JPH07266355A - 樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別な射出ノズル等の設備上の制約を受けな
いようにすることができるとともに、発泡が起こる箇所
を容易にコントロールすることができ、厚肉成形品の転
写性を向上させることができる。 【構成】 予め加熱された金型のキャビティ内に少なく
とも１つの発泡物質と、該発泡物質を覆う熱硬化性樹脂
とを導入し、該金型を閉じて該熱硬化性樹脂内で該発泡
物質を発泡させ、その発泡で発生した発生内圧によって
該熱硬化性樹脂表面に該キャビティ内形状を転写させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂成形品の製造方法
に係り、詳しくは、高精度プラスチックミラー等の成形
技術に適用することができ、特に、特別な射出ノズル等
の設備上の制約を受けないようにすることができるとと
もに、発泡が起こる箇所を容易にコントロールすること
ができ、厚肉成形品の転写性を向上させることができる
樹脂成形品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の樹脂成形品の製造方法では、一般
に熱硬化性樹脂で厚肉、偏肉の精密成形品を得ようとす
ると、樹脂温度、圧力偏在によって、特に、成形品厚肉
部等において、成形転写精度が悪くなるという問題があ
る。この樹脂温度、圧力偏在によって成形品厚肉部で成
形転写精度が悪くなるという問題を防ぐ従来技術には、
例えば特開平５−１０４５７６号公報で報告されたサン
ドイッチ成形法による樹脂成形品の製造方法が知られて
いる。

【０００３】このサンドイッチ成形法は、成形機ノズル
から２種類の樹脂を射出し、まず、成形樹脂を流し込ん
だ後、発泡樹脂を流し込む。これにより、成形樹脂は、
スキン層を形成し、発泡樹脂は、成形樹脂の内側にコア
層を形成する。この時、コア層の発泡樹脂は、発泡，膨
張を起こし、成形樹脂からなるスキン層を内側からキャ
ビティ内壁に押付ける。この発生内圧によってひけを防
ぎ、厚肉成形品等を成形することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平５−１
０４５７６号公報で報告された従来の樹脂成形品の製造
方法では、サンドイッチ成形法を行っているため、厚肉
部でひけを防ぐことができるが、サンドイッチ成形を行
う際、成形機内に樹脂の流路と発泡剤の流路の両方を有
する専用の成形機（射出ノズル）が必要であり、設備上
の制約があるという問題があった。また、サンドイッチ
成形法を行う際は、成形樹脂も発泡剤も金型のゲートを
通して金型内に射出されるため、発泡が起こる箇所をコ
ントロールすることが困難であるという問題があった。

【０００５】また、一般に、従来の樹脂成形品の製造方
法では、熱硬化性樹脂で厚肉品を成形すると、厚肉部分
の硬化が起こり難く、未硬化部分になり易いという問題
があった。そこで、本発明は、特別な射出ノズル等の設
備上の制約を受けないようにすることができるととも
に、発泡が起こる箇所を容易にコントロールすることが
でき、厚肉成形品の転写性を向上させることができる樹
脂成形品の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
予め加熱された金型のキャビティ内に少なくとも１つの
発泡物質と、該発泡物質を覆う熱硬化性樹脂とを導入
し、該金型を閉じて該熱硬化性樹脂内で該発泡物質を発
泡させ、その発泡で発生した発生内圧によって該熱硬化
性樹脂表面に該キャビティ内形状を転写させることを特
徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記熱硬化性樹脂の成形品厚肉部分内
に前記発泡物質を発泡させて中空部を形成することを特
徴とする請求項１記載の樹脂成形品の製造方法。請求項
３記載の発明は、上記請求項１，２記載の発明におい
て、前記熱硬化性樹脂は、常温で固体状の樹脂からな
り、かつ内部に前記発泡物質を配置した状態で、その表
面が前記キャビティ内形状に成形されたプレフォームか
らなることを特徴とするものである。

【０００８】請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至
３記載の発明において、前記熱硬化性樹脂は、前記キャ
ビティ体積より小さいことを特徴とするものである。請
求項５記載の発明は、上記請求項１乃至４記載の発明に
おいて、前記発泡物質は、室温より高く、かつ前記熱硬
化性樹脂の硬化温度より低い温度域で気体の発生を伴う
反応を起こす物質からなることを特徴とするものであ
る。

【０００９】請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至
４記載の発明において、前記発泡物質は、エネルギー線
照射によって気化又は気体を発生する物質からなること
を特徴とするものである。請求項７記載の発明は、上記
請求項５，６記載の発明において、前記発泡物質は、無
害の気体を発生する物質からなることを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項８記載の発明は、上記請求項１乃至
７記載の発明において、前記発泡物質は、被覆層に覆わ
れてなることを特徴とするものである。請求項９記載の
発明は、上記請求項１乃至８記載の発明において、前記
発泡物質は、担体中に分散して覆われてなることを特徴
とするものである。請求項１０記載の発明は、上記請求
項８，９記載の発明において、前記被覆層及び前記担体
の少なくともどちらか一方は、前記発泡物質の発泡温度
で溶融する材質からなることを特徴とするものである。

【００１１】請求項１１記載の発明は、上記請求項８，
９記載の発明において、前記被覆層及び前記担体の少な
くともどちらか一方は、前記発泡物質の発泡温度で軟化
又はゴム状になる材質からなることを特徴とするもので
ある。請求項１２記載の発明は、上記請求項１乃至１１
記載の発明において、前記発泡物質は、前記金型キャビ
ティ表面から離隔した状態で設置することを特徴とする
ものである。

【００１２】請求項１３記載の発明は、上記請求項８乃
至１２記載の発明において、前記担体中に分散された前
記発泡物質あるいは成膜層に覆われた前記発泡物質は、
少なくとも２つ以上の突起を有してなることを特徴とす
るものである。請求項１４記載の発明は、上記請求項１
乃至１３記載の発明において、前記発泡物質は、熱硬化
性樹脂材料中の任意の部分に設置することを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項１５記載の発明は、上記請求項１乃
至１３記載の発明において、前記発泡物質は、前記熱硬
化性樹脂材料中の厚肉部分に設置することを特徴とする
ものである。

【００１４】

【作用】本発明では、成形品内の厚肉部分等のひけが生
じ易い部分に対応する金型キャビティ内に発泡物質を配
置するように、発泡物質及び成形樹脂材料を加熱された
金型内に挿入することによって、樹脂内部で発泡物質を
発泡させる。この発泡気体の圧力発生によって、キャビ
ティ内の樹脂は、内側から金型壁面に押さえ付けられる
ので、厚肉成形品の転写性を向上させることができる。
また、設備上も従来の成形機をそのまま利用することが
出来る。更に、成形品内に厚肉部分が散在している場合
にも、各部分に発泡剤を置くことで、成形品内の任意の
場所に圧力を発生させる空孔を形成することができる。
以下、本発明の作用を請求項毎に説明する。

【００１５】請求項１記載の発明では、予め加熱された
金型のキャビティ内に発泡物質の塊と、この発泡物質の
塊を覆い包むように熱硬化性樹脂を入れた状態で金型を
閉じるように構成するため、金型からの伝熱によって樹
脂を外側から硬化させることができる。また、この時、
熱硬化性樹脂内部で起こる発泡によってキャビティ内圧
力を増加させることができるため、樹脂厚肉部でひけを
発生することなく、転写性の良い樹脂成形品を得ること
ができる。

【００１６】請求項２記載の発明では、熱硬化性樹脂の
成形品厚肉部分内に発泡物質を発泡させて中空部を形成
するように構成するため、樹脂成形品肉厚を均等化する
ことができる。このため、樹脂成形品全体をより均質に
硬化させることができるので、樹脂未硬化による成形不
良を防ぐことができる。請求項３記載の発明では、熱硬
化性樹脂を、常温で固体状の樹脂で構成し、内部に発泡
剤を配置した状態で、表面がキャビティ形状に形成され
たプレフォームで構成するため、熱硬化性樹脂材料の取
扱いを容易にすることができるうえ、射出成形機を不要
にすることができるので、成形装置及び設備等を簡略化
することができる。

【００１７】請求項４記載の発明では、熱硬化性樹脂プ
レフォームをキャビティ体積より小さくなるように構成
するため、金型内にプレフォームを容易に挿入すること
ができる他、金型を閉じた際にプレフォームに過剰な圧
力がかかることを防ぐことができる。請求項５記載の発
明では、発泡物質を、室温より高く、かつ熱硬化性樹脂
の硬化温度より低い温度で気体の発生を伴う反応を起こ
す物質（単物質又は混合物）で構成するため、樹脂が外
側から固化し始めた時に樹脂内部で気体を効率良く発生
させることができ、樹脂の粘度が最も低い成形品肉厚部
で樹脂内圧力を高めて成形転写性を高めることができ
る。

【００１８】請求項６記載の発明では、発泡物質を、紫
外線、電子線、レーザー光等のエネルギー線照射によっ
て気化又は気体を発生する物質で構成するため、樹脂内
部で気体を発生させるタイミングを樹脂温度によらずに
任意に設定することができる。請求項７記載の発明で
は、発泡物質を、樹脂温度で水蒸気、あるいは二酸化炭
素、窒素等の人体や装置に無害の気体を発生する物質で
構成するため、取扱いを安全で、しかも装置を侵す恐れ
がないようにすることができる。

【００１９】請求項８記載の発明では、発泡物質を被覆
膜に覆われるように構成するため、発泡物質の取扱いを
容易にすることができる他、発泡物質が樹脂の中で拡散
したり、気泡が分散したりして、成形品表面に達するの
を防ぐことができる。請求項９記載の発明では、発泡物
質を担体中に覆われるように構成するため、発泡物質の
取扱いを容易にすることができる他、発泡物質が樹脂の
中で拡散したり、気泡が分散したりして、成形品表面に
達するのを防ぐことができる。

【００２０】請求項１０記載の発明では、発泡物質を包
む被覆層及び担体の少なくともどちらか一方を、発泡物
質の発泡温度域で溶融する材質で構成するため、成形樹
脂の温度が上昇した際に発生した気体を、硬化し始めた
成形樹脂内で最も温度が低く、かつ粘性が低い箇所に向
かって膨張させて移動させることができる他、発生気体
の圧力をそのまま成形樹脂に伝えることができる。

【００２１】請求項１１記載の発明では、発泡物質を包
む被覆層及び担体の少なくともどちらか一方を、発泡物
質の発泡温度域でゴム状又は軟質な材質からなるように
構成するため、高温で固化し始めた成形樹脂内で発生し
た気体の内圧によって、伸びて膨らませることができる
ので、周囲の成形樹脂に気体の圧力を伝えることができ
る他、発生気体が成形品表面に達するのを防ぐことがで
きる。

【００２２】請求項１２記載の発明では、発泡物質を金
型キャビティ表面から離隔した状態で設置するように構
成するため、発生気体が成形品表面に達するのを防ぐこ
とができるので、発泡気体の圧力を効果的に成形品（樹
脂）に伝えることができる。請求項１３記載の発明で
は、担体中に分散させた発泡物質あるいは被覆層に覆わ
れた発泡物質を、少なくとも２つ以上の突起を有するよ
うに構成するため、成形樹脂が液体状態の時も発泡物質
を金型キャビティ表面から離隔した状態で保持すること
ができるので、発生気体が成形品表面に達するのを防ぐ
ことができる。このため、発泡気体の圧力を効果的に成
形品（樹脂）に伝えることができる。

【００２３】請求項１４記載の発明では、発泡物質を熱
硬化性樹脂材料中の任意の部分に設置するように構成す
るため、成形品中の任意の箇所に発泡物質の発泡による
中空部分を形成することができる他、成形品形状によっ
ては、離れた複数の箇所に発泡物質の発泡による中空部
分を形成することができる。請求項１５記載の発明で
は、発泡物質を熱硬化性樹脂材料中の厚肉部分に設置す
るように構成するため、均質成形が難しい偏肉成形品の
厚肉部分の転写性を向上させることができ、良好な成形
品を得ることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本実施例では、まず、図１に示すように、予め熱
硬化性樹脂１の硬化温度以上に加熱された金型２のキャ
ビティ２ａ内に発泡物質３の塊と、この発泡物質３を包
むように熱硬化性樹脂１を入れ、金型２を閉じる。この
ように、金型２を閉じると、図２に示すように、発泡物
質３は、金型２のキャビティ２ａ内で発泡（又は気化）
して中空部３ａとなる。このため、発泡物質３は、発泡
して中空部３ａになる際、急激な体積膨張を起こすの
で、キャビティ２ａ内で外側から硬化し始めた熱硬化性
樹脂１は、その内部からキャビティ２ａ内壁に向かって
押し付けられる。

【００２５】このように、発泡物質３の発泡によって起
こるキャビティ２ａ内圧力の増加によって熱硬化性樹脂
１は、体積収縮する際にひけを発生することなく、転写
性の良い樹脂成形品を得ることができる。また、一般に
熱硬化性樹脂１で厚肉品を成形すると、厚肉部分が硬化
し難く、部分的に未硬化となり易いが、本実施例では、
熱硬化性樹脂１の成形品厚肉部分内に発泡物質３の発泡
によって中空部３ａを形成するため、樹脂成形品肉厚を
均等化することができる。このため、樹脂成形品全体を
より均質に硬化させることができるので、樹脂未硬化に
よる成形不良を防ぐことができる。

【００２６】また、本実施例では、発泡物質３を金型２
のキャビティ２ａ表面から離隔した状態で設置するよう
に構成したため、発生気体が成形品表面に達するのを防
ぐことができるので、発泡気体の圧力を効果的に成形樹
脂に伝えることができる。本実施例では、熱硬化性樹脂
１は、常温で固体状の樹脂で構成し、かつ内部に発泡物
質３を配置した状態で、表面がキャビティ形状に形成さ
れたプレフォームからなるものが好ましく、この場合、
熱硬化性樹脂材料の取扱いを容易にすることができるう
え、射出成形機を不要にすることができるので、成形装
置及び設備等が簡略化することができる。このプレフォ
ームからなる熱硬化性樹脂１は、キャビティ２ａ体積よ
り小さくなるように構成するのが好ましく、この場合、
金型２のキャビティ２ａ内にプレフォーム熱硬化性樹脂
１を容易に挿入することができる他、金型２を閉じた際
にプレフォーム熱硬化性樹脂１に過剰な圧力がかかるこ
とを防ぐことができる。

【００２７】また、本実施例では、発泡物質３は、室温
より高く、かつ熱硬化性樹脂１の硬化温度より低い温度
で気体の発生を伴う反応を起こす物質（単物質又は混合
物）からなるものが望ましく、この場合、樹脂１が外側
から固化し始めた時に樹脂１内部で気体を効率良く発生
させることができるため、樹脂１の粘度が最も低い成形
品肉厚部で樹脂１内圧力を高めて成形転写性を高めるこ
とができる。また、発泡物質３は、紫外線、電子線、レ
ーザー光等のエネルギー線照射によって気化又は気体を
発生する物質からなるものが好ましく、この場合、樹脂
１内部で気体を発生させるタイミングを樹脂１温度によ
らずに任意に設定することができる。発泡物質３は、単
物質であっても混合物であってもよく、また、常温で液
体であっても固体であってもよい。発泡物質３で発生す
る気体は、樹脂１温度で水蒸気、あるいは二酸化炭素、
窒素等の人体や装置に無害の気体を発生する物質からな
るものが好ましく、この場合、取扱いを安全で、しかも
装置を侵す恐れがないようにすることができる。この発
泡物質３としては、硫酸マグネシウム、水酸化アルミニ
ウム、重炭酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、等
の無機化合物やアゾジカルボンアミド、ｐ、ｐ′−オキ
シビスベンゼンスルホニルヒドラジド等が望ましい。

【００２８】なお、上記実施例では、発泡物質３を熱硬
化性樹脂１に直接接するように構成したが、本発明にお
いては、発泡物質３が粉状、液状、針状結晶等の場合、
図３，４に示すように、発泡物質３を樹脂やゴム等の被
覆層１１で覆うように構成してもよく、この場合、発泡
物質３の取扱いを容易にすることができる他、発泡物質
３が樹脂１の中で拡散したり、発泡が分散したりして、
成形品表面に達するのを防ぐことができる。また、図
５，６に示すように、発泡物質３を樹脂、ゴム、ゲル、
ゼリー等の担体２１中に練り込んで分散するように構成
してもよく、この場合、発泡物質３の取扱いを容易にす
ることができる他、発泡物質３が樹脂の中で拡散した
り、気泡が分散したりして、成形品表面に達するのを防
ぐことができる。

【００２９】但し、この発泡物質３を包む被覆層１１又
は担体２１は、発泡物質３の発泡温度域でゴム又は軟質
となる材質からなるものが好ましく、この場合、発泡が
起こると、この被覆層１１又は担体２１は伸びて発泡体
の体積を膨張させることができるため、高温で固化し始
めた成形樹脂１内で発生した気体の内圧によって、伸び
て膨らませることができる。このため、周囲の樹脂１に
気体の圧力を伝えることがきる他、発生気体が成形品表
面に達するのを防ぐことができる。

【００３０】また、被覆層１１又は担体２１は、発泡物
質３の発泡温度域で溶融する材質で構成しても良く、こ
の場合、成形樹脂１の中で気体が広がり、成形品内の厚
肉部の中央付近（樹脂加熱が一番遅いため、樹脂温が低
く、粘性が低い部分）に発生気体の中空部３ａを形成す
ることができる。このため、成形樹脂１の温度が上昇し
た際に発生した気体を、硬化し始めた成形樹脂１内で最
も温度が低く、かつ粘性が低い箇所に向かって膨張させ
て移動させることができる他、発生気体の圧力をそのま
ま樹脂１に伝えることができる。

【００３１】なお、上記実施例では、発泡物質３をキャ
ビティ２ａ表面から離隔するように単にキャビティ２ａ
中央部に配置して構成したが、本発明においては、図７
に示すように、発泡物質３がキャビティ２ａ内の温度、
圧力分布が生じ易く、転写不良を生じ易い厚肉部分にく
るように配置して構成してもよい。この場合、凹凸のあ
る成形品内での中空部の発生位置をコントロールするこ
とができるため、均質成形が難しい偏肉成形品の厚肉部
分の転写性を向上させることができ、良好な成形品を得
ることができる。但し、中空部３ａの発生位置は、樹脂
粘度によっても影響を受けるため、発泡物質３を熱硬化
性樹脂１中の任意の部分に設置するように構成してもよ
く、成形品中の任意の箇所に中空部３ａを形成すること
ができる他、成形品形状によっては、離れた複数の箇所
に中空部３ａを形成することができる。

【００３２】また、本発明においては、図８，９に示す
ように、担体２１中に分散された発泡物質３あるいは被
覆層１１に覆われた発泡物質３が少なくとも２つ以上の
突起３１を有するように構成してもよい。この場合、成
形樹脂１が液体状態の時も発泡物質３を金型２のキャビ
ティ２ａ表面から離隔した状態で保持することができる
ので、発生気体が成形品表面に達するのを防ぐことがで
きる。このため、気泡気体の圧力を効果的に成形品（樹
脂）に伝えることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、特別な射出ノズル等の
設備上の制約を受けないようにすることができるととも
に、発泡が起こる箇所を容易にコントロールすることが
でき、厚肉成形品の転写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】本発明に係る一実施例の金型内に熱硬化性樹脂
と発泡物質が入った状態を示す図である。

【図２】図１に示す熱硬化性樹脂内で発泡物質が発泡し
て中空部が形成された状態を示す図である。

【図３】本発明に適用できる発泡物質が被覆層で覆われ
た状態を示す図である。

【図４】図３に示す発泡物質が発泡して中空部が形成さ
れた状態を示す図である。

【図５】本発明に適用できる発泡物質を担体中に分散し
た状態を示す図である。

【図６】図５に示す発泡物質が発泡して中空部が形成さ
れた状態を示す図である。

【図７】本発明に適用できる発泡物質をキャビティ内の
厚肉部に配置した状態を示す図である。

【図８】本発明に適用できる被覆層又は担体で覆われた
発泡物質に突起が形成された状態を示す図である。

【図９】被覆層又は担体で覆われた発泡物質に突起が形
成された状態を示す図である。

【符号の説明】 １ 熱硬化性樹脂 ２ 金型 ２ａ キャビティ ３ 発泡物質 ３ａ 中空部 １１ 被覆層 ２１ 担体 ３１ 突起

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め加熱された金型のキャビティ内に少な
   くとも１つの発泡物質と、該発泡物質を覆う熱硬化性樹
   脂とを導入し、該金型を閉じて該熱硬化性樹脂内で該発
   泡物質を発泡させ、その発泡で発生した発生内圧によっ
   て該熱硬化性樹脂表面に該キャビティ内形状を転写させ
   ることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
2. 【請求項２】前記熱硬化性樹脂の成形品厚肉部分内に前
   記発泡物質を発泡させて中空部を形成することを特徴と
   する請求項１記載の樹脂成形品の製造方法。
3. 【請求項３】前記熱硬化性樹脂は、常温で固体状の樹脂
   からなり、かつ内部に前記発泡物質を配置した状態で、
   その表面が前記キャビティ内形状に成形されたプレフォ
   ームからなることを特徴とする請求項１，２記載の樹脂
   成形品の製造方法。
4. 【請求項４】前記熱硬化性樹脂は、前記キャビティ体積
   より小さいことを特徴とする請求項１乃至３記載の樹脂
   成形品の製造方法。
5. 【請求項５】前記発泡物質は、室温より高く、かつ前記
   熱硬化性樹脂の硬化温度より低い温度域で気体の発生を
   伴う反応を起こす物質からなることを特徴とする請求項
   １乃至４記載の樹脂成形品の製造方法。
6. 【請求項６】前記発泡物質は、エネルギー線照射によっ
   て気化又は気体を発生する物質からなることを特徴とす
   る請求項１乃至４記載の樹脂成形品の製造方法。
7. 【請求項７】前記発泡物質は、無害の気体を発生する物
   質からなることを特徴とする請求項５，６記載の樹脂成
   形品の製造方法。
8. 【請求項８】前記発泡物質は、被覆層に覆われてなるこ
   とを特徴とする請求項１乃至７記載の樹脂成形品の製造
   方法。
9. 【請求項９】前記発泡物質は、担体中に分散して覆われ
   てなることを特徴とする請求項１乃至８記載の樹脂成形
   品の製造方法。
10. 【請求項１０】前記被覆層及び前記担体の少なくともど
    ちらか一方は、前記発泡物質の発泡温度で溶融する材質
    からなることを特徴とする請求項８，９記載の樹脂成形
    品の製造方法。
11. 【請求項１１】前記被覆層及び前記担体の少なくともど
    ちらか一方は、前記発泡物質の発泡温度で軟化又はゴム
    状になる材質からなることを特徴とする請求項８，９記
    載の樹脂成形品の製造方法
12. 【請求項１２】前記発泡物質は、前記金型キャビティ表
    面から離隔した状態で設置することを特徴とする請求項
    １乃至１１記載の樹脂成形品の製造方法。
13. 【請求項１３】前記担体中に分散された前記発泡物質あ
    るいは前記被覆層に覆われた前記発泡物質は、少なくと
    も２つ以上の突起を有してなることを特徴とする請求項
    ８乃至１２記載の樹脂成形品の製造方法。
14. 【請求項１４】前記発泡物質は、熱硬化性樹脂材料中の
    任意の部分に設置することを特徴とする請求項１乃至１
    ３記載の樹脂成形品の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記発泡物質は、前記熱硬化性樹脂材
    料中の厚肉部分に設置することを特徴とする請求項１乃
    至１３記載の樹脂成形品の製造方法。