JP5685443B2 - プラスチック材料からの成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、混入繊維で強化されたプラスチック輪郭体（形材）を基にした成形品の製造方法であって、プラスチック輪郭体が加熱されて、それぞれ外型や内型によって変形される方法に関する。

そのような方法は、特許文献１から知られている。

公知の方法は、例えばテニスラケットの頭部など、全体的に一定の曲線を有するプラスチック成形品の製造に特に好適である。
混入繊維で強化されたプラスチック輪郭体が加熱され外型を用いて変形されているテニスラケットフレームを製造する方法は引用文献２から公知である。特許文献２の図２にしたがうプラスチック輪郭体の側方端壁に施されたストラップ状領域はなかんずく支持機能を有し、装飾として供され得る。そのようなストラップ状領域はジョイント押し出しによってプラスチック輪郭体と共に製造され得る。
さらにプラスチック製型部品とそれら部品の製造のための方法は特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７から公知である。

ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００３１９５号明細書 ＥＰ０１０８６５２Ａ１公報 ＥＰ００４５１７６Ａ２公報 ＦＲ２６８９８１１Ａ１公報 ＵＳ５４５６５９１公報 ＷＯ２００７／１１８６４３Ａ２公報 ＥＰ０５３３５２４Ａ１公報

これに基づいて、本発明の目的は、正確、迅速かつ費用効果的に、より複雑な成形品の製造を提供するような方法を開発することである。

この目的は、本発明に従って、請求項１に規定された方法ステップを備えた製造方法によって達成される。

これは、輪郭体の軸に対して繊維角度が０°〜９０°であるエンドレス繊維の形状をした実質的に非膨張性で高性能の繊維を基にした、いわゆる有機シート輪郭体によって行われる。本方法に従って製造された製品は、低重量における機械効率がとりわけ高いことを特徴としている。向きが軸方向に整列された（０°）繊維をかなりの量含む、すなわち編み上げ構造からならない有機シート輪郭体が、好ましくは使用される。外形形状を形成しかつ外型および内型によって形成される成形キャビティでの変形プロセス中、ブランクプラスチック輪郭体の形状をしたプラスチック輪郭体は、エンドレス繊維が伸縮された位置に留まるように、壁と整列するので、繊維束が横方向にしわになったり膨れたりせず、変形プロセスの完了時にも有機シートの特性が確実に保たれる。

本発明によれば、強化は、従来技術でよく使用される編み上げ構造によっては達成されない。そのような編み上げ構造は、型が閉鎖される前に予圧力によって圧力を高めることを容認しない。型が閉鎖される前に予圧力によって圧力を高まることは、以下説明するように、本発明の範囲内においては有利であろう。

以下、本発明に係る製造方法を好適な形態において詳細に説明し、そのような製造方法に従って製造されるプラスチック成形品に至るプラスチック輪郭体を図面に関連して説明する。

本発明に係るプラスチック輪郭体の一部の概略的な斜視図を示す。

混入繊維で強化されたプラスチック輪郭体を基に成形品を製造する方法では、プラスチック輪郭体が加熱されて、それぞれ外型や内型によって変形されるが、プラスチック輪郭体は、好ましくは長手方向に延在するストラップ状領域を備える。そのストラップ状領域はプラスチック母材の変形温度にてプラスチック母材よりも硬質で、かつプラスチック母材自体よりも可撓性が低く、プラスチック輪郭体を強化する繊維が横方向に波状に変位することを防止する。

本発明の実施形態では、ストラップ状領域がプラスチック輪郭体と一体となっていて、形成プロセスの完了時にプラスチック母材の内側に留まるか、ストラップ状領域がプラスチック輪郭体に取り付けられていて、形成プロセスの完了時にプラスチック母材から取り外されることが想定される。

好ましい第１の実施形態では、ストラップ状領域が、組み込まれた第２のプラスチック部品によって形成され、その第２のプラスチック部品が好ましくは、プラスチック母材の変形温度に達するときに、そのガラス転移点に概ね達するように選択されることが想定される。

例えば、融点が２２３℃のポリアミド６をプラスチック母材に選択し、かつガラス転移温度が２２５℃の非結晶のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）を第２のプラスチック部品に選択することができる。

好ましくは、プラスチック輪郭体にあるストラップ状領域は、後に続く熱変形プロセス中に輪郭体の曲線のアペックスライン（apex line）に従うように配置される。

好都合にも、細長い領域が、周方向に延在するそれぞれリブまたはウェブ状のより幅広な部分を備え、その部分は周方向に、その周囲の１／８未満まで延在することを想定する。

本明細書で説明する全ての実施形態では、好都合にも、変形プロセス中にプラスチック輪郭体の内部に５０〜５００ｍｂａｒの圧力が作用することが想定される。

上述の方法では、２つの異なるプラスチック部品を使用することによって、ストラップ状領域が、内側の第２のプラスチック部品が輪郭体の周囲の全体または大部分に延在するように、この第２のプラスチック部品によって形成され、それゆえ、変形プロセス中にプラスチック部材の融点を超え、ストラップ状領域のガラス転移点を超える温度まで、加熱されるときに、プラスチック母材との層間接合を形成することを想定する。

本発明による方法の別の変形例は、内部成形圧力を高めるために、プラスチック輪郭体の内部に、変形プロセスの完了時にプラスチック輪郭体の内側に留まる耐熱性の軽量な発泡体を備え、好ましくはかさ密度範囲が３０〜５０ｋｇ／ｍ3である硬質フォームのポリエーテルスルホン材料を使用することを特徴とする。

図示のプラスチック輪郭体１はプラスチック母材２からなる。

長手方向に平行に複数の強化繊維が延在しており（明確には図示せず）、母材２に混入されている。

さらに、第２のプラスチック部品からのストラップ状領域３が組み込まれており、ストラップ状領域３は長手方向に延在し、かつ周方向に延在する横断方向ウェブ４を備える。第２のプラスチック部品の融点は第１のプラスチック部品の融点よりも高く、それにより、第１のプラスチック部品が溶融されて変形されるときでも、第２のプラスチック部品は依然として残留安定度を確実に保有するので、変形プロセス中に強化繊維を波状に変位させないようにすることを保証する。

Claims (8)

1. 混入繊維で強化されたプラスチック輪郭体（１）を基にした成形品の製造方法であって、この方法は次の方法ステップを、即ち、
   − 長手方向を備えたプラスチック輪郭体（１）を用意する調達ステップであって、その際、前記プラスチック輪郭体（１）が、第１プラスチック部品としての、混入した繊維で強化されたプラスチック母材（２）と、前記プラスチック母材（２）の変形温度で前記プラスチック母材（２）よりも硬質で可撓性が低いことで繊維の横向き波状変位を防止する第２プラスチック部品としての、前記プラスチック輪郭体（１）の長手方向に延在するように前記プラスチック母材（２）に組み込まれたストラップ状領域とから構成されている、調達ステップと、
   − 前記プラスチック輪郭体（１）を、両プラスチック部品の層間接合を形成するために前記プラスチック母材の融点を超え、前記ストラップ状領域のガラス転移点を越える温度まで加熱する加熱ステップと、
   − それぞれ外型や内型を用いて前記プラスチック輪郭体（１）を成形品に変形する変形ステップであって、その際、前記ストラップ状領域が成形品の内周の全体又は大部分に延在する、変形ステップと
   を有する、製造方法。
2. 前記プラスチック母材（２）の変形温度に達したときに前記第２プラスチック部品のガラス転移点を越えるように、前記プラスチック母材（２）の変形温度が前記第２プラスチック部品のガラス転移点より高いことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記プラスチック母材（２）がポリアミド６であり、第２プラスチック部品が非結晶のポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）であることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記ストラップ状領域がそれぞれ、周方向にリブ状やウェブ状のより幅広な部分を備え、その部分は周方向に、周囲の１／８未満まで延在することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
5. 変形プロセス中に前記プラスチック輪郭体（１）の内側は、５０〜５００ｍｂａｒの低い圧力の作用を受けることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
6. 内部成形圧力を高めるために、前記プラスチック輪郭体（１）の内部に、変形プロセスの完了時に前記プラスチック輪郭体（１）の内側に留まる耐熱性の軽量な発泡体を備えることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
7. 前記発泡体が、かさ密度範囲が３０〜５０ｋｇ／ｍ ^３ の硬質フォームのポリエーテルスルホン材料であることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法に従って製造されたプラスチック成形品。

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