JPH0623857A - 発泡性芯材と1つ以上の被覆層より成る樹脂基材の形成方法。 - Google Patents

発泡性芯材と1つ以上の被覆層より成る樹脂基材の形成方法。

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JPH0623857A
JPH0623857A JP3261481A JP26148191A JPH0623857A JP H0623857 A JPH0623857 A JP H0623857A JP 3261481 A JP3261481 A JP 3261481A JP 26148191 A JP26148191 A JP 26148191A JP H0623857 A JPH0623857 A JP H0623857A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 発泡性熱可塑性樹脂合成素材と、センヰで任
意に補強した一層か二層の熱可塑性樹脂被覆層を型枠内
に用意し、高温高圧下で液体を供することにより型枠内
の材料をその発泡温度より高温にし、次いで液圧を下げ
ることにより型枠から製品を液体と共にとり出す方法に
よって、熱可塑性樹脂の発泡芯材と、センヰにて任意に
補強された一層か二層の熱可塑性被覆層とからなってい
るサンドイッチ構造の樹脂基材を形成する方法。 【効果】 極めて容易な方法で高品質の熱可塑性樹脂サ
ンドイッチ材を製造することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は中間層としての発泡性芯材と1つ
以上の被覆層より成る基材の形成方法を扱ったものであ
る。
【0002】
【従来技術】熱可塑性樹脂の発泡体よりつくられる加工
品については欧州特許出願264,495号に記載され
ており、特に熱可塑性樹脂発泡体を芯材とし、表面に2
層の被覆層を持ついわゆるサンドイッチ構造をなしてい
るものの製造法については詳細に記載されている。
【0003】このような基材には広範な応用分野があ
り、大変重要なものである。ちなみにこのような基材は
かなりの強度と硬度を備え、場合によっては耐火効果も
あり、軽いので飛行機、自動車、宇宙工業などで多用さ
れる。
【0004】このような基材は、欧州特許出願268,
148号に示される方法によって、平坦でないものの製
造に利用することも出来る。この場合は少なくとも両サ
イドを異なった形に成型するのであれば大変骨の折れる
仕事である。熱可塑性樹脂のサンドイッチ材を用いて特
殊な形を型成することは可能ではあるが、これは両サイ
ドが同じ形か相互に補完しあう形のものをつくる場合に
限られる。
【0005】一方、片側が平坦で他側が異なった形のも
のを形成することは可能である。このようなものは発泡
素材を型枠に入れ、加熱することによりつくることが出
来る。適切な熱伝達が要求されるので、片方が平坦であ
ることが必要なのである。
【0006】しかしながら、両端が異なった形をしてい
る熱可塑性樹脂材の需要は多く、しかも従来の技術では
製造することができない。
【0007】
【発明が解決しようとする問題点】制限を受けることな
く、複雑な形の熱可塑性樹脂材を簡単に製造する上記の
ような方法を提供することが本発明の目的である。
【0008】
【問題点を解決するための手段】本発明は熱可塑性樹脂
の発泡性芯材と、センヰ物質により任意に補強された一
層か二層の熱可塑性樹脂の被覆層とから成るサンドイッ
チ構造を持つ熱可塑性樹脂基材を型枠内で型成する方法
を扱ったものであり、より具体的には、発泡させること
の出来る熱可塑性樹脂合成素材と、センヰで補強された
一層か二層の被覆層を型枠に入れ、そこへ高温高圧下で
液体を供する。本条件下で熱可塑性のある樹脂合成素材
の温度が上がり、素材が発泡するのに必要な温度より高
くなる。次いで液体の圧を下げることにより、型枠から
熱可塑性樹脂発泡基材を液体と共にとり出す方法で、必
要であれば基材はその後、冷やすこともある。
【0009】驚くべきことに、本発明を用いると両端の
形が互いに異なり、総合に補完し合う形でないものを製
造することが出来ることが見い出された。更に、本方法
は発泡の度合いをコントロール可能とし、最終製品の性
質は好ましいものとなることが判った。
【0010】本発明の方法に従うと、材料をどのような
形にも形成することができ、もし制限を受けることがあ
るとすれば、それは型枠の構造によって制限を受ける場
合のみである。従って両側を平坦にすることもできる
し、片側を平坦にして、他方を異なった形にすることも
出来る。又、3番目の可能性として両側の形成をして、
その被覆層が互いに同じでないものも製造することが出
来る。
【0011】これらのものは、既知の方法にても製造す
ることが出来るものもあるが、本発明の方法によればさ
らに良質なものを得ることが出来る。又、両端共に平坦
ではなく、それぞれが全く異なった形をしているものも
形成可能ではあるが、このレベルのものについては作業
が大変困難であることは否めない。
【0012】本製品は熱可塑性樹脂の発泡芯材と少なく
とも1層、あるいは、より好ましくは2層の被覆層とか
ら成っている。
【0013】本発明の方法は、型枠を用意すること以外
はごく普通の装置で行うことが出来る。用意する型枠と
は、熱した液体を加圧下、一定時間内に製品空洞に供給
し、その後とり出すことが出来るような手段を備えたも
のである。
【0014】具体的な製造方法の例は以下に述べる通り
である。
【0015】発泡させようとする熱可塑性樹脂を1層か
2層の被覆膜と共に型枠に入れる。大体、材料はあらか
じめ型をつけられているシートかフォイルになる前の状
態で型枠に入れ込まれたことになる、被覆膜はすでに発
泡素材に結合していてもよく、多層体が型枠の中に入れ
られたような状態になっていてもよい。
【0016】しかし、反応進行途中で状況に応じて結合
するように、ゆったりと余裕をもって被覆層を入れ込む
こともできる。型枠を閉じて、加圧、加熱下に液体を導
入する。この時の液体は、熱可塑性樹脂素材の発泡温度
かそれ以上に加温してあるのが普通である。圧力につい
ては、一般的に液体は殆ど加圧できないのではあるが、
本方法は用いる液体の圧を大変高くするので、熱可塑性
樹脂素材はこの状態では殆ど発泡しない。最初に材料を
充分加熱しておき、次いで液体を型枠より調節しながら
とり出す。この間に、素材は発泡し、型枠一杯になる。
【0017】普通の場合、液体をとり出すには、加圧の
ために材料内圧力は高くなっているので圧力を下げるだ
けで、それ以上の特別の手段をとらなくてもよい。液体
圧力を低くすることは、液体は鋳型から圧をかけられる
ことになる、場合によっては真空にすることとの絡みで
液体を吸い取ることも可能である。
【0018】型枠から液体を除去する速度を調節するこ
とにより、出来てくる製品の性質が異なってくる。
【0019】本発明の方法は、発泡させる材料ヘの熱伝
達が液体によってなされるという利点を持つため、発泡
させる材料の両サイドが好適に加熱される。このことは
材料が2方向に発泡することを可能にしており、不規則
な形の製品をつくることが出来るのである。
【0020】既知の方法によると、2つの被覆層がパラ
レルであるか、あるいは充分な熱伝達がなされるように
片方が平坦な形をしているかの場合にのみしか発泡体を
つくれなかった。前者の場合は欧州特許出願268,1
48号による方法であり、後者は、出発材料が発泡物質
の平坦なフォイルであって、一方側で加熱される。
【0021】液体を型枠に入れたり、排出させるのには
複数の異なった方法がある。一番簡単な方法は液体を発
泡させようとする素材の両側より入れて、一定時間後に
同じ所より排出させるやり方である。この場合には、原
則として型枠とその排出口の構造が、液体、そして/あ
るいは空気の混入が起こらないようにつくられているこ
とが大切である。この方法においては、発泡をさせるた
めに液体が適温になっていなければならない。
【0022】本発明によるもう1つの方法は、型枠の構
造が液体を入れる所と排出させる所とが異なっていると
いうものである。この場合は、加熱した液体を連続的に
流入、排出させることができるので、一定の温度、時
間、圧力を保つという条件を満たしやすいという利点が
ある。このことは、最終産物の特性を適正にコントール
する上で大変都合が良い。
【0023】最大限の希望する発泡に到達した後、物品
の表面が早急に固化させられるようにするため、鋳型は
冷却手段を備えていてもよい。
【0024】型枠を冷やさないか、絶縁する、あるいは
加熱することも可能であるが、このうちのどの方法をと
るかは使用される材料と最終生産物をどのようなものに
したいかということによって決まる。
【0025】本発明の方法に従うと、製品は発泡可能な
素材の発泡によって、その完結を以てつくられる、工程
中、特定条件(温度、時間、圧力)を定めれば特定の表
面構造のものをつくることが出来る。また、特定構造を
備えたフォイルを使用して造ることもできる。特定構造
は発泡体と鋳型との間、または鋳型の表面処理で準備さ
れる。
【0026】本発明によると、製品はサンドイッチ構造
をもった材料よりつくられる。このサンドイッチ材料は
熱可塑性樹脂の発泡芯材と、好ましくは熱可塑製合成材
料の二被覆層からできており、当外被覆層は好適にセン
ヰ強化されている。
【0027】従ってこのような材料からつくられた製品
は完全に熱可塑性を持った樹脂であり、就中熱可塑性樹
脂の発泡芯材と、熱可塑性合成材料でセンヰ強化された
二層の被覆層より成っている。
【0028】本発明のより具体的な方法によると、被覆
層のうち少なくとも一層は熱可塑性樹脂によるフォイル
より成っており、これは織布、ニット、ファイバーウエ
ブあるいは一方向にセンヰを包含させるなどして補強し
てある。
【0029】原理的にはすべての熱可塑性樹脂は発泡体
の合成材料になり得るものと思われる。中でも材料とし
て適しているのは、ポリエーテルイミド、ポリカーボネ
ート、アクリレート ポリマー、スチレン ポリマー、
ポリエーテル スルホン、ポリエーテル ケトン、ポリ
エーテル−エーテル ケトン、ポリエーテル ケトン−
ケトン、ポリフェニレン オキサイド、ポリフェニレン
サルファイド、そしてこれらの2つ以上の混合物であ
る。
【0030】どの樹脂を使うかはその用途に依存してい
る。強く、機械的負荷のかかる場合や耐火性が厳密に要
求される場合には、ポリエーテルイミド、ポリカーボネ
ート、ポリエーテル スルホン、ポリエーテル ケト
ン、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリエーテル ケ
トン−ケトン、そしてこれらの2つ以上の混合物を用い
ることが好ましい。
【0031】被覆層にも発泡素材と同様のものを用いる
ことが出来る。
【0032】発泡材を発泡させるための発泡剤は、おお
むね欧州特許出願345,855号かノルウェー特許出
願9,001,215号に記載されているものと同様で
ある。例をあげると、熱可塑性樹脂の溶媒、物理的発泡
剤、液状化学発泡剤、水、そしてこれらのうちの2つ以
上の混合物などが発泡剤として用いられる。
【0033】用い得る発泡剤の具体例は、モノ、ジ、ト
リクロロメタンとブタン、ペンタン、ヘキサンのような
低級脂肪族とそれらの種々の異性体、環状芳香族、脂肪
族炭化水素などである。
【0034】発泡剤として熱可塑性樹脂を用いる時に
は、発泡剤としてジクロロメタンをまず用いるのが好ま
しい。というのは、この両者の組み合わせは大変良好な
結果を生むからである。
【0035】被覆層の素材は、アラミッドファイバ、ポ
リエチレンセンヰ、ポリエステルセンヰや炭素センヰの
ようなグラスファイバーやポリアミドファイバーによっ
て補強されることもある。
【0036】本発明をひとことでいうと、発泡性熱可塑
性樹脂基材を発泡性熱可塑性樹脂合成素材と発泡剤とよ
り製造するということである。しかしフォイルの中に添
加剤を加えることも場合により行う。
【0037】その添加剤とは、安定化剤、抗酸化剤、フ
ァイバーおよび/または液晶ポリマー、顔料、難燃剤、
他の不活性な添加剤、そしてこれらのうちの二つ以上の
成分の混合物よりなるグループから選ばれる。
【0038】さらに柔軟剤もこの系に加えることが出来
る。柔軟剤を加えると発泡させるのに必要な温度を下げ
ることが出来るが、実際には柔軟化作用も合わせ持つよ
うな発泡剤の存在下でも熱可塑性樹脂が軟化しなかった
場合に、このような柔軟剤が有用である。好適な柔軟剤
としては金属石鹸、ポリブチレン、ビツーメンあるいは
ナフタレンオイル、パラフィン油のような展延性油、等
が用いられ、この目的のためにミクロクリスタリンワッ
クスのようなワックスを用いることも出来る。
【0039】中間層である泡の中にセンヰを加えること
も良好な結果を得る。軟化と発泡中にセンヰは適当に収
まって補強される。この場合、センヰは比較的短く薄い
ものが良い。厚さが数ミクロン、例えば0.5〜5μm
で長さが最大、数ミリメートル、例えば0.1〜3mm
のものを用いるのが適当である。
【0040】発泡素材の成分を重量%で表すと、熱可塑
性樹脂合成材料50〜59%、発泡剤1〜50%、そし
て安定化剤、抗酸化剤、フィラー、顔料、難燃剤などの
グループより選ばれた添加剤や、これらの添加剤の混合
物は約15%を占める。
【0041】発泡フォイルは欧州特許出願345,85
5号あるいはノルウェー特許出願9,001,215号
に記述されており、本発明の方法にもこれらが参考にさ
れ、利用されているが、これら既出願のものとは異なっ
て、本方法は熱可塑性樹脂素材の粒子に発泡剤を加えた
ものを発泡材料に用いることも出来る。これは型枠の中
にゆったりと、あるいは多少、密な層にして作ることが
出来る。
【0042】本発明の方法によるとフォイルの泡芯材は
種々の方法で作りうる。第一の方法では、押し出し、あ
るいは成形されたフォイルに液を含浸させるとかその蒸
気にさらす方法で、液状の物理的発泡剤を含ませる。こ
の方法は労力を要するのであまり好ましくはない。又、
熱可塑性樹脂、発泡剤および他の成分の混合物を押し出
すとか他の方法で成形してフォイルを作ることも出来
る。第三の方法はフォイルを溶媒キャスティング法でつ
くるもので、これが特に好ましい。この方法では熱可塑
性樹脂の溶液が中間層として形づくられる。驚くべきこ
とに、熱可塑性樹脂の溶液をカバー層に適用し、その上
に他のカバー層を作ることにより中間層を作りうること
が見出された。
【0043】中間層と、センヰで補強された二層の被覆
層より基材をつくるのに、被覆層と共に発泡させる素材
は型枠のなかに入れておかねばならない。これで発泡さ
せるべき材料はすでに被覆層に結合しているかもしれな
い。
【0044】フォイルを型枠の中にゆったりと入れて、
フォイルの両端を型枠の両端のあいだにぴったり押し付
けて閉じる方法もある。この方法によると高圧をかけな
くても型枠にうまくシールをかけられるという利点があ
る。
【0045】爆発的に発泡が起こっている時点で、被覆
層は既に軟化し、形をなしていない。被覆層内がファイ
バーにより補強される場合は、センヰは比較的長いもの
が適している。これらのセンヰは合成材料の中へ適当に
入り込んでいって、最終的には好適に補強された製品が
できる。特に織布、一方方向に包含させたファイバー、
あるいはニットを用いた時には、これらのセンヰの長さ
は製品のサイズに対応したものであることが好ましい。
【0046】用いる液体としては、原理的には圧縮でき
ない不活性な液体なら何でもよいが、液体が接触する材
質と反応しないことが必須条件であり、また適用される
熱と圧力に対して抵抗性のものでなければならない。好
適な液体としては水、油、グリコールのようなものがあ
げられる。
【0047】反応の出発点で材料を直接型枠に入れて、
液体と直接接触させることは可能である。しかしなが
ら、時により液体と材料の間に仕切りをした方が好都合
である場合もあり得る。これは被覆フォイルを発泡材と
液の間に入れることにより行われる。
【0048】例えば、熱可塑性樹脂材によりつくられる
使い捨てフォイル等はこのようにして製造される。この
場合材料は、加える液体に比べてガラスセンヰの温度変
化がより少なく、溶融温度がより高いことが好ましい。
製品が形成された後、このフォイルははずしとられる。
【0049】材料と液体の間に膜やゴムのシールを置く
ことも可能である。発泡している間は型枠の表面を押し
付けることになるので、このような分離は状況に応じて
行われなければならない。
【0050】織り目のあるようなフォイルを用いると、
型枠の表面に織り目をつけることになり、出来てきた製
品に織り目のような型をつけることが出来る。当然のこ
とながら膜や被覆フォイルに織り目の型をつけることは
可能である。
【0051】本発明は数多くの大変有用な方法を含んで
いる。一つはこれまで発泡さすことの出来なかった熱可
塑性樹脂の泡から一回の工程で製品を作ることが出来る
ということである。又、製造時間は大変短く、機械的厳
密さにおいて大変すぐれている。さらに、本方法による
と光沢のある泡構造が得られるという利点もある。以
下、実施例により本発明を説明する。
【0052】
【実施例】発泡剤として用いるジクロロメタンの重量%
にして約25%のポリエーテルイミドフォイルをグラス
ファイバーで補強した二層のポリエーテルイミドの間に
入れる。これを型枠のなかに入れ、両端に44バール、
200℃でオイルを入れる。20秒後圧力を下げるとポ
リエーテルイミドは発泡サンドイッチ構造のものになっ
ている。さらに10秒程すると型枠は一杯になり、冷た
い型枠の壁によって表面が冷却される。
【0052】得られた基材は三層により成り、以下の性
質を備えている。 重量 2.670Kg/m 曲げ強さ 180N/mm シェアーモジュール 10N/mm

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発泡性熱可塑性樹脂合成素材と、センヰ
    で任意に補強した一層か二層の熱可塑性樹脂被覆層を型
    枠内に用意し、高温高圧下で液体を供することにより型
    枠内の材料をその発泡温度より高温にし、次いで液圧を
    下げることにより型枠から製品を液体と共にとり出す方
    法によって、熱可塑性樹脂の発泡芯材と、センヰにて任
    意に補強された一層か二層の熱可塑性被覆層とからなっ
    ているサンドイッチ構造の樹脂基材を形成する方法。
  2. 【請求項2】 被覆層が熱可塑性樹脂の合成発泡体の心
    材に結合している物質を合成するための請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 素材を冷却して行う請求項1、2記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 熱した液体を型枠の中の材料の両側に導
    入して発泡させ、少し時間をおいてから液体を導入した
    と同じ口より排出させて行う、請求項1〜3記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 熱した液体を連続的に供給して、連続的
    に排出させて行う、請求項1〜3記載の方法。
  6. 【請求項6】 発泡させる材料を被覆層に結合させるた
    めの請求項1〜5記載の方法。
  7. 【請求項7】 被覆層の端を型枠に固定するための請求
    項1〜6記載の方法。
  8. 【請求項8】 発泡させることの出来る熱可塑性樹脂素
    材にセンヰを包含させるための請求項1〜7記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 熱可塑性樹脂の被覆膜の少くとも1つが
    センヰを包含するための請求項1〜8記載の方法。
  10. 【請求項10】 少くとも一層の被膜層が織布、ニット
    布、ファイバーウエブ、あるいは一方方向にセンヰを包
    含させる等して補強してある熱可塑性樹脂素材のフォイ
    ルより成る請求項1−9記載の方法。
  11. 【請求項11】 熱可塑性樹脂の発泡素材として、ポリ
    エーテルイミド、ポリカーボネート、アクリレート ポ
    リマー、スチレン ポリマー、ポリエーテルスルホン、
    ポリエーテル ケトン、ポリエーテル ケトン−ケト
    ン、ポリエーテル−エーテル ケトン、ポリフェニレン
    オキサイド、ポリフェニレン サルファイド、そして
    これらの2つ以上の混合物よりなるグループから選ばれ
    たものを用いる請求項1〜10記載の方法。
  12. 【請求項12】 被覆層としての熱可塑性樹脂が、ポリ
    エーテルイミド、ポリカーボネート、アクリレート ポ
    リマー、スチレン ポリマー、ポエーテルスルホン、ポ
    リエーテル ケトン、ポリエーテル ケトン−ケトン、
    ポリエーテル−エーテル ケトン、ポリフェニレン オ
    キサイド、ポリフェニレン サルファイド、そしてこれ
    らの2つ以上の成分の混合物よりなるグループから選ば
    れたものを用いる請求項1〜11記載の方法。
  13. 【請求項13】 発泡剤が、熱可塑性樹脂の溶媒、物理
    的発泡剤、液状化学発泡剤、水、そしてこれらの2つ以
    上の成分の混合物よりなるグループから選ばれる請求項
    1〜12記載の方法。
  14. 【請求項14】 発泡素材としての熱可塑性樹脂が、ポ
    リエーテルイミドであり、発泡剤としてジクロロメタン
    を用いる請求項1〜13記載の方法。
  15. 【請求項15】 発泡素材の成分が、重量%にして、熱
    可塑性樹脂合成材料50〜99%、発泡剤1〜50%、
    そして安定化剤、抗酸化剤、フィラー、例えばファイバ
    ーおよび/または、液晶ポリマー、顔料、難燃剤、他の
    不活性な添加剤、そしてこれらの2つ以上の成分の混合
    物よりなるグループより選ばれた添加剤、0〜15%に
    より成る請求項1〜14記載の方法。
  16. 【請求項16】 請求項1〜15記載の方法により得ら
    れる熱可塑性樹脂基剤
  17. 【請求項17】 発泡性芯材とセンヰで補強された被覆
    層2層よりなり、請求項15記載の方法によりつくられ
    た製品。
  18. 【請求項18】 請求項16記載の物質のうち、2つの
    被覆層の形が異なるもの。
JP26148191A 1990-07-04 1991-07-04 発泡芯材と1層以上の被覆層より成る製品の成形方法。 Expired - Fee Related JP3340453B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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