JPH04138223A - 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、例えば繊維強化プラスチツク成形法のような
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、成形型内で被覆層を成
形する、型内被覆成形法に関する。

〔従来の技術〕

近年、熱硬化性成形材料よりなる成形品は、金属部品等
の代替部材として広く用いられてきている。中でも、シ
ートモールデイングコンパウンド（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を成形型内で加熱・
加圧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り総膜等の被覆層を形成しても、満
足し得る被覆層を設けることは難しい。

そこで、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力が提案されている。例え
ば、特開昭５３−７１１６７号には、成形型内で加熱・
加圧してＳＭＣを半硬化させた後、成形型を開き被覆材
料を注入することにより成形品表面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
号は、圧縮成形中に、その成形圧力を超える注入圧で被
覆材料を注入して硬化させ、それによって成形品等に被
覆層を形成する方法が開示されている。

上記のような型内被覆成形法では、被覆材料を注入する
ために、成形型に結合された注入ユニットが用いられて
いる。注入ユニットでは、被覆材料の変性、硬化を防止
するために、冷却水等により低温冷却される構造が周囲
に備えられている。

ところが、このような冷却構造を有するため、注入ユニ
ットに隣接する成形型部分まで同時に冷却され、被覆材
料の注入口付近にある熱硬化性成形材料が硬化し難くな
るという不都合があった。その結果、成形中の熱硬化性
成形材料に温度分布が生じ、被覆材料と熱硬化性成形材
料との密着性が部分的に低下しがちであった。

そこで、上記のような問題を解消するものとして、特開
昭６１−１０４０９号には、被覆材料の注入部分に低温
硬化性の熱硬化性材料を載置する方法が開示されている
。すなわち、成形品を得るための熱硬化性成形材料とし
て、通常の熱硬化性成形材料の他に、被覆材料の注入部
分近傍に低温硬化性の第２の熱硬化性成形材料を載置す
ることにより、被覆材料の注入口付近の成形材料を硬化
し易くするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特開昭６１−１０４０９号に開示されて
いる方法では、上記のように複数種の熱硬化性成形材料
を用意しなければならず、成形材料を準備する作業が煩
雑となる。のみならず、熱硬化性成形材料のチャージ方
法も煩雑であった。

さらに、熱硬化性成形材料のチャージが完全に行われた
としても、実際には、型締め後に低温硬化性の熱硬化性
成形材料が被覆材料の注入部付近にのみ分布するとは限
らないという問題もあった。

すなわち、熱硬化性成形材料のチャージを完全に行った
としても、被覆材料の注入部付近において熱硬化性成形
材料の硬化を確実に促進し得るものではなかった。

よって、本発明の目的は、複数種の熱硬化性成形材料を
用意する必要がなく、しかも被覆層と成形材料との密着
性を良好に保ち得る新規な型内被覆成形法を提供するこ
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成形型内で加熱・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、
表面の少なくとも一部に被覆層が設けられた成形品を得
る型内被覆成形法を改良したものであり、下記の構成を
備えることを特徴とするものである。

すなわち、本発明では、熱硬化性成形材料が未だ硬化し
ていないときに、該熱硬化性成形材料よりも速硬化性の
第１の被覆材料が注入され、第１の被覆材料が硬化した
段階で第２の被覆材料が注入されることを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、型内被覆成形法において、上述したように第
１．第２の被覆材料を２段階に分けて成形型内に注入す
ることを特徴とする。このように被覆材料を２段階に分
けて注入することにより、以下のように密着性に優れた
被覆層を形成することができる。

一般に、熱硬化性成形材料と被覆材料との密着性を高め
るには、熱硬化性成形材料が半硬化状態にあるときに被
覆材料を注入することが好ましいとされている。

ところが、通常、被覆材料の注入口付近の金型温度が低
くされているため、注入口付近での熱硬化性成形材料の
半硬化状態に合わせて被覆材料を注入すると、注入口付
近以外の部分の熱硬化性成形材料の硬化が既に完了して
いることになる。その結果、注入口付近以外の部分の熱
硬化性成形材料と被覆材料との密着性を高めることがで
きない。

他方、注入口付近以外の部分の熱硬化性成形材料が半硬
化状態にあるときに被覆材料を注入すると、注入口付近
以外の部分の熱硬化性成形材料と被覆材料との密着性は
高められる。しかしながら、注入口付近では熱硬化性成
形材料の硬化がさらに遅れて進行するため、注入口付近
では被覆材料が熱硬化性成形材料中に貫通してしまい、
被覆が充分に行われなくなる。

すなわち、従来の方法では、熱硬化性成形材料の半硬化
段階が注入口付近とそれ以外の部分とで異なるため、注
入口付近及び注入口付近以外の双方の部分で熱硬化性成
形材料と被覆材料との密着性を高めることができなかっ
た。

これに対して、本発明の方法では、予め熱硬化性成形材
料よりも速硬化性の第１の被覆材料が熱硬化性成形材料
が未だ硬化していないときに注入され、それによって該
第１の被覆材料が熱硬化性成形材料中に貫通され、注入
口付近の成形材料が硬化される。すなわち、本発明では
、注入口付近の熱硬化性成形材料が該第１の被覆材料を
注入することにより硬化され、それによって注入口付近
と注入口付近以外の成形材料の硬化状態が路間等とされ
る。そして、第１の被覆材料が硬化した段階で、すなわ
ち注入口付近と注入口付近以外の成形材料部分の硬化状
態が同等になった段階で、第２の被覆材料が注入され、
それによって密着性に優れた被覆層が形成される。

上記のように、本発明の方法では、１種類の熱硬化性成
形材料を用意し、成形型内にチャージするだけでよいた
め、特開昭６１−１０４０９号に開示されている方法の
ように、複数種の熱硬化性成形材料を用意したり、これ
らを正確に成形型内にチャージするといった煩雑な作業
が省略される。

以下、本発明の構成の個々につきより詳細に説明する。

本発明において用いられる熱硬化性成形材料としては、
不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、または
ウレタンアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とし、
無機充填剤またはガラス繊維強化材を副成分とするもの
が任意に用いられる。

この熱硬化性成形材料には、添加剤として、離型剤、増
粘剤、低収縮剤または顔料等が適宜含有され得る。

本発明において用いられる第１．第２の被覆材料として
は、−船釣には、熱硬化性樹脂を主成分とし、これに充
填剤、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適宜の添加剤が含有されたものが
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、単独で用いられてもよく、複数種を混合して用いら
れてもよい。

また、第１．第２の被覆材料は、同一材料であってもよ
く、異なる材料であってもよい。さらに、第１の被覆材
料は、注入口付近の熱硬化性成形材料に貫通されて該熱
硬化性成形材料部分を硬化させるものであるため、熱硬
化性成形材料よりも速硬化性のものであることが必要で
ある。このように第１の被覆材料を熱硬化性成形材料よ
りも速硬化性とするには、熱硬化性樹脂からなる主成分
や硬化剤の種類や量、さらには添加剤の種類や量により
任意に調整し得る。従って、このような配合については
特に限定しない。

また、本発明において、第１の被覆材料の注入量は、目
的とする成形品及び被覆層の厚みや大きさによっても異
なるが、注入口付近の熱硬化性成形材料を多少貫通する
程度でよく、あまり多過ぎても無駄である。

また、注入ユニットを２台、成形型のほぼ同じ位置に設
置し、第１の被覆材料と第２の被覆材料とを異なる注入
ユニットから注入してもよい。

第１の被覆材料の注入時点は、熱硬化性成形材料が未だ
硬化してない段階である。この熱硬化性成形材料が未だ
硬化していない状態、すなわち第１の被覆材料注入のタ
イミングは、実験により容易に予測し得る。例えば、熱
硬化性成形材料を成形型内にチャージし、型締めした後
に加熱・加圧成形するに際し、予め金型内に温度センサ
を取付けておき、熱硬化性成形材料の発熱状態をモニタ
ーすることにより、熱硬化性成形材料が未硬化状態にあ
る温度範囲を知ることができる。従って、このような温
度範囲において第１の被覆材料を注入すれば、熱硬化性
成形材料が未だ硬化していないときに該第１の被覆材料
を注入することができる。

注入された第１の被覆材料が硬化した段階についても、
同様に実験を繰り返すことにより把握し得る。

なお、本発明は、熱硬化性成形材料を成形型内において
加熱・加圧成形するに際し被覆材料を注入ユニットから
注入して型内において被覆層を形成するという、型内被
覆成形法を改良したものであり、上記の特徴的な工程以
外については、前述した特開昭５３−７１１６７号、特
開昭６１−２７３９２１号または特開昭６１−１０４０
９号等に開示されている適宜の工程に従って行い得る。

〔実施例の説明〕

寒凰但土 上型及び下型を有し、上型中央部に高圧注入機（モレル
社製）が取り付けられたプレス機（３００トンプレス）
を用いて型内被覆成形法に従って、被覆層が設けられた
第１図に断面図で示す形状の成形品ｌを得た。

まず、下型内に、熱硬化性成形材料としてＳＭＣ（ポリ
マールマツトロ　８９−３５０ＷＢＲ；式日薬品社製）
を２５００ｇ戴置した。しかる後、プレス圧１００ｋｇ
／ａｉで６０秒間加圧成形を行った。次に、成形圧を５
０ｋｇ／ａｆに減圧した後、下記の組成の被覆材料１０
−を注入機から高圧注入した。

贅　、ｔｔｕｏｍ奔工 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（アルキルパーオキシベンゾエート）・・・１重
量部 上記の組成の混合材料を充分攪拌することにより被覆材
料とした。

上記被覆材料を注入した後、プレス圧５０ｋｇ／ｄで７
５秒間加圧した後、成形型を僅かに開き、再度上記被覆
材料を上金型の中央部から上記注入機により５〇−注入
した。さらに、プレス圧５０ｋｇ／ｃＩｌに昇圧し、１
２０秒間、再加熱・加圧して、被覆層が設けられた成形
品を得た。得られた成形品の大きさは、第１図の底面部
分１ａが４９０×３６０ｗｎ、高さが５０日、厚みが４
日のトレー状のものである。

得られた成形品の被覆状態を観察したところ、充分良好
であり、被覆むら等は見られなかった。

被覆層の厚みは、底面部分１ａが約２００μｍ、それ以
外の部分（側面部１ｂ等）の厚みは約７０μｍであった
。

また、得られた成形品の被覆層への密着性につき、基盤
目試験を行って評価した。基盤目試験は、成形品の被覆
層表面にカッターナイフを用いて２０間隔で１１本の素
地（成形基材）に達する直線を平行に引き、さらにこれ
らに直交する１１本の直線を同様に引いて基盤目状とし
、その部分に粘着テープを貼り付けた後に引き剥がし、
基盤目のますの残存数を調べることにより行った。その
結果、成形品の上記注入部分付近及びその他の部分のい
ずれにおいても、１００／１００であり、密着性が良好
であることが確かめられた。

失亀［Ｌ 実施例１と同一の成形型及び注入機を用いて実施例１と
同一形状の成形品を得た。異なる点を中心に説明する。

まず、成形型内に、ＳＭＣを２５００ｇ載置し、プレス
圧１００ｋｇ／ａｄで６０秒間加圧成形し、プレス圧を
５０ｋｇ／ｃｏ？に減圧した後、被覆材料を上型注入部
から注入機により１〇−高圧注入した。用いた被覆材料
は、以下の組成のものである。

被覆材料の組成； ボーレイングラスクラッドＥ６７−Ｂ３０：大日本塗料
社製・・・１００重量部 硬化剤（アルキルパーオキシベンゾエート）・・・１重
量部 上記組成の混合材料を充分に混合することにより型内塗
装用塗料を得、被覆材料とした。

次に、被覆材料を注入した後、プレス圧５０ｋｇ／ｃｄ
で５０秒間加圧し、しかる後３０ｋｇ／ｃａｒに減圧し
、再び上記被覆材料を注入機により５〇−高圧注入した
。さらに、プレス圧を５０ｋｇ／ａｌに昇圧して、１２
０秒間、再加熱・加圧して被覆層が設けられた成形品を
得た。以上のこと以外は、実施例１と同様である。

得られた成形品の被覆状態を観察したところ、充分良好
であり、被覆むら等はまったく見られなかった。被覆層
の厚みは、底面部１ａ（水平部）が約１９０μｍであり
、それ以外の部分（側面部１ｂ等）の厚みは約８０μｍ
であった。

また、得られた成形品の被覆層を基盤目試験を行って密
着性を調べたところ、注入部付近及びその他の周囲部分
のいずれにおいても１００／１００であり、密着性が良
好であることが確かめられた。

実施例３ 実施例１で用いたのと同一の成形型内に、ＳＭＣ２５０
０ｇ載置し、プレス圧１００ｋｇ／ｃｏｒで６０秒間加
圧成形した。次に、プレス圧をＯｋｇ／ｃｄに減圧した
後、被覆材料を上型の注入部から高圧注入機により１０
ｄ注入した。被覆材料として、実施例２と同一のものを
用いた。プレス圧５０ｋｇ／ｄで５０秒間加圧した後、
３０ｋｇ／ｃａｒに減圧し、再び上記被覆材料を上型中
央部から高圧注入機により５〇−注入した。プレス圧を
５０ｋｇ／ｃａｒに昇圧して１２０秒間再加熱・加圧し
て被覆層が設けられた成形品を得た。

以上のこと以外は、実施例２とまったく同様にした。

得られた成形品の外観を観察したところ、被覆状態は充
分良好であり、被覆むら等もまったく見られなかった。

被覆層の厚みは、底面部１ａが約２００μｍであり、そ
れ以外の部分（側面部１ｂ等）では約８０μｍであった
。

また、得られた成形品の被覆層の密着性につき、基盤目
試験を行って評価した。その結果、注入部付近、及び周
囲部分の何れにおいても１００／１００であり、密着性
が良好であった。

星較叢土 成形型内に、ＳＭＣを２５００ｇ載置し、プレス圧１０
０ｋｇ／ａｄで１１０秒間加圧成形した。次に、プレス
圧を３０ｋｇ／Ｃｉに減圧した後、被覆材料を上型中央
部から高圧注入機により５〇−注入した。さらに、プレ
ス圧５０ｋｇ／ａｄに昇圧して１２０秒間、再加熱・加
圧して被覆材料で被覆された成形品を得た。以上のこと
以外は、実施例２とまったく同様にして行った。

得られた成形品では、注入部付近で被覆材料がＳＭＣを
貫通しており、注入部付近において被覆層を形成するこ
とができなかった。

比較例２ 成形型内にＳＭＣ２５００ｇ載置し、プレス圧１００ｋ
ｇ／ＣＸｌで１３０秒間加圧成形した。次に、プレス圧
を３０ｋｇ／ａｄに減圧した後、被覆材料を上型中央部
から高圧注入機により５０−高圧注入した。さらに、プ
レス圧を５０ｋｇ／ｃｄに昇圧して１２０秒間、再加熱
・加圧して被覆層が設けられた成形品を得た。以上のこ
と以外は、実施例２とまったく同様にして行った。

得られた成形品では、注入口付近で被覆材料がＳＭＣを
貫通することはなく、その付近における密着性も、実施
例２と同様に基盤目試験を行ったところ１００／１００
であった。

しかしながら、その他の部分、すなわち注入口付近以外
の部分では、成形型から離型する際に被覆材料が剥がれ
たことがあった。また、剥がれていない場合であっても
、基盤目試験によって密着性を評価したことろ、はとん
ど０／１００であった。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば型内被覆成形法において
、熱硬化性成形材料が未だ効果していないときに型内に
第１の被覆材料が注入され、第１の被覆材料が硬化した
ときに第２の被覆材料が注入されて被覆成形されるため
、被覆材料の注入部付近及びその他の部分の何れにおい
ても密着性に優れた被覆層を形成することが可能となる
。従って、密着性に優れた被覆層が設けられた成形品を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で得られた成形品を示す断面
図である。 図において、１は成形品、１ａは底面部分、１ｂは側壁
、２は被覆層を示す。

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未だ硬化していないときに
   、型内に前記熱硬化性成形材料よりも速硬化性の第１の
   被覆材料を注入し、注入された第１の被覆材料が硬化し
   た段階で第２の被覆材料を注入することを特徴とする、
   型内被覆成形法。