JPH09262859A - 反応射出成形方法と金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入体の一部が成形体から露出する成形体を
効率的にしかも低コストで製造することができる反応射
出成形方法およびそれに用いる金型を提供すること。 【解決手段】 一部が弾性部材８で構成された金型２，
３の内部に、挿入体１０の一部が金型２，３の弾性部材
８に接触して金型２，３の外部に露出するように、挿入
体１０を配置し、金型２，３の内部に反応原液を射出
し、反応射出成形を行い、挿入体１０の周囲に反応射出
成形により得られる成形体を一体的に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反応射出成形方法
とそれに用いる金型に係り、さらに詳しくは、挿入体の
一部が成形体から露出する成形体を反応射出成形により
形成するための反応射出成形方法とそれに用いる金型に
関する。

【０００２】

【従来の技術】反応射出成形（以下、ＲＩＭとも言う）
法は、二つの反応原液をミキシングチャンバで混合して
金型のキャビティに送り込み、金型内で反応させつつ射
出成形を行う製法である。このＲＩＭ法は、ノルボルネ
ン系モノマーからポリマー（成形品）を成形する場合な
どに好適に用いられている。

【０００３】このようなＲＩＭ法により、たとえば金属
などで形成された挿入体の一部が成形体から露出する成
形体を成形しようとする場合には、金型内に、挿入体の
一部が金型の外部に露出するように、挿入体を配置し、
金型内で反応射出成形を行っている。その際に用いる金
型には、挿入体の一部が金型外部に露出できるように、
溝などが形成してある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、金型内に反
応原液を射出する際に、挿入体と金型の溝との間の隙間
から反応原液が漏れるおそれがある。そこで、従来で
は、挿入体と金型の溝との間の隙間を埋めるようにパッ
キンを装着し、反応射出成形を行う必要があった。

【０００５】しかしながら、このように反応射出成形毎
に、パッキンを装着するのでは、その作業が煩雑であ
り、成形品の製造歩留まり低下およびコストアップにな
っていた。本発明は、このような実状に鑑みてなされ、
挿入体の一部が成形体から露出する成形体を効率的にし
かも低コストで製造することができる反応射出成形方法
およびそれに用いる金型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】上記目的を達成するため
に、本発明に係る反応射出成形方法は、一部が弾性部材
で構成された金型の内部に、挿入体の一部が金型の弾性
部材に接触して金型の外部に露出するように、挿入体を
配置する工程と、金型の内部に反応原液を射出し、反応
射出成形を行い、前記挿入体の周囲に反応射出成形によ
り得られる成形体を一体的に形成する工程とを有する。

【０００７】本発明に係る金型は、挿入体の一部が成形
体から露出する成形体を反応射出成形により形成するた
めの金型であって、前記挿入体の一部が金型の外部に露
出する位置で、金型の一部が、弾性部材で構成してある
ことを特徴とする。反応射出成形に用いる反応原液とし
ては、特に限定されないが、ウレタン系、ウレア系、ナ
イロン系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系、フェノ
ール系および、ノルボルネン系などが挙げられ、一般的
成形条件としては、反応原液温度は２０〜８０°Ｃ、反
応原液の粘性は、たとえば、３０°Ｃにおいて、５ｃｐ
ｓ〜３０００ｃｐｓ好ましくは１００ｃｐｓ〜１０００
ｃｐｓ程度である。

【０００８】かかる成形においては、補強材を予め金型
内に設置しておき、その中に反応液を供給して重合させ
ることにより強化ポリマー（成形品）を製造することが
できる。補強材としては、例えば、ガラス繊維、アラミ
ド繊維、カーボン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、
金属繊維、ポリプロピレン繊維、アルミコーティングガ
ラス繊維、木綿、アクリル繊維、ボロン繊維、シリコン
カーバイド繊維、アルミナ繊維などを挙げることができ
る。また、チタン酸カリウムや硫酸カルシウムなどのウ
ィスカーも挙げることができる。さらに、これらの強化
剤は、長繊維状またはチョップドストランド状のものを
マット化したもの、布状に織ったもの、チョップ形状の
ままのものなど、種々の形状で使用することができる。
これらの補強材は、その表面をシランカップリング材等
のカップリング剤で処理したものが、樹脂との密着性を
向上させる上で好ましい。配合量は、特に制限はない
が、通常１０重量％以上、好ましくは２０〜６０重量％
である。

【０００９】また、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色
剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、エラストマー、ジシ
クロペンタジエン系熱重合樹脂およびその水添物など種
々の添加剤を配合することにより、得られるポリマーの
特性を改質することができる。酸化防止剤としては、フ
ェノール系、リン系、アミン系など各種のプラスチック
・ゴム用酸化防止剤がある。充填剤にはミルドガラス、
カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、水酸化ア
ルミニウム、雲母などの無機質充填剤がある。エラスト
マーとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプ
レン、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、スチ
レン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢ
Ｓ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合
体（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリ
マー（ＥＰＤＭ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）およびこれらの水素化物などがある。

【００１０】添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一
方または双方に混合しておく。反応射出成形に用いる金
型本体は、必ずしも剛性の高い高価な金型である必要は
なく、金属製金型に限らず、樹脂製金型、または単なる
型枠を用いることができる。反応射出成形は、低粘度の
反応液を用い、比較的低温低圧で成形できるためであ
る。金型内は不活性ガスでシールし、重合反応に用いる
成分類は窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で貯蔵し、
かつ操作することが好ましい。

【００１１】金型温度は、好ましくは、１０〜１５０
℃、より好ましくは、３０〜１２０℃、さらに好ましく
は、５０〜１００℃である。金型圧力は通常０．１〜１
００Ｋｇ／ｃｍ² の範囲である。重合時間は、適宜選択
すればよいが、通常、反応液の注入終了後、３０秒〜２
０分、好ましくは、５分以下である。

【００１２】本発明では、金型の一部を弾性部材で構成
してある。弾性部材としては、特に限定されず、スチレ
ン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルブタジエンゴ
ム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン
系ゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン
−ジエンターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴ
ム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴムな
どのオレフィン系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴ
ム、多硫化ゴム、またはこれらの発泡体、またはウレタ
ンもしくはナイロンの発泡体などで構成される。特に好
ましくは、本発明での弾性部材は、耐熱性を有するゴム
材で構成することが望ましいが、必ずしも耐熱性を有さ
なくても良い。

【００１３】この弾性部材には、金型の外部に露出する
挿入体の一部が接触する溝が形成してあることが好まし
い。金型は、通常、上金型と下金型とから構成される
が、これらは同一構造でも相違する構造であっても良
い。弾性部材は、挿入体の一部が金型の外部に露出する
位置で、金型の割面付近に設けることが好ましい。

【００１４】本発明に係る金型を用いた反応射出成形で
は、挿入体の一部が金型の外部に露出する位置で、挿入
体が弾性部材に接触し、ここでシールされるため、金型
内に射出された反応原液は、金型内部から漏れ難くな
り、バリなどが少ない、挿入体が一体化された良質の成
形品を成形することができる。しかも、本発明では、成
形毎にパッキンなどを交換する必要がなく、製造歩留ま
りも良く、しかも低コストで成形することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る反応射出成形
方法およびそれに用いる金型を、図面に示す実施形態に
基づき、詳細に説明する。第１実施形態 図１は本発明の一実施形態に係る金型の斜視図、図２は
金型内に挿入される挿入体の一例を示す斜視図、図３は
金型内に挿入体が挿入された状態を示す断面図である。

【００１６】図１，３に示すように、本実施形態に係る
金型は、上金型３と下金型２とを有し、それらの割面５
相互が組み合わされることにより、内部に円筒状のキャ
ビティ４が形成されるようになっている。本実施形態で
は、上金型３と下金型２とは、同一形状および構造なの
で、以下の説明では、下金型２についてのみ詳細に説明
し、上金型３に関する詳細な説明は省略する。

【００１７】図１に示すように、本実施形態の下金型２
は、金型本体６と弾性部材８とを有する。金型本体６
は、たとえば必ずしも金属製である必要はなく、たとえ
ば鉄、アルミニウムなどの金属やガラス、木材、セラミ
クスなどで構成される。この金型本体６には、図２に示
す挿入体１０の一部である突出部分１０ａが図３に示す
ように金型の外部に露出する位置に、切欠き７が形成し
てあり、この切欠き７に弾性部材８が装着してある。弾
性部材８は、切欠き７の全てを埋めることなく、溝９が
形成されるように、切欠き７に装着してある。弾性部材
８を切欠きに装着するための手段としては、特に限定さ
れないが、たとえばエポキシ系接着剤、シアノアクリレ
ート系接着剤、ゴム系接着剤などの接着剤を用いた接着
が好ましい。溝９の内径は、図２，３に示す挿入体の突
出部分１０ａの外径よりも小さく設定される。たとえば
図３に示すように、挿入体１０の突出部分１０ａが弾性
部材８の溝９内に圧着した状態で、弾性部材８が径方向
に０．３〜２mm程度に弾性圧縮変形するように、溝９の
大きさが決定される。

【００１８】弾性部材８としては、本実施形態では、耐
熱性に優れた板状シリコーンゴムで構成してある。板状
の弾性部材８が半円形の切欠き７に沿って曲折して装着
してある。弾性部材８が板状である場合には、その厚み
（溝９の径方向の厚み）は、好ましくは３mm以上、さら
に好ましくは５mm以上、特に好ましくは７mm以上であ
る。また、その厚みの上限は、好ましくは２０mm以下、
さらに好ましくは１５mm以下である。厚みが余りに薄い
と、弾性部材８として十分な弾力性が得られないおそれ
があり、余りに厚いと反応射出成形体の外形の精度上好
ましくない。なお、弾性部材８としては、適度な弾力性
を有し、反応射出成形に用いる反応原液に侵されず、得
られる成形体と融着しないものであれば、特に限定され
ない。

【００１９】図２に示す挿入体１０は、挿入本体１０ｂ
と突出部分１０ａとから成り、例示的には、鉄、アルミ
ニウムなどの金属、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のプラスチックなどで構成される。挿入体は中空体であ
ってもよい。反応射出成形に際しては、まず、下金型２
と上金型３との間に、挿入体１０の突出部分１０ａが弾
性部材８の溝に嵌合するように挿入体１０を配置し、金
型２，３の割面を合わせ、図示省略してある注入口から
キャビティ４内に反応原液を射出する。

【００２０】反応射出成形が、ノルボルネン系モノマー
を用いた反応射出成形である場合には、本実施形態にお
いて使用するモノマーは、ジシクロペンタジエンやジヒ
ドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、ト
リシクロペンタジエン等のノルボルネン環を有するシク
ロオレフィンである。

【００２１】ノルボルネン系モノマーを用いた反応射出
成形において使用することができるメタセシス触媒は、
六塩化タングステン、トリドデシルアンモニウムモリブ
デート、トリ（トリデシル）アンモニウムモリブデート
等のモリブデン酸有機アンモニウム塩等のノルボルネン
系モノマーの塊状重合用触媒として公知のメタセシス触
媒であれば特に制限はないが、モリブデン酸有機アンモ
ニウム塩が好ましい。

【００２２】活性剤（共触媒）としては、エチルアルミ
ニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド等の
アルキルアルミニウムハライド、これらのアルコキシア
ルキルアルミニウムハライド、有機スズ化合物等が挙げ
られる。反応射出成形の前準備として、ノルボルネン系
モノマー、メタセシス触媒及び活性剤を主材とする反応
射出成形用材料をノルボルネン系モノマーとメタセシス
触媒とよりなるＡ液と、前記のノルボルネン系モノマー
と活性剤とよりなるＢ液との安定な２液に分けて、それ
ぞれを別のタンクに入れておく。反応射出成形に際して
は、これらの２液をミキシングチャンバー内で混合し、
次いで、この混合液を、金型のキャビティ４に注入し、
塊状重合して、挿入体１０と一体化された成形品を得
る。

【００２３】金型２，３の温度は、好ましくは、１０〜
１５０℃、より好ましくは、３０〜１２０℃、さらに好
ましくは、５０〜１００℃である。金型２，３の型締め
圧力は通常０．１〜１００Ｋｇ／ｃｍ² の範囲である。
重合時間は、適宜選択すればよいが、通常、反応液の注
入終了後、３０秒〜２０分、好ましくは、５分以下であ
る。

【００２４】本実施形態に係る金型２，３を用いた反応
射出成形では、挿入体１０の一部である突出部分１０ａ
が金型２，３の外部に露出する位置で、挿入体１０の突
出部分１０ａが弾性部材８に接触し、ここでシールされ
るため、金型２，３内に射出された反応原液は、金型内
部から漏れ難くなる。そのため、バリなどが少ない状態
で、挿入体１０が一体化された良質の成形品を成形する
ことができる。しかも、本実施形態では、成形毎にパッ
キンなどを交換する必要がなく、製造歩留まりも良く、
しかも低コストで成形することができる。

【００２５】第２実施形態 図４は本発明の第２実施形態に係る金型の斜視図、図５
は金型内に挿入される挿入体の一例を示す斜視図、図６
は金型内に挿入体が挿入された状態を示す断面図であ
る。

【００２６】図４〜６に示すように、本実施形態に係る
金型は、挿入体２０の本体２０ｂが成形体内部に埋設さ
れ、突出部分２０ａの先端のみが成形体から露出する成
形体を反応射出成形により作製するための金型である。
図４〜６では、下金型２２のみを図示してあるが、上金
型に関しても同様である。

【００２７】図４に示すように、本実施形態の下金型２
２は、金型本体２６と弾性部材２８とを有する。金型本
体２６は、図１に示す金型本体６と同様な金属で構成さ
れる。この金型本体２６には、図５に示す挿入体２０の
一部である突出部分２０ａが図６に示すように金型の外
部に露出する位置に、切欠き２７が形成してあり、この
切欠き２７に弾性部材２８が装着してある。弾性部材２
８は、切欠き２７の全てを埋めることなく、溝２９が形
成されるように、切欠き２７に装着してある。弾性部材
２８を切欠き２７に装着するための手段としては、特に
限定されないが、前記第１実施形態な接着による方法が
好ましい。溝２９の内径は、図５，６に示す挿入体２０
の突出部分２０ａの外径よりも小さく設定される。たと
えば図６に示すように、挿入体２０の突出部分２０ａが
弾性部材２８の溝２９内に圧着した状態で、弾性部材２
８が径方向に０．３〜２mm程度に弾性圧縮変形するよう
に、溝２９の大きさが決定される。溝２９は、切削加工
などで形成しても良い。

【００２８】弾性部材２８としては、本実施形態では、
耐熱性に優れた板状シリコーンゴムで構成してある。弾
性部材２８の厚みｔ（溝２９の半径方向の厚み）は、そ
の最小部分で、好ましくは３mm以上、さらに好ましくは
５mm以上、特に好ましくは７mm以上である。また、その
厚みの上限は、好ましくは２０mm以下、さらに好ましく
は１５mm以下である。最小厚みｔが余りに薄いと、弾性
部材２８として十分な弾力性が得られないおそれがあ
り、余りに厚いと反応射出成形体の外形の精度上好まし
くない。なお、弾性部材２８としては、適度な弾力性を
有し、反応射出成形に用いる反応原液に侵されず、得ら
れる成形体と融着しないものであれば、特に限定されな
い。

【００２９】図５に示す挿入体２０は、挿入本体２０ｂ
と突出部分２０ａとから成り、例示的には、挿入本体２
０ｂがコイルなどで構成され、突出部分２０ａがコイル
のための端子などで構成される。反応射出成形の具体的
方法に関しては、前記第１実施形態に開示した方法と同
様である。

【００３０】本実施形態に係る金型を用いた反応射出成
形では、挿入体２０の一部である突出部分２０ａが金型
の外部に露出する位置で、挿入体２０の突出部分２０ａ
が弾性部材２８に接触し、ここでシールされるため、金
型のキャビティ２４内に射出された反応原液は、金型内
部から漏れ難くなる。そのため、バリなどが少ない状態
で、挿入体２０が一体化された良質の成形品を成形する
ことができる。しかも、本実施形態では、成形毎にパッ
キンなどを交換する必要がなく、製造歩留まりも良く、
しかも低コストで成形することができる。

【００３１】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。たとえば、反応射出成形体の内部に一体
的に埋め込まれる挿入体の具体的形状は、前記第１およ
び第２実施形態に限定されず、種々に改変する事ができ
る。また、成形体の用途も特に限定されない。

【００３２】

【実施例】以下、本発明をさらに具体化した実施例に基
づき、比較例と比較して説明するが、本発明は、これら
の実施例に限定されない。なお、以下の実施例はおよび
比較例において、部や％は、断わりのない限り重量基準
である。

【００３３】比較例１ 図８に示すように、キャビティ４４の大きさが、５００
mm×３００mm×２０mmである掲示板成形用金型の下金型
４２の一部に、幅１００mmおよび深さ５mmの切込み４７
を形成した。一方、１００mm×１００mm×５mmのアルミ
製の板５０ａと、その板５０ａの端部に溶接された１０
０mm×１０mm×５mmのアルミ製小片５０ｂとを有する挿
入体としての吊り下げ金具５０を準備した。

【００３４】この吊り下げ用金具５０を、図８に示すよ
うに、小片５０ｂと反対側が金型から５０mm突出するよ
うに、下金型４２の切込み４７に取り付け、上金型４３
と下金型４２の割面を合わせた。上金型４３には、切込
みは形成しなかった。上金型４３および下金型４２は、
共にステンレスＳ５０Ｃで構成した。

【００３５】一方、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）９
０％と、非対称型シクロペンタジエン３量体１０％とか
ら成るノルボルネン系モノマーを２つの容器に入れ、一
方にはモノマーに対しジエチルアルミニウムクロリド
（ＤＥＡＣ）を４０モル濃度、１，３−ジクロロ−２−
プロパノール（ｄｃＰｒＯＨ）４８モル濃度に成るよう
に添加した（Ａ液）。他方には、モノマーに対し、トリ
（トリデシル）アンモニウムモリブデートを１０ミリモ
ル濃度となるように添加した（Ｂ液）。これらＡ液およ
びＢ液は、それぞれＡタンクおよびＢタンクに貯留し
た。

【００３６】上金型４３および下金型４２の内部に装着
された温調配管に温水を流すことで、金型の温度を５０
°Ｃに設定し、金型のキャビティ４４内に、同容量のＡ
液とＢ液とを混合して注入し、約５分程度経過した後、
金型内から金具５０が一体化された反応射出成形体を取
り出した。

【００３７】成形体を観察したところ、樹脂部分には問
題はなかったが、金具５０において、金型と接触した部
分に、金型による傷が観察された。また、金具５０の部
分に樹脂バリも観察された。実施例１ 図７に示すように、下金型３２のステンレスＳ５０Ｃ製
の金型本体３６に、幅１２０mmおよび深さ１５mmの切込
み３７ａを形成すると共に、ステンレスＳ５０Ｃ製の上
金型３３の対応する位置に、幅１２０mmおよび深さ１０
mmの切込み３７ｂを形成し、各切込み３７ａ，３７ｂに
は、厚さｔ＝１１mmのシリコーンゴム板製弾性部材３８
をシアノアクリレート系接着剤で貼付けた以外は、比較
例１と同様にして、金型を製作した。 金型の弾性部材
３８，３８間の隙間に、比較例１と同様な金具５０を、
比較例１と同様な寸法で突出して装着し、比較例１と同
様にして、キャビティ３４内に反応原液を注入し、反応
射出成形を行った。

【００３８】成形体を観察したところ、比較例１で観察
されたような金具５０の表面の傷は観察されなかった。
また、金具５０の部分に樹脂バリも観察されなかった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
金型を用いた反応射出成形では、挿入体の一部が金型の
外部に露出する位置で、挿入体が弾性部材に接触し、こ
こでシールされるため、金型内に射出された反応原液
は、金型内部から漏れ難くなり、バリなどが少ない、挿
入体が一体化された良質の成形品を成形することができ
る。しかも、本発明では、成形毎にパッキンなどを交換
する必要がなく、製造歩留まりも良く、しかも低コスト
で成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態に係る金型の斜視図
である。

【図２】図２は金型内に挿入される挿入体の一例を示す
斜視図である。

【図３】図３は金型内に挿入体が挿入された状態を示す
断面図である。

【図４】図４は本発明の第２実施形態に係る金型の斜視
図である。

【図５】図５は金型内に挿入される挿入体の一例を示す
斜視図である。

【図６】図６は金型内に挿入体が挿入された状態を示す
断面図である。

【図７】図７は本発明の実施例に係る金型の斜視図であ
る。

【図８】図８は比較例に係る金型の斜視図である。

【符号の説明】

２，２２，３２，４２… 下金型 ３，３３，４３… 上金型 ４，２４，３４，４４… キャビティ ５… 割面 ６，２６，３６… 金型本体 ８，２８，３８… 弾性部材 ９，２９… 溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部が弾性部材で構成された金型の内部
   に、挿入体の一部が金型の弾性部材に接触して金型の外
   部に露出するように、挿入体を配置する工程と、 金型の内部に反応原液を射出し、反応射出成形を行い、
   前記挿入体の周囲に反応射出成形により得られる成形体
   を一体的に形成する工程とを有する、 反応射出成形方法。
2. 【請求項２】 挿入体の一部が成形体から露出する成形
   体を反応射出成形により形成するための金型であって、 前記挿入体の一部が金型の外部に露出する位置で、金型
   の一部が、弾性部材で構成してある金型。