JPS63270104A - 樹脂型の製造法 - 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、プラスチックスや充填剤入りプラスチックス
等を圧縮成形、トランスファー成形、射出成形、真空成
形、その他の方法で成形する際に好適に使用される金属
コア表面に少なくとも金属粉体を含む熱硬化性樹脂組成
物が固定された耐クラツク性の改良された樹脂型、鋳造
用砂型製造用型等の製法である。

〔従来の技術およびその問題点〕

従来、金属コア表面に少なくとも金属粉体を含む熱硬化
性樹脂組成物が固定された樹脂型を製造する方法は、充
分に真空脱気した注型用の液状熱硬化性樹脂組成物を準
備し、これを製品マスターを含む注型用モデルと金属コ
アとの間に加圧・圧入などの方法により注入する方法に
よっていた。

この方法の場合、樹脂型が大きかったり、注型する樹脂
層が厚い場合には、注型樹脂にクラックが入りやすいと
いう欠点があり、特にこの傾向は硬化に高温を必要とす
る耐熱性に優れた樹脂型の場合には生じ易いものであり
、その改良が望まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、この問題点の解決について鋭意検討した結果
、少なくとも金属コアの表面に全芳香族ポリアミド基材
を配置して該液状熱硬化性樹脂組成物を注型することに
より大幅に改良されることを見出し本発明を完成させた
。

すなわち、本発明は、製品マスターを仮固定し・てなる
表面が離型性を有する注型用モデルと、型の芯となる金
属コアとを所望の隙間を設けて互いに固定し、この隙間
に金属粉体を含む液状熱硬化性樹脂組成物を充填した後
、該熱硬化性樹脂組成物を硬化させ、次いで注型用該モ
デルを取り除くことによって金属、コア表面に所望の樹
脂性の型表面を形成してなる樹脂型の製造法において、
該金属コアの表面に全澹香族ポリアミド基材を配置した
ものを使用し、且つ、該液状熱硬化性樹脂組成物の樹脂
成分として（ａ）シアナト樹脂、又は該（ａ）と（ｂ）
多官能性マレイミド又は（ｃ）エポキシ樹脂とを必須成
分とする１００℃以下の温度において液状熱硬化性樹脂
組成物を使用することを特徴とする樹脂型の製造法であ
り、好ましい実施態様においては注型温度が常温より高
り１００℃以下の範囲で、該液状熱硬化性樹脂組成物の
粘度が１．　ＯＸ　１０２〜１．０×１０３ポイズの範
囲で行うことを特徴とするものである。

以下、本発明の構成について説明する。

樹脂型の製造は、表面が離型性を有する製品のモデル（
以下、製品マスターという）を注型用の型にセット（以
下、これを注型用モデルという）し、この反対面に金属
コアを所望の間隙を設けて配置し、注型用の補助具を装
着して注型用型とした後、この間隙に液状の硬化性樹脂
組成物を注型し、樹脂を予備硬化又は硬化して、注型用
の型から取り出し之製品マスターを除去し、必要に応じ
て後硬化（完全硬化）して製品マスターの形、表面など
が転写された樹脂型を得、これに所望の補助治具などを
セットしてなるものである。

本発明の方法は、上記において、金属コアを使用し、該
金属コアの表面に全芳香族ポリアミド基材を配置したも
のを使用すること（下記ら）、（ｃ））並びに注型用の
金属粉体入りの液状の熱硬化性樹脂組成物としてシアン
酸エステル系樹脂組成物を使用すること（下記（ｆ））
を特徴とするものである。

まず、本発明の樹脂型の製造法に用いる使用材料および
装置は以下の如きものである。

（ａ）、製品マスター： 目的成形品そのもの、又は目的成形品と同型の型であっ
て、材料と゛しては、１００℃程度の温度まで耐えるも
のであれば、乾燥木材、合成木材、石膏、ＡＢＳ樹脂、
シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹
脂、鉄、アルミニウム、銅その他如何なるものでもよい
が、加工性が良好な木材、石膏、樹脂などの材料が好ま
しい。

（ｂ）、金属コア： 表面層を形成する注型樹脂の厚み範囲が１〜５０ｍｍ、
好適には２〜１０ｍｍの範囲となるような形状に金属表
面を加工し、適宜注型用の固定部、金型枠への固定部な
どを形成したものである。金属としては、種々のものが
使用可能であるが、注型樹脂と金属コアの線膨張率との
関係、鋳造や機械加工性等の点からアルミニウム合金材
が好適であり、適宜注型樹脂との接着性を向上させるた
めの表面処理をしたものも使用される。

（ｃ）、全芳香族ポリアミド基材： 全芳香族ポリアミド基材とは、繊維、ペーパー、織布或
いは不織布などからなるものであり、厚みは注型作業の
障害とならない範囲であれば特に限定されないものであ
る。上記の金属コアの表面に基材を配置する方法として
は、特に限定はないが好適には、注型用の液状熱硬化性
樹脂組成物と同種の熱硬化製樹脂組成物と全芳香族ポリ
アミド繊維チョップ基材との組成物を調製しこれを金属
コア表面に刷毛塗り、吹き付は塗装などの方法で配置す
る方法；単にペーパー、織布或いは不織布などを所望の
形状に裁断等し、これの所望部分を同種または注型用の
液状熱硬化性樹脂組成物を接着剤として用い仮接着して
配置する方法；ペーパー、織布或いは不織布などを所望
の形状に裁断等し、これを注型用の液状熱硬化性樹脂組
成物又はこれと同種の熱硬化性樹脂組成物からなる溶剤
入りの組成物を刷毛塗りなどで全面に渡って塗布し、乾
燥して仮接着して配置する方法；ペーパー、織布或いは
不織布に、注型用の液状熱硬化性樹脂組成物或いはこれ
と同種の熱硬化性樹脂組成物を溶剤で希釈して又はその
ままで含浸し、適宜乾燥してなるプリプレグとして加温
或いは加熱下に密着させる方法などいずれの方法でもよ
い。

（ｄ）、金属インサート、目止め剤、離型剤、カップリ
ング剤等のその他助材： 孔、突出し部、その他狭い面積を有する部分、射出成形
型の場合のスプル一部などは樹脂のみでは強度が不足す
るので、通常金属インサートを用いる。

木型などを使用し、表面の凹凸模様等が不必要な場合な
どには目止め剤を使用し、表面を整面し、注型樹脂の離
型のために離型剤を使用する。

又、用いる注型用の熱硬化性樹脂組成物の補助成分によ
っては金属コアとの接着性が劣る場合もあり、適宜、シ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
接着用補助剤を使用する。

（ｅ）、注型用モデル： 製品マスターそのものを使用する場合もあるが通常は、
製品マスターを装着した型キャビティ一部とその周囲と
からなり、表面に用いる注型用の液状熱硬化性樹脂組成
物の種類に応じた離型剤を塗布したものである。周囲の
材料としては、製品マスターと同一のものでよいが、好
適には、室温硬化性の石膏、シリコン樹脂などを使用す
るのが簡便であり、またその基体として金属コアを使用
し石膏、シリコン樹脂などで製品マスターを仮固定した
ものが好ましい。

また、注型作業との関係もあるが、更に、このモデルの
表面にも、金属コアと同様に本発明の基材を配置して用
いることは好ましいものである。

（ｆ）、注型用の液状熱硬化性樹脂組成物：金属粉体を
必須成分として含む１００℃以下の温度において１×１
０２〜ｌＸｌ０’ボイズ、好ましくは３Ｘ１０２〜６Ｘ
１０２ポイズの範囲の無溶剤のシアン酸エステル系樹脂
組成物（シアナト樹脂、シアン酸エステル−エポキシ樹
脂、シアン酸エステル−マレイミド樹脂、シアン酸エス
テル−マレイミド−エポキシ樹脂など）である。また、
金属粉体としては、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、
ステンレス、その他の金属類及びこれらの混合物であり
、金属粉体の配合量は通常２０〜７０容量％の範囲から
選択される。

これらには適宜樹脂の粘度を調製するための低分子量熱
硬化性樹脂モノマー類、可撓性賦与剤としてゴム質重合
体や非品性の樹脂類、増粘剤、消泡剤、界面活性剤など
、更に、シリカ、ボロンナイトライド、ウオラストナイ
ト、タルク、酸化パラジウム、酸化銅、酸化マグネシウ
ムなどの無機粉体やアルミナ繊維、シリカ繊維、カーボ
ン繊維などの繊維状を混合してもよいものである。

特に、本発明の注型用の液状熱硬化性樹脂組成物は、樹
脂組成物とその硬化剤組成物からなる予め調製された二
液性の樹脂組成物として用いることが好ましい。例えば
シアン酸エステル樹脂又はシアン酸エステル−マレイミ
ド樹脂組成物に、この樹脂の硬化剤もしくは硬化触媒と
ならない金属粉体とを必須成分とする常温〜１００℃以
下の温度で液状の樹脂組成物（樹脂組成物■）を調製し
、これに該シアン酸エステル系樹脂組成物の硬化剤とな
る金属を含む例えばエポキシ樹脂組成物（硬化剤組成物
■）を常温から１００℃以下の温度範囲で混合して注型
用の組成物を調製し使用する方法が好適である。この場
合には組成物の調製は真空吸引下で行うか、又は撹拌下
に真空吸引して脱気することが好ましい。

（（至）、注型用補助材： 圧縮空気による圧入、真空吸引による吸引その他の手段
により注型のために周囲をシールするためのテープその
他のシール材、注型用の液状熱硬化性樹脂組成物用の容
器、適宜その導管、該液状熱硬化性樹脂組成物を調製す
るための撹拌機、真空ポンプ、その他を適宜用いる。

ｈ）、乾燥器又は炉： 樹脂型の予備硬化や硬化に使用する。

（ｉ）、型組み立て用の補助材： 樹脂型固定用の鉄、鉄合金、アルミニウム合金などで作
成された金型枠（グイセット又はモールドベース）を通
常補助材として用いる。

以上の構成要素を使用して本発明の樹脂型の製造を行う
。射出成形用の割型を金属コアを注型用モデルの作成に
使用する方法の場合の一例によって説明すれば、 （１）、注型用モデルのセット： 金属コアを置き、これに室温硬化性の石膏、シリコン樹
脂などで製品マスターを固定し、離型剤を塗布し、適宜
、金属インサートなどをセットして注型用モデルとする
。

この注型用モデルに反対面側の金属コアー予め全芳香族
ポリアミド基材を配置してなるもの−を予め作成した位
置固定部や位置固定用の治具を用いて所定の間隔をあけ
て固定する。

（２）、注型用部材のセット： 注型用樹脂の導入湯口部、真空吸引用部や空気抜き部な
どをセット或いは形成し、適宜、側面その他をテープや
パテなどでシールし、注型用樹脂溜と湯口とをチューブ
などで連結し、圧縮空気による圧入或いは真空ポンプに
よる吸引部などを設置する。

（３）、注型作業： 所定世の本発明の注型用のシアン酸エステル系熱硬化性
樹脂組成物を調製し、注型用樹脂溜に導入した後、圧縮
機や真空ポンプを作動させて、注型を開始する。

注型作業が進行し、空気抜き部や真空吸引用部材内に樹
脂が上がった段階で注入コック等を閉じ、樹脂が間隙に
廻ったことを確認して注入を停止する。そして注入チュ
ーブ、真空吸引チューブなどをはずす。

（４）、予備硬化： 用いた注型用の熱硬化性樹脂組成物に応じて、１００℃
以下の温度に設定された乾燥器等に入れ、予備硬化させ
る。

（５）、脱型： 予備硬化終了後、室温硬化性の石膏、シリコン樹脂など
で製品マスターを固定した金属コア、室温硬化性の組成
物を製品マスターを残して取り除く。

（６）、反対側の樹脂型の製作： 製品マスターの表面および予備硬化した注型樹脂の表面
を清浄にした後、離型剤を塗布し、これを反対側の注型
用モデルとする。

また、金属コアも表面を清浄とする。

ついで、（１）〜（５）までの作業を行い、反対側の樹
脂型の予備硬化物を製作する。

（７）、アト硬化： 上記により作成した予備硬化した樹脂型より、製品マス
ターを除き、乾燥器等に入れアト硬化する。

（８）、仕上げ： 突き出しピンやスプル一部を孔明は加工し、適宜型表面
の仕上げ加工を行って型を仕上げる。

以上、本発明の樹脂型の製造法の一例を説明したが、本
発明の方法は、注型用の熱硬化性樹脂組成物を真空吸引
注型することを特徴とするものであり、この工程を使用
することを除き、注型用モデルその他の作成方法、その
他特に限定されるものではない。

〔実施例］ 以下、実施例により本発明を説明する。

実施例１ 化学修飾してなる木粉入りＡＢＳ樹脂を切削加工し、裏
面は平面に、表面に凹凸の高さ１〜５　ｍｍ、巾２〜１
０ｍｍの範囲で順次代えた縞模様を半々に仕上げた５０
０ｍｍ（Ｌ）　Ｘ１５０　ｍｍ（Ｗ）　Ｘ２０ｍｍ（Ｄ
）の直方体を作成し、製品マスターとした。

７００　ｍｍ化）　Ｘ　２５０ｍｍ　（Ｗ）　Ｘ　４０
ｍｍ　（Ｄ）のアルミニウム板を２枚用意し、その一方
の中央のモデル接着部分に相当する位置に、５１０ｍｍ
　（Ｌ）　Ｘ　１７０ｍｍ　（Ｗ）ｘ　２０ｍｍ　（Ｄ
）の窪みを切削により形成し、両方のアルミニウム板の
四角に孔を形成した。

窪みを形成していないアルミニウム板の中央部に上記で
作成した製品マスターを仮接着し、製品マスター及びア
ルミニウム板の表面に離型剤（米国フリーコート社製、
商品名；フリーコート４４）を塗布し、注型用モデルを
作成した。

又、窪みを形成したアルミニウム板の窪み形成面側の全
面に、全芳香族ポリアミド不織布（商品名；　ＭＦＰ−
２０、厚み５０部１重量　２０ｇ／ゴ、三菱製紙■製）
の四角部を一部重複するように裁断したものを下記に記
載した注型用の液状熱硬化性樹脂組成物で部分的に仮接
着した。

次いで、厚み３ｍｍのスペーサーを介して、注型用モデ
ルと全芳香族ポリアミド不織布配置アルミニウム板とを
固定し、これを架台上に二枚のアルミニウム板の長辺を
鉛直とし製品マスターの縞模様の横縞の凹凸の小さいも
のが下となるように配置した。

この上面の間隙に厚み２０ｎ＋＋ｎのアクリル樹脂製の
２００ｍｍ　Ｘ　５０ｍｍ　Ｘ　６０ｍｍ　（Ｈ）の外
形を有する箱体の底に孔を明けて真空用ゴム管を固定し
た箱体をかぶせたもの、また、下面の間隙に内径が１０
ｍｍφのアクリル樹脂管を長さ２５０ｍｍに渡り半分に
切断し、非切断部端に中間にコックを付けたゴム管取り
つけたものを接触させ、上面と箱体との接触部、アクリ
ル樹脂管と下面との接触部、その他の上面、下面及び側
面をポリエチレンテレフタレート系の粘着テープ（ＡＩ
ＲＴＢＣＩＩ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ、　ＩＮＣ
，製、商品名、　Ｇ５２１３高タツク性真空バツグシー
ラントチーブ）で完全に固定、シールし、上部真空吸引
口及び下部注型用湯口などを組み上げた。

注型用の液状の熱硬化性樹脂組成物として、２゜２−ヒ
ス（４−シアナトフェニル）プロパン　２３部、ビス（
４−マレイミドフェニル）メタン３部、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂（商品名；エピコート８２８、エポキ
シ当量１８４〜１９４、油化シェルエポキシ■製）３部
、１５０メツシュ銅粉体　１５部及び１５０メツシユの
アルミニウム粉体　５５部を主成分とし、その他触媒、
消泡剤などを配合してなる粘度３００〜８００　ＰＳ　
（ａｔ４０〜６０℃）を調製した。

４０〜６０℃の保温下に、上記で組み上げた注型用型の
下部注型用湯口ゴム管の先を上記の注型用の液状の熱硬
化性樹脂組成物中に入れ、上部より真空吸引して（１０
ｍｍＨｇ）　、上部の箱体に樹脂が溢れるまで充填した
後、ゴム管のコックを閉じ、真空ポンプとの配管を切り
離し真空吸引を停止した後、６０℃、４時間、８０℃、
６時間保持し、予備硬化させた。

予備硬化後、上部の箱体、下部のゴム管、その他の真空
シール部及び余分の樹脂を取り除いた。

次いで、固定具をはずし、アルミニウム板を取り外した
後、予備硬化した樹脂及び製品マスターの表面を清掃し
た後、同様の離型剤を塗布したものを注型用モデルとし
、又、アルミニウム板６表面を清掃し同様に全芳香族ポ
リアミド不織布を配置して金属コアとして用い上記と同
様の工程を繰り返して反対面の樹脂型を注型予備硬化し
た。

上記で得た樹脂型より製品マスターを取り除き１７５℃
で１０時間後硬化し、３時間かけて常温まで冷却した。

このとき、樹脂型表面に亀裂等の発生は全く見られず、
また、得られた樹脂型を１８０℃まで加熱後、放冷して
も亀裂の発生は無かった。

樹脂のガラス転移温度は１５０℃以上であった。

上記で得た一対の型にガイドピン、樹脂注入口及びノッ
クアウトピンなどの補助具を取りつけグイセットに固定
して射出成形用の型を得た。

この樹脂型を使用して、ポリカーボネート樹脂を射出圧
力９００ｋｇ／ｃ／、射出温度２８０℃で１００シヨツ
ト射出成形したが、樹脂型表面に亀裂などの異常の発生
は全く見られなかった。

比較例１ 実施例１において、金属コアに全芳香族ポリアミド不織
布を配置せずに注型することを除き同様としたが、後硬
化後の冷却時に亀裂が発生した。

また、この亀裂の発生した樹脂型を１８０℃まで加熱し
放冷したところ、更に多数の新たな亀裂の発生が見られ
た。

実施例２ 実施例１において、全芳香族ポリアミド不織布に代えて
、下記の接着剤用の熱硬化性樹脂組成物を含浸してなる
全芳香族ポリアミド不織布プリプレグを用い、これをア
ルミニウムコアに加熱圧着する方法とする他は同様とし
て良好な樹脂型並びに成形品を得た。

全芳香族ポリアミド不織布プリプレグの調製：２．２−
ビス（４−シアナトフェニル）プロパン７５０部を１６
０℃で４時間予備反応させてプレポリマー化し、これに
非品性熱可塑性飽和ポリエステル樹脂（商品名；ポリエ
スタ−ＬＰ　０３５　、日本合成化学工業Ｇ＠製、末端
基数より算出される数平均分子量１６，０００、水酸基
価６ｍｇ　ＫＤＨ／ｇ）　　２５０部、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂（商品名；エピコート８２８、エポキ
シ当量１８４〜１９４、油化シェルエポキシ■製）５０
部を加え、メチルエチルケトンに溶解混合し、濃度　６
０％の溶液を全芳香族ポリアミド不織布に含浸し１３０
〜１５０℃で乾慢することにより調製した。

実施例３ 実施例１において、全芳香族ボリ−アミド不織布の仮接
着に代えて、実施例２で使用した接着剤用の熱硬化性樹
脂組成物溶液を、アルミニウムコアに配置した全芳蕃族
ボリアミド不織布に刷毛塗りし、乾怪してなるものを使
用する方法とする他は同様として良好な樹脂型並びに成
形品を得た。

〔発明の作用および効果〕

上記実施例、比較例から明瞭な如く、本発明の注型方法
によれば、大型の樹脂型を製造した場合にも樹脂型表面
にクラックの発生がないものであり、耐熱性に優れた簡
易型が容易に製造出来るものであり、簡易型の分野に於
ける工業的意義は極めて高いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　製品マスターを仮固定してなる表面が離型性を有す
   る注型用モデルと、型の芯となる金属コアとを所望の隙
   間を設けて互いに固定し、この隙間に金属粉体を含む液
   状熱硬化性樹脂組成物を充填した後、該熱硬化性樹脂組
   成物を硬化させ、次いで注型用該モデルを取り除くこと
   によって金属コア表面に所望の樹脂性の型表面を形成し
   てなる樹脂型の製造法において、該金属コアの表面に全
   芳香族ポリアミド基材を配置したものを使用し、且つ、
   該液状熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分として（ａ）シア
   ナト樹脂、又は該（ａ）と（ｂ）多官能性マレイミド又
   は（ｃ）エポキシ樹脂とを必須成分とする１００℃以下
   の温度において液状の熱硬化性樹脂組成物を使用するこ
   とを特徴とする樹脂型の製造法。 ２　注型温度が常温より高く１００℃以下の範囲で、且
   つ該液状の熱硬化性樹脂組成物の粘度が１．０×１０＾
   ２〜１．０×１０＾３ポイズの範囲である特許請求の範
   囲第１項記載の樹脂型の製造法。