JPH0115367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は熱硬化性樹脂で製作してなる精密機構
部品の製造法に関する。 〔発明の背景〕 従来、機構部品の軽量化を計る目的で、金属ダ
イキヤスト製品に代えて樹脂成形品で製作するこ
とが広く行なわれている。この場合、量産品で、
かつ構造が複雑な部品例えば電子機器のシヤーシ
などにあつてはABS樹脂やポリアセタール樹脂
などの熱可塑性樹脂による射出成形品が賞用され
ている。しかしながら、この種の機構部品にあつ
ては寸法精度の面からは金属ダイキヤスト製品に
は到底及ばなかつた。 ところで、近年普及しつつある家庭用ビデオ・
テープレコーダ（以下、VTRと略称する。）にも
小型、軽量化の動向が見られ、一部に機構部品を
熱可塑性樹脂で製作したものがある。例えば第１
図に示すようなVTRの磁気テープ走査装置なら
びにその周辺部品を樹脂化したものがある。第１
図において、磁気テープ走査装置１はシリンダベ
ース２にネジ止めされ、さらにこのシリンダベー
ス２はビデオテープガイドローラ３を案内するた
めの帯状空孔４やガイドローラ３を所定の位置に
停止するためのキヤツチヤー５などを取付けた支
持板６に取付けられている。支持板６はメインシ
ヤーシ７、フレーム８にネジ止め固定されてい
る。そして、既にローラ、ギヤ、アームなどの各
種小物部品、フレーム、メインシヤーシあるいは
支持板などが樹脂化されている。 しかしながら、家庭用VTRにあつては増々小
型軽量化ならびに録画時間の増加（記録密度の向
上）に伴なう初期寸法精度および寸法安定性の一
層の向上が望まれており、金属材料に近い高精度
の樹脂成形品の開発が必要となつている。 従来公知の低成形収縮率樹脂組成物は、不飽和
ポリエステル樹脂とスチレンよりなる混合物に飽
和ポリエステル樹脂（熱可塑性樹脂）を配合した
ものであつた。この組成物のトランスフア成形又
はインジエクシヨン成形は、組成物のガラス転移
温度Tgより金型温度がTdが20℃以上高い温度で
行われていた。即ち、0.2％の成形収縮率を達成
しようとすると、熱可塑性樹脂を少なくとも15重
量％添加しなければならず、そうすると不飽和ポ
リエステル樹脂単独の場合のTgより20〜30℃Tg
が低くなる。 従つて、従来は熱可塑性樹脂の添加量を制限し
（成形収縮率がある程度大きいまま）、Tgの低下
を抑えていた。 〔発明の概要〕 本発明の目的は寸法精度のすぐれた熱硬化性樹
脂精密機構部品の製造法を提供することにある。 本発明の熱硬化性樹脂精密機構部品の製造法
は、離型時の樹脂のガラス転移温度Tgと成形金
型温度Tdとの関係が下式 Td−Tg20℃ を満足し、成形収縮率が0.2％以下の熱硬化性樹
脂組成物を用い、トランスフア又はインジエクシ
ヨン成形にて１〜10分間成形することを特徴とす
る。 本発明の機構部品がすぐれた初期寸法精度を有
する理由についてその詳細は不明であるが、離型
時の熱硬化性樹脂のガラス転移温度（以下、Tg
と略記する。）が成形金型温度（樹脂の硬化温度、
以下、Tdと略記する。）よりも極端に低い（20℃
よりも低い）場合には、樹脂がゴム状態のため成
形品を離型する時に変形し易く、また、成形歪が
回復することにより残留歪が増加して寸法精度を
悪化させるものと推測される。因みに、一般のト
ランスフア成形品のような熱硬化性樹脂成形品の
成形直後のTgはTd（通常、150℃以上）よりも30
〜40℃程度低く、本発明の目的を達成することは
できない。 本発明に用いるベースレジンとはフタル酸系不
飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレートプレ
ポリマ、エポキシアクリレート樹脂あるいはマレ
イミド化合物と重合性単量体を配合したものであ
る。不飽和ポリエステル樹脂とは分子鎖にエチレ
ン型不飽和結合を含み、繰返し単位がジカルボン
酸単位とジオール単位から構成された周知のポリ
エステル化合物である。特にジカルボン酸単位と
してイソフタル酸もしくはテレフタル酸単位を含
有するポリエステル化合物は硬化物のガラス転移
温度が高く、また、機械的並びに電気的性質も良
好である。 ジアリルフタレートプレポリマとしては、特
に、フタル酸、イソフタル酸もしくはテレフタル
酸のジアリルエステルを重合して得られる分子量
約1000〜5000のプレポリマが好ましい。 エポキシアクリレート樹脂はビスフエノールＡ
型ジグリシジルエーテルやノボラツクポリグリシ
ジルエーテルなどのようなエポキシ樹脂にアクリ
ル酸もしくはメタクリル酸を反応させて得られる
末端不飽和エステル型樹脂である。 マレイミド化合物は一般にアミン化合物と無水
マレイン酸との反応によつて得られる化合物で、
例えばＮ，N′―エチレンジマレイミド、Ｎ，
N′―ヘキサメチレンジマレイミド、Ｎ，N′―ｍ
―キシリレンジマレイミド、Ｎ，N′―（メチレ
ンジ―ｐ―フエニレン）ジマレイミド、Ｎ，
N′―〔メチレンビス（３―クロロ―ｐ―フエニ
レン）〕ジマレイミド、Ｎ，N′―（オキシジ―ｐ
―フエニレン）ジマレイミド、Ｎ，N′―（スル
ホニルジ―ｐ―フエニレン）ジマレイミド、Ｎ，
N′―（メチレンジ―４―シクロヘキシレン）ジ
マレイミド、Ｎ，N′―（シクロヘキシレンジ―
ｐ―フエニレン）ジマレイミドおよびポリ（フエ
ニルメチレン）ポリマレイミドなどが挙げられ
る。これらの化合物のうち、特にアニリンとホル
マリンを反応させて得られる混合ポリアミン化合
物に無水マレイン酸を反応させて得られるポリ
（フエニルメチレン）ポリマレイミドは他の樹脂
成分との相溶性が良いため有利である。 また、重合性単量体としては例えばスチレン、
アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルメチ
ルケトン、ビニルクロリド、メチルビニルスルフ
オン、ビニルオキサゾール、ビニルチアゾール、
ビニルフラン、ビニルピリジン、ジビニルスチレ
ン、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレー
ト、トリアリルトリメリテート、トリアリルシア
ヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどが挙
げられる。 上記各成分の組合せから成る本発明の熱硬化性
樹脂成分はその硬化を促進するための各種のラジ
カル重合開始剤を含有させることが出来る。それ
らは周知のアゾ化合物、有機過酸化物であり、例
えばアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾ
イル、ｔ―ブチルヒドロペーオキシド、ジクミル
パーオキシド、過安息香酸ｔ―ブチル、メチルエ
チルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパー
オキシドなどを必要に応じ１種または２種以上用
いられる。 本発明において、熱硬化性樹脂のTgは固有的
な性質のものであるが、硬化条件によつても左右
されるので、前式を満足するように成形条件を、
使用する熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択す
るのが望ましい。 成形条件としては、金型温度Td120〜200℃、
成形時間１〜10分程度が適当である。因みに、成
形圧力としては50〜300Kg／cm²が適当である。上
記の条件は特に量産性の面からも好適である。 上述の熱硬化性樹脂組成物の成形収縮率、すな
わち、成形金型内での硬化に伴なう収縮率が0.2
％（JIS―Ｋ―6911による収縮率）以下となるよ
うに調合すると、本願の目的である初期寸法精度
の点ですぐれた結果を得られることを確認した。
成形収縮率を下げる手段は熱可塑性樹脂を配合す
ることである。熱可塑性樹脂としては例えばポリ
エチレン、エチレン―酢酸ビニル共重合体、セル
ローズ、アセテート、ブチレート共重合体、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リメチルメタクリレート、ジカルボン酸成分とし
てイソあるいはテレフタル酸を用いた飽和ポリエ
ステル樹脂などが使用出来る。これらの熱可塑性
樹脂は成形材料の充填剤や強化材の配合量にもよ
るが、熱硬化性樹脂成分100重量部に対し、10〜
20重量部配合すれば成形収縮率を0.2％以下にす
ることが出来る。成形材料への配合方法としては
上記熱硬化性樹脂成分に加熱溶解させて使用して
も良いし、微粉末状にして充填剤と一緒に混合し
ても良い。 本発明においては、無機質充填剤及び繊維質強
化材を配合することにより、目的機構部品の成形
収縮率、熱膨張係数の低減、機械強度、応力緩和
特性熱伝導率などを向上させることが可能であ
る。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、ジルコン、マイカ、クレー、タルク、水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウム、石こう、ド
ーソナイト、硼砂、シリカ、アルミナ、硫酸バリ
ウム、カオリン、ケイソウ土、ガラスビーズ、チ
タン白、グラフアイト、カーボンブラツク、フツ
化黒鉛二硫化モリブデンの粉体または粒体、ガラ
ス、チタン酸カルシウム、ウオラステナイト、ア
ルミナ、ジルコニア、炭素などの繊維状物質であ
る。これら各充填剤及び強化材は成形材料全体に
対し60〜80重量％の範囲で用い、そのうち５〜20
重量％は強化材成分とすることが望ましい。充填
剤及び強化材の配合量が80重量％以上になると材
料の流動性が低下し形状が複雑な部分あるいは肉
厚が薄い部分への材料の流れが悪くなる。充填剤
の粒径は325メツシユパス、すなわち44μm以下の
ものが望ましい。これは充填剤の粒径が大き過ぎ
ると成形時に樹脂成分と充填剤成分の分離が起こ
り、成形品中の充填剤の分布が著しく不均一にな
るためである。一方、繊維質強化材は長さ0.5〜
６mm程度のものを使用すると補強効果が大きく、
材料の流動性も良い。また、配合量は20重量％以
上では材料の流動性が著しく低下する。 なお、本発明の成形材料に本来の目的を損わな
い範囲において各種の離型剤、カツプリング剤、
増粘剤、揺変剤、顔料、着色剤、帯電防止剤等を
添加することも出来る。 上記各成分よりなる成形材料の作製には一般に
ニーダ、二軸押出混練機などが使用出来る。ま
た、成形品の作成にはコンプレツシヨン、トラン
スフアまたはインジエクシヨン成形機などが使用
出来る。特に表面形状が優れた機構部品を得るた
めには成形金型のキヤビテイ内を減圧しながら成
形を行なうと、キヤビテイ内への材料の充填性が
良くなる他に成形材料から発生するガス成分が除
かれるため、ボイドや巣の発生がなくなり成形品
の寸法精度も向上する。 次に、第２〜５図に本発明の一応用例である
VTR画像用磁気テープ走査装置搭載ベースの具
体例を示す。第２図は磁気テープ走査装置を固定
する機構のみを有する磁気テープ走査装置搭載ベ
ースを示し、ａは平面図、ｂはＡ―A′断面図で
あり、１は磁気テープ走査装置、９は該装置の支
持固定部である。第３図は磁気テープ走査装置を
固定する機構とビデオテープガイドローラを案内
するための帯状空孔部および上記ローラを所定の
位置に停止させるための停止部（キヤツチヤ）を
一体化したVTR画像用磁気テープ走査装置搭載
ベースを示し、ａは平面図、ｂおよびｃはＡ―
A′断面図であり、４はガイドローラ案内用帯状
空孔、５′は樹脂で一体成形したガイドローラ停
止部、１０はボスである。第４図は磁気テープ走
査装置を固定する部分とビデオテープガイドロー
ラを案内するための帯状空孔部を一体化した
VTR画像用磁気テープ走査装置搭載ベースを示
し、ａは平面図、ｂはＡ―A′断面図である。第
５図は磁気テープ走査装置を固定する部分とビデ
オテープガイドローラをガイドするガイド部と上
記ローラを所定の位置に停止させるための停止部
を一体化したVTR画像用磁気テープ走査装置搭
載ベースを示し、ａは平面図、ｂはＡ―A′断面
図、ｃはＢ―B′断面図であり、４′はガイドロー
ラ案内用レール、５′は樹脂で一体成形したガイ
ドローラキヤツチヤである。 ところで第２〜５図に示した各種VTR画像用
磁気テープ走査装置搭載ベースにおいて特に高い
寸法精度が要求されるのは磁気テープ走査装置固
定部の面交角（α）並びにビデオテープガイドロ
ーラを所定の位置に停止させるための停止部（キ
ヤツチヤー）及び各種部品を取付けるためのボス
の倒れ、平面部のそりやねじれである。平面部の
そりやねじれの影響は面交角精度や停止部（キヤ
ツチヤー）やボスの倒れとして現われる。そこ
で、以下の実施例および実験例において、上記第
３図に示すVTR画像用磁気テープ走査装置搭載
ベースを各種成形材料で成形した場合の材料物性
と面交角およびボスの傾斜率との関係について説
明する。 〔実施例及び比較例、参考例〕 比較例 １および２ 次の組成物を調合した。 イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂（スチ
レン含有量36wt％、25℃粘度、28ポアズ）85重
量部と熱可塑性テレフタル酸系飽和ポリエステル
樹脂15重量部の混合物〔比較例１〕。 テレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂スチレ
ン含有量40wt％、25℃粘度、11アポズ）80重量
部とテレフタル酸系飽和ポリエステル樹脂20重量
部の混合物〔比較例２〕。 比較例３、４と同様に硬化触媒、充填剤、強化
材、離型剤、カツプリング剤を加えた成形材料を
作成した。 比較例 ３および４ 次の組成物を調合した。 テレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂
（AMS―700、日本ユピカ製、スチレン含有量
43wt％、25℃粘度、９ポアズ）100重量部〔比較
例３〕。 テレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂ボデイ
（“8582H”、日本ユピカ製、酸価28.1、軟化点89.9
℃）60重量部とトリアリルイソシアヌレート40重
量部〔比較例４〕。 上記組成物に硬化触媒としてジクミルパーオキ
シド１重量部、充填射として平均粒径2.2μmの炭
酸カルシウム200重量部、平均粒径0.1μm以下の
微粉末シリカ粉30重量部、強化材として長さ６mm
のガラス短繊維60重量部、離型剤としてステアリ
ン酸亜鉛３重量部、カツプリング剤としてシラン
系カツプリング剤１重量部をニーダで混練し２種
類の成形材料を作成した。 実施例 １〜６ 次の組成物を調合した。 イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂“ポリ
マール6709”（武田薬品製、スチレン含有量30wt
％、25℃粘度、15ポアズ）75重量部とイソフタル
酸系飽和ポリエステル樹脂のスチレン溶液“ポリ
マール9755”（武田薬品製、スチレン含有量33wt
％、25℃粘度、18ポアズ）25重量部の混合物〔実
施例１〕。 テレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂
“AMS―700”（日本ユピカ製、スチレン含有量
43wt％、25℃粘度、９ポアズ）75重量部とポリ
マール9775 25重量部の混合物〔実施例２〕。 テレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂ボデイ
“8582―Ｈ”40重量部、トリアリルイソシアヌレ
ート40重量部及びポリメチルメタアクリレート樹
脂20重量部の混合物〔実施例３〕。 テレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂ボデイ
“8582―Ｈ”30重量部、ポリ（フエニルメチレン）
ポリマレイミド（三井東圧製、融点103〜116℃）
15重量部、トリアリルイソシアヌレート45重量
部、ポリメチルメタクリレート樹脂10重量部の混
合物〔実施例４〕。 エポキシ樹脂“Epikote―828”にメタクリル
酸を反応して得られた液状のエポキシアクリレー
ト樹脂30重量部、ポリ（フエニルメチレン）ポリ
マレイミド20重量部、トリアリルイソシアヌレー
ト40重量部、ポリ酢酸ビニル樹脂10重量部の混合
物〔実施例５〕。 ジアリルフタレートプレポリマー（ダイソーダ
ツプ100L）30重量部、ポリフエニルメチレンポ
リマレイミド20重量部、スチレン40重量部ポリエ
チレン10重量部の混合物〔実施例６〕。 比較例３、４と同様に硬化触媒、充填剤、強化
材、離型剤、カツプリング剤を加えた成形材料を
作成した。参考例は実施例５と同様の材料で成形
条件のみを変更したものである。 上記各成形材料を第１表に示す条件でトランス
フア成形した場合の成形収縮率、成形品の樹脂の
ガラス転移温度を測定する一方、第３図に示す
VTR画像用磁気テープ走査装置搭載ベースを成
形し、磁気テープ走査装置固定部の面交角（α、
第３図ｃ参照）並びにボスの傾斜率（％）〔（ボス
の傾斜によつてその先端部が移動した距離／ボス
の高さ）×100〕を測定した。なお、成形収縮率は
JIS―Ｋ―6911に準じて測定した。また、成形品
の樹脂のガラス転移温度はトランスフア成形した
直径10mm、長さ100mmの試験片の熱膨張率を
ASTM―Ｃ―696―44に準じて測定し、最初に表
われた熱膨張率の変曲点を樹脂のガラス転移温度
とした。面交角及びボスの傾斜率は三次元測定器
により測定した。測定はいずれも５個の試料につ
いて行い表中はさの平均値を示した。

【表】

【表】

〔発明の効果〕

本発明によれば、離型時の変形が少なく、初期
寸法精度のよい精密機構部品を能率よく得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はVTRの磁気テープ走査装置ならびに
その周辺部品の構成を示す分解斜見図、第２図な
いし第５図は本発明の一応用例を示すVTR用機
構部品を示す平面図ならびにその側断面図、第６
図は本発明の機構部品における面交角公差とTd
−Tgとの関係を示すグラフ、第７図はボス傾斜
率とTd−Tgとの関係を示すグラフ、第８図は
Tgと寸法安定性との関係を示すグラフである。 １…VTR画像用磁気テープ走査装置、２…シ
リンダベース、３…ビデオテープガイドローラ、
４…ガイドローラ案内用帯状空孔、４′…ガイド
ローラ案内用レール、５…ガイドローラキヤツチ
ヤ、５′…ガイドローラキヤツチヤ、６…支持板、
７…メインシヤーシ、８…フレーム、９…磁気テ
ープ走査装置支持固定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フタル酸系不飽和ポリエステル樹脂、ジアリ
   ルフタレートプレポリマ、エポキシアクリレート
   樹脂及びマレイミド化合物の少なくとも１種以上
   と重合性単量体との混合物100重量部に、熱可塑
   性樹脂を10〜20重量部配合して、成型収縮率
   （JIS―Ｋ―6911）が0.2％以下の組成物を調合し、
   次いで上記組成物の離型時のガラス転移温度Tg
   と成形金型温度Tdとの関係が下式 Td−Tg20℃ を満足する熱硬化性樹脂にて金型温度 （120〜200℃）において成形時間１〜10分間でト
   ランスフア成形又はインジエクシヨン成形により
   目的とする部品を成形することを特徴とする熱硬
   化性樹脂精密機構部品の製造法。