ヘンケルの細孔含浸技術は鋳造部品の性能向上に貢献

図1:真空含浸のプロセス(画像:ビジネスワイヤ)

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上海--()--(ビジネスワイヤ) -- ヘンケル独自の完全自動化含浸ソリューションは、空気孔、針穴、縮みしわなどの多孔不良のある鋳造部品を修復し、客さまにとっての経費節約を実現します。含浸とは、常圧ないし高圧下で細孔に液体を薄く充填したのち、それを固化・重合化し細孔をふさぐことで、鋳造部品の細孔に起因する漏れに対処するための技術です。

ヘンケルの含浸剤

ヘンケルのロックタイト含浸剤は熱硬化性と嫌気硬化性の2種類の硬化方法のメタクリル樹脂です。Resinol 90R、Resinol 90C、Resinol 88は熱硬化性で、うち90Rはリサイクル可能な新製品です。90Rは水よりも密度が低いため、洗浄水から分離させることができます。90Rを使用した含浸プロセスでは、水で洗浄された樹脂の85-90%が結果的にリサイクルされ、リサイクルされない場合に廃棄される樹脂の量を大幅に節約できます。一方、リサイクル不能の熱硬化性樹脂の含浸プロセスと比較して、90Rの水消費量は40%削減されるため、廃水処理の経費を節約できます。現在、ヘンケルのすべてのロックタイト含浸サービスセンターでは、鋳造部品含浸サービスにおいてリサイクル可能な90R樹脂を使用しています。嫌気硬化性の製品にはResinol RTCとFleseal 5100があり、後者は電子部品の細孔をふさぐために特別に開発したものです

含浸プロセス

真空含浸は、図1に示されるように、単体部品の含浸に最も広く使用され、効果的な方法となっています。加圧含浸のプロセスは便宜的に常圧下でも実施できます。

部品を真空含浸タンクに投入すると、タンクは空気と微粒子を取り除くために、まず真空化されます。このステップは乾式脱気と呼ばれ、圧力は通常80ミリバール未満に低下させます。乾式脱気は5-10分続け、次にタンクは含浸剤で充填し、真空化して、さらに5-10間、真空下に置きます。これを湿式脱気と呼び、含浸剤中の空気を取り除いて、空気が溶け込んだ含浸剤が部品の細孔に入り込み、空気孔を発生させて、固化した際の密封効果に影響を与えないようにすることが目的です。湿式脱気の後、タンクを加圧して含浸剤を細孔に押し込みます。通常、空気圧は0.5Mpaに上昇させ、5-10分間にわたって保ちます。加圧はこのプロセスで必須ではありません。常圧下での5-10分間の含浸も許容されます。含浸の後、部品の表面ないし細孔に残存した含浸剤は、遠心力によって振り払い、洗い流します。最後に、部品を90度の水に10-20分間浸して、含浸剤を細孔の中で固化させます。

含浸用装置

ヘンケルのロックタイトを使用した含浸プロセスでは、独自開発した高速自動化含浸装置(図2)を用います。これは真空タンク(下部が樹脂タンク)、滴下タンク、洗浄タンク、リンスタンク、固化タンク、リサイクル用装置で構成されます。リサイクル用装置は洗浄タンクとつながり、両者の間を洗浄水が循環します。含浸プロセスはプログラマブルロジックコントローラー(PLC)で制御され、そのタッチスクリーンは液剤レベル、圧力、温度、バルブスイッチを含め、あらゆるシングルプロセスを動的に表示することができます。部品バスケットは、ロボットアームによってタンクの中を自由に移動可能です。含浸プロセス全体は無人で行われます。一般的なスロット式装置と比べて、ヘンケルの高速自動化含浸装置は一貫性のある含浸クオリティーを保証し、プロセス速度は1時間当たり5バスケットに速めることができます。

含浸クオリティー

含浸クオリティーは3つの側面、すなわち密封率、含浸剤の残余、バンピングクルーズ・浸食・酸化汚れといった物理的ダメージから判断します。含浸技術は細孔を密封するだけで、大きな穴は対象外となります。これは樹脂が大きな穴において、特に固化プロセスを通じて、流れ去るからです。従って、部品の細孔のサイズは密封効果を評価する上で極めて重要です。特定のプロセスや含浸剤の場合、細孔の長さが長く、直径が狭いほど、細孔に充填するための時間がかかります。ヘンケルの含浸樹脂/プロセスは理論的に最大径0.25mmの細孔を密封できます。

含浸クオリティーは含浸剤、含浸プロセス、含浸装置と密接に関係しています。高い密封率を確保するためには、含浸剤の質を定期的にモニタリングする必要があります。ヘンケルのロックタイト含浸サービスセンターは重合化時間、密度、粘度の点で含浸剤をモニタリングして、良好な品質を確保しています。

部品のねじ穴の溝、その他の止まり穴に残った樹脂を完全に洗い流さないと、固化後に取り除くことはほぼ不可能であり、その後の鋳造や後工程を阻害します。最終的な洗浄効果には部品の置き方、リンスの手法と時間、洗浄水の品質、遠心力などが影響を及ぼします。凹面や止まり穴を下向きないし外向きに置くことで、遠心分離プロセスの際に液剤を振り払いやすくなります。さらに、洗浄タンクや固化タンクの水を定期的に交換したり、リンスの時間や頻度を増したり、遠心分離プロセスの時間や回転速度を増やしたりすることでも洗浄効果を高めることができます。ヘンケルのロックタイトを使用した含浸プロセスでは、各タンクでのプロセスに続く遠心分離プロセスにより、含浸剤の残余や水を振り払うことができるようデザインしています。リンスタンクの水もモニタリングして、定期的に水の交換とタンク壁の洗浄を行います。樹脂分離試験を毎週実施して、洗浄タンク中における水と樹脂の含量を点検します。もし水中の樹脂層の分量が水分の12%より多い場合、樹脂除去プロセスを実施して洗浄効果を改善します。

含浸プロセスの間、鋳造部品は水によるリンスや高温下での固化の際に酸化や浸食を受けやすいため、酸化防止剤や保護剤を洗浄タンクや固化タンクに加えて、酸化汚れや浸食を防止する必要があります。

ヘンケルの含浸システムは、ハイテク樹脂を活用して安定した品質と比類なき密封性能を保証します。ヘンケルの効果的な含浸ソリューションは、お客さまが樹脂廃棄物、エネルギーコスト、プロセス時間を低減することで、以前にも増して高い持続可能性を達成することに貢献します。

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