JPH06179226A - 熱可塑性樹脂の減圧プレス成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性樹脂をプレス成形により板状に成形
するには、粉末原料を使用したのでは成形品の機械的強
度が得られず、また透明度に劣っている。本発明は、機
械的強度及び透明性に優れた熱可塑性樹脂の多品種生産
にすぐれた成形方法を提供することを目的とする。 【構成】 原料を熱可塑性樹脂から一旦溶融混練して形
成してペレット又はチップとし、この原料を金型内で加
熱してプレスにより押圧成形する際に金型内を減圧する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂の板状成形法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂のプレス
成形による板状成形品への成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂から板状成形品に成形する
方法としては、従来から押出法が広く使用され、一定形
状断面の板を連続的に押出し成形するので、量産性にす
ぐれた方法である。

【０００３】また、プレス成形法は、熱可塑性樹脂の成
形用としては、粉末原料を金型内に充填して、プレス機
などの加熱加圧手段によって、型間隙内で押圧して、板
状に成形するものが知られている。このプレス法は、二
次加工用としては、同種又は異種の合成樹脂シートを重
ね合わせて、積層板に形成するものも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】押出成形法は、加熱し
て溶融状態にした熱可塑性樹脂液をダイ間隙より押出し
て冷却する方法で、成形性・量産性に優れており、均一
溶融後に成形して硬化させるので、品質的にも生産性に
も優れているが、多品種少量生産品には不向きで、特に
始動時には利用不能の樹脂損失が生じ、頻繁に型替えを
行なうと、歩留の低下を免れない。

【０００５】粉末原料からのプレス成形では、透光性樹
脂板に対しては透明度が低く、白濁する傾向があり、ま
た強度が低く、特に衝撃強度や伸びが小さい。

【０００６】種々の形状断面の異なる板材を需要に応じ
て少量づつ製造する場合には、粉末原料からのプレス成
形を採用することもできるが、この方法では、成形品の
機械的強度が小さくて、構造材料には使い難く、用途が
限定されている。

【０００７】また、粉末からプレス成形した樹脂板で
は、白濁して透明度が低下するので、透光性樹脂板に
は、適用できないという問題があった。

【０００８】本発明は、熱可塑性樹脂、特にスーパーエ
ンジニアリングプラスティックの板状成形品を少量では
あるが多品種にわたって、簡便に成形するための成形方
法を提供しようとするものである。

【０００９】

【解決手段】本発明の減圧プレス成形方法は、熱可塑性
合成樹脂を練成して成るペレット若しくはチップを、加
熱体を備えた金型内に装入して加熱して後、減圧下でプ
レス成形し、次いで冷却後離型することを特徴とするも
のである。

【００１０】本発明において、熱可塑性樹脂には、ポリ
カーボネート系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、
塩化ビニール系、メチルペンテンポリマー系、ポリ（メ
タ）アクリル系、ポリアリレート系、ポリサルフォン
系、ポリエーテルイミド系、ポリフェニレンスルフィド
系、ポリフェニレンオキシド系、ポリエーテルスルフィ
ド系、ポリエーテルエーテルケトン系などの樹脂が適用
される。

【００１１】これらの樹脂のなかで、塩化ビニール系、
ポリアリレート系、ポリサルフォン系、ポリエーテルイ
ミド系、ポリエーテルスルフィド系は、これらのペレッ
ト又はチップに結晶化度のばらつきが少ないので、特
に、均一で高い透明性の板状成形品を得るのに適してい
る。

【００１２】これらの樹脂は、単独で、又は安定剤や抗
酸化剤を添加し、或いは耐熱性の付与のためや強化のた
めに充填剤（骨剤）などが添加されて、使用される。

【００１３】プレス成形に使用する原料は、これら樹脂
から練成されたペレット又はチップであるが、ペレット
は、例えば、スクリュー押出成形粒のように、加熱溶融
状態で混練しダイより加圧押出した棒状に成形したもの
をダイ通過直後に切断した柱状粒である。この柱状粒
は、例示すれば、直径２〜４ｍｍ、長さ５ｍｍ程度のも
のである。

【００１４】またチップは、樹脂を溶融又は軟化して混
練後に小さく破砕・切刻した細片であって、例えば、押
出成形品を破砕した砕片、プレス成形品やインジェクシ
ョン成形品を破砕した細片、カレンダーシートを細かく
切り刻んで形成した細片などが含まれる。

【００１５】プレス成形用の金型は、板状製品の成形用
には、通常は、四方枠を設けた平型と枠内にコア部が挿
入されるコア型（雄型）とから成るもので、平型とコア
型には、いずれもその内面を加熱する加熱体が備えられ
ている。そこで、上記原料のペレット又はチップを、金
型内に装入して、加熱しながら減圧を行ない、金型間を
油圧機などの押圧手段により押圧して、一定時間保持し
てのち、冷却し、離型する。

【００１６】本発明で「板状」とは、金型間隙内で押圧
成型されて、厚みに対して表面面域の大きい被成型体形
状を広く含み、平板状、曲板状、表面に凹凸面を有する
板状、積層状を含む。

【００１７】プレス成形時の型内面の加熱温度は、合成
樹脂の溶融温度前後の温度とし、例示すれば、ポリ塩化
ビニールでは１５０〜２１０℃、ポリプロピレンでは１
９０〜２５０℃、ポリカーボネートでは２５０〜３５０
℃、耐熱材料のポリアリレート系、ポリサルフォン系や
ポリフェニレンスルフィド系では、３００〜４００℃、
更に、ポリエーテルスルフィドやポリエーテルイミドで
は３５０〜４５０℃の範囲である。

【００１８】加熱体としては、シース管で保護された電
熱線や加温油配管が鋼製金型の内質部に挿通されてお
り、また、鋼製金型には温度センサーが挿通固定されて
おり、温度自動制御可能とされている。加熱温度２５０
℃以上では、電熱線の利用が良い。

【００１９】金型内への装入加熱に先立って、ペレット
又はチップを予熱しておくことが好ましいが、特に吸湿
性の樹脂、例えば、ポリカーボネート系、ポリサルフォ
ン系樹脂に対しては、金型装入前に予備乾燥加熱をする
ことが、成形品の気泡残留を防止するために好ましい。

【００２０】プレス成形時の金型は、真空室内に内装さ
れて、室内雰囲気は真空ポンプにより減圧されて、室内
圧力は２０〜４６０ｍｍＨｇ程度とされている。特に、
２０〜１６０ｍｍＨｇの雰囲気圧力が、無気泡の成形品
の製造に好適である。

【００２１】プレス成形時の金型間圧力は、上記樹脂の
ペレット又はチップに対して、一般に２〜１５ｋｇ／ｃ
ｍ² 程度である。樹脂の種類に応じ適宜圧力を選択調整
する。

【００２２】

【作用】熱可塑性樹脂の原料であるペレット又はチップ
は、プレス成形時に金型間隙で加熱されて、軟化溶融し
て、金型間で押圧されるので、充填密度が高くなり緻密
化されて、金型間隙の形状が樹脂体に賦形され、次いで
冷却されるので、固化し、離型されると、所望厚みの板
状の樹脂体に成形される。

【００２３】本発明において、原料のペレット又はチッ
プは、熱可塑性樹脂をあらかじめ溶融状態で均一に混練
されて、成形された粗粒の柱状又は片状のものであるか
ら、粒内は組成的組織的に均質でありかつ各粒間の組成
構造的偏差も少ないので、加圧成形の際の粒の接合時の
粒界が生成残存し難く、均質な成形体が得られる。樹脂
微粉からの加圧成形樹脂や、樹脂融液を注型して冷却後
切り刻んで作ったチップからの加圧成品は、混練過程を
含まないので、機械的強度が著しく劣るが、本発明法
は、予め混練して形成したペレット又はチップを原料と
するので、機械的性質に優れている。

【００２４】本発明は、また、プレス成形時の加熱及び
押圧の過程で減圧するので、圧縮中に粒間に存在した空
気・水蒸気その他ガス相が減圧雰囲気に排除され、充填
密度が高く、かつ成形体中での残留気泡が低減し又は皆
無となるので、機械的強度とともに透光性が増す。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）ポリプロピレン樹脂のペレット原料からシ
ート状にプレス成形を行なった。

【００２６】プレス成形機は、図１に示すような竪型の
プレス機で、プレス基盤１０上に鋼製の固定平型１を固
定し、上方より油圧シリンダ（不図示）の昇降軸６０に
連設された鋼製の可動コア型２が配置され、固定平型１
の内底面とコア型２の外面との間が型間隙３０として、
プレス成形に利用される。

【００２７】固定平型１とコア型２とは、減圧槽４によ
りなる減圧室４１内に気密的に配置されて、下部に配管
された真空ポンプ４０（不図示）により所望圧力の減圧
雰囲気とされる。

【００２８】また、固定平型１と可動コア型２には、発
熱体としてシース管に保護された電熱線５１が挿通配線
され、通電されて、型間隙３０の内面を所望温度に加熱
保持することができる。

【００２９】プレス成形用原料としては、ポリプロピレ
ン樹脂（タルク３０重量％配合、形状；３ｍｍ径×５ｍ
ｍ長さ）を利用し、あらかじめ乾燥炉で８０℃で４ｈの
空気中加熱して、脱水のための予備乾燥処理を行なっ
た。

【００３０】予備乾燥したペレットを、上記プレス成形
機の固定平型１の内底面に敷き詰めて、電熱線により１
４０℃で１０分の予熱を行ない、次いで、減圧槽４の上
部槽蓋４２を閉止して、可動コア型２を降下してペレッ
トに５ｋｇ／ｃｍ² の金型圧力を付加したまま、槽内を
６０ｍｍＨｇに減圧しながら、型内温度を２４０℃まで
昇温した。次いで、この真空度で２４０℃に保持したま
ま、５ｋｇ／ｃｍ² の金型圧力で１０分間のプレス成形
を行ない、冷却後離型して、厚み５ｍｍの辺長５０ｃｍ
×５０ｃｍの方形板を得た。

【００３１】比較例として、上記ペレットから常用の押
出し成形を行なって得た５ｍｍ厚みのポリプロピレン押
出し板と比較して、その機械的強度を測定した。結果を
表１にまとめた。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から、本発明の減圧プレス成形品は、
同じ原料ペレットから成形した押出成形品と比較して、
伸びの点で劣るが、他の機械的強度に遜色がないことが
判る。

【００３４】（実施例２）ポリカーボネート樹脂による
透明板の製造を目的として、成形原料をペレットとした
成形品（実施例）とフレークとした成形品（比較例）を
検討した。

【００３５】ペレットは、市販の分子量２７０００のポ
リカーボネート樹脂のペレット（形状；３ｍｍ径、５ｍ
ｍ長さ）を用いた。

【００３６】フレークは、上記ポリカーボネート樹脂を
ペレットに成形する前の原料で、重合したあと、錬成さ
れていない。

【００３７】上記ペレット及フレークは共に、あらかじ
め１２０℃で４時間加熱の予備乾燥を行なったのち、実
施例１に示したプレス成形機により、１４０℃で１０分
の予熱のあと、６０ｍｍＨｇの減圧下、型内面温度２８
０℃で５ｋｇ／ｃｍ² の金型圧力で２０分のプレス成形
をし、冷却後離型を行なって、５０ｃｍ×５０ｃｍの厚
み５ｍｍの方形板を得た。

【００３８】ペレットからのプレス成型品とフレークか
らのプレス成形品との光線透過率を測定した。透過率
は、ペレットからの成形品が８７％であるのに対して、
フレークからの成形品は２５．４％であった。フレーク
からの成形品は、白濁化して透明性が得られなかった。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、熱可塑性樹脂のプレス成形法
において、成形原料を溶融混練して成形したペレットま
たはチップを使用し、かつプレス成形時に減圧するの
で、ペレット又はチップの圧縮・充填が容易で、成形体
に粒界や気泡を残留させずに均質化することができ、プ
レス成形品として機械的強度及び透光性を確保できる。

【００４０】本発明のプレス成形法は、金型交換するだ
けで成形体の形状を容易に且つ迅速に変更することがで
き、多品種小量生産にすぐれており、従って、機械的強
度にすぐれた板状品を簡便に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】減圧下での熱可塑性樹脂の成形に利用するプレ
ス成形機の断面図。

【符号の説明】

１ 固定側平金型 ２ 可動コア金型 ３０ 金型間隙 ４ 減圧槽 ４１ 減圧室 ５１ 電熱線 ６０ 昇降軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 洪水 治 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タキ ロン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性合成樹脂を練成して成るペレッ
   ト若しくはチップを、加熱体を備えた金型内に装入して
   加熱して後、減圧下でプレス成形し、次いで冷却後離型
   することを特徴とする板状の熱可塑性樹脂の減圧プレス
   成形法。