JP2935800B2 - 圧縮成形用金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタンパブルシート等
のガラス繊維強化熱可塑性樹脂シートを用いて樹脂成形
品を得るための圧縮成形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スタンパブルシートを用いる
圧縮成形は、例えば自動車の座席のフレームの型付けに
用いることが知られている。上記圧縮成形では、上記ス
タンパブルシートを雌雄の金型に応じて裁断し、その裁
断したスタンパブルシートを加熱軟化して上記雌雄の金
型内に入れ、上記雌雄の金型によって圧縮成形すること
により型付けされている。

【０００３】上記従来からのスタンパブルシートを用い
た圧縮成形法を、耐水性や電気絶縁性を必要とする例え
ば電気発熱体を封止した板状の樹脂成形品の製造に用い
た場合、上記圧縮成形法では、下雌金型内に、スタンパ
ブルシート、被封止体である電気発熱体、スタンパブル
シートを重ね合わせて積層体を形成した後、上記積層体
を加熱して上記スタンパブルシートの熱可塑性樹脂を溶
融状態とし、次に、上記積層体をプレスして樹脂成形品
を製造する方法が考えられた。

【０００４】このような上記方法では、上記スタンパブ
ルシートの熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合、前記
積層体を下雌金型内に積層した後、上雄金型を上記積層
体に近接させ、続いて、上記各上下金型を例えば 220℃
程度に加熱して、上記積層体を加熱し上記熱可塑性樹脂
を溶融した後、上記上下金型の温度を 100℃程度に冷却
しながら、上記上下金型を型締めすることによる圧縮成
形によって樹脂成形品を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
金型では、得られた板状の樹脂成形品が、型開きしても
下雌金型内に留まるため、上記樹脂成形品を外部に取り
出す、つまり脱型する場合に、従来のエジェクタピンを
用いると、樹脂成形品の表面にピンの後が残る。

【０００６】このことから、得られた樹脂成形品の整形
に手間取るという問題を生じている。また、上記のよう
な脱型操作に吸盤等による手動作を用いると、得られた
樹脂成形品の脱型に手間取るという問題を生じている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の圧縮成形用金型
は、以上の課題を解決するために、繊維状物を含む熱可
塑性樹脂からなるシート状物が重ねられた積層体を上雄
金型と下雌金型とによる圧縮成形によって樹脂成形品を
形成する圧縮成形用金型において、上記下雌金型は、固
定された下金型部と、上記積層体を載置して移動可能な
平板状の受け板とに分割できるようになっており、一
方、上記上雄金型には、上記下雌金型内に受け板によっ
て収められた上記積層体を型締めして成形するための下
雌金型のシャーエッジを上記下金型部と共に形成するエ
ッジ部が立設されていることを特徴としている。

【０００８】上記熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレ
ン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリフェニレンオキサイド、高密度ポリエチ
レン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリ
エーテルイミド、ポリ（メタ）アクリレート等の単体あ
るいは共重合体を挙げることができる。

【０００９】上記繊維状物としては、ガラス繊維、カー
ボン繊維、ウイスカ等の無機質繊維、アラミド繊維、ボ
ロン繊維が単体あるいは混合して用いられる。上記繊維
状物は、繊維長６mm以上、繊維太さ１０μｍ以上のもの
が使用され、熱可塑性樹脂に対して、１５〜５０重量％
混合されて用いられる。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、下雌金型の一部として分
割して移動できる受け板に積層体を載せ、その受け板
を、固定された下金型部に取り付け、上雄金型を下雌金
型に対して型締めすると、上記上雄金型のエッジ部と下
金型部とによって下雌金型のシャーエッジが形成され
る。これにより、上記上雄金型と下雌金型との型締めに
より上記積層体を圧縮成形して樹脂成形体を得ることが
可能となる。

【００１１】一方、上記構成では、上記樹脂成形品は、
上雄金型と下雌金型とを型開きすると、上記受け板を下
金型部から水平に移動させて取り出すことができ、ま
た、上記受け板が平板状であるので、受け板から容易に
取り出すことが可能となる。したがって、上記構成は得
られた樹脂成形品の脱型を容易化することができる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図６に
基づいて説明すれば、以下の通りである。圧縮成形用金
型では、図１および図２に示すように、強度を高めるた
めの繊維状物を含む熱可塑性樹脂からなるシート状物お
よび被封止物が積層された積層物１を載置して移動可能
な受け板２が、固定された下金型３に対して着脱可能
に、かつ、上記下金型３に装着されると上記積層体１を
所定位置に保持するように設けられている。

【００１３】上記受け板２には、積層物１を重ね合わせ
ることのできる載置部２ａが形成され、また、受け板２
を下金型３の所定位置に固定するための固定用孔部２ｃ
が２ヶ所、図示しない固定ピンが挿通されるように穿設
されている。よって、下金型３には、上記各固定用孔部
２ｃ・２ｃをそれぞれ挿通した上記各固定ピンが嵌入さ
れる固定用穴部３ｂがそれぞれ穿設されている。

【００１４】さらに、下金型３には、所定の温度を維持
できるように加熱するための下側ヒーター３ｃ…が内蔵
され、一方、上雄金型４には、所定の温度を維持できる
ように加熱するための上側ヒーター４ａ…が内蔵されて
いる。

【００１５】また、下金型３には、所定の温度を維持で
きるように加熱するための下側ヒーター３ｃ…と、上記
各下側ヒーター３ｃ…からの熱を効率よく下金型３に伝
達するための下側断熱層３ｄとが内蔵され、一方、上雄
金型４には、所定の温度を維持できるように加熱するた
めの上側ヒーター４ａ…と上記各上側ヒーター４ａ…か
らの熱を効率よく上雄金型４に伝達するための上側断熱
層４ｃとが内蔵されている。

【００１６】そして、上記上雄金型４には、上雄金型４
と下雌金型３ｅとが型締めされたときに上記下雌金型３
ｅのシャーエッジ３ａの一辺部を形成する立ち上げ部
（エッジ部）４ｂが、上記上雄金型４の一辺部に沿って
下向きに立設されている。なお、上記シャーエッジ３ａ
とは、下雌金型３ｅにおける積層体１を、その周囲との
当接によって成形する部位をいう。

【００１７】これによって、上記受け板２は、シャーエ
ッジ３ａの一部を形成する必要がなくなるため平板状に
形成することができる。その上、上記立ち上げ部４ｂ
は、型締めするときに上記シャーエッジ３ａの一辺部を
形成するが、型開きしているときには積層体１を載せた
受け板２の水平方向への移動を阻害しない位置となるよ
うに配することが可能である。よって、型開きしている
ときは、上記受け板２を、前記下金型３上で水平方向に
移動させて、着脱させることができる。

【００１８】次に、上記圧縮成形用金型を用い、被封止
物として正の温度特性（ＰＴＣ）を有するチタン酸バリ
ウム系磁器半導体からなる発熱体を用いた樹脂成形体の
製造方法について説明する。

【００１９】上記製造方法では、図３に示すように、ま
ず、厚みが0.85mmのスタンパブルシート（ケープラシー
ト社製、商品名：Ｃ8010−Ｎ、組成：ポリプロピレン樹
脂60wt％、ガラス繊維40wt％）を15cm四方に切断して２
枚のシートとし、上側シート６および下側シート５とし
た。

【００２０】一方、厚みが 2.5mmのスタンパブルシート
（ケープラシート社製、商品名：Ｃ8030−Ｎ、組成：ポ
リプロピレン樹脂60wt％、ガラス繊維40wt％）を15cm四
方に切断した後、上記のスタンパブルシートの中心に対
して相互に対称となる位置に複数の直径15mmの固定用孔
７を表裏面を貫通するようにそれぞれ開口して有孔シー
ト８とした。

【００２１】また、被封止物としての発熱体９を、直径
が15mm、厚みが 2.5mmの円板状に成形して用いた。上記
発熱体９には、その上下面に例えば銀ペーストを焼き付
けた電極がそれぞれ形成されている。

【００２２】上記発熱体９に給電し、かつ、上記発熱体
９からの熱を外部に効率よく放熱するために有孔金属板
１０を用いた。上記有孔金属板１０は、14cm四方で厚さ
１mmに成形したアルミニウム板であり、直径５mmの穴を
碁盤の目状に穿設したものである。なお、上記各有孔金
属板１０には、図示しないが、それぞれの対向面となる
片面にリード線がそれぞれ半田付けされている。

【００２３】次に、下雌金型３ｅの一部が着脱自在に分
割された15cm四方の成形品が乗る受け板２の載置部２ａ
の上に、下側シート５、有孔金属板１０、有孔シート８
を順次重ね合わせ、上記有効シート８の各固定用孔７…
に発熱体９をそれぞれ嵌入し、続いて、有孔金属板１
０、上面シート６をこの順序で重ね合わせて積層体１を
形成する。

【００２４】その後、上記積層体１を載せた受け板２
を、図４に示すように、上下加熱板１１ａ・１１ｂを有
するヒーターの下側加熱板１１ａ上に載置し、上記上下
加熱板１１ａ・１１ｂによって、上記積層体１が 220℃
となるように７分間加熱する。

【００２５】このように加熱しても、上記上側シート
６、有孔シート８、下側シート５は、それらのポリプロ
ピレン樹脂が溶融するが、上記各シート５・６・８に充
填されているガラス繊維により上記ポリプロピレン樹脂
が流れ出すことはなく、上記各シート５・６・８の形状
を維持して受け板２上に保持される。

【００２６】このとき、上記方法では、上記積層体１が
その温度上昇に伴って主に層方向に膨張するため、ヒー
ターの上側加熱板１１ｂと積層体１との間隔ｈを、所定
の間隔、例えば２mmの間隔を維持するように上記上側加
熱板１１ｂを積層体１の膨張に応じて上方に移動させる
ようになっている。

【００２７】この次に、上記受け板２を、図１に示すよ
うに、下金型３に挿入し、図５および図６に示すよう
に、固定用孔部２ｃおよび固定用穴部３ｂに、固定ピン
１２を挿通することによって、下金型３に固定する。そ
の後、上雄金型４を下金型３に対して下降させて型締め
すると、上記上雄金型４の立ち上げ部４ｂと下金型３の
シャーエッジ部３ａとによって、下雌金型３ｅが形成さ
れる。

【００２８】このような上雄金型４と下雌金型３ｅと
を、温度 100℃、成形圧力１kg/cm²、１分間、型締めし
て前記積層体１を冷却プレスすることにより、図１に示
す上記各シート５・６・８が一体化した樹脂成形体１３
内に、各有孔金属板１０・１０および上記各有孔金属板
１０・１０に挟まれた各発熱体９…を内蔵した15cm×15
cm×約５mmの面状ヒータを得た。

【００２９】その後、型開きし、上記面状ヒータを載せ
た受け板２を下金型３から水平方向に取り出し、受け板
２が平板状であるから、上記面状ヒータを上記受け板２
から容易に取り外す、つまり脱型することができた。

【００３０】この面状ヒータは、発熱体９および有孔金
属板１０の全面がガラス繊維を有するポリプロピレン樹
脂によって覆われており、外部との間で良好な電気絶縁
性を有していた。よって、冠水する位置や高湿度雰囲気
中で、好適に用いることができるものとなっている。ま
た、用いた発熱体９がＰＴＣ（Positive TemperatureCo
efficient）特性を有するチタン酸バリウム系磁器半導
体からなるため、自己温度制御機能を有しており、上記
面状ヒータは温度制御を簡素化できる。

【００３１】このように上記実施例の圧縮成形用金型で
は、上雄金型４に下雌金型３ｅのシャーエッジ３ａの一
辺部を形成する立ち上げ部４ｂを設けたため、樹脂成形
品である面状ヒータは、上雄金型４と下雌金型３ｅとを
型開きすると、上記受け板２を下金型３から水平に移動
させて取り出すことができ、また、上記受け板２を平板
状に形成できるので、受け板２から上記面状ヒータを容
易に取り出すことが可能となる。

【００３２】ところで、従来では、型開きしたときに樹
脂成形品である面状ヒータが下雌金型内に残留するた
め、吸盤等による手動作による脱型操作を必要とし、脱
型に手間取っていたが、上記圧縮成形用金型では、上記
のような手動作を省けるから、板状の樹脂成形品の脱型
を容易化できる。

【００３３】また、従来では、脱型のために金型に、エ
ジェクタピン等の突出ピンを形成するように作製し、脱
型の後に上記突出ピンを元の位置に戻すような方法も知
られているが、上記構成では、そのような突出ピンを形
成する必要がないので、得られた樹脂成形品である面状
ヒータの表面に除去された突出ピンの痕跡のない完全に
平面な外観を得ることが可能となる。

【００３４】ところで、上記受け板２に代えて、例えば
図７に示すように、立設板１４を有する受け板１５を用
いることが考えられた。上記立設板１４は、前記立ち上
げ部４ｂに相当するものであり、受け板１５が下金型３
に取り付けられると、下雌金型３ｅのシャーエッジ３ａ
の一辺部を形成するようになっている。

【００３５】しかしながら、上記受け板１５では、積層
体１を載せた後、前述したように上下加熱板１１ａ・１
１ｂによって、上記積層体１が所定の温度となるように
所定時間加熱するとき、上記受け板１５が耐熱性や耐久
性の必要性から、熱の良導体である金属製であるので、
上記立設板１４を介して熱が外部に多く漏出する。

【００３６】このため、上記受け板１５を用いると、加
熱される積層体１に加熱温度のムラを生じて、上記積層
体１の層方向への膨張が異なり、上記立設板１４側の積
層体１の膨張が小さく、反対側の積層体１の膨張が大き
くなる。

【００３７】そこで、上側加熱板１１ｂと積層体１との
間隔ｈを維持するために上記上側加熱板１１ｂを上方に
移動させると、立設板１４側の積層体１と上側加熱板１
１ｂの間隔が大きくなって加熱効率が低下するため、上
記立設板１４側の積層体１の膨張が反対側と比べてます
ます膨張が小さくなる。

【００３８】これにより、上記受け板１５を用いた場
合、上記積層体１の全体を圧縮成形可能な所定温度まで
加熱するのに時間がかかり、また、積層体１の表面の温
度ムラによる粘度ムラによって得られた面状ヒータの表
面の状態が劣化、例えばシワを生じて、得られた面状ヒ
ータの外観が劣化することがある。

【００３９】しかしながら、上記実施例の構成では、受
け板２は平板状で突起物を有していないため、載置され
た積層体１への加熱条件を均一化できて、上記積層体１
の加熱ムラを回避できる。これにより、上記積層体１の
全体を圧縮成形可能な所定温度まで加熱する時間を短縮
化でき、その上、積層体１の表面の温度ムラによる粘度
ムラに起因する面状ヒータの表面の状態、つまり外観の
劣化も防止できる。

【００４０】また、上記面状ヒータの製造を連続化する
場合、積層体１を載せた受け板２を複数連続的に加熱炉
に通すことが考えられるが、このようなときにも上記受
け板２が平板状で突起物を備えない方が、連続処理に有
利である。

【００４１】一方、従来の被封止物を有する樹脂成形品
の製造方法では、加熱された積層体を把持して移動させ
たり、下金型内に入れたりすると、溶融した熱可塑性樹
脂を有する積層体の形状が歪んでしまい成形不良となる
ことがあった。

【００４２】このため、従来では、熱可塑性樹脂製シー
ト、例えばポリプロピレン製シートを有する積層体を下
雌金型内に作製した後、上雄金型を上記積層体に近接さ
せ、続いて、上記各上下金型を、例えば 220℃程度に加
熱して、上記積層体を熱可塑性樹脂が溶融するように加
熱し、次に、上記上下金型の温度を 100℃程度に冷却
し、上記上下金型を型締めすることによる圧縮成形によ
って樹脂成形品を得ていた。

【００４３】しかしながら、上記方法では、受け板２を
設けることにより、受け板２に載置された積層体１を加
熱して移動させることができるから、加熱されて軟化し
た積層体１を、その形状を維持して受け板２によって移
動させ、かつ、下金型３内に装着することができる。こ
のことにより、上記方法は、従来のように一度高温とな
った上下の各金型を冷却する手間や時間を省くことがで
きるので、積層体１から得られる樹脂成形品である面状
ヒータの製造時間を迅速化できる。

【００４４】また、上記実施例の方法では、有孔金属板
１０は、碁盤の目状に各穴が穿設されたものであるが、
上記に限定されることはなく、発熱体９の直径より小さ
く、軟化したプロピレン樹脂等が通過できる穴を有して
いればよく、例えば金網状のものも使用できる。

【００４５】さらに、上記実施例の樹脂成形品の製造方
法では、１つの受け板２を用いた例を挙げたが、複数の
受け板２を用いることもできる。複数の受け板２を用い
ることにより、加熱された積層体１を載せた受け板２を
下金型３に取り付けて、上記積層体１を冷却プレスして
いる間に、他の受け板２に新たな積層体１を載せて加熱
することにより、上記積層体１による樹脂成形品の製造
サイクル時間を短縮することができる。

【００４６】また、上記実施例では、積層体１を載せた
受け板２が下金型３に取り付けられたときに上記受け板
２の上面に立ち上げ部４ｂの先端部が着脱自在に嵌合す
る溝部（図示せず）を形成してもよい。これにより、上
記上雄金型４の移動距離を大きく設定できて、大きな圧
縮圧力を得ることができるので、より緻密な樹脂成形体
を得ることができ、また、上記樹脂成形体の設計自由度
を大きくできる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の圧縮成形用金型は、以上のよう
に、圧縮成形によって樹脂成形品を形成するための下雌
金型が、固定された下金型部と、上記積層体を載置して
移動可能な平板状の受け板とに分割できるようになって
おり、一方、上記下雌金型と型締めされるための上雄金
型には、上記下雌金型内に受け板によって収められた上
記積層体を成形するための下雌金型のシャーエッジを上
記下金型部と共に形成するエッジ部が立設されている構
成である。

【００４８】それゆえ、上記構成は、上記樹脂成形品
を、上雄金型と下雌金型とを型開きすると、上記受け板
を下金型部から水平に移動させて取り出すことができ、
また、上記受け板が平板状であるので、受け板から容易
に取り出すことが可能となる。

【００４９】したがって、上記構成は、従来必要であっ
たエジェクトピンによる操作や、吸盤等による手動作を
省くことができて、得られた樹脂成形品の脱型を容易化
することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮成形用金型の一部破断した正面図
である。

【図２】上記圧縮成形用金型の受け板の斜視図である。

【図３】上記圧縮成形用金型に使用される積層体と受け
板との正面図である。

【図４】上記受け板を加熱するときの正面図である。

【図５】上記受け板を下金型に取り付けたときの平面図
である。

【図６】上記圧縮成形用金型を型締めしたときの要部断
面図である。

【図７】比較例としての受け板に積層体を載せ、上記積
層体の加熱状態を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 積層体 ２ 受け板 ３ 下金型 ３ａ シャーエッジ ３ｅ 下雌金型 ４ 上雄金型 ４ｂ 立ち上げ部（エッジ部）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維状物を含む熱可塑性樹脂からなるシー
   ト状物が重ねられた積層体を上雄金型と下雌金型とによ
   る圧縮成形によって樹脂成形品を形成する圧縮成形用金
   型において、 上記下雌金型は、固定された下金型部と、上記積層体を
   載置して移動可能な平板状の受け板とに分割できるよう
   になっており、一方、上記上雄金型には、上記下雌金型
   内に受け板によって収められた上記積層体を型締めして
   成形するための下雌金型のシャーエッジを上記下金型部
   と共に形成するエッジ部が立設されていることを特徴と
   する圧縮成形用金型。