JP2018130854A - 樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性率、強度、衝撃強度等の機械的強度を高めると同時に、生産性を改善した連続繊維強化樹脂材料による成形体の技術を提供する。【解決手段】以下の工程を有する、成形品の製造方法。（ａ）金型内に２枚のシート状インサート材を供給するインサート材供給工程。（ｂ）２枚のシート状インサート材の間に成形樹脂を供給する樹脂供給工程。（ｃ）樹脂供給工程の後に、金型にて圧縮し、２枚のシート状インサート材を挟持された樹脂により一体化する一体化工程。（ｄ）金型内に更に別のシート状インサート材を供給する、インサート材追加供給工程。（ｅ）一体化物と追加されたシート状インサート材との間に更に成形樹脂を供給する、樹脂追加供給工程。（ｆ）樹脂追加供給工程の後に、金型にて圧縮し、一体化物と追加されたシート状インサート材を挟持された成形樹脂により一体化する一体化追加工程。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形品の製造方法に関する。

樹脂成形品に求められるニーズは多岐にわたっており、一つのものでもより軽く、より多機能、高機能な製品が求められている。それを達成する手段として樹脂成形品になされている試みは、例えば、軽量化、高強度化に対しては、ガラス繊維やカーボン繊維と樹脂を複合化した繊維強化樹脂を用いることが効果的だと言うことが知られている。

近年では、樹脂成形品に更に高い機能を付与するために、ガラス繊維やカーボン繊維からなる織布又は不織布等と樹脂を複合化した長繊維強化樹脂シートに関する検討が進められてきている。

このシートを用いた樹脂成形品の成形法として、シートを金型内に配設し、樹脂材料で射出や圧縮成形を行う方法がある。しかしながら、この方法は、インサートの固定、位置決め等のほかに、多くの課題があり、効果的な方法がない。射出成形の場合は、高い射出圧力がインサートにかかるために十分な固定がないとインサートの変形、破損、位置ズレなどを発生させてしまう。このためインサートの固定方法は特許文献１記載のように予めインサートに突形状を設けておき、型に設けた凹形状に固定する方法等を用いたりする提案がされている。
しかしながらこの方法では、製品として部分的に突形状が残ったり、孔形状が残ってしまう問題があり、多用することは製品形状の自由度を阻害してしまい実用的ではない。

この対応として、例えば、特許文献２に記載のように、開閉する両方の金型面に挟持密着させて固定し成形することも考えられるが、これでは板厚方向にインサート以外の成形材料を流すのが困難となってしまい、やはり製品形状の自由度が不十分である。
これらの問題点である形状自由度とインサートの保護をともに満足させる方法として、例えば、特許文献３に記載されているような、樹脂の射出圧力をより低く抑えられる射出圧縮成形が有効と考えられるが、流動長が長くなると、インサートの保護が不十分な場合があり、シート状インサートの歪みや位置ズレ、部分的欠損により機能性インサートの欠損を引き起こしやすくなってしまう問題がある。

また、シート状インサートが表面に露出している状態では、機能の保護、信頼性の確保、外観の確保、安全性の確保等の面で不安が残る。そこで露出しているシート状インサートの表面を被覆する必要があるが、従来技術である二色成形、ダイスライドインジェクション等では成形設備が大型になってしまうため、自動車のバックドアのような大型の成形品には適用しにくいという問題がある。シートの形状や機能を損なわないまま、かつ安定性・安全性に優れた成形品を安価に得ることが望ましいため、これらの問題を解決する必要がある。

更に自動車分野に限らず移動や動きを伴うものは、より軽くすることが要求される。特に、近年は省エネルギーや耐環境性の意識が高まり、より効率的な軽量化のために、構造部材でも様々な取り組みがなされている。
この点で、軽量化指標である比剛性、比強度の高い樹脂複合材料は効果的な材料として注目されている。従来の構造材の主体であったスチール（金属）に対し、比剛性が倍近い複合材は以前からも知られていたが、衝撃強度、加工性、生産性等の観点で十分でない面が指摘され、適用が限定されたままである。
具体的には、例えば、熱硬化性樹脂材料をマトリクスとした複合材料については、弾性率や引張強度の機械特性が優れているものの、リサイクル性、加工性等の観点で問題がある。加熱溶融できないためリサイクル材の取り扱いに工数が多くなる、接合加工は接着剤に頼ることが多くなり、成形加工に反応が絡むため成形自由度が低くなり、加工サイクルが長くなってしまう。

一方、熱可塑性樹脂材料をマトリクスとしている複合材料については、リサイクル性、加工性は良好であるものの、衝撃特性が不十分であり、衝撃特性を改善したものは成形自由度が低いという問題があった。汎用性の高い分野では、加工性、リサイクル性は重要であることから、熱可塑性樹脂材料をマトリクスとした複合材料における形状自由度と衝撃強度の両立が極めて重要となっている。熱可塑性樹脂材料による複合材料としては、数ｍｍから５ｍｍ程度の大きさのペレットサイズとして射出成形に使用されるものが一般的である。射出成形によるものは成形性が良く、形状自由度が高い反面、強化繊維の繊維長が短いために衝撃強度が低いという問題がある。特に、近年は長繊維熱可塑化（Ｌｏｎｇ Ｆｉｂｅｒ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ：ＬＦＴ）としてペレット内の長繊維化が計られているものの、成形機内のスクリュー及びノズル或いは成形型のゲート部における折損の為に強化繊維の繊維長は成形後には１〜数ｍｍ程度以下になるため、衝撃強度はどうしても限定されるものとなってしまう。
そこで、高い衝撃強度と弾性率等を両立させるために、連続繊維体に熱可塑樹脂を溶融含浸させた材料で成形体を設ける必要性が出てくる。ところが、成形工程となるプレス成形や射出成形において、直接連続繊維体を配設し工程内でマトリクス樹脂を含浸する方法では、含浸が不十分であったり、工程時間が長くなって効率が悪くなるため、予め連続繊維体に熱可塑性樹脂を含浸させたシートを設けておき、これらを用いた成形が考えられてきた。例えば、特許文献４では平板状の構成や接着が開示されているが、成形方法としては生産性のある汎用的なものがまだ少ない。

特許文献５には強化繊維部分を配置した成形工程の発明で、具体的成形製品に適用するために、共に１次成形又は仮成形により基材を型形状に追従させることが開示されているものの、まだ生産性が充分なものとなっていない。これは、成形温度程度の高温の型を用いているためにインサートされる補強シートの加熱、成形後の冷却時間が必要となり、所謂熱可塑性樹脂成形のメリットであるハイサイクル性が活かされていない。一方、シート状インサートの配置構成としては、板厚方向の両サイドに配置される三層構造をとることで効果的に強度を活かせることが知られているが、プリプレグとして形態を保持しつつ、粘度が低い熱硬化樹脂材料によるものが殆どであった。熱可塑性樹脂材料の場合は、溶融状態で保持することがポイントになるため、シート状インサート自体が溶融可塑化状態で型内に供給されるか、型内で溶融可塑化状態にされることが必要となるが、シート状インサートとコア部の板を重ねて加熱プレス成形するしか方法がなく、成形自由度はきわめて低くハイサイクルも期待できない。射出成形機を用いて三層状態を形成するためには、文献６のように２種の成形材料をスキン層とコア層に分けて順次射出する方法や、コア部をインサートしておきスキン層を成形する方法となっており、インサートを成形型内で固定する難しさから高強度部材をスキン層に配置する提案が無かった。又、サンドイッチ構造の積層体をインサートとして一体成形する提案もあるが、充分な溶融密着が期待できないため文献７、８ように機械的段差での固定及び後加工での溶着を必要としていた。又、文献８もサンドイッチ構造を利用しながらも実際の成形体のために枠部分と接合する工程を必要とするような方法となってしまい、生産性が高いとはいい難いものであった。

特開２０１２−８６５５６号公報 特開２００５−１６１５４１号公報 国際公開第１１／１１８２２６号 特開２００７−３８５１９号公報 特開２０１２−１５３０６９号公報 特開２００７−１８２０５７号公報 特開２０１０−４６９４１号公報 特許５０３４５０２号公報

本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、成形体に高機能を付与するシート一体化を可能にしたもので、特に、弾性率、強度、衝撃強度等の機械的強度を高めると同時に、生産性を改善した連続繊維強化樹脂材料による成形体の技術を提供するものである。

本発明は、以下のものに関する。
（１）以下の工程を有する、成形品の製造方法。
（ａ）金型内に２枚のシート状インサート材を供給するインサート材供給工程。
（ｂ）２枚のシート状インサート材の間に成形樹脂を供給する樹脂供給工程。
（ｃ）樹脂供給工程の後に、金型にて圧縮し、２枚のシート状インサート材を挟持された樹脂により一体化する一体化工程。
（ｄ）金型内に更に別のシート状インサート材を供給する、インサート材追加供給工程。
（ｅ）一体化物と追加されたシート状インサート材との間に更に成形樹脂を供給する、樹脂追加供給工程。
（ｆ）樹脂追加供給工程の後に、金型にて圧縮し、一体化物と追加されたシート状インサート材を挟持された成形樹脂により一体化する一体化追加工程。
（２）以下の工程を有する、成形品の製造方法。
（ａ）金型内に１枚のシート状インサート材を供給するインサート材供給工程。
（ｂ）シート状インサート材と金型との間に成形樹脂を供給する樹脂供給工程。
（ｃ）樹脂供給工程の後に、金型にて圧縮し、樹脂含浸シート状インサート材とする樹脂含浸工程。
（ｄ）金型内に更に別のシート状インサート材を供給する、インサート材追加供給工程。
（ｅ）樹脂含浸シート状インサート材と追加されたシート状インサート材との間に更に成形樹脂を供給する、樹脂追加供給工程。
（ｆ）樹脂追加供給工程の後に、金型にて圧縮し、樹脂含浸シート状インサート材と追加されたシート状インサート材を挟持された成形樹脂により一体化する一体化追加工程。
（３）項（１）又は（２）において、工程（ｄ）〜（ｆ）を複数回繰り返し、複数の追加されたシート状インサート材を積層させる、成形品の製造方法。
（４）項（１）〜（３）の何れかにおいて、成形樹脂の供給及び金型の圧縮が、射出圧縮工法である、成形品の製造方法。
（５）項（１）〜（４）の何れかにおいて、成形樹脂の供給が、シート状インサート材の面に対し垂直方向から行われる、成形品の製造方法。
（６）成形金型内にシート状インサートを配設する工程と、成形金型内に成形樹脂を射出する射出工程と、成形金型の一部又は全体を、型閉め圧縮する圧縮工程を行い、シート状インサートと成形樹脂を一体化する成形体の製造方法であって、シート状インサートは少なくとも２枚用いて、圧縮動作をする両金型面付近に夫々に配設し、これらのシート状インサートに挟まれた空間に成形樹脂が射出することで得られる、サンドイッチ構造を有する樹脂成形品の製造方法。
（７）成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンで、片方のシート状インサートを貫通し、他方のシート状インサートを対向する金型面に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行いサンドイッチ構造を有する樹脂成形体ｅを得る請求項６に記載の成形体の製造方法。
（８）成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンを少なくとも二つ用意し、そのうちの一つのピンは、２枚のシート状インサートを貫通し、もうひとつのピンは二枚のシート状インサートのうちの片方のシート状インサートを対向する金型面に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行ってサンドイッチ構造を有する樹脂成形体ｆを得る。その後、成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンで、前記樹脂成形体fを貫通し、前記樹脂成形体eを対向する金型面に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行い、４枚のインサート層及びサンドイッチ構造を有する樹脂成形品gを得る項（６）又は（７）に記載の成形体の製造方法。
（９）成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンで、シート状インサートもしくは前記樹脂成形体ｆを貫通し、他方のシート状インサートもしくは前記樹脂成形体ｅを対向する金型に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行い、３枚のインサート層及びサンドイッチ構造を有する樹脂成形品を得る項（６）〜（８）のいずれかに記載の成形体の製造方法。
（１０）同様の工程を複数回繰り返すことで、５枚以上のインサート層及びサンドイッチ構造を有する項（６）〜（９）のいずれかに記載の成形体の製造方法。
（１１）成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部周囲は金型上で凸に設けられ、片方のシート状インサートもしくはサンドイッチ構造を有する項（１）〜（１０）のいずれかに記載の成形体に設けられた孔が、この凸部に嵌合される成形体の製造方法。
（１２）シート状インサートがガラスクロスと熱可塑性樹脂から構成される甲（１）〜（１１）のいずれかに記載の成形体の製造方法。
（１３）射出用樹脂は、前記シート状インサートに用いられている樹脂と相溶性が高い、甲（１）〜（１２）のいずれかに記載の成形体の製造方法。
（１４）シート状インサート用樹脂及び射出用樹脂が熱可塑性樹脂である、甲（１）〜（１３）のいずれかに記載の成形体の製造方法。
（１５）熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂である、甲（１）〜（１４）の何れかに記載の成形体の製造方法。
（１６）成形体が、車両用のバンパービームである項（１）〜（１５）の何れかに記載の樹脂成形体の製造方法。

本発明によれば、従来のような多くの工数をかけなくても、特に弾性率、曲げ強度、衝撃強度等の機械的強度が高い連続繊維強化樹脂材料による成形体を得ることができる。

本発明に係わる成形体製造方法の模式図である。 本発明に係わる成形体製造方法の模式図である。 本発明に係わる成形体製造方法の模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。

本発明の成形品の製造方法は、シート状のインサート材を成形品の表裏に一体成形する成形方法を基本としている。そのために成形金型内にシート状インサート材を少なくとも２枚用い、圧縮動作をする両型面付近に夫々に配設し、これらのシートに挟まれた空間に成形樹脂を射出し、成形金型の一部又は全体を型閉め圧縮する圧縮工程を行い、シート状インサートと成形樹脂を一体化する。模式図を図１に示す。

本発明におけるシート状インサート材とは、例えば、補強用の強化繊維を用いたシート、ＥＭIシールド用シート、加飾シート、導電性シート、断熱用シート等、多岐にわたるシートが使用でき、シート状であれば適用可能である。
但し、一体化される成形樹脂と相溶性を持ち溶融密着することが必要なことから、成形樹脂と相溶性を持つ樹脂に対し、機能材料が複合、印刷等により、機能付与された状態のものが好ましい。具体的には、成形樹脂がポリプロピレン系樹脂であれば、シート状インサート材は、ポリプロピレン系樹脂に機能性粒子を混合した材料をシート化したものが好適である。
成形樹脂層の厚みは機能を満たすに充分であれば特に限定されない。シート状インサート材と成形樹脂との密着は成形樹脂の溶融熱量により、シート状インサート材の樹脂と成形樹脂とが相溶しあう必要があるが、型温度やシート状インサート材の予熱により厚みの自由度は得られる。
但し、成形体の仕上がり厚みに対しシート状インサート材が厚すぎると成形肉厚が薄くなりすぎ圧縮工程による成形流動自体が不十分となる可能性があるので適性化は必要である。又、樹脂で複合化されてない場合でもメッシュ状のものであれば、成形樹脂が貫通し固着できるため、薄い金網、パンチングメタルなども機能部材として使用できる。
本発明では、特に衝撃性能や、剛性等の機械的物性に優れた成形品であることを目的とするため、熱可塑性樹脂をガラスクロスに含浸させたシートが望ましい。

一方、成形品において、成形樹脂部とシート状インサート材は、線膨張係数が異なることがある。特に、補強シートのような場合は、成形収縮時又は環境下における膨張収縮挙動において所謂熱応力が大きいことがある。このため、樹脂の伸び特性によっては変形やクラックが発生してしまう問題があることから、成形樹脂に、ガラス繊維あるいはタルク等を含有させた複合材料を用いることが好ましい。

成形樹脂は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等のポリオレフィン樹脂；脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂等のポリアミド樹脂；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）；ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ＡＢＳ樹脂；熱可塑性エポキシ樹脂等が挙げられる。

成形時間に優れる観点からは、熱可塑性樹脂が好ましく、安価で耐薬品性であり、耐熱性、機械的特性等に優れる観点からは、ポリプロピレン樹脂、もしくは酸無水物を反応させ得られた変性ポリプロピレン樹脂がより好ましい。
ポリプロピレン樹脂とは、プロピレンの重合体であり、他のモノマーとの共重合体も包含される。他のモノマーとしては、エチレン、プロピレン、４〜１０のαオレフィン等が挙げられる。他のモノマーとの共重合体は、ブロック共重合体であっても、ランダム共重合体であってもよい。

また、成形後の密着性の観点から、含浸樹脂と成形樹脂とは、相溶性が高いことが好ましい。相溶性が高いとは、それぞれの溶解性パラメータ（ＳＰ値、Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ値）の差が、１未満であることをいい、０．５以下であることが好ましい。ＳＰ値の詳細については、“ジャーナル・オブ・アプライド・ケミストリー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、３巻、７１〜８０頁（１９５３年）”を参照することができ、下記式（１）により算出される。
ＳＰ値＝ΣＦｉ／Ｖ＝ρ・ΣＦｉ／Ｍ （１）
式（１）において、Ｆｉは、分子を構成する原子又は原子団、結合型など構成グループのモル吸引力、Ｖはモル容積、ρは密度をそれぞれ示す。Ｍは分子量を示し、高分子の場合は繰り返し単位（つまりモノマー単位）の分子量を示す。Ｆｉの値は、上記の文献に記載されているＳｍａｌｌの値を用いる。共重合体のρ、ΣＦｉ及びＭについては、共重合体を構成するモノマー単位の各単独重合体のρ、ΣＦｉ又はＭの数値にモノマー単位のモル分率を乗じたものの和を算出して用いる。例えば、ポリプロピレン樹脂のＳＰ値は、１６．４（ＭＪ／ｍ^３）^１／２である。

相溶性が高い樹脂の組み合わせとしては、例えば、次のものが挙げられる。
ポリプロピレン（ＰＰ）同士
ポリプロピレン（ＰＰ）とポリエチレン（ＰＥ）
アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）とアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ）
ＡＢＳとポリスチレン（ＰＳ）
ＰＥとブチルゴム

また、基材用樹脂と射出用樹脂は同じ樹脂でも異なる樹脂でも構わないが、上記相溶性の観点からは、基材用樹脂と射出用樹脂は同じ樹脂であることが好ましい。

本発明の成形樹脂の射出工程はシート状インサートに挟まれた空間に行われ、これにより型内で不安定となりがちなシート状インサートが射出樹脂により強制的に型面に押し付けられる。この際、射出樹脂を挟み込んだシート状インサート材がある部分の金型は圧縮動作前であるので広い空間を有している。このため樹脂の射出圧力は低くシート状インサートに与えるストレスも低く抑えられる。次の圧縮工程でのストロークは樹脂の冷却も考慮し大きく取りすぎる必要はないが１〜１０ｍｍ程度が好ましい。縦型締め、横型締め共にこの数値の範囲であれば賦形及び密着に好ましいが、シート状インサートのサイズによってはこれ以上が好ましい場合も充分考えられる。すなわち、成形体に応じて最適化することが好ましい。この圧縮工程は、シート状インサートと成形樹脂の密着と共にシート状インサートの保護に大きく寄与する。通常の射出成形では高い樹脂の射出圧力によってシート状インサートを変形、破壊してしまう可能性が高いが、本発明の方法であれば両サイドのシート状インサートを破壊せず安定して密着させることができる。尚、金型の圧縮動作は一部の駒によるものでも良く、方向も全体の型締め方向に限定されるものでもない。

次に、射出ゲートの少なくとも１つは金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動なピンで、片方のシート状インサートもしくはサンドイッチ構造体を貫通し、他方のシート状インサートもしくはサンドイッチ構造体を対向する金型面に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行うことが好ましい。可動なピンは圧縮動作に応じて圧縮できるスプリングで支持されたものでも、シリンダ作動によるものでも良い。又、スプリング式の場合、スプリングの付勢圧力を適正にすることで成形樹脂の射出圧力により可動ピンを後退させることも可能になる。シリンダ動作の場合でも、圧縮時又は圧縮前に可動ピンを後退させることが可能である。これらの動作は成形品に孔を残さない点で効果的である。シートの面に平行方向から樹脂を供給する場合、シートの末端を乗り越える必要があるが、末端部分の射出樹脂がキャビティ面から離れた状態で射出樹脂に触れると、樹脂流動に任せてシートは押し流され大変形、破損を起こしてしまうおそれがある。シート状インサートの末端部分は金型内で不安定に変形する場合があるため、この破損を防ぐために末端部分を固定しておく必要があるが、固定範囲が広いため固定に時間が掛かり、事前準備が必要になってしまう。そこで、金型に設けた圧縮方向に可動なピンにより、片方のシート状インサートを貫通し、他方のシート状インサートを対向する型面に押し付けるように固定することで、射出樹脂が安定して両方のシート状インサートの挟まれた空間に送り込まれる。ここで金型に設ける圧縮方向に可動なピンはゲート側に設けても、ゲートと対向する側に設けても良い。

更に、本発明の成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部周囲は金型上で凸に設けられ、片方のシート状インサートもしくはサンドイッチ構造体に設けられた孔がこの凸部に嵌合されることが好ましい。これにより、シート状インサートもしくはサンドイッチ構造体の固定は容易になり、また吐出樹脂の圧力が型面に押し付けるように働くため、より破損が無く、安定して樹脂を供給できる。又、固定用のピンが減らせることで成形体に残るピンの跡や窪み等を減らすことができる。

シート状インサートは、特に補強用シートの場合に強度的な効果が大きい。前述したように、複数のシート状インサートと成型樹脂でサンドイッチ構造体をとることができるため、剛性や強度を効果的に発揮し、軽量化部材として最適となる。本発明のシート状インサートは連続強化繊維からなるシート状体に熱可塑性樹脂を含浸させたものであり、成形樹脂と相溶性のある樹脂を選択することで溶融密着し、強固なサンドイッチ構造をもたらす。連続強化繊維とは、その材質は特に限定されるものではない。繊維状の束状態で織り込み、編み込むことでクロス状にすることができるものがより使いやすい。
具体的にはガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維の他に、樹脂材によるものも使用できる。樹脂繊維の場合は、含浸する熱可塑性樹脂（含浸樹脂）の溶融温度で溶融、劣化せずに補強効果をもたらすものであればよく、含浸樹脂にもよるがパラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維等を用いることも可能である。
繊維径は特に限定するものではない。しかしながら、クロス状のものは配向が二方向しかないために細かい強度管理が不十分となる場合もある。又、編み込み工程を経るために高価な場合がある。そこで、より配向性に優れ、安価な不織布状のものを用いた方が効果的な場合もある。
以上のように効果的な発明により、今まで得られなかった、一部又は全体の両面が、連続強化繊維からなるシート状体に熱可塑性樹脂を含浸させたシート状インサートにより補強された射出圧縮成形品を得られる。

又、本発明のシート状インサートは断面方向の厚みが０．０５ｍｍ〜１ｍｍであり、このシート状インサートが熱可塑性樹脂からなる複合材料層の両側に配された射出圧縮成形品であることが好ましい。連続強化繊維によるシート状インサートの特性は、強化繊維体と樹脂の特性とこれらの配合率によって決まるが、より強化繊維の配合率が高いほど高強度になるものの、実際には生産上の限界がある。例えばガラス繊維（ガラスクロス）でもカーボン繊維でも樹脂を含浸させたシート状インサートの場合、繊維体の体積率は８０体積％程度が限界である。繊維体の中への樹脂含浸は樹脂の粘性が影響することは知られているが、特に熱可塑性樹脂の粘度レベルでは、含浸を助ける加圧含浸工程が重要となっている。

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施形態の成形品の製造方法を示す模式図である。
１はゲート５側に設けた可動ピン６によりゲート５と対向する側に押し付けられている。２には孔７、孔８が設けてあり、ゲートのある側に固定されている。金型４は型締めされ所定の位置に停止し、成形樹脂３を１と２の間に射出し、直後に型締め圧縮動作を行い、冷却後に脱型し成形体Ａを得た。シート状インサート１，２に関しては線径約１７μｍのガラス繊維による平織りクロスにポリプロピレン樹脂を含浸させたものを用いた。ガラス配合率は５５体積％とし、厚みは０．３ｍｍのものを用いた。又、成形樹脂はポリプロピレン樹脂に短繊維のガラス繊維を１３体積％配合した成形品を用いた。
続いて同様の工程により、成形品Ｂを製造し、それらを金型５に配接し、射出成形を行うことで、成形品Ｄを得た。
それぞれの厚みは成形品Ａが１ｍｍ、成形品Ｂが１ｍｍであり、成形品Dは４ｍｍであった。

＜実施例２＞両面補強品、３枚補強品、４枚補強品
＜比較例＞鉄とＧＭＴとアルミ 比強度、比衝撃、比剛性、サイクルタイム、レッグインパクター（歩行者脚部）、軽衝突との両立 決められたストローク内で最大の吸収効率。リペアコスト 優れた荷重特性

実施例及び比較例で使用した材料は以下のとおりである。
（射出用樹脂）
ガラス繊維強化ＰＰ：住友化学社製、製品名：スミストランＰＧ５００３−２
（基材用樹脂）
ＰＰ：日立化成配合ＰＰ、製品名：Ａ材
（繊維材料）
ガラス繊維：日本電気硝子社製、ガラス種類：Ｅガラス、径：１７μｍ 織り方：平織り

＜評価＞
実施例および比較例の各種試験結果を表１に示す。

１．シート状インサート、２．シート状インサート、３．成形樹脂（1次成形用）、４．成形金型、５．ゲート(１次成形用)、６．固定用可動ピン、７．孔(ピン貫通用)、８．孔（ゲート部貫通用）、１０．成形体Ａ、１１．成形体Ｂ、１２．成形体Ｃ

Claims (16)

1. 以下の工程を有する、成形品の製造方法。
   （ａ）金型内に２枚のシート状インサート材を供給するインサート材供給工程。
   （ｂ）２枚のシート状インサート材の間に成形樹脂を供給する樹脂供給工程。
   （ｃ）樹脂供給工程の後に、金型にて圧縮し、２枚のシート状インサート材を挟持された樹脂により一体化する一体化工程。
   （ｄ）金型内に更に別のシート状インサート材を供給する、インサート材追加供給工程。
   （ｅ）一体化物と追加されたシート状インサート材との間に更に成形樹脂を供給する、樹脂追加供給工程。
   （ｆ）樹脂追加供給工程の後に、金型にて圧縮し、一体化物と追加されたシート状インサート材を挟持された成形樹脂により一体化する一体化追加工程。
2. 以下の工程を有する、成形品の製造方法。
   （ａ）金型内に１枚のシート状インサート材を供給するインサート材供給工程。
   （ｂ）シート状インサート材と金型との間に成形樹脂を供給する樹脂供給工程。
   （ｃ）樹脂供給工程の後に、金型にて圧縮し、樹脂含浸シート状インサート材とする樹脂含浸工程。
   （ｄ）金型内に更に別のシート状インサート材を供給する、インサート材追加供給工程。
   （ｅ）樹脂含浸シート状インサート材と追加されたシート状インサート材との間に更に成形樹脂を供給する、樹脂追加供給工程。
   （ｆ）樹脂追加供給工程の後に、金型にて圧縮し、樹脂含浸シート状インサート材と追加されたシート状インサート材を挟持された成形樹脂により一体化する一体化追加工程。
3. 請求項１又は２において、工程（ｄ）〜（ｆ）を複数回繰り返し、複数の追加されたシート状インサート材を積層させる、成形品の製造方法。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、成形樹脂の供給及び金型の圧縮が、射出圧縮工法である、成形品の製造方法。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、成形樹脂の供給が、シート状インサート材の面に対し垂直方向から行われる、成形品の製造方法。
6. 成形金型内にシート状インサートを配設する工程と、成形金型内に成形樹脂を射出する射出工程と、成形金型の一部又は全体を、型閉め圧縮する圧縮工程を行い、シート状インサートと成形樹脂を一体化する成形体の製造方法であって、シート状インサートは少なくとも２枚用いて、圧縮動作をする両金型面付近に夫々に配設し、これらのシート状インサートに挟まれた空間に成形樹脂が射出することで得られる、サンドイッチ構造を有する樹脂成形品の製造方法。
7. 成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンで、片方のシート状インサートを貫通し、他方のシート状インサートを対向する金型面に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行いサンドイッチ構造を有する樹脂成形体ｅを得る請求項６に記載の成形体の製造方法。
8. 成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンを少なくとも二つ用意し、そのうちの一つのピンは、２枚のシート状インサートを貫通し、もうひとつのピンは二枚のシート状インサートのうちの片方のシート状インサートを対向する金型面に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行ってサンドイッチ構造を有する樹脂成形体ｆを得る。その後、成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンで、前記樹脂成形体ｆを貫通し、前記樹脂成形体eを対向する金型面に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行い、４枚のインサート層及びサンドイッチ構造を有する樹脂成形品gを得る請求項６又は７に記載の成形体の製造方法。
9. 成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部側或いはこれと対向する側の型から圧縮方向に可動するピンで、シート状インサートもしくは前記樹脂成形体ｆを貫通し、他方のシート状インサートもしくは前記樹脂成形体ｅを対向する金型に押し付けるように固定しながら成形樹脂の射出を行い、３枚のインサート層及びサンドイッチ構造を有する樹脂成形品を得る請求項６〜８のいずれかに記載の成形体の製造方法。
10. 同様の工程を複数回繰り返すことで、５枚以上のインサート層及びサンドイッチ構造を有する請求項６〜９のいずれかに記載の成形体の製造方法。
11. 成形樹脂の射出ゲート部の少なくとも１つは、金型の圧縮方向に略平行方向に設けられており、このゲート部周囲は金型上で凸に設けられ、片方のシート状インサートもしくはサンドイッチ構造を有する請求項１〜１０のいずれかに記載の成形体に設けられた孔が、この凸部に嵌合される成形体の製造方法。
12. シート状インサートがガラスクロスと熱可塑性樹脂から構成される請求項１〜１１のいずれかに記載の成形体の製造方法。
13. 射出用樹脂は、前記シート状インサートに用いられている樹脂と相溶性が高い、請求項１〜１２のいずれかに記載の成形体の製造方法。
14. シート状インサート用樹脂及び射出用樹脂が熱可塑性樹脂である、請求項１〜１３のいずれかに記載の成形体の製造方法。
15. 熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂である、請求項１〜１４の何れかに記載の成形体の製造方法。
16. 成形体が、車両用のバンパービームである請求項１〜１５の何れかに記載の樹脂成形体の製造方法。

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