JP2005219220A - 被覆付樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上型１と下型３との間に基材１１の原料となる第１熱硬化性樹脂材料（ＢＭＣ材料７）を載置して型閉じし、加熱及び加圧して基材１１を成形した後、この基材１１上に第２熱硬化性樹脂材料（被覆材料１３）を載置して基材１１表面に押し拡げながら型閉じし、加熱及び加圧して該基材１１に被覆層１５を形成する被覆付樹脂成形品２１の成形方法において、被覆層１５の肉厚のバラツキを無くすと共に、基材１１と被覆材料１３とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを有効に防止し、樹脂成形品２１を平滑なきれいな表面に成形する。
【解決手段】基材１１（ＢＭＣ材料７）の昇温特性が第１の変化点（ゲルタイムＴ１）後、急激に大きくなる第２の変化点Ｔ２に到達した時点から樹脂が完全に硬化する第３の変化点（キュアタイムＴ３）に到達する時点までの間（領域Ａ）に、基材１１上に被覆材料１３を載置して基材１１表面に押し拡げながら型閉じする。
【選択図】図６

Description

本発明は、基材の表面に被覆層を設けた被覆付樹脂成形品の成形方法に関するものである。

従来より、強化繊維等が混入された基材の表面に被覆樹脂材料を被覆して樹脂成形品の外観をよくした被覆付樹脂成形品は知られている。このような被覆付樹脂成形品を成形するために、上型と下型との間に基材の原料となる第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して基材を成形した後、この基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して基材表面に押し拡げながら型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層を形成することが行われている。

この種の被覆付樹脂成形品を製造する方法として、例えば、特許文献１の発明のように、基材が十分に硬化していない段階で型開きして基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置し、第２熱硬化性樹脂材料を上記基材表面に押し拡げながら型閉じすることで、基材と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを防止し、樹脂成形品を平滑できれいな表面に成形するものが知られている。
特開平８−２４４０５５号公報

しかしながら、上記従来のものであっても、基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して該第２熱硬化性樹脂材料を上記基材表面に押し拡げながら型閉じする工程がゲルタイム直後であると、第１樹脂材料が柔らかすぎて第２熱硬化性樹脂材料が第１熱硬化性樹脂材料（基材）の表面に均等の厚さで被覆できないという問題があった。

本発明は、かかる諸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、第２熱硬化性樹脂材料を載置するタイミングに工夫を加えることにより、被覆層の肉厚のバラツキを無くすと共に、基材と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを有効に防止し、樹脂成形品を平滑なきれいな表面に成形することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、第１熱硬化性樹脂材料からなる基材を成形型内で加熱及び加圧成形する第１成形工程と、該第１成形工程の後、型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置する第２成形工程と、該第２成形工程の後、上記第２熱硬化性樹脂材料を上記基材表面に押し拡げながら型閉じて加熱及び加圧し、上記基材表面に被覆層を形成する第３成形工程とを有する被覆付樹脂成形品の成形方法を対象とする。

そして、上記第２成形工程における型開きしてから第３成形工程における型閉じを終了させるタイミングを上記基材の昇温特性がゲルタイム後、急激に大きくなる点に到達した時点から樹脂が完全に硬化するキュアタイムに到達する時点までの間に設定する。

上記請求項１の発明によれば、第１熱硬化性樹脂材料よりなる基材を型閉じ後、ゲル化状態から完全に硬化する直前に型開きし、その基材の上に被覆層を形成する第２熱硬化性樹脂材料を載置し、型閉じすることによって第２熱硬化性樹脂材料を押し拡げている。すなわち、基材が流動化してゲル化に達していない状態で型を開くと、基材が柔らかすぎてよじれ、型開きが行えない。また、ゲル状の割合の高いゲルタイム直後に型を開いて型閉じすると、基材が柔らかすぎて第２熱可塑性樹脂材料が基材の上を滑らかに流動しないので、基材と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れる。一方、キュアタイムを過ぎ、基材が完全に硬化した状態では、基材と第２熱硬化性樹脂材料とがうまく密着状態とならなかったり、加圧時に基材にクラックが発生したりする。しかし、本発明では、基材がゲル化を開始してからしばらく経過した後、完全に硬化しない状態で、その基材表面に第２熱硬化性樹脂材料を押し拡げているので、基材上に第２熱硬化性樹脂材料が滑らかに拡がって、被覆層の肉厚のバラツキを無くすと共に、基材と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを有効に防止することができる。したがって、樹脂成形品を平滑なきれいな表面に成形することができる。

以下、本発明の実施形態にかかる被膜付樹脂成形品を成形する工程を図面に基づいて説明する。図１〜図５は、上型１及び下型３を備える分割成形型５によって樹脂成形品２１を成形する様子を示す断面図である。例えば、上型１及び下型３の型表面近傍には、スチーム流通路（図示せず）が形成され、スチームの温度により型表面の温度を制御するように構成されている。図２に示すように、上記上型１を移動させて型閉じしたときに、上記樹脂成形品２１を形成するキャビティ９が形成される。そして、上記上型１及び下型３の型表面の温度は、全域に亘りほぼ一定であり、上型１の上記キャビティ９に対応する型表面の温度は、下型３の上記キャビティ９に対応する型表面の温度よりも高く保たれている。

上記樹脂成形品２１は、ガラス繊維等の強化繊維が混入された第１熱硬化性樹脂材料よりなる基材１１の表面に強化繊維が混入されていない第２熱硬化性樹脂材料の被覆層１５を被覆したものである。

具体的に、図６を用いて各工程と基材１１（第１熱硬化性樹脂材料）の樹脂温度との関係を示しながら本実施形態の成形工程を説明すると、図１に示すように、第１成形工程において、まず、上記上型１と下型３とを開放した状態で基材１１の原料となる第１熱硬化性樹脂材料としてのＢＭＣ材料７を下型３の上記キャビティ９に対応する成形面中央部に載置する。このとき、ＢＭＣ材料７は、室温の２０℃程度となっている。なお、ＢＭＣ材料７は、第１熱可塑性樹脂材料よりなるＳＭＣ材料であってもよい。また、第１熱硬化性樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂等に強化繊維を混入させた材料を使用する。

次に、図２に示すように、上型１と下型３とを型閉じし、上記ＢＭＣ材料７を加熱及び加圧して熱硬化させながら基材１１を形成する。このとき、図６に示すように、ＢＭＣ材料７（基材１１）の昇温特性（昇温曲線）は、２０℃から１２０℃近辺まで比較的緩やかに昇温する。そして、樹脂温度１００℃近辺で昇温特性の勾配が比較的大きくなる第１の変化点が表れている。この第１の変化点がゲル化を開始した時点（ゲルタイムＴ１）を表し、ゲルタイムＴ１直後には、基材１１はゲル状の割合が多い柔らかいものとなっている。

次いで、図３に示すように、第２成形工程において、上記基材１１が完全に硬化する前、すなわち、基材１１が上記ゲルタイムＴ１から約４０秒経過し、樹脂温度１２０℃近辺で昇温特性が急激に大きくなる第２の変化点Ｔ２（すなわち、図６におけるゲルタイムＴ１後の曲線の凹部の底部に相当する）から完全に硬化とならない時点（キュアタイムＴ３）まで（図６に領域Ａで示す）に、上記上型１及び下型３を開いて、被覆層１５の原料となる軟化した被覆材料１３を基材１１の中央部に載置する。上記第２の変化点Ｔ２において、基材１１は、ゲル状の割合が減り、硬化がある程度進んだものとなっている。上記キュアタイムＴ３は、昇温特性における樹脂温度が１５０℃近辺の最高温度に達した後、降下し始める第３の変化点である。この被覆材料１３は、例えば、強化繊維が混入していないアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂等よりなる第２熱硬化性樹脂材料である。

次いで、図４に示すように、上記領域Ａの間に、第３成形工程において、再び上型１と下型３とを型閉じし、基材１１表面に被覆材料１３を押し広げる。すなわち、キュアタイムＴ３までの基材１１のゲル状の割合が小さくなり、完全に硬化しないうちに型閉じを行う。そして、上記被覆材料１３を加熱及び加圧して、熱硬化させながら基材１１の表面に被覆層１５を形成する。

最後に、図５に示すように、脱型工程において、型開きし、成形型５から樹脂成形品２１を取り出す。

したがって、本実施形態にかかる被覆付樹脂成形品２１の成形方法によると、第１熱硬化性樹材料脂よりなる基材１１を型閉じ後、ゲル化状態から完全に硬化する直前に型開きし、その基材１１の上に被覆層１５を形成する被覆材料１３を載置し、型閉じすることによって被覆材料１３を押し拡げている。すなわち、基材１１がゲル状の割合の高いゲルタイムＴ１直後に成形型５を開いて型閉じすると、基材１１が柔らかすぎて被覆材料１３が基材１１の上を滑らかに流動せず、基材１１と被覆材料１３とが内部で大きく入り乱れる。一方、キュアタイムＴ３を過ぎ、基材１１が完全に硬化した状態では、基材１１と被覆材料１３とがうまく密着状態とならなかったり、加圧時に基材１１にクラックが発生したりする。

しかし、本発明では、基材１１がゲル化を開始してからしばらく経過した後、すなわち、基材１１の昇温特性がゲルタイムＴ１後の第２の変化点Ｔ２に達した時点からキュアタイムＴ３までの完全に硬化しない状態で基材１１表面に被覆材料１３を押し拡げているので、基材１１上に被覆材料１３が滑らかに拡がって、被覆層１５の肉厚のバラツキを無くすと共に、基材１１と被覆材料１３とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを有効に防止することができる。したがって、樹脂成形品２１を平滑なきれいな表面に成形することができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態における第１熱硬化性樹脂材料として、強化繊維を混入したものを使用したが、強化繊維を混入しないものであってもよい。

以上説明したように、本発明は、熱硬化性樹脂材料よりなる基材の表面に熱硬化性樹脂材料よりなる被覆層を設けた被覆付樹脂成形品の成形方法について有用である。

本実施形態にかかる被覆付樹脂成形品の成形方法におけるＢＭＣ材料を載置する工程を成形型を一部破断して示す説明図である。 基材を成形する工程を示す図１相当図である。 第２成形工程を示す図１相当図である。 第３成形工程を示す図１相当図である。 脱型工程を示す図１相当図である。 第１熱硬化性樹脂材料の温度変化を示すグラフである。

符号の説明

５ 成形型
７ ＢＭＣ材料（第１熱硬化性樹脂材料）
１１ 基材
１３ 被覆材料（第２熱硬化性樹脂材料）
１５ 被覆層
２１ 樹脂成形品
Ｔ１ ゲルタイム（第１の変化点）
Ｔ２ 第２の変化点
Ｔ３ キュアタイム（第３の変化点）

Claims (1)

1. 第１熱硬化性樹脂材料からなる基材を成形型内で加熱及び加圧成形する第１成形工程と、
   上記第１成形工程の後、型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置する第２成形工程と、
   上記第２成形工程の後、第２熱硬化性樹脂材料を上記基材表面に押し拡げながら型閉じて加熱及び加圧し、上記基材表面に被覆層を形成する第３成形工程とを有する被覆付樹脂成形品の成形方法であって、
   上記第２成形工程における型開きしてから第３成形工程における型閉じを終了させるタイミングを上記基材の昇温特性がゲルタイム後、急激に大きくなる点に到達した時点から樹脂が完全に硬化するキュアタイムに到達する時点までの間に設定することを特徴とする被覆付樹脂成形品の成形方法。
   

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