JPH0623768A - 注型塊状重合法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】樹脂の注型成形における成形精度を向上させる
と共に、板状以外の異形注型品工業的生産を可能とする
こと。 【構成・効果】注型樹脂成形用セルセットにおける重合
室のシール用ガスケットとしてポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどの耐モノマー性材料からなる発泡材や焼結材
を使用すると、樹脂の硬化に追随してガスケットが収
縮、変形するため、精密なキャスティングが可能とな
り、楔状又はレンズ状等の異形注型成形品の製造が可能
となるのみならず、平板状薄板の場合でも厚み精度が著
しく向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ポリメチルメタクリ
ート樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール樹脂
又は尿素樹脂等の注型成形技術に関する。より詳しく
は、本発明は、上記技術による成形品、好ましくは断面
が楔状又はレンズ状などの平板状と異なった形状を具え
る異形成形品を、精密に、しかも注型材料がセルから漏
洩する恐れなしに成形するための技術に関する。なお本
発明は、更にガスケット自体の寸法精度に関するアラウ
アンスを大ならしめることを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】これまでメタアクリル樹脂又は不飽和ポ
リエステル樹脂等のキャスト重合のセルセット（型枠）
の組立に使用されてきたシール用ガスケットは、適当な
比率で可塑剤を添加した軟質ポリ塩化ビニル又は飽和ポ
リエステルを主材として、これらを角棒状、円筒状、円
柱状等に成形したものであるが、これらのガスケットを
用いて製造可能な樹脂板は平板状のものに限られてお
り、特殊な形状、例えば楔状板（図２）又はレンズ状板
（図３）等の異形注型成形品の注型成形（キャスティン
グ）は、次の理由から工業的に困難であった。

【０００３】(1) 軟質ポリ塩化ビニル製のガスケット
は、上記特殊形状のキャスト板（以下“異形キャスト
板”と称する）は、硬過ぎて重合時に起こる収縮に対し
充分には追隋せず、このため、製品アクリル成形品等の
表面に「あばた」状の“ヒケ”が発生し良好な製品が得
られない（ポリエステル製ガスケットは、軟質ポリ塩化
ビニルより更に堅いため、異形キャスト板の製造には全
く利用できない。）。なお軟質ポリ塩化ビニルへの可塑
剤の添加量を増すと、材質自体は軟らかくなるが、アク
リルモノマー等に侵され易くなり、重合時に膨潤して可
塑剤がモノマー中に侵入する結果、成形品が白濁した
り、又はひどい場合はガスケットがモノマー中に膨潤、
溶解してしまい、セル内のシロップが漏洩してしまう。

【０００４】(2) 軟質ポリ塩化ビニルを用いて異形キャ
スティング用のガスケットを製造するには圧縮成形法又
は押出成形法が利用されるが、これには重合時の収縮程
度に見合った精密な金型が必要である。ところが、特に
異形キャスト板の場合、ガスケットの各部に生じる重合
収縮の程度は肉厚により微妙に変動し、該程度を部位毎
に予測するのは至難の技である。このため、最適の金型
を設計するには何度も試作、テストを繰り返さなければ
ならないから、金型費用は勢い工業化に不適当な程度に
高額のものとなる。

【０００５】(3) 以上は主として異形キャスティングに
係る問題であるが、平板の注型成形においても、軟質の
ポリ塩化ビニル製ガスケットを用いて精度の優れた薄い
板状品を成形するのは困難である。即ち、厚さ0.2 〜1.
5mm 程度の薄板を板厚精度±10％（但し精度＝±δ、こ
こに＋δ＝（最大板厚−平均板厚）／平均板厚，−δ＝
（−平均板厚＋最小板厚）／平均板厚）以内の精度で製
造するためには、ポリ塩化ビニル製のガスケットでもな
お硬過ぎるため、成形品の中央部に“ヒケ”を生じ易
い。かつ、ガスケットの長さ方向の硬さにムラがあるた
め、成形品の板厚が変動する。以上二つの理由から、精
度の高い成形品の収率が極端に低下する。因に、ガスケ
ット材質の硬過ぎという問題は、可塑剤の増量によりあ
る程度改善できても、上記(1) 項中触れたように、逆に
成形品の白濁や液漏れという別の問題を惹すから、この
方法を採用することができない。なお、飽和ポリエステ
ル製のガスケットはポリ塩化ビニル製のものに比し更に
硬いから、アクリル薄板の注型成形用に適用するのは至
難である。

【０００６】(4) ポリ塩化ビニル製のガスケットは、セ
ルセットを解体したとき成形品の端縁部に付着するか
ら、該端縁部と一緒に切除する必要がある。しかしここ
に切除された端材に付着する使用済みのガスケットは、
焼却時に塩酸ガスを発生するので、その廃棄処理が非常
に厄介である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明が解決を
意図する課題は、注型樹脂成形品の製造、殊に薄板や断
面が楔状又はレンズ状等の特殊な形状を有する異形注型
成形品を精密にかつ安価に生産するための工業的技術を
提案することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

【０００９】 概念 本発明者は、従来のポリ塩化ビニル又はポリエステル製
ガスケットを利用したセルセットを使用する場合の問題
点につき検討を加えた結果、この種既知ガスケットを利
用する限り、問題を抜本的に解決するのは不可能である
ことを認め、更に研究の結果、重合収縮の程度に応じて
自由に変形しうると共に、注型材料（アクリルモノマー
等）に侵されない材質の特殊な選択がこの問題の解決に
不可欠であることを知った。本発明はこの知見に基づく
ものである。

【００１０】 概要 以上の知見に基づき、本発明は、注型用モノマー、プレ
ポリマー又はそれらの混合物（注型材料）に侵され難い
発泡又は焼結樹脂材料をガスケットとしてセルセットの
両端面をシールした後、注型材料を注型、硬化させるこ
とを特徴とする注型塊状重合法を要旨とする。以下、発
明を構成する諸要素等につき項分けして説明する。

【００１１】 注型材料 本発明における注型材料として利用されるのは、例えば
ポリメチルメタアクリレート樹脂、エポキシ樹脂、ケイ
素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリ
アミド、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂又
はスチレン樹脂等のモノマー、プレポリマー又はそれら
の混合物であるが、光透過性、透明性、耐候性などの見
地からはメチルメタクリレートのモノマー、プレポリマ
ー又はそれらの混合物の選択が好ましい。特に、重合反
応を15〜20％程度進めたプレポリマーのモノマー溶液
（シロップ）は、適度の粘度を有するため注型材料とし
て最適である。

【００１２】重合に際しては、常法に従い、重合済みの
ポリマーの微粒（ビーズ）、重合開始剤（ラジカル触
媒）、連鎖移動剤、色素などの公知の添加物が必要に応
じて添加される。

【００１３】 セルセット 本発明の実施に使用するセルセットは、後述するガスケ
ット（シール材）の材質を除き従来のセルセットと同様
である（但し、従来のガスケットでは実現できなかった
特殊な形状を持つ場合を除く。）。即ち、２枚の磨きガ
ラス板、研磨ステンレス板又は磨き弗素樹脂板等の型板
を対立させ、両型板により挟まれる限定空間の端部をガ
スケットにより塞いでセルセットを形成する。ここに二
枚の型板及びガスケットにより限られる閉鎖空間の形状
は、当然対象成形品の外形により異なり、平板状の対象
物のためには、該空間は直方形であり、また楔状対象物
のためには、該空間は等辺三角形状の断面を有する。更
にレンズ状対象物のためには、該空間の断面は、凸弧と
凹弧又は凸弧若しくは凹弧と直線とにより限られたレン
ズ型空間である。従って、この場合には両型板自体レン
ズの曲率と均しい弧状を呈すべきである。

【００１４】この他、注型が可能な限り、必要に応じ任
意の内形を採ることができる。なお、型板の内面には、
所望により任意の文字、符号、図形、模様などが凸刻又
は凹刻されていてもよい。

【００１５】 ガスケット ガスケットは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、エチ
レン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム、シリコーン
ゴム若しくは又は弗素ゴムの如き耐モノマー性合成樹脂
若しくは合成ゴムからなる発泡体又はポリエチレン、ポ
リプロピレン、塩素化ポリエチレン若しくは塩素化ポリ
プロピレンのような耐モノマー性合成樹脂の焼結体から
構成される。これらのガスケット材料は、上記セルセッ
トの端面を区切るのに必要な種々の外形又は断面形状を
持つことができる。例えば、図１に示した平板状物成形
のための直線状対向空間の閉鎖用には、円柱状、角柱
状、円筒状などの形状を持つガスケットが利用される。
これに反し、図２に示した楔状の成形品を得るために
は、ガスケットは両型板が形成する断面二等辺三角形状
の空間に対応して二等辺三角形状の外形を有すべきであ
る。更に図３に示す両凸レンズ形成形品の成形には、成
形品の垂直断面に均しい形状のレンズ形ガスケットが使
用される。

【００１６】上記発泡体製のガスケットは、適宜ナイフ
又は鋏による切断が可能である点で実用上好ましい。特
に、ポリエチレン及びポリプロピレン製の発泡シート
は、商業的に量産されているので、実用上最適であるの
みならず端材の焼却処理にも問題を生じることがない。

【００１７】ガスケット内の気泡又は空胞は、独立型の
もの、即ち、各気泡又は空胞が相互に連通していないも
のが望ましい。気泡等が連通していると、例えばアクリ
ルモノマーの如き浸透性の強い注型材料がガスケット層
から漏洩する懸念を生じる。但し発泡倍率が低ければ材
質が硬くなって、重合時の収縮に伴う両型板の位置変化
に追随できなくなるという問題点を生じる。ポリエチレ
ン又はポリプロピレン製ガスケットを例に採れば、発泡
倍率は概ね10〜50倍、殊に20〜40倍程度であるのが好ま
しい。

【００１８】

【作用】添付図４を参照して、二枚の型板２，２間に挟
まれたガスケット３中の泡3a，3a・・は、クランプ５等
にて締め付けられたとき収縮し、ラビリンスパッキンと
同等のシール作用を奏する。

【００１９】そして硬化が進むにつれ、両型板２，２は
収縮しつつある内容注型樹脂Ｒに引っ張られて徐々に接
近しようとするが、このときガスケット３も内包気泡の
縮小により追随的に縮小するから、型板の変位を全く阻
害しない。このため、薄板の成形や楔状又はレンズ状の
ような異形キャスティングにおいても、“ヒケ”や“ワ
カメ”のない精密な注型が可能となる。実験によれば、
厚さ0.3 〜1.5mm の薄板をポリ塩化ビニル製ガスケット
を用いてキャスティングしたときの厚み誤差は±20％以
内であるが、本発明により発泡ガスケットを使用したと
きは、±10％以内に止めることが可能である。しかもガ
スケット自体の寸法公差を大きく取れるため、正確な成
形が不必要であるだけでなく、同一のガスケットでもっ
て多種寸法のシーリングにも利用可能であるという利点
がある。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により発明実施の態様を説明す
るが、例示は単に説明用のもので、発明思想の制限又は
限定を意味するものではない。

【００２１】実施例１ 図１に示すように、縦横各550mm 、厚さ10mmの二枚の磨
きガラス板（型板）２，２の間に、発泡ポリエチレンか
ら作られた、断面３mm×10mm、長さ60cmの製の矩形柱状
ガスケット３を挟んで両ガラス板２，２間の間隙ｄを1.
2mm に調整した（重合室）４を有するセルセット１を形
成させ、クランプ５，５で固定した。

【００２２】次いで、重合室４内へ予め脱気されたメチ
ルメタクリレートのシロップ（重合開始剤及び連鎖移動
剤を含む）Ｒを注ぎ、室温から110 ℃まで徐々に昇温、
重合させた後、室温まで徐冷し、最後にセルセットを解
体して硬化した薄板を取り出し、その周辺部を切除及び
研削することにより、平均厚さ0.98mm、精度±５％以内
の良好なアクリル薄板を得た。

【００２３】実施例２ 図２(イ) のように、厚さ２mm、幅120 mm、奥行400 mmの
二枚の磨きガラス板（型板）２，２を下端部で衝き合わ
せると共に、該ガラス板の両端部の対向間隙内に発泡ポ
リエチレン製の二等辺三角形状のガスケット（頂角８
°）３，３を嵌め込み、周辺部及び衝合部をセロファン
テープ７で固定し、更に頂部を下向きコ字状のクランプ
５で固定することにより、断面楔状のセルセット１を得
た。

【００２４】以上のセルセット１を脚立６を用いて直立
させ、重合室４内に実施例１と同様のシロップＲを注入
し、上部の開放端面をポリエステルテープ８等を用いて
封鎖した後、以後実施例１と同様に熱風炉内及び恒温室
内で硬化及びアニール処理し、最後に成形品の端縁部を
切除及び研削して、本図(ロ) に示す断面楔状の注型アク
リル樹脂成形品９を得た。この成形品は、エッジライテ
ィング用導光板として有用である。

【００２５】実施例３ 図３(イ) に示す如く、夫々円弧状に折り曲げられた二枚
の磨きアルミニウム板（型板）２，２を各両端部におい
て衝合させると共に、該型板の両端部の対向間隙内に発
泡ポリエチレン製の両凸レンズ形ガスケット（厚さ10m
m）を嵌め込み、周縁部をセロファンテープ７で密封す
ると共に、衝合部をクランプ５，５・・で固定してセル
セット１を得た。

【００２６】以上のセルセット１内に、実施例１と同様
のシロップを充填し、以後該例と同様に処理して、同図
(ロ) の通りのレンズ状異形アクリル樹脂成形品９を得
た。成形製品の寸法は、長さ400mm 、最厚部15mm、最薄
部２mmであった。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、注型樹脂
成形品、殊に薄板状及び異形成形品を精密かつ安価に生
産するための手段を提供しうることにより、注型成形技
術の合理化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄板状樹脂成形品成形用セルセットの部分断面
図。

【図２】楔状樹脂成形品成形用セルセットの分解斜視図
(イ) 及び成形品の斜視図(ロ) 。

【図３】凸レンズ状樹脂成形品成形用セルセットの分解
斜視図(イ) 及び成形品の斜視図(ロ) 。

【図４】本発明における発泡材製ガスケットの作用効果
を示すセルセットの部分拡大断面図。

【符号の説明】

１ セルセットの全体 ２ １の型板 ３ １の発泡材製ガスケット 3a ３の気泡 ４ １の重合室 ５ １のクランプ ６ １用脚立（図２のみ） ７ 密封用ビニルテープ ８ 蓋材（ビニルテープ）（図２のみ） ９ アクリル樹脂成形品 ｄ 型板間の間隙 Ｒ 注型用樹脂（シロップ）

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】薄板状樹脂成形品成形用セルセットの部分断面
図。

【図２】（イ）は楔状樹脂成形品成形用セルセットの分
解斜視図で、（ロ）は成形品の斜視図。

【図３】（イ）は凸レンズ状樹脂成形品成形用セルセッ
トの分解斜視図で、（ロ）は成形品の斜視図。

【図４】本発明における発泡材製ガスケットの作用効果
を示すセルセットの部分拡大断面図。

【符号の説明】 １ セルセットの全体 ２ １の型板 ３ １の発泡材製ガスケツト ３ａ ３の気泡 ４ １の重合室 ５ １のクランプ ６ １用脚立（図２のみ） ７ 密封用ビニルテープ ８ 蓋材（ビニルテープ）（図２のみ） ９ アクリル樹脂成形品 ｄ 型板間の間隙 Ｒ 注型用樹脂（シロップ）

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図４】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 55:00 Ｂ２９Ｌ 11:00 4Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注型用モノマー、プレポリマー又はそれ
   らの混合物（注型材料）に侵され難い発泡又は焼結樹脂
   材料をガスケットとしてセルセットの両端面をシールし
   た後、注型材料を注型、硬化させることを特徴とする注
   型塊状重合法。
2. 【請求項２】 注型材料が、メチルメタクリレート樹
   脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂若しくは不飽和ポリエ
   ステル樹脂のモノマー、プレポリマー又はそれらの混合
   物である請求項１の塊状重合法。
3. 【請求項３】 ガスケット構成材料が、発泡ポリエチレ
   ン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリ
   プロピレン、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合
   ゴム若しくはシリコーンゴム又は焼結ポリエチレン、ポ
   リプロピレン、塩素化ポリエチレン若しくは塩素化ポリ
   プロピレンである請求項１の塊状重合法。
4. 【請求項４】 セルの断面が、平板状又は楔状若しくは
   レンズ状等の異形である請求項１の塊状重合法。