JPH1120017A - 繊維強化熱可塑性樹脂層を有する多層成形体とその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面シートとバックアップ材から構成された積
層シートを真空、圧空または低圧プレスによって成形
し、高度の機械的物性および外観の多層成形体を得る。 【解決手段】熱可塑性樹脂シートと繊維強化熱可塑性樹
脂シートとを順に重ね、各シートを異なる成形温度にそ
れぞれ独立に温度制御し一体に差圧成形する多層成形
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車部品、サニタ
リー部材（天井、壁、浴槽）家電製品のハウジング、建
材等、外観の意匠性の要求が強くかつ軽量で剛性が必要
な繊維強化熱可塑性樹脂積層体とその成形方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化熱可塑性樹脂シートを用いて真
空成形（差圧成形）する時の大きな問題は、繊維強化熱
可塑性樹脂の融点又は軟化点を超える温度にまで予熱す
ると熱可塑性樹脂によって抑えられていた強化繊維が、
樹脂が軟化するにつれて弾性力を回復しシート厚が予熱
前の厚さの１０倍程度にまで膨張（スウェリング）し
て、シート内部に空気を巻き込んでしまうことである。
これを比較的低圧で成形した成形品には内部に空気溜ま
りが残存し、著しく外観が劣る。この問題について、特
開平７−１１７１１４号公報では、繊維強化熱可塑性樹
脂シートの両面にこの繊維強化樹脂のマトリックスを形
成する熱可塑性樹脂（ａ）より高い融点又は軟化点を有
する熱可塑性樹脂シート（ｂ）を積層し、この複合シー
トを予熱して成形する際に、全周縁部を熱可塑性樹脂
（ａ）の融点又は軟化点以下の温度に保持して成形する
ことが開示されている。これは、繊維強化熱可塑性樹脂
シートの両面をより融点の高い樹脂シートで覆い、さら
に周縁部を低温に保持して成形時に強化繊維がふくらん
だり空気を巻き込むことを防止しようとするものであ
る。しかし、この先行技術では、繊維強化熱可塑性樹脂
シートは厚み１．３ｍｍであり、両面に積層される熱可
塑性樹脂フィルムは０．０３〜０．２ｍｍ（３０〜２０
０μｍ）といずれも薄いものしか成形できない、特に表
面の熱可塑性樹脂シートの厚みが０．０３〜０．２ｍｍ
と薄いため、表面硬度を要求されたり、表面意匠性（色
調、平滑性）を求められる場所には利用できない。ま
た、表面の破れが起こりやすく、意匠性においては強化
繊維であるガラス繊維（ＧＦ）の透け、凹凸の発生など
が現れるためである。さらに熱可塑性樹脂フィルムの制
約条件として、繊維強化熱可塑性樹脂シートで使用され
ている樹脂より融点、軟化点が１０℃以上高い必要があ
る等の問題がある。また従来法では繊維強化熱可塑性樹
脂シートは、乾燥法によって製造されたものであるた
め、材料の伸びにくさのためやぶれや剥離が起こり満足
な成形品が得られなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】表面硬度や表面意匠性
が付与された繊維強化熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂の成
形品を考えるなら、熱可塑性樹脂層の厚みは１〜６ｍｍ
程度は必要である。繊維強化熱可塑性樹脂と熱可塑性樹
脂層を合わせるとトータル厚みで最大１０ｍｍ程度にな
り、これらを同時に成形でき、軽量で機械的強度の高い
樹脂多層成形品が切望されているが、従来このような成
形品は得られていない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の問題
点を解決するために成形時の積層シートの温度条件を検
討し、特定の温度条件で差圧成形することによって熱可
塑性樹脂層（Ｂ）の厚みが１〜６ｍｍといった厚いシー
トにバックアップ材である繊維強化熱可塑性樹脂シート
（Ａ）を積層しても表面欠陥や内部欠陥のない多層成形
品が得られることを知見し、本発明を完成した。

【０００５】本発明は、表面意匠性を有する熱可塑性樹
脂シートと繊維強化熱可塑性樹脂シートを積層し、各層
を異なる成形温度にそれぞれ独立に温度制御し、かつ、
各層を同時に差圧成形して得られる多層成形体である。
また、前記繊維強化熱可塑性樹脂層が熱可塑性樹脂８０
〜３５ｗｔ％と強化繊維２０〜６５ｗｔ％を含有し、前
記繊維強化熱可塑性樹脂シートが、熱可塑性樹脂粉粒体
と不連続繊維を水中に分散し、脱水、熱プレスする抄紙
法で製造され、前記繊維強化熱可塑性樹脂シートのマト
リックス樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、アク
リル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＣ、ＡＢ
Ｓ、ポリアミド、ポリエステル、およびこれらのブレン
ドよりなる材料から選択される。

【０００６】さらに、前記繊維強化熱可塑性樹脂シート
の強化繊維が、チョップドガラス、ロービングガラス、
アラミド繊維、カーボン繊維、セラミックス繊維、金属
繊維および各種ウイスカーからなる群から選択される少
なくとも１つであり、前記表面意匠性を有する熱可塑性
シートが、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、
カーボネート、ポリスチレン、ＰＶＣ、アクリル変性Ｐ
ＶＣ、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリエステル、およびこれ
らのブレンド、さらにこれらの異種の多層体から選択さ
れ、前記熱可塑性樹脂シートの厚みが１．０〜６ｍｍで
ある。

【０００７】また本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂シー
トと表面意匠性を有する熱可塑性樹脂シートとを積層し
てクランプし、差圧力を用いて一体成形することを特徴
とする多層成形体の成形方法であり、前記一体成形が、
積層シートが異なる成形温度で成形されるように、各層
の温度を独立に制御して成形する多層成形体の成形方法
である。

【０００８】以下に、本発明を詳細に説明する。

【０００９】（１）繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）強化繊維 本発明の真空圧空成形される多層成形体の繊維強化熱可
塑性樹脂シート層に用いられる強化用繊維は、ガラス繊
維、炭素繊維、金属繊維、その他無機繊維、有機繊維な
どを挙げる事ができる。その中では特にガラス繊維が一
般的である。ガラス繊維を主体としてカーボン繊維、ア
ラミド繊維、金属繊維、セラミック繊維などを本発明の
趣旨に外れない限り併用する事も可能である。ガラス繊
維としてはチョップドストランドを使用するのが一般的
である。なおこのチョップドストランドは用途に応じて
アミノシランカップリング剤、エポキシシランカップリ
ング剤、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ
ウレタン等の収束剤等で表面処理を施したものを用いる
事ができる。

【００１０】熱可塑性樹脂 本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シート層に用いられる樹
脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性Ｐ
Ｐ、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、Ａ
ＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート）、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリサルホン、
ポリフェニレンスルファイドなどを挙げる事ができる。
これらの樹脂は単独のみならず、２種類またはそれ以上
の混合物や共重合体としても使用する事ができる。ま
た、これらの樹脂シートの積層体であってもよい。さら
に樹脂中に充填剤や、耐候性向上剤、強度向上のための
添加剤等を配合する事が可能である。各種樹脂の中から
強度、剛性、などの物性面からポリプロピレン、ポリエ
ステル、などが有望であり、成形性、経済性、リサイク
ル性などを考えるとポリプロピレンが特に好ましい。

【００１１】配合割合 本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）中の熱可塑
性樹脂の比率は、８０〜３５重量％（強化繊維は２０〜
６５重量％）まで混合される。好ましくは、８０〜６０
重量％（強化繊維は２０〜４０重量％）である。熱可塑
性樹脂の配合割合が８０重量％を超えると得られる成形
品の剛性向上への寄与が小さくなり、逆に２０重量％未
満になると成形良品が得られなくなる。

【００１２】厚 み 繊維強化熱可塑性樹脂（Ａ）のシートの厚みは２〜１０
ｍｍの範囲で成形可能である。好ましくは３〜６ｍｍで
ある。２ｍｍ未満では成形品の厚みが剛性を得るまでの
充分な機械的強度がなく、１０ｍｍ以上では差圧成形が
困難である。

【００１３】繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）の製造
法 水中や水泡中で熱可塑性樹脂粉粒体と一定長さまたは
異なる長さの強化繊維を混合、分散させた後、抄紙法に
より中間製品であるウエブを作製しさらに加熱、加圧、
冷却により繊維強化熱可塑性樹脂シートとする方法（湿
式法）。 熱可塑性樹脂粉粒体と強化繊維を混合分散させた後、
混合物をウエブ状にし加熱、加圧、冷却をして繊維強化
熱可塑性樹脂シートとする方法（乾式法）。などが挙げ
られる。 本発明では、どのような製造方法により得られる繊維強
化熱可塑性樹脂シートを用いてもよいが、強化繊維がよ
り均一に分散し、強度が安定し、低圧でも成形性が良好
な湿式法で作製された繊維強化熱可塑性樹脂シートを用
いることが特に好ましい。

【００１４】（２）熱可塑性樹脂シート（Ｂ）熱可塑性樹脂（Ｂ） 本発明の熱可塑性樹脂シート（Ｂ）に用いる樹脂として
は上記に示す繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）で使用
可能な熱可塑性樹脂（Ａ）中から選ぶ事ができる。また
樹脂中に充填剤、安定剤、着色剤、耐候性向上剤などを
添加した材料を使用する事ができるのも同様である。こ
れらの熱可塑性樹脂シート（Ｂ）の厚みは、０．２ｍｍ
〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜６ｍｍで成形され
る。厚みが１０ｍｍを超えると成形が不十分になり多層
成形体の外観不良となる。また０．２ｍｍ未満では表面
に強化繊維の弾性回復による熱膨張によるＧＦの浮き上
がりまたは時にはシートの破れが生じるケースが現れ
る。これらの熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点または軟化点
は、繊維強化熱可塑性樹脂（Ａ）で使用の樹脂より３０
〜６０℃程度の温度差（高、低いずれでも可）があって
も後述の方法で独立に温度制御することにより成形に支
障はない。

【００１５】湿式法の１例を挙げると、水に１〜５重量
％の界面活性剤を加え良く泡立てた液中でポリプロピレ
ン（ＰＰ）／ＧＦ（チョップドストランド）を十分に攪
拌し、抄紙法により、ウエブを作製する。これを加熱、
加圧、冷却することにより繊維強化熱可塑性樹脂シート
を製造する。抄紙法で製造される繊維強化熱可塑性樹脂
シート（例、商品名ＫＰシート）は、本発明の積層シー
トとして成形すれば、真空成形においても繊維量の均一
性が維持され１ｋｇ／ｃｍ² 程度の大気圧または１〜１
０ｋｇ／ｃｍ² の圧空または１０〜３０ｋｇ／ｃｍ² の
プレス圧で成形できるのが特徴である。またＧＦが深し
ぼり方向へも均一に分散しており成形後の収縮が小さい
事も特長である。

【００１６】接着層 繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）とこれに積層される
熱可塑性樹脂シート（Ｂ）との間には、成形時に熱融着
を行ってもよいし、接着層が設けられていてもよい。接
着層はホットメルト接着剤シートを挟み込み成形時にホ
ットメルトを軟化して繊維強化熱可塑性樹脂シート
（Ａ）と熱可塑性樹脂シート（Ｂ）とを接着する。ホッ
トメルトに用いるのは、ポリオレフィン（ポリエチレ
ン、ポリプロピレン）系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリ
エステル系樹脂が好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト（Ａ）のマトリックス樹脂と熱可塑性樹脂シート
（Ｂ）の樹脂が異なり、熱融着のみでは充分な接着性が
得られない場合には、接着層を有することが好ましい。

【００１７】本発明は、以上で説明した熱可塑性樹脂シ
ートを表面材とし、繊維強化熱可塑性樹脂シートをバッ
クアップ材として積層し、各層を異なる成形温度にそれ
ぞれ独立に温度制御し、かつ、各層を同時に（一体的
に）差圧成形して得られる多層成形体であって表面意匠
性を有する成形体である。ここで表面意匠性を有すると
は、表面の熱可塑性樹脂シート（Ｂ）が繊維強化熱可塑
性樹脂シート（Ａ）と積層して差圧成形されても、単層
で最適温度範囲で差圧成形された時と全く変わらない表
面性状を有することをいい、具体的には表面に破れがな
く強化繊維の透け、凹凸の発生が実質的にないことをい
う。

【００１８】従来、このような表面意匠性を有し、しか
も表面の熱可塑性樹脂シート（Ｂ）が０．２〜１０ｍｍ
好ましくは０．５〜６ｍｍであり、バックアップ材の繊
維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）が２〜１０ｍｍ好まし
くは３〜６ｍｍである差圧成形された多層成形体は得ら
れていない。

【００１９】すなわち上述の積層シートを成形倍率（展
開倍率、成形後の表面積の成形前の表面積に対する割
合）が１５０％以上、好ましくは２５０％以上の成形体
として差圧成形した場合に、表面材単層で成形された場
合と実質同等な表面性状を有し、しかも成形体のアイゾ
ット衝撃強度が２０ｋｇｆｃｍ／ｃｍ² 以上、好ましく
は３５ｋｇｆｃｍ／ｃｍ² 以上のものは従来品にない軽
量性と強度を備えた表面意匠性を有する多層成形体であ
る。

【００２０】次に本発明の多層成形体の好適な差圧成形
の１例を図面を用いて説明する。 加熱装置 図１は本発明の成形体の成形方法の１例に用いられる加
熱制御装置の概要を示したもので、５は箱状のフレーム
６に多数の発熱応答性の優れたヒーターエレメント７を
配置した上ヒーターである。８は該ヒーターエレメント
７の温度を検出する上ヒーター温度センサー、９はフレ
ーム６の上部に設置した上シート１の表面温度を計測す
る赤外線放射温度計の第１温度センサーである。同様
に、１０は箱状のフレーム１１に多数の発熱応答性の優
れたヒーターエレメント１２を配置した下ヒーター、１
３は該ヒーターエレメント１２の温度を検出する下ヒー
ター温度センサー、１４はフレーム１１の下部に設置し
た下シート２の表面温度を計測する第２温度センサーで
ある。１５は上シート１と下シート２を上下に重ねた多
層シート、必要な場合は上シート１と下シート２との間
に接着剤層３を有する、の側縁をクランプするクランプ
手段であり、多層シートはクランプ手段１５で梱まれて
搬送手段（図示せず）により上ヒーター５と下ヒーター
１０の間に供給される。

【００２１】ＣＲＴは上シート１と下シート２の各加熱
目標温度値Ｔｓ₁ 、Ｔｓ₂ 、上ヒーター５と下ヒーター
１０の点火率及び樹脂シート加熱時間ｔ等を入力するた
めの入力手段である。ＣＰＵはコンピューターを表し、
上記加熱目標温度値Ｔｓ₁ 、Ｔｓ₂ と各シートの加熱前
の表面温度実測値Ｔ₁ 、Ｔ₂ との偏差量ａ、ｂに対する
上ヒーター５と下ヒーター１０の各温度制御量α、βを
演算する等の種々の計算機能、前記ヒーター５、１０の
点火率に基づいて各ヒーターの温度最大値ＴＨ ₁ 、ＴＨ
₂ を決定するためのデータベースを記憶し収納する機
能、その他通常の小形コンピューターに準ずる機能を備
えるものである。ＳＳＲは上ヒーター５と下ヒーター１
０の発熱量の制御を行うためのサイリスター等からなる
制御手段、ＳＱはプログラマブルロジック調節器（通称
ＰＬＣ）や入出力局等を備えたシーケンス手段たるシー
ケンサーを表し、前記上ヒーター温度センサー８、第１
温度センサー９、下ヒーター温度センサー１３及び第２
温度センサー１４からの検出信号を受け、各制御手段Ｓ
ＳＲに電力供給指令を出力する等の機能をもつ。

【００２２】加熱方法 以上の装置を用いて行う温度制御は、上ヒーターと下ヒ
ーターの間に供給される熱可塑性樹脂シートと繊維強化
熱可塑性樹脂シートを上下に重ねた多層シートに対し、
それらの各々の表面側から同時に加熱して成形に適する
温度に加熱制御する方法であって、上シートと下シート
の加熱目標温度値、上ヒーターと下ヒーターの点火率及
びシート加熱時間を入力手段により設定し、加熱開始指
令に基づき上シートの表面温度を第１温度センサーで検
出すると共に下シートの表面温度を第２温度センサーで
各々検出し、予め設定した前記加熱目標温度値とその検
出された各実測値との偏差量に対する各ヒーターの温度
制御量をコンピューターにより演算し、その温度制御量
の信号をシーケンス手段を介して制御手段に伝え、該制
御手段により各ヒーターの発熱量の制御を行い、加熱さ
れた各シートの表面温度の実測値の信号を前記コンピュ
ーターにフィードバックして新たな温度制御量を演算
し、その補正された温度制御量に基づいて各ヒーターの
発熱量を制御することを繰り返して、上シート及び下シ
ートの温度を各々の加熱目標温度値に近づくように制御
する。

【００２３】上シートと下シートの各加熱目標温度値、
上ヒーターと下ヒーターの点火率及び樹脂シート加熱時
間を入力手段により入力して、加熱開始指令を発する
と、その指令に基づき上ヒーターと下ヒーターの間に供
給された上シートと下シートの表面温度が第１、第２温
度センサーで夫々検出される。コンピューターにより前
記加熱目標温度値とその検出された各実測値との偏差量
が計算され、それらの偏差量に対応した各ヒーターの温
度制御量が演算され、その温度制御量の信号がシーケン
ス手段を介して制御手段に伝えられる。そして、該制御
手段により各ヒーターの発熱量の制御が行われて樹脂シ
ートの加熱が始められる。上シート及び下シートの実測
値が各々の加熱目標温度値に達し、又はシートの実加熱
時間が当初の設定値となったときに加熱が終わる。

【００２４】上シート、下シートの何れかが加熱目標温
度値に達していないとき、又は実加熱時間が設定値以下
のときはシートの表面温度が再び検出される。検出され
た実測値の信号は前記コンピューターにフィードバック
されて、新たな温度制御量が演算される。該当するヒー
ターの発熱量が、その補正された温度制御量に基づき当
初の加熱目標温度値に近づくように自動的に制御され
る。

【００２５】このような加熱制御方法とすれば、異種材
料の積層シートの厚さ及び熱伝導率等の相違に拘わら
ず、簡単な入力操作によって重ねられたシートを成形に
適した温度に短時間で効率的に加熱し、安定した温度に
維持することができる。

【００２６】例えば図４は、強化ガラス繊維シート（上
シート、厚さ２．５ｍｍ）とＡＢＳ樹脂シート（下シー
ト、厚さ２．５ｍｍ）を重ねた多層シートを加熱制御し
た場合につき、各シート温度及びヒーター温度と加熱時
間との関係を表したグラフを示す。ここで、上シートの
加熱目標温度値Ｔｓ₁ ＝１２０℃、上ヒーター点火率＝
８、下シートの加熱目標温度値Ｔｓ₂ ＝１４０℃、下ヒ
ーター点火率＝１０、シート加熱時間ｔ＝１８０秒であ
る。

【００２７】このグラフから、上下のシートは加熱開始
後約５０秒で１００℃付近まで加熱され、上ヒーターが
５０秒、下ヒーターが８０秒を過ぎたあたりから各ヒー
ターの温度が徐々に下げられて、各シートは１５０秒付
近で各々の加熱目標温度に近づき、その後安定状態とな
ることが認められた。

【００２８】本発明の多層成形体は、以下の組合わせの
積層シートとした場合、熱可塑性樹脂シートの成形温度
と繊維強化熱可塑性樹脂シートの表面温度をそれぞれ以
下の温度範囲に設定し、一体で差圧成形するのが好まし
く、この温度設定で、より表面意匠性に優れた多層成形
体が得られる。特に、熱可塑性樹脂シートがアクリルが
主成分であり、繊維強化熱可塑性樹脂シートがポリプロ
ピレンを主成分とするマトリックスにガラス繊維含有で
ある場合に好ましい。これらの材料温度は、本発明者等
により熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度（ＨＤＴ）値＋２
０〜１００℃、好ましくはＨＤＴ＋７０〜１００℃の範
囲でほぼ成形可能な温度となることがわかってきた。従
って、各材料のＨＤＴ値より目標とする最適成形温度を
容易に推定することができる。本発明法により表面意匠
性を有する熱可塑性樹脂シートと繊維強化熱可塑性樹脂
シートを積層し、各層をそれぞれ成形温度及び表面温度
で独立に温度制御する場合の好適な温度値は、それぞれ
の材料の熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度値を指標として
決定することができる。具体的樹脂それぞれについての
好適値を表１に示す。

【００２９】 荷重たわみ温度（ＨＤＴ）：ＪＩＳ Ｋ ６７４５により測定、軟化温度は抗張 力（ｋｇｆ／ｃｍ² ）で決定した。 架橋アクリル（サニタリー用メタアクリル） １０７℃（一般キャスト板７１〜１０２℃） ＰＰ ４９〜６０℃（タルク入り５６〜８２℃） ＰＣ １２１〜１３５℃ ＡＢＳ ８８〜１０７℃ ＰＶＣ ６０〜７７℃ アクリル変性ＰＶＣ ７３〜９０℃

【００３０】シートのクランプ 繊維強化熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂の多層真空、圧空
成形は、両者を４辺、または必要な数点でクランプし固
定して成形するのが好ましい。クランプは金属、発泡
体、ゴム等特に材質は問わず適宜使用される。

【００３１】成形 繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）と熱可塑性樹脂シー
ト（Ｂ）の真空、圧空成形は真空および圧縮空気の力で
延伸しながら製品形状に成形する。成形品の肉厚は、延
伸過程においてシートが型に接触した時点で決定され
る。すなわちシートは成形開始と同時に均一な真空圧空
力で成形品形状に延伸される。一方で型と接触した部分
のシートは、表面温度が急冷され延伸が不可能になり厚
みが固定される。これらの過程を経て最終的に延伸され
たシートが型表面に接触し冷却が完了すると成形品が得
られる。

【００３２】具体的方法として １．雌型使用で型側より真空引きし成形する。 ２．雌型使用で上部を密閉し圧縮空気で成形する。 ３．１、２を併用する方法。 ４．雌型使用において補助プラグで一旦材料を型近傍ま
で延伸した後真空引きし成形する方法。 ５．雄型使用で型側より真空引きし成形する。 ６．雄型使用で上部を密閉し圧縮空気で成形する。 ７．４、５を併用する方法。 などがあり本発明においてはいずれの方法にも制限され
ない。これら真空、圧空成形においては、０．３〜１０
ｋｇｆ／ｃｍ² 好ましくは０．５〜７ｋｇｆ／ｃｍ² 程
度の圧力をかけることで実施される。

【００３３】図２、図３は本発明の成形品の成形を行う
のに好適な真空成形機１６の断面図である。図２は雌型
１７を有する真空成形機１６であり、図３は雄型２０を
有する真空成形機１６である。熱可塑性樹脂シートであ
る上シート１は接着剤層３を介して繊維強化熱可塑性樹
脂シート１である下シート２と積層され、クランプ手段
１５で周縁部をクランプされる。加熱された積層シート
は、必要により補助プラグ１８でシートを伸ばしつつ型
に接触させる。型に接触する直前に型１７、２０、設け
られた空気穴１９から真空ポンプ等で積層シートと型１
７、２０との間にある大気を排出させる。

【００３４】

【実施例】

（実施例１）繊維強化熱可塑性樹脂シートと熱可塑性樹
脂シートとの成形実施例を以下に示す。図１には成形前
段階の加熱状態を示す。真空成形機付近に設置されてい
る遠赤外炉または対流式炉に繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト（ＫＰシート）２と接着剤層３および熱可塑性樹脂シ
ートとして（サニタリー用メタアクリル板）１を重ねク
ランプ手段１５で押さえて表１に示す所望の設定温度で
所定時間加熱する。上面、下面を独立した設定温度に制
御して加熱して品位の高い成形品を得る事ができた。

【００３５】２種のシート材料が成形可能な温度に達し
てから図２、図３で示す真空成形機１６に送った。次に
補助プラグ１８で一旦シートを伸ばした上で同時に雌型
１７を上昇させて材料を十分伸ばした状態で型に当たる
直前に空気穴１９から真空ポンプ等でシート１＋３＋２
と型１７の間にある大気を排出させシート１＋３＋２の
型締めを完了した。これらの過程を経て大気圧と同等圧
力で型じめされたシート１＋３＋２は型１７に対応した
異なる表面意匠性を持つ異種材料２層の成形品（ボック
ス成形品、図５参照）が得られた。伸び率は３０％であ
った。

【００３６】（実施例２）図３に示した雄型２０を用い
て実施例１と同様の圧空成形により成形し模様付きパネ
ルを作製した。別に、成形機として圧縮空気を送り込み
２〜５ｋｇｆ／ｃｍ² の型じめができる圧空成形機や、
上、下型を有するプレス機を使用しても同様の成形を行
うことができた。

【００３７】（実施例３）サニタリー用メタアクリル樹
脂の板厚みを３ｍｍとした以外は実施例１および２と同
様の成形方法で成形した。

【００３８】（実施例４）サニタリー用メタアクリル樹
脂の代わりにＰＰを用いた以外は実施例１および２と同
様の成形方法で成形した。

【００３９】（実施例５）サニタリー用メタアクリル樹
脂の代わりにＰＣを用いた以外は実施例１および２と同
様の成形方法で成形した。

【００４０】（実施例６）サニタリー用メタアクリル樹
脂の代わりにＡＢＳを用いた以外は実施例１および２と
同様の成形方法で成形した。

【００４１】（実施例７）サニタリー用メタアクリル樹
脂の代わりにＰＶＣを用いた以外は実施例１および２と
同様の成形方法で成形した。

【００４２】（実施例８）サニタリー用メタアクリル樹
脂の代わりにサニタリー用メタアクリル変性ＰＶＣを用
いた以外は実施例１および２と同様の成形方法で成形し
た。

【００４３】（比較例１）真空成形機として温度制御機
構が積層シート全体を同時に温度制御するタイプで加熱
し、ＫＰシートのかわりに抄紙法以外の方法で作製した
繊維強化熱可塑性樹脂シートを実施例１と同じ方法で真
空成形した。

【００４４】（比較例２）表面材として厚み０．１６ｍ
ｍのナイロンフィルムを繊維強化熱可塑性樹脂シートに
プレスにてあらかじめ貼合した材料を用いた以外は実施
例１と同様の方法で成形した。

【００４５】＊評価 実施例１で作製したボックス成形品と実施例２で作製し
た模様付きパネルの成形の様子を評価した。評価結果を
表２に示す。さらにＧＦ量と目付量の異なる実施例３〜
８、比較例１、２で表２に示すそれぞれボックスと模様
付きパネルを作成し同様に成形性を評価した。結果を表
２に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】（実施例９〜１４）ＧＦ量と目付量の異な
る繊維強化熱可塑性樹脂シート（ＫＰシート）と表面シ
ートであるサニタリー用メタアクリル樹脂シートとの成
形を実施例１と同様の方法で行った。

【００４８】（比較例３）サニタリー用メタアクリル樹
脂シートのみで成形した以外は実施例１と同様の方法で
行った。

【００４９】＊評価 実施例９〜１４および比較例３の成形結果と物性（アイ
ゾット衝撃値）を評価し結果を表３に示した。繊維強化
熱可塑性樹脂シートとの積層体として成形することによ
りサニタリー用メタアクリル樹脂シート単体より強度が
向上した。

【００５０】 材料／サニタリー用メタアクリル樹脂（厚み５ｍｍ）とＫＰシートとの成形 ボックス：成形倍率２８０％ ○：成形良 △：成形一部不良

【００５１】

【発明の効果】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートと
熱可塑性樹脂シートからなる多層成形体は、表面意匠性
を有し軽量で剛性のある、寸法安定性にも優れているの
で自動車部品、サニタリー部品（浴槽、天井材、壁）、
家電製品のハウジングに極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の成形体の好適な加熱制御装置の概要
を示す模式図である。

【図２】 真空成形機の断面図である。

【図３】 真空成形機の断面図である。

【図４】 本発明に好適な加熱制御装置によるシート温
度及びヒーター温度と加熱時間との関係を示すグラフで
ある。

【図５】 ボックス成形品を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 上シート ２ 下シート ３ 接着剤層 ５ 上ヒーター ６ フレーム ７ ヒーターエレメント ８ 上ヒーター温度センサー ９ 第１温度センサー １０ 下ヒーター １１ フレーム １２ ヒーターエレメント １３ 下ヒーター温度センサー １４ 第２温度センサー １５ クランプ手段 １６ 真空成形機 １７ 凹型 １８ 補助プラグ １９ 空気穴 ２０ 凸型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面意匠性を有する熱可塑性樹脂シートと
   繊維強化熱可塑性樹脂シートを積層し、各層を異なる成
   形温度にそれぞれ独立に温度制御し、かつ、各層を同時
   に差圧成形して得られる多層成形体。
2. 【請求項２】前記繊維強化熱可塑性樹脂層が熱可塑性樹
   脂８０〜３５ｗｔ％と強化繊維２０〜６５ｗｔ％を含有
   する請求項１の多層成形体。
3. 【請求項３】前記繊維強化熱可塑性樹脂シートが、熱可
   塑性樹脂粉粒体と不連続繊維を水中に分散し、脱水、熱
   プレスする抄紙法で製造される請求項１または２に記載
   の多層成形体。
4. 【請求項４】前記繊維強化熱可塑性樹脂シートのマトリ
   ックス樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリ
   ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＣ、ＡＢ
   Ｓ、ポリアミド、ポリエステル、およびこれらのブレン
   ドよりなる群から選択される少なくとも１つである請求
   項１〜３のいずれかに記載の多層成形体。
5. 【請求項５】前記繊維強化熱可塑性樹脂シートの強化繊
   維が、チョップドガラス、ロービングガラス、アラミド
   繊維、カーボン繊維、セラミックス繊維、金属繊維およ
   び各種ウイスカーからなる群から選択される少なくとも
   １つである請求項１〜４のいずれかに記載の多層成形
   体。
6. 【請求項６】前記表面意匠性を有する熱可塑性シート
   が、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、カーボ
   ネート、ポリスチレン、ＰＶＣ、アクリル変性ＰＶＣ、
   ＡＢＳ、ポリアミド、ポリエステル、およびこれらのブ
   レンドよりなる群から選択される少なくとも１つである
   請求項１〜５のいずれかに記載の多層成形体。
7. 【請求項７】前記熱可塑性樹脂シートの厚みが１．０〜
   ６ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の多層成形
   体。
8. 【請求項８】繊維強化熱可塑性樹脂シートと表面意匠性
   を有する熱可塑性樹脂シートとを積層してクランプし、
   差圧力を用いて一体成形することを特徴とする多層成形
   体の成形方法。
9. 【請求項９】前記一体成形が、積層シートがそれぞれ異
   なる成形温度で成形されるように、各層の温度を独立に
   制御して成形する請求項８記載の多層成形体の成形方
   法。