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JP-2026077486-A - メラミン樹脂製部材の接合方法

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Abstract

【課題】メラミン樹脂からなるメラミン樹脂製部材同士を接合する際に、部材間に接着層を介さずに強固に接合することができるメラミン樹脂製部材の接合方法を提供する。 【解決手段】メラミン樹脂製部材の接合方法は、硬化したメラミン樹脂からなる第１部材４に硬化する前のメラミン樹脂を接触させた状態で接触させたメラミン樹脂を硬化させて第２部材５を成形することで、第１部材４と第２部材５とを接合するメラミン樹脂製部材の接合方法であって、成形圧力を加えて第２部材５を成形する際、第１部材４の第１温度が１００℃以上１８０℃以下の間のある温度に維持された状態で、第２部材５が加熱される。 【選択図】図２

Inventors

  • 吉村 泰博
  • 奈佐 嘉一郎
  • 和田 光平

Assignees

  • 株式会社ニッシン

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (3)

  1. 硬化したメラミン樹脂からなる第１部材に硬化する前のメラミン樹脂を接触させた状態で接触させたメラミン樹脂を硬化させて第２部材を成形することで、前記第１部材と前記第２部材とを接合するメラミン樹脂製部材の接合方法であって、 成形圧力を加えて前記第２部材を成形する際、前記第１部材の第１温度が１００℃以上１８０℃以下の間のある温度に維持された状態で、前記第２部材が加熱される、メラミン樹脂製部材の接合方法。
  2. 前記第２部材を加熱する部分の第２温度は、前記第１温度以上である、請求項１に記載のメラミン樹脂製部材の接合方法。
  3. 前記第２部材は、前記第１部材に射出成形により成形される、請求項１又は２に記載のメラミン樹脂製部材の接合方法。

Description

本発明は、熱硬化性樹脂であるメラミン樹脂からなるメラミン樹脂製部材同士を接合するメラミン樹脂製部材の接合方法に関する。 従来、熱可塑性樹脂からなる部材同士を接合する方法については、種々の提案がなされている。一方、熱硬化性樹脂からなる部材同士の接合については、下記特許文献１に開示されるように、１層目の成形後から２層目の射出までの時間を短くすることが知られている。このように１層目の成形後から２層目の射出までの時間を短くすることで、１層目の部材と２層目の部材とを精度よく接着することができる。 特開２００７－３１２８４０号公報 本発明の一実施形態によるメラミン樹脂製部材の接合方法によって成形された模型歯の一例を示す概略縦断面図である。本発明の一実施形態によるメラミン樹脂製部材の接合方法を実施した場合の接合強度についての試験に用いられる試験体を示す斜視図である。本発明の一実施形態によるメラミン樹脂製部材の接合方法を実施した場合の接合強度についての試験結果を示す表である。 以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法は、硬化したメラミン樹脂からなる第１部材に硬化する前のメラミン樹脂を接触させた状態で接触させたメラミン樹脂を硬化させて第２部材を成形することで、第１部材と第２部材とを接合する。すなわち、メラミン樹脂製部材の接合方法は、第１部材に第２部材を成形する場合、メラミン樹脂からなる第１部材の硬化した表面に硬化前の溶融したメラミン樹脂を接触させる。ここで、成形圧力を加えて第２部材を成形する際、第１部材の第１温度が１００℃以上１８０℃以下の間のある温度に維持された状態で、第２部材が加熱されるという条件が必要である。なお、第２部材を加熱する部分の第２温度は、前記第１温度以上であるのが好ましい。 第２部材は、例えば射出成形、圧縮成形、又はトランスファー成形によって第１部材に成形される。この場合、第２部材を加熱する部分は、溶解したメラミン樹脂が充填される金型である。第２部材が射出成形により成形される場合、成形機のシリンダー径にも大きく依存するが、第２部材の成形時の成形圧力は、例えば１ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下であり、好ましくは１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であり、より好ましくは１００ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下である。典型的には、前記成形圧力は、１２０ＭＰａである。第２部材が射出成形により成形される場合、金型の第２温度は、例えば９０℃以上１８０℃以下である。典型的には、前記第２温度は、１７０℃である。第２部材が圧縮成形により成形される場合、第２部材の成形時の成形圧力は、例えば１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であり、好ましくは５ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下である。典型的には、前記成形圧力は、１０ＭＰａである。第２部材が圧縮成形により成形される場合、金型の第２温度は、例えば１６０℃以上１８０℃以下である。典型的には、前記第２温度は、１７０℃である。第２部材がトランスファー成形により成形される場合、第２部材の成形時の成形圧力は、例えば１ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であり、好ましくは１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である。典型的には、前記成形圧力は、５０ＭＰａである。第２部材がトランスファー成形により成形される場合、金型の第２温度は、例えば１６０℃以上１８０℃以下である。典型的には、前記第２温度は、１７０℃である。 第１部材は、特に問わないが、例えば射出成形により成形される。第１部材の成形後、第１部材の表面が硬化した状態において、第１部材の表面に第２部材が成形される。 第２部材を射出成形により成形する場合、予め金型内には成形された第１部材が配置されている。第２部材を射出成形する際、まずは、ホッパー内に収容された粉状又はペレット状のメラミン樹脂を筒状のシリンダー内に移動させる。シリンダーは、ヒータによって設定温度となるように加熱されている。シリンダー内に移動したメラミン樹脂は、加熱されて溶融する。シリンダー内の溶融したメラミン樹脂は、シリンダーの先端に設けられたノズルを介して、型締めされた金型内に充填される。金型内に充填されたメラミン樹脂は、前述したように金型内に配置された第１部材の表面に接触する。溶融したメラミン樹脂が第１部材の表面に接触する際、メラミン樹脂からなる第１部材の表面は硬化している。 第１部材の硬化した表面に接触したメラミン樹脂は、時間の経過とともに硬化する。このようにして溶融したメラミン樹脂が第１部材に接触した状態で硬化することで、溶融したメラミン樹脂が硬化して形成された第２部材は、第１部材に接合される。ここで、第２部材を成形する際の成形条件は、以下の通りである。 第１部材の第１温度が１００℃以上１８０℃以下の間のある温度に維持された状態で、ヒータなどが内蔵された金型によって第２部材が加熱されるとともに第２部材の成形時の成形圧力が所定値である。金型の第２温度は、前述したように、例えば９０℃以上１８０℃以下であり、典型的には１７０℃である。金型の第２温度は、第１部材の第１温度以上であるのが好ましい。第２部材の成形時の成形圧力は、前述したように、例えば１ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下であり、典型的には１２０ＭＰａである。 前述したように、第２温度は、成形された第１部材が配置されるとともに溶融したメラミン樹脂が充填される金型の温度である。第１部材は、前述した金型の温度を調整することで第１温度にできる。第１部材の第１温度は、温度計、温度センサーによって直接に測定、温度コントロールされる。 第２部材が第１部材に接合された後、金型の型開きが行われる。金型の型開き後、金型に設けられたピンなどによって、第２部材が第１部材に接合された状態で金型から取り外される。このようにして、メラミン樹脂からなる第１部材とメラミン樹脂からなる第２部材とは、接着剤などを用いずに接合することができる。 本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法を用いて成形される成形品としては、例えば模型歯が挙げられる。図１に示すように、模型歯は、天然の歯牙を模した形状であって、象牙質部１及びエナメル質部２を備える。象牙質部１及びエナメル質部２は、メラミン樹脂から構成されている。エナメル質部２は、象牙質部１の上面及び象牙質部１の外周面の上端部を連続して覆うように設けられる。 本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法を用いて模型歯を成形する場合、エナメル質部２が第２部材に対応し、象牙質部１が第１部材に対応する。すなわち、模型歯を成形する場合、象牙質部１の硬化した表面にエナメル質部２が接合される。従って、象牙質部１とエナメル質部２とを接着剤を用いずに容易に接合することができる。 従来、メラミン樹脂製部材同士を接合する際には、一方のメラミン樹脂製部材が硬化してしまう前に、一方のメラミン樹脂製部材に他方のメラミン樹脂製部材を接合していた。この場合、他方のメラミン樹脂製部材の成形時の成形圧によって、一方のメラミン樹脂製部材にクラック変形等が生じるおそれがあるため、接合不良の要因となりうることがある。一方のメラミン樹脂製部材が硬化した後では、一方のメラミン樹脂製部材に他方のメラミン樹脂製部材を接合できなかった。これに対し、本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法の場合、第１部材の硬化した表面に第２部材が接合される。成形圧力を加えて第２部材を成形する際、第１部材の第１温度が１１０℃以上１８０℃以下の間のある温度に維持された状態で、第２部材が加熱される。この際、第２部材を加熱する部分の第２温度は、前記第１温度以上であるの好ましい。従って、本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法によれば、第１部材が硬化した後であっても、接着剤などを用いずに第１部材と第２部材とを強固に接合できる。 本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法の場合、第２部材は、第１部材射出成形後により成形される。従って、本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法によれば、第１部材と第２部材とを容易に接合することができるとともに、第２部材を容易に成形することができる。 図３は、本実施形態によるメラミン樹脂製部材の接合方法を実施した場合の接合強度についての試験結果を示す表である。図３に示す接合強度についての試験に用いられた試験体６から試験体１７は、図２に示すように、平面視略長方形の板状であって、第１部材４及び第２部材５を有する。第１部材４及び第２部材５は、平面視略長方形の板状であって、メラミン樹脂からなる。第１部材４の長手方向端部と第２部材５の長手方向端部とは、本実施形態のメラミン樹脂製部材の接合方法で接合される。すなわち、予め成形された第１部材４の硬化した表面に第２部材５が接合される。試験体１から試験体５は、図示しないが、平面視略長方形の板状であって、メラミン樹脂によって一体形成される。具体的には、試験体１から試験体１７は、次のとおりである。 試験体１から試験体５は、射出成形により成形される。試験体６から試験体１７の第１部材４は、平面視略長方形の板状のメラミン樹脂からなる板部材を長手方向中央部で切断した２つの部材のうちの一方である。前記板部材の切断は、板部材を成形してから２又は３ヶ月後に行われた。前記板部材は、射出成形によって成形される。試験体１から試験体５の射出成形時、及び前記板部材の射出成形時において、ヒータによって加熱されたシリンダーの温度は９０℃であり、メラミン樹脂が充填される金型の温度は１７０℃であり、金型内に充填されたメラミン樹脂の硬化時間は６０秒である。 試験体６から試験体１７の第２部材５は、第１部材４に射出成形後により成形される。第２部材５を成形する際、内部に第１部材４が配置された金型の温度は１７０℃である。第２部材５を成形する際、金型内に配置された第１部材４の温度は、図３に示すとおりである。具体的には、試験体６及び試験体７の場合の第１部材４の温度は１１０℃であり、試験体８及び試験体９の場合の第１部材４の温度は１２０℃であり、試験体１０から試験体１２の場合の第１部材４の温度は１３０℃であり、試験体１３から試験体１５の場合の第１部材４の温度は１４０℃であり、試験体１６及び試験体１７の場合の第１部材４の温度は１５０℃である。なお、試験体１から試験体５の場合、各試験体は、接合して形成されたものでなく、メラミン樹脂で一体形成されている。従って、図３に示すように、試験体１から試験体５において、温度の欄は空欄としている。試験体６から試験体１７において、第２部材５の成形時の成形圧力は、１２０ＭＰａである。 試験体１から試験体１７において、図３に示す大きさ１は、板状の各試験体の厚さを示している。試験体１から試験体１７において、図３に示す大きさ２は、平面視略長方形の板状の各試験体の短手方向の長さを示している。試験体１から試験体５において、各試験体の長手方向の長さは、約８０ｍｍである。試験体６から試験体１７において、各試験体の長手方向の長さは、約８０ｍｍである。具体的には、第１部材４の長手方向の長さ及び第２部材５の長手方向の長さは、それぞれ約４０ｍｍである。 試験体１から試験体１７において、図３に示す強度は、３点曲げ強度試験の結果である。ここでは、３点曲げ強度試験は、ＪＩＳＫ７１１１に準じて行われる。図３において、平均値は、複数の試験体の強度の平均を示している。具体的には、図３において上から数えて１番目の平均値、２番目の平均値、３番目の平均値、４番目の平均値、５番目の平均値、及び６番目の平均値はそれぞれ、試験体１から試験体５の強度の平均、試験体６と試験体７との強度の平均、試験体８と試験体９との強度の平均、試験体１０から試験体１２の強度の平均、試験体１３から試験体１５の強度の平均、及び試験体１６と試験体１７との強度の平均を示している。 図３に示す温度が８０℃から１００℃の場合、第１部材４に第２部材