JPH078532B2 - 樹脂シートの絞り成形方法 - Google Patents

樹脂シートの絞り成形方法

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JPH078532B2
JPH078532B2 JP61125151A JP12515186A JPH078532B2 JP H078532 B2 JPH078532 B2 JP H078532B2 JP 61125151 A JP61125151 A JP 61125151A JP 12515186 A JP12515186 A JP 12515186A JP H078532 B2 JPH078532 B2 JP H078532B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の実施により得られる成形品は、IC部品の運搬容
器(トレイ)、磁気テープの収納容器や蓋材等として有
用である。
〔従来技術〕
ポリプロピレンと高密度ポリエチレンと無機質フイラー
の組成物よりなる樹脂シートが真空成形性に優れている
ことは知られている(特開昭59-165654号)。この真空
成形物は冷蔵庫内装材、包装用トレイとして有用であ
る。
この公報によれば、絞り比(D/W)が1.0の厚みむらのな
い成形品が得られると記載されている。
真空成形法、圧空成形法、真空・圧空併用成形法(以
下、三者をまとめて「差圧成形法」という。)またはス
タンピング成形法、マッチドダイ成形法等の絞り成形法
は、射出成形法と比較して金型費用、装置費用が安価で
あり、それ故、製品の単価への金型、装置の減価償却の
寄与率が低減でき、安価に製品を市場に供給できる利点
を有する。
但し、シートが延展されて成形されるために実用上問題
のない厚みむらのない容器、トレイを得る絞り比の限界
は、ポリ塩化ビニルやポリスチレンの非晶性樹脂のシー
トでは高々(D/W)が1.5、ポリプロピレンシートのそれ
は0.8、高密度ポリエチレンシートのそれは1.0であり、
該特開昭59-165654号公報の絞り層のポリプロピレン、
ポリエチレン、無機質フイラーの樹脂組成物よりなるシ
ートにおいては絞り比は高々1.5であつた(本願の比較
例2参照)。
ここで絞り比は、第1図に示すように、シートから絞り
成形された成形品の賦形された部分の幅Wに対する賦形
された部分の深さDの比を示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
差圧成形、スタンピング成形法、マッチドダイ成形法等
の絞り成形法で絞り比が2倍以上と高い容器(トレイも
含む)が得られればより需要が喚起される。
〔問題点を解決するための具体的手段〕
本発明においては、ポリプロピレン、ポリエチレンとと
もにカーボンブラツクを併用することにより絞り比が最
高3.5の成形品が得られる。
(発明の構成) 本発明は、下記(a)〜(d)からなる樹脂組成物であ
って、(a)+(b)+(c)基準で、(a)を15〜82
重量%、(b)を15〜82重量%、(c)を3〜50重量%
および、(d)を(a)+(b)+(c)100重量部に
対して0〜50重量部配合した樹脂組成物 (a)プロピレン系樹脂 (b)エチレン系樹脂 (c)カーボンブラツク (d)無機質フイラー よりなる樹脂シートを、(a)のプロピレン系樹脂の融
点よりも高い温度に加熱して溶融軟化させ、ついで絞り
成形することを特徴とする樹脂シートの絞り成形方法を
提供するものである。
(a)プロピレン系樹脂: 本発明で使用するプロピレン系樹脂は、プロピレン単独
重合体(ホモポリプロピレン)の他、プロピレンとエチ
レンを含む他のオレフイン1種以上とのブロツクまたは
ランダム共重合体、アクリル酸や無水マレイン酸等のビ
ニルモノマーをグラフトしたポリプロピレンなどの通常
のプロピレン重合体を対象とすることができるものであ
るが、共重合体の場合は、プロピレンを少なくとも50重
量%以上含むものである。これらのうち、特にプロピレ
ン−エチレンブロツク共重合体がエチレン系樹脂との相
溶性の面で好ましい。
これらプロピレン重合体は、組成物の成形性、機械的性
質、特に剛性および耐熱性等の要求性能に応じて適当な
グレードインデツクスのものを選定することができる。
一般には、メルトフローレート(MFR)が0.2〜30g/10分
のものが選ばれる。
(b)エチレン系樹脂: 本発明で使用するエチレン系樹脂は、密度が0.945g/cm3
以上のエチレン系重合体(いわゆる高密度ポリエチレ
ン)、密度が0.901〜0.935の線状ポリエチレン、エチレ
ン・メタクリル酸共重合体の金属塩(いわゆるサーリ
ン)である。
このエチレン系樹脂は、シートの絞り性を向上させると
ともに、ポリプロピレンシートの垂れ量を減少させる。
(c)カーボンブラツク: 本発明で使用するカーボンブラツクは、フアーネスブラ
ツク、チヤンネルブラツク等一般のカーボンブラツクを
利用することができる。カーボンブラツクはシートの絞
り性の向上、導電性の向上に寄与する。特に、比表面積
の大きいS.C.F.(Super Conductive Fnrnace)、E.C.F.
(Electric Conductive Furnace)、ケツチエンブラツ
ク(AKZO社商品名)を用いると少量の配合で高度の導電
性が得られる点で有利である。
(d)無機質フイラー: シートの剛性を向上させるとともに、絞り性を向上させ
る無機質フイラーとしては、周期律表第I族〜VIII族の
金属原子(たとえばNa、K、Ca、Mg、Ba、Zn、Al、Fe、
Ti等)およびケイ素の酸化物、水酸化物、硫化物、炭酸
塩、硫酸塩、ケイ酸塩またはこれら化合物のいくつかが
存在する各種粘土鉱物の中で微細な固体物質であるもの
を用いることができる。具体的には例えば酸化鉄、酸化
亜鉛、酸化チタン、アルミナ、シリカ、酸化カルシウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化
カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(重
質、軽質、コロイド)、硫酸バリウム、硫酸カルシウ
ム、ケイ酸カルシウム、タルク、ウオラストナイト、ク
レー、ガラスビーズ、ガラス粉末、ケイ砂、石英粉、シ
ラス、ケイソウ土等を挙げることができる。これらは二
種以上併用することもできる。
これら無機質フイラーの粒径は要求性能に対応した適当
な領域のものを選ぶことができる。一般には20μ以下、
特に5μ以下の平均粒径のものが好適である。
(任意成分) これら(a)、(b)、(c)および(d)成分の他
に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、プロピレン・エチレン
共重合体ゴム、プロピレン・エチレン・ジエンモノマー
共重合体ゴム、ポリスチレン、ABS、SBS等を配合するこ
とができる。
(組成比) 本発明は上述の如き(a)プロピレン系樹脂、(b)エ
チレン系樹脂、(c)カーボンブラツクおよび(d)無
機質フイラーを使用するものであるが、それらの配合割
合は、(a)を(a)+(b)+(c)基準で15〜82重
量%、好ましくは60〜25重量%、(b)を(a)+
(b)+(c)基準で15〜82重量%、好ましくは35〜60
重量%、(c)を(a)+(b)+(c)基準で3〜50
重量%、好ましくは5〜25重量%および(d)を(a)
+(b)+(c)100重量部に対して0〜50重量部、好
ましくは15〜50重量部の範囲が好適である。
(b)成分のエチレン系樹脂の量が上記の範囲未満のも
のは、成形加工性(絞り性、垂れの減少)、成形品外観
が悪化し、また上記範囲超過のものは成形品の強度が悪
化する場合がある。
カーボンブラツクの配合量が上記範囲未満では絞り性の
向上に乏しく、また上記範囲超過では機械的性質が低下
およびシートの垂れが増大して好ましくない。
無機質フイラーの多量の使用は成形性や成形品の強度の
低下につながるので用いる場合は、(a)と(b)成分
のポリオレフイン樹脂分の和の1〜50重量%の割合で
(d)成分を、かつ、(c)と(d)の成分の和で、ポ
リオレフイン樹脂分の3〜90重量%の割合で用いる。
シート形成組成物は、たとえばバンバリーミキサー、ロ
ール、ブラベンダープラストグラムなどのバツチ式の混
練機のほかに、一軸押出機、二軸押出機などの連続式の
押出機で容易に得ることができる。配合順序は特に限定
されるものではなく、配合物を一度に混合して混練する
方法のほかに、初めにバツチ式あるいは連続式の押出機
でエチレン系樹脂とカーボンブラツクとを混練してお
き、その混練物とプロピレン系樹脂および、無機質フイ
ラーを混練することもできる。初めにエチレン系樹脂と
無機質フイラーとカーボンブラツクとを混練しておき、
その混練物とプロピレン系樹脂とを混練することもでき
る。また、エチレン系樹脂と無機質フイラーとカーボン
ブラツクの混練物とプロピレン系樹脂とをドライブレン
ドして押出成形に供してもよい。
(成形) 押出成形により0.3〜5mm厚のシート状物とされたシート
は、(a)のプロピレン系樹脂の融点より高い温度に加
熱、溶融され、差圧成形法やスタンピング成形法、マッ
チドダイ成形法等の絞り成形法を用いて絞り成形され
る。絞り比が、0.05〜3.5までの成形品を得ることがで
きる。
成形品の外観を向上させるために、特開昭59-165654号
公報に開示されるように、この(a)、(b)、(c)
および(d)の組成物よりなる基材シートの表面に、肉
厚比率で50%以下の割合でポリプロピレンの光沢層や顔
料を配合したポリプロピレンの着色層を設けた積層シー
トとし、これを絞り成形してもよい。
(用途) この成形品は容器、玩具、冷蔵庫内装材、自動車内装材
等として有用であり、特にカーボンブラツクが導電性を
有することからICパーツの容器、プリンターやコンピユ
ータのパツケージの電磁波シールド材として有用であ
る。
シートの製造例 例1 プロピレン・エチレンブロツク共重合体(MFR0.5g/10
分、融点161〜163℃)27重量部、密度0.950g/cm3の高密
度ポリエチレン64重量部、ケツチエンブラツク9重量部
および平均粒径3μのタルク22重量部よりなる混合物を
三菱重工業製押出機(口径50mm%、L/D24)を用い、220
℃で溶融混練し、コートハンガーダイより225℃でシー
ト状に押し出し、タツチロールで冷却し、肉厚1mmのシ
ートを得た。
例2〜9 表1に示す組成物を用いる他は例1と同様にして肉厚1m
mのシートを得た。
例10 (i)光沢表面層に供する樹脂:MFR2.0g/10分、沸騰ヘ
プタン抽出残量99重量%の結晶性プロピレンホモ重合体
を用いた。
(ii)絞り層に供する樹脂:エチレン含量5重量%、MF
R0.5g/10分、沸騰ヘプタン抽出残量98重量%の結晶性プ
ロピレン・エチレンブロツク共重合体30重量部と、密度
0.950g/cm2、MFR0.6g/10分のポリエチレン45重量部、カ
ーボンブラツク25重量部および粒径1.5μのタルク20重
量部よりなる混合物を押出機で混練してストランド状に
押出し、カツテイングしてペレツトにした。
上記(ii)の絞り層用樹脂ペレツトを口径90mmの押出機
を用いて230℃で幅700mmの3層マルチマニホールドダイ
に供給し、また(i)の光沢層用樹脂を別の口径40mmの
押出機を用いて220℃で同じダイに供給した。ダイの温
度は220℃であつた。ダイから押し出された溶融シート
は、幅700mmの3本ロールにて順次冷却固化し、次いで
コロナ放電処理して真空成形用積層体シートを得た。ロ
ールの温度は、ダイに近いロールから40℃、95℃、50℃
であり、ロールの回転スピードは1.5m/分であつた。シ
ート厚みは、全体で1.5mmであり、光沢表面層は0.15m
m、絞り層(中間層)は1.35mmであつた。
例11 プロピレン・エチレンブロツク共重合体100部とタルク2
2部との混合物を220℃でシート状に押出し、冷却して肉
厚1mmのシートを得た。
実施例1〜8、比較例1〜4 前記例1〜例11で得たシートを次の方法で評価した。結
果を表1に示す。
(1)絞り性:厚み約1.5mmの単層または多層シート
を、中央に150mm径の穴を有する2枚の板(250mm×250m
m×3mm)の間に挾み、断熱箱の中に水平にセツトする。
この時、多層シートの場合は光沢層を上面とする。
次にシートを均一に加熱出来るように、450℃に加熱さ
れたヒーターをシート上面15cmの高さにスライドさせ
る。
加熱されたシートは、まずヒーター側に膨張する。その
後、シートの厚み方向に均一に昇温が進むと、シートは
再び水平となり、それ以後は、シートの自重により垂れ
下がりが進行する。
ここで、1項目につき多数のシートを試験するが、初回
のシートがこの再び水平になる状態の時間を基準とし
て、その前後に±5秒、±10秒、±15秒……5秒の間隔
でヒーターを取り除いていき、先端R40mm、直径80mm径
でフエルトを巻いた押込みプラグを押込速度400mm/秒、
圧力1.0kg/cm3で150mm又は300mmまで押し込む。その時
の絞り比は1.0である。
冷却後、押込プラグを抜き取り、成形物に光を通すか、
またはダイヤルゲージで厚みムラを観察する。
以上の手法を用い、各予熱時間における成形品の絞り比
と肉厚ムラを観察し、絞り比が1.0および2.0であり、か
つ厚みムラのない成形品が得られる予熱時間を測定す
る。
この予熱時間が長い程、成形可能温度範囲が広く成形性
の良いシートと言える。
(2)限界絞り比 絞り性評価方法と同様の方法で実施するが、適正な加熱
時間範囲内で、絞り比(D/W)つまり、プラグ押込み量
を除々に増加させてゆきいかなる加熱時間でも所定の絞
り比で成形が出きない(成形時に破断する)ところまで
評価する。
ここで、成形品が破断せずに絞れる最大の絞り比を限界
絞り比とする。
(3)垂れ量 加熱面が230mm×230mmの正方形の穴を有するクランプ枠
にシートを固定し、絞り性評価で使用した加熱装置で、
150秒間加熱し、その時点でのシートのタレ量(シート
水平位置を基準として最大にシートがタレている部分の
基準からの距離)を0.5mm単位のスケールで測定する。
(4)三点曲げ強度 JIS-K7203に準拠。
(5)表面固有抵抗 三菱油化(株)製表面抵抗計「ロレスター」(四端子
法)により測定。
【図面の簡単な説明】
第1図は、絞り成形された成形品の斜視図である。図
中、Dは成形品の賦形された部分の深さ、Wは成形品の
賦形された部分の幅を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿崎 哲司 三重県四日市市東邦町1番地 三菱油化株 式会社樹脂研究所内 (72)発明者 水谷 敏和 三重県四日市市東邦町1番地 三菱油化株 式会社樹脂研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−184237(JP,A) 特開 昭55−165654(JP,A) 特開 昭55−108433(JP,A) 特開 昭58−142810(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記(a)〜(d)からなる樹脂組成物で
    あって、(a)+(b)+(c)基準で、(a)を15〜
    82重量%、(b)を15〜82重量%、(c)を3〜50重量
    %および、(d)を(a)+(b)+(c)100重量部
    に対して0〜50重量部配合した樹脂組成物 (a)プロピレン系樹脂 (b)エチレン系樹脂 (c)カーボンブラック (d)無機質フィラー よりなる樹脂シートを、(a)のプロピレン系樹脂の融
    点よりも高い温度に加熱して溶融軟化させ、ついで絞り
    成形することを特徴とする樹脂シートの絞り成形方法。
  2. 【請求項2】樹脂組成物中の(b)成分のエチレン系樹
    脂が線状ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の樹脂シー
    トの絞り成形方法。
  3. 【請求項3】樹脂組成物における(a)成分のプロピレ
    ン系樹脂と(b)成分のエチレン系樹脂の和100重量部
    に対し、(c)成分のカーボンブラックと(d)無機質
    フィラーが、両者の和〔(c)+(d)〕で3〜90重量
    部の割合で用いられることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の樹脂シートの絞り成形方法。
  4. 【請求項4】樹脂組成物における(a)成分のプロピレ
    ン系樹脂と(b)成分のエチレン系樹脂の和100重量部
    に対し、(d)成分の無機質フィラーが1〜50重量部の
    割合で用いられることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の樹脂シートの絞り成形方法。
  5. 【請求項5】樹脂シートの絞り比D/Wが1.0〜3.5である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の樹脂シー
    トの絞り成形方法。
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