(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂原料を成形用型に注入して反応させ、固化させて成形する樹脂の成形方法において、
前記成形用型がジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂を素材として作製されていることを特徴とする樹脂の成形方法。
【請求項２】
前記樹脂原料の注入前に、前記成形用型のキャビティ表面にウレタン系樹脂塗料を塗布することを特徴とする請求項１に記載の樹脂の成形方法。
【請求項３】
ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂原料を固化させて成形するための成形用型において、
前記成形用型がジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂を素材として作製されていることを特徴とする樹脂成形用型。
【請求項４】
前記成形用型に当該成形用型を冷却するための冷却路が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形用型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂の成形方法および樹脂成形用型に関し、特に成形用型の材料に特徴を有する成形方法および樹脂成形用型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂は、低粘度の液状であるため、流し込みによって注型を行うことができ、しかも樹脂を成形用型に対して均一に充填させることができる。また、原料成分には高度な化学的活性があり、これらの液状原料は、キャビティ内で急速に重合固化して弾性力または剛性のあるポリマーを形成する。従って、ポンプ等のケーシングのような小型、中型の物品から、比較的大型の構造物まで用途が広く、特に水際で用いる物品や、振動、騒音源となる構造物ではこの樹脂の特性を活用することができる。
【０００３】
従来、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）を主原料とする樹脂を用いて、ポンプ等のケーシングのような比較的生産数量の少ない成形品を成形するために使用する簡易な成形用型の材料としては、木材、不飽和ポリエステル系ガラス繊維入り強化プラスチック（ＦＲＰ）、エポキシ系樹脂などが用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、木材で作製した成形用型はせいぜい３０ショットの成形を行うと使用できなくなる。また、不飽和ポリエステル系ＦＲＰあるいはエポキシ系樹脂製の成形用型も価格が高い割には長持ちせず、２００ショットまでで割れたり、表面が欠落したりするなどの破損が発生して耐久性が低いという課題があった。一方、金型にすれば耐久性がありその問題は解消されるが、作製コストが非常に嵩み、年間生産量が１，０００個未満の成形品にはコスト的に合わないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、比較的生産量の少ない成形品を成形する場合でも、安価で実用的な樹脂の成形方法および樹脂成形用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】
請求項１に記載の発明は、ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂原料を成形用型に注入して反応させ、固化させて成形する樹脂の成形方法において、前記成形用型がジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂を素材として作製されていることを特徴とする樹脂の成形方法である。
【０００７】
ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂原料は、低粘度の液状であるため、流し込みによって注型を行うことができ、複雑な形状であっても成形用型に対して均一に充填させることができる。従って、型の作製も容易であり、比較的生産量の少ない成形品を成形するための成形用型を作製する場合でもコスト高にならない。さらに、従来の簡易な成形用型に比較して十分な耐久性を備えている。
【０００８】
ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂原料としては、ジシクロペンタジエンやヒドロジシクロペンタジエンなどのごとき三環体ノルボルネン系モノマー、テトラシクロドデセンなどのごとき四環体ノルボルネン系モノマー、トリシクロペンタジエンなどのごとき五環体ノルボルネン系モノマー、テトラシクロペンタジエンなどのごとき七環体ノルボルネン系モノマー、更にはこれらのアルキル置換体やアルキリデン置換体等が挙げられ、これらのうちの２種類以上の液状原料を混合し、同時に成形用型のキャビティ内に注入して固化させることにより、所望の形状を有する部材が成形される。
【０００９】
ジシクロペンタジエンを成形用型の素材として用いる場合、３つの方法が考えられる。すなわち、素材をブロック状に形成して適当な方法で形状付与加工を行なう方法と、適当な型を用いて注型する方法と、両者を併用する方法である。
【００１０】
ジシクロペンタジエンは大きなブロックの成形が容易で、しかもダンボール箱のような簡易な容器で容易に作製ができるという大きなメリットがある。加工も容易であり、機械加工ばかりでなく木工用の電動工具なども使用でき、金属に比較すると加工時間が約半分で済む。
【００１１】
一方、注型により作製する方法は、基本的に製品と同じ形状の原型を中子として原料樹脂を注入し、反応させて固化させ、中子の除去と型抜きを行なう。加工も容易であることから、両者を併用して、大まかな形状に成形した素材を機械加工によって完成に近い形に成形する方法もある。成形用型として使用するジシクロペンタジエン材料には、エラストマーの配合の多いものが適しているが、通常用いている厚肉成形用の材料でも良い。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記樹脂原料の注入前に、前記成形用型のキャビティ表面にウレタン系樹脂塗料を塗布することを特徴とする請求項１に記載の樹脂の成形方法である。これにより、ショットサイクルを短くした場合の成形用型の表面温度の上昇による表層の剥離の発生を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂原料を固化させて成形するための成形用型において、前記成形用型がジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂を素材として作製されていることを特徴とする樹脂成形用型である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記成形用型に当該成形用型を冷却するための冷却路が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形用型である。これにより、成形時の成形用型の温度上昇を抑制して寿命を延長することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、１つの実施の形態の成形用型を示すもので、ジシクロペンタジエンを素材とする上型１０と下型１２と、前後の開口面を被覆する２つの側部型１４，１６によって構成されている。この成形用型は、図２に示すような２つの環状凸部１８，２０を有する柱状体２２をジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂を用いて反応射出成形法によって成形するために用いられる。上型１０及び下型１２には、図３に示すように、製品形状を有するキャビティＣが形成され、また、上型１０には樹脂の注入口２４が形成されている。
【００１６】
このようなジシクロペンタジエンを素材とする上型１０と下型１２は、２つの方法で作製可能である。第１の方法は、まず、ジシクロペンタジエンを素材として、所定の形状と大きさのブロックを作製する。このための成形用型は、平板を箱状に組み合わせればよく、簡単かつ低コストで作製することができる。このように作製したブロックを、例えば、数値制御加工機械によって予め記憶させた加工データに沿って加工することにより、図３に示すようなキャビティＣを有する型が作製される。
【００１７】
第２の方法は、図４に示すように、外型２６内に製品の原型である中子２８を底面より浮かせて取り付け、その周囲にジシクロペンタジエンを主原料とする液状樹脂原料Ｍを注入して反応・固化させ、離型して作製するものである。中子２８は、製品に至る２度の樹脂の固化による寸法変化を考慮して大きさを設定し、加工、離型のしやすさ、コスト等を考慮して、例えば、発泡スチロール等で作製する。この方法で作製した型に、必要に応じてキャビティ面の形状の調整、突き合わせ面の平坦化、注入口の形成、位置合わせ用凹凸の形成等の機械加工を行う。
【００１８】
このように作製した上下型１０，１２を重ね合わせ、前後側面に所定の素材の側部型１４，１６を取り付けることにより成形用型が完成する。側部型１４，１６は、この実施の形態では平坦面であればよいので、形状加工性は不要であり、耐久性、離型性、コスト等を考慮し、適宜の素材を選択すればよい。側部型１４，１６を上下型１０，１２と一体にすることもできるが、成形品の型抜きの利便性を考慮すると別体とした方がよい。
【００１９】
このように構成された成形用型に、ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂原料を注入して、反応固化させ、図２に示すような製品を成形する。発明者等の実験では、ジシクロペンタジエンは既に固化したジシクロペンタジエンには付着しないので、離型性に優れており、作業性が良い。従って、成形するときに離型剤を塗布しなくとも良い。また、成形用型の耐久性も十分あり、例えば、３５０ショットを越える成形を行うことも可能である。
【００２０】
ところで、成形用型に注入されたジシクロペンタジエンは反応固化するときに約２００℃まで発熱する。固化したジシクロペンタジエンの変形に対する耐熱性が１３０℃までであるので、反応熱に成形用型が耐えられるかどうかという危惧がある。これについては、ジシクロペンタジエンが反応固化で発熱するときには既に成形品の形状が決まった状態であり、ほとんど流動性を失っていて、成形用型の表面が多少柔らかくなっても、そのままの形状を保つことができるので問題がないことが分かった。また、固化したジシクロペンタジエンは熱の伝導性が悪いので、成形用型の表面の温度が上がっても成形用型の外側までは温度が上がらず、成形用型の外側が成形品の変形を抑え込む形になり、形状寸法も他の簡易な成形用型に比較して遜色ないことが分かった。
【００２１】
また、ショットサイクルを短くしていくと、成形用型の熱伝導性が悪いために成形用型の表面温度が１８０℃を越えるようになって表面の強度が極端に落ち、表層の剥離が発生するという現象が起こる。この場合には、成形用型表面にウレタン系樹脂塗料を塗布すると、ショットサイクルを更に３０％程度縮めても表層の剥離の発生を抑制することができる。これは、ウレタン樹脂塗料が固化したジシクロペンタジエンの型表面に密着し、かつ、これが高温において柔軟性を示すからであると考えられる。
【００２２】
なお、図４に示すように、成形用型を成形する時にプラスチックや金属などからなるパイプ３０をインサートしておけば、成形を行う際にこれに冷却水を通水することにより成形用型の温度上昇を抑えることができる。通水路を設ける方法として、発泡スチロールの丸棒をインサートして成形する手法もあり、この場合にはブロック成形時の発熱でインサートした発泡スチロールが溶融収縮して通水路が形成される。
【００２３】
また、成形用型の表面に誤って傷を付けたため成形品が離型できなくなり、成形用型が変形するような無理な力を加えて成形品を抜き出す場合がある。この場合でも、固化したジシクロペンタジエンは柔軟性に優れているので、抜いた時に生じる成形用型の変形を完全に元に戻すことができ、傷を研削して取り除けば成形用型を完全に復旧することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂からなる成形用型を用いてジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂の成形を行うことにより、比較的生産量の少ない成形品を成形する場合でも、安価で実用的な樹脂の成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態の成形用型を示す斜視図である。
【図２】図１の成形用型によって作製される製品を示す斜視図である。
【図３】図１の成形用型の一部である上型と下型を示す斜視図である。
【図４】上型と下型の製造方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０    上型
１２    下型
１４，１６    側部型
２８    中子
３０    パイプ
Ｍ    ジシクロペンタジエンを主原料とする樹脂
【図１】
0004072800.tif 000002
【図２】
0004072800.tif 000003
【図３】
0004072800.tif 000004
【図４】
0004072800.tif 000005