JPH11207755A - 樹脂成形品の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 型の剛性が高くなくても成形時の変形が抑制
された樹脂成形品を提供する。 【解決手段】 容器形状の２つの型を組み合わせてセル
を形成するに当たり、セル内圧とセル外圧のバランスに
より型間隔が可動する機構を設け、セル外面を加圧した
状態でセル内に重合硬化性樹脂原料を注入して充満さ
せ、次いで重合硬化性樹脂原料を重合硬化させて樹脂成
形品とし、両型から樹脂成形品を離型することを特徴と
する樹脂成形品の製法。また、一方の型として熱可塑性
樹脂成形品を用い、重合硬化性樹脂原料を重合硬化させ
てこれを熱可塑性樹脂成形品と一体化させて積層物とし
た後、他方の型から積層物を離型することを特徴とする
前記樹脂成形品の製法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は型内に重合硬化性樹
脂原料を注入しこれを重合硬化させる樹脂成形品の製法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】型内に重合硬化性樹脂原料を注入充満さ
せ、硬化後、離型して得られる重合硬化性樹脂の製品
や、さらに重合硬化性樹脂にガラス繊維を含んだ繊維強
化重合硬化性樹脂（以下、「ＦＲＰ」という）の各種の
製品が上市されている。

【０００３】また、熱可塑性樹脂成形品を型の一方に用
い、もう一方の型と組み合わせてセルを形成し、重合硬
化性樹脂原料を注入、重合硬化し熱可塑性樹脂成形品と
一体化する方法が特開昭５１−９１９６５号公報、特開
平５−２３７８５４号公報、特開平９−５７７６８号公
報等に開示されている。例えば、外観に優れるアクリル
樹脂を表層に用い、裏面をＦＲＰにより補強した構成の
バスタブに使用する方法として記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで２つの型を組
み合わせてセルを形成し、セル内に重合硬化性樹脂原料
を注入する場合に、注入口付近の重合硬化性樹脂原料の
圧力が上昇しやすく、さらに重合硬化性樹脂原料が充満
する時にセル内全体の重合硬化性樹脂原料の圧力が極端
に高まる傾向がある。この傾向はセルの間隔が狭く大型
になる程、重合硬化性樹脂粘度が上昇する程、またセル
内のガラス繊維により重合硬化性樹脂原料の流動が妨げ
られる場合に顕著となる。そのため、重合硬化性樹脂原
料の圧力による型の変形を抑えるため、型の剛性を高め
る必要が生じたり、熱可塑性樹脂成形品を一方の型とし
て使用した場合には、熱可塑性樹脂成形品のセル外面を
押え具で隙間無く強固に支える必要が生じる。

【０００５】本発明の目的は、かかる問題点を解決し、
型の剛性が高くなくても成形時の変形が抑制された樹脂
成形品を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、容器形
状の２つの型を組み合わせてセルを形成するに当たり、
セル内圧とセル外圧のバランスにより型間隔が可動する
機構を設け、セル外面を加圧した状態でセル内に重合硬
化性樹脂原料を注入して充満させ、次いで重合硬化性樹
脂原料を重合硬化させて樹脂成形品とし、両型から樹脂
成形品を離型することを特徴とする樹脂成形品の製法に
ある。

【０００７】また本発明の要旨は、一方の型として熱可
塑性樹脂成形品を用い、重合硬化性樹脂原料を重合硬化
させてこれを熱可塑性樹脂成形品と一体化させて積層物
とした後、他方の型から積層物を離型することを特徴と
する前記樹脂成形品の製法にある。

【０００８】

【発明の実施の形態】容器形状のセルは、図１に示すよ
うに、型１と型２から成り、型１と型２の種類として
は、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂などを用いたＦＲＰの型、ＦＲＰとレジンコ
ンクリートなどの積層体からなる型、Ｎｉ電鋳の型（Ｆ
ＲＰの表面にニッケルをコートしたもの）、アルミなど
の金属の型、さらにこれらをリブ構造により補強したも
のなどが挙げられる。セル内に充満させた重合硬化性樹
脂原料は重合硬化後、型１と型２から離型するため、重
合硬化性樹脂原料が接する型１と型２の面に離型剤を塗
布したり、またはテフロンなど密着しない材料でラミネ
ートするなどを行うことが好ましい。

【０００９】また図２に示すように一方の型として容器
形状の熱可塑性樹脂成形品３を用い、これを型１と組み
合わせてセルを形成することもできる。

【００１０】本発明で使用できる容器形状の熱可塑性樹
脂成形品は、熱可塑性樹脂板を熱成形したものである。
熱可塑性樹脂板としては、アクリル樹脂板、ポリスチレ
ン板、ABS樹脂板またはこれらの積層板等であって、真
空成形、圧空成形またはプレス成形等熱成形可能な樹脂
板が使用できる。真空ないし圧空成形にはプラグなどに
よる補助成形も行なうことが出来る。

【００１１】これらの樹脂板の板厚は特に制限はない
が、板厚が薄くなり過ぎると補強用の原料樹脂に含まれ
る溶剤でクラックが発生したり、重合硬化性樹脂原料の
硬化時の発熱による変形が生じるので、成形品の板厚が
最も薄いところで０．３ｍｍ以上とすることが好まし
く、０．８ｍｍ以上とすることがより好ましい。また、
これらの樹脂板に印刷を施したり、フィルムをラミネー
トすることもできる。

【００１２】特に熱成形加工性および耐溶剤性に優れた
アクリル樹脂板としては、特公平６−７００９８号公報
に開示されているものが好ましい。即ち、メタクリル酸
メチル単独またはメタクリル酸メチル６０重量％以上と
アクリル酸エステル４０重量％以下との単量体混合物を
重合開始剤の存在下で重合させてアクリル樹脂板を製造
するに当たり、予め単量体全体に対して０．０１〜２０
重量％の連鎖移動剤を添加してシラップを製造し、次い
でその得られたシラップに対して０．０２〜１．０重量
％の架橋剤を添加して鋳型中で注型重合させることによ
って得られるアクリル樹脂板である。

【００１３】熱可塑性樹脂成形品を補強する補強層の重
合硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、アク
リル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、およびこれらを変性した樹脂などが使用でき
る。不飽和ポリエステル樹脂としてはオルソ系、イソ
系、テレ系またはビス系不飽和ポリエステル樹脂および
これらのアクリル変性不飽和ポリエステル樹脂並びに前
記オルソ系、イソ系、テレ系またはビス系不飽和ポリエ
ステル樹脂にアクリル樹脂を添加した不飽和ポリエステ
ル樹脂の少なくとも一種から選定される。

【００１４】なお、これら重合硬化性樹脂は容器形状の
熱可塑性樹脂成形品と親和性を有し、重合硬化してかか
る熱可塑性樹脂成形品と密着一体化可能なものが使用さ
れる。

【００１５】重合硬化性樹脂には補強用のフィラーを混
合させることができる。フィラーとしては、水酸化アル
ミニウム、炭酸カルシウム、ガラス繊維、炭素繊維、ア
ラミド繊維、ポリエステル繊維等既知のフィラーを用い
ることができる。これらは、一種または二種以上を適宜
組み合わせて使用することも可能である。これらのフィ
ラーはカップリング処理を施すのが好ましい。

【００１６】さらにガラス繊維を用いる場合は、織布や
不織布などのマット形状に成形したり、容器形状の熱可
塑性樹脂成形品とほぼ同形状に、吹き付けやプレスする
などしてガラス繊維プリフォームに成形しておくことも
でき、これらを重合硬化性樹脂原料を注入または投入す
るに先立ってセル中にセットすることができる。フィラ
ーやガラス繊維マットやガラス繊維プリフォーム等の補
強材料は、主に強度を向上させるため、および耐熱性を
向上させるため混入するもので、その含有量は重合硬化
性樹脂原料との合計量に対して10重量％から90重量％の
範囲で用いるのが好ましい。

【００１７】また、補強材として一枚または複数に分割
したベニヤ板や樹脂板などをセル内に入れ込み重合硬化
性樹脂と一体化することも有効である。補強層の厚みは
セル間隔で調整される。

【００１８】セルに充填した重合硬化性樹脂原料を重合
硬化させる場合、硬化発熱により熱可塑性樹脂成形品が
変形することがないように、硬化条件を制御することが
好ましい。具体的には、硬化剤量を減らすなどして発熱
温度が高くならないようにする。さらに、硬化時に重合
硬化性樹脂原料が発泡しないように、充填する重合硬化
性樹脂原料の脱泡を行なうことも有効である。

【００１９】セルに重合硬化性樹脂原料を注入する場合
は、例えば型１に重合硬化性樹脂原料注入口５を設けて
おく。型１は、容器形状の型２や熱可塑性樹脂成形品３
とほぼ相似形をなしている。

【００２０】重合硬化性樹脂原料を充満させる過程での
セル内空気の排除は、図中の符号６に示したような排気
口を設ける方式と、熱可塑性樹脂成形品からなる型と実
質的に変形しない型を組み合わせたセルの外周部から空
気を排気する方式がある。何れも採用できる。

【００２１】セルに重合硬化性樹脂原料を充満させる際
には、注入された重合硬化性樹脂原料によって容器形状
の熱可塑性樹脂成形品からなる型が変形しないようにセ
ル外面を支持する。

【００２２】熱可塑性樹脂成形品からなる型が用いられ
る場合は、その型は気体、液体等の流体、または固体の
押え具により支持される。流体を用いる場合は、熱可塑
性樹脂成形品からなる型側のセル外面に密閉空間を作
り、その中に空気、窒素などの気体や、水、シリコンオ
イルなどの液体を満たし、これによって型を支持する。

【００２３】押え具としては、一体化された押え具や分
割された押え具が使用される。押え具は、エポキシ樹
脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂など
のＦＲＰ、アルミなどの金属、木材などで構成される。
成形サイクルアップなどを目的として流体及び押え具は
温調することができる。

【００２４】本発明において、容器形状の熱可塑性樹脂
成形品からなる型のセル外面を支持する際、熱可塑性樹
脂成形品からなる型の形状および寸法が変動した場合、
流体による支持は特に問題は生じないが、押え具による
支持については嵌合に問題が生じることがある。この場
合は変形しにくいコーナー部等を除き、平面部等の変形
し易い部分を押え具により支持することで熱可塑性樹脂
成形品からなる型と押え具との形状余裕および得られる
積層物の形状安定性を向上させることができる。

【００２５】さらにセル外面を一体化された押え具また
は分割された押え具により支持する場合、押え具の押え
面と熱可塑性樹脂成形品からなる型のセル外面の間を例
えば減圧状態にすることにより密着させ、熱可塑性樹脂
成形品の面のたわみを矯正することができる。押え具に
減圧孔を設けておきそこから脱気減圧することによって
減圧状態にすることができる。

【００２６】本発明においては、セル内の重合硬化性樹
脂原料の注入及び充満時の圧力を抑えるため、２つの型
を組み合わせてセルを形成するに当り、セル内圧とセル
外圧のバランスにより型間隔が可動する機構が設けられ
る。

【００２７】型間隔可動機構１１としては、型間隔方向
にスライド可能な機構が例示される。例えば、図１に示
すように、型間隔方向にスライド可能な軸と軸を動かす
動力機構に対して２つの型の少なくとも一方が接続され
る。このような可動機構を採用すると、重合硬化性樹脂
原料がセル内に注入される際に上昇するセル内の圧力に
よる型開き力が、型を締め付ける動力機構の力よりも大
きい場合には型間隔が開き、セル内の樹脂圧力の極端な
上昇を抑えることができる。

【００２８】型における型間隔方向のスライド軸を動か
す動力機構として、油圧シリンダーを使うことができ
る。型を締める方向に働く油圧と型を開く方向に働く油
圧とのバランスにより型を締め付ける力のセル外面加圧
力が調整される。

【００２９】セル外面の加圧力は２つの型に変形や欠陥
を及ぼさない程度とし、また樹脂注入開始時点のセル外
面の加圧力を注入終了時点のセル外面の加圧力よりも小
さくすることにより、初期の型間隔を広げ、これによっ
て流動抵抗を低減させ、樹脂の注入時間短縮を図ること
ができる。一方の型を熱可塑性樹脂成形品に置き換えた
場合も同様である。バスタブなどの成形では通常４〜８
ｋｇｆ／ｃｍ²の樹脂圧力になるところが、３ｋｇｆ／
ｃｍ²以下にする事ができる。

【００３０】熱可塑性樹脂成形品を一方の型として使用
する場合には、熱可塑性樹脂成形品からなる一方の型を
下に配置し他方の型を上に配置することにより、重合硬
化性樹脂原料に残留する気泡を他方の型側に集めること
ができるので、成型品の外観や強度などの性能低下を防
ぐことができる。

【００３１】２つの型や一方の型を熱可塑性樹脂成形品
からなる型に置き換えた場合のセルの外周部は、各図に
示したようにシールパッキン４により密閉することがで
きる。

【００３２】本発明はバスタブ、洗面ボール等を製造す
る際に用いることができる。さらに肉薄の熱可塑性樹脂
成形品を一方の型として用いる際に好ましく適用でき
る。

【００３３】

【実施例】以下実施例により本発明を説明する。

【００３４】［実施例１］型としてはバスタブの形状の
雄型と雌型を使用した。不飽和ポリエステル樹脂（商品
名：ユピカ４５２１Ｐ 日本ユピカ（株）製）１００重
量部に、触媒（商品名：パーメックN 日本油脂（株）
製）１．５重量部を、注入直前にスタティックミキサー
により混合し、重合硬化性樹脂原料とした。

【００３５】図１に示すように、バスタブ形状のガラス
繊維強化不飽和ポリエステル樹脂からなる型１と型２の
間に、予めガラス繊維プリフォーム８を入れ、弾性体の
シールパッキン４により密閉したセルを形成した。最終
的なセル間隔、即ち、補強層の目標厚さは４ｍｍであ
る。

【００３６】この目標厚さより大きい１０ｍｍにセル間
隔をセットし、セル外面を０．５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で
加圧し、注入口５より調合した重合硬化性樹脂原料を１
ｋｇ／ｃｍ²の圧力で注入を開始した。最初は徐々にセ
ル間隔が狭まり、充満に近づくに従いセル間隔が再度開
き始めた。所定量の１０ｋｇ分の重合硬化性樹脂原料を
注入したところで注入を止めると、セル間隔が目標厚さ
４ｍｍまで狭まった。低圧でありながら、セル内に速や
かに重合硬化性樹脂原料を行き渡らせることが出来た。

【００３７】樹脂原料の圧力によって型1および型２が
変形することなしに、図１に示すように重合硬化性樹脂
原料がセル内に行き渡り、ボイドのない所望の形状の積
層品が得られた。

【００３８】７０℃にて４０分間重合硬化し、離型し
た。このようにして製造したバスタブは外観上も問題な
く、ＪＩＳ Ａ １７１８に従って性能評価したとこ
ろ、全ての項目に合格した。

【００３９】［実施例２］図２に示すように、雄型をバ
スタブ形状のアクリル樹脂成形品３からなる型に置き換
え、押え具１０をアクリル樹脂成形品セル外面に配置
し、その他は実施例１と同様に行った。

【００４０】樹脂原料の圧力によりアクリル樹脂成形品
が大きく変形することなしに、重合硬化性樹脂原料がセ
ル内全体に速やかに行き渡り、ボイドのない所望の形状
の積層品が得られた。

【００４１】７０℃にて４０分間重合硬化し、離型し
た。このようにして製造したバスタブは外観上も問題な
く、ＪＩＳ Ａ １７１８に従って性能評価したとこ
ろ、全ての項目に合格した。

【００４２】［比較例１］図３に示すように、セル外面
加圧の型締め方法が異なる点を除き、実施例２と同様に
行った。最終的なセル間隔、即ち、補強層の目標厚さは
４ｍｍである。

【００４３】この目標厚さの以上である１０ｍｍにセル
間隔をセットし、弾性体のシールパッキン４によりセル
を密閉し、注入口５から調合した重合硬化性樹脂原料を
１ｋｇ／ｃｍ²の圧力で注入し、セル外面を加圧して補
強層目標厚さの間隔の４ｍｍまで型締めを行った。型締
めにより樹脂が充満されたが、充満直前の時間から、充
満までの時間に樹脂圧が極端に上昇し、アクリル樹脂成
形品にクラックや変形が生じた。

【００４４】本例のように樹脂原料を１ｋｇ／ｃｍ²の
圧力で注入しつつ型締めを行った場合、アクリル樹脂成
形品からなる型は樹脂原料の充満直前の時間から、充満
までの時間における注入圧により大きく変形し、所望の
形状の積層品を得ることができなかった。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば型の剛性が高くなくても
成型時の変形が抑制された樹脂成形品を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図３】比較例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 型（雌型） ２ 型（雄型） ３ 熱可塑性樹脂成形品（雄型） ４ シールパッキン ５ 注入口 ６ 排気口 ７ 重合硬化性樹脂原料 ８ ガラス繊維プリフォーム ９ セル内の重合硬化性樹脂原料の未充填部 １０ 押え具 １１ 型間隔可動機構 １２ 型間隔締付け機構

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器形状の２つの型を組み合わせてセル
   を形成するに当たり、セル内圧とセル外圧のバランスに
   より型間隔が可動する機構を設け、セル外面を加圧した
   状態でセル内に重合硬化性樹脂原料を注入して充満さ
   せ、次いで重合硬化性樹脂原料を重合硬化させて樹脂成
   形品とし、両型から樹脂成形品を離型することを特徴と
   する樹脂成形品の製法。
2. 【請求項２】 一方の型として熱可塑性樹脂成形品を用
   い、重合硬化性樹脂原料を重合硬化させてこれを熱可塑
   性樹脂成形品と一体化させて積層物とした後、他方の型
   から積層物を離型することを特徴とする請求項１に記載
   の製法。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂成形品からなる型の外面
   を、流体または押え具によって支えることを特徴とする
   請求項２に記載の製法。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂成形品からなる型を下に配
   置し、他方の型を上に配置することを特徴とする請求項
   ２に記載の製法。
5. 【請求項５】 ガラス繊維をマット状に成形したものま
   たは熱可塑性樹脂成形品とほぼ同形に成形したものを、
   重合硬化性樹脂原料を注入するに先立ってセル中にセッ
   トしておくことを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の製法。
6. 【請求項６】 セル内に重合硬化性樹脂原料を注入開始
   する時点のセル外面の加圧力が、セル内に重合硬化性樹
   脂原料を注入終了する時点のセル外面の加圧力よりも小
   さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   製法。
7. 【請求項７】 セル内に重合硬化性樹脂原料を注入開始
   する時点から、重合硬化性樹脂原料が充満してゲル化開
   始する時点までのセル内面の圧力が、０〜３ｋｇｆ／ｃ
   ｍ²の範囲であることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の製法。