JPH05269779A - 反応樹脂成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な成形が行えかつ少量生産に適した反応
樹脂成形型の提供。 【構成】 細粒を凝固させて形成された砂型12の型表面
14に不通気性の樹脂を塗布してコーティング層19を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は反応樹脂成形型に関し、
反応硬化型樹脂を用いる反応射出成形(RIM)やレジント
ランスファモールディング(RTM) の成形型などに利用で
きる。

【０００２】

【背景技術】従来より、合成樹脂は極めて多岐に渡る物
品の材料として多用されている。一般に、合成樹脂製品
の製造には主に射出成形や押出成形が用いられている
が、近年では反応射出成形(RIM; Reaction Injection M
oulding)の利用が進められている。

【０００３】通常の射出成形(IM)は、熱可塑性合成樹脂
等のポリマーを加熱溶融させて成形型内に射出し、冷却
により硬化させてキャビティに応じた所定形状を得るも
のである。

【０００４】これに対し、反応射出成形(RIM) は、触媒
等により反応硬化する反応硬化型樹脂 (主に二液反応型
のポリウレタンやポリアミド等) を用い、この樹脂のモ
ノマーを触媒等とともに成形型内に射出し、型内で反応
を進行させて硬化させ、型の形状に応じた所定形状を得
るものである。

【０００５】このような反応射出成形では、通常の射出
成形のように型内が高温高圧にならないため成形型が簡
素化できるとともに、射出時がモノマーであるため流動
性が高く、型内の隅々まで行き渡るので複雑な形状の成
形も良好に行えるという利点がある。最近では、ナフサ
の分解残滓から得られるジシクロペンタジエン (DCPD)
をRIM 成形することがなされており、このDCPD-RIM に
よる成形品では繊維強化を行わないでも比較的高い強度
が得られ、大型構造物等の樹脂成形も試みられている。

【０００６】一方、合成樹脂製品として、ガラス繊維や
カーボン繊維により強度を高めた繊維強化プラスチック
(FRP)の利用も盛んである。このような繊維強化プラス
チックの製法としては、ハンドレイアップやスプレーア
ップ等のオープンモールディングとともに、シートモー
ルディングコンパウンド(SMC; Sheet Moulding Compoun
d)やレジントランスファモールディング(RTM; Resin Tr
ansfer Moulding)等のクローズドモールディングが用い
られている。

【０００７】このうち、レジントランスファモールディ
ング(RTM) は、成形型内に予め強化繊維を収容してお
き、ここに結合用の合成樹脂を充填して強化繊維ととも
に硬化させるものである。ここで、結合用の合成樹脂と
しては不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ
等の反応硬化型樹脂が用いられており、型内で反応硬化
させる点でRTM は前述のRIM(反応射出成形) 特に樹脂中
に強化繊維を混入するSRIMと類似している。

【０００８】ところで、前述したRIM やRTM の反応樹脂
成形型としては、例えば通常の射出成形に用いられる金
属型の他に電鋳型などの既存の成形型が適用されてい
る。しかし、前述した金属型および電鋳型は製造工程が
煩雑で製造コストが高く、多品種少量生産には不適当で
ある。

【０００９】一方、金属鋳造などで用いられる砂型、つ
まり型用砂等の細粒を凝固させて形成された成形型は、
製品を取出すために成形毎に崩すことが一般的であり、
砂の再利用も行えることから一回の成形コストを極めて
安価にできる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】反応樹脂成形型として
砂型を用いた場合、型内表面を構成する砂粒が荒いため
に成形品の表面を良好にすることが難しいという問題が
ある。特に、反応樹脂成形では型内に導入される樹脂モ
ノマーの流動性が高いため、このモノマーが型の砂粒間
に浸透し易く、成形品の表面凹凸が顕著となって表面性
を悪化させ易い。

【００１１】さらに、砂型では型を構成する砂粒間の隙
間から通気が生じ、砂粒間に存在する空気中の酸素や湿
気等が型内に侵入することがある。このような酸素や湿
気等が侵入して型内の樹脂モノマーあるいは触媒に接触
すると、これらの本来の反応性が低下して硬化が進まな
くなり、成形が行えなくなるという問題があった。

【００１２】本発明の目的は、良好な成形が行えかつ少
量生産に適した反応樹脂成形型を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、細粒を凝固さ
せて形成された成形型の型内表面に不通気性のコーティ
ングを施したことを特徴とする反応樹脂成形型である。

【００１４】ここで、細粒としては既存の砂型に用いら
れる型用砂あるいは石膏等を用いればよく、それ自体で
凝固性が低い砂の場合には凝固用の結合剤を含むもの等
が望ましい。また、所定形状の成形型に形成する手法も
既存の砂型に利用されている手法を用いればよい。

【００１５】一方、不通気性のコーティングとしては、
エポキシ樹脂その他のいわゆるガスバリア性を有する既
存の樹脂等を用い、この樹脂を型内表面にスプレーある
いは刷毛塗り等を行うことにより塗布すればよい。

【００１６】

【作 用】このような本発明においては、内面の不通気
性のコーティングにより、成形型の砂粒間を侵入してく
る空気や湿気等が遮断され、型内に導入された反応樹脂
のモノマーの反応性が失われる等の不都合が回避される
とともに、当該モノマーの砂粒間への浸透が防止され、
成形品の表面状態が良好に維持される。従って、反応樹
脂の成形を砂型で行えることになり、製造コストが安価
にでき、少量生産に適した成形を行うことができること
になり、これらにより前記目的が達成される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１には、本発明に基づく反応樹脂成形型10が
示されている。反応樹脂成形型10は、最外側に構造体と
して金属製のケース11を有し、その内部には砂型12が設
置されている。砂型12とケース11との間には粒度の荒い
砂粒等によるバッキング材13が充填され、砂型12はこの
バッキング材13を介してケース11内の所定位置に安定保
持されている。

【００１８】砂型12は、既存の型用砂を成形品あるいは
同等の輪郭を有する模型の表面に略一定の厚さで盛りつ
けて凝固させて形成されたものであり、内部に成形品に
応じた所定形状の型表面14を有するとともに、分割面PL
で二分割することで開放できるようになっている。

【００１９】砂型12には内部の型表面14に連通する管路
15が形成され、この管路15はケース11表面の接続管16に
接続されている。これらの管路15および接続管16により
樹脂導入路17が構成され、この樹脂導入路17は外部の図
示しない樹脂供給装置に接続される。

【００２０】ここで、樹脂導入路17は型表面14の一端側
に横向きに連通接続され、繊維強化しない場合の通常の
樹脂を用いる場合、ここから導入された樹脂は型内へフ
ィルム状となって順次充填されてゆき、波立ちや空気巻
き込み等の成形不良の原因を回避する。

【００２１】砂型12の型表面14にはエポキシ樹脂がスプ
レー吹き付けまたは刷毛塗り等によりコーティングさ
れ、これにより所定膜厚の不通気性のコーティング層19
が形成されている。このコーティング層19は、塗布にあ
たって流動性等を調整され、型表面14の細部まで確実に
コーティングされかつ一部が砂型12の内部の砂粒に滲み
込んで食い付くようになっている。

【００２２】また、型表面14を囲うように、砂型12の厚
み部分内には温度調整用パイプ20が埋設され、このパイ
プ20には図示しない外部接続端部から温水等が導入さ
れ、型表面14が所定温度に維持されるようになってい
る。

【００２３】このような本実施例においては、DCPD等の
反応硬化型樹脂を適宜な触媒や硬化剤と混合し、直ちに
樹脂導入路17を通して型表面14内に射出する。そして、
温度調整用パイプ20により型表面14を反応に適した所定
温度に維持し、型の内部の樹脂が反応硬化するのを待
つ。反応に必要な時間が経過したら、反応樹脂成形型10
を分割面PLで分割することにより、型表面14の形状に応
じた成形品が取り出される。

【００２４】このような本実施例によれば、成形型とし
て砂型12を用いることで、製造工程が大幅に簡略化で
き、製造コストを安価にすることができる。

【００２５】そして、型表面14に不通気性のコーティン
グ層19を形成したため、砂型12であってもその周囲の砂
粒間に存在する空気が型内に侵入することがない。この
ため、型内に射出された反応硬化型樹脂および触媒や硬
化剤などの反応性が空気中の酸素や湿気等により損なわ
れることがなく、確実かつ良好な成形を行うことができ
る。

【００２６】また、型表面14のコーティング層19によ
り、型内に射出された反応硬化型樹脂が砂型12の砂粒間
に浸透することがなく、成形品の表面形状をも平滑で良
好なものにすることができるとともに、脱型性も良好な
ものにすることができる。

【００２７】さらに、コーティング層19は塗布にあたっ
て型表面14に一部滲み込むことになり、その食いつき効
果によって脱型時に成形品とともに砂型12から剥離する
等の不都合は生じにくく、繰り返し使用も行うことがで
きる。

【００２８】また、コーティング層19は塗布によるもの
であるため、型表面14の複雑あるいは細かな形状模様等
にも確実に対応することができ、成形結果を良好にする
ことができる。

【００２９】一方、本実施例では、温度調整用パイプ20
により型表面14の温度を反応に適した温度に維持するこ
とができ、成形品の品質の向上あるいは反応時間の短縮
を図ることができる。

【００３０】また、強化繊維の混入の有無に応じて樹脂
導入路17, 18の何れかから射出することで型内の充填状
態を適切に設定することができ、成形性を一層良好にす
ることができる。

【００３１】さらに、ケース11と砂型12との間にバッキ
ング材13を充填したため、砂型12をケース11内側形状に
対応させる必要がなく、砂型12に必要な砂を削減するこ
とができる。

【００３２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、以下に示すような変形も本発明に含まれる
ものである。すなわち、前記実施例では砂型12を分割式
とし、繰り返し使用できるように構成したが、成形のつ
ど破壊して成形品を取り出すようにしてもよい。

【００３３】また、砂型12の材料としては既存の成形用
砂であればよく、砂に結合用の樹脂等を添加したもの等
が適宜利用できる。そして、砂型12は砂に限らず石膏等
で形成してもよく、水流により除去して成形品を取り出
す等してもよい。

【００３４】さらに、コーティング層19を形成する樹脂
としてはエポキシ樹脂に限らず、他のガスバリア性を有
する適宜な樹脂等を用いればよい。また、コーティング
層19の厚み、塗布条件等も型表面14の形状や砂型12の砂
の性状に応じて適宜選択すればよい。

【００３５】ところで、前記実施例では繊維強化しない
樹脂に対応して反応樹脂成形型10に樹脂導入路17を設け
たが、成形品を繊維強化する場合、図２に示す他の実施
例のような構成としてもよい。すなわち、図２におい
て、反応樹脂成形型10の樹脂導入路18は、型表面14の上
部略中央に連通接続されている。このため、予め型内に
強化繊維をセットしておき、上方の樹脂導入路18から樹
脂を導入すると、強化繊維がクッションとなって樹脂に
は波立ち等を生じにくいため、この樹脂導入路18から導
入することで迅速な樹脂充填が行える。

【００３６】この他、型表面14の形状や樹脂導入路17,
18の数や位置、温度調整用パイプ20の配置、ケース11の
形態等は成形品や使用樹脂に応じて適宜設定すればよ
く、ケース11、バッキング材13、温度調整用パイプ20は
本発明に必須ではなく、適宜省略してもよい。

【００３７】さらに、前記実施例では反応射出成形(RI
M) について説明したが、レジントランスファモールデ
ィング(RTM) の場合でも予め強化繊維を入れておくこと
で同様に成形することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば型
内表面の不通気性コーティングにより、通気の可能性を
もつ砂型を用いて反応成形を行うことができ、良好な成
形が行えるとともに少量生産に適したものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

10 反応樹脂成形型 12 砂型 14 型表面 19 コーティング層

フロントページの続き (72)発明者 榎本 邦弘 千葉県市原市八幡海岸通１番地 三井造船 株式会社千葉事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細粒を凝固させて形成された成形型の型
   内表面に不通気性のコーティングを施したことを特徴と
   する反応樹脂成形型。