JP4917845B2 - 多孔質成形品とその半密閉容器、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、使用後の廃棄処理等の環境負荷が少なくて、通気栓等に使用できる多孔質成形品、多孔質成形品を備えた半密閉容器、及び多孔質成形品の製造方法を提供する。
市販品には100%純度品はなく10%前後の二量体を含んでいるが、そのまま本発明では使用でき、10%前後の二量体を含んだ物自体を以下の説明文中ではペンタエリスリトールと称する。このペンタエリスリトールは、融点が約190℃である。これら市販品は一般に粉体であり、平均粒径を示した分級品等もあるが、本発明で使用するペンタエリスリトールは粒径に効果が関与しないので如何なる物でも使用できる。
本発明で使用するPBTは、PBTのみでこれ以外を含まないものも使用できるが、PBT以外にガラス繊維や無機フィラーを含んだ市販のPBTも使用できる。原料として使用するPBTの形状は、ペレット又は粉末でも使用できるが、実際にコンパウンドを作成するときは、その形態によって扱い方はやや異なったものとなる。
ペンタエリスリトール粉末、PBTペレット又は粉末、及び第3成分はタンブラー、ヘンシェルミキサー等の混合攪拌機でかき混ぜる。得られる疎混合物が押し出し機への供給原料となる。この混合比は、ペンタエリスリトール60〜85重量部、PBT15〜40重量部、並びに液体の多官能アルコール、ポリエチレングリコール、及びポリプロプレングリコールから選択される1種以上を0.25〜3重量部とする。
このペレットの作成は、前工程で得た疎混合物を原料として押し出し機にかけ、冷却切断してペレット化する工程である。押し出し機が2軸型の場合、原料PBTはペレットより粉末の方が好ましい。又、押し出し機内の滞在時間は短く且つ練りは少ない方が好ましい。原料にペレットを使用した場合、そのバランスを取るのは不可能ではないがやや大変である。理由は、ペレットPBTを溶解させる間に先に溶解したPBTが低分子化される可能性が増えるからである。ただ、若干の不溶PBTがそのまま押し出し物に残ったとしても実害は少ないのでペレットを原料として使えないわけではなく、実用品の安定生産に支障が出る確率が高いというところである。
次に、射出成形について述べる。前記工程で得たペレットを原料とし、射出成形する。このときの射出温度は220〜230℃が好ましい。射出成形手段以外の成形方法で成形することは勿論可能であるが、実用品として安価に供給するには射出成形が適している。射出成形法をとる場合、通常の射出成形と変わる点は特にない。金型温度は40〜80℃が好ましい。高分子成分が通常より少ないので成形収縮率が小さく、且つ固化品は脆い。従って金型製作は、成形収縮率等他の樹脂とは異なる特性を考慮した金型設計が必要である。即ち、ランナー、スプルー等では抜き勾配を大きめに取り、かつ成形品の離型を円滑に進めるため、エジェクターピンの先端面積は大きめに取る必要がある。
成形品を60〜100℃の温水中に浸漬して、ペンタエリスリトール等の水溶性成分を温水に溶解し、残った成形品を多孔質にする工程である。抽出時間は抽出方法や成形品の厚さによって異なる。本発明者等の実験では、最大厚さが3mm程度であれば向流抽出法では75℃湯で6〜10時間もあれば99%以上抽出できた。80〜90℃とした温風乾燥機内に1時間程度置いて乾燥し最終製品とした。
得られた多孔質体の空気透過速度を測定する。JISのP8117に準拠するガーレー値で空気透過速度を表示するものとする。ガーレー値は、ゲージ圧0.013気圧(定義は43cm2に567gの重量がかかる圧力)で、28.6mmφの円面積(6.42cm2)当たり100ccの空気が通過するに要する秒数である。主として第3成分の添加量で空気透過速度は変化でき、添加量を増やすと空気透過速度は大きくなり同時に物理的強度が低くなる。添加量を低くするとその逆となる。ガーレー値で言えば、厚さが3mmある場合で、数秒から百数十秒程度でほぼ制御できる。
前述した多孔質体に撥水性を持たすことができればガス透過に優れる一方で水や水滴の透過を許さぬようになり、例えば、車載ランプ構造の通気栓の役割等を担うことができるようになる。市中で多くの種類の撥水剤が販売されているが、本発明の多孔質体は外表面も孔の内部表面も親水性故にPTFEの水性エマルジョン材の使用が適していると思われる。
一般に、発光体、電子回路、リレー回路、モーター、その他駆動部品を塵や水の浸入から防ぐべく密閉容器や密閉型部材内に使用したとき、温度変化による内圧変化で密閉構造が破壊するおそれがあるが、本発明の多孔質成形品を空気通過性で水に対し封止性をもつ通気栓に使用すると、この恐れがない。また、本発明の多孔質成形品とその製造方法は、PBTの多孔質体によって、機能的にはPTFE不織布による通気栓等に用いられている現行品と機能、性能が変わらず、しかもコストが安価である。
[実施例1]
ペンタエリスリトール(三菱ガス化学社製)7.0Kg、グリセリン(和光純薬社製)0.15Kg、及びPBT「タフペットN1000(三菱レイヨン社製)」をリサイクル用粉砕機で1mm以下に粉砕した粉PBT3Kgをヘンシェルミキサーで撹拌混合し、これを、供給口下は250℃としたが他は225から235℃に制御した32mm2軸押し出し機「BTN−32(株式会社プラスチック工学研究所社製、日本国大阪府)」L/D=30にて300rpmの回転速度で押し出しし、溶融押し出し物をベルトコンベア上に導き霧吹きと冷風で冷却固化しつつその先端をペレタイザーに導き連続切断した。
ペンタエリスリトール(三菱ガス化学社製、東京都日本国)7.0Kg、グリセリン(和光純薬工業株式会社社製、大阪府東京都)0.15Kg、PBT「タフペットN1000(三菱レイヨン社製、東京都日本国)」のペレット3Kgをヘンシェルミキサーで撹拌混合し、これを、供給口下は250℃としたが他は225から235℃に制御した32mm2軸押し出し機「BTN−32」L/D=30にて300rpmの回転速度で押し出しし、溶融押し出し物をベルトコンベア上に導き霧吹きと冷風で冷却固化しつつその先端をペレタイザーに導き連続切断した。
グリセリンを入れなかった他は実施例1と全く同様にしてコンパウンドペレットを作製し、射出成形し、湯抽出し、得られた物で空気透過速度を測定した。その結果、ガーレー値は10個の平均で900秒であった。グリセリンを入れないだけで空気透過速度は1桁以上遅くなった。
グリセリン0.15Kgに代えてポリプロピレングリコール「PPG900(昭和化学社製)」0.2Kgを使用した他は実施例1と全く同様の成形方法、及び処理方法で最終の多孔質の板状成形品を作成した。この空気透過速度を測定したところ、ガーレー値で平均30秒であった。
グリセリン0.15Kgに代えてポリエチレングリコール「PEG1000(昭和化学工業社製、東京都日本国)」0.2Kgを使用した他は実施例1と全く同様にして最終の多孔質の円板型形状品まで作成した。この空気透過速度を測定したところ、ガーレー値で平均80秒であった。
図2は、通気栓に用いた多孔質成形品の外観図である。図3は、図2で示した多孔質部品を組み込んだときの通気栓固定構造の断面図である。図2に示した多孔質成形品3は、円筒状の外観を有し、中心部に円錐状の穴4が形成されている。多孔質成形品3は、通気栓の部品を構成するものであり、全体が多孔質体であり空気を通す通気部品である。この穴4の底部5の肉厚が最も薄いので空気を通す主な通路となる。図3は、この多孔質成形品3を使用した通気栓固定構造の一例を示す断面図である。密閉が必要な容器等の壁部6に貫通した孔7が形成されている。孔7には、同軸に大径孔8が形成されている。この大径孔8の内周面には、内ネジ9が形成されている。
3…多孔質成形品
4…穴
6…壁部
7…貫通孔
9…内ネジ
10…固定ネジ
Claims (6)
- ペンタエリスリトール60〜85重量部、ポリブチレンテレフタレート樹脂15〜40重量部、並びに
常温で液体の多官能アルコール、ポリエチレングリコール、及びポリプロピレングリコール
から選択される1種以上の0.25〜3重量部からなり、
それらを200〜235℃にて溶融混合して成形品を作り、
この成形品を水に浸漬させることにより前記成形品中の水溶性成分を前記水に溶解させて抜くことにより、前記成形品にガス透過性を有する多孔質が形成されたものである
多孔質成形品。 - 請求項1で示す多孔質成形品において、
耐水度を向上させるために前記水に浸漬後の前記成型品を4弗化エチレン重合体の水性エマルジョン液に浸漬した後、前記成型品を乾燥することで前記多孔質体の表面、及び前記多孔質体内部の孔内部表面に4弗化エチレン重合体を付着させたものである
ことを特徴とする多孔質成形品。 - ペンタエリスリトール、ポリブチレンテレフタレート樹脂、及び常温で液体の多官能アルコール、ポリエチレングリコール、及びポリプロピレングリコールから選択される1種を含む混合物を200〜235℃にて溶融混合して押し出しペレット化するペレット化工程と、
射出成形法で成型品を射出成形により成形する射出成形工程と、
前記成形品を水又は湯に浸漬して水溶性成分を抽出する抽出工程と
からなる多孔質成形品の製造方法。 - 請求項3に記載の多孔質成形品の製造方法において、
前記抽出工程後に4弗化エチレン重合体の水性エマルジョン液に浸漬し乾燥する浸漬工程とからなることを特徴とする多孔質成形品の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の多孔質成形品を通気栓として用いた半密閉容器であって、
前記多孔質成形品を前記容器の壁面に貫通する貫通孔を塞ぐように配置するために前記多孔質成形品を前記壁面に固定するための固定手段を有する半密閉容器。 - 請求項5に記載の半密閉容器において、
前記固定手段は、前記貫通孔の内周面に形成した内ネジと、この内ネジにねじ込まれた固定ネジである
ことを特徴とする半密閉容器。
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