JPH0222014A - 樹脂型の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂型の製造法に関し、さらに詳しくは、原
型から１次反転型、２次反転型を経て樹脂型を製造する
方法において、各型間の離型性が良好で、かつ、原型を
忠実に再現し、表面性能に優れた樹脂型を得る方法に関
する。

〔従来の技術〕

般に合成樹脂やエラストマーの成形に用いる型としては
、木型、金型、樹脂型等があり、それぞれの使用目的に
応じて用いられている。

その中でも、樹脂型は、量産品製造の前段階の試作品を
作るために、高価な金型に代えて使用されたり、あるい
は多品種少量生産用の型等として使用されている。樹脂
型の原料としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽
和ポリエステル、シリコーン樹脂などが用いられている
。

従来、樹脂型を製造する方法として、例えば、各種合成
樹脂や木、石こう、粘土、金属などで形成した原型を用
い、この原型を枠（箱）内に保持し、その枠内にエポキ
シ樹脂などを注型して硬化させる方法がある。しかし、
この方法では、原型が通常硬質材で形状が複雑か、抜は
勾配が少ない場合は、型製作後に原型を取り除くのが困
難で、しかも、原型の脱型に際し樹脂型の隅部や溝部を
損なうことが多（、原型自体も破損し易い。また、樹脂
型製作後に原型を脱型させるには、予め原型に離型剤を
塗布しておくことが必要であるが、離型剤が介在すると
、原型を忠実に再現することができず、樹脂型の表面性
能が悪化する。

他の方法としては、特開昭５０−１１７８５０号公報に
記載されているように、原型を枠に組込み、これに注型
ゴムを流し込み、硬化したのちそのゴム型（１次反転型
）に可撓性樹脂を注形して、可撓性樹脂の新たな型（２
次反転型）を作り、この型を枠に組込んで、注形樹脂を
流し込み、硬化したのち２次反転型を取り出し、樹脂型
とする方法がある。

このような原型から１次反転型、２次反転型を経て樹脂
型を製造する場合、通常、１次反転型および２次反転型
の原料としてシリコーンゴムを使用している。シリコー
ンゴムは、離型性に優れており、離型剤を塗布しなくて
も、原型および樹脂型から容易に脱型することができる
。

ところが、いずれもシリコーンゴム製である１次反転型
と２次反転型同士は、離型性が悪く相互の脱型のために
離型剤を塗布することが必要である。離型剤の量が多い
と得られる樹脂型の表面性能か悪化し、原型を忠実に再
現することができず、しかも離型剤による樹脂型表面の
汚損の問題もある。一方、離型剤が少ないとシリコーン
ゴム型同士の離型が困難である。また、シリコーンゴム
として付加反応型を１次反転型として用いると、原型が
粘土で形成されている場合、予め粘土の表面をゲルコー
ト樹脂で処理しておくことが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、原型から１次反転型、２次反転型を経
て樹脂型を製造する方法において、離型剤を用いること
なく樹脂型を製造する方法を提供することにある。

また、本発明の目的は、表面性能に優れた樹脂型を得る
ことにある。

さらに、本発明の目的は、原型にゲルコート樹脂処理な
どの加工を必要としない樹脂型の製造法を提供すること
にある。

本発明者らは、従来技術の有する前記問題点を解決する
ために鋭意研究した結果、１次反転型の原料として注型
用多硫化ゴムを用い、２次反転型の原料として縮合反応
型シリコーンゴムを用いることにより、各型相互間の離
型性が良好で、しかも原型に加工が不要で、表面性能の
良い樹脂型の得られることを見出し、その知見に基づい
て本発明を完成するに至った。

［課題を解決するための手段〕 か（して、本発明によれば、原型からゴム製１次反転型
を作り、次いで、該ゴム製１次反転型からゴム製２次反
転型を作ったのち、さらに、該ゴム製２次反転型から熱
硬化性樹脂型を製造する方法において、ゴム製１次反転
型の原料として注型用多硫化ゴムを、ゴム製２次反転型
の原料として縮合反応型シリコーンゴムを用いることを
特徴とする樹脂型の製造法が提供される。

以下、本発明の構成要素について詳述する。

４皿皇見１ （原型） 本発明において用いる原型の原料としては、特に限定さ
れないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン系ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂
、アクリロニトリルブタジェン−スチレン系樹脂（ＡＢ
Ｓ樹脂）、ウレタン樹脂などの合成樹脂；木、石こう、
粘土、金属などが挙げられる。

（注型用多硫化ゴム） 本発明では、１次反転型の原料として注型用多硫化ゴム
を使用する。

多硫化ゴムは、最も古い合成ゴムの１つであり、チオコ
ール社により商品化されたポリサルファイドである。一
般にチオコールと呼ばれているものであって、両末端ハ
ロゲン含有有機化合物と多硫化アルカリ金属との重縮合
により作られる。多硫化ゴムには、固形のものから液状
のものまで各種グレードのものがあるが、本発明では、
注型用多硫化ゴムとして、ジクロロエチルホルマール系
の液状多硫化ゴムが注型のし易さから好適に使用される
。

本発明で使用する注型用多硫化ゴムの粘度は、注型可能
な範囲であれば特に制約されないが、通常、２５°Ｃに
おける粘度が５万センチボイズ以下のものがイ吏用され
る。

多硫化ゴムの硬化には、金属架橋、過酸化物加硫が一般
に用いられているが、注型用多硫化ゴムの硬化には、硬
化剤として二酸化鉛を用いる２液型と酸化カルシウムを
用いる１液型が代表的である。注型用多硫化ゴムは、硬
化剤と室温で容易に反応し、固形ゴムとなる。

本発明で用いる注型用多硫化ゴムは、原型との離型を容
易にする目的で、可塑剤を併用する。可塑剤としては、
原型のポリスチレンやＡＢＳ樹脂などを溶解する傾向が
少ないもの、例えば、脂肪酸エステル系、塩素化パラフ
ィン系、リン酸エステル系可塑剤が好適に用いられる。

可塑剤の具体例としては、ステアリン酸、パルミチン酸
、オレイン酸などのエステル化物、ジオクチルフタレー
ト、ブチルベンジルフタレート、ジブチルジグリコール
アジペート、大豆油、綿実油、ヒマシ油などの天然油脂
、塩素化パラフィン、トリクレジルフォスフェートなど
が挙げられる。

可塑剤は、硬化時に表面に浸出して離型効果を発揮する
。可塑剤の配合量は、特に制限はないが、多硫化ゴムに
対し２０重量％以上１００重量％以下とすれば、硬化時
に可塑剤が表面に浸出して離型効果を充分に発揮するの
で好ましい。このような可塑剤を含有した注型用多硫化
ゴムとして、市販品を用いてもよい（例えば、日本工業
■社製の商品名ＪＰＭ−２０〜３ＯＮ）。多硫化ゴムに
可塑剤を配合することにより、可塑剤が原型との間に均
一に浸出して離型効果を発揮するため、通常行なわれて
きたような原型に離型剤を塗布する操作が不要となり、
それにより一次反転型の精度の低下も防ぐことができる
。

本発明で使用する注型用多硫化ゴムには、その他、カー
ボンブラックなどの無機質充填剤や消泡剤、硬化調整剤
などの各種添加剤を配合してもよい。

（縮合反応型シリコーンゴム） 本発明では、２次反転型の原料として縮合反応型シリコ
ーンゴムを使用する。

シリコーンゴムには、メチルビニルシリコーンなどの加
熱加硫型シリコーンゴムと、室温加硫型シリコーンゴム
（ＲＴＶゴム）とがある。

注型により反転型を製造するには、硬化前はやわらかな
ペースト状もしくは半流動体であるシリコーンＲＴＶゴ
ムが好適に使用される。

シリコーンＲＴＶゴムには、空気中の水分によって硬化
する１液型と、硬化剤により硬化する２液型とがあるが
、一般に１液型は接着性を有し離型性が悪いので、本発
明では、異種材料に対して優れた離型性を示す２液型が
用いられる。

２液型のＲＴＶゴムは、導入される官能基により縮合反
応型と付加反応型の２種類に大別される。縮合反応型は
水酸基末端反応型ジオルガノポリシロキサンとアルコキ
シ基末端反応性ジオルガノポリシロキサンをスズ化合物
などの触媒で重合するものであり、付加反応型は、ビニ
ル基末端反応性ジオルガノポリシロキサンと水素化ポリ
シロキサンとを白金化合物などの触媒で重合するもので
ある。付加反応型ＲＴＶゴムは、１次反転型の材料であ
る注型用多硫化ゴムが触媒である白金化合物の触媒毒と
なるため、本発明では縮合反応型シリコーンゴムが用い
られる。

縮合反応型シリコーンゴムは、市販のものを用いること
ができ、その具体例としては、商品名５Ｅ９５２０ＲＴ
Ｖ　（トーμ・シリコーン社製）、ＫＥＩ　７ＲＴＶ　
（信越シリコーン社製）、ＴＳＥ３５６２　（東芝シリ
コーン社製）などが例示され、触媒の具体例としては、
５Ｅ９５２０ＣＡＴ　（）−レ・シリコーン社製）、Ｃ
ｕｔ−ＲＴ（信越シリコーン社製）、ＴＳＥ３５６２　
（Ｂ）（東芝シリコーン社製）などが例示される。

（樹脂型） 樹脂型の原料としては、従来汎用のエポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。

樹脂型には、アルミ粉や鉄粉、銅粉などの熱伝動性のよ
い充填剤、タルクや炭酸カルシウムなどの無機充填剤な
どを充填してもよい。

１１皿皇１１ｊ 本発明の樹脂型の製造法は、本質的に原型からゴム製の
１次反転型および２次反転型を経て樹脂型を製造する方
法である。

その代表的な製造法においては、まず、原型を枠（箱）
の中に固定または枠底に載置する。枠内に、予め調製し
た注型用多硫化ゴムと硬化剤との混合物を流し込み、原
型を埋める。

この原型を埋めた枠を、必要に応じて真空槽に入れて真
空脱泡し、その後取り出して硬化させる。硬化終了後、
枠から原型を埋め込んだ固形の多硫化ゴムを取り出し、
次いで、該多硫化ゴムから原型を脱型して、多硫化ゴム
型を得る。なお、枠から硬化した多硫化ゴム型を取り出
す前に、その上部平面に接着剤を介して板状体を固定す
れば、多硫化ゴム型の寸法安定性を向上させることがで
きる。多硫化ゴムは、弾性を有し、しかも可塑剤を含有
しているため、原型に対して離型性が優れているから、
原型を容易に脱型することができる。また、粘土で形成
された原型の場合であっても、原型にゲルコート樹脂処
理加工をすることなく容易に脱型することができる。

本発明で使用する注型用多硫化ゴムは、硬化収縮率が、
例えば、０．０３％以下ときわめて小さ（、しかも、室
温（２０℃前後）で１時間程度の硬化時間で硬化が可能
である。また、硬化剤の使用量を調節することなどによ
り、反応開始時間を調整することができる。

原型を脱型した硬化多硫化ゴムは、１次反転型を形成す
る。この多硫化ゴム型は、原型の表面を忠実に再現した
ものである。この多硫化ゴム型の表面に小さな出っ張り
があったとしても、半田ゴテを使用して、熱溶融による
修正が可能である。

次に、縮合反応型シリコーンゴムに硬化剤や触媒を添加
して調製した混合物を、前記１次反転型の空洞内のすみ
ずみにまで注型する。注型後、必要に応じて真空脱泡し
、室温で硬化させ、さらに必要に応じて第２次加熱硬化
する。

硬化後、シリコーンゴムからなる２次反転型を取り出す
。この場合、多硫化ゴムとシリコーンゴム相互の離型性
がよいので、離型剤を塗布しな（ても容易に脱型するこ
とができる。２次反転型は、原型と同形である。

この２次反転型を新たな原型として枠内に固定し、注型
樹脂を流し込み、硬化させた後、２次反転型を脱型する
。２次反転型は、シリコーンゴムから形成されているの
で弾性を有し、しかも異種樹脂に対する離型性がよいの
で、樹脂型から容易に取り出すことができる。

得られた樹脂型は、離型剤を使用していないので、原型
の表面が忠実に転写され、優れた表面性能を有するもの
である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例および比較例を挙げて詳細に説明
するが、本発明は、これら実施例のみに限定されるもの
ではない。なお、特に断わりのない限り、部および％は
重量基準である。

実施例１ 原型として、表面研磨をした鉄製（Ｓ　５５　Ｃ）で、
面の平均粗さ０．０５μｍの原型を使用した。原型を枠
（箱）内に載置し、この枠内に、平均分子量５，０００
、反応基含量１％の液状多硫化ゴム１００部に対してジ
オクチルフタレートと塩素化パラフィンの混合物（重量
比＝５　：　１）を５０部含んだ注型用多硫化ゴム１０
０部と、二酸化鉛系硬化剤（ＪＭＰ−２０ハードナー）
１０部との混合物を流し込み、原型を埋め込んだ。この
場合、原型には離型剤を塗布しなかった。次いで、枠金
体を真空槽に入れて真空脱泡した。その後、室温で１時
間硬化させた。

硬化後、多硫化ゴムから原型を取り出して１次反転型を
得た。多硫化ゴムの弾性と、優れた離型性により容易に
脱型することができ、１次反転型が崩れたり、あるいは
原型が破損することはなかった。また、１次反転型の表
面は、原型の表面を忠実に転写したものであった。

次いで、原型を脱型して形成された１次反転型の空洞内
に、縮合反応型シリコーンＲＴＶゴムをすみずみまで流
し込んだ。縮合反応型シリコーンＲＴＶゴムとして、商
品名５Ｅ９５２０ＲＴＶ（トーμ・シリコーン社製＞１
００部に、触媒５Ｅ９５２０ＣＡＴ　（トーレ・シリコ
ーン社製）１０部を混合して調製したものを用いた。ま
た、離型剤は用いなかった。

縮合反応型シリコーンＲＴＶゴムを流し込んだ１次反転
型を真空槽に入れた真空脱泡した。その後、室温で１０
時間硬化させた。

硬化後、シリコーンゴムからなる２次反転型を多硫化ゴ
ム製１次反転型から取り出した。両者のゴム弾性と、相
互間の良好な離型性のために、２次反転型を容易に脱型
することができた。また、得られた２次反転型は、原型
の表面を忠実に再現したものであった。

この２次反転型を新たな原型として使用し、枠内に固定
した。この枠内に液状エポキシ樹脂（日本ゼオン社製フ
ィンネートＭＥＺ１００Ａ）と硬化剤（フィンネートＭ
Ｅ２１００３）との混合液を注型した。

樹脂が硬化した後、枠から取り出し、２次反転型のシリ
コーンゴムを脱型した。シリコーンゴムの弾性と優れた
離型性により、容易に脱型することができた。

得られた樹脂型は、離型剤を使用していないために表面
が平滑で、原型の表面を忠実に転写したものであった。

この樹脂型の面の平均粗さは、０．０５μｍであった。

比較例１ 多硫化ゴムの代りに縮合反応型シリコーンＲＴ■ゴム（
前記と同じ）を１次反転型の原料として使用し、この１
次反転型に離型剤（信越化学工業■社製、バリヤーコー
トＮｏ、６）を塗布した以外は、実施例１と同様にして
シリコーンゴム製１次反転型、シリコーンゴム製２次反
転型および樹脂型を得た。得られたエポキシ樹脂製の樹
脂型の表面には離型剤が残り、平滑性および原型表面の
再現性に劣るものであった。

比較例２ シリコーンゴム製１次反転型の表面に離型剤を塗布しな
かった以外は、比較例１と全く同様にして１次反転型お
よびシリコーンゴム製２次反転型を製造したが、両者は
、離型が困難であり、無理に引きはがすと表面が破損し
た。

実施例２ 原型として粘土製のものを用いた以外は、実施例１と同
様にして１次反転型、２次反転型および樹脂型を得た。

多硫化ゴム製の１次反転型は、粘土製原型に離型剤を塗
布しな（でも、また、ゲルコート樹脂処理をしなくても
、容易に離型し、また、原型も崩れることはなかった。

（以下余白） 〔発明の効果〕 本発明によれば、原型から樹脂型を離型剤を用いること
なく得ることができるので、原型の表面が忠実に再現さ
れ、表面性能に優れた樹脂型を提供することができる。

また、注型用多硫化ゴムを１次反転型の原料ゴムとして
用いることにより、原型にゲルコート加工などの処理を
する必要がなく、原型を破壊することもない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原型からゴム製１次反転型を作り、次いで、該ゴ
   ム製１次反転型からゴム製２次反転型を作ったのち、さ
   らに、該ゴム製２次反転型から熱硬化性樹脂型を製造す
   る方法において、ゴム製１次反転型の原料として注型用
   多硫化ゴムを、ゴム製２次反転型の原料として縮合反応
   型シリコーンゴムを用いることを特徴とする樹脂型の製
   造法。