(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂を主原料とする熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から自動取り出し機により取り出してゲートカット機に送り、前記ゲートカット機により成形品のゲートをカットして成形品を分離し、前記ゲートカットした成形品を水に浸漬するまでの時間を４０ｓｅｃ程度とし、且つ水の温度を２０℃〜２５℃とした水中に、１０sec〜６０sec間浸漬させて急冷することを特徴とする熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法。
【請求項２】
フェノール樹脂を主原料とする熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から自動取り出し機により取り出し、この成形品を自動取り出し機により保持したままゲートカット部に向けて搬送しつつ、該成形品に温度を１５℃〜２０℃にした空気を２０sec〜１２０sec間吹き付けて該成形品を急冷し、しかる後、該成形品のゲートをゲートカット機によりカットして成形品を分離することを特徴とする熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、フェノール樹脂を主材料とするものなど、熱硬化性樹脂成形材料を射出成形によって成形した熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱硬化性成形樹脂材料の射出成形品は広く用いられているが、金型から取り出した成形品を、室内などの空気中で自然冷却している。
しかし、前述した自然冷却では、気温にもよるが、成形した熱硬化性樹脂材料の射出成形品は金型から取り出した後、室温まで冷却するのに１〜２時間かかるだけではなく、強度特に靭性が不足し、１２０℃などの高温雰囲気中では靭性が低下するので、これが著しく不足する。
【０００３】
そこで、この発明の出願人は、先に特願平５−１２３９０６号（平成５年５月２６日出願）によって、熱硬化性成形樹脂材料の成形品を、水に浸漬処理しまたは雰囲気処理することで、加湿または加湿と冷却とを行うことによって、常温では勿論、前記高温雰囲気中でも大きな靭性をもつ成形品にする強度向上方法を提供している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、種々の研究と実験を行ったところ、必ずしも、熱硬化性樹脂成形材料の射出成形品を加湿しなくても、成形品を射出成形機の金型から取り出した後、速やかに液体または気体からなる冷却媒体によって急冷することで、前記成形品の靭性など破壊強度が向上し、また出願入が先に提案したものに比べて、作業性がよく、短い時間で成形品が使用できることが判明した。
そこで、この発明は、このような効果を容易に発揮し得る熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法は、フェノール樹脂を主原料とする熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から自動取り出し機により取り出してゲートカット機に送り、前記ゲートカット機により成形品のゲートをカットして成形品を分離し、前記ゲートカットした成形品を水に浸漬するまでの時間を４０ｓｅｃ程度とし、且つ水の温度を２０℃〜２５℃とした水中に、１０sec〜６０sec間浸漬させて急冷することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明にかかる熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法は、熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から自動取り出し機により取り出し、この成形品を自動取り出し機により保持したままゲートカット部に向けて搬送しつつ、該成形品に温度を１５℃〜２０℃にした空気を２０sec〜１２０sec間吹き付けて該成形品を急冷し、しかる後、該成形品のゲートをゲートカット機によりカットして成形品を分離することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
請求項１の発明にかかる熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法においては、熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から取り出した成形品のゲートをカットして成形品を分離し、前記ゲートカットした成形品を水に浸漬するまでの時間を４０ｓｅｃ程度とし、且つ水の温度を２０℃〜２５℃とした水中に、１０sec〜６０sec間浸漬させて急冷するように構成したので、短時間の浸漬によって前記分離された各成形品の表層部を効率よく冷却でき、成形品の破壊強度、特に靭性を、従来の成形品を自然冷却するものに比べて、向上させることができ、常温および１２０℃程度の高温での使用ができる製品となる。
また、射出成形機の金型から取り出した成形品をゲートカットして分離した後、水中に浸漬するようにしたので、この工程が自動機によって作業性よくでき、とくに２個などの複数の形成品を金型によって同時成形した場合にはゲートカットによって成形品を１個ずつに分離して水中に浸漬することが容易にできる。
【０００８】
また、金型から取り出した成形品をゲートカットして水中に浸漬するまでの時間は４０sec間程度であり、 成形品の表面温度があまり下がらないので、１０sec〜６０sec間、２０℃〜２５℃の水中に浸漬すればよく、従来の自然冷却に比べて冷却時間を短縮できるだけではなく、出願人が先に提案した方法のように、成形品を加湿しないので、成形品の水中への浸漬時間を短くできる上に、成形品を水から引き上げた後、その乾燥時間を短くして使用できる。
【０００９】
請求項２の発明にかかる熱硬化性樹脂成形品の強度向上方法においては、熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から自動取り出し機により取り出した成形品を自動取り出し機により保持したままゲートカット部に向けて搬送しつつ、該成形品に温度を１５℃〜２０℃にした空気を２０sec〜１２０sec間吹き付けて該成形品を急冷するように構成したので、成形品と空気との温度差が大きい状態で、成形品の表層部を比較的効率よく冷却でき、前述した請求項１の発明に近い成形品の破壊強度を得ることができ、常温および１２０℃程度での使用ができる製品となる。そして、成形品を液体に浸漬する方法に比べ、空気による成形品の急冷であるため、後処理で乾燥する必要がなく、使用可能になるまでの時間も短くできる。
【００１０】
また、前記成形品と空気との温度差が最も大きい状態で成形品の急冷ができ、短時間で効率よく成形品を冷却でき、作業能率がよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１，第２実施例につき、図を参照して説明する。
まず、第１実施例について説明する。第１実施例は請求項１，２の発明に対応する熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法であり、図１は第１実施例の強度向上処理方法を行う処理装置の一例を射出成形機と共に示した概略平面図、図２は図１の処理装置の一部を断面して示した概略側面図、図３は図１，図２に示した処理装置による強度向上処理方法の工程説明図である。
【００１２】
図１，図２において、１は射出成形機、２はゲートカット機であり、これらは従来から一般に用いられているものである。また、３は移載シリンダ機構、４は送入シリンダ機構、５は昇降シリンダ機構、６は冷却装置、７はシュートであり、これらによって処理装置１０が構成されている。前記冷却装置６は、給水管６ａとオーバーフロー管６ｂとを有する水槽６ｃ内にヒータ６ｄと攪拌機の攪拌翼６ｅとが設けられ、攪拌翼６ｅが図示省略した電動機によって回転するようにされている。また、８はキャスタ８ａを有する台車であり、この台車８には、昇降シリンダ機構５、冷却装置６およびシュート７が設けられている。なお、９は成形品を示す。
【００１３】
次に、この実施例による熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法を図３について説明する。
（１）まず、成形工程で、射出成形機１に設けた金型の２組のキャビティに、フェノール樹脂が主材料でこれに木粉,ガラス繊維のような充填剤などを加えた熱硬化性樹脂成形材料を射出充填して２個の成形品を成形する。
（２）次に、取り出し，ゲートカット工程で、成形品９を射出成形機１から自動取り出し機によって取り出し、ゲートカット機２に送り、ゲートをカットすることで、２個の成形品９を分離する。なお、成形品にバリがある場合にはこれも除去する。
（３）分離した２個の成形品９は反転工程での適宜の手段より上下反転させて移載シリンダ機構３の受け台３ａ上に載せる。
（４）移載工程では、移載シリンダ機構３の動作によって、受け台３ａの一側を投入シリンダ機構４と対向させる。この時、台車８に設けた昇降シリンダ機構５の昇降体５ａが上昇しており、受け台３ａの他側が昇降体５ａと対向している。
（５）この状態で送入工程を行い、送入シリンダ機構４の動作によって、成形品９を昇降体５ａに送入し、これに支持させる。
（６）続いて、冷却工程を行い、昇降シリンダ機構５の動作によって、昇降体５ａと共に成形品９を下降させ、これらを冷却装置６の水槽６ｃ内の水に浸漬する。このとき、水槽６ｃ内の水は２０℃〜６０℃、好ましくは２０℃〜２５℃とし、数sec〜１８０sec間、好ましくは１０sec〜３０sec間水中に成形品９を浸漬し、これを急冷する。
（７）その後、取り出し、収集工程を行い、昇降シリンダ機構５の動作によって昇降体５ａと共に成形品９を水から引き上げ、上昇復帰させる。昇降体５ａが復帰して停止した後、冷却した成形品９を製品とし、これらを適宜の手段でシュート７の上端部に送り出し、その傾斜によって前記製品を搬出し、適当な容器(図示省略)に収集する。その後、収集した製品を、全体が冷却硬化するまで自然冷却する。
【００１４】
前述した工程において、処理装置の使用開始時に水温が２０℃未満の場合には、ヒータ６ｄを動作させて、水槽６ｃ内の水温を２０℃〜２５℃とし、以後成形品９の冷却によって水温が上昇するので、水槽６ｃ内に給水管６ａから冷水を入れ、オーバーフロー管６ｂから成形品９によって加温された水を排出することで、水槽６内の水を好ましくは２０℃〜６０℃の温度範囲間に保ち、攪拌翼６ｅを回転させることで水槽６ａ内の水の温度を各部ほぼ一定にする。
【００１５】
そして、前述した操作は、数台の射出成形機を用い、これで射出成形した成形品の取り出し、ゲートカット、冷却のタイミングをずらし、成形品の冷却を行う射出成形機の位置に、台車を順次移動させることで、１台の台車によって複数台の射出成形機で得た成形品の冷却処理を行う。
第１実施例では、射出成形機の金型によって２個の成形品を同時に成形し、ゲートカット機によってゲートをカットし、その後、成形品を上下反転させ、移載機構の受け台に載せて、送入機構で昇降体に移載し、この昇降体を下降させて成形品を水槽内の水に浸漬しており、この間に４０sec 程度の時間がかかる。このため、金型から取り出した成形直後の成形品が１８０℃の場合に、水に浸漬するときの成形品の表面温度は１５０℃程度であり、成形品を過度に低くすることなく、水に数sec〜１８０sec間、好ましくは１０sec〜６０sec間浸漬することで、成形品の表層部を短時間で急冷できる。
【００１６】
前述のようにして、水冷した成形品は、成形品を自然冷却した製品に比べ、表面温度が低いので、短時間で成形品が充分に冷却，硬化する。
そして、ゲートカットや成形品の水への浸漬までの工程によって、前述のような時間がかかっても、成形品の表面温度が１５０℃〜１３０℃であれば２０℃〜２５℃の水への浸漬によって、強度、特に靭性が室温および１２０℃程度に加熱された状態でも向上し、破壊強度も向上する。なお、イオン水を用いると、よりよい結果が得られる。
【００１７】
そして、フェノール樹脂を主原料とする成形材料の成形品の場合に、水温は２０℃〜２５℃、浸漬時間は１０sec〜６０sec間が好ましく、水温が２０℃未満になると製品にクラックが生じる恐れがあり、２５℃以上になると冷却時間が長くなり、処理能率が低下するだけで、強度が大きくならない。また、浸漬時間は１０sec間より短いと強度を向上させる効果が小さく、６０sec間以上にしても処理能率が低下するだけで、そり強度が向上することがない。
そして、前述のようにして得た製品は、全体が冷却硬化するまで自然冷却し、水が乾くまで放置して使用するが、出願入が先に提案した方法のように製品を加湿させていないので製品が乾燥するまでの時間を短くできる。
【００１８】
次に、第２実施例について説明する。第２実施例は、請求項２に対応する熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法であり、図４は第２実施例の強度向上処理方法を行う処理装置の一例を射出成形機と共に示した要部の斜視図、図６は第２実施例による強度向上処理方法の工程説明図である。
【００１９】
図４において、図１，図２と同符号は第１実施例の各部と対応する部分であり、第２実施例の処理装置では、射出成形機１の金型１ａ，１ｂから成形品９を取り出す自動取り出し機１１であり、これのアーム１３には取り出し板１１ａに１対の空気吹き付けノズル１２の先端部を固定し、これらのノズル１２の基端側を図示省略した空気圧縮機の吐出側に接続してあり、この圧縮機によって空気をノズル１２から成形品９に噴射するようにしてある。
【００２０】
第２実施例による熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法を図６について説明する。
（１）まず、成形工程で、第１実施例のものと同様に金型の２組のキャビティに、第１実施例の場合と同様に、第１実施例と同材質、つまりフェノール樹脂が主材料である熱硬化性樹脂成形材料を射出充填して２個の成形品９を成形する。
（２）次に、取り出し工程で、自動取り出し機１１を作動させて、射出成形機１に固定した金型１ａ，１ｂが開いた状態で、取り出し板１１ａをこれに２個の成形品９が保持された状態で射出成形機１外に取り出し、取り出し板１１ａを図４の実線に示す垂直位置から同図の鎖線に示す水平位置に移行してゲートカット機にセットする。
（３）取り出し板１１ａを金型１ａ，１ｂから取り出した直後に、冷却工程を開始し、成形品９をゲートカット部に向けて搬送しつつ、空気圧縮機（図示省略）から３〜５kg／ｃm２ の圧力で空気を２本の前記ノズル１２から形成品９に図５に示すように吹き付ける。この時、吹き付ける空気は１５℃〜２０℃、２０sec〜１２０sec間とし、この空気によって成形品を急冷し、空気の吹き付けを止め、冷却工程を終了する。
（４）  その後、ゲートカット部に設けたゲートカット機によって成形品のゲートカットをするゲートカット工程を行い、２個成形品を分離し、これらにバリが有る場合にはこれも除去する。
（５）分離した２個の形成品を反転工程で上下反転させ、（６）続いて移載工程では反転させた成形品を冷却することなく、コンベヤなどに移載する。（７）取り出し，収集工程を行う。すなわち、前記コンベヤに載せた成形品は空冷されているので、これらを製品として搬出し、適当な容器に収集する。その後、収集した製品を、全体が冷却硬化するまで自然冷却して使用する。この場合、水に浸漬してないので、乾燥させる必要がなく、短時間で使用できる。
【００２１】
第２実施例では、射出成形機の金型によって２個の成形品を同時に成形し、前記金型から成形品を取り出した直後からゲートカット機によってゲートをカットするまでの間に、室温である１５℃〜２０℃の空気を、圧縮機から３〜５kg／ｃm２の圧力でノズルに送って、これらから吹き出し、２０sec〜１２０sec間成形品に吹き付け、その後２個の成形品をゲートカットしている。
【００２２】
このため、金塑から取り出した成形直後の成形品が１８０℃の場合に、この温度がほとんど低下しない状態で、１５℃〜２０℃の空気の吹き付けを開始し、前記成形品を搬送しつつ空気の吹き付けを２０sec〜１２０sec間行っているので、空気による冷却でも、成形品と空気との温度差が大きいため、成形品の表層部を短時間で急冷できる。
【００２３】
このため、空気の吹き付けによって冷却した成形品は、成形品を自然冷却した製品に比べ、表面温度が低いので、短時間で成形品が充分に冷却硬化し、前述した第１実施例による水冷の場合とほぼ同様に強度が向上すると共に、室温および１２０℃に加熱した状態での破壊強度も向上する。
そして、成形品に吹き付ける空気は、フェノール樹脂を主原料とする成形材料の成形品の場合、その空気の吹き付け時間は、２０sec間より短いと強度を向上させる効果が小さく、また、１２０sec間以上にした場合は処理能率が低下するだけで、より強度が向上することがない。
【００２４】
また、第２実施例では、空気をノズルから吹き出しているので、成形品９の内径部などのとくに強化したい部分(強度的に弱い部分)に集中的に空気を吹き付けて急冷するようにしてもよい（図５参照）。
さらに、第１，第２実施例につき、具体的に説明すると、自動車のエンジン設置部に設けるブレーキ用倍力装置のバルブボディ（図７，図８参照）を、フェノール樹脂が主材料の成形材料で２個取り成形し、分離させた成形品を、自然放冷した従来品Ａ，第１実施例による成形品を水冷したものＢ，Ｃ，Ｄ，および第２実施例による成形品を空冷したものＥ，Ｆ，Ｇの常温での円板部９ａおよび内径部９ｂをテーストスピード３mm／minで押圧して強度試験を行ったところ次表の結果が得られた。
【００２５】
表１  円板部（ｋｇｆ）
Ａ        Ｂ        Ｃ        Ｄ        Ｅ        Ｆ        Ｇ
平均  １４９７  １８３４  １９０３  ２１７２  １５００  １６２８  １６５２
最大  １８５７  ２００２  ２１７６  ２３９９  １６４２  １８１２  １８０８
最小  １２２６  １５９８  １６４２  ２０３５  １３４３  １４０４  １５１７
表２  内径部（ｋｇｆ）
Ａ        Ｂ        Ｃ        Ｄ        Ｅ        Ｆ        Ｇ
平均  ２０８７  ２４９４  ２６８４  ２７５８  ２１４６  ２２１２  ２３６５
最大  ２２２５  ２７９５  ２８７２  ２８９２  ２３１０  ２４６０  ２５９７
最小  １９９８  ２０７５  ２３６７  ２６４２  １８７３  １９４６  ２０８７
ただし、Ａ〜Ｇの各成形品の数は１０個ずつである。
【００２６】
また、１２０℃においても、常温と同等の効果が得られる。
この発明は、前記バルブボディに限られることなく、例えばレーザプリンタの定着装置の部品などにも広く適用でき、フェノール樹脂を主材料とするものに限られることなく、メラミン，エボキシ樹脂，不飽和ポリエステル樹脂などを主材料とする熱硬化性樹脂成形材料にも適用できる。
さらに、成形品は、２個取りに限られることなく、１個取りの成形や３個取り以上の成形の場合にも適用でき、成形後速やかに成形品を水または空気によって急冷する必要がある。
【００２７】
この発明において、成形品を浸漬する液槽や、成形品を処理する雰囲気を造る室は、第１実施例のような可動式のものに限られるものではなく、固定式であってもよい。
【００２８】
この発明において、冷却用の液体または気体は、成形品の成形直後と成形品の表面温度が常温近くとで、その温度に、前者が高く後者が低くなるように、段階的または連続的に温度勾配をつけてもよく、また、冷却媒体である液体は水以外に油、各種水溶液を用いることができ、また気体は空気以外に炭酸ガスなどを用いることができるが、コストおよび使いやすさの点で、水および空気を用いることが好ましい。
【００２９】
また、本発明は、射出成形機の金型から取り出した成形品を、ゲートカットした後、直ちに数sec〜１８０sec間、０℃〜９０℃の水中に浸漬して急冷することもできる。
さらにまた、本発明は、射出成形機の金型から取り出した成形品を、取り出し直後からゲートカット部に搬送しつつ、２０sec〜１２０sec間、−３０℃〜５０℃の空気を吹き付けて急冷し、その後ゲートカットすることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項１の発明による熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法によれば、熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から取り出した成形品のゲートをカットして成形品を分離し、前記ゲートカットした成形品を水に浸漬するまでの時間を４０ｓｅｃ程度とし、且つ水の温度を２０℃〜２５℃とした水中に、１０sec〜６０sec間浸漬させて急冷するように構成したので、短時間の浸漬によって前記分離した各成形品の表層部を効率よく冷却でき、成形品の破壊強度、特に靭性を、従来の成形品を自然冷却するものに比べて、向上させることができ、常温および１２０℃程度の高温での使用ができる製品となる。また、各成形品の破壊強度に対するバラツキが少ない、ほぼ均一の成形品を得ることができ、製品の歩留まりを向上できる。
【００３１】
また、射出成形機の金型から取り出した成形品をゲートカットした後、水中に浸漬するようにしたので、この工程が自動機によって作業性よくでき、とくに２個などの複数の形成品を金型によって同時成形した場合にはゲートカットによって成形品を１個ずつに分離して水中に浸漬することが容易にできる。
【００３２】
また、金型から取り出した成形品をゲートカットして水中に浸漬するまでの時間は４０sec間程度であり、成形品の表面温度があまり下がらないので好ましくは１０sec〜６０sec間、好ましくは２０℃〜２５℃の水温中に浸漬すればよく、従来の自然冷却に比べて冷却時間を短縮できるだけではなく、出願入が先に提案した方法のように、成形品を加湿しないので、成形品の水中への浸漬時間を短くできる上に、成形品を水から引き上げた後、その乾燥時間を短くして使用できる。
【００３３】
請求項２の発明にかかる熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法によれば、熱硬化性樹脂成形材料の成形品を射出成形機の金型から自動取り出し機により取り出し、この成形品を自動取り出し機により保持したままゲートカット部に向けて搬送しつつ、該成形品に温度を１５℃〜２０℃にした空気を２０sec〜１２０sec間吹き付けて該成形品を急冷し、しかる後、該成形品のゲートをゲートカット機によりカットして成形品を分離するように構成したので、前記成形品と空気との温度差が最も大きい状態で成形品の急冷ができ、前述した請求項１の発明に近い成形品の破壊強度を得ることができ、常温および１２０℃程度での使用ができる製品となる。そして、成形品を水に浸漬する方法に比べ、空気による成形品の急冷であるため、後処理で乾燥する必要がなく、使用可能になるまでの時間も短くできる。しかも、成形品の内径部などのとくに強化したい部分（強度的に弱い部分）に集中的に空気を吹き付けて急冷することも可能である。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１実施例に係る熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法を行う処理装置を射出成形機と共に示した概略平面図
【図２】  図１の処理装置を一部断面して示した概略側面図
【図３】  この発明の第１実施例に係る熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法の工程説明図
【図４】  この発明の第２実施例に係る熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法を行う処理装置の一例を射出成形機と共に示した要部の斜視図
【図５】  図４の処理装置の空気吹き付け状態を示した部分説明図
【図６】  この発明の第２実施例に係る熱硬化性樹脂成形品の強度向上処理方法の工程説明図
【図７】  成形品の円板部試験方法の説明図
【図８】  成形品の内径部試験方法の説明図
【符号の説明】
１    射出成形機
１ａ  金型
１ｂ  金型
２    ゲートカット機
３    ゲートカット機
４    送入シリンダ機構
５    昇降シリンダ機構
６    冷却装置
７    シュート
８    台車
９    成形品
１１  自動取り出し機
１２  空気吹き付けノズル
１３  アーム
【図１】
0004037471.tif 000002
【図２】
0004037471.tif 000003
【図３】
0004037471.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004037471.tif 000009