JP2014159091A - Metal mold and production method of resin composition made flat plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に燃料電池用フレーム部材等の樹脂組成物製平板の製造に好適に使用し得る金型および樹脂組成物製平板の製造方法に関する。 The present invention particularly relates to a mold that can be suitably used for producing a resin composition flat plate such as a frame member for a fuel cell and a method for producing a resin composition flat plate.
燃料電池は、燃料が有する化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換するもので、電気エネルギーへの変換効率が高く、騒音や振動も少ないことから、携帯機器、自動車、鉄道、コジェネレーション等の多様な分野における電源として今後の発展が期待されている。 Fuel cells convert the chemical energy of fuel directly into electrical energy, which has high conversion efficiency to electrical energy and low noise and vibration, so it can be used in various fields such as portable devices, automobiles, railways, and cogeneration. Future development is expected as a power source.
燃料電池のうち、固体高分子形燃料電池(PEFC)は、イオン伝導性を有する高分子膜(イオン交換膜)の両面を白金などの触媒を担持させたアノード電極板およびカソード電極板で挟み、その両外側に板状セパレータを配してなる単セルを基本構成単位とし、この単セルを数十〜数百個積層させたスタックとその外側に設けた2つの集電体等から構成されてなるものである。
PEFCのうち、車載用PEFCにおいては、1スタックあたり数百個の単セルが積層されることから、使用されるセパレータ数も数百枚に亘る。
Among fuel cells, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) sandwiches both surfaces of an ion conductive polymer membrane (ion exchange membrane) between an anode electrode plate and a cathode electrode plate carrying a catalyst such as platinum, A single cell in which plate separators are arranged on both outer sides is a basic structural unit, and is composed of a stack in which several tens to several hundreds of single cells are stacked and two current collectors provided on the outside thereof. It will be.
Among the PEFCs, in-vehicle PEFCs have hundreds of single cells stacked per stack, so that the number of separators used is several hundred.
PEFC用のセパレータとしては、種々の形態を有するものが提案されているが、近年、アノード電極に対向する燃料ガスプレート(アノードプレート)と、カソード電極に対向する酸化剤ガスプレート(カソードプレート)と、これ等のプレートに挟持される中間プレート(フレーム部材)を備えてなるものが提案されるに至っている(特許文献1(特開2010−40450号公報)参照)。
上記セパレータにおいては、セパレータを構成する各プレートに、燃料ガスおよび酸化剤ガスをそれぞれ外部から供給し排出するための貫通孔が設けられるとともに、フレーム部材を介してアノードプレートからアノード電極に燃料ガスを供給する連通孔と、フレーム部材を介してカソードプレートからカソード電極に酸化剤ガスを供給する連通孔とが設けられ、上記構造を有するために均一なガス供給が可能になるとされている。
As PEFC separators, various types of separators have been proposed. Recently, a fuel gas plate (anode plate) facing the anode electrode, an oxidant gas plate (cathode plate) facing the cathode electrode, and the like. In addition, an apparatus including an intermediate plate (frame member) sandwiched between these plates has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-40450).
In the separator, each plate constituting the separator is provided with a through hole for supplying and discharging fuel gas and oxidant gas from the outside, and fuel gas is supplied from the anode plate to the anode electrode through the frame member. The communication hole to be supplied and the communication hole to supply the oxidant gas from the cathode plate to the cathode electrode through the frame member are provided, and since it has the above structure, uniform gas supply is possible.
ところで、近年、車載用PEFCのセパレータとして、薄型で軽量なものが求められるようになっていることから、スタックを形成する個々のセパレータやフレーム部材において、組立時や締結時の荷重に耐え得る、より高い強度を有するものが求められるようになっている。
さらに、車載用PEFCのセパレータとしては、PEFCの起動、停止による冷熱サイクルに伴う膨張収縮の繰り返しや、自動車の振動による負荷に耐え得る高度の耐久性(疲労特性)や信頼性を有するものが求められるようになっており、
フレーム部材としても同様の特性を有するものが求められている。
By the way, in recent years, as a separator for in-vehicle PEFC, a thin and light-weight separator has been required, so in individual separators and frame members that form a stack, it can withstand loads during assembly and fastening. What has higher intensity | strength has come to be calculated | required.
In addition, separators for in-vehicle PEFCs must have high durability (fatigue characteristics) and reliability that can withstand loads caused by repeated thermal expansion and cooling cycles caused by starting and stopping of PEFCs and automobile vibrations. It has come to be,
There is a demand for a frame member having similar characteristics.
一方、上記燃料電池用のフレーム部材は、工業的にはフラッシュ型圧縮成形金型により製造されており、例えば、図3(a)に示す平面形状を有するフレーム部材Fを形成するフラッシュ型圧縮成形金型として、図3(b)に断面の模式図で示す下型12および上型13を有する金型11を挙げることができる。
On the other hand, the frame member for the fuel cell is industrially manufactured by a flash-type compression molding die. For example, the flash-type compression molding for forming the frame member F having a planar shape shown in FIG. As the mold, a
図3(c)は、図3(b)に示す金型11の右側点線部を拡大した図である。
フラッシュ型圧縮成形金型11を用いてフレーム部材Fを製造する場合、図3(c)に示す下型12の中央部に設けられた樹脂組成物充填用凹部14に熱硬化性樹脂組成物Rを充填した後、加熱条件下、上型13に設けられた樹脂組成物押圧用凸部18により上部から下型12を押圧する。上記樹脂組成物充填用凹部14に充填された熱硬化性樹脂組成物Rは、上型13に押圧されることによって、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部15a、15bを満たしつつ、矢印Dで示される端部方向に流動する。図3(c)に示す例においては、樹脂組成物Rの流動時に余剰の樹脂組成物Rを収容するスペースを確保する目的で、上型13に余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部(バリ溝)16a、16bが設けられており、上記樹脂組成物Rは、上記凹部16a、16bによって形成される流動空間内を通過しつつ、端部方向に流動する。上型13を目的位置まで押圧すると、下型12に設けられた樹脂組成物成形用凹部15a、15b内に所望量の樹脂組成物Rが充填され、当該樹脂組成物Rが上型13に設けられた樹脂組成物押圧用平坦部19a、19bにより押圧され、成形されるとともに、余剰の樹脂組成物Rは、上型に設けられた余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部16a、16bと下型表面によって形成される空間内に収容されるとともに、上型13の端部と下型12の端部間に形成される隙間Gから流出する。
上記加圧状態を維持しつつ、熱硬化温度以上の温度条件下で所定時間上型および下型を加熱して硬化させた後、離型して、得られた硬化成形物の中空部形成部分と外周部の余剰部分(バリ)を切断し、適宜、切削、研磨処理することにより、図3(a)に示す平面形状を有するフレーム部材Fを作製することができる。
FIG.3 (c) is the figure which expanded the right side dotted-line part of the metal mold | die 11 shown in FIG.3 (b).
When the frame member F is manufactured using the flash type compression molding die 11, the thermosetting resin composition R is formed in the resin
While maintaining the above pressurized state, the upper mold and the lower mold are heated for curing for a predetermined time under a temperature condition equal to or higher than the thermosetting temperature, and then released from the mold. A frame member F having a planar shape shown in FIG. 3A can be produced by cutting excess portions (burrs) of the outer peripheral portion and appropriately cutting and polishing.
しかしながら、上記樹脂組成物Rを構成する樹脂の粘度が低い場合には、加圧成形時に上記金型11端部の隙間Gから樹脂組成物Rが流出し易くなり、下型12に設けられた樹脂組成物成形用凹部15a、15bの四隅の部分に樹脂組成物Rが行き渡り難くなって、充填不良を生じ易くなる。このため、従来は、上記充填不良を回避するために、必要量よりも過剰量の樹脂組成物を金型内に充填する必要があったが、原料歩留まりが悪くなるばかりか、金型からはみ出した樹脂組成物を取り払う作業も必要となるため、工業的に簡便に量産し難いという技術課題が存在していた。
However, when the viscosity of the resin constituting the resin composition R is low, the resin composition R easily flows out from the gap G at the end of the
また、樹脂組成物Rの粘度を向上させ、得られるフレーム部材の熱膨張係数を金属製セパレータの熱膨張係数と同等にするために、樹脂組成物内にガラス繊維等のフィラーを配合することが行われているが、樹脂組成物Rが金型11端部の隙間Gから流出する際に下型12と上型13の表面に当接しながら流出するために、フィラー成分によっては金型の表面を損傷する場合があった。
Further, in order to improve the viscosity of the resin composition R and make the thermal expansion coefficient of the obtained frame member equal to the thermal expansion coefficient of the metallic separator, a filler such as glass fiber may be blended in the resin composition. However, since the resin composition R flows out of contact with the surfaces of the
さらに、フラッシュ型圧縮成形金型11においては、樹脂組成物Rを矢印Dで示される端部方向に流動する際に、下型12および上型13間に形成される空間内の空気も同方向に押し出すが、上記樹脂組成物Rが下型12と上型13によって形成される空間内を流動する際に、上記空間内に残留する空気を巻き込みつつ流動し、加圧成形されるために、得られる成形体に気孔が形成され、この気孔によって得られる成形体の曲げ強度および繰り返し曲げ疲労強度が低下し易くなるという技術課題が存在していた。
Furthermore, in the flash-
上記フラッシュ型圧縮成形金型を用いた樹脂組成物の成形は、燃料電池用フレーム部材の製造分野以外の分野においても広く行われており、粘度等の物性調整のために、例えば、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂に対して、木質粉やガラス繊維、タルク等の各種フィラー材を添加することが行われているが、これ等の分野においても、空気の混入を抑制し成形材料を均質に充填しつつ熱圧成形し得る金型や、残留空気の混入による気孔の形成が抑制され、成形材料が均質に分散されてなる樹脂組成物製成形体が求められるようになっていた。 Molding of the resin composition using the flash type compression molding die is widely performed in fields other than the field of manufacturing the fuel cell frame member, and for adjusting physical properties such as viscosity, for example, phenol resin or Various filler materials such as wood powder, glass fiber, and talc are added to resins such as epoxy resins, but in these fields as well, mixing of air is suppressed and the molding material is made homogeneous. There has been a demand for a resin composition molded body in which molds that can be hot-pressed while being filled, and formation of pores due to mixing of residual air are suppressed, and a molding material is uniformly dispersed.
このような状況下、本発明は、原料の歩留まりを向上させ、空気の混入を抑制し成形材料を均質に充填しつつ、成形時の損傷を抑制して簡便に熱圧成形し得る金型を提供するとともに、残留空気の混入による気孔の形成が抑制され、成形材料が均質に分散されてなり、優れた強度および耐久性を発揮し得る樹脂組成物製平板を提供することを目的とするものである。 Under such circumstances, the present invention improves the yield of raw materials, suppresses air mixing and uniformly fills the molding material, and suppresses damage at the time of molding, and can easily perform hot pressure molding. The purpose of the present invention is to provide a flat plate made of a resin composition in which pore formation due to mixing of residual air is suppressed, the molding material is uniformly dispersed, and can exhibit excellent strength and durability. It is.
上記技術課題を解決するために本発明者がさらに検討したところ、中空部を有する略枠形状の樹脂組成物製平板を製造するための金型であって、一対の下型および上型を有し、下型は、中央部に樹脂組成物原料充填用凹部が形成され、その周辺部に樹脂組成物成形用凹部が形成され、外周部に下型外周部側壁が形成されてなるものであり、上型は、中央部に樹脂組成物押圧用凸部が形成され、その周辺部に樹脂組成物押圧用平坦部が形成され、外周部に上型外周部側壁が形成されてなるものであり、下型および上型は、押圧時に嵌合して樹脂組成物を下型の中央部から外周部に流動させつつ樹脂組成物製平板を押圧成形し得るように設計されてなり、樹脂組成物が流動する空間を形成する下型の表面または上型の表面に形成される前記樹脂組成物成形用凹部以外の凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなり、下型外周部側壁および上型外周部側壁は、下型および上型の嵌合時に50〜150μmの隙間を形成し得るように設計されてなる金型によって上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。 The inventors further studied to solve the above technical problem and found that a mold for producing a substantially frame-shaped resin composition flat plate having a hollow portion, which has a pair of lower mold and upper mold. The lower mold has a resin composition raw material filling recess formed in the center, a resin composition molding recess formed in the periphery thereof, and a lower mold outer peripheral side wall formed in the outer periphery. The upper mold has a resin composition pressing convex part formed in the center part, a resin composition pressing flat part formed in the peripheral part thereof, and an upper mold outer peripheral part side wall formed in the outer peripheral part. The lower mold and the upper mold are designed so that a resin composition flat plate can be press-molded while fitting when pressed and the resin composition flows from the central part to the outer peripheral part of the lower mold. The resin group formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold that forms a space in which the fluid flows At least a part of the convex portion or the concave portion other than the product-forming concave portion has a corner formed by a curved surface, and the lower mold outer peripheral side wall and the upper mold outer peripheral side wall are 50 when the lower mold and the upper mold are fitted. It has been found that the above technical problem can be solved by a mold designed to form a gap of ˜150 μm, and the present invention has been completed based on this finding.
すなわち、本発明は、
(1)中空部を有する略枠形状の樹脂組成物製平板を製造するための金型であって、
一対の下型および上型を有し、
前記下型は、中央部に樹脂組成物原料充填用凹部が形成され、その周辺部に前記枠形状に対応する形状に彫り込まれた樹脂組成物成形用凹部が形成され、外周部に下型外周部側壁が形成されてなるものであり、
前記上型は、中央部の前記下型の樹脂組成物充填用凹部に対応する位置に樹脂組成物押圧用凸部が形成され、その周辺部の前記下型の樹脂組成物成形用凹部に対応する位置に樹脂組成物押圧用平坦部が形成され、外周部の前記下型外周部側壁に対応する位置に上型外周部側壁が形成されてなるものであり、
前記下型および上型は、押圧時に嵌合して前記樹脂組成物を下型の中央部から外周部に流動させつつ樹脂組成物製平板を押圧成形し得るように設計されてなるものであって、
前記樹脂組成物が流動する空間を形成する前記下型の表面または上型の表面に形成される前記樹脂組成物成形用凹部以外の凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなり、
前記下型外周部側壁および上型外周部側壁は、下型および上型の嵌合時に50〜150μmの隙間を形成し得るように設計されてなる
ことを特徴とする金型、
(2)前記略枠形状の樹脂組成物製平板が、枠部にも中空部が形成されてなるものであり、
前記下型が、樹脂組成物原料充填用凹部の周辺部において、樹脂組成物成形用凹部として内周側成形用凹部および外周側成形用凹部が形成されてなるものである
上記(1)に記載の金型、
(3)上記(1)または(2)に記載の金型を用いて略枠形状の樹脂組成物製平板を製造する方法であって、
熱硬化性樹脂バインダーおよび炭素質粉末を含み、前記熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対し、炭素質粉末20〜100質量部を配合してなる樹脂組成物を、
前記下型の樹脂組成物充填用凹部に充填した後、前記上型を嵌合して、150〜200℃の温度条件下、5〜30MPaで熱圧プレス成形する
ことを特徴とする樹脂組成物製平板の製造方法、
(4)前記樹脂組成物が平板状に予備成形されてなるものである上記(3)に記載の樹脂組成物製平板の製造方法、
(5)前記略枠形状の樹脂組成物製平板が、燃料電池用フレーム部材である上記(3)または(4)に記載の樹脂組成物製平板の製造方法
を提供するものである。
なお、以下、燃料電池用フレーム部材を、適宜フレーム部材と称することとする。
That is, the present invention
(1) A mold for producing a substantially frame-shaped resin composition flat plate having a hollow portion,
Having a pair of lower and upper molds,
The lower mold has a resin composition raw material filling recess formed in the center, a resin composition molding recess carved into a shape corresponding to the frame shape in the periphery, and the lower mold outer periphery on the outer periphery. The side wall is formed,
The upper mold has a resin composition pressing convex portion formed at a position corresponding to the lower mold resin composition filling concave portion in the center portion, and corresponds to the lower mold resin composition molding concave portion in the peripheral portion thereof. The flat portion for pressing the resin composition is formed at the position to be formed, and the upper mold outer peripheral portion side wall is formed at a position corresponding to the lower mold outer peripheral portion side wall of the outer peripheral portion,
The lower mold and the upper mold are designed to be capable of press-molding a resin composition flat plate while fitting when pressed and allowing the resin composition to flow from the center portion to the outer peripheral portion of the lower mold. And
At least part of the convex portions or concave portions other than the concave portion for molding the resin composition formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold forming a space in which the resin composition flows, the corners are curved surfaces Formed,
The lower mold outer peripheral side wall and the upper mold outer peripheral side wall are designed so that a gap of 50 to 150 μm can be formed when the lower mold and the upper mold are fitted,
(2) The substantially frame-shaped resin composition flat plate has a hollow portion formed in the frame portion;
In the above (1), the lower mold is formed by forming an inner peripheral side molding concave portion and an outer peripheral side molding concave portion as the resin composition molding concave portion in the periphery of the resin composition raw material filling concave portion. Mold,
(3) A method for producing a substantially frame-shaped resin composition flat plate using the mold according to the above (1) or (2),
A resin composition comprising a thermosetting resin binder and carbonaceous powder, and blending 20 to 100 parts by mass of carbonaceous powder with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder,
The resin composition is characterized in that after filling the lower mold resin composition filling recess, the upper mold is fitted and hot press molding is performed at a temperature of 150 to 200 ° C. at 5 to 30 MPa. Manufacturing method of flat plate,
(4) The method for producing a flat plate made of a resin composition according to the above (3), wherein the resin composition is preformed into a flat plate shape,
(5) The method for producing a resin composition flat plate according to (3) or (4), wherein the substantially frame-shaped resin composition flat plate is a fuel cell frame member.
Hereinafter, the frame member for the fuel cell is appropriately referred to as a frame member.
本発明によれば、原料の歩留まりを向上させ、空気の混入を抑制し成形材料を均質に充填しつつ、成形時の損傷を抑制して簡便に熱圧成形し得る金型を提供するとともに、残留空気の混入による気孔の形成が抑制され、成形材料が均質に分散されてなり、優れた強度および耐久性を発揮し得る樹脂組成物製平板を提供することができる。 According to the present invention, while improving the yield of the raw material, while suppressing the mixing of air and uniformly filling the molding material, while providing a mold that can be easily hot-pressure molded to suppress damage during molding, The formation of pores due to the mixing of residual air is suppressed, the molding material is homogeneously dispersed, and a flat plate made of a resin composition that can exhibit excellent strength and durability can be provided.
先ず、本発明の金型について説明する。
本発明の金型は、中空部を有する略枠形状の樹脂組成物製平板を製造するための金型であって、一対の下型および上型を有し、前記下型は、中央部に樹脂組成物原料充填用凹部が形成され、その周辺部に前記枠形状に対応する形状に彫り込まれた樹脂組成物成形用凹部が形成され、外周部に下型外周部側壁が形成されてなるものであり、前記上型は、中央部の前記下型の樹脂組成物充填用凹部に対応する位置に樹脂組成物押圧用凸部が形成され、その周辺部の前記下型の樹脂組成物成形用凹部に対応する位置に樹脂組成物押圧用平坦部が形成され、外周部の前記下型外周部側壁に対応する位置に上型外周部側壁が形成されてなるものであり、前記下型および上型は、押圧時に嵌合して前記樹脂組成物を下型の中央部から外周部に流動させつつ樹脂組成物製平板を押圧成形し得るように設計されてなるものであって、前記樹脂組成物が流動する空間を形成する前記下型の表面または上型の表面に形成される前記樹脂組成物成形用凹部以外の凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなり、前記下型外周部側壁および上型外周部側壁は、下型および上型の嵌合時に50〜150μmの隙間を形成し得るように設計されてなることを特徴とするものである。
First, the metal mold | die of this invention is demonstrated.
The mold of the present invention is a mold for producing a substantially frame-shaped resin composition flat plate having a hollow portion, and has a pair of a lower mold and an upper mold, and the lower mold has a central portion. A resin composition raw material filling recess is formed, a resin composition molding recess engraved in a shape corresponding to the frame shape is formed on the periphery thereof, and a lower mold outer periphery side wall is formed on the outer periphery. The upper mold is formed with a resin composition pressing convex portion at a position corresponding to the lower mold resin composition filling concave portion in the central portion, and the lower mold for molding the lower mold resin composition. A flat portion for pressing the resin composition is formed at a position corresponding to the concave portion, and an upper mold outer peripheral portion side wall is formed at a position corresponding to the lower mold outer peripheral portion side wall of the outer peripheral portion. The mold is fitted when pressed and the resin composition flows from the center part of the lower mold to the outer peripheral part. The resin composition, which is designed to press-mold a fat composition flat plate, and is formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold that forms a space in which the resin composition flows. At least a part of the convex part other than the molding concave part or the concave part is formed by a curved corner, and the lower mold outer peripheral side wall and the upper mold outer peripheral side wall are 50 when the lower mold and the upper mold are fitted. It is designed to form a gap of ˜150 μm.
以下、本発明の金型について、適宜図面を参照しつつ説明するものとする。
図1は、本発明に係る金型の一形態例を示すための図であって、図1(a)は、当該金型を用いて形成しようとする中空部Hを有する略枠形状の樹脂組成物製平板Fの平面図であり、図1(b)は、本形態例に係る金型1の断面の模式図であり、図1(c)は、図1(b)に示す金型1の右側点線部の拡大図である。
Hereinafter, the mold of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a diagram for illustrating one embodiment of a mold according to the present invention, and FIG. 1A is a substantially frame-shaped resin having a hollow portion H to be formed using the mold. It is a top view of the flat plate F made from a composition, FIG.1 (b) is a schematic diagram of the cross section of the metal mold | die 1 which concerns on this embodiment, FIG.1 (c) is a metal mold | die shown in FIG.1 (b). 1 is an enlarged view of a right dotted line portion of FIG.
図1(b)および図1(c)に示すように、本発明に係る金型1は、中空部を有する略枠形状の樹脂組成物製平板を製造するための金型であって、一対の下型2と上型3とを有している。
As shown in FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c), a
図1(b)および図1(c)に示すように、下型2は、中央部に樹脂組成物原料充填用凹部4が形成され、その周辺部に上記枠形状に対応する形状に彫り込まれた樹脂組成物成形用凹部5a、5bが形成され、外周部に下型外周部側壁7が形成されてなるものである。 As shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c), the lower mold 2 is formed with a resin composition raw material filling recess 4 at the center, and is carved into a shape corresponding to the frame shape at the periphery. The resin composition molding recesses 5a and 5b are formed, and the lower mold outer peripheral side wall 7 is formed on the outer peripheral portion.
図1(b)および図1(c)に示すように、樹脂組成物原料充填用凹部4は、成形対象となる樹脂組成物Rの充填スペースを形成するものであり、得られる樹脂組成物製平板を構成する枠部で囲まれた中央中空部の形成位置を規定するものであることが好ましい。
本発明の金型において、樹脂組成物原料充填用凹部の深さL(樹脂組成物原料充填用凹部の最深部と上型を下型に嵌合したときに形成される成形面との高さの差)は特に制限されないが、上型を嵌合して、樹脂組成物を下型の端部方向に流動させたときに、樹脂組成物流動空間形成用凹部内に必要量の樹脂組成物を充足し得る十分な樹脂組成物充填空間を形成し得る深さであることが好ましく、深さ1.0〜3.0mm程度であることが好ましい。
As shown in FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c), the resin composition raw material filling recess 4 forms a filling space for the resin composition R to be molded, and is obtained from the resin composition obtained. It is preferable to define the formation position of the central hollow portion surrounded by the frame portion constituting the flat plate.
In the mold of the present invention, the depth L of the resin composition raw material filling recess (the depth between the deepest part of the resin composition raw material filling recess and the molding surface formed when the upper mold is fitted to the lower mold) Is not particularly limited, but when the upper mold is fitted and the resin composition flows in the direction of the end of the lower mold, a necessary amount of the resin composition is formed in the recess for forming the resin composition flow space. It is preferable that it is the depth which can form sufficient resin composition filling space which can satisfy | fill, and it is preferable that it is about 1.0-3.0 mm in depth.
本発明の金型において、樹脂組成物が流動する空間を形成する下型の表面または上型の表面に形成される樹脂組成物成形用凹部以外の凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなるものであり、当該角部は、好ましくは曲率半径0.5〜3.0mm、より好ましくは曲率半径1.0〜3.0mm、さらに好ましくは曲率半径2.0〜3.0mmの曲面により形成されてなるものであることが好ましい。
このため、本発明の金型において、樹脂組成物原料充填用凹部も、その角部の少なくとも一部が、好ましくは曲率半径0.5〜3.0mm、より好ましくは曲率半径1.0〜3.0mm、さらに好ましくは曲率半径2.0〜3.0mmの曲面により形成されてなるものであることが好ましい。
上述したように、従来のフラッシュ型圧縮成形金型においては、樹脂組成物の流動時に空気を巻き込んで得られる樹脂組成物製平板に気孔を形成し易くなるが、本発明の金型においては、樹脂組成物の流動空間を形成する下型表面または上型表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部の角部が曲面により形成されてなるものであるため、樹脂組成物の流動時に金型内の残留空気を外部に押出し易くなり、得られる樹脂組成物製平板内への気孔の形成を抑制することができる。
In the mold of the present invention, at least a part of the convex part or the concave part other than the concave part for molding the resin composition formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold forming the space through which the resin composition flows, The corner portion is formed by a curved surface, and the corner portion preferably has a curvature radius of 0.5 to 3.0 mm, more preferably a curvature radius of 1.0 to 3.0 mm, and still more preferably a curvature radius of 2.0. It is preferably formed by a curved surface of ˜3.0 mm.
For this reason, in the mold of the present invention, at least a part of the corner of the concave portion for filling the resin composition raw material is preferably a radius of curvature of 0.5 to 3.0 mm, more preferably a radius of curvature of 1.0 to 3. It is preferably formed by a curved surface having a curvature radius of 2.0 to 3.0 mm, more preferably 0.0 mm.
As described above, in the conventional flash-type compression mold, it becomes easy to form pores in the flat plate made of resin composition obtained by entraining air when the resin composition flows, but in the mold of the present invention, Since the convex part or concave part formed on the lower mold surface or the upper mold surface that forms the flow space of the resin composition is formed by a curved surface, the gold during the flow of the resin composition Residual air in the mold can be easily extruded to the outside, and formation of pores in the resulting resin composition flat plate can be suppressed.
樹脂組成物成形用凹部5a、5bの形状は、得ようとする樹脂組成物製平板Fの枠状部の形状によって規定される。
図1(b)や図1(c)に例示するように、本発明の金型において、樹脂組成物成形用凹部5a、5bの底部は、上記樹脂組成物原料充填用凹部4の底部よりも高い位置に位置するように設計されてなるものであることが好ましく、このように設計することにより、上型を嵌合したときに樹脂組成物を樹脂組成物成形用凹部に均一に充足し易くなる。
The shape of the resin composition molding recesses 5a and 5b is defined by the shape of the frame-shaped portion of the resin composition flat plate F to be obtained.
As illustrated in FIG. 1B and FIG. 1C, in the mold of the present invention, the bottoms of the resin composition molding recesses 5a and 5b are more than the bottom of the resin composition raw material filling recesses 4 described above. It is preferable that it is designed to be located at a high position. By designing in this way, it is easy to uniformly fill the resin composition into the recess for molding the resin composition when the upper mold is fitted. Become.
下型外周部側壁7は、後述するように、上型と嵌合したときに樹脂組成物の流出を抑制する防護壁の役割を果たすものである。
本発明の金型において、下型外周部側壁の高さl(下型外周部側壁の頂部と上型を下型に嵌合したときに形成される成形面との高さの差)は、上型と嵌合したときに樹脂組成物の流出を抑制し得るものである限り特に制限されないが、高さ3.0〜10.0mm程度であることが好ましい。
本発明の金型において、下型外周部側壁は、上型を下型に嵌合したときに形成される成形面に対し、85〜89°の傾斜角αを形成し得るものであることが好ましく、90°程度の傾斜角を形成し得るものであることがより好ましい。
なお、本発明の金型においては、下型外周部側壁が成す傾斜角αとは、図1に示すように、下型外周部側壁7に対応する平面と上型を下型に嵌合したときに形成される成形面に対応する平面とが成す角度を意味する。このため、本発明の金型においては、図1に示すように、下型外周部側壁7の成形面側端部が曲面状に形成されてなる場合であっても、下型外周部側壁7に対応する平面が成す仮想線と上型を下型に嵌合したときに形成される成形面に対応する平面が成す仮想線を描くことにより、傾斜角αを求めることができる。
The lower mold outer peripheral side wall 7 serves as a protective wall that suppresses the outflow of the resin composition when fitted to the upper mold, as will be described later.
In the mold of the present invention, the height l of the lower mold outer peripheral side wall (the difference in height between the top of the lower mold outer peripheral side wall and the molding surface formed when the upper mold is fitted to the lower mold) is: Although it does not restrict | limit especially if it can suppress the outflow of a resin composition when it fits with an upper mold | type, It is preferable that it is about 3.0-10.0 mm in height.
In the mold of the present invention, the lower mold outer peripheral side wall may be capable of forming an inclination angle α of 85 to 89 ° with respect to a molding surface formed when the upper mold is fitted to the lower mold. It is more preferable that an inclination angle of about 90 ° can be formed.
In the mold of the present invention, the inclination angle α formed by the lower mold outer peripheral side wall is that the plane corresponding to the lower mold outer peripheral side wall 7 and the upper mold are fitted to the lower mold as shown in FIG. It means an angle formed by a plane corresponding to a molding surface that is sometimes formed. For this reason, in the metal mold | die of this invention, as shown in FIG. 1, even if it is a case where the molding surface side edge part of the lower mold outer peripheral part side wall 7 is formed in a curved surface shape, the lower mold outer peripheral part side wall 7 The inclination angle α can be obtained by drawing a virtual line formed by a plane corresponding to the surface and a virtual line formed by a plane corresponding to the molding surface formed when the upper mold is fitted to the lower mold.
本発明の金型において、樹脂組成物が流動する空間を形成する下型の表面または上型の表面に形成される樹脂組成物成形用凹部以外の凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなるものであり、下型外周部側壁の端部も少なくとも一部も、好ましくは曲率半径0.5〜3.0mm、より好ましくは曲率半径1.0〜3.0mm、さらに好ましくは曲率半径2.0〜3.0mmの曲面により形成されてなるものであることが好ましい。
上述したように、従来のフラッシュ型圧縮成形金型においては、樹脂組成物の流動時に空気を巻き込んで得られる樹脂組成物製平板に気孔を形成し易くなるが、本発明の金型においては、樹脂組成物の流動空間を形成する下型表面または上型表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部の角部が曲面により形成されてなるものであるため、樹脂組成物の流動時に金型内の空気を外部に押出し易くなり、得られる樹脂組成物製平板内への気孔の形成を抑制することができる。
In the mold of the present invention, at least a part of the convex part or the concave part other than the concave part for molding the resin composition formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold forming the space through which the resin composition flows, The part is formed by a curved surface, and the end part and at least a part of the side wall of the lower mold outer peripheral part are preferably 0.5 to 3.0 mm in radius of curvature, more preferably 1.0 to 3.0 mm in radius of curvature. More preferably, it is formed by a curved surface having a curvature radius of 2.0 to 3.0 mm.
As described above, in the conventional flash-type compression mold, it becomes easy to form pores in the flat plate made of resin composition obtained by entraining air when the resin composition flows, but in the mold of the present invention, Since the convex part or concave part formed on the lower mold surface or the upper mold surface that forms the flow space of the resin composition is formed by a curved surface, the gold during the flow of the resin composition It becomes easy to extrude the air in the mold to the outside, and the formation of pores in the resulting resin composition-made flat plate can be suppressed.
図1(b)および図1(c)に例示するように、上型3は、中央部の上記下型の樹脂組成物充填用凹部4に対応する位置に樹脂組成物押圧用凸部8が形成され、その周辺部の上記下型の樹脂組成物成形用凹部5a、5bに対応する位置に樹脂組成物押圧用平坦部9a、9bが形成されるとともに、外周部の前記下型外周部側壁に対応する位置に上型外周部側壁10が形成されてなるものであり、図1(b)および図1(c)に例示するように、上型3は、該樹脂組成物押圧用平坦部9a、9b以外の位置の少なくとも一部に余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部6a、6bが形成されてなるものであることが好ましい。
As illustrated in FIG. 1B and FIG. 1C, the
図1(b)および図1(c)に示すように、樹脂組成物押圧用凸部8は、樹脂組成物原料充填用凹部4に充填された樹脂組成物Rを押圧して、上型3(または下型2)の端部方向Dに樹脂組成物を流動させるものであり、得られる樹脂組成物製平板を構成する枠状部で囲まれた中空部の形成位置を規定し得るものであることが好ましい。
As shown in FIG. 1B and FIG. 1C, the resin composition pressing
本発明の金型において、樹脂組成物押圧用凸部の形状(突出形状)も特に制限されないが、上記下型の樹脂組成物原料充填用凹部の形状に対応した凸形状を有するものであることが好ましい。 In the mold of the present invention, the shape (projection shape) of the convex portion for pressing the resin composition is not particularly limited, but has a convex shape corresponding to the shape of the concave portion for filling the resin composition raw material of the lower mold. Is preferred.
本発明の金型において、樹脂組成物が流動する空間を形成する下型の表面または上型の表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなるものであり、樹脂組成物押圧用凸部も、その角部の少なくとも一部が、好ましくは曲率半径0.5〜3.0mm、より好ましくは曲率半径1.0〜3.0mm、さらに好ましくは曲率半径2.0〜3.0mmの曲面により形成されてなるものであることが好ましい。
上述したように、従来のフラッシュ型圧縮成形金型においては、樹脂組成物の流動時に空気を巻き込んで得られる樹脂組成物製平板に気孔を形成し易くなるが、本発明の金型においては、樹脂組成物の流動空間を形成する下型表面または上型表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部の角部が曲面により形成されてなるものであるため、樹脂組成物の流動時に金型内の残留空気を外部に押出し易くなり、得られる樹脂組成物製平板内への気孔の形成を抑制することができる。
In the mold of the present invention, at least a part of the convex part or the concave part formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold that forms a space in which the resin composition flows is formed by a curved surface at the corner. The convex part for pressing the resin composition also has at least a part of its corners, preferably a radius of curvature of 0.5 to 3.0 mm, more preferably a radius of curvature of 1.0 to 3.0 mm, still more preferably. It is preferably formed by a curved surface having a curvature radius of 2.0 to 3.0 mm.
As described above, in the conventional flash-type compression mold, it becomes easy to form pores in the flat plate made of resin composition obtained by entraining air when the resin composition flows, but in the mold of the present invention, Since the convex part or concave part formed on the lower mold surface or the upper mold surface that forms the flow space of the resin composition is formed by a curved surface, the gold during the flow of the resin composition Residual air in the mold can be easily extruded to the outside, and formation of pores in the resulting resin composition flat plate can be suppressed.
図1(b)および図1(c)に示すように、上型3において、下型の樹脂組成物成形用凹部5a、5bに対応する位置には樹脂組成物押圧用平坦部9a、9bが形成され、上型3を下型2に嵌合したときに、樹脂組成物製平板の枠状部を押圧形成することができる。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
また、本発明の金型においては、図1(b)および図1(c)に例示するように、上型3において、上記樹脂組成物押圧用平坦部9a、9b以外の位置の少なくとも一部に、余剰の樹脂組成物Rを収容する空間を形成するために、余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部(バリ溝)6a、6bが形成されていることが好ましい。
本発明の金型において、余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部は、上型3の押圧面のうち、上型3の押圧成形箇所(図1に示す例における樹脂組成物押圧用平坦部9a、9b)以外の箇所の少なくとも一部に設けられることが好ましく、成形面となる平坦部に隣接して設けられることが望まれる。
Moreover, in the metal mold | die of this invention, as illustrated in FIG.1 (b) and FIG.1 (c), in the upper mold |
In the mold of the present invention, the recess for forming the surplus resin composition containing space is formed by pressing the
本発明の金型において、樹脂組成物が流動する空間を形成する下型の表面または上型の表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなるものであり、余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部も、その角部の少なくとも一部が、好ましくは曲率半径0.5〜3.0mm、より好ましくは曲率半径1.0〜3.0mm、さらに好ましくは曲率半径2.0〜3.0mmの曲面により形成されてなるものであることが好ましい。
上述したように、従来のフラッシュ型圧縮成形金型においては、樹脂組成物の流動時に空気を巻き込んで得られる樹脂組成物製平板に気孔を形成し易くなるが、本発明の金型においては、樹脂組成物の流動空間を形成する下型表面または上型表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部の角部が曲面により形成されてなるものであるため、樹脂組成物の流動時に金型内の残留空気を外部に押出し易くなり、得られる樹脂組成物製平板内への気孔の形成を抑制することができる。
In the mold of the present invention, at least a part of the convex part or the concave part formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold that forms a space in which the resin composition flows is formed by a curved surface at the corner. The excessive resin composition-containing space forming recess also has at least a part of its corner, preferably a radius of curvature of 0.5 to 3.0 mm, more preferably a radius of curvature of 1.0 to 3.0 mm, It is preferably formed by a curved surface having a curvature radius of 2.0 to 3.0 mm.
As described above, in the conventional flash-type compression mold, it becomes easy to form pores in the flat plate made of resin composition obtained by entraining air when the resin composition flows, but in the mold of the present invention, Since the convex part or concave part formed on the lower mold surface or the upper mold surface that forms the flow space of the resin composition is formed by a curved surface, the gold during the flow of the resin composition Residual air in the mold can be easily extruded to the outside, and formation of pores in the resulting resin composition flat plate can be suppressed.
本発明の金型は、図1(b)および図1(c)に示すように、上型3の外周部において、上記下型外周部側壁7に対応する位置に上型外周部側壁10が形成されてなる。
本発明の金型は、上型外周部側壁も、下型外周部側壁と同様に、上型を下型に嵌合したときに樹脂組成物の流出を抑制する防護壁の役割を果たす。
本発明の金型において、上型外周部側壁の高さ(上型外周部側壁の頂部と上型を下型に嵌合したときに形成される成形面との高さの差)は、上型と嵌合したときに樹脂組成物の流出を抑制し得るものである限り特に制限されないが、3.0〜10.0mm程度であることが好ましく、下型外周部側壁と同様の高さであることがより好ましい。
また、本発明の金型において、上型外周部側壁の傾斜角は、下型外周部側壁の傾斜角に対応するものであることがより好ましい。
なお、本発明の金型においては、上型外周部側壁が成す傾斜角とは、上述した下型外周部側壁が成す傾斜角αと同様に、図1に示す上型外周部側壁10に対応する平面と上型を下型に嵌合したときに形成される成形面に対応する平面とが成す角度を意味する。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the mold of the present invention has an upper mold outer peripheral
In the mold of the present invention, the upper mold outer peripheral side wall also serves as a protective wall that suppresses the outflow of the resin composition when the upper mold is fitted to the lower mold, like the lower mold outer peripheral side wall.
In the mold according to the present invention, the height of the upper mold outer peripheral side wall (the difference in height between the top of the upper mold outer peripheral side wall and the molding surface formed when the upper mold is fitted to the lower mold) is Although it does not restrict | limit as long as it can suppress the outflow of a resin composition when it fits with a type | mold, It is preferable that it is about 3.0-10.0 mm, and is the same height as a lower mold | type outer peripheral part side wall. More preferably.
In the mold of the present invention, it is more preferable that the inclination angle of the upper mold outer peripheral side wall corresponds to the inclination angle of the lower mold outer peripheral side wall.
In the mold according to the present invention, the inclination angle formed by the upper mold outer peripheral side wall corresponds to the upper mold outer
本発明の金型において、樹脂組成物が流動する空間を形成する下型の表面または上型の表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなるものであり、上型外周部側壁の端部も少なくとも一部が、好ましくは曲率半径0.5〜3.0mm、より好ましくは曲率半径1.0〜3.0mm、さらに好ましくは曲率半径2.0〜3.0mmの曲面により形成されてなるものであることが好ましい。
上述したように、従来のフラッシュ型圧縮成形金型においては、樹脂組成物の流動時に空気を巻き込んで得られる樹脂組成物製平板に気孔を形成し易くなるが、本発明の金型においては、樹脂組成物の流動空間を形成する下型表面または上型表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部の角部が曲面により形成されてなるものであるため、樹脂組成物の流動時に金型内の残留空気を外部に押出し易くなり、得られる樹脂組成物製平板内への気孔の形成を抑制することができる。
In the mold of the present invention, at least a part of the convex part or the concave part formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold that forms a space in which the resin composition flows is formed by a curved surface at the corner. Further, at least a part of the end portion of the upper mold outer peripheral side wall is preferably a curvature radius of 0.5 to 3.0 mm, more preferably a curvature radius of 1.0 to 3.0 mm, and still more preferably a curvature radius of 2. It is preferably formed by a curved surface of 0 to 3.0 mm.
As described above, in the conventional flash-type compression mold, it becomes easy to form pores in the flat plate made of resin composition obtained by entraining air when the resin composition flows, but in the mold of the present invention, Since the convex part or concave part formed on the lower mold surface or the upper mold surface that forms the flow space of the resin composition is formed by a curved surface, the gold during the flow of the resin composition Residual air in the mold can be easily extruded to the outside, and formation of pores in the resulting resin composition flat plate can be suppressed.
本発明の金型において、上型外周部側壁は、上型を下型に嵌合したときに、樹脂組成物の外部への流出を抑制する防護壁として機能するとともに、上型外周部側壁と下型外周部側壁とが対向してほぼ隙間なく嵌まり合うことによっても、樹脂組成物の外部への流出を抑制するものである。
一方、上型外周部側壁と下型外周部側壁との間に形成される隙間は、狭すぎると樹脂組成物中に含まれるフィラー等によって嵌合時に金型表面が損傷する場合があり、広すぎると樹脂組成物の流動を抑制するという目的を達成し難くなる。
このため、本発明の金型において、上記下型外周部側壁および上型外周部側壁は、下型および上型の嵌合時に50〜150μmの隙間を形成し得るように設計されてなるものであり、50〜100μmの隙間を形成し得るように設計されてなるものであることが好ましく、50〜80μmの隙間を形成し得るように設計されてなるものであることがより好ましい。
In the mold of the present invention, the upper mold outer peripheral side wall functions as a protective wall that suppresses the outflow of the resin composition to the outside when the upper mold is fitted to the lower mold, and the upper mold outer peripheral side wall and The outflow of the resin composition to the outside is also suppressed when the lower mold outer peripheral side wall faces and fits with almost no gap.
On the other hand, if the gap formed between the upper mold outer peripheral side wall and the lower mold outer peripheral side wall is too narrow, the mold surface may be damaged at the time of fitting by a filler or the like contained in the resin composition. If it is too high, it will be difficult to achieve the purpose of suppressing the flow of the resin composition.
Therefore, in the mold of the present invention, the lower mold outer peripheral side wall and the upper mold outer peripheral side wall are designed so that a gap of 50 to 150 μm can be formed when the lower mold and the upper mold are fitted. And is preferably designed so as to be able to form a gap of 50 to 100 μm, and more preferably designed so as to be able to form a gap of 50 to 80 μm.
本発明の金型は、得ようとする略枠形状の樹脂組成物製平板の形状に応じて種々の形態を採ることができる。
例えば、図1(a)に示すように、得ようとする略枠形状の樹脂組成物製平板Fが、枠部にも中空部hが形成されてなるものである場合は、図1(b)および図1(c)に示すように、下型2が、樹脂組成物成形用凹部として内周側成形用凹部5aおよび外周側成形用凹部5bが形成されてなるものを挙げることができる。
The metal mold | die of this invention can take a various form according to the shape of the substantially frame-shaped resin composition plate made to obtain.
For example, as shown in FIG. 1A, when the substantially frame-shaped resin composition flat plate F to be obtained has a hollow portion h formed in the frame portion, ) And FIG. 1 (c), the lower mold 2 can be formed by forming the inner peripheral side molding
図2は、本発明に係る金型の他の形態例を示すための図であって、図2(a)は、当該金型を用いて形成しようとする中空部Hを有する略枠形状の樹脂組成物製平板Fの平面図であり、図2(b)は、本形態例に係る金型1の断面の模式図であり、図2(c)は、図2(b)に示す金型1の右側点線部の拡大図である。
FIG. 2 is a view for showing another example of the mold according to the present invention, and FIG. 2 (a) shows a substantially frame shape having a hollow portion H to be formed using the mold. It is a top view of the flat plate F made from a resin composition, FIG.2 (b) is a schematic diagram of the cross section of the metal mold | die 1 which concerns on this embodiment, FIG.2 (c) is gold | metal | money shown in FIG.2 (b) 3 is an enlarged view of a right dotted line part of the
本形態例は、図2(a)に示すように、得ようとする略枠形状の樹脂組成物製平板Fが、枠部に中空部が形成されていない場合の例であって、図2(b)および図2(c)に示すように、下型2には、樹脂組成物成形用凹部として凹部5が形成されてなり、上型3には、下型の樹脂組成物充填用凹部5に対応する位置に樹脂組成物押圧用平坦部9が形成されるとともに、その外側に樹脂組成物流動空間形成用凹部6が形成されてなる。
As shown in FIG. 2 (a), the present embodiment is an example in which the substantially frame-shaped resin composition flat plate F to be obtained has no hollow portion formed in the frame portion. As shown in FIG. 2 (b) and FIG. 2 (c), the lower mold 2 is formed with a
本発明の金型は、図1(b)および図1(c)(または図2(b)および図2(c))に示すように、下型2および上型3が、押圧時に嵌合して樹脂組成物を下型2の中央部から外周部に流動させつつ樹脂組成物製平板を押圧成形し得るように設計されてなる。
As shown in FIGS. 1B and 1C (or FIG. 2B and FIG. 2C), the lower mold 2 and the
図1(b)および図1(c)に示す金型1を用いて、中空部を有する略枠形状の樹脂組成物製平板として、樹脂組成物製平板Fを製造する場合、図1(b)または図1(c)に示す下型2の中央部に設けられた樹脂組成物充填用凹部4に熱硬化性樹脂組成物Rを充填した後、加熱条件下、上型3を嵌合して下型2を押圧する。
上記樹脂組成物充填用凹部4に充填された熱硬化性樹脂組成物は、上型3に押圧されることによって、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部5a、5bを満たしつつ、矢印Dで示される端部方向に流動する。図1(c)に示す例において、樹脂組成物Rは、余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部6a、6bによって形成される流動空間内を通過しつつ、端部方向に流動する。上型3を目的位置まで押圧すると、樹脂組成物Rが、下型外周部側壁7と上型外周部側壁10によって形成される防護壁ないし隙間によって外部への流出を抑制された状態下で、下型2に設けられた樹脂組成物成形用凹部5a、5b内に所望量の樹脂組成物Rが充填される。
When the resin composition flat plate F is manufactured as a substantially frame-shaped resin composition flat plate having a hollow portion using the
The thermosetting resin composition filled in the recess 4 for filling the resin composition is pressed by the
この場合、図1(b)および図1(c)に示す例においては、樹脂組成物が流動する空間を形成する下型2の表面または上型3の表面に形成される凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなるものであることから、金型内に残留する空気の巻き込みを抑制しつつ、樹脂組成物を目的とする平板形状に成形することができ、また、上記下型外周部側壁と上型外周部側壁を設けることによって金型外への樹脂組成物の流出を抑制し、上記下型外周部側壁と上型外周部側壁によって形成される隙間の幅を所定範囲内に制御することにより、フィラーによる金型の損傷を抑制しつつ、樹脂組成物の外部への流出を抑制することができる。
In this case, in the example shown in FIG. 1B and FIG. 1C, the convex portion or the concave portion formed on the surface of the lower mold 2 or the surface of the
上記加圧状態を維持しつつ、熱硬化温度以上の温度条件下で所定時間上型および下型を加熱して硬化させた後、必要に応じて更に機械加工を施してもよい。
すなわち、上記加熱硬化させた後、得られた硬化成形物の中空部形成部分と端部の余剰部分(バリ)を切断して、適宜、切削、研磨処理することにより、所望形状を有する樹脂組成物製平板を作製することができる。
例えば、熱圧成形用の金型として、図1(b)または図1(c)に示す金型1を用いた場合、得られる樹脂組成物製平板において、下型の樹脂組成物充填用凹部4または上型の樹脂組成物押圧用凸部8により押圧される箇所は中空部Hとなるが、当該押圧部には成形バリが生じ得ることから、適宜切断、切削または研磨処理を施すことにより、上記成形バリを除去することが好ましい。
また、図1(b)または図1(c)に示す金型1を用いた場合、得られる樹脂組成物製平板において、上型の余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部6aに対向する箇所も中空部hとなるが、当該箇所にも成形バリが生じ得ることから、適宜切断、切削または研磨処理を施すことにより、上記成形バリを除去することが好ましい。
また、図1(b)または図1(c)に示す金型1を用いた場合、得られる樹脂組成物製平板において、下型の樹脂組成物成形用凹部5bよりも外周側は不要部分となることから、適宜切断、切削または研磨処理を施すことにより、上記不要部分を除去することが好ましい。
The upper mold and the lower mold may be heated and cured for a predetermined time under a temperature condition equal to or higher than the thermosetting temperature while maintaining the above-mentioned pressure state, and then may be further machined as necessary.
That is, the resin composition having a desired shape is obtained by cutting the hollow portion forming portion and the excess portion (burr) of the end portion of the obtained cured molded article after appropriate heat-curing, and cutting and polishing appropriately. A product flat plate can be produced.
For example, when the
Further, when the
Moreover, when the
本発明の金型において、樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂バインダーおよび炭素質粉末を含み、上記熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対し、炭素質粉末20〜100質量部を配合してなるものを挙げることができる。 In the mold of the present invention, the resin composition includes a thermosetting resin binder and carbonaceous powder, and is formed by blending 20 to 100 parts by mass of carbonaceous powder with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder. Things can be mentioned.
本発明の金型において、樹脂組成物を構成する炭素粉末として、具体的には、カーボンブラックや、人造黒鉛粉、天然黒鉛粉、等方性黒鉛粉等の黒鉛粉や、ニードルコークス等のコークス類等から選ばれる一種以上を挙げることができ、得ようとする樹脂組成物製平板に応じて適宜選択することが好ましい。
例えば、得ようとする樹脂組成物製平板がフレーム部材である場合には、フレーム部材に要求される絶縁性とアノードプレートやカソードプレート等の金属製プレートとの熱膨張差に耐える強度、低溶出性、絶縁性、十分な剛性を付与し得ることから、ニードルコークスが好適である。
In the mold of the present invention, as the carbon powder constituting the resin composition, specifically, carbon black, graphite powder such as artificial graphite powder, natural graphite powder, isotropic graphite powder, and coke such as needle coke One or more types selected from the class and the like can be mentioned, and it is preferable to select appropriately according to the flat plate made of the resin composition to be obtained.
For example, when the resin composition flat plate to be obtained is a frame member, the insulation required for the frame member and the strength to withstand the difference in thermal expansion between the metal plate such as the anode plate and the cathode plate, low elution Needle coke is preferable because it can provide sufficient properties, insulation, and sufficient rigidity.
ニードルコークスは以下の方法によって作製することができる。
先ず、多環芳香族に富むコールタール、コールタールピッチ等の石炭系重質油、または石油系重質油を原料として、ディレードコーキング法により400〜600℃程度の温度でコーキング反応を行うことによって生コークスを得る。この生コークスを、ロータリーキルン炉、リードハンマー炉、ロータリーハース炉等で、黒鉛化温度未満の1000〜1400℃で仮焼処理することにより、針状のニードルコークスを得ることができる。
Needle coke can be produced by the following method.
First, by conducting a coking reaction at a temperature of about 400 to 600 ° C. by a delayed coking method using coal-based heavy oil such as coal tar rich in polycyclic aromatics, coal tar pitch, or petroleum heavy oil as a raw material. Get raw coke. The raw coke is calcined at 1000 to 1400 ° C. below the graphitization temperature in a rotary kiln furnace, a lead hammer furnace, a rotary hearth furnace or the like, whereby needle-like needle coke can be obtained.
本発明の金型において、樹脂組成物を構成する炭素質粉末は、平均粒子径が3〜80μmであるものが好ましく、30〜60μmであるものがより好ましく、40〜60μmであるものがさらに好ましい。
炭素質粉末の平均粒子径が3μmよりも小さくなると、樹脂組成物の粘度が低下して充填不良を生じ易くなり、80μmよりも大きくなると、得られる樹脂組成物製平板の曲げ疲労強度が低下し易くなる。
In the mold of the present invention, the carbonaceous powder constituting the resin composition preferably has an average particle size of 3 to 80 μm, more preferably 30 to 60 μm, and even more preferably 40 to 60 μm. .
When the average particle size of the carbonaceous powder is smaller than 3 μm, the viscosity of the resin composition is lowered and the filling is likely to be poor. When the average particle diameter is larger than 80 μm, the bending fatigue strength of the obtained resin composition flat plate is decreased. It becomes easy.
炭素質粉末はフィラーとして機能するものであり、フィラーとして炭素質粉末を採用することにより、金属イオン等の不純物の溶出を抑制して、得られる樹脂組成物製平板に高い耐薬品性を付与することができ、フッ酸や硫酸等の浸食性の高い薬品に対しても優れた耐食性を発揮することができる。
また、本発明の金型により製造される略枠形状の樹脂組成物製平板が燃料電池用フレーム部材である場合、一般に金属製セパレータの構成材料となるステンレスの熱膨張係数が16×10−6程度であり、チタンの熱膨張係数が8×10−6程度であるのに対し、例えばフレーム部材の構成材料として使用されるエポキシ樹脂の熱膨張係数は60×10−6程度と、金属製セパレータに比べてかなり大きいものの、フィラーとして炭素質粉末を採用することにより金属製セパレータとの熱膨張係数差を小さくすることができ、このために、燃料電池スタックの起動や停止によりセパレータおよびフレーム部材が熱膨張や熱収縮した場合においても、接着界面における繰り返し応力を抑制して優れた疲労強度特性を発揮することができる。
The carbonaceous powder functions as a filler, and by adopting the carbonaceous powder as the filler, elution of impurities such as metal ions is suppressed and high chemical resistance is imparted to the resulting resin composition flat plate. It can also exhibit excellent corrosion resistance against highly erodible chemicals such as hydrofluoric acid and sulfuric acid.
Moreover, when the substantially frame-shaped resin composition flat plate produced by the mold of the present invention is a fuel cell frame member, the thermal expansion coefficient of stainless steel, which is generally a constituent material of a metal separator, is 16 × 10 −6. For example, the thermal expansion coefficient of titanium is about 8 × 10 −6 , whereas the thermal expansion coefficient of an epoxy resin used as a constituent material of a frame member is about 60 × 10 −6 , for example. However, by adopting carbonaceous powder as a filler, the difference in thermal expansion coefficient from the metal separator can be reduced. For this reason, the separator and the frame member can be removed by starting and stopping the fuel cell stack. Even in the case of thermal expansion or contraction, excellent fatigue strength characteristics can be exhibited by suppressing repeated stress at the bonding interface.
本発明の金型において、樹脂組成物を構成する熱硬化性バインダーとしては、特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、フルフリルアルコール樹脂、フルフリルアルコールフルフラール樹脂、フルフリルアルコールフェノール樹脂などのフラン系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ピレン−フェナントレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、2官能脂肪族アルコールエーテル型エポキシ樹脂や多官能フェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂などが挙げられ、これらを単独又は2種以上を組み合わせて用いることができ、得ようとする樹脂組成物製平板に応じて適宜選択することが好ましい。
例えば、得ようとする樹脂組成物製平板がフレーム部材である場合には、上記各種樹脂のうち、pHが2〜3程度のスルホン酸などの電解質に対する耐酸性および60〜100℃程度の燃料電池の作動温度に耐え得る耐熱性を有するものが好ましい。
本発明の金型において、樹脂組成物を構成する熱硬化性バインダーとしては、気孔を発生する要因となる縮合水等を生じ難く、粘度調整が容易で、耐薬品性を有するエポキシ樹脂が好ましい。
In the mold of the present invention, the thermosetting binder constituting the resin composition is not particularly limited. For example, furan series such as phenol resin, furfuryl alcohol resin, furfuryl alcohol furfural resin, furfuryl alcohol phenol resin, etc. Resins, polyimide resins, polycarbodiimide resins, polyacrylonitrile resins, pyrene-phenanthrene resins, polyvinyl chloride resins, bifunctional aliphatic alcohol ether type epoxy resins and polyfunctional phenol type epoxy resins and other epoxy resins, urea resins, diallyl phthalate resins , Unsaturated polyester resin, melamine resin, and the like. These can be used alone or in combination of two or more, and it is preferable to select appropriately according to the flat plate made of the resin composition to be obtained.
For example, when the resin composition flat plate to be obtained is a frame member, among the above-mentioned various resins, acid resistance to an electrolyte such as sulfonic acid having a pH of about 2-3 and a fuel cell of about 60-100 ° C. Those having heat resistance capable of withstanding the operating temperature are preferred.
In the metal mold of the present invention, the thermosetting binder constituting the resin composition is preferably an epoxy resin that hardly generates condensed water or the like that causes pores, can be easily adjusted in viscosity, and has chemical resistance.
本発明の金型において、樹脂組成物は、熱硬化性バインダーの一部として硬化促進剤を含んでもよい。
硬化促進剤としては、特に制限されないが、例えば、熱硬化性樹脂バインダーとして多官能フェノール型エポキシ樹脂を用いた場合は、通常エポキシ樹脂のアニオン硬化に用いられるものを挙げることができ、具体的には、3級アミン、4級アンモニウム塩、2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、ホスフィン、ホスホニウム塩等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
上記硬化促進剤のうち、特にイミダゾール類は、少量の使用量でもエポキシ樹脂に対して高い活性を示し、比較的低い硬化温度でも短時間で、例えば、170℃程度でも10秒位で硬化させることができることから、好適に使用することができる。
In the mold of the present invention, the resin composition may include a curing accelerator as a part of the thermosetting binder.
Although it does not restrict | limit especially as a hardening accelerator, For example, when using a polyfunctional phenol type epoxy resin as a thermosetting resin binder, what is normally used for anion hardening of an epoxy resin can be mentioned, Specifically, Can include one or more selected from tertiary amines, quaternary ammonium salts, imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole, phosphines, phosphonium salts and the like.
Among the above-mentioned curing accelerators, particularly imidazoles exhibit high activity with respect to epoxy resins even in a small amount used, and can be cured in a short time even at a relatively low curing temperature, for example, about 170 ° C. in about 10 seconds. Can be preferably used.
本発明の金型において、樹脂組成物は、固形分換算で、熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対し、炭素質粉末を20〜100質量部含むものであることが好ましく、40〜90質量部含むものであることが好ましく、50〜60質量部含むものであることがより好ましい。 In the mold of the present invention, the resin composition preferably contains 20 to 100 parts by mass of carbonaceous powder, and 40 to 90 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder. It is preferable that it contains 50-60 parts by mass.
熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対する炭素質粉末の含有量が20質量部以上であることにより、溶融時における粘度低下を抑制して、金型の隙間からの樹脂組成物の流出を抑制し得るとともに、樹脂組成物を十分に加圧することができる。また、熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対する炭素質粉末の含有量が100質量部以下であることにより、樹脂組成物の流動性を向上させ、本発明の金型への充填性を向上させることができる。 When the content of the carbonaceous powder with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder is 20 parts by mass or more, a decrease in viscosity at the time of melting can be suppressed, and the outflow of the resin composition from the gap of the mold can be suppressed. At the same time, the resin composition can be sufficiently pressurized. Moreover, the fluidity | liquidity of a resin composition is improved and the filling property to the metal mold | die of this invention is improved because content of the carbonaceous powder with respect to 100 mass parts of thermosetting resin binders is 100 mass parts or less. Can do.
また、本発明の金型において、樹脂組成物は、熱硬化性樹脂バインダーと炭素質粉末を、合計で90〜100質量%含むものであることが好ましく、95〜100質量%含むものであることがより好ましく、98〜100質量%含むものであることがさらに好ましい。
樹脂組成物は、第三成分として、例えば、強度向上のために繊維質のフィラーを少量含有するものであってもよい。
Further, in the mold of the present invention, the resin composition preferably includes a thermosetting resin binder and a carbonaceous powder in a total amount of 90 to 100% by mass, more preferably 95 to 100% by mass, More preferably, the content is 98 to 100% by mass.
The resin composition may contain, for example, a small amount of a fibrous filler for strength improvement as the third component.
本発明の金型に充填される樹脂組成物は、予め平板状に予備成形されてなるものであることが好ましく、この場合、予備成形物としては、所定質量の粉状の樹脂組成物を加圧して所定形状に成形してなるものを挙げることができる。
予備成形物のサイズは、下型の樹脂組成物充填用凹部のサイズに対応するものであることが好ましい。
このような予備成形物を使用することにより、所望量の樹脂組成物を簡便に取り扱いつつ容易に成形することができる。
The resin composition filled in the mold of the present invention is preferably preliminarily molded into a flat plate shape. In this case, a powder resin composition having a predetermined mass is added as the preform. Examples include those formed by pressing into a predetermined shape.
It is preferable that the size of the preform corresponds to the size of the concave portion for filling the lower resin composition.
By using such a preform, a desired amount of the resin composition can be easily molded while being easily handled.
本発明によれば、原料の歩留まりを向上させ、空気の混入を抑制し成形材料を均質に充填しつつ、成形時の損傷を抑制して簡便に熱圧成形し得る金型を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mold that improves the yield of raw materials, suppresses air mixing and uniformly fills a molding material, and suppresses damage during molding and can be easily hot-pressure molded. it can.
次に、本発明の樹脂組成物製平板の製造方法について説明する。
本発明の樹脂組成物製平板の製造方法は、本発明の金型を用いて略枠形状の樹脂組成物製平板を製造する方法であって、熱硬化性樹脂バインダーおよび炭素質粉末を含み、前記熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対し、炭素質粉末20〜100質量部を配合してなる樹脂組成物を、前記下型の樹脂組成物充填用凹部に充填した後、前記上型を嵌合して、150〜200℃の温度条件下、5〜30MPaで熱圧プレス成形することを特徴とするものである。
Next, the manufacturing method of the resin composition flat plate of the present invention will be described.
The method for producing a resin composition flat plate of the present invention is a method of producing a substantially frame-shaped resin composition flat plate using the mold of the present invention, comprising a thermosetting resin binder and a carbonaceous powder, The resin composition obtained by blending 20 to 100 parts by mass of carbonaceous powder with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder is filled in the concave part for filling the resin composition of the lower mold, and then the upper mold is fitted. In combination, hot press molding is performed at 5 to 30 MPa under a temperature condition of 150 to 200 ° C.
本発明の樹脂組成物製平板の製造方法において、金型や樹脂組成物の詳細は、上述したとおりである。 In the method for producing a flat plate made of a resin composition of the present invention, details of the mold and the resin composition are as described above.
本発明の製造方法において、熱圧成形時の温度は、通常150〜200℃であり、150〜180℃であることが適当であり、150〜160℃であることがより適当である。
本発明の製造方法において、樹脂組成物が硬化促進剤を含むものである場合、熱圧成形温度は、上記温度内であって、硬化促進剤の反応開始温度以上の温度下で熱圧成形を行い、硬化促進剤を複数用いる場合は、使用する各硬化促進剤の反応開始温度のうち最も高い温度以上の温度下に熱圧成形を行う。
In the production method of the present invention, the temperature at the time of hot pressing is usually 150 to 200 ° C, suitably 150 to 180 ° C, more suitably 150 to 160 ° C.
In the production method of the present invention, when the resin composition contains a curing accelerator, the hot pressing temperature is within the above temperature, and hot pressing is performed at a temperature equal to or higher than the reaction start temperature of the curing accelerator, When using a plurality of curing accelerators, hot pressing is performed at a temperature equal to or higher than the highest temperature among the reaction start temperatures of the curing accelerators used.
本発明の製造方法において、熱圧成形時の加圧力は5〜30MPaであり、10〜30MPaが好ましく、10〜20MPaがより好ましい。 In the production method of the present invention, the applied pressure during hot pressing is 5 to 30 MPa, preferably 10 to 30 MPa, and more preferably 10 to 20 MPa.
熱圧成形時の加圧時間は、熱硬化性樹脂バインダーの種類によって適宜決定することができるが、熱硬化性樹脂バインダーのゲル化時間の1.5〜3倍程度であることが好ましく、2倍程度であることがより好ましい。
加圧時間が上記範囲内にあることにより、熱硬化性樹脂バインダーを十分に固化して粘着性を低下させ、生産性(製造サイクル)を向上させつつ容易に脱型することができる。
The pressing time at the time of hot pressing can be appropriately determined depending on the type of the thermosetting resin binder, but is preferably about 1.5 to 3 times the gelation time of the thermosetting resin binder. More preferably, it is about double.
When the pressurization time is within the above range, the thermosetting resin binder can be sufficiently solidified to reduce the adhesiveness, and can be easily removed from the mold while improving the productivity (manufacturing cycle).
得られた熱圧成形物は、必要に応じて更に機械加工を施してもよい。
例えば、熱圧成形用の金型として、図1(b)または図1(c)に示す金型1を用いた場合、得られる樹脂組成物製平板において、下型の樹脂組成物充填用凹部4または上型の樹脂組成物押圧用凸部8により押圧される箇所は中空部Hとなるが、当該押圧部には成形バリが生じ得ることから、適宜切断、切削または研磨処理を施すことにより、上記成形バリを除去することが好ましい。
また、図1(b)または図1(c)に示す金型1を用いた場合、得られる樹脂組成物製平板において、上型の余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部6aに対向する箇所も中空部hとなるが、当該箇所にも成形バリが生じ得ることから、適宜切断、切削または研磨処理を施すことにより、上記成形バリを除去することが好ましい。
また、図1(b)または図1(c)に示す金型1を用いた場合、得られる樹脂組成物製平板において、下型の樹脂組成物成形用凹部5bよりも外周側は不要部分となることから、適宜切断、切削または研磨処理を施すことにより、上記不要部分を除去することが好ましい。
The obtained hot pressing product may be further machined as necessary.
For example, when the
Further, when the
Moreover, when the
本発明の製造方法においては、得られた熱圧成形物に対し、必要に応じて、適宜150〜200℃程度の温度でアフターキュアを施してもよいし、離型時に成形型の表面から脱離し、付着した離型剤を除去し、相手部材との接着性を向上させるために適宜サンドブラスト処理等の表面処理を施してもよい。 In the production method of the present invention, the obtained hot-pressed product may be appropriately subjected to after-curing at a temperature of about 150 to 200 ° C., if necessary, and may be removed from the surface of the mold during mold release. In order to remove the release agent that has been released and adhered, and to improve the adhesion to the mating member, a surface treatment such as sandblasting may be applied as appropriate.
本発明の製造方法によれば、このようにして目的とする略枠形状の樹脂組成物製平板を得ることができる。
略枠形状の樹脂組成物製平板としては、例えば、フレーム部材等を挙げることができる。
According to the production method of the present invention, a desired substantially frame-shaped resin composition flat plate can be obtained in this manner.
As a substantially frame-shaped resin composition-made flat plate, a frame member etc. can be mentioned, for example.
本発明の製造方法で得られる樹脂組成物製平板は、熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対し、炭素質粉末を20〜100質量部含むものであることが好ましく、40〜90質量部含むものであることが好ましく、50〜60質量部含むものであることがより好ましい。
また、本発明の製造方法で得られる樹脂組成物製平板は、熱硬化性樹脂バインダーと炭素質粉末を、合計で90〜100質量%含んでなるものであることが好ましく、95〜100質量%含んでなるものであることがより好ましく、98〜100質量%含んでなるものであることがさらに好ましい。本発明の製造方法で得られる樹脂組成物製平板は、第三成分として、例えば、強度向上のために繊維質のフィラーを少量含有してなるものであってもよい。
The resin composition-made flat plate obtained by the production method of the present invention preferably contains 20 to 100 parts by mass of carbonaceous powder and 100 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder. Preferably, it contains 50 to 60 parts by mass.
Further, the resin composition-made flat plate obtained by the production method of the present invention preferably comprises 90 to 100% by mass of the thermosetting resin binder and the carbonaceous powder, and 95 to 100% by mass. More preferably, it is more preferably 98 to 100% by mass. The resin composition flat plate obtained by the production method of the present invention may contain, for example, a small amount of a fibrous filler as a third component for strength improvement.
本発明の製造方法で得られる樹脂組成物製平板は、密度が、理論密度の98%以上であるものが好ましく、理論密度の99%以上であるものがより好ましく、理論密度の99.5%以上であるものがさらに好ましい。
ここで、理論密度とは、樹脂組成物を構成する各成分の配合割合(質量%)を各成分の真比重で除し、その和で100を除した値を意味する。
例えば、樹脂組成物が成分Aおよび成分Bにより構成される場合、理論密度は下記式により表わされる(下記式の分母は、樹脂組成物100gあたりの体積を表す)。
理論密度=100/{(成分Aの配合割合(質量%)/成分Aの真比重)+(成分Bの配合割合(質量%)/成分Bの真比重)}
本発明の製造方法で得られる樹脂組成物製平板の密度が上記範囲内にあることにより、例えば、樹脂組成物平板がフレーム部材である場合において、気孔の発生が抑制されてなり、スタック締め付け時等におけるフレーム部材の割れの発生を抑制することができる優れた強度を有するものを提供することができる。
なお、本出願書類において、樹脂組成物製平板の密度は、アルキメデス法で測定した値を意味する。
The resin composition flat plate obtained by the production method of the present invention preferably has a density of 98% or more of the theoretical density, more preferably 99% or more of the theoretical density, and 99.5% of the theoretical density. The above is more preferable.
Here, the theoretical density means a value obtained by dividing the blending ratio (mass%) of each component constituting the resin composition by the true specific gravity of each component and dividing the sum by 100.
For example, when the resin composition is composed of component A and component B, the theoretical density is represented by the following formula (the denominator of the following formula represents the volume per 100 g of the resin composition).
Theoretical density = 100 / {(mixing ratio of component A (mass%) / true specific gravity of component A) + (mixing ratio of component B (mass%) / true specific gravity of component B)}
When the density of the resin composition flat plate obtained by the production method of the present invention is within the above range, for example, when the resin composition flat plate is a frame member, the generation of pores is suppressed and the stack is tightened. The thing which has the outstanding intensity | strength which can suppress generation | occurrence | production of the crack of the frame member in etc. can be provided.
In addition, in this application document, the density of the flat plate made from a resin composition means the value measured by the Archimedes method.
本発明の製造方法で得られる樹脂組成物平板は、曲げ最大点応力が120MPa以上であるものが好ましく、140MPa以上であるものがより好ましく、160MPa以上であるものがさらに好ましい。
樹脂組成物製平板の曲げ最大点応力が上記範囲内にあることにより、例えば、樹脂組成物平板がフレーム部材である場合において、スタック締め付け時等におけるフレーム部材の割れの発生を抑制することができる。
なお、本出願書類において、樹脂組成物製平板の曲げ最大応力は、JIS K 6911の熱硬化性プラスチック一般試験方法に関する規格の曲げ試験方法に準拠した方法により測定された値を意味するものとする。
The resin composition flat plate obtained by the production method of the present invention preferably has a bending maximum point stress of 120 MPa or more, more preferably 140 MPa or more, and even more preferably 160 MPa or more.
When the bending maximum point stress of the resin composition flat plate is within the above range, for example, when the resin composition flat plate is a frame member, it is possible to suppress the occurrence of cracking of the frame member at the time of stack tightening or the like. .
In addition, in this application document, the bending maximum stress of the flat plate made of a resin composition means a value measured by a method conforming to the bending test method of the standard relating to the general test method for thermosetting plastics of JIS K 6911. .
本発明の製造方法で得られる樹脂組成物平板は、樹脂組成物平板の曲げ破断歪みが、2.2%以上であるものが好ましく、2.4%以上であるものがより好ましく、2.6%以上であるものがさらに好ましい。
樹脂組成物製平板の曲げ破断歪みが上記範囲内にあることにより、例えば、樹脂組成物平板がフレーム部材である場合において、高い曲げ強度を発揮することができる。
なお、本出願書類において、樹脂組成物製平板の曲げ破断歪みは、JIS K 6911の熱硬化性プラスチック一般試験方法に関する規格の曲げ試験方法に準拠した方法により測定された値を意味するものとする。
In the resin composition flat plate obtained by the production method of the present invention, the bending fracture strain of the resin composition flat plate is preferably 2.2% or more, more preferably 2.4% or more, and 2.6. % Or more is more preferable.
When the bending fracture strain of the resin composition flat plate is within the above range, for example, when the resin composition flat plate is a frame member, high bending strength can be exhibited.
In addition, in this application document, the bending fracture strain of the flat plate made of a resin composition means a value measured by a method based on a bending test method of a standard relating to a general test method for thermosetting plastics of JIS K 6911. .
本発明の製造方法で得られる樹脂組成物平板は、樹脂組成物平板の0.45%歪繰り返し曲げ破断回数が、3万回以上であるものが好ましく、5万回以上であるものがより好ましく、10万回以上であるものがさらに好ましい。
樹脂組成物製平板の0.45%歪繰り返し曲げ破断回数が上記範囲内にあることにより、例えば、樹脂組成物平板がフレーム部材である場合において、高い曲げ強度を発揮することができる。
なお、本出願書類において、樹脂組成物平板の0.45%歪繰り返し曲げ破断回数は、4点曲げ試験方法により、支点間距離は外側支点間が20mm、内側支点間が10mmの治具を使用し、試験片と各支点が接触した箇所を上死点、0.45%の歪を付与した箇所を下死点とする5Hzの正弦波を付与して破断するまでの回数を計測することによって求めた値を意味する。
In the resin composition flat plate obtained by the production method of the present invention, the resin composition flat plate preferably has a 0.45% strain repeated bending fracture number of 30,000 times or more, more preferably 50,000 times or more. What is 100,000 times or more is more preferable.
When the 0.45% strain repeated bending fracture of the resin composition flat plate is within the above range, for example, when the resin composition flat plate is a frame member, high bending strength can be exhibited.
In addition, in this application document, the 0.45% strain repeated bending fracture number of the resin composition flat plate is determined by a four-point bending test method, and the distance between fulcrums is 20 mm between outer fulcrums and 10 mm between inner fulcrums. Then, by measuring the number of times until rupture by applying a 5 Hz sine wave with the test piece and each fulcrum in contact with the top dead center and the location with 0.45% strain applied as the bottom dead center Means the calculated value.
本発明の製造方法によれば、残留空気の混入による気孔の形成が抑制され、成形材料が均質に分散されてなり、優れた強度および耐久性を発揮し得る樹脂組成物製平板を提供することができる。 According to the production method of the present invention, it is possible to provide a flat plate made of a resin composition in which formation of pores due to mixing of residual air is suppressed, a molding material is homogeneously dispersed, and can exhibit excellent strength and durability. Can do.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited at all by the following examples.
(実施例1)
(1)樹脂組成物の作製
熱硬化性樹脂バインダーである、エポキシ樹脂(日本化薬(株)製 クレゾールノボラックエポキシ樹脂、融点70℃)66質量部、フェノール樹脂(明和化成(株)製 フェノールノボラック、融点70℃)33質量部および硬化促進剤(四国化成(株)製イミダゾール、反応開始温度90℃)1質量部に対し(熱硬化性樹脂バインダー(エポキシ樹脂+フェノール樹脂+硬化促進剤)100質量部に対し)、平均粒子径が50μmであるモザイク状人造黒鉛60質量部を配合し、80℃に加熱溶融させた状態で二本ロール機を複数回通して混練し、冷却固化することにより、樹脂組成物を作製した。
上記樹脂組成物を一旦粉砕して、縦210mm、横120mmサイズの型枠に
75gを装填し、型枠内部を真空引きした状態で、80℃で溶融させながらプレス機で圧縮することにより、板状(縦210mm、横120mm、厚さ2.2mm)に予備成形した樹脂組成物を形成した。
上記真空引きによって、一旦粉砕したことによって生じた粒子間の空気によって溶融時に気孔(クローズド・ポア)が生成することを抑制することができる。
Example 1
(1) Preparation of resin composition
66 parts by mass of an epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd. cresol novolac epoxy resin, melting point 70 ° C.) and 33 parts by mass of a phenol resin (Maywa Kasei Co., Ltd. phenol novolac, melting point 70 ° C.) which are thermosetting resin binders And curing accelerator (Shikoku Kasei Co., Ltd., imidazole, reaction start temperature 90 ° C.) 1 part by mass (for 100 parts by mass of thermosetting resin binder (epoxy resin + phenol resin + cure accelerator)), average particle A resin composition was prepared by blending 60 parts by mass of mosaic artificial graphite having a diameter of 50 μm, kneading the mixture with a two-roll mill a plurality of times while being heated and melted at 80 ° C., and solidifying by cooling.
The resin composition is pulverized once, loaded with 75 g into a 210 mm long and 120 mm wide mold, and compressed in a press machine while being melted at 80 ° C. in a vacuumed state. A resin composition preformed in a shape (longitudinal 210 mm, lateral 120 mm, thickness 2.2 mm) was formed.
By the evacuation, it is possible to suppress the formation of pores (closed pores) at the time of melting by the air between the particles generated by once pulverizing.
(2)樹脂組成物製平板の作製
上記板状に予備成形した樹脂組成物を、図1(b)または図1(c)に示すような形態を有する一対の下型2および上型3を含む金型1を用いて熱圧成形した。
本実施例で使用した金型1は、下型外周部側壁7および上型外周部側壁10が、下型2および上型3の嵌合時に60μmの隙間を形成し得るように設計されてなるものであった。
また、本実施例で使用した金型1は、下型外周部側壁7の頂部および上型外周部側壁10の頂部が、下型2に上型3を嵌合して形成される成形面(平坦部9a、9bが成す面)から6.0mmの高さlを有するものであった。
さらに、本実施例で使用した金型1は、下型2の樹脂組成物原料充填用凹部4の最深部の深さが、下型2に上型3を嵌合して形成される成形面(平坦部9a、9bが成す面)から3.0mmの深さLを有するものであった。
本実施例で使用した金型1は、下型2および上型3の樹脂組成物が流動する空間を形成する表面に設けられた樹脂組成物成形用凹部5a、5b部分を除く凸部および凹部が、曲率半径が2.0〜3.0mmになるように曲面状に設けられてなるものであり、下型外周部側壁7が、上型3を下型2に嵌合したときに形成される成形面に対し90°の傾斜角αを形成し得るものであった。
熱圧成形処理は、具体的には、上記板状に予備成形した樹脂組成物Rを、160℃に予熱された下型2の樹脂組成物原料充填用凹部4に載置した上で、上型3を下型2に嵌合することにより、溶融させた樹脂組成物を、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部5a、5bの四隅に十分に充填させつつ、端部方向Dへ流動させた。
上型3を下型2の所定位置まで嵌合させて20MPaの加圧下で160℃で3分間型締めして熱圧成形した後、金型を開き、脱型して熱圧成形物を取り出した。上記熱圧成形時において、樹脂組成物の外部への流出を抑制しつつ、熱圧成形物を得ることができた。
得られた熱圧成形物において、適宜、下型2および上型3の上記樹脂組成物流動空間または外周部で形成された余剰部分(成形バリ)を切断、切削して除去することにより、図1(a)に示す中空部Hおよび中空部hが形成されてなり、縦200mm、横300mm、厚さ1.0mm、最薄肉部厚さ0.2mmの枠形状を有する樹脂組成物製平板(燃料電池用フレーム部材)を得た。
得られた樹脂組成物製平板は、外観観察したときに気孔等が確認されないものであった。また、成形型の表面に損傷等は確認されなかった。
(2) Production of flat plate made of resin composition A pair of lower mold 2 and
The
In addition, the
Furthermore, the
The
Specifically, the hot press molding treatment is performed by placing the resin composition R preformed in the above plate shape on the resin composition raw material filling recess 4 of the lower mold 2 preheated to 160 ° C. By fitting the
After fitting the
In the obtained hot-pressed product, the excess portion (molding burr) formed in the resin composition flow space or the outer peripheral portion of the lower mold 2 and the
The obtained resin composition-made flat plate had no pores or the like when the appearance was observed. Further, no damage or the like was confirmed on the surface of the mold.
得られた樹脂組成物製平板は、質量25g、密度1.41(g/cm3)、各部の厚み寸法の最大値と最小値の差が25μmと小さく、寸法精度に優れるものであった。
また、得られた樹脂組成物製平板は、曲げ破壊試験における最大点応力が168MPa、破断時の歪み(曲げ破断歪)2.6%、0.45%付与における5Hz繰り返し曲げ疲労試験において10万回以上の耐久性を示し、優れた強度および耐久性を示すものであった。
The obtained resin composition-made flat plate had excellent dimensional accuracy with a mass of 25 g, a density of 1.41 (g / cm 3 ), and a difference between the maximum value and the minimum value of the thickness dimension of each part was as small as 25 μm.
The obtained resin composition flat plate has a maximum point stress of 168 MPa in a bending fracture test, 2.6% strain at break (bending fracture strain), and 100,000 in a 5 Hz repeated bending fatigue test with 0.45% applied. The durability was more than once, and the strength and durability were excellent.
(実施例2)
実施例1(1)において、粉砕した樹脂組成物量の型枠への装填量を75gから90gに変更して板状の予備成形体(縦210mm、横120mm、厚さ2.6mm)に予備成形した樹脂組成物を作製し、該予備成形体を熱圧成形したことを除けば、実施例1と同様にして熱圧成形物を作製した。
このとき、樹脂組成物は、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部5a、5bの四隅まで十分に充填され、余剰の樹脂組成物が、上型に設けられた凹部6a、6bと下型間に形成される樹脂組成物流動空間を満たし、下型外周部側壁7と上型外周部側壁間10の隙間部分まで流動したが金型外部への流出は抑制された。得られた熱圧成形物において、適宜、下型2および上型3の上記樹脂組成物流動空間または外周部で形成された余剰部分(成形バリ)を切断、切削して除去することにより、図1(a)に示す中空部Hおよび中空部hが形成されてなり、縦200mm、横300mm、厚さ1.0mm、最薄肉部厚さ0.2mmの枠形状を有する樹脂組成物製平板(燃料電池用フレーム部材)を得た。
得られた樹脂組成物製平板は、外観観察したときに気孔等が確認されないものであった。また、成形型の表面に損傷等は確認されなかった。
得られた樹脂組成物製平板は、質量24g、密度1.38(g/cm3)、各部の厚み寸法の最大値と最小値の差が40μmと小さく、寸法精度に優れるものであった。
また、得られた樹脂組成物製平板は、曲げ破壊試験における最大点応力が156MPa、破断時の歪み(曲げ破断歪)2.8%、0.45%付与における5Hz繰り返し曲げ疲労試験において10万回以上の耐久性を示し、優れた強度および耐久性を示すものであった。
(Example 2)
In Example 1 (1), the amount of the pulverized resin composition loaded into the mold was changed from 75 g to 90 g, and preformed into a plate-shaped preform (210 mm long, 120 mm wide, 2.6 mm thick). A hot-pressed product was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin composition was prepared and the preform was hot-pressed.
At this time, the resin composition is sufficiently filled up to the four corners of the resin composition molding recesses 5a and 5b provided in the lower mold, and the surplus resin composition is provided in the lower mold and the
The obtained resin composition-made flat plate had no pores or the like when the appearance was observed. Further, no damage or the like was confirmed on the surface of the mold.
The obtained resin composition-made flat plate was excellent in dimensional accuracy with a mass of 24 g, a density of 1.38 (g / cm 3 ), and the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of each part was as small as 40 μm.
In addition, the obtained resin composition flat plate has a maximum point stress in a bending fracture test of 156 MPa, a strain at break (bending fracture strain) of 2.8%, and a 5 Hz repeated bending fatigue test with 0.45% applied in a 100,000 Hz repeated bending fatigue test. The durability was more than once, and the strength and durability were excellent.
(実施例3)
実施例1(1)において、熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対する、平均粒子径が50μmであるモザイク状人造黒鉛の配合量を60質量部から90質量部に変更し、粉砕した樹脂組成物量の型枠への装填量を75gから60gに変更して板状の予備成形体板状(縦210mm、横120mm、厚さ1.6mm)に予備成形した樹脂組成物を作製し、該予備成形体を熱圧成形したことを除けば、実施例1と同様にして熱圧成形物を作製した。
このとき、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部5a、5bの四隅まで樹脂組成物を十分に充填しつつ熱圧成形することができ、得られた熱圧成形物においては、適宜、下型2および上型3の上記樹脂組成物流動空間または外周部で形成された余剰部分(成形バリ)を切断、切削して除去することにより、図1(a)に示す中空部Hおよび中空部hが形成されてなり、縦200mm、横300mm、厚さ1.0mm、最薄肉部厚さ0.2mmの枠形状を有する樹脂組成物製平板(燃料電池用フレーム部材)を得た。
得られた樹脂組成物製平板は、外観観察したときに気孔等が確認されないものであった。また、成形型の表面に損傷等は確認されなかった。
得られた樹脂組成物製平板は、質量26g、密度1.44(g/cm3)、各部の厚み寸法の最大値と最小値の差が40μmであるものであった。
また、得られた樹脂組成物製平板は、曲げ破壊試験における最大点応力が171MPa、破断時の歪み(曲げ破断歪)2.5%、0.45%付与における5Hz繰り返し曲げ疲労試験において10万回以上の耐久性を示し、優れた強度および耐久性を示すものであった。
(Example 3)
In Example 1 (1), the amount of mosaic artificial graphite having an average particle diameter of 50 μm with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder was changed from 60 parts by mass to 90 parts by mass, and the amount of the pulverized resin composition A pre-molded resin composition was prepared by changing the amount loaded into the mold from 75 g to 60 g and pre-molding a plate-shaped preform (plate length 210 mm, width 120 mm, thickness 1.6 mm). A hot-press molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that was hot-press molded.
At this time, hot pressing can be performed while sufficiently filling the resin composition up to the four corners of the resin
The obtained resin composition-made flat plate had no pores or the like when the appearance was observed. Further, no damage or the like was confirmed on the surface of the mold.
The obtained resin composition-made flat plate had a mass of 26 g, a density of 1.44 (g / cm 3 ), and a difference between the maximum value and the minimum value of the thickness dimension of each part was 40 μm.
Further, the obtained resin composition flat plate has a maximum point stress of 171 MPa in a bending fracture test, a strain at break (bending fracture strain) of 2.5%, and a 100,000 Hz in a repeated bending fatigue test at 0.45%. The durability was more than once, and the strength and durability were excellent.
(比較例1)
熱圧成形用の金型として、図3(b)または図3(c)に記載された、樹脂組成物Rが流動する空間を形成する下型12および上型13の表面に設けられた凹凸がいずれも略直角状の角部を成すものを用いた以外は、実施例1と同様にして熱圧成形物を作製した。
本例においては、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部15a、15bの四隅に樹脂組成物が十分に充填されず、所定形状に成形することができなかった。
(Comparative Example 1)
Concavities and convexities provided on the surfaces of the
In this example, the resin composition was not sufficiently filled in the four corners of the resin composition molding recesses 15a and 15b provided in the lower mold, and could not be molded into a predetermined shape.
(比較例2)
熱圧成形用の金型として、図3(b)または図3(c)に記載された、樹脂組成物Rが流動する空間を形成する下型12および上型13の表面に設けられた凹凸がいずれも略直角状の角部を成すものを用いるとともに、粉砕した樹脂組成物量の型枠への装填量を75gから220gに変更して板状の予備成形体を作製し、該予備成形体を熱圧成形したことを除けば、実施例1と同様にして熱圧成形物を作製した。
このとき、余剰の樹脂組成物が、上型に設けられた凹部16a、16bと下型間に形成される樹脂組成物流動空間を満たし、さらに余剰の樹脂組成物が、下型端部と上型端部との間に形成される隙間Gから流出した。
得られた熱圧成形物において、適宜、樹脂組成物流動空間または外周部に対応する箇所に形成された余剰部分(バリ)を切断、切削して除去することにより、図3(a)に示す中空部Hおよび中空部hが形成されてなり、縦200mm、横300mm、厚さ1.0mm、最薄肉部厚さ0.2mmの枠形状を有する樹脂組成物製平板(燃料電池用フレーム部材)を得た。
得られた樹脂組成物製平板は、外観観察したときに断面に気孔が確認されるものであり、質量が24gで、密度が1.36g/cm3と小さいものであった。
また、得られた樹脂組成物製平板は、曲げ破壊試験における最大点応力が90MPa、破断時の歪み(曲げ破断歪)1.4%、0.45%付与における5Hz繰り返し曲げ疲労試験において100回以下という強度および耐久性に劣るものであって、燃料電池用フレーム部材として実用に供し得ないものであった。
(Comparative Example 2)
Concavities and convexities provided on the surfaces of the
At this time, the surplus resin composition fills the resin composition flow space formed between the
In the obtained hot-press molded product, an excess portion (burr) formed at a location corresponding to the resin composition flow space or the outer peripheral portion is appropriately cut, cut, and removed, as shown in FIG. A flat plate made of a resin composition having a hollow portion H and a hollow portion h and having a frame shape of 200 mm in length, 300 mm in width, 1.0 mm in thickness, and 0.2 mm in the thinnest wall thickness (frame member for fuel cell) Got.
The obtained resin composition-made flat plate was confirmed to have pores in the cross section when the appearance was observed, and had a mass of 24 g and a density as small as 1.36 g / cm 3 .
The obtained flat plate made of a resin composition has a maximum point stress in a bending fracture test of 90 MPa, strain at break (bending fracture strain) of 1.4%, and 100 Hz in a 5 Hz repeated bending fatigue test with 0.45% applied. The following strength and durability were inferior, and could not be put to practical use as a fuel cell frame member.
(比較例3)
熱圧成形用の金型として、図4(b)または図4(c)に記載された、樹脂組成物Rが流動する空間を形成する下型12および上型13の表面に設けられた凹凸がいずれもほぼ直角状の角部を成すとともに、下型12の外周部に下型外周部側壁27が設けられ、上型13の外周部に上型外周部側壁30が設けたものを用いるとともに、粉砕した樹脂組成物量の型枠への装填量を75gから95gに変更して板状の予備成形体を作製し、該予備成形体を熱圧成形したことを除けば、実施例1と同様にして熱圧成形物を作製した。
(Comparative Example 3)
Concavities and convexities provided on the surfaces of the
図4は、図3(b)および図3(c)に示す金型11において、下型12の外周部に下型外周部側壁27を設け、上型13の外周部に上型外周部側壁30を設けた金型の形態例を示す図であって、図4(a)は、当該金型を用いて形成しようとする中空部Hを有する略枠形状の樹脂組成物製平板(a)の平面図であり、図4(b)は、本形態例に係る金型21の断面の模式図であり、図4(c)は、図4(b)に示す金型21の右側点線部の拡大図である。
本例においては、図4(c)に示す下型22の中央部に設けられた樹脂組成物充填用凹部24に熱硬化性樹脂組成物Rを充填した後、加熱条件下、上型23に設けられた樹脂組成物押圧用凸部28により上部から下型22を押圧した。上記樹脂組成物充填用凹部24に充填された熱硬化性樹脂組成物Rは、上型23に押圧されることによって、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部25a、25bを満たしつつ、矢印Dで示される端部方向に流動した。図4(c)に示す金型21においては、樹脂組成物Rの流動性を確保し、加圧時に余剰の樹脂組成物Rを収容する空間を形成するために、上型23に余剰樹脂組成物収容空間形成用凹部26a、26bが設けられており、上記樹脂組成物Rは、上記凹部26a、26bによって形成される流動空間内を通過しつつ、端部方向に流動した。上型23を目的位置まで押圧すると、下型22に設けられた樹脂組成物成形用凹部25a、25b内の四隅まで所望量の樹脂組成物Rが充填され、当該樹脂組成物Rが上型23に設けられた樹脂組成物押圧用平坦部29a、29bにより押圧され、熱圧成形された。
FIG. 4 shows a
In this example, after filling the thermosetting resin composition R into the resin
得られた熱圧成形物において、適宜、樹脂組成物流動空間または外周部に対応する箇所に形成された余剰部分(バリ)を切断、切削して除去することにより、図4(a)に示す中空部Hおよび中空部hが形成されてなり、縦200mm、横300mm、厚さ1.0mm、最薄肉部厚さ0.2mmの枠形状を有する樹脂組成物製平板(燃料電池用フレーム部材)を得た。
得られた樹脂組成物製平板は、外観観察したときに断面に気孔が確認されるものであり、質量が25gで、密度が1.40g/cm3であるものであった。
本例においては、下型に設けられた樹脂組成物成形用凹部25a、25bの四隅に樹脂組成物が十分に充填されていたが、得られた樹脂組成物製平板は、外観観察したときに断面に空隙が確認されるものであった。
また、得られた樹脂組成物製平板は、曲げ破壊試験における最大点応力が147MPa、破断時の歪み(曲げ破断歪)2.3%、0.45%付与における5Hz繰り返し曲げ疲労試験において3万回以下という強度および耐久性に劣るものであって、燃料電池用フレーム部材として実用に供し得ないものであった。
In the obtained hot-press molded product, an excess portion (burr) formed at a location corresponding to the resin composition flow space or the outer peripheral portion is appropriately cut, cut, and removed, as shown in FIG. A flat plate made of a resin composition having a hollow portion H and a hollow portion h and having a frame shape of 200 mm in length, 300 mm in width, 1.0 mm in thickness, and 0.2 mm in the thinnest wall thickness (frame member for fuel cell) Got.
The obtained resin composition-made flat plate was confirmed to have pores in the cross section when the appearance was observed, and had a mass of 25 g and a density of 1.40 g / cm 3 .
In this example, the resin composition was sufficiently filled in the four corners of the resin composition molding recesses 25a and 25b provided in the lower mold, but the obtained resin composition flat plate was observed when the appearance was observed. A void was confirmed in the cross section.
Further, the obtained resin composition flat plate has a maximum point stress in a bending fracture test of 147 MPa, a strain at break (bending fracture strain) of 2.3%, and a 5 Hz repeated bending fatigue test in which 0.45% is applied, and 30,000. It was inferior in strength and durability to less than the number of times, and could not be put to practical use as a fuel cell frame member.
表1等より、実施例1〜実施例3で用いた本発明の金型は、原料の歩留まりを向上させ、空気の混入を抑制し成形材料を均質に充填しつつ、簡便に熱圧成形し得るものであり、また、本金型を用いて熱圧成形することにより、残留空気の混入による気孔の形成が抑制され、成形材料が均質に分散されてなり、優れた強度および耐久性を発揮し得る樹脂組成物製平板を提供し得ることが分かる。 From Table 1 and the like, the molds of the present invention used in Examples 1 to 3 are simply hot-press molded while improving the raw material yield, suppressing air contamination and uniformly filling the molding material. In addition, by hot-press molding using this mold, the formation of pores due to the mixing of residual air is suppressed, and the molding material is uniformly dispersed, and exhibits excellent strength and durability. It can be seen that a flat plate made of a resin composition can be provided.
一方、表1より、比較例1〜比較例3は、従来のフラッシュ型圧縮成形金型や本発明の規定を満たさない金型を用いて熱圧成形したものであるために、樹脂組成物成形用凹部15a、15bの四隅に樹脂組成物が十分に充填されなかったり(比較例1)、原料歩留まりが低く生産性が低いものであったり(比較例2)、十分な強度特性を有する樹脂組成物製平板が得られない(比較例2、比較例3)ことが分かる。
On the other hand, from Table 1, Comparative Example 1 to Comparative Example 3 are formed by hot-press molding using a conventional flash-type compression mold or a mold that does not satisfy the provisions of the present invention. Resin composition having sufficient strength characteristics, such that the four corners of the
本発明によれば、原料の歩留まりを向上させ、空気の混入を抑制し成形材料を均質に充填しつつ、簡便に熱圧成形し得る金型を提供するとともに、残留空気の混入による気孔の形成が抑制され、成形材料が均質に分散されてなり、優れた強度および耐久性を発揮し得る樹脂組成物製平板を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the yield of raw materials, suppress air mixing, and provide a mold that can be easily hot-pressure molded while uniformly filling a molding material, and form pores by mixing residual air. Is suppressed, the molding material is uniformly dispersed, and a flat plate made of a resin composition capable of exhibiting excellent strength and durability can be provided.
1 金型
2 下型
3 上型
4 樹脂組成物原料充填用凹部
5 樹脂組成物成形用凹部
6 樹脂組成物流動空間形成用凹部
7 下型外周部側壁
8 樹脂組成物押圧用凸部
9 樹脂組成物押圧用平坦部
10 上型外周部側壁
DESCRIPTION OF
Claims (5)
一対の下型および上型を有し、
前記下型は、中央部に樹脂組成物原料充填用凹部が形成され、その周辺部に前記枠形状に対応する形状に彫り込まれた樹脂組成物成形用凹部が形成され、外周部に下型外周部側壁が形成されてなるものであり、
前記上型は、中央部の前記下型の樹脂組成物充填用凹部に対応する位置に樹脂組成物押圧用凸部が形成され、その周辺部の前記下型の樹脂組成物成形用凹部に対応する位置に樹脂組成物押圧用平坦部が形成され、外周部の前記下型外周部側壁に対応する位置に上型外周部側壁が形成されてなるものであり、
前記下型および上型は、押圧時に嵌合して前記樹脂組成物を下型の中央部から外周部に流動させつつ樹脂組成物製平板を押圧成形し得るように設計されてなるものであって、
前記樹脂組成物が流動する空間を形成する前記下型の表面または上型の表面に形成される前記樹脂組成物成形用凹部以外の凸部または凹部の少なくとも一部は、その角部が曲面により形成されてなり、
前記下型外周部側壁および上型外周部側壁は、下型および上型の嵌合時に50〜150μmの隙間を形成し得るように設計されてなる
ことを特徴とする金型。 A mold for producing a substantially frame-shaped resin composition flat plate having a hollow part,
Having a pair of lower and upper molds,
The lower mold has a resin composition raw material filling recess formed in the center, a resin composition molding recess carved into a shape corresponding to the frame shape in the periphery, and the lower mold outer periphery on the outer periphery. The side wall is formed,
The upper mold has a resin composition pressing convex portion formed at a position corresponding to the lower mold resin composition filling concave portion in the center portion, and corresponds to the lower mold resin composition molding concave portion in the peripheral portion thereof. The flat portion for pressing the resin composition is formed at the position to be formed, and the upper mold outer peripheral portion side wall is formed at a position corresponding to the lower mold outer peripheral portion side wall of the outer peripheral portion,
The lower mold and the upper mold are designed to be capable of press-molding a resin composition flat plate while fitting when pressed and allowing the resin composition to flow from the center portion to the outer peripheral portion of the lower mold. And
At least part of the convex portions or concave portions other than the concave portion for molding the resin composition formed on the surface of the lower mold or the surface of the upper mold forming a space in which the resin composition flows, the corners are curved surfaces Formed,
The lower die outer peripheral side wall and the upper die outer peripheral side wall are designed so that a gap of 50 to 150 μm can be formed when the lower die and the upper die are fitted.
前記下型が、樹脂組成物原料充填用凹部の周辺部において、樹脂組成物成形用凹部として内周側成形用凹部および外周側成形用凹部が形成されてなるものである
請求項1に記載の金型。 The substantially frame-shaped resin composition flat plate has a hollow part formed in the frame part,
2. The lower mold is formed by forming an inner peripheral side molding concave portion and an outer peripheral side molding concave portion as a resin composition molding concave portion in the peripheral portion of the resin composition raw material filling concave portion. Mold.
熱硬化性樹脂バインダーおよび炭素質粉末を含み、前記熱硬化性樹脂バインダー100質量部に対し、炭素質粉末20〜100質量部を配合してなる樹脂組成物を、
前記下型の樹脂組成物充填用凹部に充填した後、前記上型を嵌合して、150〜200℃の温度条件下、5〜30MPaで熱圧プレス成形する
ことを特徴とする樹脂組成物製平板の製造方法。 A method of producing a substantially frame-shaped resin composition flat plate using the mold according to claim 1 or 2,
A resin composition comprising a thermosetting resin binder and carbonaceous powder, and blending 20 to 100 parts by mass of carbonaceous powder with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin binder,
The resin composition is characterized in that after filling the lower mold resin composition filling recess, the upper mold is fitted and hot press molding is performed at a temperature of 150 to 200 ° C. at 5 to 30 MPa. A method for manufacturing a flat plate.
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