマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ウレタン及び熱硬化性ウレタンがゴムに近い物理特性を持っているので、衝撃や加圧力が加わった後でも成形時の形状を維持することが可能になる。これにより、衝撃や加圧力によって中子のみを粉砕し、中空弾性樹脂成形体を破損することなく、中子を除去することが可能になる。
【００１９】
第３の発明は、第１の発明において、
上記中子を熱可塑性樹脂材または熱硬化性樹脂材で成形して加水分解、溶解または破砕して除去することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、低コストで一般に用いられている熱可塑性樹脂で中子を成形することが可能になるので、中子のコストがより一層低減する。
【００２１】
また、熱硬化性樹脂は硬化した後に硬く脆いので中子を破砕しやすくなる。
【００２２】
熱可塑性樹脂の場合は、中空弾性樹脂成形体が溶解せず、中子を加水分解または溶解して除去することが可能である。
【００２３】
第４の発明は、第１の発明において、
上記中子は無機材料からなり、該中子を破砕して除去することを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、中子が無機物からなるので、中子が硬く脆くなり、中子を破砕しやすくなる。
【００２５】
第５の発明は、第１の発明において、
上記中子は無機物または有機物の粉体と、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂とからなり、該中子を加水分解、溶解または破砕して除去することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、中子を成形するのに要する樹脂の使用量が低減されるので、中子が硬く脆くなり、中子を破砕しやすくなる。
【００２７】
また、加水分解や溶解によっても中子を除去することができる。
【００２８】
溶解は、水や、中空弾性樹脂成形体を溶解せず中子を溶解する有機溶剤が使用できる。
【００２９】
第６の発明は、第１から５のいずれか１つの発明において、
上記中子には、該中子を成形する材料とは別の材料によって予め成形された成形部材が挿入されていることを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、中子を成形するのに要する材料の使用量が低減される。また、中空弾性樹脂成形体の成形後に成形部材を中子から抜くと、その跡が空間となるので、中子の破砕が容易に行えるようになる。
【００３１】
第７の発明は、第４の発明において、
無機物は、セメント、セラミック、ガラス、石膏の少なくとも１つであることを特徴とする。
【００３２】
この構成によれば、中子が硬く脆くなり、中子を破砕しやすくなる。
【００３３】
第８の発明は、第１から７のいずれか１つの方法で製造されたことを特徴とする中空弾性樹脂成形体である。
【発明の効果】
【００３４】
第１の発明によれば、中子を用いて複雑な内面形状を有する中空弾性樹脂成形体を成形でき、成形後には中子を破砕するので、中空弾性樹脂成形体の開口部が小さくても中子を除去することができる。さらに、中子を除去する際には破砕しているだけなので、再利用して中子を成形できる。よって、中空弾性樹脂成形体の製造コストを低減できる。
【００３５】
さらに、付加価値の高い中空弾性樹脂成形体を製造する場合は、中子を加水分解するか溶解して除去することも可能である。この場合、中空弾性樹脂成形体を溶解せず中子を加水分解や溶解する水や有機溶剤を使用することができる。
【００３６】
第２の発明によれば、ゴムに近い物理特性を持つ材料で中空弾性樹脂成形体を成形するようにしたので、衝撃や加圧力によって中子のみを粉砕し、中空弾性樹脂成形体を破損することなく、中子を除去できる。
【００３７】
第３の発明によれば、低コストで一般に用いられている熱可塑性樹脂で中子を成形することで中子のコストをより一層低減できる。また、熱硬化性樹脂で中子を成形することで中子を容易に破砕できる。
【００３８】
さらに、付加価値の高い中空弾性樹脂成形体の場合や開口部が小さな中空弾性樹脂成形体の場合は、中子を加水分解や溶解する水や有機溶剤を使用することができる。
【００３９】
第４の発明によれば、中子が無機物からなるので、中子が硬く脆くなり、中子を容易に破砕できる。
【００４０】
第５の発明によれば、中子を成形するのに要する樹脂の使用量が低減されるので、中子が硬く脆くなり、中子を容易に破砕できる。
【００４１】
さらに、中子を加水分解や溶解することにより、粉体と中子を同時に除去することができる。
【００４２】
第６の発明によれば、中子に、該中子を成形する材料とは別の材料によって予め成形された成形部材を挿入するようにしたので、中子を成形するのに要する材料の使用量を低減できる。また、中空弾性樹脂成形体の成形後に成形部材を中子から抜くことで、中子を容易に破砕できる。
【００４３】
第７の発明によれば、セメント、セラミック、ガラス、石膏の少なくとも１つで中子を成形するようにしたので、中子が硬く脆くなり、中子を容易に破砕できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態にかかる中空弾性樹脂成形体の断面図である。
【図２】中子の側面図である。
【図３】挿入部材の側面図である。
【図４】挿入部材が中子に挿入された状態の側面図である。
【図５】（ａ）は中子の成形型の断面図であり、（ｂ）は中子を成形した状態の（ａ）相当図である。
【図６】（ａ）は中空弾性樹脂成形体の成形型の断面図であり、（ｂ）は中空弾性樹脂成形体を成形した状態の（ａ）相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００４６】
（中空弾性樹脂成形体）
図１は、本発明の実施形態に係る中空弾性樹脂成形体１０の断面図である。中空弾性樹脂成形体１０は、例えば熱可塑性エラストマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ウレタン及び熱硬化性ウレタンの少なくとも１種を含む材料を射出成形してなるものであるが、これら以外にもゴム弾性を有する弾性樹脂を使用して射出成形することができる。中空弾性樹脂成形体１０を成形する際には、後述するが、中子２０及び挿入部材（成形部材）３０が使用される。
【００４７】
中空弾性樹脂成形体１０の内部には中空部１１が形成されている。中空弾性樹脂成形体１０の両端面には、開口部１２、１２が開口している。中空部１１は、開口部１２、１２と連通しており、開口部１２、１２によって外部に開放されている。中空部１１の内面形状は複雑な形状となっている。すなわち、中空部１１の内面には、開口部１２よりも大径の凹部１１ａが複数形成されている。
【００４８】
中空弾性樹脂成形体１０の材料となる熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジェン系エラストマー、イソプレン系エラストマー、イオンクラスターと非晶性ＰＥエラストマー、フッ素系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アクリル系エラストマー等を挙げることができ、これらのうち１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。
【００４９】
エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂は、エチレン含有率が高く、酢酸ビニルの含有率が３〜４０％の範囲にあるものが多くあり、これらを使用することができる。エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂は、−５８℃まで可撓性があり、水、紫外線に対して優れた安定性があるとともに、ゴム弾性、柔軟性、強靱性、低温特性、耐候性等多くの優れた特性を備えているので、中空弾性樹脂成形体１０の材料として好適である。メルトフローレートが一定の場合、酢酸ビニル含有量が増加すると、ゴム弾性、柔軟性、接着性、透明性等が向上する。エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂は、１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。
【００５０】
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）には、２つの系統がある。すなわち、化学結合の種類によって、ポリエステル系ＴＰＵと、ポリエーテル系ＴＰＵとがあり、これらはゴム弾性及び柔軟性が高く、これらを１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。
【００５１】
また、相溶性に問題のない場合は、上記熱可塑性エラストマーと、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂と、熱可塑性ポリウレタンとを混合して使用することができる。
【００５２】
（中子）
図２は、中子２０の外形を示す側面図である。中子２０は、中空弾性樹脂成形体１０の中空部１１の形状に相当する形状を有している。中子２０には、テーパー孔２１が形成されている。テーパー孔２１は、該テーパー孔２１の長手方向一端部（図２における右端部）へ向かって徐々に縮径している。このテーパー孔２１は、後述する挿入部材３０によって中子２０の成形時に同時に成形されたものである。尚、テーパー孔２１には、中子２０の成形後から破砕されるまでの間、挿入部材３０が挿入されて閉塞されている。テーパー孔２１は形成しなくてもよく、この場合は挿入部材３０は使用しない。
【００５３】
中子２０を成形する材料としては、例えば、一般の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂材、無機材料、有機材料の粉体のうち、１種または任意の２種以上を混合してなる材料を用いることができる。
【００５４】
熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡＣ）、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＴＦＥ）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエン樹脂）、ＡＳ樹脂（アクリルニトリルスチレン樹脂）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等を挙げることができ、これらのうち１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。
【００５５】
中子２０の材料として熱可塑性樹脂を用いたとしても、中空弾性樹脂成形体１０の射出成形は極めて短時間で終了するので、中子２０が溶融する恐れは殆どなく、所期の内部形状を得ることができる。低コストの一般の熱可塑性樹脂で中子２０を成形すれば、従来の製法では困難であった複雑な内面形状を安価に、かつ、自由に設計できるようになる。
【００５６】
中子２０の材料としては、耐熱性や強度の高いエンジニアリングプラスチックを使用することもできる。この場合、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ、ＰＰＯ）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）等を挙げることができ、これらのうち１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。この場合、中子２０が溶融するのを未然に防止できる。
【００５７】
上記エンジニアリングプラスチックよりも更に耐熱性や強度の高いスーパーエンジニアリングプラスチックを使用することもできる。この場合、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等を挙げることができ、これらのうち１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。
【００５８】
また、中子２０の材料となる熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、尿素樹脂（ユリア樹脂、ＵＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、アルキド樹脂、ポリウレタン（ＰＵＲ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）等を挙げることができ、これらのうち１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。
【００５９】
中子２０を成形する際、熱硬化性樹脂を硬化剤と混合して射出後に硬化させることが可能である。硬化が終了した熱硬化性樹脂は硬く脆いので、中子２０を容易に破砕することが可能になる。
【００６０】
中子２０の材料となる無機物としては、例えば砂、粘土、セラミック（陶磁器）、ガラス、セメント、石膏等を挙げることができるが、中子２０の圧縮強度を維持するためには、陶磁器、ガラス、セメント、石膏等が好ましい。この場合、セメントや石膏は水を加えるだけで水和、硬化して圧縮強度の高い中子２０を形成でき、また、破砕する際には容易に破砕できるので有効である。
【００６１】
中子２０の圧縮強度をさらに高めるとともに、中子２０のコストを低減する手段としては、無機物または有機物の粉体やフィラーを、上記熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に加えることができる。無機物の粉体としては、いわゆる体質顔料としての炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等が挙げられ、さらに体積の大きいグラスファイバー、ガラス粒子、金属粒子、金属酸化物粒子が挙げられる。有機物の粉体としては、架橋した樹脂粉末や、セルロース粉末等が挙げられる。上記した無機物の粉体及び有機物の粉体は、これらのうち１種または任意の２種以上を混合して使用することができる。
【００６２】
中子２０を破砕する場合には、常温で柔軟性の低いＰＶＣ、ＰＳ、ＡＳ樹脂、ＰＭＭＡが好ましい。
有機溶剤に溶解する樹脂を単独または混合して中子２０を成形する場合は、中空弾性樹脂成形体１０が溶解しない有機溶剤に中子２０を溶解して除去することができる。
【００６３】
さらに有機溶剤に溶解する樹脂を単独または混合した成分に、フィラーを混合する場合でも、中空弾性樹脂成形体１０が溶解しない有機溶剤に中子２０を溶解して除去することができる。
【００６４】
また、中子２０に水溶性若しくは加水分解性の熱可塑性樹脂を単独または混合して成型するか塗布するようにしてもよい。水溶性若しくは加水分解性の樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、水溶性ナイロン、水溶性飽和ポリエステル、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、イソブチレン・無水マレイン酸共重合物、フェノール系水溶性樹脂等を挙げることができる。これらの樹脂は中空弾性樹脂成形体１０をオートクレーブの蒸気や熱水により溶解または加水分解して、中空弾性樹脂成形体１０の開口部１２から外部に自然に排出される。
【００６５】
また、無機物または有機物の粉体を水溶性若しくは加水分解性の熱可塑性樹脂に加えることもできる。
【００６６】
さらに中空弾性樹脂成形体１０に中子２０が一体化した状態で、中子２０を加水分解して除去するか、水や温水に溶解して除去するか、中空弾性樹脂成形体１０が溶解せず中子２０のみ溶解する有機溶剤に中子２０を溶解して除去することもできる。
【００６７】
（挿入部材）
図３は、挿入部材３０の外形を示す側面図である。この挿入部材３０は、中子２０に挿入されるものである。
【００６８】
挿入部材３０は、棒状部３１と、鍔部３２とを有している。棒状部３１及び鍔部３２は、例えば金属材料で構成することができる。金属材料としては、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等が挙げられる。材料は、中子２０との相性や使用頻度等の条件から選択することができる。挿入部材３０は再利用可能となっている。
【００６９】
棒状部３１は、長手方向一端部（図３における右端部）に向かって徐々に縮径するテーパー状に形成されたものである。棒状部３１の外面には、予めシリコンやテフロン等を用いて離型処理を施しておくのが好ましい。離型処理は、メッキやプラズマ処理等であってもよい。離型処理を施すことにより、挿入部材３０を中子２０から容易に抜くことができる。挿入部材３０を中子２０から抜くことで、中子２０にはテーパー孔２１が形成されることになり、中子２０を破砕しやすくなる。尚、挿入部材３０を中子２０から抜く際には、挿入部材３０の細い側から太い側へ衝撃を加えれば容易に抜くことができるようになっている。
【００７０】
（中子の成形方法）
次に、中子２０の成形方法について説明する。中子２０の材料は上述した通りである。熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂と、無機物や有機物の粉体（フィラー）を使用する場合には、射出成形による成形方法が量産の面で好ましい。
【００７１】
無機物で中子２０を成形する場合には、砂、粘土、陶磁器、ガラス、セメント、石膏等をそれぞれ単独で使用することができる。陶磁器、ガラス等は成形した後、圧縮強度を高めるために焼成する必要があるが、セメント、石膏等は水と混合して型に流し込めば水和して硬化するので十分な圧縮強度を確保できる。
【００７２】
射出成形する場合には、例えば図５に示す成形型４０、４１を使用することができる。成形型４０、４１には、挿入部材３０を挟持する挟持面４０ａ、４１ａがそれぞれ形成されている。また、成形型４０、４１には、中子２０を成形するための成形面４０ｂ、４１ｂもそれぞれ形成されている。
【００７３】
成形型４０、４１は、例えば鉄、アルミ、ダイス鋼、高速度工具鋼、超硬合金、セラミック、樹脂等が挙げられるが、これらに限られるものではない。成形型４０、４１の成形面４０ｂ、４１ｂには、離型処理を施すのが好ましい。
【００７４】
まず、成形型４０、４１の内部に挿入部材３０を配置して成形型４０、４１を型閉じする。すると、挿入部材３０の両側が成形型４０、４１の挟持面４０ａ、４１ａによって挟持される。挿入部材３０と成形型４０、４１の成形面４０ｂ、４１ｂとの間にはキャビティが形成される。その後、図示しないゲートから中子２０の材料をキャビティに射出する。
【００７５】
このときの樹脂材料の温度は、樹脂がキャビティ内で流動し、かつ、分解しない温度であれば問題ないが、好ましくは１００℃以上４００℃以下であり、さらに好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。特に８０℃以下では樹脂の流動性が悪くなり、樹脂を十分にキャビティに充填できない恐れがあるので好ましくない。樹脂材料の温度が４００℃を超えると樹脂材料の分解が起こってしまい好ましくない。
【００７６】
また、射出時の射出成形機のシリンダー温度は、１２０℃以上３５０℃以下が好ましく、さらに好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。シリンダー温度が１２０℃よりも低いと、樹脂材料の温度が１００℃以上にならず、また、シリンダー温度が４００℃よりも高いと樹脂材料の温度が４００℃を超えるので好ましくない。
【００７７】
また、成形型４０、４１の成形面４０ｂ、４１ｂの温度は１０℃以上２００℃以下が好ましく、さらに好ましいのは２０℃以上１５０℃以下である。成形面４０ｂ、４１ｂの温度が１０℃よりも低いと、樹脂材料がキャビティで瞬時に冷却されて固化するので、充填が不十分になる。成形面４０ｂ、４１ｂの温度が２００℃よりも高いと、脱型時まで樹脂材料が軟化しており、所望の形状の中子２０が得られなくなるので好ましくない。
【００７８】
また、射出成形圧力は、３００Ｋｇｆ／ｃｍ２以上２５００Ｋｇｆ／ｃｍ２以下が好ましく、さらに好ましくは５００Ｋｇｆ／ｃｍ２以上２０００Ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。射出成形圧力が３００Ｋｇｆ／ｃｍ２よりも低い場合には、樹脂材料をキャビティに十分に充填できなくなる。射出成形圧力が２５００Ｋｇｆ／ｃｍ２よりも高い場合には、射出成形装置に過剰な負荷がかかり好ましくない。
【００７９】
樹脂材料が射出成形時の水分の影響で発泡したり膨れたりするのを防止するために、予め樹脂材料を乾燥させておくのが好ましい。樹脂材料を乾燥させるときの温度は、４０℃以上１５０℃以下が好ましく、さらに好ましくは５０℃以上１００℃以下である。乾燥時間は３０分以上５時間以下が好ましく、さらに好ましくは１時間以上３時間以下である。
【００８０】
樹脂材料が成形型４０、４１内で冷却されて固化すると、挿入部材３０が挿入された状態で中子２０が得られる。以上が中子成形工程である。
【００８１】
中子成形工程では、挿入部材３０が挿入された状態で中子２０を成形するので、挿入部材３０の体積分、中子２０の樹脂使用量が削減されることになる。
【００８２】
（中空弾性樹脂成形体の成形方法）
次に、中空弾性樹脂成形体１０の成形方法について説明する。中空弾性樹脂成形体１０の成形は、上記中子成形工程の後に行われる。
【００８３】
中空弾性樹脂成形体１０の材料は上述した通りである。射出成形することができる材料を使用する場合には、例えば図６に示す成形型５０、５１を使用することができる。
【００８４】
成形型５０、５１には、挿入部材３０及び中子２０の一部を挟持する挟持面５０ａ、５１ａがそれぞれ形成されている。また、成形型５０、５１には、中空弾性樹脂成形体１０を成形するための成形面５０ｂ、５１ｂもそれぞれ形成されている。
【００８５】
成形型５０、５１は、例えば鉄、アルミ、ダイス鋼、高速度工具鋼、超硬合金、セラミック、樹脂等が挙げられるが、これらに限られるものではない。成形型５０、５１の成形面５０ｂ、５１ｂには、離型処理を施すのが好ましい。
【００８６】
まず、成形型５０、５１の内部に挿入部材３０を中子２０と共に配置して成形型５０、５１を型閉じする。すると、挿入部材３０の両側及び中子２０の一部が成形型５０、５１の挟持面５０ａ、５１ａによって挟持される。この状態で、中子２０と成形型５０、５１の成形面５０ｂ、５１ｂとの間にはキャビティが形成される。その後、成形型５１に設けられているゲート５１ｃから中空弾性樹脂成形体１０の材料をキャビティに射出する。
【００８７】
このときの樹脂材料の温度は、樹脂がキャビティ内で流動し、かつ、分解しない温度であれば問題ないが、好ましくは１００℃以上４００℃以下であり、さらに好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。特に８０℃以下では樹脂の流動性が悪くなり、樹脂を十分にキャビティに充填できない恐れがあるので好ましくない。樹脂材料の温度が４００℃を超えると樹脂材料の分解が起こってしまい好ましくない。
【００８８】
また、射出時の射出成形機のシリンダー温度は、１２０℃以上３５０℃以下が好ましく、さらに好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。シリンダー温度が１２０℃よりも低いと、樹脂材料の温度が１００℃以上にならず、また、シリンダー温度が４００℃よりも高いと樹脂材料の温度が４００℃を超えるので好ましくない。
【００８９】
また、成形型５０、５１の成形面５０ｂ、５１ｂの温度は１０℃以上２００℃以下が好ましく、さらに好ましいのは２０℃以上１５０℃以下である。成形面５０ｂ、５１ｂの温度が１０℃よりも低いと、樹脂材料がキャビティで瞬時に冷却されて固化するので、充填が不十分になる。成形面５０ｂ、５１ｂの温度が２００℃よりも高いと、脱型時まで樹脂材料が軟化しており、所望の形状の中空弾性樹脂成形体１０が得られなくなるので好ましくない。
【００９０】
また、射出成形圧力は、３００Ｋｇｆ／ｃｍ２以上２５００Ｋｇｆ／ｃｍ２以下が好ましく、さらに好ましくは５００Ｋｇｆ／ｃｍ２以上２０００Ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。射出成形圧力が３００Ｋｇｆ／ｃｍ２よりも低い場合には、樹脂材料をキャビティに十分に充填できなくなる。射出成形圧力が２５００Ｋｇｆ／ｃｍ２よりも高い場合には、射出成形装置に過剰な負荷がかかり好ましくない。
【００９１】
樹脂材料が射出成形時の水分の影響で発泡したり膨れたりするのを防止するために、予め樹脂材料を乾燥させておくのが好ましい。樹脂材料を乾燥させるときの温度は、４０℃以上１５０℃以下が好ましく、さらに好ましくは５０℃以上１００℃以下である。乾燥時間は３０分以上５時間以下が好ましく、さらに好ましくは１時間以上３時間以下である。
【００９２】
尚、例えば、綿、ナイロン、アラミド等の繊維や基布をキャビティ内に配置しておき、樹脂と一緒に成形してもよい。これにより、中空弾性樹脂成形体１０が繊維や基布によって補強されて中空弾性樹脂成形体１０の物理的強度を高めることができる。
【００９３】
尚、中空弾性樹脂成形体１０を、いわゆる２色成形することで、中空弾性樹脂成形体１０の部位によって硬度が異なる一体物の成形体を製造することも可能である。２色成形機は、従来から周知の構成のものを用いることができるので詳細な説明は省略するが、射出成形機に２つの射出シリンダーが設けられており、これら射出シリンダーから硬度が異なる樹脂材料をそれぞれ射出可能なようにしておく。一方の射出シリンダーから成形型の内部に樹脂を射出して中空弾性樹脂成形体１０の一部を成形した後、型交換をするか、もしくはキャビティの別の部位に対して他方の射出シリンダーから別の樹脂を射出して中空弾性樹脂成形体１０の残りの部分を成形する。樹脂の硬度だけでなく、色や材質を中空弾性樹脂成形体１０の部位によって変えることもできる。
【００９４】
樹脂材料が成形型５０、５１内で冷却されて固化する過程で成形面５０ｂ、５１ｂによって成形されるとともに、中子２０によっても成形される。以上が射出成形工程である。
【００９５】
射出成形工程では、中空弾性樹脂成形体１０となる溶融樹脂の温度が中子２０の樹脂の溶融温度よりも低い方が好ましいが、中子２０の樹脂の溶融温度以上であってもよい。中空弾性樹脂成形体１０となる溶融樹脂の温度が中子２０の樹脂の溶融温度以上であっても、中空弾性樹脂成形体１０となる溶融樹脂が成形される時間は例えば０．５〜１．５秒程度と短く、しかも、中子２０の熱容量と挿入部材３０の熱容量もあるため、中子２０が溶融するまでに溶融樹脂が固化する。
【００９６】
射出成形工程では、中子２０が入った状態の中空弾性樹脂成形体１０が得られる。さらに中子２０の内部には挿入部材３０が挿入された状態となっている。この状態から最終製品としての中空弾性樹脂成形体１０を得る場合には、まず、挿入部材３０を中子２０から抜く。このとき、挿入部材３０がテーパー形状となっているので、挿入部材３０の細い側から太い側へ衝撃を加えることで挿入部材３０を容易に抜くことができる。挿入部材３０が抜けた中子２０の内部には、図２に示すテーパー孔２１が形成されることになるので、中子２０が中空状になる。
【００９７】
その後、中空弾性樹脂成形体１０の内部において中子２０を破砕する。このとき、例えば中空弾性樹脂成形体１０の外側から破砕力（例えば衝撃や加圧力）を加える。破砕力は、中空弾性樹脂成形体１０を介して中子２０に伝わるので中子２０が破砕される。破砕力が作用した中子２０は中空状であるため、中実である場合に比べて容易に破砕することができる。また、中空弾性樹脂成形体１０の内面形状が複雑で中子２０が入り組んだ形状であっても、中空弾性樹脂成形体１０自体が破砕力によって弾性変形するので、中子２０の各部に確実に破砕力を作用させることができ、中子２０の隅々まで破砕できる。
【００９８】
次いで、破砕した中子２０を中空弾性樹脂成形体１０の開口部１２から取り出す。このとき、中子２０は破砕して小さくなっているので開口部１２が小さくても容易に取り出すことができる。以上が中子除去工程である。
【００９９】
中子２０は加水分解や溶解することなく、物理的な外力によって中空弾性樹脂成形体１０の内部から除去するので、中子２０を形成していた材料が汚染されたり劣化することはなく、再利用して中子２０の材料とすることが可能になる。
【０１００】
さらに中子２０が水または有機溶剤に加水分解または溶解する場合、及びこれに粉体を混合する場合は、蒸気や熱水、有機溶剤で非常に小さな開口部１２から中子２０を除去することが可能である。
【０１０１】
以上説明したように、この実施形態に係る中空弾性樹脂成形体１０及び中空弾性樹脂成形体１０の製造方法によれば、中子２０を用いて複雑な内面形状を有する中空弾性樹脂成形体１０を成形でき、成形後には中子２０を破砕するので、中空弾性樹脂成形体１０の開口部１２が小さくても中子２０を除去することができる。さらに、中子２０を除去する際には破砕しているだけなので、再利用して中子２０を成形できる。よって、中空弾性樹脂成形体１０の製造コストを低減できる。
【０１０２】
また、ゴムに近い物理特性を持つ材料で中空弾性樹脂成形体１０を成形するようにしたので、衝撃や加圧力によって中子２０のみを粉砕し、中空弾性樹脂成形体１０を破損することなく、中子を除去できる。
【０１０３】
また、低コストで一般に用いられている熱可塑性樹脂を用いて中子２０を成形することで中子２０のコストをより一層低減できる。また、熱硬化性樹脂で中子２０を成形することで中子２０を容易に破砕できる。
【０１０４】
また、中子２０を無機物からなるものとすることで、中子２０が硬く脆くなり、中子２０を容易に破砕できる。
【０１０５】
また、中子２０に、中子２０を成形する材料とは別の材料によって予め成形された挿入部材３０を挿入するようにしたので、中子２０を成形するのに要する材料の使用量を低減できる。また、中空弾性樹脂成形体１０の成形後に挿入部材３０を中子２０から抜くことで、中子２０を中空状にして容易に破砕できる。
【０１０６】
さらに、付加価値の高い中空弾性樹脂成形体１０を成形する場合や開口部１２の非常に小さい場合は、中子２０を水または有機溶剤に加水分解または溶解して除去することや、これに粉体を混合して、蒸気や熱水、有機溶剤によって中子２０を除去することができる。
【実施例】
【０１０７】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【実施例１】
【０１０８】
挿入部材３０は鉄製とし、挿入部材３０の形状は図１に示す形状とした。
【０１０９】
中子２０の材料は、熱可塑性のポリビニルアルコール（株式会社クラレ製  クラレポパールＣＰ−１２１０）とした。このポリビニルアルコールは、８０℃で１時間乾燥させた。中子２０を射出成形する際の条件は、シリンダー温度が１８０℃、成形型４０、４１の成形面４０ａ、４１ａの温度が６０℃、射出成形圧力が１０００Ｋｇｆ／ｃｍ２であった。この条件で樹脂を成形して図４に示すような挿入部材３０が一体化した中子２０を得た。
【０１１０】
中空弾性樹脂成形体１０の材料は、水添スチレン系熱可塑性エラストマー（旭ケミカルズ株式会社製  タフテックＰ−５００）とした。この水添スチレン系熱可塑性エラストマーは、８０℃で１時間乾燥させた。中空弾性樹脂成形体１０を射出成形する際の条件は、シリンダー温度が１６０℃、成形型５０、５１の成形面５０ａ、５１ａの温度が３０℃、射出成形圧力が１５００Ｋｇｆ／ｃｍ２であった。この条件で樹脂を成形して図６（ｂ）に示すような中空弾性樹脂成形体１０を得た。
【０１１１】
樹脂が固化した後、挿入部材３０の細い方から太い方に金槌で衝撃を加えると、挿入部材３０が中子２０から容易に抜けた。これにより中子２０が中空状になる。
【０１１２】
その後、中空弾性樹脂成形体１０を金槌で外側から叩いて中子２０に破砕力を作用させると、中子２０が容易に破砕した。破砕した中子２０は中空弾性樹脂成形体１０の開口部１２から除去できた。これにより、内面形状が複雑で、かつ、開口部１２が小さい中空弾性樹脂成形体１０が得られた。
【０１１３】
中空弾性樹脂成形体１０から除去した破砕状態にある中子２０は再び中子２０を成形する材料として利用することができる。
【実施例２】
【０１１４】
挿入部材３０及び中子２０は実施例１と同じである。
【０１１５】
中空弾性樹脂成形体１０の材料は、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（日本ポリエチレン株式会社製  ノバテックＥＶＡＬＶ４４０）とした。このエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂は、６０℃で１時間乾燥させた。中空弾性樹脂成形体１０を射出成形する際の条件は、シリンダー温度が１２０℃、成形型５０、５１の成形面５０ａ、５１ａの温度が３０℃、射出成形圧力が１３００Ｋｇｆ／ｃｍ２であった。この条件で樹脂を成形して図６（ｂ）に示すような中空弾性樹脂成形体１０を得た。
【０１１６】
樹脂が固化した後、挿入部材３０の細い方から太い方に金槌で衝撃を加えると、挿入部材３０が中子２０から容易に抜けた。これにより中子２０が中空状になる。
【０１１７】
その後、中空弾性樹脂成形体１０を金槌で外側から叩いて中子２０に破砕力を作用させると、中子２０が容易に破砕した。破砕した中子２０は中空弾性樹脂成形体１０の開口部１２から除去できた。これにより、内面形状が複雑で、かつ、開口部１２が小さい中空弾性樹脂成形体１０が得られた。
【実施例３】
【０１１８】
挿入部材３０及び中子２０は実施例１と同じである。
【０１１９】
中空弾性樹脂成形体１０の材料は、熱可塑性ポリウレタン（ＢＳＦ社製  エラストランＣ−８５Ａ）とした。この熱可塑性ポリウレタンは、８０℃で１時間乾燥させた。中空弾性樹脂成形体１０を射出成形する際の条件は、シリンダー温度が２００℃、成形型５０、５１の成形面５０ａ、５１ａの温度が５０℃、射出成形圧力が１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２であった。この条件で樹脂を成形して図６（ｂ）に示すような中空弾性樹脂成形体１０を得た。
【０１２０】
樹脂が固化した後、挿入部材３０の細い方から太い方に金槌で衝撃を加えると、挿入部材３０が中子２０から容易に抜けた。これにより中子２０が中空状になる。
【０１２１】
その後、中空弾性樹脂成形体１０を金槌で外側から叩いて中子２０に破砕力を作用させると、中子２０が容易に破砕した。破砕した中子２０は中空弾性樹脂成形体１０の開口部１２から除去できた。これにより、内面形状が複雑で、かつ、開口部１２が小さい中空弾性樹脂成形体１０が得られた。
【実施例４】
【０１２２】
実施例１と同様にして中子２０と挿入部材３０が一体化した中空弾性樹脂成形体１０を得た。これを９５℃の攪拌した熱水で４８時間溶解処理をした。中空弾性樹脂成形体１０を回収すると、中子２０の材料であったＰＶＡが熱水に溶解してなくなり、挿入部材３０が分離した中空弾性樹脂成形体１０が得られた。
【実施例５】
【０１２３】
中子２０と挿入部材３０は実施例１と同じである。これら中子２０及び挿入部材３０と一体化した中空弾性樹脂成形体１０を得た。ただし、この実施例５では、２色成形機を用いて成形型の上部と下部に異なる硬度のエラストマーを射出成形した。
【０１２４】
すなわち、初めに水添スチレン系エラストマーとしてタフテックＨ１２２１（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形し、その後、水添スチレン系エラストマーとしてタフテックＨ１０４１（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形した。タフテックＨ１２２１の硬度は、ＩＳＯ７６１９デュロメーター（タイプＡ）で４２であり、タフテックＨ１０４１の硬度は同８４である。
【０１２５】
得られたものを９５℃の攪拌した熱水で４８時間溶解処理をした。中空弾性樹脂成形体１０を回収すると、中子２０の材料であったＰＶＡが熱水に溶解してなくなり、挿入部材３０が分離した中空弾性樹脂成形体１０が得られた。この中空弾性樹脂成形体１０は、上下で硬度が異なり、内面形状が複雑で、かつ、開口部１２が小さいものであった。
【０１２６】
尚、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上説明したように、本発明は、例えば内面形状が複雑な中空弾性樹脂成形体を得る場合に使用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１０            中空弾性樹脂成形体
２０            中子
３０            挿入部材（成形部材）
４０、４１      中子の成形型
５０、５１      中空弾性樹脂成形体の成形型
【図１】
2016000513.tif 000003
【図２】
2016000513.tif 000004
【図３】
2016000513.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016000513.tif 000007
【図６】
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