JP4620558B2

JP4620558B2 - シリコーンゴムの成形方法

Info

Publication number: JP4620558B2
Application number: JP2005277685A
Authority: JP
Inventors: 競倫祝; 文福楊
Original assignee: 利保烙印標企業股▲分▼有限公司
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2025-09-26
Also published as: JP2007083657A

Description

本発明は、シリコーンゴムの成形方法に関し、特に、シリコーンゴムの成形方法に関するものである。

シリコーン樹脂の成形方法は、室温硬化型シリコーンゴム（room temperature vulcanization（ＲＴＶ） silicon rubber）を金型の金型凹部の底層に流し、続いて未硬化のシリコーンゴムシート（silicon rubber sheet）を金型凹部の頂層に入れて、最後に両者を熱圧縮して硫化させて成形するものである（特許文献１参照）。

熱圧縮を行う場合、ＲＴＶシリコーンゴムはまだ液体であるため、熱圧縮を行った後、ブリード（bleeding）現象が発生し、成形されたパターンがぼけてしまうことがよくある。特に、極めて小さいパターンを作製する場合、このよう状況がよりいっそう著しい。したがって、このような方法は大きいパターンの作製に適用することが好ましいが、それでも不良品の率は比較的高い。

特開２０００−３１７９６６号

本発明の主な目的は、ブリード現象が発生しないシリコーンゴムの成形方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、必要に応じて多層のパターンを作製可能であるシリコーンゴムの成形方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、本考案によるシリコーンゴムの成形方法は、下記のステップを含む。
（１）内部に金型凹部を有する金型を用意する。金型凹部は、少なくとも一つのパターン層と、一つのパターン層の上方に位置する基底層から形成される。

（２）液状の室温硬化型シリコーンゴム（room temperature vulcanization（ＲＴＶ） silicon rubber）を金型のパターン層に流す。
（３）室温硬化型シリコーンゴムを加熱して初期の硫化成形を進行させる。
（４）室温硬化型シリコーンゴムの表面に表面処理剤を塗布する。

（５）高温硬化型シリコーンゴム（high temperature vulcanization（ＨＴＶ） silicon rubber）を金型の基底層に入れる。
（６）室温硬化型シリコーンゴムと高温硬化型シリコーンゴムを熱圧縮する。
（７）金型を開くと、シリコーンゴムの製品が完成する。

以下の実施例の図面に基づいて本発明の構造と特徴を説明する。
（ａ）金型１０を用意する。
図１に示すように、金型１０は下部金型１２と上部金型１４を有し、下部金型１２は多層の金型凹部１６を有し、金型凹部１６は上から下までの順により第一パターン層１８と第二パターン層２０と基底層２２とを有する。

（ｂ）金型１０の第一パターン層１８に液状の室温硬化型シリコーンゴム２４（room temperature vulcanization（ＲＴＶ） silicon rubber）を流す。
図２に示すように、このステップは、マイクロ注入（micro injection）と自動化制御により金型１０の第一パターン層１８にＲＴＶシリコーンゴム２４を所定の量で流す。ＲＴＶシリコーンゴム２４は、異なる色を呈することが可能であり、かつ設計により金型１０の第一パターン層１８の所定の区域に注入される。

（ｃ）ＲＴＶシリコーンゴム２４を加熱して初期の硫化成形を進行させる。
下部金型１２をオーブン（図中未表示）に移して加熱し、加熱の温度を１２０℃から１８０℃の間で、時間を１５秒から２５秒の間に設定することで、ＲＴＶシリコーンゴム２４を硫化させて成形する。

（ｄ）ＲＴＶシリコーンゴム２４を冷却させる。
加熱作業が完了した後、下部金型１２を冷却装置（図中未表示）に移して、冷却装置の温度が５℃から２０℃の間の冷却液（普通の水）を循環流動させることで、ＲＴＶシリコーンゴム２４を室温になるまで冷却させる。

（ｅ）第一パターン層１８以外のところに付着しているＲＴＶシリコーンゴム２４を除去する。
マイクロ注入の過程では、部分のＲＴＶシリコーンゴム２４（図中未表示）は第一パターン層１８に滴下せず、下部金型１２に滴下することがある。したがって、この部分のＲＴＶシリコーンゴム２４（図中未表示）を布で拭き取る必要がある。

（ｆ）図３に示すように、ＲＴＶシリコーンゴム２４の表面に表面処理剤（primer）２６を塗布する。表面処理剤２６としては、例えば、公知の接着用プライマーが用いられる。
硫化成形した後のＲＴＶシリコーンゴム２４の表面は、光沢のある平滑な状態を呈するため、もう一つのシリコーンゴムと結合しにくい。ＲＴＶシリコーンゴム２４の表面を活性化し、ＲＴＶシリコーンゴム２４ともう一つのシリコーンゴムとを結合させるために、ＲＴＶシリコーンゴム２４の表面に表面処理剤２６を塗布する必要がある。

（ｇ）図４に示すように、金型１０の第二パターン層２０に液状のＲＴＶシリコーンゴム２８を流して、続いて、順番に加熱、冷却、清浄及び表面処理剤３０の塗布などのステップを進める。

（ｈ）図５に示すように、金型１０の基底層２２の大きさと形に近い高温硬化型シリコーンゴム３２（high temperature vulcanization（ＨＴＶ） silicon rubber）を基底層２２に入れる。

（ｉ）図６に示すように、上部金型１４を被せて、そののち、金型１０を腔室３４に移して熱圧縮を行う。
金型１０の金型凹部１６またはシリコーンゴムの中に空気が残留することを防止するために、まず腔室３４から空気を取り除き、その過程において圧縮ヘッド３６により金型１０に圧力を加え、何回か繰り返して圧力を加えた後、腔室３４に空気を送入し、加熱時間を３０秒から４５０秒の間に設定し、１８０℃から２５０℃の間になるまで加熱する。続いて、２回または２回から８回前述のステップを繰り返すことで、金型凹部１６またはシリコーンゴム中の空気を完全に除去し、これらのシリコーンゴムを一体化させる。

（ｊ）金型１０を開くと、シリコーンゴムの製品３８が完成する。
図７に示すように、シリコーンゴム製品３８はＨＴＶシリコーンゴム３２から形成される基底４０と、ＲＴＶシリコーンゴム２４から形成され、基底４０に位置付けられるパターン４２とを有する。すべてのＲＴＶシリコーンゴム２４は、熱圧縮のステップ（ステップ（ｉ））に至る前に固体に変わってしまうため、熱圧縮工程を行う時、ブリード現象は発生しない。したがって、本発明の実施例による方法は、極めて小さいパターンを作製可能である。本発明者が実際に操作したところ、最小０．２ｍｍの英文字が成形可能である。かつ本発明の実施例による方法により作製されるシリコーンゴム製品３８の不良率は極めて低い。

周知の方法により作製されるシリコーンゴム製品３８は単層のパターンのみを有するのに対し、本発明の実施例による方法により作製されるシリコーンゴム製品３８は多層及び立体パターンを有する。図７に示すように、パターン４２は、底層パターン４４と頂層パターン４６を底層パターン４４に堆積させることで組成される。底層パターン４４は金型１０の第一パターン層１８中のＲＴＶシリコーンゴム２４で、頂層パターン４６は金型１０の第二パターン層２０中のＲＴＶシリコーンゴム２８から形成される。本発明の実施例による方法は、三層または三層以上のパターン層を有するように金型１０を設計することで、三層または三層以上の立体パターンを作製可能である。

また、本発明の実施例による方法は、両面に多層の立体パターンを有するシリコーンゴム製品を作製可能である。図８に示すように、金型１０の下部金型１２は若干のパターン層１８とパターン層２０と一つの基底層２２とを有し、上部金型１４は若干のパターン層４８とパターン層５０とを有するため、同様に前述のステップを行うことで、両面にパターンを有するシリコーンゴム製品を作製可能である。

また、状況によってシリコーンゴム製品の基底を厚くするか、基底層の背面にパターンを作製する必要がある場合、基底層を有する上部金型（図中未表示）または同時にパターン層と基底層を有する上部金型（図中未表示）を使用して、前述のステップにより上部金型にＨＴＶシリコーンゴムまたはＲＴＶシリコーンゴムを入れることで、所期のシリコーンゴム製品を得ることが可能である。

本発明の一実施例によるシリコーンゴムの成形方法の下部金型を示す模式図である。本発明の一実施例によるシリコーンゴムの成形方法のＲＴＶシリコーンゴムを第一パターン層に流す状態を示す模式図である。本発明の一実施例によるシリコーンゴムの成形方法のＲＴＶシリコーンゴムの表面に表面処理剤を塗布する状態を示す模式図である。本発明の一実施例によるシリコーンゴムの成形方法のＲＴＶシリコーンゴムを第二パターン層に流してその表面に表面処理剤を塗布する状態を示す模式図である。本発明の一実施例によるシリコーンゴムの成形方法のＨＴＶシリコーンゴムを基底層に流す状態を示す模式図である。本発明の一実施例によるシリコーンゴムの成形方法の金型を腔室に置いて熱圧縮を行う状態を示す模式図である。本発明のもう一つの実施例によるシリコーンゴムの成形方法の両面パターンのシリコーンゴム製品を作製する金型を示す斜視図である。本発明のもう一つの実施例によるシリコーンゴムの成形方法の両面パターンのシリコーンゴム製品を作製する状態を示す模式図である。

符号の説明

１０金型、１２下部金型、１４上部金型、１６金型凹部、１８第一パターン層、２０第二パターン層、２２基底層、２４ＲＴＶシリコーンゴム、２６表面処理剤、２８ＲＴＶシリコーンゴム、３０表面処理剤、３２ＨＴＶシリコーンゴム、３４腔室、３６圧縮ヘッド、３８シリコーンゴム製品、４０基底、４２パターン、４４底層パターン、４６頂層パターン、４８パターン層、５０パターン層

Claims

内部に金型凹部を有する金型を用意し、金型凹部は少なくとも一つのパターン層と、一つのパターン層の上方に位置する基底層から形成されるステップ１と、
液状の室温硬化型シリコーンゴム（room temperature vulcanization（ＲＴＶ） silicon rubber）を金型のパターン層に流すステップ２と、
室温硬化型シリコーンゴムを加熱して初期の硫化成形を進行させるステップ３と、
室温硬化型シリコーンゴムの表面に表面処理剤（primer）を塗布するステップ４と、
高温硬化型シリコーンゴム（high temperature vulcanization（ＨＴＶ） silicon rubber）を金型の基底層に入れるステップ５と、
室温硬化型シリコーンゴムと高温硬化型シリコーンゴムを熱圧縮するステップ６と、
金型を開くと、シリコーンゴムの製品が完成するステップ７と、
を含むシリコーンゴムの成形方法であって、
前記ステップ６はさらに、
腔室に金型を入れるステップａと、
腔室から空気を取り除き、金型に圧力を繰り返して加えるステップｂと、
腔室に空気を送入するステップｃと、
金型を加熱するステップｄと、
を含むことを特徴とするシリコーンゴムの成形方法。
ステップ３では、加熱の温度は１２０℃から１８０℃の間であり、時間は１５秒から２５秒の間であることを特徴とする請求項１に記載のシリコーンゴムの成形方法。
ステップ３が完了した後、室温硬化型シリコーンゴムを室温になるまで冷却させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシリコーンゴムの成形方法。
冷却ステップは、金型を冷却装置に移すことであり、冷却装置は温度が５℃から２０℃の間の冷却水が循環流動していることを特徴とする請求項３に記載のシリコーンゴムの成形方法。
ステップ３が完了した後、パターン層以外のところに滴下している室温硬化型シリコーンゴムを除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシリコーンゴムの成形方法。
ステップｄに至る前に、ステップａからステップｃまでを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のシリコーンゴムの成形方法。
加熱温度は１８０℃から２５０℃の間であり、加熱時間は３０秒から４５０秒の間であることを特徴とする請求項１に記載のシリコーンゴムの成形方法。
下部金型と上部金型から構成される金型を用意し、下部金型は金型凹部を有し、金型凹部は若干のパターン層とこれらのパターン層の上方に位置する一つの基底層から形成されるステップ１と、
液状の室温硬化型シリコーンゴム（room temperature vulcanization（ＲＴＶ） silicon rubber）を金型のパターン層に流すステップ２と、
室温硬化型シリコーンゴムを加熱して初期の硫化成形を進行させるステップ３と、
室温硬化型シリコーンゴムの表面に表面処理剤（primer）を塗布するステップ４と、
すべてのパターン層が室温硬化型シリコーンゴムにより充填されるまでステップ２からステップ４を繰り返すステップ５と、
高温硬化型シリコーンゴム（high temperature vulcanization（ＨＴＶ） silicon rubber）を金型の基底層に入れるステップ６と、
室温硬化型シリコーンゴムと高温硬化型シリコーンゴムを熱圧縮するステップ７と、
金型を開くと、シリコーンゴムの製品が完成するステップ８と、
を含むシリコーンゴムの成形方法であって、
前記ステップ７はさらに、
腔室に金型を入れるステップａと、
腔室から空気を取り除き、金型に圧力を繰り返して加えるステップｂと、
腔室に空気を送入するステップｃと、
金型を加熱するステップｄと、
を含むことを特徴とするシリコーンゴムの成形方法。
金型の上部金型は、少なくとも一つのパターン層を有し、ステップ２からステップ５の方法によりパターン層の中に室温硬化型シリコーンゴムを入れることを特徴とする請求項８に記載のシリコーンゴムの成形方法。
金型の上部金型は、基底層を有し、その中に高温硬化型シリコーンゴムを入れ、その上に表面処理剤を塗布した後、ステップ７の熱圧縮ステップを進めることを特徴とする請求項８に記載のシリコーンゴムの成形方法。
金型の上部金型は、少なくとも一つのパターン層と一つの基底層とを有し、ステップ２からステップ６の方法によりパターン層の中に室温硬化型シリコーンゴムを入れ、基底層の中に高温硬化型シリコーンゴムを入れ、高温硬化型シリコーンゴムの上に表面処理剤を塗布した後、ステップ７の熱圧縮ステップを進めることを特徴とする請求項８に記載のシリコーンゴムの成形方法。