JP2992505B2 - オレフィン系樹脂複合材による中空体の表皮一体成形 - Google Patents
オレフィン系樹脂複合材による中空体の表皮一体成形Info
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Description
複合材を使用して中空体を成形する方法に関し,特に木
質セルロース性充填材を包含するオレフィン系樹脂複合
材を使用して,表皮と一体となる中空体を成形する方法
に関する。
から,ポリエチレン,ポリプロピレンなどのオレフィン
系樹脂をはじめ,ABS,ナイロン,ポリエチレンテレフ
タレートなど殆どの熱可塑性樹脂や,それら樹脂に,タ
ルク,炭酸カルシウム,シリカ,ガラス繊維,カーボン
繊維等の無機質系充填材を混合した複合材が中空体の成
形材料に使用されている。
するためには,まず,この材料をアキュムレータのつい
た押出し機により,両側に位置する通常,凸型と凹型と
の間に,垂れ下がるように,溶融状態の円筒状パリソン
を押し出し,そして,両型により型締めをすると同時
に,パリソンの下部より空気を吹込み,成形型の内壁に
そうように膨張させることで,中空体を成形していた。
とで,中空体は表皮材と一体となり,外観品質,製品形
状が優れた成形品が得られるという特徴をもつ。
ス系複合組成物(たとえば,特公昭60-40965号(名称
「パネルの製造方法及びその装置」)を参照)や故紙と
オレフィン系プラスチックとを混合した複合組成物(た
とえば,特公昭57-43575号(名称「故紙を利用した複合
組成物及びその製造方法」を参照)などのような木質セ
ルロース性充填材高含有のオレフィン系樹脂複合材があ
る。この複合材をシート状に押し出し成形すると,安価
で,引っ張り強さ,曲げ強さ,曲げ弾性率,熱変形温度
(H.D.T.)などについて良好な物性を示めす製品を得る
ことができる。
のできる上記複合材を中空体の材料として利用する試み
はあるものの,以下の問題があり,実用化されていな
い。
うためには,加熱して軟化させ,半溶融状態にしなけれ
ばならないが,溶融状態における凝縮力が非常に弱いた
め,押出し機より,一定の長さのパリソンを,所定の肉
厚で形成できず,垂れ下がると直ぐに切れるという問題
がある。
で,切れにくく調節できるが,複合材自身の延展性が著
しく小さいことから,空気圧により膨張させる際に,局
部的に複合材が切れるという問題や,肉厚が部分的に極
めて薄くなり,ときには孔があくという問題も生じる。
パリソンを押し出すためにアキュムレータに一時的に,
上記複合材の溶融樹脂を滞留させる必要があるが,その
とき複合在中の木質セルロース性充填材が炭化,劣化
し,そのため,成形品の物性が著しく低下するという問
題もある。
で,重ね合わせると表面の粘着性が強いため溶着して一
体となり,そのため重ね合わされた複合材の間に空気を
吹き込んでも,それらの分離が非常に困難となり,中空
体の成形が事実上不可能となっている。
(図では下型のみを示す)に示されているように,加熱
により軟化した複合材シート41,42を重ね合わせる際
に,それらの間に両側からブロー成形用のノズル43,43
より空気を吹き込み,空気層を形成することが考えられ
ている。この操作後に型締めすると,上記分離の問題が
生ずることなく中空体を形成できる。
上,加熱,軟化した複合材シートが,吹き込まれた空気
により冷却され過ぎるため,型締め後,必要な部分を加
圧,圧着しても溶着が不十分で,しっかりした結合力が
得られない。かかる不十分な結合がないように,複合材
シートの接合し合う部分にホットメルト用フィルムを積
層しなければならず,必然的に材料費も著しく高くな
る。
シートの,互いに重なり合う側の表面に予め目付量の小
さな不織布を積層し,重なり合う表面の粘着性を低下さ
せる方法もある。また,予め一方の複合材シートに炭化
カルシウムやタルクなどの粉末を薄く塗布し,重なり合
う表面の粘着性を低下させる方法もある。
(図4)より単純な作業であり,粘着性の低下が図れる
ものの,不織布,炭化カルシウムの粉末などが複合材の
間に介在することから,型締め後に必要な部分を加圧,
圧着しても両者の溶着が不十分でなく一体化しない。
リエステル繊維とポリプロピレン繊維とから成る不織布
とを一緒に重ね合わせて,大きな成形圧を利用して(圧
縮成形,スタンピング成形)加圧成形し,三次元に延伸
させて成形型の内壁にそわせる方法が知られている。
織布の利用も考えられるが,中空成形は加圧力が非常に
低く,以下の問題があって,この不織布を利用した中空
成形は,特殊なものを除いて一般に行われていない。
に薄肉のものであり,使用されるパリソン基材が熱可塑
性樹脂単体,またはタルク,炭酸カルシウム等の充填材
を含む熱可塑性樹脂である。そのため,比較的冷却速度
が早く,大きな製品では,不織布との接合面における基
材樹脂の温度が低くなる。したがって,たとえ不織布が
ポリプロピレン繊維からなるものであっても,特に高価
な低融点ポリプロピレン繊維を使用しない限り,溶融し
てパリソンと十分に一体化することは極めて困難であ
る。
形などと異なり,成形圧が極めて低く,目付重量がかな
り小さい不織布以外は,成形型の内壁面に忠実にそって
押付けることが困難で,そのため成形型の内壁通りのシ
ャープな成形が不可能となっている。シャープな成形を
行うために,目付重量を小さくすると,適正な補強作用
が低下し,部分的な透けむらができ外観を悪化させるこ
とになる。
たもので,その目的は,木質セルロース系充填材を含有
するオレフィン系樹脂複合材を使用して,表皮材と一体
となる中空体を成形する方法を提供することである。
填材を含有するオレフィン系樹脂複合材を使用して,補
強のための不織布と一体となる中空体を成形する方法を
提供することである。
を必要としない押出し機を利用して押し出し成形された
シート材を使用して中空体を成形する方法を提供するこ
とである。
壁面にそったシャープな形状をもつ中空体を成形する方
法を提供することである。
明の,表皮材と一体となる,オレフィン系樹脂複合材の
中空体を成形する方法は,木質セルロース系充填材を含
有するオレフィン系樹脂複合材からシート材を押し出し
成形する工程と,成形型を構成する下型に,ポリプロピ
レン繊維およびポリエステル繊維を含有する混合繊維不
織布を配置する工程と,押し出し成形されたシート材か
ら成る第一のシート材を加熱により軟化させて,混合繊
維不織布の上に配置する工程と,不織布の上に配置され
た第一のシートの上に,所定時間経過後,加熱により軟
化した,押し出し成形されたシート材から成る第二のシ
ート材を重ね合わせて配置する工程と,その上に表皮材
を配置し,さらにその上に成形型を構成する上型を配置
して型締めする工程と,所定時間内に,重ね合わされた
シート材の間に,空気を吹込み,中空体を成形する工程
と,を含む方法である。
の内壁面に沿って膨張する。混合繊維不織布内のポリプ
ロピレン繊維は溶融して,加熱により軟化した第一のシ
ートのオレフィン系樹脂成分と一体化する。混合繊維不
織布内の,溶融しないポリエステル繊維は加熱により軟
化した第一のシートと強固に結合する。
ース系充填材を含有して成るオレフィン系樹脂複合材を
用いて,表皮材と一体となる中空体の成形方法を図を参
照して説明する。図3に示す中空体30は,本発明にした
がって成形された車両用のセンターシェルフで,A-A断
面より分かるように幾つかの中空部31を有し,中空部の
周囲32で複合材33,34同士が溶着して一体となってい
る。
るオレフィン系樹脂複合材から,通常の押出し機(アキ
ュムレータは不要である)により0.6〜3.0mm程度の肉厚
の薄い板を押し出しシート材を成形し,常温に一時保管
する。
繊維セルロース性充填材(複合材シートと略す)は,植
物性繊維素類を機械的に粉砕した粉砕粒子から成る充填
材,化学処理したパルプ,紙,ハードボード等の粉砕粒
子から成る充填材,またはこれら粉砕粒子を主体とし,
タルク,炭酸カルシウム,シリカ,ガラス繊維,カーボ
ン繊維等の無機質系フィラーを含む充填材である。
以上オレフィン系樹脂複合材に含まれることが望まし
く,さらに45〜60重量%の範囲で含まれることが望まし
い。
有する複合材シート自身の冷却速度は比較的遅く,その
ため複合材シートを軟化させるために加熱した後,温度
の低下に時間がかかるが,極表面には微細粒の木質セル
ロース性粒子が露出しており,少し温度が低下すると,
表面の粘着性が著しく低下するという特性が本発明者に
より見出された。このような特性は,オレフィン系樹脂
単体,またはタルク,炭酸カルシウムを混合したオレフ
ィン系樹脂にはないものである。
うに,成形型を構成し,間に中空体の外形(図3を参
照)を形成するキャビティーを画成する上型1と下型2と
を使用する。その下型2の上に混合繊維不織布3を配置す
る。
エステル繊維とポリプロピレン繊維との混合繊維不織布
である。混合繊維不織布内のポリプロピレン繊維の混合
割合は,35〜65重量%の範囲が好適であるが,さらに好
適には45〜55重量%の範囲である。
〜190℃になるように,加熱し,軟化させた第一の複合
材シート4を重ね,3〜15秒後に,その上に同様に加熱,
軟化した第二の複合材シート5を重ね,その上に表皮材7
3を配置する。その際,内部に空気を吹き込むためのノ
ズル7,7を複合材シートの両側に配置する。最後に表皮
材6をその上に配置し,図2に示されているように,素
早く上型1を下降させて型締めを行う。そして直ぐに,
ノズル7,7から4.0〜6.0kg/cm2の圧力の空気を5〜10秒
以内に,複合材シート4,5の間に吹く込む。
囲にし,3〜15秒間放置した後に複合材シートを重ね合
わせ,5〜10秒間以内に両シートの間に少なくとも二カ
所から空気を吹き込むと,表面のタックフリー特性によ
り,均一に引き剥がすことができる。
の温度に加熱さているが,これに接する混合繊維不織布
内のポリプロピレン繊維が素早く溶解して,複合材シー
トと一体化する。溶解したポリプロピレンはポリエステ
ル繊維の間に入り込んで媒体となることから,混合繊維
不織布のポリエステル繊維は動き易くなり,成形性が向
上する。したがって,吹き込む空気の圧力が4.0〜6.0kg
/cm2と比較的低くとも,その加圧により,不織布と一体
となった複合材シートは成形型の内壁にそって膨張し,
内壁面通りのシャープな形状となる。
エステル繊維は,複合材シートの補強層となり,複合材
シートが加圧空気により膨張するときに,局部的に透け
たり,孔があいたりすることを防ぐ。
織布の目付重量は,30〜300g/cm2の範囲が好適で,さら
に80〜150g/cm2の範囲にあることが望ましい。
部または全部を再生ポリプロピレン繊維から成るもので
もよい。再生ポリプロピレン繊維はバージンのものより
比較的溶融しやすいことから,これを不織布の中に含め
ると第一の複合材シートの温度管理幅が広がり作業し易
くなるという利点がある。
ルを排気口として,これを10〜30%程度開放した状態に
して,他方のノズルから常温の空気を,内部圧力が4.0
〜5.0kg/cm2になるようにして吹き込み,15〜20秒間保
持する。その後,排気口を全開にして常温の空気を10〜
25秒間ノズルから吹き込み,内部を冷却し,そして脱型
する。この間,型の温度は,40〜50℃に調節し,成形性
が損なわれないようにする。このようにして成形された
成形製品が図3に示されている。
を含有するオレフィン系樹脂複合材は熱伝導性が低く,
脱型時間が長くなるものであるが,中空成形に使用され
た,従来の無機質充填材入りや無添加のオレフィン系樹
脂組成物より比較的高温時の形状保持性が良好であるこ
とから,空気の吹き込みにより加圧の段階から常温の空
気を流通させて内部からも冷却を促進でき,したがっ
て,ブロー成形とほぼ同程度の早さで脱型ができる。
ことができない木質セルロース性充填材を含有するオレ
フィン系樹脂複合材をシート状に押し出し成形し,これ
らを加熱,軟化させた後,一定期間経過後に重ね合わ
せ,そして間に空気を吹き込むことで,容易に両者を引
き剥がすことができ,さらに膨張させることで表皮一体
の中空体を成形することができる。
ル繊維とからなる混合繊維不織布を使用することによ
り,成形時の膨張の際,複合材シートが局部的に薄肉と
なることや,孔があくことを防止しながら,成形型通り
のシャープな形状をもつ中空体を成形することができ
る。
保持性をもつことを利用して,中空成形の初期段階から
常温の空気を流通させることで,中空体の内部から冷却
でき,これにより脱型を早くでき,通常の中空成形と同
程度の早さで成形を行うことができる。
有するオレフィン系樹脂複合材を使用することにより,
引張り強さ,曲げ強さ,曲げ弾性率,熱変形温度につい
て,従来の無添加の各種熱可塑性樹脂や無機質充填材入
りの熱可塑性樹脂複合材より高い物性を得ることがで
き,したがって強度,剛性の優れた中空体を成形するこ
とができる。さらに,各種無機質充填材より非常に安価
な木質セルロース性充填材を多量に複合材に含めること
から,材料費が著しく節約でき,低コストの中空体を成
形することができる。
置した状態を示す。
態を示す。
った中空体を示す。
Claims (12)
- 【請求項1】表皮材と一体となる,オレフィン系樹脂複
合材の中空体を成形する方法であって,木質セルロース
系充填材を含有するオレフィン系樹脂複合材からシート
材を押し出し成形する工程と,成形型を構成する下型
に,ポリプロピレン繊維およびポリエステル繊維を含有
する混合繊維不織布を配置する工程と,前記押し出し成
形されたシート材から成る第一のシート材を加熱により
軟化させて,前記混合繊維不織布の上に配置する工程
と,前記不織布の上に配置された前記第一のシートの上
に,所定時間経過後,加熱により軟化した,前記押し出
し成形されたシート材から成る第二のシート材を重ね合
わせて配置する工程と,その上に表皮材を配置し,さら
にその上に成形型を構成する上型を配置して型締めする
工程と,所定時間内に,前記重ね合わされたシート材の
間に,空気を吹込み,中空体を成形する工程と,を含
み,成形中に,前記両シートが空気圧により膨張して前
記成形型の内壁面に沿い,前記混合繊維不織布内のポリ
プロピレン繊維が溶融して,前記加熱により軟化した第
一のシートのオレフィン系樹脂成分と一体化し,前記混
合繊維不織布内の,溶融しないポリエステル繊維が前記
加熱により軟化した第一のシートと強固に結合する,と
ころの成形方法。 - 【請求項2】 前記混合繊維不織布の目付重量は,30〜
300g/cm2の範囲にある,請求項1に記載の成形方法。 - 【請求項3】 前記混合繊維不織布の目付重量は,80〜
150g/cm2の範囲にある,請求項2に記載の成形方法。 - 【請求項4】 前記混合繊維不織布内の前記ポリプロピ
レン繊維の混合割合が35〜65重量%の範囲にある,請求
項1に記載の成形方法。 - 【請求項5】 前記混合繊維不織布内の前記ポリプロピ
レン繊維の混合割合が45〜55重量%の範囲にある,請求
項4に記載の成形方法。 - 【請求項6】 前記混合繊維不織布の前記ポリプロピレ
ン繊維の一部または全部は再生ポリプロピレン繊維から
成る,請求項1に記載の成形方法。 - 【請求項7】 前記オレフィン系樹脂複合材に包含され
る前記木質繊維セルロース性充填材は,植物性繊維素類
を機械的に粉砕した粉砕粒子から成る充填材,化学処理
したパルプ,紙,ハードボード等の粉砕粒子から成る充
填材,またはこれら粉砕粒子を主体とする無機質系フィ
ラーを含む充填材である,請求項1に記載の成形方法。 - 【請求項8】 前記オレフィン系樹脂複合材は,35重量
%以上の前記木質繊維セルロース性充填材を含む,請求
項7に記載の成形方法。 - 【請求項9】 前記オレフィン系樹脂複合材は,前記木
質繊維セルロース性充填材を45〜60重量%の範囲で含
む,請求項8に記載の成形方法。 - 【請求項10】 前記両シート材は,その表面温度が16
0〜190℃となるように加熱される,請求項1に記載の成
形方法。 - 【請求項11】 前記第一のシート材を配置した後,3
〜15秒経過後に,前記第二のシート材を配置する,請求
項1に記載の成形方法。 - 【請求項12】 前記空気の吹込みは,前記シート材を
重ね合わせた後に,5〜10秒以内に行われる,請求項1に
記載の成形方法。
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JP10593398A Expired - Fee Related JP2992505B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | オレフィン系樹脂複合材による中空体の表皮一体成形 |
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1998
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