JP2003039505A - 樹脂成形体、樹脂成形体の成形方法及び成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面に凹凸を有する樹脂成形体の内面を損傷
等することなく成形する樹脂成形体の成形方法および成
形金型を提供することである。 【解決手段】 本発明の樹脂成形体の成形方法では、図
１に示すように、樹脂成形体１２を構成する樹脂をコア
ピン３の外周部のキャビティ６に充填する。次に、図２
に示すように、スリーブノック１およびコアピン３とを
同時に突き出し、樹脂成形体１２を金型外に押し出す。
次に、図３に示すように、コアピン３を樹脂成形体１２
からムリ抜きする。また、本発明の成形金型は、図１に
示すように、主に外型２、コアピン（内型）３およびス
リーブノック（押圧部材）１から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形体、樹脂
成形体の成形方法および成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】金型を用いて樹脂成形体を成形する場
合、型締めされた金型内に溶融した樹脂を任意の速度・
圧力にて注入し、製品を形成する高温のキャビティ内で
硬化させた後、型を開き、樹脂成形体を突き出す方法が
一般的に用いられている。特に、樹脂成形体の形状が複
雑な場合、金型の構造上アンダカット部が発生する場合
がある。この場合、油圧シリンダーやアンギュラピンを
用いて上記アンダカット部を型動作にて離型可能なもの
としている。しかし、この方法ではアンギュラピンによ
る金型部品点数の増加および金型の大型化が懸念され
る。また、型動作による対応では、極小部分のアンダカ
ット部の形成への適用は金型の構造上非常に困難であ
る。更には、極めて小さな成形体の内面部にアンダカッ
ト部が形成されている場合、上記の金型構造は適用でき
なかった。

【０００３】アンダカット部分の高さ寸法が小さく、か
つ樹脂成形体の熱変形量と前記アンダカット部の高さが
同等レベルの場合は、樹脂成形体を金型から取り出す
際、アンダカット部を強制的に取り外すむり抜き工法が
用いられている。しかし、この方法では、樹脂成形体の
内面に形成された凹凸部分に大きな変形が生じたり、コ
アピンの凹凸部分により樹脂成形体の内面が損傷したり
することがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、内面
に凹凸を有する樹脂成形体、内面に凹凸を有する樹脂成
形体の内面を損傷等することなく成形する樹脂成形体の
成形方法および成形金型を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１４）の本発明により達成される。 （１）凹凸パターンを内面に有する熱硬化性樹脂の樹脂
成形体を射出成形する方法において、数平均分子量６０
０〜１０００であるオルトクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂を含むエポキシ樹脂成形材料を用いて、成形後
の樹脂成形体突き出し時に樹脂成形体と内面を形成する
コアピンとを同時に突き出し、樹脂成形体外周面を型外
に押し出した後、コアピンより樹脂成形体をむり抜きす
ることを特徴とする樹脂成形体の成形方法。 （２）前記エポキシ樹脂成形材料は、下記式（Ｉ）ない
し（ＩＩＩ）で示されるジメチルウレア系硬化促進剤を
少なくとも１種類以上含むものである上記（１）に記載
の樹脂成形体の成形方法。

【化２】 （３）凹凸パターンを内面に有する熱硬化性樹脂の樹脂
成形体を射出成形する方法において、成形後の樹脂成形
体突き出し時に樹脂成形体と内面を形成するコアピンと
を同時に突き出し、樹脂成形体外周面を型外に押し出し
た後、コアピンより樹脂成形体をむり抜きすることを特
徴とする樹脂成形体の成形方法。 （４）コアピンとスリーブノックとを有し、上記（１）
ないし（３）のいずれかに記載の成形方法を実施する金
型であって、突き出し初期には樹脂成形体内面を形成す
るコアピンと、樹脂成形体を可動側より突き出すスリー
ブノックを同時に作動させ、所定の突き出し位置よりス
リーブノックのみを前進させる２段ノック方式を用いた
ことを特徴とする成形金型。 （５）外型と前記外型に対して移動可能な内型を用いて
樹脂成形体を成形する方法であって、前記内型と前記外
型の間に樹脂を充填して前記内型側に凹凸を有する樹脂
成形体を成形する工程と、前記工程で得られた樹脂成形
体の前記外型による規制を解除する工程と、前記内型を
前記樹脂成形体から除去する工程とを有することを特徴
とする樹脂成形体の成形方法。 （６）前記外型による規制の解除は、前記樹脂成形体と
前記内型とを前記外型の外部に排出することにより行わ
れる上記（５）に記載の樹脂成形体の成形方法。 （７）前記樹脂成形体の前記外型の外部への排出は、押
圧部材を用いて行われる上記（６）に記載の樹脂成形体
の成形方法。 （８）前記樹脂成形体を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂
である上記（５）ないし（７）のいずれかに記載の樹脂
成形体の成形方法。 （９）前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である上記
（８）に記載の樹脂成形体の成形方法。 （１０）前記エポキシ樹脂は、オルトクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂を含むものである上記（９）に記載
の樹脂成形体の成形方法。 （１１）前記エポキシ樹脂は、ジメチルウレア系硬化促
進剤を含むものである上記（１０）に記載の樹脂成形体
の成形方法。 （１２）内型、外型および押圧部材を有し、前記内型と
前記外型との間の成形空間に樹脂を充填して樹脂成形体
を得る成形金型であって、前記内型は、前記外型に対し
て相対的に移動可能で、かつ前記内型の表面は凹凸を有
しているものであり、前記押圧部材は、前記成形空間か
ら成形体を押圧して排出するものであり、前記外型に対
して相対的に移動可能であることを特徴とする成形金
型。 （１３）前記内型と前記押圧部材とが一体となって移動
した後、前記押圧部材のみが前記外型に対して移動する
ように作動する上記（１２）に記載の成形金型。 （１４）上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の
樹脂成形体の成形方法で成形されたことを特徴とする樹
脂成形体。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の樹脂成形体、樹脂
成形体の成形方法および成形金型を添付図面に示す好適
な実施形態に基づいて詳細に説明する。図１、図２およ
び図３は、本発明に用いる成形金型の断面図である。こ
れらの図中において、左側を「基端」、右側を「先端」
という。まず、本発明の成形金型について説明する。本
発明の成形金型は、図１に示すように、主に外型２、コ
アピン（内型）３およびスリーブノック（押圧部材）１
から構成されている。外型２は、貫通孔２１およびスト
ッパー８を有している。貫通孔２１にはコアピン３およ
びスリーブノック１が挿入されている。また、外型２
は、バネ１０により突き出しプレート９と連結されてい
る。これにより、突き出しプレート４および９が基端方
向の可動取付板１１に押し付けられるように付勢されて
いる。コアピン３は、外型２に対して相対的に移動可能
となっている。コアピン３は、図４に示すように凹凸３
０を有している。また、コアピン３の基端は、突き出し
プレート４に固定されている。コアピン３の外周部に
は、筒状のスリーブノック１が配置されている。スリー
ブノック１の基端は、突き出しプレート９に固定されて
いる。突き出しプレート９は、ストッパー８を挿入する
貫通孔８１を有している。また、突き出しプレート４と
突き出しプレート９は、パーティングロック５で固定さ
れている。突き出しプレート４と可動側取付板１１は、
貫通孔７１を有している。突き出しロッド７は、この貫
通孔７１に突き出しプレート９と当接するように挿入さ
れている。可動側取付板１１は、図示しない成形機可動
側金型取付盤に取付けられている。

【０００７】次に図１ないし図３に基づいて、成形金型
の動作について説明する。図１に示すように、最初に可
動側取付板１１、突き出しプレート４および突き出しプ
レート９が接しており、外型２とコアピン３との間のキ
ャビティ６に樹脂が充填され、内面に凹凸を有する樹脂
成形体１２が成形される。次に図２に示すように、突き
出しロッド７が先端方向に移動して、突き出しプレート
９が先端方向に突き出される。突き出しプレート９と突
き出しプレート４とは上述のパーティングロック５で固
定されているため、突き出しプレート４は、突き出しプ
レート９と同時に先端方向へ突き出される。すなわち、
スリーブノック１およびコアピン３が一体となって先端
方向へ移動する。そして、突き出しプレート４は、スト
ッパー８に接触するまで移動し、樹脂成形体１２をコア
ピン３と共に外型２から押し出す。次に、図３に示すよ
うに突き出しプレート４は、ストッパー８で移動が止め
られる。そのため、パーティングロック５が外れ、突き
出しプレート４と９は、分離可能となる。更に、突き出
しロッド７が先端方向に移動すると突き出しプレート４
は、ストッパー８によって移動できないので、突き出し
プレート９のみが外型２と接触するまで突き出される。
すなわち、樹脂成形体１２は、外型２から開放された状
態でスリーブノック１のみで押し出される。

【０００８】次に、本発明の樹脂成形体の成形方法につ
いて図１ないし図３を利用して説明する。本発明の樹脂
成形体の成形方法では、まず、図１に示すように、樹脂
成形体１２を構成する樹脂（溶融状態）をコアピン（内
型）３の外周部のキャビティ（外型と内型の間）６に充
填する。前記樹脂が熱硬化性樹脂の場合、金型が硬化温
度以上に加熱されているのでキャビティ６内で樹脂が硬
化して樹脂成形体１２が形成される。また、前記樹脂が
熱可塑性樹脂の場合、キャビティ６内で冷却固化して樹
脂成形体１２が形成される。樹脂が充分硬化あるいは冷
却固化して樹脂成形体１２が形成されたら、次に、図２
に示すように、突き出しロッド７を先端側に移動させ
て、突き出しプレート９および４を先端側に移動する。
これによってスリーブノック１およびコアピン３が先端
側に移動する結果、樹脂成形体１２が金型の外に押し出
される。これにより、樹脂成形体１２は外型２の規制が
解除される。また、突き出しプレート４の移動は、樹脂
成形体１２が金型の外に押し出されたところでストッパ
ー８によって止められる。次に、図３に示すように、突
き出しプレート４の移動はストッパー８で止められる
が、突き出しプレート９は更に先端側に移動する。その
結果、コアピン３は移動せずにスリーブノック１のみが
先端側に移動する。これにより、スリーブノック１で樹
脂成形体１２のみが押し出され、樹脂成形体１２からコ
アピン３がむり抜きされる（樹脂成形体から内型を除去
する）。

【０００９】本発明の樹脂成形体の成形方法では、内型
と外型の間（キャビティ６）に樹脂を充填して前記内型
側に凹凸を有する樹脂成形体を成形する工程を有する。
これにより、内面に凹凸を有する樹脂成形体を成形する
ことができる。前記内型と外型の間に充填された樹脂
は、反応して硬化または冷却して硬化することにより、
樹脂成形体が形成されることになる。また、図４に示す
ように内型（コアピン３）は、凹凸３０を有しているも
のである。これにより、反転形状が転写されて樹脂成形
体１２の内面に凹凸を形成することができる。前記凹凸
の凹部と凸部の高さの差は、特に限定されないが、３０
μm以下が好ましく、特に６〜１２μmが好ましい。前記
範囲内の寸法精度を要求される樹脂成形体を精度良く成
形できる。前記凹凸を有する樹脂成形体の用途には、例
えばヘリンボーン形状等を有する動圧軸受、スパイラル
形状等を有する動圧軸受などが挙げられる。

【００１０】前記樹脂成形体を構成する樹脂には、例え
ばエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポ
リスチレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等が挙げら
れる。これらの中でも熱硬化性樹脂が好ましく、特にエ
ポキシ樹脂が好ましい。これにより、寸法精度および耐
熱性に優れた樹脂成形体を得ることができる。

【００１１】また、前記エポキシ樹脂は、特に限定され
ないが、数平均分子量６００〜１０００のエポキシ樹脂
が好ましく、特に数平均分子量７００〜９００が好まし
い。数平均分子量が前記範囲内であると作業性を低下す
ることなく、樹脂成形体をむり抜きすることを容易にす
ることができる。

【００１２】また、前記エポキシ樹脂は、オルトクレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
エポキシ樹脂にはビスフェノール型エポキシ樹脂等もあ
るが、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、
その構造上反応基が多く、常温での安定性に優れること
ができる。また、特にむり抜き時の変形を防止できる。
前記オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、エ
ポキシ樹脂全体の５０〜１００重量％が好ましく、特に
８０〜９５重量％が好ましい。オルトクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂が前記範囲内であるとむり抜き時の
変形を更に防止することができる。

【００１３】また、前記エポキシ樹脂は、ジメチルウレ
ア系硬化促進剤を含むことが好ましい。これにより、エ
ポキシ樹脂の連続成形性を向上することができる。ジメ
チルウレア系硬化促進剤は、１５０℃以上で反応を促進
することができるものである。そのため、射出成形時の
シリンダー温度下では、エポキシ樹脂の反応は進まず、
金型充填後にその効果を発揮することが可能となる。

【００１４】また、前記ジメチルウレア系硬化促進剤
は、特に限定されないが、エポキシ樹脂１００重量部に
対して０．１〜２０重量部添加することが好ましく、特
に０．３〜１０重量部添加することが好ましい。ジメチ
ルウレア系硬化促進剤が前記範囲内であると、エポキシ
樹脂の連続成形性を向上することができる。また、ジメ
チルウレア系硬化促進剤は、特に下記式（Ｉ）〜（ＩＩ
Ｉ）で示されるジメチルウレア系硬化促進剤を少なくと
も１種類以上配合することが好ましい。これにより、更
にエポキシ樹脂の連続成形性を向上することができる。

【化３】

【００１５】本発明の樹脂成形体の成形方法では、前記
工程で得られた樹脂成形体の前記外型による規制を解除
する工程を有する。これにより、樹脂成形体に外型の拘
束が無くなり、樹脂成形体の内面の凹凸を損傷すること
なく内型（コアピン３）の離型を容易にすることができ
る。前記外型による規制を解除する工程は、例えば前記
樹脂成形体と前記内型とを、前記外型の外部に排出する
工程または外型を開く工程等により行うことができる。
また、前記樹脂成形体の前記外型の外部への排出は、例
えば押圧部材を用いて行うことができる。具体的には、
スリーブノック１およびコアピン３が同時に前進して、
樹脂成形体１２をキャビティ６から押し出す場合であ
る。

【００１６】本発明の樹脂成形体の成形方法では、前記
内型（コアピン３）を前記樹脂成形体から除去する工程
を有する。これにより、内面の凹凸に損傷等が無い樹脂
成形体を得ることができる。具体的には、前記工程で外
型２の規制が解除された樹脂成形体１２からコアピン３
をむり抜きすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１８】（実施例１） 樹脂成形材料の混合 樹脂にオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日
本化薬製 ＥＯＣＮ−１０２０、数分子量８００）を用
いて、触媒としてジメチルウレア系硬化促進剤サンアプ
ロＤＣＭＵ−９９を用いた。両者をミキシングロールを
用いてロール温度５０℃で混合し、粉砕してエポキシ樹
脂成形材料を得た。配合量はエポキシ樹脂１００重量部
に対し、ジメチルウレア系硬化促進剤０．５重量部で実
施した。

【００１９】樹脂成形体の成形 図１ないし３に示す金型を用いて、金型温度１８５℃、
シリンダ温度９５℃、最大射出圧力３５０ｋｇ／ｃ
ｍ^２、射出速度３ｍｍ／ｓ、硬化時間２５秒の条件にて
成形を実施した。なお、キャビティは、内径１．５（ｍ
ｍ）、外径５．０（ｍｍ）および高さ３．０（ｍｍ）で
あった。上述の成形方法の実施により、内径１．５（ｍ
ｍ）、外形５．０（ｍｍ）および高さ３．０（ｍｍ）の
リング状の成形体を得た。その内面に高さ１０μｍの微
小凸部がヘリンボーン形状になるように配置された樹脂
成形体であった。

【００２０】（実施例２）オルトクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂として、重量平均分子量３，０００のも
のを用いた以外は実施例１と同様に行った。

【００２１】（比較例１）樹脂成形体を製造する際に、
従来から用いられているように樹脂成形体からコアピン
を強制的に取り出した以外は、実施例１と同様に行っ
た。

【００２２】得られた結果を表１に示す。なお、不良品
の発生個数は、各実施例の成形方法で成形した樹脂成形
体５００個の内面を切断した後、光学顕微鏡による外観
観察で評価した。樹脂成形体の内面にスリキズ、変形等
を有するものを不良品とした。

【００２３】

【表１】

【００２４】表に示すように、実施例１および２は、比
較例に比べ不良品の個数が少なくなっており、樹脂成形
体の内面に損傷や変形等を生じることなく成形すること
が可能である。

【発明の効果】本発明によれば、内面に凹凸を有する樹
脂成形体を内面の損傷や変形等を生じることなく成形す
ることが可能となる。また、樹脂を適宜選択すること
で、特に寸法安定性および耐熱性に優れ、むり抜きがよ
り容易な樹脂成形体を得ることができる。また、樹脂に
添加する硬化促進剤を適宜選択することで、樹脂成形体
の生産性を向上することができる。また、樹脂成形体取
出し時にキャビティ部とコアピンへの過負荷が低減さ
れ、金型部品の保護の面でも極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における成形金型の一例について、作動
前の状態を模式的に示す断面図である。

【図２】本発明における成形金型の一例について、作動
中の状態を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明における成形金型の一例について、作動
終了後の状態を模式的に示す断面図である。

【図４】本発明におけるコアピン（内型）の一例を模式
的に示した断面図である。

【符号の説明】

１ スリーブノック ２ 外型 ３ コアピン ４ 突き出しプレート ５ パーティングロック ６ キャビティ ７ 突き出しロッド ８ ストッパー ９ 突き出しプレート １０ バネ １２ 樹脂成形体 ３０ コアピンの凹凸

フロントページの続き (72)発明者 大西 政良 大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 小田 徹也 大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 山本 晋也 東京都品川区東品川２丁目５番８号 住友 ベークライト株式会社内 (72)発明者 吉住 文成 東京都品川区東品川２丁目５番８号 住友 ベークライト株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AA39A CA11 CB01 CM02 CM06 CM31 4J036 AF06 DC04 DC25

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹凸パターンを内面に有する熱硬化性樹
   脂の樹脂成形体を射出成形する方法において、数平均分
   子量６００〜１０００であるオルトクレゾールノボラッ
   ク型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂成形材料を用い
   て、成形後の樹脂成形体突き出し時に樹脂成形体と内面
   を形成するコアピンとを同時に突き出し、樹脂成形体外
   周面を型外に押し出した後、コアピンより樹脂成形体を
   むり抜きすることを特徴とする樹脂成形体の成形方法。
2. 【請求項２】 前記エポキシ樹脂成形材料は、下記式
   （Ｉ）ないし（ＩＩＩ）で示されるジメチルウレア系硬
   化促進剤を少なくとも１種類以上含むものである請求項
   １に記載の樹脂成形体の成形方法。 【化１】
3. 【請求項３】 凹凸パターンを内面に有する熱硬化性樹
   脂の樹脂成形体を射出成形する方法において、成形後の
   樹脂成形体突き出し時に樹脂成形体と内面を形成するコ
   アピンとを同時に突き出し、樹脂成形体外周面を型外に
   押し出した後、コアピンより樹脂成形体をむり抜きする
   ことを特徴とする樹脂成形体の成形方法。
4. 【請求項４】 コアピンとスリーブノックとを有し、請
   求項１ないし３のいずれかに記載の成形方法を実施する
   金型であって、突き出し初期には樹脂成形体内面を形成
   するコアピンと、樹脂成形体を可動側より突き出すスリ
   ーブノックを同時に作動させ、所定の突き出し位置より
   スリーブノックのみを前進させる２段ノック方式を用い
   たことを特徴とする成形金型。
5. 【請求項５】 外型と前記外型に対して移動可能な内型
   を用いて樹脂成形体を成形する方法であって、 前記内型と前記外型の間に樹脂を充填して前記内型側に
   凹凸を有する樹脂成形体を成形する工程と、 前記工程で得られた樹脂成形体の前記外型による規制を
   解除する工程と、 前記内型を前記樹脂成形体から除去する工程とを有する
   ことを特徴とする樹脂成形体の成形方法。
6. 【請求項６】 前記外型による規制の解除は、前記樹脂
   成形体と前記内型とを前記外型の外部に排出することに
   より行われる請求項５に記載の樹脂成形体の成形方法。
7. 【請求項７】 前記樹脂成形体の前記外型の外部への排
   出は、押圧部材を用いて行われる請求項６に記載の樹脂
   成形体の成形方法。
8. 【請求項８】 前記樹脂成形体を構成する樹脂は、熱硬
   化性樹脂である請求項５ないし７のいずれかに記載の樹
   脂成形体の成形方法。
9. 【請求項９】 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であ
   る請求項８に記載の樹脂成形体の成形方法。
10. 【請求項１０】 前記エポキシ樹脂は、オルトクレゾー
    ルノボラック型エポキシ樹脂を含むものである請求項９
    に記載の樹脂成形体の成形方法。
11. 【請求項１１】 前記エポキシ樹脂は、ジメチルウレア
    系硬化促進剤を含むものである請求項１０に記載の樹脂
    成形体の成形方法。
12. 【請求項１２】 内型、外型および押圧部材を有し、前
    記内型と前記外型との間の成形空間に樹脂を充填して樹
    脂成形体を得る成形金型であって、 前記内型は、前記外型に対して相対的に移動可能で、か
    つ前記内型の表面は凹凸を有しているものであり、 前記押圧部材は、前記成形空間から成形体を押圧して排
    出するものであり、 前記外型に対して相対的に移動可能であることを特徴と
    する成形金型。
13. 【請求項１３】 前記内型と前記押圧部材とが一体とな
    って移動した後、前記押圧部材のみが前記外型に対して
    移動するように作動する請求項１２に記載の成形金型。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
    の樹脂成形体の成形方法で成形されたことを特徴とする
    樹脂成形体。