JPH09277293A

JPH09277293A - 板状製品の製造方法

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Publication number: JPH09277293A
Application number: JP11577396A
Authority: JP
Inventors: Masanori Oba; 眞紀大場
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】密閉式の金型を用いて、充填材と液状樹脂の
混合物を、略板状に加熱加圧プレス成形する板状製品の
製造方法であって、前記混合物中に若干の空気が残留し
ていても成形後の製品の表面には気泡による欠陥が発生
することがない板状製品の製造方法を提供することを目
的とする。【解決手段】上型１および下型２からなる金型でプレ
スして、充填材と液状樹脂の混合物３を板状製品に成形
する。混合物３と上型１との間にはシート５が介在して
おり、下型２との間にはシート６が介在している。シー
ト５，６は高分子フィルムからなり、全面に多数の小孔
が規則的に又は不規則的に穿設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石塊，ガラス塊な
どの充填材と液状樹脂を混合し、これを金型内で加熱加
圧プレス成形して、板状の製品を製造するための製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の板状製品の製造にあって
は、充填材と液状樹脂とを攪拌・混練する際に、かかる
混合物中に多量の空気が混入し、この空気の気泡がプレ
ス後の製品表面に露出して泡状の欠陥を生じ、製品の外
観を損なうことから、これを防止すべく、プレス成形前
に前記混合物を真空脱気したり、振動プレス装置を用い
てプレス作業と並行して脱気をしたり、高圧プレス（例
えば５０kg/cm▲2）によって気泡を圧縮させつつ成形し
たりするのが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述のような
各種脱気方法を単独で又は複数組合わせて行なっても、
密閉式金型では依然として脱気を完全に行うことは困難
であり、製品の表面には泡状の欠陥が発生することがあ
るという問題点があった。

【０００４】このことは、試算によれば、板状製品の大
きさが幅１ｍ×長さ１ｍ×厚さ１０mmとしたとき、その
体積の１００万分の１にあたる僅か１０mm▲2の圧縮空
気が残留していたとしても、１mm▲3の気泡１０個分に
相当し、加熱成形プレス中の熱によって気泡が膨張し板
状製品の厚さ方向つまり製品の表面に浮上してくる傾向
と相俟って、わずかな脱気不良が製品の表面欠陥につな
がるからであった。

【０００５】以上からもわかるように、攪拌・混練後の
混合物から「完全に」脱気をすることは極めて困難であ
った。

【０００６】さらに、このような泡状の欠陥の発生原因
としては、上述の脱気不足の他に、加熱加圧中の樹脂の
重合反応に伴って微量の反応生成物（揮発性ガス）が発
生することもある。

【０００７】なお、上述のような泡状の欠陥の形成を防
止する別種の技術として、成形金型の周囲を大気に開放
し、発生した気泡をここから外部に逃がす技術が知られ
ている。しかしながら、このような開放系の金型を採用
すると、揮発性の液状樹脂が一部発散してしまうため、
出来上がった製品のとくに外周部分に沿って樹脂不足の
領域が生じ、中央部分とくらべて強度などの物性や外観
に差異を生じ、製品の品質が低下するという不都合があ
る。密閉式の金型にはこのような欠点はないが、前記し
た泡状の欠陥が生ずる問題点がある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、密閉式の金型を用いて充填材と液状樹脂の混合物を
略板状に加熱加圧プレス成形する板状製品の製造方法で
あって、前記混合物中に若干の空気が残留していても成
形後の製品の表面には気泡による欠陥が発生することが
ない板状製品の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の板状製品の製造方法では、金型と混合物との
境界面に、成形中に発生，浮上した気泡を収容するため
の手段を介装することとした。

【００１０】このため、請求項１記載の板状製品の製造
方法では、密閉式の金型内で充填材と液状樹脂の混合物
を略板状に加熱加圧プレス成形する板状製品の製造方法
において、前記混合物と前記金型の内壁面との間に、多
数の小孔が規則的に又は不規則的に穿設された可撓性シ
ートを介在させて前記加熱加圧プレス成形を行うことを
特徴としている。

【００１１】この場合、請求項２に記載したように、前
記シートの材質としては高分子フィルムからなるものを
用いるとよい。具体的には、ポリプロピレン，ポリエス
テル，樹脂含浸紙などを用いることができる。また、シ
ートには加熱成形プレス時の所定の高温度に対する耐熱
性があったほうが好ましいことは言うまでもないが、必
ずしもこれは必須ではなく、むしろ重要なのは成形後の
製品に対する離型性である。従って、シートの材質は被
成形物たる混合物の材質（特に液状樹脂の材料）との関
係で決定せられるべきものである。

【００１２】また、請求項３に記載したように、シート
に形成する前記小孔の直径は３mm以下であることが望ま
しい。この直径は、実際には後述する理由から１mm以下
程度が望ましいが、３mm以下であれば、本発明の目的と
する効果をある程度得ることが可能である。

【００１３】また、請求項４に記載したように、本発明
は厚さ５mm以上、幅及び長さがいずれも２５０mm以上の
大きさの板体の成形に有効に適用できる。従来技術で
は、製品の寸法が小さいときはある程度気泡の発生を抑
えることができたが、大きな製品に対しては不良品（泡
状の欠陥が生じた成形品）の発生率が高くなっていた。
本発明は、上記寸法を越える大きな製品に対しても極め
て有効である。

【００１４】また、請求項５に記載したように、前記液
状樹脂としては熱重合性樹脂を用いるのが好ましい。熱
重合樹脂とは、反応型樹脂ともいわれ、アクリル系樹
脂，スチレン系樹脂など、加熱により重合反応を生じる
樹脂である。本発明では、その単量体（モノマー）若し
くは低重合度のもの又はそれらの混合物を使用するのが
よい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る板状製品の製造方法の実施形態を説明する。図１
は板状製品の製造に用いられるプレス成形装置の要部を
示す断面正面図、図２は本発明で使用するシートを示す
斜視図である。

【００１６】図において、符号１は水平に配設された上
型であって、正方形の金属板の上下両面を高精度な平面
に加工することでできている。

【００１７】２は、前記上型１の下方にこれと対向すべ
く水平に配設された下型であって、前記上型１と同材質
でほぼ同大のやや分厚い金属板を加工することでできて
おり、その上面中央部には、板状製品の成形のためのキ
ャビティ２ａが陥設されている。このキャビティ２ａは
正方形の板体がすっぽり納まる形状で、その寸法は、本
実施形態では、縦横がいずれも１０００mmより若干大き
く、深さが１０mmとなっている。

【００１８】３は、板状製品の原料素材となる混合物で
あって、充填材と液状樹脂を混合したもので、具体的な
組成および製法の例は後述する。

【００１９】４は耐熱ゴム等の弾性素材からなる弾性パ
ッキンであって、前記キャビティ２ａの側壁２ｂの内周
に沿って全周にわたって装着されており、キャビティ２
ａの深さよりも若干高い寸法になっている。すなわち、
上型１を下型２の上面に押しつけたとき、弾性パッキン
４が上型１の下面である成形面１ａに密着し、キャビテ
ィ２ａの周囲はすきまなく、完全な気密状態に密閉され
ることになる。

【００２０】５，６は、本発明の特徴をなすシートであ
って、高分子フィルムでできており、図２に示す如く、
その全面に多数の微小な小孔５ａ，６ａが縦横の格子状
をなすように穿設されている。本実施形態においては、
シートの材質は延伸ポリエステル、厚さは２０μｍ、小
孔の直径は０．５mm、格子状の列は縦横とも１０mmの間
隔になっている。

【００２１】７は上型１の上面に密着して取付られた加
熱装置であって、プレス装置の昇降軸（図示せず）の下
端に取付けられており、昇降軸および上型１と一体的に
上下に移動する。８は下型２の下面に密着して取付られ
た加熱装置で、プレス装置の基台に固着されている。加
熱装置７，８はそれぞれ上型１，下型２を所定の成形温
度に加熱する。

【００２２】さて、上述の構成からなるプレス成形装置
を用いて、以下の手順で人工石を製造した。

【００２３】まず、充填材と液状樹脂とを混合する。充
填材としては、ガラス塊，陶磁器塊，ガラス粉末および
陶磁器粉末を混ぜたもの用いた。塊の大きさは０．３〜
１０mm程度のものが混在している。また粉末の粒径は
０．０５mm以下である。液状樹脂としてはアクリル系樹
脂のモノマーを用いた。充填材と液状樹脂との重量比は
８３：１３とした。これらを強力な攪拌能力の混合機で
攪拌混合して均一な混合物を得た。得られた混合物は、
樹脂の含有量が少ないため、流動性，流下性は殆どみら
れず、攪拌に伴って相当量の空気を含有した状態になっ
ている。

【００２４】次に、この混合物を真空減圧装置に収納し
て所定時間の減圧脱気を行ったのち、振動プレス装置を
用いて平板状に予備成形する。これにより混合物は、僅
かの残留分を除いて、ほとんどの空気が脱気，排出され
た平板状のものになった。

【００２５】こうして得られた板状の混合物を前記プレ
ス成形装置にセットして、加熱加圧プレス成形する。加
圧圧力は１５kg/cm▲2、加熱温度は１５０℃、成形時間
は１０分とした。なお成形する人工石の大きさは、厚
さ１０mm、幅及び長さがいずれも１０００mmである。

【００２６】ここで本発明の効果を確認するため、シー
トを用いない比較例と、シートを用いた本発明の実施例
とをその他の条件を共通にして製造した。

【００２７】（比較例）

【００２８】シートを用いなかった場合には、金型から
取り出した成形品の表面に、直径１mm程度の泡状の欠陥
が７〜１０個程度形成されていた。

【００２９】（実施例）

【００３０】これに対し、前記図２の寸法のシートを混
合物の上下面に敷設してから加熱加圧プレス成形を行っ
たところ、取り出した成形品の表面にはシートが張付い
た状態となっており、シートの小孔部分には若干の樹脂
がはみ出た状態になっていた。そしてシートを引き剥し
てみると、これらのはみ出していた樹脂はシートに付着
したまま、シートとともに剥離された。そして、成形品
の表面には、泡状の欠陥が一つも認められなかった。

【００３１】なお、シートを介在させることで泡状の欠
陥の発生が抑制される理由については、一応以下のよう
に推測することができる。

【００３２】すなわち、加熱加圧プレス成形中に成形品
の表面に浮上した残留空気および発生気体並びにこれら
とともに流出してきた微量の樹脂は、本来であれば逃げ
場がなく、成形品の表面に泡状となって欠陥を形成させ
るところ、本発明では、これらの気体をシートに形成し
た小孔内部の微小な空間に収容するので成形品の表面に
は欠陥が生じないのである。

【００３３】従って、シートに形成すべき小孔の大き
さ，数は、前工程の振動プレスや真空処理、成形する板
状製品の寸法などに応じて、ある程度実験的に決定すべ
きものとなるが、一応の目安としては、前記比較例の如
くシートを用いずに成形したときに発生した気泡の大き
さ，数から見当をつけることができるようである。

【００３４】すなわち、前記実施例および比較例の対比
において説明すれば、前記実施例において、シートの小
孔に形成された空間の総容量は、孔の個数が（１０００
mm／１０mm）▲2＝１００００個、孔の直径０．５mm、
シートの厚さ２０μｍから１５７mm▲3となり、比較例
において発生した気泡の容積に比べて十分大きいという
ことができる。

【００３５】ただし、孔空間の総容量はあまり過剰にす
べきではない。空間を必要以上に大きくとれば、混合物
から小孔に流出する分、成形品中の樹脂が減少するから
である。大ざっぱに言えば、小孔の形成する空間の総容
量は、板状製品の体積の０．００１〜０．０００１％以
下が適当である。

【００３６】なお、孔の直径を３mm以上にした場合に
は、泡状の欠陥の発生を抑制するという効果は得られる
が、成形品の表面からシートを引き剥したときに、シー
トの小孔に溢れ出していた樹脂がシートとともに剥がれ
ず、成形品側に残ってしまう不都合がある。

【００３７】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、例えば以下のような変形を加えてもよ
い。

【００３８】（１）上記実施例では製品の上下両面にシ
ートを介在させたが、製品のおもて面となる上側にのみ
シートを敷設するようにしてもよい。

【００３９】（２）上記実施形態では石塊，ガラス塊な
どの充填材と液状樹脂を混合して板状製品を製造する例
を説明したが、これに限られず、本発明は他の種類の板
状製品の製造にも適用可能である。

【００４０】（３）板状製品としては、平板以外にも弯
曲した製品にも適用できる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の板状製品の
製造方法によれば、密閉式の金型による、均一な組成の
成形品が得られるという利点を生かしつつ、成形品の表
面に泡状の欠陥が発生することを有効に抑止することが
できる。これにより製品の歩留まりを大幅に向上させる
ことができる。

【００４２】そしてそのために、混合物と金型の内壁面
との間に安価な高分子フィルム等のシートを介在させる
という、極めて低廉な手段を採用しているので、コスト
が上昇することもない。

【００４３】さらに、上記手段の採用の結果、プレス圧
力が低圧（１５kg/cm▲2以下）であっても泡状の欠陥の
発生を防止できるようになり、大がかりな高圧（５０kg
/cm▲2以上）プレス装置によって残留空気を強制圧縮し
て泡の形成を抑えていた従来技術と比較して、簡易な製
造設備で同等以上の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による板状製品の製造方法に
用いるプレス成形装置の要部を示す断面正面図である。

【図２】本発明の実施形態に使用されるシートを示す斜
視図である。

【符号の説明】

１上型１ａ成形面２下型２ａキャビティ３混合物４弾性パッキン５，６シート５ａ，６ａ小孔７，８加熱装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉式の金型内で充填材と液状樹脂の混
合物を略板状に加熱加圧プレス成形する板状製品の製造
方法において、前記混合物と前記金型の内壁面との間
に、多数の小孔が規則的に又は不規則的に穿設された可
撓性シートを介在させて前記加熱加圧プレス成形を行う
ことを特徴とする板状製品の製造方法。
【請求項２】前記シートは高分子フィルムからなるこ
とを特徴とする請求項１記載の板状製品の製造方法。
【請求項３】前記小孔の直径は３mm以下である請求項
１又は２いずれか記載の板状製品の製造方法。
【請求項４】少なくとも厚さ５mm以上、幅及び長さが
いずれも２５０mm以上の大きさの板体を成形する請求項
１乃至３いずれか記載の板状製品の製造方法。
【請求項５】前記液状樹脂は熱重合性樹脂であること
を特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の板状製品の
製造方法。