【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（目 的）
本発明は注型用ポリウレタン樹脂組成物に関
し、その目的は、工業製品開発時に於けるプラス
チツク試作部品や多品種少量生産のプラスチツク
部品を低コストで製造する為、すぐれた物性を有
する成形品を型法により得ることを可能とするよ
うな注型用樹脂組成物を提供するにある。
（従来技術）
従来の工業製品開発時に於けるプラスチツク試
作部品は、板状及び棒状のプラスチツク素材を利
用し機械加工及び手作業によつて製造される為非
常なコスト高となつており、また多品種少量生産
のプラスチツク部品を熱可塑性樹脂を利用して射
出成形すると金型償却費負担が大となつて製造コ
ストが極めて高くなつている。
前記した如き問題を解決する方法として、簡単
に型取りを行い得るシリコーンゴム型を利用して
型内に液状樹脂を注入し硬化させて成形品を得る
いわゆる注型法を利用してのプラスチツク部品の
製造が考えられる。
しかし、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等現在注型
に利用されている液状樹脂は額縁等の装飾品の成
形、美術工芸品の複製、標本類や電気部品の封入
等に利用する為に開発されたもので、工業部品の
成形に利用するには剛性、耐熱性等の物性が不足
している。
したがつて注型法によつて成形した部品は、応
力や熱による変形が生じ易く、また肉薄のハウジ
ング部品は変形が生じて良好なる成形品を得難い
といつた欠点があり、前記した如き目的で注型法
をプラスチツク部品の成形に利用することは困難
であつた。
本発明は、前記した如き現状に鑑み、工業部品
として利用し得るすぐれた物性を有する成形品を
注型法より得ることを可能とするような注型用樹
脂組成物を開発する為鋭意検討を重ねた結果創案
されたものである。
（構 成）
即ち本発明は、重量平均アスペクト比10以上、
粒度100〜400メツシユの鱗片状雲母と粒度50〜
200メツシユのガラスビーズとを重量比で１：１
乃至１：0.02とし、合わせて３〜45重量％配合し
たことを特徴とする注型用ポリウレタン樹脂組成
物であり、更に詳しくは以下の説明の如くであ
る。
前記した如く、現在注型用に利用されている液
状樹脂には、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等があ
る。
これ等の樹脂の中でポリウレタン樹脂は、粘度
が低く脱泡性にすぐれているので複雑形状の部品
を気泡を混入させること無く容易に成形させるこ
とが出来、しかも成形収縮率が低いので成形品の
寸法精度が高く、また硬化時間が短いので生産性
が高いといつた特徴があり、工業部品の成形に最
も適するものであつた。
したがつて本発明に於ては、ポリウレタン樹脂
をベースとしてこれに充填剤を配合して成形性を
損うことなく剛性及び耐熱性の改善を計つた。
一般に合成樹脂の耐熱性や剛性を改善する為の
充填剤としてはガラス繊維やタルク、クレイ等の
無機粉末が考えられるが、ガラス繊維の添加は成
形性を極度に損うと共に物性に方向性が生じ良好
なる補強効果は示されず、またタルク、クレイ等
の無機粉末の添加によつては剛性は殆ど改善され
ることは無かつた。
この為ポリウレタン樹脂の剛性及び耐熱性を改
善する他の無機充填剤について種々と検討した結
果、へき開性にすぐれアスペクト比の高い鱗片状
雲母の添加が効果的であることを見出した。
即ち、ポリウレタン樹脂の剛性及び耐熱性を向
上させる為には、重量平均アスペクト比10以上、
好ましくは30以上の薄い鱗片状の雲母の添加が必
要であり、また粉末の粒度は、補強効果及び成形
性を考慮すると100〜400メツシユ程度とすること
が好ましかつた。
尚前記した如きへき開性にすぐれアスペクト比
の高い雲母としては、重量平均アスペクト比30〜
80を示すカナダ産金雲母を挙げることが出来る。
次に、ポリウレタン樹脂に雲母を添加するとそ
の添加量が増加するに従つて樹脂液の粘度が上昇
し成形性低下するので、樹脂液の粘度上昇を防ぐ
方法について検討した。
その結果によると、粒度50〜200メツシユ程度
のガラスビーズを雲母に対して一定量添加すると
樹脂液の粘度が低下し補強効果も殆ど損われるこ
とも無く、その添加料としては雲母１重量部に対
して１乃至0.02重量部とすることが好ましいこと
が見出された。
例えば粘度1.0ポイズ程度の注型用ポリウレタ
ン樹脂液100重量部に対してカナダ産金雲母40重
量部添加すると粘度は5.0ポイズ程度に上昇する
が、これをカナダ産金雲母35重量部、ガラスビー
ズ15重量部として添加すると粘度は2.5ポイズ程
度に上昇するに留まり、補強効果及び成形性のす
ぐれた注型用樹脂液が得られた。
ポリウレタン樹脂に対する雲母及びガラスビー
ズの添加量は、補強効果及び成形性の両面から
種々検討した結果両者合わせて３〜45重量％とす
るのが適当であることがわかつた。
したがつて本発明の注型用ポリウレタン樹脂組
成物は、樹脂液の主剤にシラン系カツプリング剤
で処理した雲母及びガラスビーズを所定量配合し
た後所定の硬化剤、促進剤等を配合することによ
り得られる。
次に実施例としての注型用ポリウレタン樹脂液
（国際ケミカルRu−13）に重量平均アスペクト比
47、粒度150メツシユアンダーのカナダ産金雲母
及び粒度150メツシユアンダーのガラスビーズ
（東芝バロテイーニGB731）を添加した樹脂液に
よる注型の物性と、比較例としての無添加及びカ
ナダ産金雲母のみを添加した前記樹脂液よる注型
品の物性とを表１に示す。
尚表中に於ける充填物の添加量は、ポリウレタ
ン樹脂100重量部に対する添加量を示し、また変
形量は、厚さ2.5mmの試験片に所定量の荷重を60
分間かけた場合変形量を示す。
表１に示される如く、本発明の注型用ポリウレ
タン樹脂液は、比較的低粒度で注型性にすぐれ、
しかもその注型品は、常温時は勿論こと加温時に
於てもすぐれた物性を示す。
更に注型品の変形量について工業部品の成形に
多く用いられるABS樹脂よる射出成形品の変形
量と比較した結果を表２に示す。
尚注型用ポリウレタン樹脂液としては、国際ケ
ミカルKK製Ru−13及び大日本インキ化学工業
KK製ハイプロツクスSP−299を用い、また変形
量は、厚さ2.5mmの試験片にRu−13をベースとし
た場合は50℃にて50g、ハイプロツクスSP−299
をベースとした場合は70℃にて100gの荷重をか
け、30分後及び120分後に於ける変形量を測定し
た結果である。
表２より明らかな如く本発明のポリウレタン樹
脂組成物による注型品は、ABS樹脂による射出
成形品と同等もしくはそれ以上の剛性を有し、工
業部品としてABS樹脂射出成形品に代つて十分
利用し得ることがわかる。
（効 果）
前記した如く、本発明の注型用ポリウレタン樹
脂組成物は補強材が多量に配合されているにもか
かわらず比較的低粘度で注型性にすぐれ、しかも
注型品の物性はABS樹脂の射出成形品と同等も
しくはそれ以上で工業部品として十分利用し得る
ものである。
したがつて注型用の型はシリコーンゴム型を利
用し極めて安価に製作出来るので、本発明の注型
用ポリウレタン樹脂組成物を利用した注型法によ
つて、試作部品や多品種少量生産部品を極めて低
コストで製造し得ることになる。
尚本発明と同様にエポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂等の他の注型用樹脂にアスペクト比の高い雲
母及びガラスビーズを配合することにより注型品
の剛性及び耐熱性を改善することも可能であり、
表３にエポキシ樹脂に各種充填剤を配合した場合
の樹脂液の粘度及び注型品の物性を示す。
前記した如く本発明は注型用ポリウレタン樹脂
組成物に関するものであるが、この発明の思想は
他の注型用樹脂にも容易に適用し得るものであり
これにより注型品の物性を大中に改善することに
より、注型法の適用範囲をますます拡大し得る。
(Purpose) The present invention relates to a polyurethane resin composition for casting, the purpose of which is to have excellent physical properties for producing plastic trial parts during industrial product development and plastic parts for high-mix, low-volume production at low cost. It is an object of the present invention to provide a casting resin composition that allows molded products to be obtained by a molding method. (Prior art) Plastic prototype parts used in conventional industrial product development are manufactured using plate-shaped and rod-shaped plastic materials by machining and manual processing, resulting in extremely high costs and the need for multiple parts. When plastic parts produced in small quantities are injection molded using thermoplastic resin, the cost of depreciation of the mold becomes large and the manufacturing cost becomes extremely high. As a method to solve the above-mentioned problems, plastic parts are made using the so-called casting method, in which a molded product is obtained by injecting liquid resin into the mold using a silicone rubber mold that can be easily molded and curing it. The production of However, the liquid resins currently used for casting, such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyurethane resins, and acrylic resins, are suitable for molding decorative items such as picture frames, replicating arts and crafts, and encapsulating specimens and electrical parts. It was developed for practical use, and it lacks physical properties such as rigidity and heat resistance to be used for molding industrial parts. Therefore, parts molded by the casting method have the disadvantage that they are easily deformed due to stress and heat, and thin housing parts are deformed, making it difficult to obtain a good molded product. However, it was difficult to use the casting method to mold plastic parts. In view of the above-mentioned current situation, the present invention has been made to conduct intensive studies in order to develop a resin composition for casting that makes it possible to obtain molded products with excellent physical properties that can be used as industrial parts by a casting method. It was created as a result of repeated efforts. (Configuration) That is, the present invention has a weight average aspect ratio of 10 or more,
Scale-like mica with particle size 100~400 mesh and particle size 50~
1:1 weight ratio with 200 mesh glass beads
This is a polyurethane resin composition for casting characterized by having a ratio of 1 to 0.02 and a total of 3 to 45% by weight, and the details are as described below. As mentioned above, liquid resins currently used for casting include epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyurethane resins, and acrylic resins. Among these resins, polyurethane resin has a low viscosity and excellent defoaming properties, so it can be easily molded into parts with complex shapes without introducing air bubbles, and its low molding shrinkage rate makes it possible to mold molded products. It had the characteristics of high dimensional accuracy and high productivity due to short curing time, making it most suitable for molding industrial parts. Therefore, in the present invention, a filler is added to a polyurethane resin as a base material to improve rigidity and heat resistance without impairing moldability. In general, glass fiber, talc, clay, and other inorganic powders are considered as fillers to improve the heat resistance and rigidity of synthetic resins, but the addition of glass fibers severely impairs moldability and changes the physical properties. No good reinforcing effect was observed, and the addition of inorganic powders such as talc and clay hardly improved the rigidity. For this reason, as a result of various studies on other inorganic fillers that improve the rigidity and heat resistance of polyurethane resins, it was discovered that the addition of scaly mica, which has excellent cleavability and a high aspect ratio, is effective. That is, in order to improve the rigidity and heat resistance of polyurethane resin, the weight average aspect ratio is 10 or more,
Preferably, it is necessary to add mica in the form of thin scales of 30 mm or more, and the particle size of the powder is preferably about 100 to 400 mesh, considering the reinforcing effect and moldability. As mentioned above, mica with excellent cleavability and a high aspect ratio has a weight average aspect ratio of 30 to 30.
We can mention phlogopite from Canada that shows a value of 80. Next, when mica is added to a polyurethane resin, as the amount added increases, the viscosity of the resin liquid increases and moldability decreases, so a method for preventing the increase in the viscosity of the resin liquid was investigated. According to the results, adding a certain amount of glass beads with a particle size of about 50 to 200 mesh to mica lowers the viscosity of the resin liquid and hardly impairs the reinforcing effect. It has been found that it is preferable to use 1 to 0.02 parts by weight. For example, if 40 parts by weight of Canadian phlogopite is added to 100 parts by weight of a casting polyurethane resin liquid with a viscosity of about 1.0 poise, the viscosity will increase to about 5.0 poise; When added as part by weight, the viscosity increased only to about 2.5 poise, and a casting resin liquid with excellent reinforcing effect and moldability was obtained. The amount of mica and glass beads to be added to the polyurethane resin was found to be suitably 3 to 45% by weight in total, as a result of various studies from the viewpoint of both reinforcing effect and moldability. Therefore, the polyurethane resin composition for casting of the present invention can be prepared by adding a predetermined amount of mica and glass beads treated with a silane coupling agent to the main ingredient of the resin liquid, and then adding a predetermined curing agent, accelerator, etc. can get. Next, as an example, a polyurethane resin liquid for casting (Kokusai Chemical Ru-13) was given a weight average aspect ratio.
47. Physical properties of casting using resin liquid to which Canadian phlogopite with a particle size of 150 mesh and under and glass beads (Toshiba Balloteini GB731) with a particle size of 150 mesh and under are added, and no additives and only Canadian phlogopite as comparative examples. Table 1 shows the physical properties of the cast product made from the resin liquid to which . The amount of filler added in the table indicates the amount added to 100 parts by weight of polyurethane resin, and the amount of deformation is calculated by applying a specified amount of load to a 2.5 mm thick test piece at 60
Shows the amount of deformation when applied for minutes. As shown in Table 1, the polyurethane resin liquid for casting of the present invention has a relatively low particle size and excellent castability.
Moreover, the cast product exhibits excellent physical properties not only at room temperature but also when heated. Furthermore, Table 2 shows the results of comparing the amount of deformation of the cast product with the amount of deformation of injection molded products made of ABS resin, which is often used for molding industrial parts. The polyurethane resin liquid for casting is Ru-13 manufactured by Kokusai Chemical KK and Dainippon Ink & Chemicals.
Hyprox SP-299 made by KK was used, and the deformation amount was 50g at 50℃ when using Ru-13 as a base for a 2.5 mm thick test piece, and Hyprox SP-299.
Based on this, a load of 100g was applied at 70°C, and the amount of deformation was measured after 30 minutes and 120 minutes. As is clear from Table 2, the cast products made of the polyurethane resin composition of the present invention have a rigidity equal to or higher than injection molded products made of ABS resin, and can be fully utilized as industrial parts in place of ABS resin injection molded products. I know what I'm getting. (Effects) As mentioned above, the polyurethane resin composition for casting of the present invention has a relatively low viscosity and excellent castability despite containing a large amount of reinforcing material, and the physical properties of the cast product are excellent. It is equivalent to or better than ABS resin injection molded products and can be fully used as industrial parts. Therefore, molds for casting can be manufactured at extremely low cost using silicone rubber molds, and therefore prototype parts and high-mix, low-volume production parts can be produced by the casting method using the polyurethane resin composition for casting of the present invention. can be manufactured at extremely low cost. In addition, similar to the present invention, it is also possible to improve the rigidity and heat resistance of a cast product by blending mica and glass beads with a high aspect ratio into other casting resins such as epoxy resin and polyester resin.
Table 3 shows the viscosity of resin liquid and the physical properties of cast products when various fillers are blended with epoxy resin. As mentioned above, the present invention relates to a polyurethane resin composition for casting, but the idea of this invention can be easily applied to other resins for casting, thereby significantly improving the physical properties of cast products. By improving this, the scope of application of the casting method can be further expanded.
【表】【table】
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