JPH06297466A - 表面コーティング層付砂型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品の寸法精度および表面性を向上させる
ことができる表面コーティング層付砂型の製造方法の提
供。 【構成】 成形品の形状に応じた成形型製造用の母型20
の表面21に成形品の材質に応じたコーティング層12を形
成し、このコーティング層12の外側に砂型となる細粒層
15を形成し、その後、母型20を離型してコーティング層
12および細粒層15を一体に取り出して表面コーティング
層付砂型である反応樹脂成形型10を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面コーティング層付
砂型の製造方法に関し、砂型を反応射出成形用の反応樹
脂成形型として用いる場合などに砂型の表面コーティン
グを行う際に利用できる。

【０００２】

【背景技術】従来より、合成樹脂は各種の製品材料とし
て多用されている。一般に、このような合成樹脂製品の
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の利用が進められている。この反
応射出成形は、触媒等により反応硬化する反応硬化性樹
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。このような反応射出成
形用の反応樹脂成形型には、通常の射出成形に用いられ
る金属型や電鋳型などの既存の成形型が適用されている
が、これらの成形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ため、これらの成
形型に代えて型用砂等の細粒を凝固させて形成される砂
型式の成形型が用いられることがある。

【０００３】ところが、反応樹脂成形型として砂型を用
いる場合には、型の表面を構成する砂粒が粗いために成
形品の表面を良好にすることが難しく、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、このモノマーが砂型の砂粒間に浸透しやすく、成形
品の表面凹凸が顕著となって表面性が悪化しやすいとい
う問題があった。また、砂型では、型を構成する砂粒間
の隙間から通気が生じて砂粒間に存在する空気中の酸素
や湿気等が型内に侵入し、これによって型内の樹脂モノ
マーあるいは触媒の本来の反応性が低下して反応硬化が
進まなくなり、成形が行えなくなるという問題があっ
た。

【０００４】そこで、本出願人は、特願平4-71386 号に
おいて、このような砂型の表面に不通気性のコーティン
グを施して反応樹脂成形型とする方法を提案している。
この砂型の表面コーティング方法では、成形品と同形
状、同寸法の母型により砂型を製造し、その後、母型を
取り外してから砂型の表面にエポキシ樹脂等のガスバリ
ア性を有する樹脂をスプレー吹き付けまたは刷毛塗り等
によってコーティングする。このような砂型の表面コー
ティング方法によれば、砂型の表面にコーティングを施
すことにより砂型の砂粒間への成形品材料の浸透を防止
することができるため、成形品の表面性を向上させるこ
とができるうえ、成形品から成形型を離脱させる離型性
も良好なものとすることができる。また、砂型から成形
品材料内への酸素や湿気等の侵入を防止できるため、成
形品材料の反応性が低下することはなく、確実に成形を
行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな砂型の表面コーティング方法では、母型を取り外し
てから砂型の表面にエポキシ樹脂等をコーティングする
ため、既に成形品の形状、寸法に従って形成された砂型
の表面にさらにコーティング層を形成することになるの
で、コーティング層の厚み分だけ寸法精度が充分に得ら
れないという問題があった。これに対し、砂型を予めコ
ーティング層の厚み分だけ差し引いた寸法としておくこ
とが考えられるが、このような厚みの調整は困難である
ため、充分な寸法精度を得ることができないという問題
があった。また、このような砂型の表面コーティング方
法では、前述したようにコーティングを施さない場合に
比べて成形品の表面性を向上させることはできるが、ス
プレー吹き付けまたは刷毛塗り等によってコーティング
を行うため、コーティングにむらができた場合には成形
品の表面性が充分に得られないおそれがあった。特に、
砂型の角部、隅部等においては、コーティングの塗布厚
み、塗布形状が流動的で一定しないため、成形品の寸法
精度や表面性の確保が困難であるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、成形品の寸法精度および
表面性を向上させることができる表面コーティング層付
砂型の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面コーティ
ング層付砂型の製造にあたって、母型により砂型だけで
はなくコーティング層の表面までを形成して前記目的を
達成しようとするものである。具体的には、本発明の表
面コーティング層付砂型の製造方法は、成形品の形状に
応じた成形型製造用の母型の表面に成形品の材質に応じ
たコーティング層を形成し、このコーティング層の外側
に砂型となる細粒層を形成し、その後、前記母型を離型
して前記コーティング層および前記細粒層を一体に取り
出すことを特徴とする。また、本発明の表面コーティン
グ層付砂型の製造方法は、前記母型の表面に離型剤を塗
布して離型層を形成し、この離型層の外側に前記コーテ
ィング層を形成し、このコーティング層の乾燥後に、コ
ーティング層の外側にコーティング層に対して親和性を
有する成分と砂型の細粒とが混合された混合層を形成
し、この混合層により前記コーティング層と前記細粒層
とを結合することを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明の表面コーティング層付砂
型の製造方法は、前記混合層が、前記コーティング層の
外側に前記コーティング層と同質の補助コーティング層
を形成しておき、この補助コーティング層の乾燥前に補
助コーティング層内に前記細粒を混入させて形成される
ことを特徴とする。また、本発明の表面コーティング層
付砂型の製造方法は、前記混合層が、前記親和性を有す
る成分と前記細粒とを予め混合した混合物により形成さ
れることを特徴とする。

【０００９】

【作用】このような本発明においては、母型の表面にコ
ーティング層を形成し、さらにその外側に砂型となる細
粒層を形成し、その後、母型を離型してコーティング層
および細粒層を一体に取り出して成形型とするので、コ
ーティング層の表面は成形品の形状、寸法に応じた母型
の輪郭どうりに規定され、成形品と同形状、同寸法の精
度のよいキャビティ部分が形成される。このため、前述
したスプレー吹き付けまたは刷毛塗り等によるコーティ
ングの場合に比べ、成形品は精度よく所定の寸法に製造
される。また、コーティング層の成形品側の表面形状は
母型の表面形状に従って形成されるので、前述したスプ
レー吹き付けまたは刷毛塗り等によるコーティングの場
合に比べてコーティングのむらによる影響はないため、
成形品の表面性は向上する。

【００１０】さらに、砂型の表面コーティングを、少な
くともコーティング層と混合層との二層に分けて行う場
合には、コーティング層が乾燥した後に混合層および細
粒層を形成するので、コーティング層には混合層および
細粒層の構成成分である砂（細粒）が混入することはな
く、コーティング層は単一材料により形成される。この
ため、前述した表面コーティング層の形成による効果、
すなわち成形品の成形時における細粒層の砂粒間への成
形品材料の浸透防止効果、成形品材料内への酸素や湿気
等の侵入防止効果、あるいは成形品からの成形型の離型
性向上効果等を確実に実現できる良好なコーティング層
が形成される。

【００１１】そして、混合層はコーティング層に対して
親和性を有する成分を含有しているため、コーティング
層と混合層とは確実に結合される。一方、混合層は砂型
の細粒を含有しているため、混合層内の細粒と細粒層内
の細粒とがバインダー成分で結合されることで、いわゆ
るアンカー効果が得られ、細粒層と混合層とは確実に結
合される。従って、混合層によりコーティング層と細粒
層とが確実に結合され、強固な成形型が形成される。ま
た、コーティング層の外側にコーティング層と同質の補
助コーティング層を形成しておき、この補助コーティン
グ層の乾燥前に細粒層を形成することで、補助コーティ
ング層内に細粒層の細粒が混入して混合層が形成され
る。さらに、コーティング層に対して親和性を有する成
分と細粒とを予め混合した混合物を、補助コーティング
層と細粒層との間に設ければ、この混合物内の細粒が補
助コーティング層内に混入して混合層が形成されること
に加え、混合物自体が混合層となり、より確実にコーテ
ィング層と細粒層との結合が行われる。あるいは、補助
コーティング層を形成せずに、このような混合物をコー
ティング層と細粒層との間に設けても、混合物自体によ
り混合層が形成されるため、確実にコーティング層と細
粒層との結合が行われる。

【００１２】また、コーティング層を形成する前に、母
型の表面に離型剤を塗布して離型層を形成しておくの
で、成形型からの母型の離脱が容易なものとなり、これ
らにより前記目的が達成される。

【００１３】

【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、本実施例に係る反応樹脂成形型10の
形成状態が示されている。反応樹脂成形型10は、成形品
と同形状、同寸法、すなわち同輪郭を有する母型20によ
りその表面11の輪郭形状が形成される、すなわち成形品
材料を注入するキャビティ部分の輪郭形状が形成される
ようになっている。母型20は、成形品の模型であり、木
材やプラスチックなどにより形成されている。

【００１４】母型20の表面21上（図中上側）には、離型
剤30が塗布されて離型層31が形成されている。離型剤30
には、Ｓｉ（ケイ素）系またはＦ（フッ素）系等の材料
が用いられるが、Ｆ系の材料が好ましい。離型剤30の塗
布は、スプレー等により行われ、離型層31の厚みは数μ
ｍ程度であるが、５μｍ程度がより好ましい。この離型
剤30は、塗布後に即乾燥するものである。

【００１５】離型層31の外側（図中上側）には、コーテ
ィング層12が形成されている。コーティング層12は、反
応硬化性樹脂等の材料により形成されるが、好ましくは
不飽和ポリエステルなどがよい。コーティング層12の厚
みは、およそ 300〜 900μｍ程度であるが、 500〜 600
μｍ程度がより好ましい。

【００１６】コーティング層12の外側（図中上側）に
は、補助コーティング層13が形成されている。この補助
コーティング層13は、前述したコーティング層12が充分
に乾燥してから形成されるものである。補助コーティン
グ層13は、コーティング層12と同じ反応硬化性樹脂等の
材料により形成されるが、好ましくは不飽和ポリエステ
ルなどがよい。補助コーティング層13の厚みは、およそ
30〜 100μｍ程度であるが、50〜60μｍ程度がより好ま
しい。

【００１７】補助コーティング層13の外側（図中上側）
には、細粒強化層14が形成されている。この細粒強化層
14は、前述した補助コーティング層13が乾燥する前に形
成されるものであり、後述する細粒層15の成分である細
粒16と補助コーティング層13の成分材料である反応硬化
性樹脂等とを混合した混合物により形成された混合層と
なっている。なお、このような混合状態の混合層は、細
粒強化層14の形成の際に、細粒強化層14内の細粒16が乾
燥前の補助コーティング層13内に混入することによって
も一部形成される。細粒16の成分構成比の一例をあげる
と、砂97〜98.5％に対し、フラン樹脂 2〜1％、硬化剤
1〜 0.5％などであるが、好ましくは砂97.5〜98％に対
し、フラン樹脂 1.6〜 1.3％、硬化剤 0.9〜 0.7％程度
がよい。細粒強化層14の厚みは、およそ10〜50ｍｍ程度
であるが、20〜30ｍｍ程度がより好ましい。また、この
細粒強化層14には、必要に応じて温度調整用パイプ40を
埋設してもよい。この温度調整用パイプ40は、その内部
に図示されない外部接続端部から温水等が導入され、成
形品の成形時に反応樹脂成形型10の表面11を、キャビテ
ィ部分に注入された成形品材料の反応に適した所定温度
に維持するためのものである。

【００１８】細粒強化層14の外側（図中上側）には、細
粒層15が形成されている。この細粒層15は、前述した細
粒強化層14が乾燥する前に形成されるものである。細粒
層15は、反応樹脂成形型10のバッキング材である細粒16
により形成された砂型である。細粒16の成分構成比は、
前述の細粒強化層14の説明で述べたとおりである。そし
て、以上に述べたコーティング層12、補助コーティング
層13、細粒強化層14、および細粒層15により反応樹脂成
形型10が形成されている。

【００１９】このような本実施例においては、以下のよ
うに成形型を製造して成形品の成形を行う。先ず、母型
20の表面21上に、離型剤30を塗布して離型層31を形成す
る。次に、離型層31の外側にコーティング層12、補助コ
ーティング層13、細粒強化層14の順に各層を形成し、さ
らにその外側に細粒層15を形成する。その後、コーティ
ング層12から図１中矢印Ａ方向に母型20を離脱させ、コ
ーティング層12から細粒層15までが一体となった反応樹
脂成形型10の製造を完了する。なお、離型層31は、母型
20を離脱させる際に、コーティング層12側または母型20
側に付着して崩壊消滅する。このようにして製造された
表面コーティング層付砂型である反応樹脂成形型10を用
い、コーティング層12により囲まれるキャビティ部分に
反応硬化性樹脂等の成形品材料を注入して成形品の成形
を行う。

【００２０】このような本実施例によれば、次のような
効果がある。すなわち、表面コーティング層付砂型であ
る反応樹脂成形型10を製造するにあたって、母型20の表
面21上にコーティング層12を形成し、さらにその外側に
砂型となる細粒層15等を形成し、その後、母型20を離型
して成形型とするので、成形品の形状、寸法に応じた母
型20の輪郭どうりのキャビティ部分を形成することがで
きる。このため、前述した特願平4-71386 号のスプレー
吹き付けまたは刷毛塗り等によるコーティングの場合に
比べ、成形品の寸法精度を向上させることができる。

【００２１】また、コーティング層12の成形品側の表面
形状は母型20の表面形状に従って形成されるので、前述
したスプレー吹き付けまたは刷毛塗り等によるコーティ
ングの場合に比べてコーティングのむらによる影響はな
いため、成形品の表面性を向上させることができる。

【００２２】さらに、コーティング層12が乾燥した後に
補助コーティング層13およびこれよりも外側の各層を形
成するので、コーティング層12には砂型用の砂である細
粒16が混入することはなく、このコーティング層12を単
一材料により形成することができる。このため、成形品
の成形時における細粒層15の砂粒間への成形品材料の浸
透防止効果、成形品材料内への酸素や湿気等の侵入防止
効果、あるいは成形品からの成形型の離型性向上効果等
を確実に実現できる良好なコーティング層12を形成する
ことができる。

【００２３】そして、補助コーティング層13はコーティ
ング層12と同一材料により形成されているため、これら
は親和性を有し、これにより補助コーティング層13とコ
ーティング層12とを良好に結合することができる。ま
た、補助コーティング層13と細粒層15との間に細粒強化
層14が形成され、この細粒強化層14は補助コーティング
層13の成分材料と細粒16とが混合した混合層となってい
るので、細粒強化層14により補助コーティング層13と細
粒層15とを確実に結合することができる。これらによ
り、コーティング層12から細粒層15までの結合を確実に
行うことができ、細粒16がフラン樹脂や硬化剤等のバイ
ンダー成分を有していることと合わせて強固な反応樹脂
成形型10を製造することができる。

【００２４】さらに、コーティング層12を形成する前
に、母型20に離型剤30を塗布して離型層31を形成してお
くので、反応樹脂成形型10からの母型20の離脱を容易に
行うことができる。

【００２５】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の目的を達成できる他の構成も含
み、例えば以下に示すような変形等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、コーティング
層12と細粒層15との間には、補助コーティング層13およ
び細粒強化層14の二層が形成されているが、補助コーテ
ィング層13または細粒強化層14のいずれか一方の層が形
成されていてもよく、要するに、コーティング層12に対
して親和性を有する成分と砂型の細粒16とが混合された
混合層がコーティング層12と細粒層15との間に形成され
ればよい。

【００２６】例えば、補助コーティング層13のみをコー
ティング層12と細粒層15との間に形成する場合には、補
助コーティング層13が乾燥する前に細粒層15を形成する
ことで、細粒層15の細粒16の一部が補助コーティング層
13に混入して混合層が形成され、いわゆるアンカー効果
による食い付きで補助コーティング層13と細粒層15とは
確実に結合される。ただし、前記実施例のように細粒強
化層14を設けておけば、このアンカー効果による食い付
きをより確実なものとすることができる。また、細粒強
化層14のみをコーティング層12と細粒層15との間に形成
する場合には、細粒強化層14自体がコーティング層12に
対して親和性を有する成分と細粒16とが混合された混合
層となっているので、コーティング層12と細粒層15とを
確実に結合することができる。この場合には、細粒強化
層14の親和性成分の比率を上げる等の調整を適宜行うこ
とが望ましい。

【００２７】また、前記実施例では、コーティング層12
と補助コーティング層13と細粒強化層14との三層には、
互いに親和性を有する成分として同一材料が用いられて
いるが、これらの層には互いに親和性を有するならば異
なる成分の材料を用いてもよい。そして、前記実施例で
は、細粒強化層14と細粒層15との細粒16は同じバインダ
ー成分を有し、かつその成分構成比率も同一になってい
るが、各層の細粒16が互いに親和して結合できれば、各
層の細粒16は異なるバインダー成分を有していてもよ
く、あるいは成分構成比率が異なっていてもよい。さら
に、コーティング層12の成分材料は、反応硬化性樹脂に
限らず、成形品の材質に対応した材料であればよく、要
するに成形品の成形時に成形品材料との間に境界を形成
できる材料であればよい。補助コーティング層13および
細粒強化層14も同様である。

【００２８】また、離型層31、コーティング層12、補助
コーティング層13、細粒強化層14の各層の厚み、あるい
は細粒16の成分構成比等は、前記実施例の具体的数値例
に限定されるものではなく、それぞれ各機能を果たすこ
とができるように適宜な数値とてよい。さらに、前記実
施例では、表面コーティング層付砂型は反応射出成形用
の反応樹脂成形型10となっているが、本発明の表面コー
ティング層付砂型の製造方法は、砂型の表面にコーティ
ング層を形成する成形型であればいずれの用途の成形型
にも適用できる。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、表
面コーティング層付砂型の製造にあたって、母型により
砂型だけではなくコーティング層の表面までを形成した
ので、成形品の寸法精度および表面性を向上させること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図。

【符号の説明】

10 反応樹脂成形型 12 コーティング層 13 補助コーティング層 14 混合層である細粒強化層 15 砂型である細粒層 16 細粒 20 母型 30 離型剤 31 離型層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形品の形状に応じた成形型製造用の母
   型の表面に成形品の材質に応じたコーティング層を形成
   し、このコーティング層の外側に砂型となる細粒層を形
   成し、その後、前記母型を離型して前記コーティング層
   および前記細粒層を一体に取り出すことを特徴とする表
   面コーティング層付砂型の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した表面コーティング層
   付砂型の製造方法において、前記母型の表面に離型剤を
   塗布して離型層を形成し、 この離型層の外側に前記コーティング層を形成し、 このコーティング層の乾燥後に、コーティング層の外側
   にコーティング層に対して親和性を有する成分と砂型の
   細粒とが混合された混合層を形成し、 この混合層により前記コーティング層と前記細粒層とを
   結合することを特徴とする表面コーティング層付砂型の
   製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載した表面コーティング層
   付砂型の製造方法において、前記混合層は、前記コーテ
   ィング層の外側に前記コーティング層と同質の補助コー
   ティング層を形成しておき、この補助コーティング層の
   乾燥前に補助コーティング層内に前記細粒を混入させて
   形成されることを特徴とする表面コーティング層付砂型
   の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載した表面コーティング層
   付砂型の製造方法において、前記混合層は前記親和性を
   有する成分と前記細粒とを予め混合した混合物により形
   成されることを特徴とする表面コーティング層付砂型の
   製造方法。