JP3463608B2 - 熱硬化性樹脂成形品の製法 - Google Patents
熱硬化性樹脂成形品の製法Info
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Description
テル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ジアリルフタ
レート樹脂などの熱硬化性樹脂からなる成形品の製法に
関し、熱硬化性樹脂の硬化に伴う体積収縮に起因して生
じる成形品表面のヒケ(凹部)の発生を防止するように
したものである。
体積収縮が比較的大きく、例えば不飽和ポリエステル樹
脂では7%にも達する。このため、注型法で成形品を成
形すると、体積収縮に起因して「ヒケ」が発生し、成形
品表面に凹状の欠陥が生じ、不良品が生じる。このよう
な問題点を解決するものとして、成形途中で金型を加圧
し、硬化による体積減少に応じて金型の成形空間(キャ
ビティ)の体積を減少させる方法が提案されている。
必要となり、また、金型の成形面が曲面形状のもので
は、金型全面に均一に作用せず、ヒケを完全に防止する
ことは不可能であった。
る課題は、熱硬化性樹脂を注型法によって成形する際
に、成形品の表面にヒケが生じないようにすることにあ
る。
め、請求項1にかかる発明は、金型内に予め中芯材を配
置し、ついでこの金型内の中芯材の周囲に熱硬化性樹脂
液を注入し、金型を加熱して熱硬化性樹脂を硬化する際
に、上記熱硬化性樹脂の硬化収縮体積量に見合った体積
膨張量を中芯材に生起せしめるとともに、中芯材の膨張
と熱硬化性樹脂の硬化収縮とを同期させることを特徴と
する熱硬化性樹脂成形品の製法である。請求項2にかか
る発明は、金型内に予め中芯材を配置し、ついでこの金
型内の中芯材の周囲に熱硬化性樹脂液を注入し、金型を
加熱して熱硬化性樹脂を硬化する際に、硬化開始時から
硬化完了までの時間内に、常時上記熱硬化性樹脂の硬化
収縮体積量より大きい体積膨張量を中芯材に生起せしめ
ることを特徴とする熱硬化性樹脂成形品の製法である。
請求項3にかかる発明は中芯材が熱硬化性樹脂成形品の
一部を構成するものであることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の熱硬化性樹脂成形品の製法である。
図1および図2は、本発明の製法の一例を説明するため
のもので、成形品として円柱状またはドーナツ状のもの
を製造する例を示すものである。図において、符号1は
成形用の金型を指し、この金型1は二つ割り構造となっ
ており、その内部には、成形空間となるキャビティ2が
形成されている。
柱状またはドーナツ状の中芯材3が配置される。この中
芯材3は、後工程でキャビティ2に注入される熱硬化性
樹脂と一体化して成形品の一部を構成するもので、具体
的にはエポキシ樹脂、発泡ウレタン樹脂、PPS樹脂
(ポリフェニレンスルフィド)、ポリカーボネート樹
脂、ABS樹脂などの樹脂材料からなるものが用いら
れ、その形状は成形品の形状に左右される。また、この
中芯材3では、仕上がり成形品の体積の約70〜99%
を占めるようにその寸法を定めることが好ましい。キャ
ビティ2内の中芯材3の取付は、金型1内に設けた係止
ピンなどを用いて行われる。
のゲート4から未硬化状態の熱硬化性樹脂液5を注入
し、キャビティ2内に充填する。ここで用いられる熱硬
化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン
樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂である。
これらの熱硬化性樹脂は、いずれも硬化剤、硬化促進剤
等が配合されて用いられるものであり、硬化剤、硬化促
進剤等の種類、配合量を適宜変化させて、後述するよう
に必要な硬化速度、硬化温度が得られるようにすること
が重要である。
型1に内蔵された加熱ヒータ6,6…によって金型1を
加熱し、これにより熱硬化性樹脂液5を加熱、硬化させ
て、中芯材3と熱硬化性樹脂とが一体となった成形品が
得られる。この硬化過程においては、後述するようにキ
ャビティ2内の中芯材3および熱硬化性樹脂液5の温度
を左右する金型温度、特に金型昇温速度、加熱到達温度
を制御することが重要である。熱硬化性樹脂の硬化が完
了したならば、金型1を冷却し、型開きをして成形品を
取り出す。
化開始から硬化完了までの際に、熱硬化性樹脂の硬化に
伴って生じる体積収縮量に対して、この体積収縮量に等
しいかもしくは若干これよりも大きな体積膨張を中芯材
3に発生させる。熱硬化性樹脂の硬化による体積収縮量
は、樹脂の種類によって異なるが、硬化温度、硬化速度
には依存しない。したがって、キャビティ2内に充填さ
れる熱硬化性樹脂液5の体積が定まれば、その収縮体積
量は算出して求められる。
なす材料およびその温度によって定まる。したがって、
中芯材3に求められる体積膨張量を得るには、その材料
の選定と金型1内での到達温度を定めれば算出すること
ができる。
は、熱硬化性樹脂の硬化が完了した時点での体積収縮量
を中芯材3の体積膨張量で補うだけでは不十分である。
すなわち、図3に示すように、熱硬化性樹脂の硬化開始
から硬化完了までの期間中、常にその体積収縮量の増大
に見合う量の中芯材3の体積膨張量が必要となり、硬化
開始から完了までの一連の時間の中で、常時熱硬化性樹
脂の硬化による体積収縮量より大きい体積膨張量を中芯
材3が発生することが必要となる。
芯材3の材料の選定と、第2に熱硬化性樹脂液5の硬化
速度、硬化温度を規定する配合組成と、第3に中芯材3
の温度および熱硬化性樹脂の温度を規定する金型1の昇
温速度、到達温度の設定とが必要となる。これらの三者
の適切な組み合わせを選定することで、成形品のヒケを
完全に防止できる。
よって求められる。また、おおまかには、硬化収縮量の
大きな熱硬化性樹脂、例えば不飽和ポリエステル樹脂に
は、線膨張係数の大きな樹脂、例えばABS樹脂、ポリ
カーボネート樹脂などからなる中芯材を組み合わせる方
法や、線膨張係数の小さな樹脂、例えばPPS樹脂、発
泡ポリウレタン樹脂などからなる中芯材3を用いる場合
には、熱硬化性樹脂としては硬化速度が遅く、硬化温度
が高い配合組成を有するものを用い、金型到達温度を高
く設定する方法などがある。
の配合、金型温度(到達温度)の組み合わせと成形品の
ヒケの発生状態を示す。 (1)中芯材 材料名 線膨張係数(/℃) エポキシ樹脂 4×10-5 発泡ウレタン樹脂 3×10-5 PPS樹脂 2×10-5 ポリカーボネート樹脂 7×10-5 ABS樹脂 8×10-5
組み合わせ、金型温度を変化させて成形を行った際の成
形品表面のヒケの発生状況を示した。表1中、○は、表
面ヒケをその深さの樹脂層厚に対する百分率で表したと
き、0〜0.5%のものを指し、△は同じく0.5〜2
%のものを、×は2%を越えるものを指す。
の小さい材料からなる中芯材と硬化収縮率の大きい熱硬
化性樹脂とを組み合わせる場合には、金型到達温度を十
分高くすることが必要であり、熱膨張率の大きな材料か
らなる中芯材であれば、熱硬化性樹脂の硬化収縮率とは
さほど関係なく、金型到達温度を低くしてもヒケの発生
がないことがわかる。
は、熱硬化性樹脂の成形時に発生する硬化収縮体積量と
同等もしくはこれ以上の体積を中芯材3の加熱による膨
張によって、硬化開始から硬化終了までの間常時補うよ
うにしているので、熱硬化性樹脂成形品の表面のヒケを
生じることがなく、表面仕上がりの良好な成形品が製造
できる。
体例に限定されるものではない。特に、中芯材に選択す
る樹脂はその配合により線膨張係数が変化するので、そ
れに合わせて熱硬化性樹脂の配合、金型加熱温度を決定
すべきである。 (実施例1)表2に示す中芯材、熱硬化性樹脂(配
合)、金型加熱条件によって、成形を行ったところ、ヒ
ケのない良好な成形品が得られた。不飽和ポリエステル
樹脂の収縮量とエポキシ樹脂の中芯材の膨張量を一致さ
せるため、金型到達温度を100℃とした。また、中芯
材の膨張と樹脂の収縮とが同期して起こるように金型昇
温速度と不飽和ポリエステル樹脂の配合(硬化速度)と
を定めた。
樹脂(配合)、金型加熱条件によって成形を行ったとこ
ろ、ヒケのない良好な成形品が得られた。発泡ウレタン
樹脂の膨張率が小さいので、金型到達温度を120℃と
し、収縮量と膨張量とを合致させた。また、中芯材の膨
張と樹脂の収縮とが同期して起こるように金型昇温速度
と不飽和ポリエステル樹脂の配合(硬化速度)とを定め
た。
樹脂(配合)、金型加熱条件によって成形を行ったとこ
ろ、ヒケのない良好な成形品が得られた。ポリカーボネ
ート樹脂の熱膨張率が大きく、エポキシ樹脂の収縮量が
小さいので、金型到達温度は60℃で十分である。ま
た、中芯材の膨張と樹脂の収縮とが同期するように昇温
速度とエポキシ樹脂の配合(硬化速度)を定めた。
樹脂(配合)、金型加熱条件によって成形を行ったとこ
ろ、成形品にはヒケが発生した。金型到達温度が40℃
と低く、中芯材のエポキシ樹脂の膨張が小さく、不飽和
ポリエステル樹脂の収縮を補うことができなかったため
である。
樹脂(配合)、金型加熱条件によって成形を行ったとこ
ろ、成形品にはヒケが発生した。金型昇温速度を遅くし
たため、中芯材の膨張が遅くなり、一方不飽和ポリエス
テル樹脂には硬化剤のメチルエチルケトンパーオキサイ
ドが多く配合されており、硬化速度が早くなっている。
このため、樹脂の硬化収縮と中芯材の膨張とが同期せ
ず、中芯材の膨張が遅れる結果となった。
性樹脂成形品の製法によれば、硬化収縮の大きな不飽和
ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂であっても、成形
品表面にヒケのない仕上がりの良好な成形品を製造する
ことができる。また、金型を加圧する従来製法に比較し
て、成形品の形状が曲面形状などの複雑な形状であって
も、ヒケの発生を防止できる。金型を加圧する必要がな
いので、製造設備が簡略化でき、金型寿命も延びるなど
の効果が得られる。
る。
る。
の硬化収縮との時間変化を示したグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】金型内に予め中芯材を配置し、ついでこの
金型内の中芯材の周囲に熱硬化性樹脂液を注入し、金型
を加熱して熱硬化性樹脂を硬化する際に、 上記熱硬化性樹脂の硬化収縮体積量に見合った体積膨張
量を中芯材に生起せしめるとともに、中芯材の膨張と熱
硬化性樹脂の硬化収縮とを同期させることを特徴とする
熱硬化性樹脂成形品の製法。 - 【請求項2】金型内に予め中芯材を配置し、ついでこの
金型内の中芯材の周囲に熱硬化性樹脂液を注入し、金型
を加熱して熱硬化性樹脂を硬化する際に、 硬化開始時から硬化完了までの時間内に、常時上記熱硬
化性樹脂の硬化収縮体積量より大きい体積膨張量を中芯
材に生起せしめることを特徴とする熱硬化性樹脂成形品
の製法。 - 【請求項3】中芯材が熱硬化性樹脂成形品の一部を構成
するものであることを特徴とする請求項1または2記載
の熱硬化性樹脂成形品の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16171499A JP3463608B2 (ja) | 1998-06-26 | 1999-06-08 | 熱硬化性樹脂成形品の製法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18119598 | 1998-06-26 | ||
JP10-181195 | 1998-06-26 | ||
JP16171499A JP3463608B2 (ja) | 1998-06-26 | 1999-06-08 | 熱硬化性樹脂成形品の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000079620A JP2000079620A (ja) | 2000-03-21 |
JP3463608B2 true JP3463608B2 (ja) | 2003-11-05 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16171499A Expired - Fee Related JP3463608B2 (ja) | 1998-06-26 | 1999-06-08 | 熱硬化性樹脂成形品の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3463608B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018193908A1 (ja) | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 三菱ケミカル株式会社 | 繊維強化複合材料成形品およびその製造方法 |
WO2019176568A1 (ja) | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 三菱ケミカル株式会社 | シートモールディングコンパウンド及び炭素繊維複合材料成形品 |
-
1999
- 1999-06-08 JP JP16171499A patent/JP3463608B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018193908A1 (ja) | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 三菱ケミカル株式会社 | 繊維強化複合材料成形品およびその製造方法 |
WO2019176568A1 (ja) | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 三菱ケミカル株式会社 | シートモールディングコンパウンド及び炭素繊維複合材料成形品 |
US11512412B2 (en) | 2018-03-16 | 2022-11-29 | Mitsubishi Chemical Corporation | Sheet molding compound and carbon fiber composite material molded article |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000079620A (ja) | 2000-03-21 |
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