JPH04220314A - 多層成形品の成形方法 - Google Patents

多層成形品の成形方法

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JPH04220314A
JPH04220314A JP2404821A JP40482190A JPH04220314A JP H04220314 A JPH04220314 A JP H04220314A JP 2404821 A JP2404821 A JP 2404821A JP 40482190 A JP40482190 A JP 40482190A JP H04220314 A JPH04220314 A JP H04220314A
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信裕 臼井
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。詳しくは、表面状態が良好な表皮層と繊維強
化樹脂シート層からなる多層成形品の成形方法に関する
。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化樹脂シートをプレス成形などに
より成形したものは、強度が優れ、特にガラス繊維で強
化したものは補強効果が大きくコスト的にも有利なこと
から強度を要する用途、例えば車輛部品等に用いられて
いるが、繊維強化樹脂シートの成形品は、一般に外観が
悪くソフトな感触がない。これを改善する目的で、繊維
強化樹脂シートに表皮層を積層させた多層成形品が提案
されているが、この多層成形品は、従来、繊維強化樹脂
シートからなる芯材層と予備賦形した表皮層を接着剤で
貼り合わせる方法、あるいは繊維強化樹脂シートからな
る芯材層と表皮層の間にウレタン等の樹脂を注入発泡さ
せて一体化する方法等により製造されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、繊維強
化樹脂シートに表皮層を積層させた多層成形品の従来の
製造方法は工程が多く、かつコストもかかる欠点を有し
ている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる課題
を解決すべく鋭意検討した結果、繊維強化樹脂シートの
表面に溶融した熱可塑性樹脂を供給し圧縮成形を行い、
該熱可塑性樹脂を表皮層として積層一体化することによ
り外観および感触の優れた成形品を製造できることを見
出し本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、〔
１〕上下金型（１、２）間に、予熱された繊維強化樹脂
シート（７）を載置し、下金型（１）に設けた樹脂供給
口（４）から、繊維強化樹脂シート（７）に設けた孔（
８）を通して、上金型（２）と繊維強化樹脂シート（７
）との間に、熱可塑性樹脂を溶融状態とした溶融樹脂（
９）の供給を行いながらまたは溶融樹脂（９）の供給完
了と同時に型締めを行い溶融樹脂（９）を流動賦形し、
繊維強化樹脂シート（７）の表面に熱可塑性樹脂が表皮
層として積層一体化された多層成形品の成形方法、およ
び〔２〕上下金型（１、２）間に、予熱された繊維強化
樹脂シート（７）を載置し、更にその上に発泡シート（
１０）を載置し、下金型（１）に設けた樹脂供給口（４
）から、繊維強化樹脂シート（７）および発泡シート（
１０）に設けた孔（８）を通して、上金型（２）と発泡
シート（１０）との間に、熱可塑性樹脂を溶融状態とし
た溶融樹脂（９）の供給を行いながらまたは溶融樹脂（
９）の供給完了と同時に型締めを行い溶融樹脂（９）を
流動賦形し、発泡シート（１０）の表面に熱可塑性樹脂
が表皮層として積層一体化された多層成形品の成形方法
である。
【０００５】本発明で使用する繊維強化樹脂シートとし
ては、ポリプロピレン、ナイロン等の熱可塑性樹脂をガ
ラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維等の無機繊維
、またはポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド
繊維等の有機繊維、あるいは無機・有機の混合物で補強
したものを用いることができる。繊維の直径は１μｍ〜
５０μｍの一般的に得られる繊維が使用される。
【０００６】中でもガラス繊維の場合は低コストで高い
補強効果が得られるので好ましい。ガラスの長繊維から
なるマット状物あるいは不織布に、ポリプロピレン、ナ
イロン等の熱可塑性樹脂を溶融、浸透させて得たシート
、長さ数ｍｍ〜５０程度の中繊維長のガラス繊維と粉末
状のポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を混合してこれを
加熱溶融加工して得たシート、および中繊維長のガラス
繊維と粉末状のポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を混合
してこれに粘着剤などを加えて固めたマット状としたシ
ート等は、コスト面でも有利であり好適である。
【０００７】本発明で使用する熱可塑性樹脂は、繊維強
化樹脂シートあるいは発泡層シートの表面に溶融状態で
供給され流動賦形された後、表皮層となるものである。 該熱可塑性樹脂としては、オレフィン系熱可塑性エラス
トマーやスチレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性
エラストマー、軟質塩化ビニル樹脂、および低密度ポリ
エチレン等を挙げることができる。なかでも、シボの転
写性がよく、ソフトな感触を与え、耐熱性にも優れてい
るオレフィン系熱可塑性エラストマーが好適である。
【０００８】熱可塑性樹脂の選定にあたっては、繊維強
化樹脂シートあるいは発泡層シートとの熱融着性を考慮
すべきである。例えば、ポリプロピレンをマトリックス
樹脂とした繊維強化樹脂シートを用いる場合は、この表
面に積層する熱可塑性樹脂として、オレフィン系熱可塑
性エラストマーがポリプロピレンとの熱融着性も良好で
、かつ金型シボ模様の転写性も優れている。
【０００９】しかしながら、ナイロンをマトリックス樹
脂とした繊維強化樹脂シートを用いる場合、この表面に
積層する熱可塑性樹脂として、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマーはナイロンとの熱融着性は不良であり好まし
くない。
【００１０】本発明では、繊維強化樹脂シートを載置し
、更にその上に発泡シートを載置し、上金型と該発泡シ
ートとの間に、溶融した熱可塑性樹脂の供給を行って、
発泡層付多層成形品を得ることもできる。この場合も、
発泡シート層は繊維強化樹脂シートおよび表皮層となる
熱可塑性樹脂のいずれとも強固に接合される必要がある
。
【００１１】ポリプロピレンをマトリックス樹脂とした
繊維強化樹脂シート上にポリプロピレン発泡シートを置
き、これにオレフィン系熱可塑性エラストマーを溶融樹
脂として供給して積層、多層成形品とする場合は、各層
はいずれも熱融着性のよい組合せであるので強く融着一
体化した多層成形品とすることができる。
【００１２】ポリプロピレンをマトリックス樹脂とした
繊維強化樹脂シート上にポリウレタン発泡シートを置き
、これにオレフィン系熱可塑性エラストマーを溶融樹脂
として供給して積層、多層成形品とする場合、ポリウレ
タンはオレフィン系熱可塑性エラストマーやポリプロピ
レンと熱融着性はないが、ポリウレタン発泡シート表面
の凹凸の中に溶融したポリプロピレンあるいはオレフィ
ン系熱可塑性エラストマーが入り込み、アンカー効果で
三層は強固に一体化する。
【００１３】各層があまり接着性の良くない組合せの場
合でも、発泡層の両面に布などの中間層を接着剤で接着
または熱で融着してやれば、繊維強化樹脂シートのマト
リックス樹脂および表皮層の熱可塑性樹脂が布の目に入
り、発泡層が布を介して、繊維強化樹脂シート層および
表皮層と強固に一体化することができる。
【００１４】本発明の多層成形品に発泡シートを使用す
る場合の発泡シートとしては、ポリプロピレンやポリウ
レタンの発泡シートを挙げることができ、発泡倍率が５
〜４５倍のものが使用に適している。
【００１５】次に、図面を用いて本発明の成形方法を説
明する。図１に示すように、樹脂通路（３）が設けられ
た下金型（１）の上に、型外で予備加熱されたガラス繊
維強化樹脂シート（７）を載置する。この繊維強化樹脂
シート（７）には樹脂供給口（４）に相当する位置に供
給口（４）よりも大きい孔（８）を設けてある。内面に
シボ加工が施してある上金型（２）を降下させ、途中で
上金型（２）を停止又は減速して樹脂供給口（４）から
溶融樹脂（９）を供給する。溶融樹脂（９）は、孔（８
）を通って繊維強化樹脂シート（７）と上金型（２）の
キャビティ空間に供給される。所定量の溶融樹脂（９）
の供給を完了する前かまたは供給完了と同時に、上金型
（２）の下降を再開または増速してキャビティクリアラ
ンスが所定の値になるまで型締めを行うと溶融樹脂（９
）は、キャビティ末端まで流動し、上金型内面のシボ模
様が良好に反転転写された表皮層となる。繊維強化樹脂
シート（７）も一部流動してキャビティ末端まで充填さ
れた芯材層となる。
【００１６】発泡シート（１０）を中間層として使用す
る場合は、図２に示すように、樹脂供給口（４）に相当
する位置に供給口（４）よりも大きい孔（８）を設けて
ある繊維強化樹脂シート（７）を下金型（１）上に置き
、さらにその上に同様に樹脂供給口（４）に相当する位
置に供給口（４）よりも大きい孔（８）を設けてある発
泡シート（１０）を載置し、孔（８）を通して上金型（
２）と発泡シート（１０）との間に、溶融樹脂（９）の
供給を行って、発泡層付多層成形品を得ることもできる
。
【００１７】溶融樹脂（９）の供給は、上金型（２）の
降下速度を０〜３０ｍｍ／秒として、かつ上下金型のク
リアランスが（ｃ＋５）〜（ｃ＋１００）ｍｍの間に行
うのが好ましい。ここでｃは最終成形品の厚みを表す。 そして溶融樹脂（９）の供給が完了する前か完了すると
同時に上金型（２）の降下速度を再増速し型締めを完了
することにより外観のきわめて優れた多層成形品を得る
ことができる。溶融樹脂（９）の供給は、上金型（２）
の降下速度を３０ｍｍ／秒以下に減速し、かつ（ｃ＋５
）〜（ｃ＋１００）ｍｍのキャビティクリアランスの範
囲で行わなければ、表皮層に凹凸やフローマークが発生
する等の外観不良を生じることがある。また所望のシボ
模様の転写が困難になることが多い。また、発泡シート
（１０）を中間層として使用する場合は、発泡層（１０
）が熱や圧力に弱く、成形中に潰れや変形を生じやすい
ので、特に上金型（２）の降下速度とキャビティクリア
ランスに合わせた溶融樹脂（９）の供給のタイミングが
重要である。
【００１８】本発明の成形法では、型締めが完了してい
ない状態でキャビティに溶融樹脂（９）を供給し、ある
いは供給しながら型締めを行ないつつ溶融樹脂（９）を
流動充填させ賦形するので、射出成形に較べて著しく低
圧で成形することができる。このため、発泡層を損なう
ことがなく、外観の良好な成形品が得られる。
【００１９】
【実施例】つぎに実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが本発明はこれによって何ら限定されるもので
はない。
【００２０】実施例１ １００トンの型締力を持ち、上プラテンが駆動するプレ
ス機の上下プラテンに、図３で示す成形品を成形する金
型を取り付け、次の条件で成形を行った。
【００２１】繊維強化樹脂として、１０〜５０ｍｍ中繊
維長のガラス繊維３０重量％で強化された厚さ２ｍｍの
ガラス繊維強化ポリプロピレンシート（ケープラシート
株式会社製）を用いた。下金型（１）の樹脂供給口（４
）に相当する位置に孔（８）を設けたこのガラス繊維強
化ポリプロピレンシート（７）をオーブン中で加熱、２
３０℃に予熱、軟化させた後、孔（８）を図１のように
樹脂供給口（４）に合わせて下金型（１）上に載置した
。シボ模様を刻んだ上金型（２）を２００ｍｍ／秒の速
度で降下させ、キャビティクリアランスが１０ｍｍ　　
となったところで上金型（２）　の降下を停止し、オレ
フィン系熱可塑性エラストマー（住友化学工業株式会社
製、住友ＴＰＥ３４６５ブラック）を２２０℃に加熱・
溶融した溶融樹脂（９）を樹脂供給口（４）から孔（８
）を通して、上金型（２）とガラス繊維強化ポリプロピ
レンシート（７）の間に供給開始した。この時、上金型
（２）および下金型（１）の温度はそれぞれ、８０℃お
よび６０℃とした。溶融樹脂（９）の供給が完了する直
前に２５ｍｍ／秒の速度で上金型（２）の降下を再開し
、クリアランスが３ｍｍとなった状態で上金型（２）の
降下を停止し、さらに９０秒間加圧冷却して成形を行っ
た。
【００２２】得られた成形品は、シボが美しく転写され
たソフト感のあるオレフィン系熱可塑性エラストマーの
表皮層が、芯材層であるガラス繊維強化ポリプロピレン
上に溶着一体化された２層からなる外観の優れた多層成
形品であった。
【００２３】実施例２ 下金型（１）の樹脂供給口（４）に相当する位置に孔（
８）を設けた実施例１と同じガラス繊維強化ポリプロピ
レンシート（７）をオーブン中で加熱、２３０℃に予熱
、軟化させた後、孔（８）を図２のように樹脂供給口（
４）に合わせて下金型（１）上に載置した。同じ位置に
孔を設けた発泡倍率１５倍、厚さ３．０ｍｍの発泡ポリ
プロピレンシート（１０）（東レ株式会社製、ＰＰＳＭ
１５０３０）をガラス繊維強化ポリプロピレンシート（
７）上に重ねて載置した後、上金型（２）を２００ｍｍ
／秒の速度で降下させ、キャビティクリアランスが３０
ｍｍとなったところで上金型（２）　の降下速度を８ｍ
ｍ／秒に減速し、オレフィン系熱可塑性エラストマー（
住友化学工業株式会社製、住友ＴＰＥ３４６５ブラック
）を２３０℃に加熱・溶融したものを溶融樹脂（９）と
して樹脂供給口（４）から該孔を通して、上金型（２）
と発泡シート（１０）の間に供給開始した。この時、上
金型（２）および下金型（１）の温度はそれぞれ、８０
℃および６０℃とした。キャビティクリアランス）が１
８ｍｍ　　となり溶融樹脂の供給が完了すると同時に２
０ｍｍ／秒の速度で上金型の降下を増速し型締めを行な
い、クリアランスが４．５ｍｍとなった状態で、さらに
１２０秒間加圧冷却して成形を行った。
【００２４】得られた成形品は、上金型面のシボ模様が
良好に転写され、ソフト感があり、かつフローマークの
ないオレフィン系熱可塑性エラストマーの表皮層が、発
泡ポリプロピレンシートを介し芯材層であるガラス繊維
強化ポリプロピレン上に溶着一体化された３層からなる
外観の優れた多層成形品であった。
【００２５】実施例３ 発泡ポリプロピレンシートに代えて、発泡倍率１７倍、
厚さ４．０ｍｍのポリウレタン発泡シート（１０）（イ
ノアック株式会社製）を使用した以外は、実施例２と同
様にして成形し、外観の優れたソフトな感触を有する三
層成形品を得た。
【００２６】実施例４ 繊維強化樹脂として、長繊維長のガラス繊維で強化され
た厚さ３．０ｍｍのガラス繊維強化ポリプロピレンシー
ト（出光ＮＳＧ株式会社製、Ｘシート）を用いいたこと
、およびクリアランスが４．０ｍｍとなった状態で上金
型（２）の降下を停止したこと以外は、実施例１と同様
にして成形し二層成形品を得た。得られた成形品は、シ
ボが美しく転写されたソフト感のあるオレフィン系熱可
塑性エラストマーの表皮層が、ガラス繊維強化ポリプロ
ピレン上に溶着一体化された外観の優れた多層成形品で
あった。
【００２７】比較例１ 溶融樹脂の供給が完了してから２０秒後に２０ｍｍ／秒
の速度で上金型の降下を増速し型締めを行なった以外は
、すべて実施例２と同様に成形を行なった。得られた成
形品は、オレフィン系熱可塑性エラストマー表皮層のシ
ボ面に凹凸、シボ流れが生じるなど外観の良くないもの
であった。
【００２８】
【発明の効果】本発明の多層成形品は、強度のある芯材
層の上に熱可塑性エラストマーが表皮材として積層され
たものである。これは、ソフト感を有し、容易にシボ加
工することができ、フローマーク等のない外観の優れた
ものであり、車輛各種内装品、弱電関係のケース類に好
適に使用できる。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形方法を示す装置の縦の断面図であ
る。
【図２】本発明の成形方法を示す装置の縦の断面図であ
る。
【図３】本発明の実施例で成形した多層成形品の斜視図
である。
【符号の説明】
（１）下金型　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（２）上金型（３）樹脂通路　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（４）樹脂供給口（５）下金型の外周　
　　　　　　　　　　　　　（６）上金型の内周（７）
繊維強化樹脂シート （８）繊維強化樹脂シートおよび／または発泡シートに
設けた孔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】上下金型（１、２）間に、予熱された繊維
    強化樹脂シート（７）を載置し、下金型（１）に設けた
    樹脂供給口（４）から、繊維強化樹脂シート（７）に設
    けた孔（８）を通して、上金型（２）と繊維強化樹脂シ
    ート（７）との間に、熱可塑性樹脂を溶融状態とした溶
    融樹脂（９）の供給を行いながらまたは溶融樹脂（９）
    の供給完了と同時に型締めを行い溶融樹脂（９）を流動
    賦形し、繊維強化樹脂シート（７）の表面に熱可塑性樹
    脂が表皮層として積層一体化された多層成形品の成形方
    法。
  2. 【請求項２】上下金型（１、２）間に、予熱された繊維
    強化樹脂シート（７）を載置し、更にその上に発泡シー
    ト（１０）を載置し、下金型（１）に設けた樹脂供給口
    （４）から、繊維強化樹脂シート（７）および発泡シー
    ト（１０）に設けた孔（８）を通して、上金型（２）と
    発泡シート（１０）との間に、熱可塑性樹脂を溶融状態
    とした溶融樹脂（９）の供給を行いながらまたは溶融樹
    脂（９）の供給完了と同時に型締めを行い溶融樹脂（９
    ）を流動賦形し、発泡シート（１０）の表面に熱可塑性
    樹脂が表皮層として積層一体化された多層成形品の成形
    方法。
  3. 【請求項３】熱可塑性樹脂として、オレフィン系熱可塑
    性エラストマーを用いることを特徴とする請求項１また
    は２記載の多層成形品の成形方法。
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