JPS58102754A - 積層成形体及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は繊維強化熱可塑性樹脂シートを芯部とした積
層成形体及びその成形方法に関する。

本発明で云う繊維強化熱可塑性樹脂シートとはガラス繊
維等を強化材とし、熱可塑性ｓｒ脂をマトリックスとし
たもので、特にマット状の比較的長繊維からなる強化材
に熱可塑性樹脂マトリックスを含浸したものである。

そして該シートは得ようとする成形体の大きさに応じて
トリムカットされ（成形前の裁断物を以後ブランクと称
する）、次いで加熱炉中でマトリックス樹脂の軟化温度
以上に加熱軟化され（以後加熱ブランクと称する）、次
いで該加熱ブランクをマトリックス樹脂の軟化温度以下
の温度を保ったマツチドメタルダイ中でプレス成形し、
固化させることによって所望曲面形状をもった成形体に
成形することができる。

この方法によれば、比較的長繊維の強化材を含む熱可塑
性樹脂の大形プレス成形が可能であり、また成形に要す
る時間も短かいという特徴がある。更にはこのようにし
て得られた成形体は、長繊維強化材の補強効果にょシ優
れた物性を示し、スチールに代る軽量構造材料として注
目されている。

しかしながら、該種成形体の短所としては強化材繊維が
成形体表面に浮き出して外観が悪いという点が挙げられ
る。

したがって、該成形体表面に別の装飾表面を積層して形
成することは該種繊維強化熱可塑性樹脂シートからなる
成形体に対し極めて有効となる。

この目的を達成するために、プレス成形を行うに際して
加熱ブランクをマツチドメタルダイの型面に置くとき、
装飾表面を有するシートをこれの上面に重ねておき（以
後該シートをオーバレイシートと称する）、プレスにょ
シ賦形すると同時に両者を結合して一体化することによ
り、成形品表面に装飾表面を張付けることができれば、
経済的に極めて有利な方法である（以後本成形方法をオ
ーバレイ成形と称する）。

そこで繊維質の装飾表面を強化熱可塑性樹脂のプレス成
形品の表面に形成させるため繊維質材料のオーバレイ成
形を試みたところ、加熱ブランクによる熱及びプレス成
形時の圧力によシ表面の繊維質組織が著しく損傷されて
、目的とする装飾表面を得ることをできないことが判明
した。

このことは、加熱ブランク中の溶融樹脂がプレス時の圧
力によυ上、記繊維質組織内部に浸透し、更に表面にま
で浸み出して繊維質の表面の装飾効果を失うためである
。

本発明は繊ａｇ！ｉの良好な装飾表面を保持するための
オーバレイ成形方法について種々検討した結果、装飾表
面をもつ通気性装飾用表皮の裏面に非通気性多孔質層を
ラミネートして装飾用表皮と一体化し、該一体化された
シートをその多孔質層が加熱軟化した繊維強化熱可塑性
樹脂　　□シートの表面に接するように重ね合わせてプ
レス成形することによつ′て以上の目的を達成すること
を見出だし、もって本発明を完成するに至つた。

本発明に用いられる強化熱可塑性樹脂シートにおける強
化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アミド繊維等
が挙げられる。

またマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ［化ビニル、ポリメ
チルメタクリレ−）、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、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、ｌリカーボネート、ポリアセタール等の工業用材料
が挙げられ、これら熱可塑樹脂はマット、クロス、ヤー
ン等の形態に形成された上記繊維強化材に適宜割合で配
合され、一体化された平板状の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートとして供される。

次に本発明に用いられる装飾表面をもつ通気性装飾用表
皮材料としては、各種め天然及び／または合成繊維を素
材とした織布、起毛縁布。

メリヤス編等の編布、植毛布、ニードルパンチカーペッ
トやタフトカーペットのようなカーペット類が挙げられ
る。また、これにラミネートされる独立気泡発泡体すな
わち非通気性多孔質層としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン。

ポリ塩化ビニル等の発泡体のように可撓性のある材料で
変形しやすいものが好ましく、またその発泡倍率は２〜
５０倍程度、厚みは０．１〜５＋ｌＩＩ＋程度のものが
好ましい。また該種独立発泡体の一個にプラスチックフ
ィルムをラミネートしたものも用いることができる。

そしてこれら発泡体は上記繊維質の装飾表面をもつシー
トの裏面に接着剤等を介して強固にラミネートされ、こ
のラミネートされたシートをオーバレイシートとして用
いる。

次に以上の如く構成されたブランク＜ｍ維強化熱可塑性
樹脂）及びオーバ・ルイシートを用いた成形方法につい
て図面を用いて説明する。

先ずブランク１は所要の成形品形状にほぼ合わせてトリ
ムカットされ、次いで第１図のように赤外線加熱炉３中
に入れらべその上下面よシ加熱される。この加熱によ）
マトリックスを構成する樹脂の溶融する温度以上に昇温
され、軟化した加熱ブランク１／となる。この加熱ブラ
ンク１′はマトリックス樹脂が溶融することによってそ
の強化材である繊維の反撥力を抑え込むことができなく
なり、厚み方向に膨張（膨化）する結果、その嵩を増し
て空気を多量に含有することになる。

この加熱ブランク１／を第２図に示す如くマツチドメタ
ルダイの下型４の型面４ａ上に設置し、次いでオーバレ
イシート２をその装飾用表皮２ａが表面となるよう、ま
たその独立気泡層２ｂが加熱ブランク１′と接するよう
にして積層し、次いで直ちに上型６を下降させてプレス
成形を行う。

軟化した加熱ブランク１′を構成する強化材繊維と溶融
樹脂はプレス成形時に上型６が降下して金型が閉じられ
てゆく過程で型内に形成されるキャビティ内を流動して
ゆくが、オーバレイシート２と接する側においてそのプ
レス圧力はオーバレイシート２を介して加熱ブランクに
加えられ、オーバレイシート２の独立気泡発泡体２ｂの
層の表面に沿って流動してゆく。

第３図は同金型が閉じられた状態を示しておシ、その周
縁部における上下金型４，６間はシェアエツジとなシ、
空気を排出するが樹脂の流出を極力抑止すべく微小なり
リアランスｄが設けられている。

以上の成形の過程における最終段階において、マツチド
メタルダイ内部のキャビティ内は加熱ブランク１′とオ
ーバレイシート２で完全に充満され、上記シェアエツジ
クリアランスｄを残して閉じられ、その内部には１００
〜１５０１１：Ｖ−の圧力が加えられ、これによシ脱泡
がほぼ完了する。

また金型４．５はマトリックス樹脂の軟化温度より低い
温度に保たれているために、マトリックス樹脂は金型内
部で冷却固化する。したがって十分冷却暖に上型６を離
間せしめ、成形品を脱型スレばブランク１とオーバレイ
シート２が一体化された所要曲面形状のオーバレイ成形
体を得ることになるのである。

以上のオーバレイ成形の過程で中間層とじて設けられた
独立気泡発泡体層の機能は、第１に加熱ブランク中の溶
融しだ熱可塑性樹脂がプレス成形時の圧力によりｖＡ維
ＰＡ織の内部空隙に浸透することを阻止する。第２に加
熱ブランクからの熱に対する断熱効果及びプレス圧力に
対する線画効果により線維質の表面装飾層の風合を保護
する。例えば線維質が起毛表面等のような場合において
はプレス圧による毛倒れや、その毛倒れ状能において熱
による永久変形等の防止が行われる。第３には加熱ブラ
ンク中の溶融した樹脂が独立気泡発泡体の発泡表皮の一
部を軟化させて破壊し、表面層の発泡セルの内部に侵入
し、これによって熱可塑性樹脂が冷却固化した時独立気
泡発泡体の層と強化熱可塑性ａｔ脂層との間に物理的な
投錯効果によシ強力な結合力が生ずる。

なお、上記独立気泡発泡体層は通気性がないが、加熱ブ
ランクがプレス成形される際に独立気泡発泡体層と加熱
ブランク間の気泡は、発泡体層表面で分散され金型周縁
部に向けて排除され、良好に脱泡される。

またこの効果が十分でない場合には、加熱ブランク中の
溶剛！樹脂のプレスによる浸み出しは抑止するが、空気
の通過は助けうる程度の小孔を独立気泡発泡体層の全表
面に亘って適当な密度で穿孔することにより、加熱ブラ
ンク側にある空気を小孔を通じて表面繊維層側に逃がし
てやることもできる。

よって本発明によって得られるオーバレイ成形体にあつ
−Ｃは、上述の如くその表面の通気性装飾用表皮の外観
が良好であシ、しかもブランクとの結合力も大であると
ともに、その中間に介在された非通気性多孔質層により
クッション効果もあるため、このものは構造材としての
強麿と装飾的外観を要求される部品として例えば自動車
の外装及び内装材、あるいは家庭電気製品等のケーシン
グ部品、家具、調度品等の広汎な用途に適用できる。

次に更に本発明の具体的実施例について説明する６但し
本発明は以下の実施例のみに限定されるものでない。

実梵例１゜ マット状ガラス綜雑強化材４０重量％、マトリックスｔ
ＱＷとしてポリプロピレン６０重量％かうなる強化熱可
塑性樹脂シート（商品名アズチル、　ＰＰＧ社製）で厚
みａ７Ｗ単位重量４．３　Ｋｇ／ｄのものを１６０ＷＸ
　３００ｗｅｓの寸法に裁断したブランク２枚を用いた
。

ブランクを内部樹脂温度が２ｏｏ℃に達するまで加熱し
て加熱ブランクを得た。プレス成形は第３図に示したよ
うなマツチドメタルダイで箱形成形品を得る金型を用い
て行った。箱の概略寸法は１９０ＬＸ３９０ＷＸ４０Ｈ
、厚み４１．フーナ部外面Ｒ７，内面Ｒ３，抜き勾配外
面１°、内面５°となっている。第３図は金型の閉じた
状態であるが、その周縁は符号ｄで示したようにシェア
エツジとなシ、下型マツチドメタル、及び上型ダイ間の
シェアエツジクリアランスは０．６簾に設定されている
。

他方オーバレイシートは装飾表面層としてカネカ豐ン製
起毛織布（単位重量２４４　Ｆ／＃／＊厚みＬ４１Ｍ）
を用いた。また独立気泡発泡体として見掛は厚みＱｗ　
、　３５倍発泡倍率の発泡ポリエチレンシートを用い１
両者を合成ゴムラテックスを接着剤として予めラミネー
トしておく。そしてこのものは加熱ブランク上にかぶせ
、次いで直ちに上型ダイを降下させた。オーバレイシー
）線上型ダイの降下につれて箱の外面を覆う形で成形さ
れた。

次いで第３図の如く金型が周縁部の微小なシェアエツジ
クリアランスを残して閉じられた状態で１００＞ンの圧
力を加えて２０秒間保持し、この開会ｍ温度はａＯ℃に
保った。この状態でエアエツジクリアランスを通じての
脱泡が完了し加熱ブランクとオーバレイシートは密着し
た。

次いで金型を引上げ、成形体を脱型した。この製品を観
察すると、加熱ブランク中の溶融プ冑ピレンは発泡ポリ
エチレンシートによ〉起毛織布の層に浸透することが阻
止され、また起毛縁布層の装飾表面の風合は良好に保た
れてか）。

また下地層と強固に結合したオーバレイ成形品を得るこ
とができた。ちなみに両者間の剥離強度はα６　Ｋｖ’
ｃｄと、該種成形品としては比較的強度が高いことが測
定結果として得られた。

比較例１゜ 実施例１．において、オーバレイシートトシてカネカ田
ン製起毛織布をそのまま用いて同様の工程によりオーバ
レイ成形を行った。この場合には加熱ブランク中の溶融
ポリプロピレンがプレス成形時に上記起毛織布の組織内
に浸透し、表面まで浸み出して繊維組織は著しく損傷さ
れ、これにより表面の装飾効果は全く失われてしまった
。

実施例λ 実施例においてオーバレイシートを次のものに替えて同
様の方法によりオーバレイ成形を行った。

オーバレイシート：ポリプルピレン繊維のニードルパン
チカーペット（ダイニック製、単位重量４２０　Ｆ、乙
−）の裏面に厚み０．６財の２倍発泡ポリエチレンシー
トを合成ゴムラテックスを介してラミネートした。

なお、本実施例の場合には箱型成形体の内面にニードル
パンチ装飾表面を形成するもので、先ス二一ドルパンチ
カーペットの面が下型マツチドメタルに接するようにオ
ーバレイシートを下型に沿ってかぶせ、下型の外面に沿
って成形できるようにオーバレイシートの四隅の重なり
合う部分は予め切除しておいた。

次いでこの上面に加熱ブランクを２枚重ねて置き、直ち
に上型を降下させて成形を行った。

この場合の製品を観察すると、その成形されり箱の内面
には二−ドルパンチカーペットカ損傷されることなく強
固に貼シ付けられた箱が得られた。ちなみにオーバレイ
と下地層との剥離強度はα５Ｋｇ／ｒｒｌであった。

比較例２ 実施例２においてニードルパンチカーペットをそのまま
オーバレイシートとして実施例２と同様の方法によって
成形を行った。

しかしこの場合は軟化溶融したポリプ田ピレンがカーペ
ット組織内に浸透に更にその表面まで浸み比てしまい、
目的とする美麗な外観は全く損われてしまった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の詳細な説明するだめの
もので、第１図はブランクの加熱工程を示す説明図、第
２図はプレス成形金湯上にブランク及びオーバレイシー
トをセットした状態を示す断面図、第３図は同プレス成
形金型の保合状態を示す断面図である。 １−ブランク（繊維強化熱可塑性樹脂 シ　−　　ト　　） １′・−加熱ブランク ２−オーバレイシート ２ａ−装飾用表皮 ２ｂ−独立気泡層（非通気性多孔質層）３−・加熱炉 今一下型 ４ｍ−型面 ６−上型 ５ｍ−一型面 特許出願人　　　宇部日東化成株式会社代理人　弁理士
　　−色　　健　　軸 箱１図 第２図 ２６５ 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所要成形品形状に成形された繊維強化熱可塑性樹
   脂シートからなる芯部と、この芯部の外表面にその一面
   を熱融着されるとともに、表面に通気性装飾用表皮を形
   成した非通気性多孔質シートからなる積層成形体。
2. （２）加熱軟化された繊維強化熱可塑性樹脂シートをプ
   レス成形金型の一方の型面上に設置し、他方の金型を保
   合加圧することによシ所要形状の成形体を成形するもの
   において、装飾表面をもつ通気性装飾用表皮の裏面に非
   通気性多孔質層をラミネートして装飾用表皮と一体化し
   、該一体化されたシートをその多孔質層が上記一方の型
   面上に設置された繊維強化熱可塑性樹脂シートの表面に
   接するように重ね合わせ、しかる後他方の金型を保合加
   圧するようにした積層成形体の成形方法。