JPH0531742A - 多層成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】予備賦形した表皮層を金型面に固定しておき、
熱可塑性樹脂シート１６を予熱しプレス成形して芯材層
を賦形し表皮材と貼合一体化する際に、表皮層と芯材層
間にエヤーを抱き込まないようにする。 【構成】上又は下金型８，１４の噛合部の外周に伸縮装
置１８により上下方向に摺動自在な枠１７を設け、型締
め時に上下金型１８，１４と該枠１７で閉鎖空間を構成
し、該閉鎖空間を脱気して成形することを特徴とする多
層成形品の成形方法。 【効果】表皮層と芯材層との間にエヤーを抱き込むこと
なく表皮層を貼合成形して多層成形品を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層成形品の成形方法
に関するものであり、気泡を含まない外観良好な多層成
形品を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱可塑性樹脂シートを予熱しプレ
ス成形して成形品を得る方法が行なわれている。なかで
も、長繊維で強化した熱可塑性樹脂シートをプレス成形
する方法は、強度の大きい成形品が得られるため広く普
及している。強化用繊維としては強化効果が大きいこ
と、またコストが安く経済的に有利なことからガラス繊
維が最も多く用いられている。このようなガラス繊維強
化熱可塑性樹脂シートのプレス成形品は、ガラス繊維で
強化した射出成形品に較べ成形品中の繊維が長く配向が
少ないために、剛性、耐衝撃性などの物性が優れている
こと、変形が少ないことなどの利点をもっている。しか
し反面、このような強化成形品は表面付近に繊維があっ
て光沢が悪い。従ってその表面に装飾、或いはソフトな
感触を付与することが望まれている。

【０００３】熱可塑性樹脂シートの成形品表面に装飾あ
るいはソフトな感を付与するための方法としては、熱成
形等で予備賦形した表皮層と熱可塑性樹脂シートをプレ
ス成形した芯材層を接着剤で貼り合わせる方法がある。
この方法は工程も多くなり、手間がかかりコスト高とな
る。また、熱可塑性樹脂シートと表皮材を重ねてプレス
成形して、貼合一体化することもできるが、深絞り、複
雑形状の場合は、表皮材が形状に追従できず、表皮層の
破れ、シワ、シボ流れ等の外観上の不具合が発生し易
い。この様な場合は、予備賦形した表皮層を金型面に固
定しておき、芯材層となる予熱した熱可塑性樹脂シート
とプレスして貼合一体化すれば上記不具合は解消する。
しかしこのときに、予備賦形された表皮層に気密性があ
るため、多層成形品の表皮層と芯材層の間に気泡を抱き
込み外観を損なうというトラブルがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は予備賦形した
表皮層を金型面に固定しておき、熱可塑性樹脂シートを
予熱し、加圧冷却して芯材層を賦形し表皮層と貼合する
時に、表皮層と芯材層間にエヤーを抱き込まないように
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するため鋭意検討の結果、本発明に至ったものであ
る。即ち、本発明は一対の上下金型の一方の金型面に予
備賦形した表皮層を固定しておき、下金型上に予熱した
熱可塑性樹脂シートを供給し、加圧冷却して該熱可塑性
樹脂シートより芯材層を賦形すると同時に該表皮層を貼
合一体化して多層成形品を得る方法において、型締め時
に上下金型の噛合部が摺動して閉じる以前に、上又は下
金型の該噛合部の外側に伸縮装置により上下方向に摺動
自在に設けた枠の先端を対向する金型に当接させて、上
下金型と該枠で閉鎖空間を構成し、該閉鎖空間を脱気し
て成形することを特徴とする多層成形品の成形方法であ
る。

【０００６】本発明で芯材層に用いられる熱可塑性樹脂
シートとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
スチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共
重合体、ポリ塩化ビニル、ナイロン等の熱可塑性樹脂シ
ートおよびこれらを繊維強化したものを挙げることがで
きる。特に、付加価値の大きいという点から本発明の実
施に適する代表的なものとして、繊維強化熱可塑性樹脂
シート、中でもガラス繊維強化熱可塑性樹脂シートをあ
げることができる。ガラス繊維強化熱可塑性樹脂シート
としては、ポリプロピレン、ナイロン等をマトリックス
樹脂として、５〜１００ｍｍ程度の中繊維長のガラス繊
維と粉末状のマトリックス樹脂を湿式抄紙法でシート状
に加工したもの、或いはこれを加熱ロールを通して粉末
樹脂を溶着したもの、また、長繊維ガラスのマット状物
にマトリックス樹脂を溶融してラミネートし含浸してシ
ート状にしたもの等がある。

【０００７】本発明に用いる表皮材としては、樹脂シー
ト、特に表面にエンボス加工、印刷、ホットスタンプ、
着色等の加飾した樹脂シートをあげることができる。ま
た、織布、不織布等を樹脂シートで裏打ちして、気密性
をもたせ、予備賦形できるようにしたものも好適なもの
としてあげられる。更に、ソフトな感触を得るために、
発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ウレタン
シート等で樹脂シート、織布、不織布等を裏打ちしたも
のも用いることができる。

【０００８】これら表皮層を芯材層に貼合一体化するた
めには、芯材層となる熱可塑性樹脂シート（繊維強化熱
可塑性樹脂シートの場合はマトリックス樹脂）と、表皮
材の樹脂シート又は裏打ち樹脂シートとを熱溶着性のよ
い同質の樹脂材質に選ぶとよい。例えば芯材層にポリプ
ロピレンと表皮材にポリプロピレンシート、発泡ポリプ
ロピレンの組合せ、芯材層にポリエチレンと表皮材にポ
リエチレンシートの組合せ、芯材層に塩化ビニルと表皮
材に塩化ビニルシートの組合せ、芯材層にＡＢＳと表皮
材にＡＢＳシートの組合せなどがあげられる。同質でな
く溶着しない場合は、表皮材の裏面に接着剤を用いるな
どして、芯材層樹脂と溶着性のよい樹脂シートを貼り合
わせておけばよい。

【０００９】次に図により本発明を詳細に説明する。図
１〜４は成形工程を示す装置の断面図である。図１で
（１）は加熱プレートで、ヒーター（２）が埋め込んで
あり、加熱プレート（１）全体が加熱されている。加熱
プレート（１）の表面には多数の小孔（３）があり、孔
（４）、切換弁（５）に連結しており、切換弁（５）に
は図示してないが真空ポンプが連結されていて、表皮材
（６）を加熱プレート（１）上に吸着している。なお、
切換弁（５）を切換えると、真空に代わって圧空を送る
ようになっている。（７）は他の加熱プレートで遠赤外
線ヒーターを内蔵していて、表皮材（６）を上面からも
加熱している。

【００１０】表皮材（６）が予備賦形に適する温度にな
ったところで、加熱プレート（１）をプレス上金型
（８）に当接させる。上金型（８）には気密性を保つた
めの耐熱ゴム材（９）、また小孔（１０）、これに連結
している孔（１１）があり、孔端（１２）は図示してな
いが真空ポンプに連結されている。加熱プレート（１）
を上金型（８）に当接させると、加熱プレート（１）と
上金型（８）の間に閉鎖空間が構成される。孔端（１
２）に連結されている真空ポンプを作動させ、同時に切
換弁（５）を切り換えてここから圧空を送ると、予熱さ
れた表皮材（６）は上金型面（１３）に引きつけられ
て、図２の如く上金型面（１３）に予備賦形されて吸着
固定される。ヒータープレート（１）を上金型（８）か
ら除いて元の位置に戻し、次の表皮材を予熱する。

【００１１】次いで、図３のように下金型面（１５）上
に予熱した熱可塑性樹脂シート（１６）をおき、図示し
てないが上金型（８）に連結されている油圧機構を作動
させて上金型（８）を降下させ型締めを行う。下金型
（１４）には枠（１７）が伸縮装置（１８）により、上
下金型の噛合部（２２、２３）の外側に型締め方向に摺
動自在に取り付けられており、その先端には耐熱ゴム材
（１９）が取り付けてある。伸縮装置（１８）はここで
はスプリングを用いているが、エアーシリンダー、油圧
シリンダー等も用いることができる。

【００１２】上金型（８）を降下させると耐熱ゴム材
（１９）が上金型（８）の下端に当接し、上下金型
（８、１４）と枠（１７）で閉鎖空間が構成される。上
下金型の噛合部（２２、２３）が表皮材（６）を介して
閉じる前に、孔端（２１）に図示していないが連結して
ある真空ポンプを作動させ、型締めを行ないながら或い
は型締めを一時停止して該閉鎖空間のエヤーを孔（２
０）を介して排除し、さらに型締めを行う。

【００１３】型締めの進行に伴い伸縮装置（１８）は型
締め力に負けて縮んでいく。更に最終位置まで上金型
（８）を降下させ、所定圧力、所定時間加圧冷却すると
第４図の如く、熱可塑性樹脂シート（１６）は賦形され
て芯材層となり表皮層と貼合一体化される。上下金型の
噛合部（２２、２３）が閉じる前に、表皮層と熱可塑性
樹脂シート間のエヤーを排除しているので、表皮層と芯
材層間にエヤーの抱き込みのない目的とする多層成形品
を得る。

【００１４】図２〜４は表皮層を予備賦形する金型面が
凹状、即ち雌金型であったが、雄金型の場合を図５〜７
に説明する。先の例では上金型が雌金型であったため、
これに加熱プレートを当接させると閉鎖空間が構成され
たが、この場合は上金型が雄金型であるため雄金型、ヒ
ータープレート間に閉鎖空間ができないので、上金型
（８）に枠（１７）を設け、加熱プレート（１）を枠
（１７）の先端の耐熱ゴム材（１９）に当接させて上金
型（８）、加熱プレート（１）、枠（１７）間に閉鎖空
間を構成し、孔端（１２）より真空吸引して、表皮材
（６）を上金型面（１３）に吸着固定し予備賦形する
（図５）。

【００１５】次いで先例と同様にしてヒータープレート
（１）を除き、下金型面（１５）上に予熱した熱可塑性
樹脂シート（１６）を置き、型締めを行い、図６の如く
枠（１７）の先端の耐熱ゴム材（１９）が下金型（１
４）に当接し、上下金型（８、１４）と枠（１７）で閉
鎖空間を構成する。上下金型の噛合部（２２、２３）が
閉じる前に孔端（２１）より真空吸引して、該閉鎖空間
のエヤーを脱気し、更に型締めを行って成形を完了す
る。

【００１６】以上、金型面に表皮材を予備賦形と同時に
固定する例を説明したが、他の熱成形型等で予備賦形し
た表皮層を金型面に固定してもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明により、熱可塑性樹脂シートを加
圧冷却して芯材層を賦形する際に、エヤーを抱き込むこ
となくその表面に表皮層を貼合成形した多層成形品を得
ることができる。この多層成形品は車輛部品、弱電機器
部品等に広く用いることができる。

【００１８】

【実施例】

実施例１ 装置、成形方法は、図１〜４のものを用いた。表皮材と
しては厚さ０．４ｍｍのポリプロピレンシートに印刷を
施したものを用い、加熱プレート（１）、（７）でその
表面が１５５℃になるように予熱して加熱プレート
（１）を図２の如く上金型に当接させて、上金型（８）
と加熱プレート（１）で閉鎖空間を構成したのち、小孔
（３）から圧空を送ると同時に小孔（１０）から真空吸
引してポリプロピレンシートを上金型面（１３）に引き
つけ予備賦形し固定した。熱可塑性樹脂シートとして
は、ポリプロピレンをマトリックス樹脂とし、ガラス繊
維で強化したガラス繊維強化熱可塑性樹脂シート（ケー
プラシート株式会社製、長さ１２ｍｍのガラス繊維を湿
式抄紙法で製造したガラス４０％、厚さ２ｍｍのシー
ト）を２１０℃にオーブンで予熱して厚さ約６ｍｍにな
ったものを下金型面（１５）上におき、上金型を降下さ
せて上下金型（８、１４）、枠（１７）で構成する。噛
合部（２２、２３）が閉じる前に該閉鎖空間を脱気し、
更に型締めを行なって最終厚み４．４ｍｍにプレス成形
した。上下金型面は各々４０、３０℃とし、成形圧力は
５０ｋｇ／ｃｍ² で成形を行った。芯材層は元のシート
の２倍の厚さに成形されており軽量化されている。表皮
層と芯材層間にはエヤーの抱き込みはなく、外観良好な
多層成形品を得た。

【００１９】実施例２ 装置、成形方法は、図１及び図５〜７のものを用いた。
表皮材としては表面にエンボス加工した厚さ０．５ｍｍ
の塩化ビニルシートの裏面に発泡倍率１５倍、厚さ３ｍ
ｍの発泡ポリプロピレンシートを貼り合わせたシートを
用いた。これを加熱プレート（１）、（７）で、塩化ビ
ニルシート面が１６５℃、発泡ポリプロピレン層面が１
３５℃になるように予熱して、加熱プレートを表皮材を
介して上金型に設けた枠（１７）と当接し、上金型
（８）、枠（１７）および加熱プレート（１）で閉鎖空
間を構成したのち、実施例１と同様にして表皮材を上金
型面に予備賦形し固定した。芯材用熱可塑性樹脂シート
としては実施例１のものを用いて実施例１と同様にして
最終厚み５．３ｍｍにプレス成形し、厚さ２ｍｍの芯材
層表面に中間層として発泡層があり、表面がシボ加工し
た表皮層からなる多層成形品を得た。表皮層と芯材層間
にはエヤーの抱き込みがなく、ソフト感の優れた多層成
形品を得た。

【００２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱プレート装置の縦の断面図である。

【図２】工程を示す装置の縦の断面図である。

【図３】工程を示す装置の縦の断面図である。

【図４】工程を示す装置の縦の断面図である。

【図５】工程を示す装置の縦の断面図である。

【図６】工程を示す装置の縦の断面図である。

【図７】工程を示す装置の縦の断面図である。

【符号の説明】

（１）加熱プレート （２）ヒーター （３）小孔 （４）孔 （５）切換弁 （６）表皮材 （７）加熱プレート （８）上金型 （９）耐熱ゴム材 （１０）小孔 （１１）孔 （１２）孔端 （１３）上金型面 （１４）下金型 （１５）下金型面 （１６）熱可塑性樹
脂シート （１７）枠 （１８）伸縮装置 （１９）耐熱ゴム材 （２０）孔 （２１）孔端 （２２）上金型噛合
部 （２３）下金型噛合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 威夫 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 松原 重義 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友化 学工業株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】一対の上下金型の一方の金型面に予備賦形
   した表皮層を固定しておき、下金型上に予熱した熱可塑
   性樹脂シートを供給し、型締め、加圧冷却して該熱可塑
   性樹脂シートより芯材層を賦形すると同時に該表皮層を
   貼合一体化して多層成形品を得る方法において、型締め
   時に上下金型の噛合部が摺動して閉じる以前に、上又は
   下金型の該噛合部の外側に伸縮装置により上下方向に摺
   動自在に設けた枠の先端を対向する金型に当接させて、
   上下金型と該枠で閉鎖空間を構成し、該閉鎖空間を脱気
   して成形することを特徴とする多層成形品の成形方法。