JPH04135710A - 型内被覆成形法 - 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、熱硬化性成形材料を成形して得られる成形品
に被覆層を設けるための方法に関し、特に、水平部分に
対して交差する傾斜面部分を有する成形品に成形型内で
被覆層を形成するための型内被覆成形法に関する。

〔従来の技術〕

近年、熱硬化性材料よりなる成形品が、金属部品等の代
替え部材として工業部品等に広く用いられてきている。

中でも、シートモールディングコンハウンド（ＳＭＣ）
またはバルクモールディングコンパウンド（ＢＭＣ）が
汎用されている。

しかしながら、ＳＭＣまたはＢＭＣを加熱・加圧するこ
とにより成形して得られた成形品では、表面に、気孔、
微小亀裂、ひけまたは起伏等の表面欠陥が存在しがちで
あった。このような表面欠陥が存在している場合、成形
品に通常の方法によって塗装を行っても、充分な塗膜を
形成することは難しい。

従って、上記のような表面欠陥を隠蔽するための方法と
して、いわゆる型内被覆成形法が提案されている０例え
ば、特開昭５３−７１１６７号には、金型内で加熱・加
圧してＳＭＣを半硬化させた後、金型を開き被覆材料を
注入することにより成形品に被覆層を設ける方法が開示
されている。

また、特開昭６１−２７３９２１号には、圧縮成形中に
、成形圧力を超える注入圧で被覆材料を圧入し、硬化さ
せることにより、成形品表面に被覆層を形成する方法が
開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、例えば深絞り形状の容器のように、水平
部分に連なる傾斜面部分を有する成形品を、上述した型
内被覆成形法により得ようとした場合、傾斜面部分に充
分な厚みの被覆層を設けることができなかった。すなわ
ち、第１図に示すように、水平部分１ａ及び傾斜面部分
１ｂを存する成形品１を上記のようにして成形した場合
、注入された被覆材料が水平部分１ａ側に流れ、その結
果、充分な膜厚の被覆層を傾斜面部分ｌｂ上に形成する
ことができなかった。のみならず、傾斜面部分に形成さ
れた被覆層は、基材すなわち熱硬化性材料よりなる成形
品表面との密着性の点でも不充分であった。

よって、本発明の目的は、水平部分に交差する傾斜面部
分を有する成形品を型内被覆成形法により得る方法であ
って、傾斜面部分においても充分な膜厚の被覆層を形成
することができ、さらに被覆層と成形品の被覆される部
分と間の密着性を効果的に高め得る方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、熱硬化性成形材料を型内で加熱・加圧成形す
るに際し、型内に被覆材料を注入することにより、表面
に被覆層が設けられており、かつ水平部分と該水平部分
に交差する傾斜面部分とを有する成形品を得る型内被覆
成形法において、下記の工程を備えることを特徴とする
。

すなわち、本発明では、上記傾斜面部分に当接される成
形型表面の温度を、水平部分に当接される成形型表面の
温度よりも低くして、加熱・加圧成形することを特徴と
する。

〔作用〕

ＳＭＣまたはＢＭＣ等の熱硬化性成形材料を成形する場
合、成形型表面の温度が低いとそれだけ硬化が遅くなる
。すなわち、成形型の表面に温度分布が存在する場合、
温度の低い方では、成形品表面が比較的柔らかい状態で
被覆材料が注入されることになる。

従って、被覆材料が成形材料内に貫通しなければ、成形
材料の塑性変形量が大きくなり被覆層の膜厚を大きくす
ることができる。さらに、化学的な反応性及び物理的な
表面積の大きさからも、成形材料と被覆材料との密着性
が良好な成形品が得られる。

他方、水平部分と該水平部分に連なる傾斜面部分とを有
する成形品において上記型内被覆成形法により成形する
場合には、傾斜面の傾斜角度θを第１図に示すように垂
直線からの角度と定義すると、傾斜面部分の被覆層の膜
厚はｔｘｓ　ｉｎ　（１８０°−〇）となるが（但し、
ｔは水平部分における被覆層の膜厚）、実際には、上述
したようなＳＭＣまたはＢＭＣ等の塑性変形により、被
覆層の膜厚をさらに大きくすることができる。

上記のように、成形型表面の温度が低い場合には、熱硬
化性成形材料の塑性変形により、より厚い被覆層を形成
し得ることに鑑み、本発明では、傾斜面部分に当接され
る成形型表面の温度を、水平部分に当接される成形型表
面の温度よりも低くすることにより、傾斜面部分におけ
る被覆層の厚みを厚くし、かつ被覆層と熱硬化性成形材
料との密着性を高めている。

本発明においては、傾斜面部分に当接される成形型表面
温度と、水平部分に当接される成形型表面温度とに温度
差を設けているが、この温度差は、使用する熱硬化性成
形材料及び被覆材料並びに成形品の形状等により適宜選
択され得るものであり、一義的には定め得ないものであ
る。

もっとも、通常は、上記温度差は１〜３０°Ｃ程度に設
定され、好ましくは５〜２０°Ｃとされる。

上記温度差が３０°Ｃよりも大きい場合には、水平部分
の成形材料が半硬化したときに被覆材料を注入すると、
傾斜面部分の硬化が遅れているため注入された被覆材料
が傾斜面部分で成形材料内に貫通するおそれがあるから
である。また、傾斜面部分の成形材料が半硬化したとき
に被覆材料を注入すると、水平部分の硬化が既に完了し
ているため、水平部分に被覆される被覆材料と、水平部
分との間に充分な密着性は望めないことになる。

また、本発明は、被覆層の膜厚を確保するために傾斜面
部分における熱硬化性成形材料の塑性変形を利用するも
のであるが、この効果がより有効とされる傾斜角度θは
、０〜４５＠である。

さらに、上述した成形型の表面に温度差を設けるにあた
っては、被覆材料で被覆される面倒の成形型表面内にお
いて温度差を設けてもよく、あるいは被覆材料で被覆さ
れる側と反対側の面に当接される成形型表面内において
上記のような温度差を設けてもよい、さらに、成形品の
被覆材料で被覆される面と、被覆される面とは反対側の
面との両面に当接される成形型表面において、共に上記
のような温度差を設けても、本発明の効果を得ることが
できる。

また、本発明が適用される成形品としては、水平部分か
ら複数の傾斜面部分（例えば側壁）が設けられているも
のであってもよく、その場合各傾斜面部分に当接される
成形型の表面温度は同一であってもよく、異ならせても
よい。特に、垂直に近い角度で立設された傾斜面部分（
上記θ＝０゜に近い傾斜面部分）が存在する場合には、
該傾斜面部分に当接される成形型表面部分の温度は、他
の傾斜面部分に当接される成形型表面の温度よりも一層
低く設定することが望ましい。

また、本発明は、上記のように水平部分と傾斜面部分と
に当接される成形型の表面間において温度差を設けたこ
とに特徴を有するものであり、その他の工程、すなわち
型内で熱硬化性成形材料を加熱・加圧する工程、並びに
該加熱・加圧成形に際し熱硬化性成形材料が半硬化また
は硬化した状態で型内に被覆材料を注入する工程等につ
いては、従来から公知の型内被覆成形法を適宜用いるこ
とができる。この場合、被覆材料で被覆される被覆面は
、成形型のコア側またはキャビティ側のいずれであって
もよいが、通常、被覆材料の注入は上方から行われ、従
って被覆面を上型側に構成するのが常である。また、被
覆材料の注入場所とじては、成形品の中央部、側面部、
または外周部等の何れであってもよく、特に限定はされ
ないが、製品として支障のない部分を注入場所とするこ
とが好ましい。

さらに、本発明は、水平部分とこれに連なる傾斜面部分
とを有する成形品一般に適用され、後述の第１図に示す
トレー状の容器の他、種々の形状の成形品に適用し得る
。

また、本発明の型内被覆成形法において用いられる熱硬
化性成形材料としては、特に限定はされないが、例えば
不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂またはウ
レタンアクリレート樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とし
、これに無機充填剤、ガラス繊維強化材等を副成分とし
て含有するものが用いられる。また、添加剤として、離
型剤、増粘剤、低収縮剤または顔料等が含有されていて
もよい。

他方、加熱・加圧成形に際し、型内に注入される被覆材
料としては、−船釣には熱硬化性樹脂を主成分とし、さ
らに充填剤、重合開始剤、硬化促進剤、禁止剤、顔料・
染料、低収縮剤または離型剤等の種々の添加剤を含むも
のが用いられる。用い得る熱硬化性樹脂としては、不飽
和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂またはウレタ
ンアクリレート樹脂等が挙げられる。これらの熱硬化性
樹脂は、それぞれ単独で用いられてもよく、あるいは複
数種を混合して用いられてもよい。

〔実施例の説明］ 以下、本発明の非限定的な実施例及び比較例を説明する
ことにより、本発明を明らかにする。

災隻■上 第１図に示す深絞り形状の成形品１を以下のようにして
得た。なお、第１図において、成形品１の縦×横×高さ
は、約６００×約３５０×約２５０■であり、図示の傾
斜面部分１ｂの傾斜角度θは、第２図に展開図で示した
傾斜面部分Ａ−Ｄについて、それぞれ、傾斜面部分Ａｉ
５°、傾斜面部分Ｂｉ５°、傾斜面部分Ｃ；２．５°、
傾斜面部分Ｄ；１５°である。また、成形品１の厚みは
約５閣である。

プレス機として３００Ｌプレスを用い、電気ヒータで加
温することにより、成形型の表面温度を以下のように設
定した。この場合、水平部分１ａと傾斜面部分Ａ−Ｄは
、それぞれ別系統の電気ヒータにより加温し、かつ温度
制御し、水平部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−Ｄにおいて
下記の設定温度に対して±１．　５“Ｃ以下となるよう
に温度を制御しておいた。

上型側・・・水平面部分１ａ；１５０°Ｃ１傾斜面部分
Ａ−Ｄ；１４０°Ｃ０ 下型側・−・水平面部分１ａ及び傾斜面部分Ａ−Ｄに当
接される金型表面部分は何れも１３５゛Ｃ６ 上記のように温度調整された成形型内に、熱硬化性成形
材料としてＳＭＣ（ポリマールマツトロ８９−３５０Ｗ
ＢＲ，式日薬品社製）を３．　５ｋｇチャージし、１０
０ｋｇ／ｃｍの圧力で１３０秒間加圧成形した。次に、
成形型を僅かに開き、下記の組成の被覆材料を上型の中
央部から注入機（モレル社製）により７５ｍ注入し、次
に５０ｋｇ／ｃＴｌで１８０秒間、再加熱　加圧するこ
とにより被覆層が形成された成形品を得た。

被覆材料の組成。

不飽和ポリエステル樹脂・・・１００重量部炭酸カルシ
ウム（ＮＳ−１００；日東粉化社製）・・・５０重量部 硬化剤（アルキルバーオキンヘンヅエート）・・・ＩＭ
量部 上記組成の材料を充分に撹拌・混合することにより、被
覆材料用組成物とした。

上記のようにして得られた成形品を観察したところ、そ
の被覆層は良好な外観性状を示し、被覆ムラ等は見られ
なかった。

また、水平部分１ａ及び傾斜面部分Ａ−Ｄにおける被覆
層の膜厚を測定したところ、水平部分１ａ；２８０μｍ
、傾斜面部分Ａ；１２０μｍ、傾斜面部分Ｂ、１１５μ
ｍ、傾斜面部分Ｃ；９５μｍ及び傾斜面部分Ｄｉ１３５
μｍであった。

さらに、上述した水平部分及び各傾斜面部分Ａ〜Ｄに対
し、基盤目試験を行って被覆層の密着性を評価した。基
盤目試験は、成形品の被Ｍ層表面にカッターナイフを用
いて２ｎｍ間隔で１１本の成形品基材（成形材料表面）
に達する直線を引き、さらにこれに直交する１１本の直
線を同様に引いて基盤目状とし、粘着テープで貼り付け
た後引き剥がし、基盤目のますの残存数すなわち被’？
ＪＩ層部分の残存数を調べることにより行った。

その結果、水平部分１ａでは、１００／１００、傾斜面
部分Ａ；１００／１００、傾斜面部分Ｂ；１００／１０
０、傾斜面部分Ｃ；１００／１００並びに傾斜面部分Ｄ
；１００／１００であった。

すなわち、水平面部分１ａだけでなく、各傾斜面部分Ａ
−Ｄにおいても充分な空着性を有する被覆層が形成され
ていることがわかる。

叉隻勇主 実施例１と同様にして被覆層が設けられた成形品を得た
。異なる点は以下の通りである。

（１）熱硬化性成形材料・・・熱硬化性成形材料として
ＳＭＣ（ポリマールマント９２００　；式日薬品社製）
を用いた。

（２）被覆材料（ボーレイングラスクラッドＥ６７−Ｂ
３０；大日本宮料社製）１００ｆｉ量部及び硬化剤（カ
ヤブチルＢ、化薬アクゾ社製）１重量部からなる塗料を
被覆材料として用いた。

（３）成形型設定温度 上型側・・・水平部分１ａ；１５０°Ｃ各傾斜面部分Ａ
−Ｄ；１４５°Ｃ０ 下型側・・・水平部分１ａ；１４０’Ｃ各傾斜面部分Ａ
−Ｄ　；　１３５’Ｃ。

（４）成形条件・・・上記のように温度調整された成形
型内に、ＳＭＣを３．５ｋｇチャージし、１００ｋｇ／
ｄの圧力で８０秒間加圧成形した後、圧力を２０ｋｇ／
ｃｄに下げ、被覆材料７５威を上型の中央部から注入ｍ
＜モレル社製）により高圧注入し、次に５０ｋｇ／ｃｄ
に昇圧し、１８０秒間、再加熱・加圧し、被覆層で被覆
された成形品を得た。

得られた成形品の被覆状態を観察したところ、外観性状
は充分良好であり、被覆ムラ等も見られなかった。

また、水平部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−Ｄの被覆層の
厚みを測定したところ、以下の通りであった。

水平部分；２９０μｍ、傾斜面部分Ａ、１２５μｍ、傾
斜面部分Ｂ、１１０μｍ、傾斜面部分Ｃ；９０μｍ、傾
斜面部分Ｄ；１３０μｍ。

また、実施例１と同様に基盤目試験を行い密着性を評価
した。その結果、水平面部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−
Ｄの何れにおいても１００／１００となり、被覆層の剥
がれは生じなかった。

１較旌上 成形型の表面温度を以下のように設定したことを除いて
は実施例１と同様にして被覆層が設けられた成形品を得
た。

（１）成形型設定温度 上型側・・・水平部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−Ｄの何
れにおいても１５０°Ｃ０ 下型側・・・水平部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−Ｄの何
れにおいても１３５°Ｃ０ 得られた成形品において、傾斜面部分Ｃは、被覆層でほ
とんど被覆されておらず、また傾斜面Ｂの一部が被覆層
で被覆されていなかった。

次に、水平部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−Ｄの被覆層の
厚みを測定した。なお、傾斜面部分Ｂについては被覆層
が形成されている部分の膜厚である。

膜厚・・・水平部分１ａ；３００μｍ、傾斜面部分Ａ：
３５ｕｍ、傾斜面部分Ｂ；１０μｍ１ｌｉ斜面部分Ｃ；
０μｍ、（＋１斜面部分Ｄ；４０μｍ。

さらに、実施例１と同様にして基盤目試験を行い、密着
性を評価した。結果は以下の通りである。

水平部分１ａ；１００／１００、傾斜面部分Ａ；１００
／１００、傾斜面部分Ｂ；３２／１００、傾斜面部分Ｄ
　；　Ｏ／１００゜ 止較■又 実施例２と同様にして被覆層が設けられた成形品を得た
。異なるところは以下の通りである。

（１）成形型設定温度 上型側・・・水平部分１ａＨ１４５°Ｃ各傾斜面部分Ａ
−Ｄ；１５０″Ｃ 下型側・・・水平部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−Ｄの何
れにおいても１３５°Ｃ０ （２）成形条件 上記のように温度調整された成形型内に、ＳＭＣを３．
５ｋｇチャージし、１００ｋｇ／ｃｌｉの圧力で９０秒
間加圧成形した後、圧力を２０’Ｋｇ／ｄに下げ、被覆
材料１５ｄを上型の中央部から注入機（モレル社製）に
より高圧注入し、次に５０ｋｇ／ｄに昇圧し１８０秒間
再加熱・加圧して被覆層で被覆された成形品を得た。

得られた成形品の傾斜面部分りは一部被覆することがで
きなかった。

また、水平部分１ａ及び各傾斜面部分Ａ−Ｄの被覆層の
膜厚を測定した。結果を以下に示す。なお、傾斜面部分
りは被覆が可能であった部分の膜厚である。

水平部分１ａ；３００ａｍ、傾斜面部分Ａ；４５μｍ、
傾斜面部分Ｂ；２５μｍ、ｆｌ斜面部分Ｃ；　５　ｔｔ
　ｍ、傾斜面部分Ｄ　；　３５　ｕ　ｍｅまた、実施例
２と同様に基盤目試験を行い密着性を評価した。結果は
以下の通りである。

水平部分１ａ；１００／１００、傾斜面部分Ａ；０／１
００、傾斜面部分Ｂ　；　Ｏ／１００、傾斜面部分Ｃｉ
　Ｏ／１００、傾斜面部分Ｄ　；　０／１００゜ すなわち、各傾斜面部分Ａ−Ｄにおいては、何れにおい
ても被覆層の密着性が非常に悪いことがわかる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、傾斜面部分に当接され
る成形型表面部分の温度を、水平部分に当接される成形
型表面部分の温度よりも低くしているため、傾斜面部分
においても充分な膜厚の被覆層を形成することができ、
かつ傾斜面部分においても被覆層と成形材料との密着性
が効果的に高められる。よって、本発明によれば、充分
な膜厚の被覆層が強固に密着形成された種々の形状の成
形品を確実に提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により形成される成形品の−例を説明す
るための断面図、第２図は実施例及び比較例において得
られる成形品を展開して示す路間的展開図である。 図において、１は成形品、１ａは水平部分、１ｂは傾斜
面部分、Ａ−Ｄは傾斜面部分を示す。 第１図 特許出願人　　積木化学工業　株式会社第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱硬化性成形材料を型内で加熱・加圧成形するに
   際し、該熱硬化性成形材料が半硬化または硬化した状態
   で型内に被覆材料を注入することにより、表面の少なく
   とも一部に被覆層が設けられており、かつ水平部分と該
   水平部分に交差する傾斜面部分とを有する成形品を得る
   型内被覆成形法において、 前記傾斜面部分に当接する成形型表面の温度を、水平部
   分に当接する成形型表面の温度よりも低くして、加熱・
   加圧成形することを特徴とする、型内被覆成形法。