JP2003311815A - 中空樹脂成形体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂中空体を成形する時に２枚のシ
ートと空気注入用ノズルの間から空気が漏れず、成形後
の中空樹脂成形体が２層の溶着部で剥離しないことを目
的とする。 【解決手段】 無機微粒子を含有する熱可塑性樹脂シー
トであって、一方のシート表面から他方のシート表面に
向けて無機微粒子の濃度が漸減する濃度勾配を有するこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂シート、その製造方法、該
シートを用いた中空樹脂成形体およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂シー
ト、その成形方法、かかるシートを用いた中空樹脂成形
体とその製造方法に関し、更に詳しくは板厚方向にシリ
カ微粒子の濃度勾配を持たせた熱可塑性樹脂シート、そ
の成形方法、かかるシートを使用し、２枚の樹脂シート
間に圧縮媒体を吹き込むことにより製造した中空樹脂成
形体とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂材料を自動車の部品に適用する場
合、軽量でかつ高剛性・高強度であることが要求され
る。これを解決する手段として、樹脂内部に中空部を有
する部品の開発が行われてきた。樹脂内に中空部を設け
ることにより、軽量に部品の剛性・強度を向上させるこ
とができる。中空部を有する樹脂成形体の製造方法とし
て、２枚の熱可塑性樹脂シートを金型内に平行に配置し
周囲を固定し、発熱器を用いて樹脂シートを加熱した後
金型で挟み込み、樹脂シートの間に空気を吹き込んで膨
張させて金型に圧着させ成形する製造方法がある。例え
ば、特開平８−３２３８４２では、２枚のシートの間に
予めハニカム状に成形した構造体を設置し、樹脂を加熱
した後に上下から金型で挟み込むことによって、内部に
中空体をもつ樹脂成形体を作製している。

【０００３】また、２種の異なる樹脂を共押出し成形に
より張り合わせ、１枚のシートに加工した自動車用樹脂
パネルの成形方法が特開２００１−７１４２８に開示さ
れている。これは異なる２種類の樹脂を溶融状態で接合
させており、境界面にせん断応力が加わると界面から剥
離しやすい。

【０００４】樹脂中の充填剤を分散させシート厚さ方向
に充填剤の濃度勾配をつける方法が特開平１１−３４３
３４９で開示されている。これは溶剤に分散した可視光
線波長以下の直径を有するシリカ微粒子と溶剤に溶解し
た透明な非結晶の有機高分子とを混合すること、または
前記シリカ微粒子を非結晶有機高分子の生成過程で混合
することにより得られた樹脂組成物を加熱あるいは室温
で蒸発させて成形体を得る手法である。しかし、板厚が
大きい樹脂を得る場合は、溶剤を蒸発させるため大量の
樹脂溶液を使用しなければならない。また、溶剤を蒸発
させるためには非常に時間かかるという問題があった。
さらに、一度に厚い板を得るためには樹脂溶液の層を厚
くしなければならず樹脂の収縮のため難しく、薄膜を得
ることしかできなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】２枚の樹脂シートを加
熱し、シート間に気体を吹き込むことにより中空部を形
成させる中空体製造方法は、樹脂中にシリカ微粒子を分
散した場合、２枚の樹脂シートを加熱して空気吹込み用
ノズルを２枚のシートの間に挟みシートを圧着させる
が、樹脂の粘度が高いためノズル形状に追従せずシート
とノズルの間に隙間ができるため、空気注入時に溶融樹
脂とノズルとの間から空気が漏れるという問題があっ
た。また、２枚の樹脂シートを圧着させた時に接着性が
悪く、成形後に樹脂シート合わせ部が剥がれるという問
題もあった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、熱可塑性樹脂中空体を成形する時に２枚の
シートと空気注入用ノズルとの間から空気が漏れないよ
うにすることを目的とし、成形後の中空樹脂成形物が２
層の溶着部で剥離しないようにすることを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、中空樹脂成形体の
板厚方向にシリカ微粒子の濃度勾配を持たせることによ
り、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成
するに至った。

【０００８】上記目的を達成するため、請求項１に記載
のように、無機微粒子を含有する熱可塑性樹脂シートで
あって、一方のシート表面から他方のシート表面に向け
て無機微粒子の濃度が漸減する濃度勾配を有することを
特徴とする熱可塑性樹脂シートを考案した。

【０００９】

【発明の効果】請求項記載の発明によれば、請求項毎に
次のような効果を奏する。

【００１０】請求項１に記載の発明にあっては、無機微
粒子を含有する熱可塑性樹脂シートであって、一方のシ
ート表面から他方のシート表面に向けて無機微粒子の濃
度が漸減する濃度勾配を有するので、２枚のシートを接
合する場合に、接合面は無機微粒子の含有率が少ないた
め、加熱したときに樹脂の粘度が低下しやすく流動性が
高いとともに、加熱した２枚のシート間に空気注入用ノ
ズルを配置すると樹脂シートは追従しやすく、ノズルか
ら空気漏れを起こさなくなる効果がある。

【００１１】請求項２に記載の発明にあっては、熱可塑
性樹脂シートにおいて、前記無機微粒子が粒状、鎖状お
よびまたはそれらの連結体であるので、界面の表面積が
大きくマトリックスである樹脂との相互作用が大きくな
り、得られるシートの弾性率、強度を向上させることが
できる。

【００１２】請求項３に記載の発明にあっては、熱可塑
性樹脂シートにおいて、前記無機微粒子の最大部の大き
さが、５〜１００ｎｍであるので、隣り合う高分子の分
子間の空間に無機微粒子が配置することとなり、分散性
がより向上し、材料の弾性率・強度を向上させることが
できる。

【００１３】請求項４に記載の発明にあっては、熱可塑
性樹脂シートにおいて、前記無機微粒子連結体の最長部
の大きさが、５〜３００ｎｍであるので、隣り合う高分
子の分子間の空間に無機微粒子が配置することとなり、
分散性がより向上し、材料の弾性率・強度が向上すると
ともに、加熱した場合に樹脂の分子の網目とともに流動
して濃度勾配が制御可能となる。

【００１４】請求項５に記載の発明にあっては、熱可塑
性樹脂シートにおいて、前記無機微粒子の含有量が１〜
５０質量％であるので、無機微粒子充填による補強効果
が得られて樹脂の弾性率・強度向上が図れるとともに、
樹脂の弾性を維持可能で成形品の耐衝撃性向上が低コス
トで実現可能となる。

【００１５】請求項６に記載の発明にあっては、熱可塑
性樹脂シートにおいて、前記濃度勾配は、一方の樹脂シ
ート表面から板厚２００μｍまでの無機微粒子濃度に対
して、他方の樹脂シート表面から板厚２００μｍまでの
無機微粒子濃度が少ない濃度勾配であるので、樹脂シー
トの板厚方向での溶融粘度差を保つことができ、圧縮媒
体注入用ノズルと樹脂との間に隙間を発生させることな
く成形が可能となる。また、一方の表層と他方の表層の
弾性率差が小さくなり樹脂シートの曲げ剛性が向上し、
かつ、中空部を有する成形体の剛性が一層向上するもの
である。

【００１６】請求項７に記載の発明にあっては、熱可塑
性樹脂シートにおいて、前記無機微粒子がシリカである
ので、シリカ微粒子は純度の高い無機微粒子の中で安価
であるため多量に用いてもコストを抑えることができ
る。

【００１７】請求項８に記載の発明にあっては、熱可塑
性樹脂シートを用いた樹脂成形体であって、一方のシリ
カ微粒子濃度が高い表面を成形体の外側、他方のシリカ
微粒子濃度が低い表面を成形体の内側に配置したので、
閉断面構造を形成し、無機微粒子を多く含有する樹脂は
材料の弾性率が向上するため箱型構造体の剛性を向上さ
せることができる。

【００１８】請求項９に記載の発明にあっては、中空樹
脂成形体を自動車用内外装樹脂成形体として利用するこ
とが可能である。

【００１９】請求項１０に記載の発明にあっては、無機
微粒子を含有する溶融樹脂を押出成形でシート状に成形
する製造方法であって、溶融樹脂が冷却されて固体にな
るまでの間、成形機内部で溶融樹脂の上面と下面に接す
る金型温度差が１０℃以上であるので、一方のシート表
面から他方のシート表面に向けて無機微粒子の濃度が漸
減する濃度勾配を有する熱可塑性樹脂シートを得ること
ができる。

【００２０】請求項１１に記載の発明にあっては、熱可
塑性樹脂シートを用いて、シリカ微粒子濃度が高い表層
を構造体の外側に、裏層が成形体の内側となるように２
枚の樹脂シートを組み合わせて金型内に設置し周囲を固
定し、２枚の樹脂シートを上下面から加熱した後、２枚
の樹脂シート周囲を圧着することにより内部に気体を保
持させ、２枚の樹脂シート間に気体を注入すると同時に
金型に設けた吸引穴から金型内の気体を吸引し中空部を
形成するので、接着性に優れた中空樹脂成形体を得るこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面に基づ
いて詳細に説明する。

【００２２】図1は本発明の熱可塑性樹脂シート中のシ
リカ微粒子の分散状態を示す断面図であり、図２は本発
明の熱可塑性樹脂シート中のシリカ微粒子の濃度勾配を
示す模式図である。

【００２３】図1において、熱可塑性樹脂シートは上下
に切断したものであり、無機微粒子４が熱可塑性樹脂３
中に分散しており、該無機微粒子は樹脂シート表層１で
濃度が濃く、反対に樹脂シート裏層２で薄い。図２は、
熱可塑性樹脂シート１０中の濃度勾配を模式的に示すも
のであり、該濃度は樹脂シート表層１で濃度が濃く、反
対に樹脂シート裏層２で薄くなっている。

【００２４】本発明の熱可塑性樹脂シートでは、樹脂３
中に無機微粒子４が分散しており、図1において、樹脂
シート表層（一方の樹脂シート表面）１から樹脂シート
裏層（他方の樹脂シート表面）２に向けてシリカ微粒子
の濃度が漸減する濃度勾配を有するものである。板厚方
向での無機微粒子の濃度減少率は一定であってもよい
し、急激に濃度が変化してもよい。また、いずれか一方
の表面における無機微粒子の濃度がゼロであってもよ
い。

【００２５】このような構成とすることで、２枚のシー
トを接合する場合、接合面は無機微粒子の含有率が少な
いため、加熱したときに樹脂の粘度が低下しやすく流動
性が高い。また、加熱した２枚のシート間に空気注入用
ノズルを配置すると樹脂シートは追従しやすく、ノズル
から空気漏れを起こさなくなる効果がある。

【００２６】樹脂シートに用いられる熱可塑性樹脂材料
としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン
樹脂、アクリル樹脂、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、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＡ、ＰＰ
Ｅ及びこれらの共重合体などが使用できる。

【００２７】無機微粒子の形状は粒状、鎖状およびまた
はそれらの連結体のいずれであってもよい。無機微粒子
の形状はマトリックスである樹脂との界面の相互作用を
大きくするため、無機微粒子の表面積が大きいほうが良
い。好ましい形状は粒状、鎖状、またはそれらの連結体
である。界面の表面積が大きくなるとマトリックスであ
る樹脂との相互作用が大きくなり、弾性率、強度が向上
する。

【００２８】無機微粒子の大きさは５〜１００ｎｍであ
ることが望ましい。この範囲の無機微粒子を用いること
により、隣り合う高分子の分子間の空間に無機微粒子が
配置することとなり、分散性がより向上し、材料の弾性
率・強度が向上する。ここで、無機微粒子の最大部の大
きさとは無機微粒子１個の最も大きい部分の長さと定義
する。

【００２９】無機微粒子連結体の最長部の大きさが、５
〜３００ｎｍであることが望ましい。この範囲の無機微
粒子を用いることにより、隣り合う高分子の分子間の空
間に無機微粒子が配置することとなり、分散性がより向
上し、材料の弾性率・強度が向上する。また、加熱した
場合に樹脂の分子の網目とともに流動して濃度勾配が制
御可能となる。ここで、無機微粒子連結体の最長部の大
きさとは、数個の無機微粒子が繋がった場合に線上に伸
ばして、一番長くなるところの大きさと定義する。無機
微粒子連結体の粒子が１個の場合は前記最大部の大きさ
と同じとなる。

【００３０】無機微粒子の含有量は１〜５０質量％であ
る。この範囲にあることで無機微粒子充填による補強効
果が得られて樹脂の弾性率・強度向上が図れ、また樹脂
の弾性を維持可能で成形品の耐衝撃性向上が低コストで
実現可能となる。

【００３１】樹脂シートの濃度勾配を、一方の樹脂シー
ト表面から板厚２００μｍまでの無機微粒子濃度に対し
て、他方の樹脂シート表面から板厚２００μｍまでの無
機微粒子濃度が少ない濃度勾配であることが望ましい。
樹脂シートに無機微粒子濃度の勾配をつけることによ
り、樹脂シートの板厚方向での溶融粘度差を保つことが
でき、圧縮媒体注入用ノズルと樹脂との間に隙間を発生
させることなく成形が可能となる。また、一方の表層と
他方の表層の弾性率差が小さくなって樹脂シートの曲げ
剛性が向上し、かつ、中空部を有する成形体の剛性が一
層向上するものである。成形体の剛性をより向上するた
めには、樹脂シート表面から板厚２００μｍまでの無機
微粒子濃度に対して、他方の樹脂シート表面から板厚２
００μｍまでの無機微粒子濃度が２倍以上の差があるこ
とが好ましい。

【００３２】本発明においては、無機微粒子としてシリ
カ微粒子を用いることが望ましい。シリカ微粒子は純度
の高い無機微粒子の中で安価であるため多量に用いても
コストが抑えられる。また、シリカ微粒子は表面処理を
することが可能である。無機微粒子の表面に処理をする
ことによりマトリックス樹脂との相互作用を向上させ、
無機微粒子と樹脂との結合をより強固なものとすること
ができ、弾性率や強度が向上する。

【００３３】次に、無機微粒子の代表例としてシリカ微
粒子を用いた場合について、無機微粒子を含有する熱可
塑性樹脂シートの製造方法について説明する。

【００３４】図３は本発明の熱可塑性樹脂シート用製造
装置の説明図であり、図４はかかる樹脂シート用製造装
置の口金の断面図である。

【００３５】シリカ微粒子と熱可塑性樹脂を予め溶融混
練し、熱可塑性樹脂中に均一に分散されたペレットを用
いて押出成形によりシート状に成形する。初めに二軸押
出機などの押出機３０の樹脂原料投入口３１に投入され
たペレットは、一軸押出機などのスクリュー３３中で押
出し機ヒーター３４により加熱され、押出され、Ｔダイ
３５から平板状に成形される。Ｔダイ金型３５の上型と
下型にヒーター３６，３７を配置することにより、上下
の温度が変更できる。この場合Ｔダイ金型３５の上型ヒ
ーター３６と下型ヒーター３７の温度を１０℃以上とな
るよう設定するが、望ましくは３０℃以上、さらに望ま
しくは３０℃〜４０℃の温度差を設けて溶融樹脂をＴダ
イ３５から押出す。上型と下型の温度差が１０℃未満の
場合は、シリカ微粒子が一様に樹脂中に分散するため、
一方の樹脂シート表面１のシリカ微粒子が他方の樹脂シ
ート裏面２よりも多くならない。片面を早く冷却し、裏
面を加熱して樹脂を溶融状態のまま保つことで、溶融樹
脂がシリカ微粒子の周りを回り込み、加熱した金型表面
方向に現れる。Ｔダイ３５から押出した樹脂シートは、
ロール３２で圧延して所望の厚さの樹脂シート１４と
し、冷却される。

【００３６】上記熱可塑性樹脂シートを用いた樹脂成形
体において、樹脂シートの無機微粒子濃度が高い表層を
成形体の外側、濃度が低い表層を成形体の内側に配置
し、閉断面構造を形成することにより、無機微粒子を多
く含有する樹脂は材料の弾性率が向上するため箱型構造
体の剛性が向上する。

【００３７】本発明の中空樹脂成形体では、成形前の熱
可塑性樹脂シートにおいて樹脂中に無機微粒子が分散さ
れており、一方の樹脂シート表面から他方の樹脂シート
表面に向けてシリカ微粒子の濃度が漸減する濃度勾配を
有するものである。板厚方向での無機微粒子の濃度減少
率は一定であってもよいし、急激に濃度が変化してもよ
い。また、一方の表面の無機微粒子の濃度がゼロであっ
てもよい。このような構成とすることで、２枚のシート
の接合面は無機微粒子の含有率が少ないため、加熱した
ときに樹脂の粘度が低下しやすく流動性が高い。加熱し
た２枚のシート間に空気注入用ノズルを配置すると樹脂
シートは追従しやすく、ノズルから空気漏れを起こさな
くなる効果がある。

【００３８】次に、熱可塑性樹脂シートを用いる成形体
の製造方法について説明する。

【００３９】中空樹脂成形体の製造装置において、図５
はヒーターにて加熱する状態を、図６は型閉め前の状態
を、図７は気体注入後の状態を説明する製造装置の説明
図である。

【００４０】まず、図５に示すように、上記製造方法に
より得られた２枚のシリカ微粒子含有熱可塑性樹脂シー
ト１１，１２を、それらの周縁部でクランプ４３を用い
て挟み込む。２枚の熱可塑性樹脂両シート１１，１２の
シリカ微粒子を多く含有する表面を外側になるように金
型（上側）４１、金型（下側）４２との間に配置し、２
枚の樹脂シート１１，１２が向き合った内側になるよう
にシートを組合わせて配置する。２枚の樹脂シート１
１，１２は所定間隔を隔てて平行状かつ水平状に支持す
る。２枚の樹脂シート１１，１２を上下両側からヒータ
ー４６で加熱して軟化させる。樹脂シート１１，１２が
所定の軟化温度に達すると、図６に示すように、上下か
ら加熱していたヒーターを移動し、金型４１，４２を閉
じ樹脂シート１１，１２を挟み込むことによって２枚の
樹脂シートを溶着させる。また、その時に圧縮空気導入
用ノズル４４を２枚の樹脂シート１１，１２の間に挟み
こむ。それと同時に、２枚の樹脂シート１１，１２間に
配置した圧縮媒体導入用ノズル４４から所定圧力の圧縮
気体を、弁４５を開いて注入し、２枚の樹脂シート１
１，１２を金型のキャビティー内面に密着させる。つい
で、２枚の樹脂シート１１，１２間の内圧を保持しなが
ら所定時間冷却したのち、金型を開いて中空成形体を取
り出す。図８は本発明の中空樹脂成形体の一例を示す図
面である。図８において、所定形状の樹脂成形体１３が
得られる。

【００４１】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、シリカ微粒子を含有する熱可塑性樹脂シートにおい
て、特に樹脂シート表面から板厚２００μｍまでの表層
のシリカ微粒子濃度に対して、樹脂シート裏面から板厚
２００μｍまでの裏層のシリカ微粒子濃度が少なく、樹
脂シートの表面から裏面に向けてシリカ微粒子の濃度が
減少し濃度勾配を有することで、２枚の樹脂シートから
中空樹脂成形体を形成する方法において、接着性に優れ
た中空樹脂成形体を得ることができる。

【００４２】図９は本発明の中空樹脂成形体を適用する
自動車用内装部品の一例を示す図面である。図１０は本
発明の中空樹脂成形体を適用する自動車用外装部品の一
例を示す図面である。

【００４３】上記中空樹脂成形体は、自動車用内外装樹
部品に適用する。内装部品としては、インストルメント
パネル５１、クラスターリッド５２などがあり、外装用
部品としては、フード５３、サイドドア５４、バックド
ア５６、ルーフ５５に適用できる。

【００４４】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を、比較例ととも
に説明する。これらの実施例は本発明を説明するための
ものであり、本発明を何ら限定するものでない。

【００４５】（実施例１）アクリル系樹脂ペレットと粒
状シリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１５ｎｍ）を
予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均一
に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット化
した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押出
機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定温
度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とした。

【００４６】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００４７】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００４８】（実施例２）アクリル系樹脂ペレットと鎖
状シリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１００ｎｍ）
を予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均
一に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット
化した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押
出機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定
温度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とし
た。

【００４９】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００５０】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００５１】（実施例３）アクリル系樹脂ペレットと鎖
状連結体のシリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１０
０ｎｍ）を予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質
量％の均一に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にて
ペレット化した。得られたペレットを一軸押出機に投入
した。押出機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上
型の設定温度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００
℃とした。

【００５２】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００５３】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００５４】（実施例４）アクリル系樹脂ペレットと粒
状シリカ微粒子（粒子径７ｎｍ、最長部７ｎｍ）を予め
混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均一に分
散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット化し
た。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押出機
のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定温度
は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とした。

【００５５】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００５６】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００５７】（実施例５）アクリル系樹脂ペレットと粒
状シリカ微粒子（粒子径８０ｎｍ、最長部８０ｎｍ）を
予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均一
に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット化
した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押出
機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定温
度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とした。

【００５８】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００５９】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００６０】（実施例６）アクリル系樹脂ペレットと鎖
状シリカ微粒子（粒子径７ｎｍ、最長部１００ｎｍ）を
予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均一
に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット化
した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押出
機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定温
度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とした。

【００６１】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００６２】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００６３】（実施例７）アクリル系樹脂ペレットと鎖
状シリカ微粒子（粒子径８０ｎｍ、最長部２５０ｎｍ）
を予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均
一に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット
化した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押
出機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定
温度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とし
た。

【００６４】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００６５】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００６６】（実施例８）アクリル系樹脂ペレットと粒
状シリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１５ｎｍ）を
予め混練し、シリカ微粒子の含有量が５質量％の均一に
分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット化し
た。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押出機
のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定温度
は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とした。

【００６７】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００６８】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００６９】（実施例９）アクリル系樹脂ペレットと粒
状シリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１５ｎｍ）を
予め混練し、シリカ微粒子の含有量が３０質量％の均一
に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット化
した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押出
機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定温
度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とした。

【００７０】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００７１】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００７２】（実施例１０）アクリル系樹脂ペレットと
粒状シリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１５ｎｍ）
を予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均
一に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット
化した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押
出機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定
温度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２１５℃とし
た。

【００７３】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００７４】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００７５】（実施例１１）アクリル系樹脂ペレットと
粒状シリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１５ｎｍ）
を予め混練し、シリカ微粒子の含有量が０．５質量％の
均一に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレッ
ト化した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。
押出機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設
定温度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とし
た。

【００７６】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００７７】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００７８】（比較例１）アクリル系樹脂ペレットと粒
状シリカ微粒子（粒子径２００ｎｍ、最長部２００ｎ
ｍ）を予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％
の均一に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレ
ット化した。得られたペレットを一軸押出機に投入し
た。押出機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型
の設定温度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃
とした。

【００７９】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００８０】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００８１】（比較例２）アクリル系樹脂ペレットと鎖
状シリカ微粒子（粒子径５０ｎｍ、最長部５００ｎｍ）
を予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均
一に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット
化した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押
出機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定
温度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２００℃とし
た。

【００８２】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００８３】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００８４】（比較例３）アクリル系樹脂ペレットと粒
状シリカ微粒子（粒子径１５ｎｍ、最長部１５ｎｍ）を
予め混練し、シリカ微粒子の含有量が１０質量％の均一
に分散したアクリル系樹脂を二軸押出機にてペレット化
した。得られたペレットを一軸押出機に投入した。押出
機のヒーターの設定温度は２３０℃、ダイ上型の設定温
度は２３０℃、ダイ下型の設定温度は２３０℃とした。

【００８５】押出した樹脂シートを直ちに冷却して樹脂
シートを得た。このようにして形成された樹脂シートは
所望の寸法に切断し、３００ｍｍ角、厚さ５ｍｍで、押
出した時の上側を表面、下側を裏面とした樹脂シートを
得た。

【００８６】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、上記にて得
られた熱可塑性合成樹脂シートを２枚用意し、図５に示
すようにクランプにより２枚の熱可塑性樹脂シートの表
面が外側になるように向かい合わせて配置し、シート表
面の温度を２２０℃に加熱し、ヒーターを取り除いた
後、金型を閉じると同時に５ｋｇ／ｃｍ³の空気を注入
した。型閉じ後２分間冷却し、型を開いて成形体を取り
出した。最期に成形体の周囲にあるクランプ部樹脂を切
断し、２５０×１００×５０ｍｍの中空部を有する箱型
樹脂成形体を得た。

【００８７】（評価方法） 〔曲げ弾性率、曲げ強度試験〕図１１は３点曲げ試験を
説明する図面である。図１１において、得られた箱型樹
脂成形体６３を支柱６２で支え、圧子６１で押して３点
曲げ試験を行い、曲げ弾性率、曲げ強度を測定した。

【００８８】シリカ微粒子を一様に分散させた比較例３
に対し弾性率、強度の向上の有無を比較した。

【００８９】〔シリカ微粒子最表層の濃度〕得られた樹
脂シートを厚さ方向に切断し、切断面を透過型電子顕微
鏡（Ｈ−８００ 日立製作所）を使用し、倍率８０００
０倍に拡大し、表面から裏面へと順次写真撮影した。写
真には粒子は黒色の色を呈し、アクリル樹脂は白色を呈
すことから、画面処理により黒色円の総和を求めて粒子
の濃度を測定した。

【００９０】樹脂シート表面から板厚２００μｍまでの
表層のシリカ微粒子濃度に対して、樹脂シート裏面から
板厚２００μｍまでの裏層のシリカ微粒子濃度が小さく
なっており、漸減していればＯＫとした。

【００９１】〔溶着強度〕図１２は接着強度試験方法を
説明する図面である。図１２において、２枚の樹脂シー
トが溶着した部位を成形品から切断し、試験片６４を作
製し、図１２に示すような試験方法で樹脂試験片を引張
り、溶着界面の強度を測定した。比較例１で得られた成
形体と比較し強度増加の有無を確認した。

【００９２】〔耐衝撃性〕耐衝撃性を評価する試験方法
として、落錘試験機を使用した。中空樹脂成形体上に２
００ｇの落球の高さを変えて自由落下した。落球落下
後、中空樹脂成形体の破壊の有無を確認した。

【００９３】〔外観品質〕成形体の外観品質を外側から
観察し評価した。成形体が金型通りの形状に形成されて
いれば良好であり、深絞りできなく角Ｒが出ない場合ま
たは板厚が薄くなり穴が空いた場合は不良とした。

【００９４】実施例１〜１１で得られた結果を表１に、
比較例１〜３で得られた結果を表２に示す。

【００９５】

【表１】

【００９６】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の熱可塑性樹脂シート中のシリカ微粒
子の分散状態を示す断面図である。

【図２】 本発明の熱可塑性樹脂シート中の濃度勾配を
示す模式図である。

【図３】 本発明の熱可塑性樹脂シートの製造装置の説
明図である。

【図４】 図３のＡ−Ａ線に沿う口金断面図である。

【図５】 本発明の中空樹脂成形体の製造方法（ヒータ
ーにて加熱）に用いられる装置説明図である。

【図６】 本発明の中空樹脂成形体の製造方法（型閉め
前）に用いられる装置説明図である。

【図７】 本発明の中空樹脂成形体の製造方法（気体注
入後）に用いられる装置説明図である。

【図８】 本発明の樹脂成形体の一例を示す図面であ
る。

【図９】 本発明の中空樹脂成形体を適用する自動車用
内装部品の一例を示す図面である。

【図１０】 本発明の中空樹脂成形体を適用する自動車
用外装部品の一例を示す図面である。

【図１１】 ３点曲げ試験を説明する模式図である。

【図１２】 溶着強度試験方法の説明する図面である。

【符号の説明】

１…樹脂シート表層 ２…樹脂シート裏層 ３…熱可塑性樹脂 ４…無機微粒子 １０…樹脂シート １１…樹脂シート（上側） １２…樹脂シート（下側） １３…樹脂成形体 ３１…樹脂原料投入口 ３２…ロール ３３…スクリュー ３４…押出し機ヒーター ３６…ダイヒーター（上） ３７…ダイヒーター（下） ４１…金型（上側） ４２…金型（下側） ４３…クランプ ４４…気体注入ノズル ４５…弁 ４６…ヒーター ５１…インストルメントパネル ５２…クラスターリッド ５３…フード ５４…サイドドア ５５…ルーフ ５６…バックドア ６１…圧子 ６２…支柱 ６３…３点曲げ試験用試験片 ６４…接着性試験用試験片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 22:00 22:00 (72)発明者 鳥居 信吉 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 上杉 憲治 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 4F207 AA21 AB17 AG01 AG07 AR12 AR15 KA01 KA17 KK01 KK04 KK45 KL63 KL84 KM15 4F208 AA21 AB17 AG01 AG07 AR12 AR15 LA01 LA08 LB01 LG05 LG22 LH02 LH03 LH07 LH10 LN01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機微粒子を含有する熱可塑性樹脂シー
   トであって、一方のシート表面から他方のシート表面に
   向けて無機微粒子の濃度が漸減する濃度勾配を有するこ
   とを特徴とする熱可塑性樹脂シート。
2. 【請求項２】 前記無機微粒子が粒状、鎖状およびまた
   はそれらの連結体であることを特徴とする請求項１記載
   の熱可塑性樹脂シート。
3. 【請求項３】 前記無機微粒子の最大部の大きさが、５
   〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の熱可塑性樹脂シート。
4. 【請求項４】 前記無機微粒子連結体の最長部の大きさ
   が、５〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂シート。
5. 【請求項５】 前記無機微粒子の含有量が１〜５０質量
   ％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項
   に記載の熱可塑性樹脂シート。
6. 【請求項６】 前記濃度勾配は、一方の樹脂シート表面
   から板厚２００μｍまでの無機微粒子濃度に対して、他
   方の樹脂シート表面から板厚２００μｍまでの無機微粒
   子濃度が少ない濃度勾配であることを特徴とする請求項
   １〜５のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂シート。
7. 【請求項７】 前記無機微粒子がシリカであることを特
   徴とする請求項１〜６のいずれか1項に記載の熱可塑性
   樹脂シート。
8. 【請求項８】 請求項１〜７記載のいずれか1項に熱可
   塑性樹脂シートを用いた樹脂成形体であって、一方のシ
   リカ微粒子濃度が高い表面を成形体の外側、他方のシリ
   カ微粒子濃度が低い表面を成形体の内側に配置したこと
   を特徴とする中空樹脂成形体。
9. 【請求項９】 請求項８記載の中空樹脂成形体を用いた
   ことを特徴とする自動車用内外装樹脂成形体。
10. 【請求項１０】 無機微粒子を含有する溶融樹脂を押出
    成形でシート状に成形する製造方法であって、溶融樹脂
    が冷却されて固体になるまでの間、成形機内部で溶融樹
    脂の上面と下面に接する金型温度差が１０℃以上である
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか1項に記載の
    熱可塑性樹脂シートの成形方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜７のいずれか1項に記載の
    熱可塑性樹脂シートを用いて、シリカ微粒子濃度が高い
    表層を構造体の外側に、裏層が成形体の内側となるよう
    に２枚の樹脂シートを組み合わせて金型内に設置し周囲
    を固定し、２枚の樹脂シートを上下面から加熱した後、
    ２枚の樹脂シート周囲を圧着することにより内部に気体
    を保持させ、２枚の樹脂シート間に気体を注入すると同
    時に金型に設けた吸引穴から金型内の気体を吸引し中空
    部を形成する請求項８記載の中空樹脂成形体の製造方
    法。