JP2922396B2 - 圧縮成形用金型およびそれを用いた樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタンパブルシート等
のガラス繊維強化熱可塑性樹脂シートを用いて樹脂成形
品を得るためのプレス用金型およびそれを用いた樹脂成
形品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スタンパブルシートを用いる
圧縮成形では、上記スタンパブルシートを雌雄の金型に
応じて裁断し、その裁断したスタンパブルシートを加熱
軟化して上記雌雄の金型内に入れ、上記雌雄の金型によ
り圧縮成形することにより、上記スタンパブルシート
が、例えば自動車の座席のフレームに型付けされる。

【０００３】上記従来からのスタンパブルシートを用い
た圧縮成形法を、耐水性や電気絶縁性を必要とする例え
ば電気発熱体を封止した合成樹脂製の板状の樹脂成形品
の製造に用いた場合、上記圧縮成形法では、下雌金型内
に、スタンパブルシート、被封止体である発熱体、スタ
ンパブルシートを重ね合わせて積層体を形成した後、上
記積層体を加熱して上記スタンパブルシートの熱可塑性
樹脂を溶融状態とし、次に、上記積層体をプレスして樹
脂成形品を製造する方法が考えられた。

【０００４】このような上記方法では、上記スタンパブ
ルシートの熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合、前記
積層体を下雌金型内に積層した後、上雄金型を上記積層
体に近接させ、続いて、上記各上下金型を例えば 220℃
程度に加熱して、上記積層体を加熱し上記熱可塑性樹脂
を溶融した後、上記上下金型の温度を 100℃程度に冷却
しながら、上記上下金型を型締めすることによる圧縮成
形によって樹脂成形品を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法お
よびそれに用いる金型では、得られた板状の樹脂成形品
が、型開きしても下雌金型内に留まるため、上記樹脂成
形品を外部に取り出す、つまり脱型する際に、従来のよ
うなエジェクタピンを用いると、成形品にピンの後が残
るため、得られた樹脂成形品の整形に手間取るという問
題、あるいは吸盤等を用いる手動作による脱型操作を用
いると、得られた樹脂成形品の脱型に手間取るという問
題を生じている。

【０００６】また、上記の樹脂成形品の製造方法では、
上記積層体を加熱して、その熱可塑性樹脂を溶融した状
態とするために、一度、高温に加熱された上記各上下金
型を、続いて 100℃程度に冷却して、型締めすることに
よって樹脂成形体を得ていたから、各上下金型の温度を
上昇や低下させるための時間を必要としており、そのよ
うな上下金型の温度を変化させる時間によって製造時間
が長くなるという問題も招来している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の圧縮成形
用金型は、以上の課題を解決するために、繊維状物を含
む熱可塑性樹脂からなるシート状物が重ねられた積層体
を上雄金型と下雌金型とによる圧縮成形によって樹脂成
形品を形成する圧縮成形用金型において、上記下雌金型
は、固定された下金型部と、移動可能な受け板とに分割
できるようになっており、上記受け板は、上記積層体を
載置して移動でき、かつ、上記上雄金型と型締めして上
記積層体を成形するための下雌金型のシャーエッジの一
部を形成するように設けられていることを特徴としてい
る。

【０００８】請求項２記載の圧縮成形用金型を用いた樹
脂成形品の製造方法は、請求項１記載の圧縮成形用金型
を備え、繊維状物を含む熱可塑性樹脂からなる第１シー
ト状物を受け板に載せた後、上記第１シート状物の上に
被封止物を載せ、さらに、上記被封止物の上に、繊維状
物を含む熱可塑性樹脂からなる第２シート状物を載せて
積層体を上記受け板上に作製した後、上記受け板上の積
層体を上記熱可塑性樹脂が溶融するように加熱し、直ち
に上記受け板を固定された下金型部に取り付けて下雌金
型を形成した後、上記下雌金型と上雄金型とによって上
記積層体を圧縮成形して上記第１および第２シート状物
を一体化することにより、上記繊維状物および熱可塑性
樹脂によって上記被封止物が覆われた樹脂成形品を得る
ことを特徴としている。

【０００９】上記熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレ
ン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリフェニレンオキサイド、高密度ポリエチ
レン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリ
エーテルイミド、ポリ（メタ）アクリレート等の単体あ
るいは共重合体を挙げることができる。

【００１０】上記繊維状物としては、ガラス繊維、カー
ボン繊維、ウイスカ等の無機質繊維、アラミド繊維、ボ
ロン繊維が単体あるいは混合して用いられる。上記繊維
状物は、繊維長６mm以上、繊維太さ１０μｍ以上のもの
が使用され、熱可塑性樹脂に対して、１５〜５０重量％
混合されて用いられる。

【００１１】また、前記の第１シート状物および第２シ
ート状物の各熱可塑性樹脂は、圧縮成形するときに相互
に一体化できればよく必ずしも同一成分である必要はな
い。

【００１２】

【作用】上記の請求項１記載の構成によれば、下雌金型
の一部として分割して移動できる受け板に、下雌金型の
シャーエッジの一部が設けられていることにより、積層
体を載せた受け板を、固定された下金型部に取り付けて
下雌金型を形成し、上記下雌金型と上雄金型とによって
上記積層体を圧縮成形することにより樹脂成形品を得る
ことができる。このような樹脂成形品は、上記受け板を
下金型から取り出すことにより、受け板から容易に取り
出すことができる。

【００１３】上記の請求項２記載の方法によれば、受け
板を設けることにより、受け板に載置された積層体を加
熱して移動させることができるから、加熱されて熱可塑
性樹脂が溶融した積層体を、その形状を維持して受け板
によって移動させ、かつ、上記受け板を下金型部に取り
付けて下雌金型を形成することができる。

【００１４】ところで、従来では、積層体を下雌金型内
に作製し、上記積層体に対し上雄金型近接させ、上記上
下の雌雄金型によって、上記積層体を加熱し、その熱可
塑性樹脂を溶融した後、上記雌雄金型を冷却しながら、
積層体をプレスすることによって樹脂成形品を得てい
た。

【００１５】しかしながら、上記方法では、受け板を設
けることによって、上下の雌雄金型を、積層体の熱可塑
性樹脂が溶融するために加熱する必要がなく、よって、
従来のように上記雌雄金型を冷却する時間を省くことが
できる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図６に
基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、圧縮成
形用金型について説明すると、上記圧縮成形用金型で
は、図１および図２に示すように、強度を高めるための
繊維状物を含む熱可塑性樹脂からなるシート状物および
被封止物が積層された積層物１を載置して移動する受け
板２が、下金型３に対して着脱可能に、かつ、上記下金
型３に装着されると下雌金型３ｅを形成するように設け
られている。

【００１７】したがって、上記受け板２には、積層物１
を重ね合わせることのできる載置部２ａが形成され、上
記下金型３に取り付けられて下雌金型３ｅを形成したと
きに上記下雌金型３ｅのシャーエッジ３ａの一辺部を形
成する立ち上げ部２ｂが、前記載置部２ａに沿って受け
板２上に立設されている。

【００１８】また、上記受け板２には、受け板２を下金
型３の所定位置に固定するための固定用孔部２ｃが２ヶ
所、図示しない固定ピンが挿通されるように穿設されて
いる。よって、下金型３には、上記固定ピンが嵌入され
る固定用穴部３ｂがそれぞれ穿設されている。

【００１９】また、下金型３には、所定の温度を維持で
きるように加熱するための下側ヒーター３ｃ…が内蔵さ
れ、一方、上雄金型４には、所定の温度を維持できるよ
うに加熱するための上側ヒーター４ａ…が内蔵されてい
る。

【００２０】また、下金型３には、所定の温度を維持で
きるように加熱するための下側ヒーター３ｃ…と、上記
各下側ヒーター３ｃ…からの熱を効率よく下金型３に伝
達するための下側断熱層３ｄとが内蔵され、一方、上雄
金型４には、所定の温度を維持できるように加熱するた
めの上側ヒーター４ａ…と上記各上側ヒーター４ａ…か
らの熱を効率よく上雄金型４に伝達するための上側断熱
層４ｂとが内蔵されている。

【００２１】次に、上記圧縮成形用金型を用いた樹脂成
形体の製造方法について説明すると、上記製造方法で
は、図３に示すように、まず、厚みが0.85mmのスタンパ
ブルシート（ケープラシート社製、商品名：Ｃ8010−
Ｎ、組成：ポリプロピレン樹脂60wt％、ガラス繊維40wt
％）を15cm四方に切断して２枚のシートとし、上側シー
ト５および下側シート６とした。

【００２２】一方、厚みが 2.5mmのスタンパブルシート
（ケープラシート社製、商品名：Ｃ8030−Ｎ、組成：ポ
リプロピレン樹脂60wt％、ガラス繊維40wt％）を15cm四
方に切断した後、上記のスタンパブルシートの中心に対
して相互に対称となる位置に複数の直径15mmの固定用孔
７を表裏面を貫通するようにそれぞれ開口して有孔シー
ト８とした。

【００２３】また、正の温度特性（ＰＴＣ）を有するチ
タン酸バリウム系磁器半導体からなる発熱体９を、直径
が15mm、厚みが 2.5mmの円板状に成形して用いた。上記
発熱体９には、その上下面に例えば銀ペーストを焼き付
けた電極がそれぞれ形成されている。

【００２４】上記発熱体９に給電し、かつ、上記発熱体
９からの熱を外部に効率よく放熱するために有孔金属板
１０が用いられている。上記有孔金属板１０は、 140mm
四方で厚さ１mmのアルミニウム板であり、直径５mmの穴
を碁盤の目状に穿設したものである。なお、上記各有孔
金属板１０には、図示しないが、それぞれの対向面とな
る片面にリード線がそれぞれ半田付けされている。

【００２５】次に、下雌金型３ｅの一部が着脱自在に分
割された 150mm四方の成形品が乗る受け板２の載置部２
ａの上に、下側シート５、有孔金属板１０、有孔シート
８を順次重ね合わせ、上記有効シート８の各固定用孔７
・７に発熱体９をそれぞれ嵌入し、続いて、有孔金属板
１０、上面シート６をこの順序で重ね合わせて積層体１
を形成する。

【００２６】その後、上記積層体１を載せた受け板２
を、図４に示すように、上下加熱板１１ａ・１１ｂを有
するヒーターの下側加熱板１１ａ上に載置し、上記上下
加熱板１１ａ・１１ｂによって、上記積層体１が 220℃
となるように７分間加熱する。

【００２７】これにより、上記上側シート６、有孔シー
ト８、下側シート５は、それらのポリプロピレン樹脂が
溶融するが、上記各シート５・６・８に充填されている
ガラス繊維により流れ出すことはなく、上記各シート５
・６・８の形状を維持して受け板２上に保持される。

【００２８】このとき、上記方法では、上記積層体１が
その温度上昇に伴って層方向に主に膨張するため、ヒー
ターの上側加熱部１１ｂと積層体１との間隔ｈを、所定
の間隔、例えば２mmの間隔を維持するように上記上側加
熱部１１ｂを積層体１の膨張に応じて上方に移動させる
ようになっている。

【００２９】この次に、上記受け板２を、図１に示すよ
うに、下金型３に挿入し、図５および図６に示すよう
に、固定用孔部２ｃおよび固定用穴部３ｂに、固定ピン
１２を挿通することによって、下金型３に取り付ける。
このとき、上記受け板２と下金型３のシャーエッジ部３
ａとによって、下雌金型３ｅが形成される。

【００３０】その後、上雄金型４により、温度 100℃、
成形圧力１kg/cm²、１分間、上記下雌金型３ｅ内の積層
体１を冷却プレスすることにより、上記各シート５・６
・８が一体化した樹脂成形体１３内に、各有孔金属板１
０および発熱体９を内蔵した15cm×15cm×約５mmの面上
ヒータを得た。

【００３１】その後、型開きし、上記面状ヒータを載せ
た受け板２を下金型３から取り出して、上記面状ヒータ
を上記受け板２から容易に取り外す、つまり脱型するこ
とができた。

【００３２】この面状ヒータは、発熱体９および有孔金
属板１０の全面がガラス繊維を有するポリプロピレン樹
脂によって覆われており、外部との間で良好な電気絶縁
性を有していた。よって、冠水する位置や高湿度雰囲気
中で、好適に用いることができるものとなっている。

【００３３】このように上記実施例の圧縮成形用金型
は、下金型３に対して着脱自在な受け板２を、下雌金型
３ｅのシャーエッジ３ａの一部を形成するように設け、
かつ、積層体１を載るように設けることにより、積層体
１を載せた受け板２を下金型３に取り付けて下雌金型３
ｅを形成し、上記下雌金型３ｅと上雄金型４とによって
上記積層体１を圧縮成形することにより樹脂成形品を得
ることができる。

【００３４】このような樹脂成形品は、上記受け板２を
下雌金型３ｅから取り外すことにより、受け板２から容
易に取り出すことができる。これにより、従来では、型
開きしたときに樹脂成形品が下雌金型内に残留するた
め、吸盤等による手動作による脱型操作を必要とし、脱
型に手間取っていたが、上記圧縮成形用金型では、上記
のような手動作を省けるから、板状の樹脂成形品の脱型
を容易化できる。

【００３５】また、従来では、脱型のために金型に、エ
ジェクタピン等の突出ピンを形成するように作製し、脱
型の後に上記突出ピンを元の位置に戻すような方法があ
るが、上記圧縮成形用金型では、そのような突出ピンを
形成する必要がないので、得られた樹脂成形品の表面に
除去された突出ピンの痕跡のない完全に平面な外観を得
ることが可能となる。

【００３６】ところで、従来の被封止物を有する樹脂成
形品の製造方法では、加熱された積層体を把持して移動
させたり、下金型内に入れたりすると、溶融した熱可塑
性樹脂を有する積層体の形状が歪んでしまい成形不良と
なることがあった。

【００３７】このため、従来では、熱可塑性樹脂製シー
ト、例えばポリプロピレン製シートを有する積層体を下
雌金型内に作製した後、上雄金型を上記積層体に近接さ
せ、続いて、上記各上下金型を、例えば 220℃程度に加
熱して、上記積層体を熱可塑性樹脂が溶融するように加
熱し、次に、上記上下金型の温度を 100℃程度に冷却
し、上記上下金型を型締めすることによる圧縮成形によ
って樹脂成形品を得ていた。

【００３８】しかしながら、上記方法では、受け板２を
設けることにより、受け板２に載置された積層体１を加
熱して移動させることができるから、加熱されて軟化し
た積層体１を、その形状を維持して受け板２によって移
動させ、かつ、下金型３内に装着することができる。こ
のことにより、上記方法は、従来のように一度高温とな
った上下の各金型を冷却する手間や時間を省くことがで
きるので、積層体１から得られる樹脂成形品の製造時間
を迅速化できる。

【００３９】なお、上記実施例の構成では、受け板２
は、下金型３に装着されたとき下雌金型３ｅのシャーエ
ッジ３ａの一辺部を形成する立ち上げ部２ｂを有する例
を挙げたが、上記に限定されることはなく、下雌金型３
ｅに装着されたときに上記シャーエッジ３ａの二辺部を
形成する断面Ｌ字状の立ち上げ部２’ｂが立設された受
け板２’を用いてもよく（図７参照）、さらに、図示し
ないが、上記シャーエッジ３ａの三辺部を形成する断面
コの字状の立ち上げ部が立設された受け板を用いてもよ
い。

【００４０】また、上記実施例の方法では、有孔金属板
１０は、碁盤の目状に穴が穿設されたものであるが、上
記に限定されることはなく、例えば金網状のものも使用
できる。

【００４１】さらに、上記実施例の樹脂成形品の製造方
法では、１つの受け板２を用いた例を挙げたが、複数の
受け板２を用いることもできる。複数の受け板２を用い
ることにより、加熱された積層体１を載せた受け板２を
下金型３に取り付けて、上記積層体１を冷却プレスして
いる間に、他の受け板２に新たな積層体１を載せて加熱
することにより、上記積層体１による樹脂成形品の製造
サイクル時間を短縮することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の圧縮成形用金型
は、以上のように、圧縮成形のための下雌金型は、固定
された下金型部と、移動可能な受け板とに分割できるよ
うになっており、上記受け板は、繊維状物を含む熱可塑
性樹脂からなるシート状物が重ねられた積層体を載置し
て移動でき、かつ、上記上雄金型と型締めして上記積層
体を成形するための下雌金型のシャーエッジの一部を形
成するように設けられている構成である。

【００４３】それゆえ、上記構成は、下雌金型の一部と
して分割して移動できる受け板に、下雌金型のシャーエ
ッジの一部が形成されていることにより、積層体を載せ
た受け板を、固定された下金型部に取り付けて下雌金型
を形成し、上記下雌金型と上雄金型とによって上記積層
体を圧縮成形することにより樹脂成形品を得ることがで
きる。

【００４４】したがって、上記構成では、得られた樹脂
成形品は、上記受け板を下金型部から取り出すことによ
り、受け板から容易に取り出すことができる。これによ
り、上記構成は、従来では脱型に手間取る樹脂成形品の
脱型を容易化できるという効果を奏する。

【００４５】本発明の請求項２記載の樹脂成形品の製造
方法は、以上のように、繊維状物を含む熱可塑性樹脂か
らなる第１シート状物および第２シート状物の間に被封
止物を挟んだ積層体を上記受け板上に載置した後、上記
受け板の積層体を上記熱可塑性樹脂が溶融するように加
熱した後、直ちに上記受け板を固定された下金型部に取
り付けて下雌金型を形成した後、上記下雌金型と上雄金
型とによって上記積層体を圧縮成形して上記第１および
第２シート状物を一体化することにより、上記繊維状物
および熱可塑性樹脂によって上記被封止物が覆われた樹
脂成形品を得る方法である。

【００４６】それゆえ、上記方法は、受け板を設けるこ
とにより、加熱されて軟化した積層体を、その形状を維
持して受け板によって移動させ、かつ、上記受け板を下
金型部に取り付けて下雌金型を形成することができる。

【００４７】ところで、従来では、積層体を下雌金型内
に作製し、上記積層体に対し上雄金型を近接させ、上記
上下の雌雄金型によって、上記積層体をその熱可塑性樹
脂が溶融するように加熱した後、上記雌雄金型を冷却し
ながら、積層体をプレスすることによって樹脂成形品を
得ていた。

【００４８】しかしながら、上記方法では、受け板を設
けることによって、上下の雌雄金型を熱可塑性樹脂が溶
融するように加熱する必要がなく、よって、従来のよう
に上記雌雄金型を冷却する時間を省くことができるの
で、積層体から得られる樹脂成形品の製造時間を迅速化
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮成形用金型を用いた樹脂成形品の
製造方法における一製造工程を示す上記圧縮成形用金型
および積層体の模式断面図である。

【図２】上記圧縮成形用金型の受け板の斜視図である。

【図３】上記積層体を載せた受け板の正面図である。

【図４】加熱されている上記受け板の正面図である。

【図５】上記圧縮成形用金型の下雌金型に装着された上
記受け板の平面図である。

【図６】上記積層体を載せた受け板が装着された下金型
と上雄金型によって上記積層体がプレスされた製造工程
を示す上記圧縮成形用金型の一部破断正面図である。

【図７】上記受け板の一変形例を示す受け板の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 積層体 ２ 受け板 ３ 下金型 ３ａ シャーエッジ ３ｅ 下雌金型 ４ 上雄金型

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維状物を含む熱可塑性樹脂からなるシー
   ト状物が重ねられた積層体を上雄金型と下雌金型とによ
   る圧縮成形によって樹脂成形品を形成する圧縮成形用金
   型において、 上記下雌金型は、固定された下金型部と、移動可能な受
   け板とに分割できるようになっており、上記受け板は、
   上記積層体を載置して移動でき、かつ、上記上雄金型と
   型締めして上記積層体を成形するための下雌金型のシャ
   ーエッジの一部を形成するように設けられていることを
   特徴とする圧縮成形用金型。
2. 【請求項２】請求項１記載の圧縮成形用金型を備え、 繊維状物を含む熱可塑性樹脂からなる第１シート状物を
   受け板に載せた後、上記第１シート状物の上に被封止物
   を載せ、さらに、上記被封止物の上に、繊維状物を含む
   熱可塑性樹脂からなる第２シート状物を載せて積層体を
   上記受け板上に作製した後、上記受け板上の上記積層体
   を上記熱可塑性樹脂が溶融するように加熱した後、直ち
   に上記受け板を固定された下金型部に取り付けて下雌金
   型を形成した後、上記下雌金型と上雄金型とによって上
   記積層体を圧縮成形して上記第１シート状物および第２
   シート状物を一体化することにより、上記繊維状物およ
   び熱可塑性樹脂によって上記被封止物が覆われた樹脂成
   形品を得ることを特徴とする圧縮成形用金型を用いた樹
   脂成形品の製造方法。