JP3137674B2 - 複合射出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱硬化性樹脂と熱
可塑性樹脂との複合成形方法に関する。更に詳しくは、
熱可塑性樹脂の表面に、金型賦形面を正確に転写した熱
硬化性樹脂が被覆した外観良好な成形品を射出成形によ
り簡単に作るための複合射出成形方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂は、その成形性の良
さから各分野で広く利用されているが、その表面硬度、
耐熱性、耐化学薬品性、耐炎性、耐摩耗性等が不足して
いるために、利用拡大上の障害になっていた。一方、熱
硬化性樹脂は、上記諸性質は熱可塑性樹脂に勝るが成形
性、賦形性に乏しい。そこでこれらの樹脂を一体化する
事によって、互いの長所を生かした成形品を得る事が望
まれている。

【０００３】熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合成形
品用の材料としては、一部熱可塑性樹脂製家具等表面の
加飾、耐傷性等を向上するために、ジアリルフタレート
樹脂（以下ＤＡＰと略す）のフィルム等が知られてい
る。これを熱可塑性樹脂成形品の表面や木材等に接着剤
で張り合わせて製品を作る方法がある。又、一部の高耐
熱性熱可塑性樹脂、例えば、ガラス繊維補強ポイリアミ
ド樹脂の成形品等の表面に未硬化の熱硬化性樹脂を塗布
し加熱硬化するいわゆる焼き付け塗装が知られている。
又、射出成形用の金型内で熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂
とを一体化し複合しようとする方法としては、特開昭６
３−３７９１０号公報が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６３−３７９１
０号公報には、未硬化の熱硬化性樹脂を金型賦型面に液
状で塗布またはシ−ト状態で貼付し、熱可塑性樹脂の射
出によっても塗布又は貼付時の形状が保持される程度に
必要に応じて熱硬化性樹脂を加熱する事によって半硬化
状態にするとある。

【０００５】しかしながら、その具体的な方法はなかな
か困難な課題であった。一つの問題点は、未硬化の熱硬
化性樹脂を金型賦型面に液状で塗布したのでは熱可塑性
樹脂の射出によって未硬化の熱硬化性樹脂は簡単になが
れてしまう。又、シート状の物に熱硬化性樹脂を単に塗
布したり、含浸した物を金型内に挿入しても射出成形機
で熱可塑性樹脂を射出する際に、やはり未硬化の熱硬化
性樹脂が簡単にながれたり、成形品の凹凸部に未硬化の
熱硬化性樹脂を含浸させたシ−トのシワを生じたり、破
れたりする事が多い。

【０００６】そこで従来の技術では、金型に液状にした
未硬化の熱硬化性樹脂を塗布した金型を余熱し、熱硬化
性樹脂を少し重合させる等の方法をとって、流れにくい
粘稠な状態になるように調整したりしていたが、それで
も実際は上述の熱硬化性樹脂の流れの問題は簡単に解決
できなかった。又このような作業では、成形サイクルが
長くなるといった問題が生じたり、加熱することによっ
て液状の塗布物が発泡したり、加熱による硬化の進行に
よって熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との密着性が低下す
るといった新たな問題が生じる事が判った。

【０００７】従って本発明の目的は、熱可塑性樹脂の表
面を熱硬化性樹脂で被覆した外観が良好で三次元構造を
有する成形品を簡単に得るための複合射出成形方法を提
供する事である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、射出成
形機の金型内の所望位置に未硬化状態の熱硬化性樹脂を
存在せしめた状態で、該金型内に溶融熱可塑性樹脂を射
出充填し、その後熱硬化性樹脂を硬化させた後、冷却、
離型することを特徴とする複合射出成形方法において、
金型賦型面に未硬化の熱硬化性樹脂のプレポリマーと溶
剤または、プレポリマーとモノマーと溶剤とからなる混
合物をスプレー塗布して固着させたとき、該混合物の固
着されてから２０秒後の固形分が５０重量％以上となる
該混合物を金型賦型面にスプレー塗布する事を特徴とす
る複合射出成形方法である。又、該混合物の固形分の重
量％とは、該混合溶液が塗布される金型賦型面温度にお
ける、金型賦型面に固着された混合物の、固着されてか
ら２０秒後に測定した該混合物の重量に対する該混合物
中の固体状のプレポリマーの重量の百分率をいう。

【０００９】以下に本発明を具体的に説明する。本発明
の複合成形品の製造に際して、まず未硬化の熱硬化性樹
脂のプレポリマーと溶剤または、プレポリマーとモノマ
ーと溶剤とからなる混合物を、スプレーガンを用いて、
金型賦形面に塗布し、金型賦型面に固着させる。次いで
直ちに熱可塑性樹脂を金型内に射出充填し、金型賦型面
に固着させておいた未硬化の熱硬化性樹脂と一体化す
る。しかる後に金型を加熱し熱硬化性樹脂を硬化させ
る。その後、成形品を冷却・固化させて離型する事によ
り所望の成形品を得る。

【００１０】上記で云う未硬化の熱硬化性樹脂のプレポ
リマーと溶剤または、プレポリマーとモノマーと溶剤と
からなる混合物とは、架橋・硬化する温度以下では熱可
塑性を有する熱硬化性樹脂のプレポリマーと溶剤、また
はプレポリマーとモノマーと溶剤との混合物であって、
これに触媒や離型剤、必要に応じて相溶化剤やガラス繊
維等の強化剤等を加えた物を用いる事ができる。又、こ
の混合物は、金型賦型面にスプレー塗布して固着させた
とき、該混合物の固着されてから２０秒後の固形分が５
０重量％以上、望ましくは８０重量％以上である。ま
た、硬化した熱硬化性樹脂の密度ρsと、固着した未硬
化の熱硬化性樹脂の密度ρｒとの比ρｒ／ρｓが、０．
３３以上、好ましくは０．４５以上、更に好ましくは
０．９０以上である。

【００１１】本発明での溶剤とは、未硬化の熱硬化性樹
脂を溶解するものであればよいが、望ましくは、スプレ
−塗布時に容易に揮発するものが好まれる。好ましく
は、汎用の熱可塑性樹脂の加熱変形温度以下の沸点を有
するもの、更に好ましくは、汎用熱可塑性樹脂の射出成
形時の金型温度よりも低い沸点を有するものが、特に好
まれる。

【００１２】本発明で言う熱硬化性樹脂とは、充分に高
い温度まで加熱した時、架橋・硬化する樹脂を総称する
物である。本発明に好適な熱硬化性樹脂の例を挙げれ
ば、ＤＡＰ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、熱硬化性ポリウレタン等であり、常温で固体状のプ
レポリマーが存在するものが、特に望ましい。これらの
樹脂は、必要であれば、触媒や増量剤、ガラス繊維、マ
イカ、炭酸カルシュウム等の補強剤を含んでも良い。

【００１３】又、冷却・固化後の金型面からの離型を容
易にするために外部離型剤を用いてもよいが、生産性の
点等から、熱硬化性樹脂混合物に離型剤を加えた方が望
ましい。本発明の熱硬化性樹脂と複合する熱可塑性樹脂
とは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系
樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重
合体、ＡＢＳ樹脂、スチレン−無水マレン酸共重合体等
のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の塩化ビニル系樹脂、ポリ
エチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト
等のポリエステル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、ポリフェニレンエ−テル系樹脂、ポリ
オキシメチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレ−ト系樹
脂ポリエ−テルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂等のいわいるス−パ−エンジニアリング樹脂、セ
ルロ−スアセテ−ト等の繊維素誘導体樹脂及びこれらの
ブレンド物等が挙げられ、これらはガラス繊維や鉄粉、
タルク、炭酸カルシウム等の充填剤、可塑剤等の通常の
樹脂添加剤を含んでも良い。

【００１４】本発明に用いる射出成形用金型の一例を図
１に示す。図１はスリ−プレ−トタイプの金型の例で、
キャビテイ 板、コア板を加熱するために各板の裏面には
銅管を渦巻状に巻いたコイル３を配し、該コイルには高
周波電流を流し、キャビティ板、コア板に冷却水孔を設
けると成形サイクル短縮上は有効である。又、加熱の必
要のない固定側型板５や可動側型板６等の母型部の高周
波誘導加熱する必要のない部分は、銅、黄銅等の非磁性
材料でシ−ル層４を設けるのも成形サイクル短縮上は有
効である。高周波電源は１〜１０００ＫＨｚ程度のもの
が便利である。

【００１５】

【発明の実施の形態】

【実施例１】８ｃｍ×１０ｃｍのほぼ角形で皿状の断面
形状が第１図の様な自動車フォグランンプのレンズを成
形した。金型の主要構成部は、図１及び前述のとうりで
ある。熱硬化性樹脂としては、ＤＡＰ樹脂を利用した。
使用したＤＡＰ樹脂混合物の組成としては、ＤＡＰのプ
レポリマー（２〜２０量体）９２部、ＤＡＰモノマ−６
部、過酸化ベンゾイル２部、フロロカ−ボン化合物と合
成有機酸エステル誘導体を主成分とする内部離型剤０．
３部をアセトン１００部に溶解した。

【００１６】これをスプレ−ガンで塗布する際には、更
に３倍にアセトンで希釈して直接金型面に５０μm の厚
みで塗布した。この際金型温度は６０℃に予め温調して
おき溶剤であるアセトンの揮発を促した。金型表面に塗
布され、固着した粉体状のプレポリマ−混合物は、固形
分が８２．６％であった。また、金型表面に塗布された
粉体状のプレポリマ−の混合物の密度ρｒと硬化物の密
度ρｓとの比（ρｒ／ρｓ）は、０．９５であった。

【００１７】次いで金型を閉じ、熱可塑性樹脂としてＡ
Ｓ樹脂（アクリロニトリル−スチレント共重合体）を用
い、樹脂温度２４０℃で、金型内に射出した。更に、コ
イル３に７ＫＨ、２０ＫＷの高周波電流を１５秒間隔で
間欠的に流し、キャビティ板、コア板の温度を１５０℃
に２分間保持しＤＡＰ樹脂を硬化させ、しかる後に冷却
水を通水し、複合された樹脂を冷却固化後、金型より離
型し、目的の複合成形品を得た。

【００１８】この場合、ＤＡＰ樹脂を硬化させるために
キャビティ板１だけを加熱すれば充分であるが、成形品
のそりを防止するためには、コア板２もほぼ同様な温度
に加熱し、キャビティ板、コア板の冷却も同時に行うの
が有効である。この複合成形品の外観は、良好であり、
通常に成形したＡＳ樹脂の外観と同等或いはそれ以上に
金型賦形面を正確に転写している。

【００１９】又、ＤＡＰ樹脂の密着性をクロスカット・
セロテ−プ剥離テストした結果も０／１００で全く剥が
れず、充分な密着性を得た。又，ＤＡＰ樹脂層の表面硬
度は、鉛筆硬度で３Ｈあり、ＡＳ樹脂の表面硬さＨＢに
比較して格段に向上している。従来のフォグランプレン
ズより本実施例のレンズのほうが、軽量で、飛石等によ
る耐衝撃性も優れ、更に何よりも金型に直接塗布する事
によるデザインの自由度、生産性の向上等そのメリット
は、計り知れないものがある。

【００２０】

【実施例２】８ｃｍ×１０ｃｍのほぼ角形で皿状の断面
形状が図１の様な自動車フォグランンプのレンズを成形
した。金型の主要構成部は、図１及び前述のとうりであ
る。熱硬化性樹脂としては、ＤＡＰ樹脂を利用した。使
用したＤＡＰ樹脂混合物の組成としては、ＤＡＰのプレ
ポリマー（２〜２０量体）９２部、ＤＡＰモノマ−６
部、過酸化ベンゾイル２部、内部離型剤０．３部をアセ
トン１００部に溶解した。

【００２１】これをスプレ−ガンで塗布する際には、更
に３倍にアセトンで希釈して直接金型面に５０μmの厚
みで塗布した。この際金型温度は４０℃に予め温調して
おき溶剤であるアセトンが瞬時に揮発するように促し
た。この際、金型表面に塗布され、固着した粉体状のプ
レポリマ−混合物は、固形分が６２．７％であった。次
いで金型を閉じ、熱可塑性樹脂としてガラス繊維を２０
％含んだＡＢＳ樹脂を用い、樹脂温度２４０℃で、金型
内に射出した。更に、コイル３に７ＫＨ、２０ＫＷの高
周波電流を１５秒間隔で間欠的に流し、キャビティ板、
コア板の温度を１５０℃に２分間保持しＤＡＰ樹脂を硬
化させ、しかる後に冷却水を通水し、複合された樹脂を
冷却固化後、金型より離型し、目的の複合成形品を得
た。

【００２２】この複合成形品の外観は、良好であり、通
常に成形したＡＢＳ樹脂の外観に比べそれ以上に金型賦
形面を正確に転写している。又、ＤＡＰ樹脂の密着性を
クロスカット・セロテ−プ剥離テストした結果も０／１
００で全く剥がれず、充分な密着性を得た。又，ＤＡＰ
樹脂層の表面硬度は、鉛筆硬度で２Ｈであり、ＡＢＳ樹
脂の表面硬さ３Ｂに比較して格段に向上している。

【００２３】

【発明の効果】本発明の複合射出成形方法を用いれば、
熱硬化性樹脂の硬化温度条件と熱可塑性樹脂の耐熱変形
温度との関係で従来では複合不可能であった組み合わせ
のものが、複合成形可能となった。又、金型に熱硬化性
樹脂のプレポリマ−を任意な溶媒で希釈した物を金型に
スプレ−塗布する事によって、成形品形状の自由度が格
段に増し、更に、これまで問題となっていた熱可塑性樹
脂の射出充填による熱硬化性樹脂が流れると云った問題
も改善され、熱可塑性樹脂を射出充填する際の高度な熟
練技術も不要となり、甚だ生産性が高い簡単な方法で外
観が極めて良好な複合成型品を作る事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に用いられる複合射出成形用金型の断
面図の概略図の一例。

【符号の説明】

１：キャビティ面 ２：コア面 ３：コイル ４：高周波シ−ル面 ５：固定側型板 ６：可動側型板 ７：取りつけ板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機の金型内の所望位置に未硬化
   状態の熱硬化性樹脂を存在せしめた状態で、該金型内に
   溶融熱可塑性樹脂を射出充填し、その後熱硬化性樹脂を
   硬化させた後、冷却、離型することを特徴とする複合射
   出成形方法において、金型賦型面に、未硬化の熱硬化性
   樹脂のプレポリマーと溶剤または、プレポリマーとモノ
   マーと溶剤とからなる混合物をスプレー塗布して固着さ
   せたとき、該混合物の固着されてから２０秒後の固形分
   が５０重量％以上となる該混合物を金型賦型面にスプレ
   ー塗布する事を特徴とする複合射出成形方法。