JPS58101032A - エポキシ系樹脂の成形方法 - 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】 本願はエポキシ系樹脂の新規な成形方法に関するもので
ある。従来の成形方法は、エポキシ系樹脂配合組成物は
混線可能な範囲の低い温度で行うことによって混練可塑
化中の硬化反応の進行を防ぎ、注型時の型温はできるた
け高くして硬化を早めることにより、成形サイクルを短
縮する方法が一般に採用されてきた。

例えは、エポキシ樹脂の射出成形の場合、通常混練可塑
化用シリンダ一温度は１１０°Ｃ前後に保って硬化反応
の急激な進行を防ぎながら、金型温度は１ｓｏ’ｃ以上
に保持して、注型後は急速に硬化させる方法をとってい
る。

しかしながら、このような方法では金型温度を可能な限
り高くしたとしても、金型内で成形品の硬化反応が完了
する迄には一般に５〜１０分程度の時間が必要であり、
この間成形品は金型内に密閉保持しておかねばならず、
従って次の成形は脱型後となり、１回の成形サイクルは
５〜１０分以上要することになってしまう。

従来からも、この成形サイクルの短縮のためエポキシ樹
脂配合物の硬化反応完了前に脱型する試みがなされてき
たが、硬化反応完了前に脱型した場合、エポキシ樹脂の
硬化反応が発熱反応であるため、脱型後に収縮や反りが
発生し、特に大型成形品にあっては、側底実用に供し得
ないものとなってしまい採用できなかった。

そのため、優れた機能性を持ちなからエポキシ樹脂は１
００２未満の小物成形品か、コストは高くても要求性能
がエポキシ樹脂でないと満たし得ない用途にしか用いる
ことができなかったのである。

本願発明者等は、エポキシ系樹脂の優れた耐熱性、−耐
食性、電気特性を活かしながら、熱可塑性樹脂に匹敵す
る成形サイクル性を持たせる方法につき鋭意研究の結果
、以下に述べる方法をとることによって、その目的を達
成することに成功したものである。

即ち、加熱可塑化したエポキシ系樹脂配合組成物を、該
配合組成物の融点以上の温度に加熱して配合成分の混合
分散を行った後、エポキシ系樹脂配合組成物の融点以下
の温度に調整した型内に移すことによって一旦急冷しな
がら成形し、見掛は上置化状態として、３ｏ〜６０秒程
度の熱可塑性樹脂成形サイクルに近い短時間サイクルで
脱型し、型を次の成形に用いようとするものである。

尚４型された成形品は、常温又は加ｉ状態で、或は放射
線、紫外線、或は電子線照射等の手段にょつて後硬化反
応を完結させればよく、後硬化反応中の成形品は従来法
のような反りや収縮或はクラック発生等の現象は認めら
れなかった。

本願の成形方法をとることによって、従来困難だった成
形品重量３００〜１０００９の中〜大型成形品でも、ひ
けやクラック発生のない成形が可能となり、もちろん小
型の場合も支障なく高サイクル成形を行うことができた
のである。

これは、エポキシ系樹脂の硬化反応を従来のような高温
金型内で急激に進行させると、成形品に内部ストレスが
残り易いが、本願発明のように、一旦成形品の温度を下
げて硬化反応の進行を緩慢に行わせることによって、内
部ストレスの残留を少なくさせた効果によるものと考え
られる。

本願で用いられるエポキシ系樹脂としては、通常エポキ
シ樹脂と呼ばれているビスフェノール型エポキシ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂、
水添化エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂又はヒダント
イン系エポキシ樹脂の他に、シリコンエポキシ樹脂、エ
ポキシフラン樹脂、エポキシエステル樹脂、フェノキシ
樹脂、エポキシウレタン樹脂或は液状ゴムの末端基をエ
ポキシ変性したような変性エポキシ樹脂やポリビニール
フェノールのようなフェノール類ヲエポキシ樹脂で硬化
させるような系の樹脂も用いることかできる。

これらのエポキシ系樹脂用配合剤とし°Ｃ用いられるも
のとしては、公知の補強剤、硬化剤、充填剤、可塑剤、
希釈剤、難燃剤、光重合開始剤、顔料等が挙げられる。

もちろん、上記エポキシ系樹脂と相溶性のある他の公知
の熱可塑性又は熱硬化性樹脂をブレンドすることもでき
る。

具体的には、硬化剤とし°Ｃはアミン類、酸無水物、イ
ミダゾール類、有機過酸化物等の他、ポリマー構造によ
ってはアルコール類、インシアネート類等も用いること
ができる。

補強剤、！：Ｌ’−ｒは、ガラス繊維、炭素繊維、アス
ベスト等の無機繊維やアラミド繊維、ナイロン、ポリエ
ステル等の有機繊維のような繊維状補強剤の他に、酸化
アルミ、炭化珪素、グラファイトのようなホイスカーも
用いることができる。

その他の配合剤としては、ガラスフレーク、ガラス粉、
マイカ、カーボンブラック、タルク、クレー、シリカ、
炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、チタン白のよう
な充填剤や顔料、或は、ジオクチルフタレートやトリク
レジルホスフェートのような可塑剤、ブチルグリシジル
エーテル、キシレンのような反応性又は非反応性希釈剤
、二酸化アンチモンと塩素化パラフィンのような難燃剤
、イソプロピルベンゾインエーテルのような光重合開始
剤等を適宜選択して用いる。

本願発明が対象とする成形手段としては、射出−＋ 成形法、トランファー成形法、押出成形法、ブロー成形
法、常圧注入法等、公知のモールドを用いて成形する方
法にすべて適用が可能である。

本願発明では、融点が５０〜３５０°Ｃのエポキシ系樹
脂組成物を対象としているが、樹脂組成物の融点が５０
°Ｃ未満の場合は、樹脂組成物はたとえ常温近辺まで冷
却しても、硬化反応が完了するまで−は脱型が困難であ
り、本願の目的を満足しないからである。又一方融点が
３５０°Ｃ以上になると、混練可塑化工程でのエネルギ
ー消費が大きく、且つポリマー自体の分解温度に近接す
る上、硬化反応が著しく早くなり成形作業性を阻害する
からである。この点を考慮して、たとえ好ましい融点範
囲のエポキシ系樹脂配合組成物であっても、高融点系の
配合組成物の場合には、設定された可塑化混線条件下で
は緩慢な硬化反応速度を示すような硬化剤、触１媒系を
選定することが望ましい。

本願発明の目的を達成するためには、金型温度はエポキ
シ系樹脂配合組成物の融点以下に保持すすることが必要
であるが１、好ましくは融点より−４゜゛Ｃ以上低い温
度に保持するのが適当である。

尚エポキシ系樹脂自体の融点がたとえ３５０°Ｃ以上で
あったとしても、可塑剤やその他の配合剤を混練した組
成物としての融点が３５０′Ｃ以下であればよく、又逆
にエポキシ系樹脂自体の融点が５０°Ｃ未満であって、
充填剤や補強材を混練した組成物の融点が５０°Ｃ以上
になれば、本願の目的を達成することができるのである
。

本願発明で規定するエポキシ系樹脂配合組成物の融点は
、株式会社柳本製作所製の熱媒式融点測定器を用い、１
分間に１°Ｃずつ昇温させて、スライドガラス上の１〜
３　ｍ９　　の配合組成物の小片がその容積の半分以上
熔融した時の温度をもって表わしたものである。又成、
４形品の硬化反応終了の判定は、成形品の表面をアセト
ン溶剤で濡らせた時、指にべとつきが感じられなくなっ
た状態をもって硬化反応終了とした。

三井石油化学牛塙製エポキシ樹脂Ｒ３ｏ４（融点８０℃
）１００重量部に無水フタル酸８重量部及び無水珪酸２
５０重量部を加え、１８０′Ｃにて加熱混合し、一旦室
温（２０°Ｃ）に冷却した後、ペレット状に粉砕した。

このペレット状粉砕物の融点は１００°Ｃであった。

この粉砕物１００ｆを秤取し、予備加熱温度１８０°Ｃ
１圧力５０Ｋｇ／ｃｄ１金型温度６０″ｃの条件に設定
した市販のトランファー成形機を用いて、１０■厚みの
平板状成形体を成形した。成形品は５０秒後に脱型し、
１００°Ｃて日時間加温した後頁に１５０℃に昇温しで
２時間ポストキュナーを行った。このものは、アセトン
で濡らせても全くべたつきがなく、従って硬化反応は完
了したと判定された。成形品は、反りやひけが認められ
ず、良好な外観を示した。

尚本実施例で特筆すべきことは、金型のパーティングラ
インからのパリのはみ出しがほとんど認められなかった
ことである。

比較例 実施例１と同様にして、金型温度のみを１６０°Ｃに変
えてトランスファー成形を行った所、成形後１０分経過
して脱型しようとしたが、硬化が不完全のため変形なし
に脱型することは困難であった。脱型可能になったのは
、１６ｏ″Ｃの金型温度て１時間経過後であった。又成
形品は金型のパーティングライン部には全周にわたって
薄いパリか形成されていた。

実施例２ １５０メツシユに粉砕した油化シェルエポキシ■製エポ
キシ樹脂エピコート＋００９（融点１１４°ｃ）ｉｏｏ
重量部にヘキサヒドロフタル酸５重量部及び無水珪酸粉
末２５０重量部を粉末状のまま混合し、更に油化シェル
エポキシ■製エピコート１００４（融点８０°Ｃ）粉末
を１０重量部加えた後、１２０°Ｃて混合した後、室温
（２１°Ｃ）に冷却しペレット状に粉砕した。

このペレット状粉砕物を市販の熱可塑性樹脂用射出成形
機を用いシリンダーのゲート近辺部２２０℃、中央部２
１０℃、ホッパ一部２００℃、金型温度６０℃、射出圧
１ｏｏＯＫｇ／ｃｄの条件にて平板状成形体を成形した
。成形体は６０秒後に脱型し、１７０℃にて１時間ポス
トキュアーを行った。

成形体の平均板厚１５１ｗ、縦１５０１Ｒ１横２００期
の大きさで、重量は７２０２で、ひけ、反り等の不具合
は全くなく、又本実施例のような大型の成形体を射出成
形した場合においても金型のパーティングライン部から
のパリの生成は極めて僅か−〇あった。

尚、射出成形機に投入するペレット状組成物は、成形前
に硬化反応の進行を防ぐため、１２０°Ｃのような低温
で混合しているので、完全な熔融混合状態ではないので
、配合組成物の融点測定に際し旦２５０°Ｃに加熱して
熔融混合状態となし、これを室温迄冷却した後に融点測
定を行った結果、融点は２００°Ｃであった。

実施例３ １５０メツシユに粉砕した平均分子量ｉ　ｏ、　ｏ　。

Ｏ１融点１６５℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１
００重量部に、ガラス繊維（チョツプドストランド）４
０重量部及びテトラヒドロフタル酸３重量部と、ジアミ
ノジフェニルメタンα７重量部を粉末状又は繊維状のま
ま混合し、更に油化シェルエポキシ■製エピコート１０
０９（融点１１４”Ｃ）の粉末５０重量部を加え、２２
０°Ｃで混合し、ペレット化した。得られた配合組成物
の融点は２０５°Ｃであった。この組成物を市販の熱可
塑性樹脂用射出成形機にてシリンダーのゲート近辺部を
２５０°Ｃ１中央部２３０°Ｃ，ホッパ一部２１０℃、
射出圧１．０００　Ｋｌ／　ｃｔ／ｉ　、金型温度８０
℃の条件で引張り強さ試験用ダルベル（ＪＩ８１号形厚
み２　ＩＩｍ　）　２ケ及び幅２５１ｇ、長さ１５０顛
、厚み２藺の平板２ケの計４ヶ取りのキャビティーをも
つ金型に射出成形した。１回の射出量は６０ｆであった
。

この実施例においても金型のパーティングライン部から
のパリの発生は、はとんど認められなかった。

尚成形品は６０秒後説型し、１５０°Ｃて３時間、２０
０℃で２時間の計５時間ポストキュアーを行った。この
成形品の物性を測定した結果を第１表に示した。

第　　１　　表 本願発明は、各実施例に示したように、エポキシ系樹脂
配合組成物の融点より高い温度で混練可塑化し、組成物
の融点よりも低い温度の金型にて成形することにより、
金型に注入されたエポキシ系樹脂配合組成物の流動性は
適度の制約を受けるためと考えられるか、いずれの条件
においてもノくりの発生か少なく、従って半導体封止の
ための樹脂成形のように、パリ発生防止のために必要以
上の金型精度向上の労力と経費をかけることも不要で、
且つ成形体の金型内での保持時間を１分以下に短縮でき
るので、高価な射出成形用金型１面で、１１１当りの成
形数を従来法の５倍以上と飛躍約６こ向上させることが
可能数、その工業的価値は極めて高い有用な発明である
。

特許出願人 東洋ゴム工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 融点が５０〜３５０°Ｃのエポキシ系樹脂配合組成物を
   、その融点よりも高い温度で混練可塑化した後、該エポ
   キシ系樹脂配合組成物の融点よりも低い型温に注型して
   成形し、エポキシ系樹脂成形物の硬化反応完了前に脱型
   して、後硬化を行わせることを特徴とするエポキシ系樹
   脂の成形方法。