JPH08150629A - 熱可塑性樹脂複合板の成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性樹脂発泡体（２）と、これを強化す
る繊維強化熱可塑性樹脂複合シート（１，１′）が一体
的に接合された厚さＴの複合板を、或る形状に賦形しつ
つ、当該複合板の一部を厚さｔ（ｔ＜Ｔ）に成形する方
法を提供する。 【構成】 厚さｔにすべき部分を、移動側型（３）の加
熱ブロック（５）で離型板（１０）を介在させて加熱し
つゝ圧縮成形し、賦型後に、離型板（１０）を冷却して
これに接触する樹脂部分をその軟化点未満まで冷却した
上で、離型板（１０）を賦型品から引き離すことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡体に
これを強化する繊維強化熱可塑性樹脂複合シートが具備
されている複合板をある形状に賦形しつつ、当該複合板
の一部を樹脂発泡体を加熱圧縮又は圧潰して厚さの異な
る複合板を成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂で軽量高剛性な成形品を得
る方法としては、熱可塑性樹脂に各種繊維を入れて比強
度（強度／比重）を高めると共に、一般には射出成形法
やスタンピング成形法が用いられている。これらは加熱
溶融された熱可塑性樹脂が金型内で流動し、１つの成形
品内にその求められる機能に応じて様々な肉厚が同一型
で達成されるという利点がある。

【０００３】又、軽量で高強度な板を形成する場合に
は、一般に発泡体の片面又は両面に高強度の樹脂板や金
属板を接合した複合板が用いられる。これら複合板は多
くの成形品が平板として用いられ、それらを組み合わせ
て箱体等が形成される。その際、複数の複合板との結
合、又は複合板と対の部品との結合においては緊締用の
部品（ボルトやリベット）が用いられるが、複合板を緊
締すればする程樹脂発泡体が圧縮し、ついには樹脂発泡
体が圧潰するまで締め付けないと強固で安定した緊締は
得られないという問題がある。これを解決するには、発
泡体層の代わりに未発泡体を装着するか、前述した如く
発泡体層を圧潰し複合シート層が主となる部位の形成が
必要であるが、当該発明に係る複合板は可熱流動しない
ので射出成形法やスタンピング成形法のような加工法が
とれない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軽量
化と断面係数を高める熱可塑性樹脂発泡体と高強度物性
を保持する繊維強化樹脂複合シートとを一体的に接合し
て成る軽量、高剛性の熱可塑性樹脂複合板において、こ
れを他の部材や部品と緊締する部分に、より強固かつ安
定な性能を賦与し得る成形方法及び装置を提供すること
にある。

【０００５】この種の複合板は、中央部が熱可塑性樹脂
発泡体から成り、その片面又は両面に当該発泡体の変形
を規制する表面材が接合されている。発泡体の両面に表
面材を具備するものは、熱可塑性樹脂素材では多用され
ている。特に同一樹脂によるスキン−コア構造によるサ
ンドイッチパネルにおいては、当該パネルを製造する際
に発泡層と表面スキン層を形成させる。表面層が同一樹
脂で繊維等の補強材を含まない場合、一般に加工温度を
ガラス転移点以上、軟化点以下で実施させる。この場
合、樹脂の軟化による変形により賦型が行われるため、
スプリングバック等の成形の安定性を欠くので、成形に
は芯材となる発泡層を溶融して完全に変形させることが
必要である。この場合、表面材も同様に溶融状態にな
り、賦型時に伸びたり、或いは切断により賦型液の強度
を保てないので、本発明においては、繊維等で補強され
た熱可塑性樹脂複合シートを用いた成形方法を提供せん
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至ったものである。即ち、本発明は、熱可塑性樹脂
発泡体の片面又は両面に繊維で強化された熱可塑性樹脂
複合シートを一体的に接合して成る厚さＴの熱可塑性樹
脂複合板を賦型するに際し、複合板の一部を下記 (a)な
いし(g) 項記載の工程に従って厚さｔ（但し、ｔ＜Ｔで
ある。）に成形することを特徴とする熱可塑性樹脂複合
板の成形方法である。 (a)熱可塑性樹脂複合板を、その熱可塑性樹脂複合シー
トの熱可塑性樹脂がガラス転移点以下で軟化する温度ま
で予備加熱する工程。 (b)上記予備加熱された熱可塑性樹脂複合板を、厚さｔ
に成形すべき部分に加熱ブロックを有する移動側型と固
定側型との間に設置すると共に、加熱ブロックと熱可塑
性樹脂複合板との間に離型板を介在せしめる工程。 (c)上記加熱ブロックを上記熱可塑性樹脂複合板の熱可
塑性樹脂発泡体及び熱可塑性樹脂複合シートの熱可塑性
樹脂が更に軟化又は溶融する温度に加熱しつゝ移動側型
を固定側型へ向けて移動させて両型の間に熱可塑性樹脂
複合板を挟み込み、離型板を介して加熱ブロックに接す
る領域の複合板をその厚さがｔとなるまで圧縮すると共
に、加熱ブロックと接しない領域の複合板を両型間のキ
ャビティに対応する所望の形状に賦型する工程。 (d)賦型後、離型板を熱可塑性樹脂複合板の厚さｔの圧
縮部分の表面に接触したまゝの状態で残して、移動側型
を加熱ブロックと共に固定側型から引き離す方向へ移動
させる工程。 (e)離型板の表面に冷却エアーを吹きつけ、熱可塑性樹
脂複合板をその熱可塑性樹脂発泡体及び熱可塑性樹脂複
合シートの軟下点未満の温度まで冷却する工程。(f)離
型板を熱可塑性樹脂複合板から引き離す工程。 (g)賦型された熱可塑性樹脂複合板を取り出す工程。

【０００７】更にまた、上記本発明に係る成形方法は、
下記の成形装置、即ち、熱可塑性樹脂発泡体の片面又は
両面に繊維で強化された熱可塑性樹脂複合シートを一体
的に接合して成る厚さＴの熱可塑性樹脂複合板の一部を
厚さｔ（但し、ｔ＜Ｔである。）に成形する装置におい
て、固定側型と、固定側型へ向けて接近及び開離可能な
よう設けられ、熱可塑性樹脂複合板の厚さｔに成形され
るべき部分に加熱ブロックを有する移動側型と、加熱ブ
ロックと熱可塑性樹脂複合板の厚さｔに成形されるべき
部分との間に移動自在に介在せしめられる離型板と、離
型板の表面に冷却エアーを吹きつけるエアーノズルと、
を備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂複合板の成形装
置によって好適に実施できる。

【０００８】

【作用】熱可塑性樹脂発泡体と繊維強化熱可塑性複合シ
ートが一体的に接合された複合板を所定の形状に賦形し
つつ、当該複合板の一部の樹脂発泡体を加熱圧縮又は圧
潰して他の部分より厚さの薄い複合板を成形することが
でき、これにより得られる成形品は、その厚さの薄い部
分においてボルト、リベット、クリップ等により堅固な
緊締が可能となり、緊締部の厚み変化がないため、構造
部材の寸法安定性が向上する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しつゝ本発明を具体的に説
明する。図１は、本発明に係る成形方法により賦型する
前の全体的に厚さＴを有する熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）
の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す熱可塑
性樹脂複合板（Ｐ）を本発明の成形方法により賦型し、
部分的に厚さがｔとなるように成形して得られた成形品
の斜視図である。図３は、賦型用の移動側型（３）と固
定側型（４）との間に賦型前の複合板（Ｐ）を設置した
状態を示す説明図であり、移動側型（３）の一部には加
熱ブロック（５）等が設けられていることを示してい
る。

【００１０】図４は、加熱ブロック（５）を加熱しつゝ
移動側型（３）を固定側型（４）に向けて移動させて賦
型を行なう状態を段階的に示す説明図であり、そのうち
（Ａ）図は、加熱ブロック（５）で複合板（Ｐ）の両端
部を挟み込んだ状態を示す図、（Ｂ）図は、加熱ブロッ
ク（５）で複合板（Ｐ）の強化シート（１）を加熱しつ
ゝ押圧し、熱可塑性樹脂発泡体（２）を圧縮している状
態を示す図、（Ｃ）図は、圧縮された複合板（Ｐ）が厚
さｔに成形されると共に、その他の部分が両型のキャビ
ティ形状に対応するアーチ状に賦型された状態を示す図
である。

【００１１】図５は、賦型後に移動側型（３）を固定側
型（４）から引き離し、離型を行なう状態を段階的に示
す説明図であり、そのうち（Ａ）図は、加熱ブロック
（５）を有する移動側型（３）が上昇し、離型板（１
０）の上面に冷却ノズル（８）から冷却エアーを吹きつ
けている状態を示す図、（Ｂ）図は、複合板（Ｐ）の厚
さｔに成形された部分の温度がその熱可塑性樹脂の軟化
点未満に降下した後、上側の冷却エアーを止め、離型板
（１０）と複合板（Ｐ）の間に下側の冷却ノズル（９）
からエアーを吹き入れ、複合板（Ｐ）から離型板（１
０）を引き離している状態を示す図である。

【００１２】図６は、図５に示した離型工程をより具体
的に示す説明図であり、そのうち（Ａ）図は、賦型後に
移動側型（３）を上昇させ、固定側型（４）から所定間
隔離れた時点で停止させ、その状態で切換えバルブ（１
２）を通してエアーノズル（８）から離型板（１０）の
上面に冷却エアーを吹きつけている状態を示す図、
（Ｂ）図は、離型板（１０）及び複合板（Ｐ）の離型板
（１０）と接している部分が冷却された後、切換えバル
ブ（１２）を切り換え、下側のエアーノズル（９）より
エアーを吹き出し、その力で離型板（１０）を複合板か
ら切り離した状態を示す図、（Ｃ）図は、移動側型
（３）が更に上昇し、それに伴い離型板（１０）及びエ
アーノズル（８，９）のユニットが固定側型（４）から
離れ、成形された複合板（Ｐ）を取りやすくした状態を
示す図である。

【００１３】図７は、図５に示す離型工程とは異なった
離型工程を段階的に示す説明図であり、そのうち（Ａ）
図は、加熱ブロック（５）を有する移動側型（３）を上
昇させ、離型板（１０）の上面にエアーノズル（８）か
ら冷却エアーを吹きつけると共に、冷却ブロック（１
２）を型の外に待機させている状態を示す図、（Ｂ）図
は、冷却ブロック（１２）を離型板（１０）の上に設置
した後、移動側型（３）を降下させて加熱ブロック
（５）と離型板（１０）との間に冷却ブロック（１２）
を挟み込んだ状態を示す図、（Ｃ）図は、複合板の加熱
部が厚さｔに成形、固定された後、移動側型（３）を上
昇させると共に、冷却ブロック（１２）を型外に後退さ
せ、下側のエアーノズル（９）よりエアーを吹き出し、
離型板（１０）を複合板から引き離した状態を示す図で
ある。

【００１４】而して、本発明に係る成形方法に用いる熱
可塑性樹脂複合板は、図１に示すような熱可塑性樹脂発
泡体（２）の表面に繊維強化熱可塑性樹脂複合シート
（１，１′）（以下、『強化シート』と略する。）を一
体的に接合して成る複合板（Ｐ）である。このような複
合板（Ｐ）を、本発明に基づく成形方法により、図２に
示す如く複合板（Ｐ）の元の厚さＴから部分的に厚さｔ
に成形するものであり、その工程を図３〜図７に図示し
てある。

【００１５】成形に用いる型は、図３に示す如く、複合
板（Ｐ）を挟み込んで成形するための２つの型（３，
４）から構成され、その一方の移動側型（３）に複合板
（Ｐ）の一部の厚さをＴからｔに減ずるための加熱ブロ
ック（５）が取り付けてある。この加熱ブロック（５）
は、ヒーター（５０）と、これを挟んで移動側型（３）
側に設けられた断熱材（７）と、複合板（Ｐ）側に複合
板を均一に加熱するために設けられた加熱板（６）とか
ら構成されている。

【００１６】本成形方法では、複合板（Ｐ）はあらかじ
めその強化シート（１，１′）の熱可塑性樹脂をガラス
転移点以下の温度で、かつ強化シート（１，１′）が溶
融し始める程度の温度に遠赤外線加熱等で加熱、軟化し
ておく。このように予備加熱し軟化させておくことによ
って、複合板（Ｐ）を型（３，４）の形状に応じた所望
の形状に容易に賦型することが可能となる。

【００１７】次に、加熱された複合板（Ｐ）は図３の如
く型（３，４）の間に配置され、図４に示す工程に従っ
て賦形され、その一部（図示した実施例においては左右
両端縁近くの領域）が元の厚さＴからｔに成形される。
加熱板（６）の表面温度は、強化シート（１，１′）の
熱可塑性樹脂を軟化し、熱可塑性樹脂発泡体（２）を溶
融するに必要な温度に加熱し得るよう成形加工時間との
兼合いで決定される。一般に強化シートの熱可塑性樹脂
は軟化又は溶融されると、粘着性と流動性を帯びるよう
になる。このとき、強化シート（１）の繊維含有率が容
積比で５％未満であると賦型時に強化シートが伸び、厚
さが不均一になったり、発泡層が露出することがある。
又、移動側型（３）を上昇させ、加熱板（６）が複合板
（Ｐ）から離れるとき、軟化又は溶融した樹脂が加熱板
（６）や離型板（１０）に付着しやすい。然しながら、
強化シートが繊維を容積比で５％以上含む場合には、繊
維が樹脂の流動化や強化シートの表面からの離脱を防
ぎ、本発明の成形方法を実施するのに適する。

【００１８】従って、複合板（Ｐ）を図２のように賦型
及び加熱板（６）部をｔの厚さに成形したあとも離型板
（１０）がないと複合板（Ｐ）の加熱板（６）に接し、
ｔの厚さに成形しても移動側型（３）が離れるにつれて
加熱板（６）にひっぱられ、ｔは大きくなり又は熱可塑
性樹脂の糸ひきを生じる。又、強化シートが容積比で５
％以上の繊維を含まない場合には強化シートの表面部分
の樹脂が剥ぎ取られることにもなる。

【００１９】従って、本発明に成形方法においては、図
５に示すように離型板（１０）を介在させることが必要
であり、特に複合板（Ｐ）の表面に用いられている強化
シート（１）に繊維が含まれていることにより離型時の
力が繊維を通して強化シート全体に伝わり、繊維のない
場合と比べ離型板（１０）に離型に作用する力を強く働
かせることができる。従って、離型板（１０）としては
金属薄板等の如く熱伝導率が高く、平板性を保つものが
望ましい。例えば厚さ0.２７ｍｍ程度の鉄板や、厚さ0.
３ｍｍ以下のアルミ板、銅板等が好適に用いられる。或
いは又、離型用のテフロンクロス等でも良いが、その場
合には、図５（Ｂ）のように離型板（１０）と複合板
（Ｐ）とを分離する際の力の伝播が弱い点を考慮しなけ
ればならない。

【００２０】離型板（１０）は、図５に示す如く、賦型
後に移動側型（３）を引き上げると、軟化溶融している
複合板（Ｐ）の強化シート（１）に接触した状態のまま
残される。そこで、図５の（Ａ）に示す如く、エアーノ
ズル（８）から離型板（１０）の上面にエアーを吹きか
け、離型板（１０）とこれに接する複合板（Ｐ）の強化
シート（１）の温度が、強化シート（１）の熱可塑性樹
脂の軟化点未満になった時点でエアーを止め、次に図５
（Ｂ）に示す如く、エアーノズル（９）から離型板（１
０）と複合板（Ｐ）の間にエアーを吹きつけたり、又は
離型板（１０）をはがす外力を加えて離型する。この場
合、離型板（１０）の表面には離型剤を塗布しておくと
より効果的である。

【００２１】この工程を図６に基づいてより詳細に説明
する。図６は本発明による成形加工方法において型と成
形品の離型方法を示す図で、（Ａ）図の如く、移動側型
（３）が上昇し、ある一定の間隔で固定側型（４）から
離れた後そこで停止し、その状態で切換えバルブ（１
２）を通して、ノズル（８）より冷却エアーが吹き出す
工程から、（Ｂ）図の如く、離型板（１０）及び複合板
（Ｐ）の離型板（１０）と接している部分が冷却された
のち、切換えバルブ（１２）を切換え、下側のエアノズ
ル（９）よりエアーを吹き出し、その力で離型板（１
０）を複合板から切り離す工程を経て、（Ｃ）図の如
く、移動側型（３）が更に上昇し、それに供い離型板
（１０）、エアノズル（８，９）のユニットが固定側型
（４）から離れ成形された複合板（Ｐ）を取りやすくす
る工程で完了する。このように（Ａ）〜（Ｃ）の工程に
より成形品の離型を行う。前述したように、離型板（１
０）は加熱冷却後の複合板の平板性との関係においてで
きるだけ薄いものを用いる。そうすればエアーの切換え
に際してガイド（１４）を用いないで屈曲だけで可能な
ものもある。一般に平板性を保つためにはガイドピン
（１４）をつけ、これに沿ってエアー切替前後の離型板
（１０）の移動を案内するようにすると良い。

【００２２】図３、図６に示す如く、エアーノズル
（８，９）及びこれと接続している切換えバルブ（１
２）及び離型板（１０）は、支持体（１３）によって移
動側型（３）に取り付けられている。このような装置に
すると、移動側型（３）の上下移動とエアーの切換えだ
けで本発明の成形方法を容易に実施できる。一般に熱可
塑性樹脂発泡体（２）の物性や離型板（１０）の平板性
を保つ強度にもよるが、離型板（１０）が薄いと冷却及
び離型速度は早いが、複合板（Ｐ）に波うちが生じる。
一方、離型板（１０）が厚いと複合板（Ｐ）は平板性は
良いが成形に時間がかかる。そこで図７に示すような冷
却ブロック（１１）を用い、この冷却ブロック（１１）
で離型板（１０）を押さえるようにすれば、冷却ブロッ
クの熱量が大きいため離型板（１０）が急速に冷却され
る。この冷却効果を高めるために、かつ又、複合板
（Ｐ）のこの部分の成形厚さをｔに保ち、更には平板性
を良くするために、移動側型（３）を再び閉じて一定圧
力で押圧するようにすれば、成形品の精度が向上し、処
理速度も増す。

【００２３】本成形方法を実施する上では、前述した通
り、複合板（Ｐ）の強化シート（１）の熱可塑性樹脂
は、加熱板（６）からの熱で軟化又は溶融することが好
ましく、特に成形加工精度を向上させるためには溶融す
ることが望ましい。そして、かかる溶融状態において離
型板（１０）に付着等を生じないようにするためには、
強化シート（１）は一定量以上の繊維を含有しているこ
とが望ましい。

【００２４】本発明に用いられる強化シート（１，
１′）の繊維としてはポリアミド系合成繊維、ポリエス
テル系合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維から選ばれた単
体繊維又はこれらを組み合わせた繊維が用いられる。

【００２５】繊維は、その取扱い性を良好にするため
に、通常収束剤が使用される。収束剤は含浸させる熱可
塑性樹脂の種類に応じて選択する必要が有り、一般的に
はその熱可塑性樹脂の溶融温度で軟化して補強繊維の繊
維束中に含浸しやすいものが選ばれる。そのために、収
束剤には、その熱可塑性樹脂と同種の樹脂を主成分とす
るものを使用することが多い。

【００２６】繊維としてガラス繊維を用いる場合には、
繊維の表面に対して各種の表面処理を行ない、熱可塑性
樹脂との密着性を向上させる。表面処理には、収束剤と
カップリング剤を組み合わせて用いる。このカップリン
グ剤には、シラン系、チタネート系、ジルコニウム系の
ものがあり、熱可塑性樹脂の種類に応じて最適なものを
選ぶ必要がある。以下、その具体例を列挙する。

【００２７】熱可塑性樹脂がナイロン樹脂またはポリカ
ーボネート樹脂であれば、カップリング剤としては、γ
−アミノプロピル−トリメトキシシラン、Ｎ−β−（ア
ミノエチル）−γ−アミノプロピル−トリメトキシシラ
ン等を使用できる。また、熱可塑性樹脂がポリエチレン
テレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートであ
れば、カップリング剤としては、β−（３，４−エポキ
シシクロヘキシル）エチル−トリメトキシシラン、γ−
グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピル−トリメトキシシラン等を使用できる。ま
た、熱可塑性樹脂がポリエチレンまたはポリプロピレン
であれば、カップリング剤としては、ビニルトリメトキ
シシラン、ビニル−トリス−（２−メトキシエトキシ）
シラン、γ−メタクリロキシ−プロピルトリメトキシシ
ラン等を使用できる。

【００２８】更に、熱可塑性樹脂がポリフェニレンオキ
シド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルフォン、ポ
リエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアリレート、フ
ッ素樹脂であれば、上述したカップリング剤も当然使用
できるが、その外に、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−
アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、ｐ−アミノフェニルトリエトキ
シシラン等を使用できる。繊維にガラス繊維以外のもの
を用いる場合は、カップリング剤に、アミン硬化型のエ
ポキシ樹脂を使用する場合が多く、その具体例としては
ビスフェノール−Ａ−エピクロルヒドリン樹脂、エポキ
シノボラック樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキ
シ樹脂、グリシジルエステル型樹脂等がある。

【００２９】しかし、熱可塑性樹脂は一般的に溶融温度
が高く、通常のカップリング剤は熱分解してしまうの
で、ガラス繊維以外の繊維に溶融した熱可塑性樹脂を含
浸させる場合には、繊維に表面処理を施さないこともあ
る。

【００３０】カップリング剤を補強繊維の繊維表面に施
す方法を以下に示す。これには、繊維の材料を溶融して
モノフィラメントを引き出す際に、収束剤とカップリン
グ剤に界面活性剤を添加した水溶液を、引き出されるモ
ノフィラメントに塗布もしくは噴霧した後、１００℃程
度の温度で乾燥させるという方法がある。また、別の方
法として、集束剤及びカップリング剤を0.１〜３重量％
溶解した液を、浸漬、噴霧塗布等の手段により繊維に完
全に含浸させた後、それを６０〜１２０℃で溶媒が揮散
するのに充分な時間、具体的には１５〜２０分程度乾燥
させ、カップリング剤を繊維表面に反応させる。

【００３１】カップリングを溶解する溶媒には、カップ
リング剤の種類に応じて、ｐＨ２.0〜１２.0程度に調整
された水を用いる場合と、エタノール、トルエンアセト
ン、キシレン等の有機溶剤を単独で、或は混合して使用
する場合とがある。熱可塑性樹脂に含有せしめる繊維
は、一方向に連続な長繊維状のもの又は織布が良い。一
平面上に一方向に引揃えて配置した繊維に熱可塑性樹脂
を含浸させて熱可塑性樹脂シートを製造する方法には種
々のものがあるが、一般的な方法を以下に示す。

【００３２】一つは、溶剤に可溶な樹脂であれば、その
樹脂を溶液化して繊維に含浸させその後脱泡しながら溶
媒を除去し、シートとする方法である。更に一つは、樹
脂を加熱溶融して補強繊維に含浸し、脱泡し、冷却して
シートとする方法である。

【００３３】この様にして製造した熱可塑性樹脂シート
は、繊維と熱可塑性樹脂の密着性に優れ、繊維含有率も
５〜８０容積％と要求に応じて変えることができ、厚み
も0.０３〜１.0ｍｍと薄く製造することができる。

【００３４】尚、繊維がガラス繊維である場合、生産さ
れる熱可塑性樹脂シートのガラス繊維含有率が５容積％
以下では繊維量が少ないので強度が低く、また８０容積
％以上では繊維に対して樹脂量が少なく繊維と樹脂の密
着性が低下し強度が低下してしまう。従って、繊維にガ
ラス繊維を使用する場合には、ガラス含有率は５〜８０
容積％、好ましくは５〜６０容積％、より好ましくは１
０〜６０容積％で、厚さ0.０５ｍｍ〜0.６ｍｍになるよ
うに製造することが推奨される。

【００３５】又、繊維がガラス織布である場合、生産さ
れる熱可塑性樹脂シートのガラス織布含有率が５容積％
以下では繊維量が少ないので強度が低く、また８０容積
％以上では繊維に対して樹脂量が少なく繊維と樹脂の密
着性が低下し強度が低下してしまう。従って、繊維にガ
ラス織布を使用する場合には、ガラス含有率は５〜８０
容積％、好ましくは５〜６０容積％、より好ましくは１
０〜６０容積％で、厚さ0.０５ｍｍ〜２.0ｍｍになるよ
うに製造することが推奨される。

【００３６】上記繊維間に含浸せしめられる熱可塑性樹
脂としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、高密度
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、
ポリサルフォン、ポリエーテルイミド（登録商標「ウル
テム」）、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレ
ンサルファイド等が挙げられるが必ずしもこれらに限定
されるものではない。強度、耐摩耗性、価格や廃棄物と
なったときの再生の容易さの観点から、最も望ましい樹
脂として、ポリプロピレン系及びポリスチレン系樹脂が
推奨される。

【００３７】ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレ
ンの単独重合体、プロピレンとエチレン、ブテン等のα
−オレフィンとの共重合体や、繊維とポリプロピレン系
樹脂との密着性を向上させるために、ポリプロピレン樹
脂に炭化水素溶媒中有機過酸化物触媒により無水マレイ
ン酸等のラジカル重合性不飽和化合物をグラフト重合さ
せたグラフト化ポリプロピレン樹脂が挙げられる。

【００３８】また、ポリスチレン系樹脂としては、スチ
レンの単独重合体、スチレンとアクリロニトリルとの重
合体、ブタジエンとスチレン、アクリロニトリルとの重
合体等や、ガラス繊維と密着性を向上させるために、無
水マレイン酸等のラジカル重合性不飽和化合物をグラフ
ト重合させたグラフト化ポリスチレン樹脂があげられ
る。

【００３９】また、本発明で使用する樹脂発泡体として
はポリエチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリス
チレン発泡体又はポリプロピレン発泡体を外層に有する
ポリスチレン発泡体等が挙げられる。また、産業廃棄物
の処理の点からは、樹脂発泡体に用いられる樹脂とプリ
プレグに用いられる樹脂が共に熱可塑性樹脂で構成され
る複合構造体が好ましく、同一の熱可塑性樹脂で構成さ
れる複合構造体が更に好ましい。

【００４０】発泡体は独立気泡でも連通気泡から成るも
のでもよい。独立気泡のものを使用すると強度は向上す
る。発泡倍率は１００倍以下のものが用いられるが、そ
の倍率は軽量化と成型性のバランスにより選ばれ、２〜
５０倍が好ましい。また、発泡体は架橋体でも無架橋体
でもよい。一般に強化シートの熱可塑性樹脂と発泡体の
熱可塑性樹脂は、同一形の樹脂が望ましい。

【００４１】以下に、本発明に用いる熱可塑性樹脂複合
シートの製造例、当該熱可塑性樹脂複合シートを用いて
の本発明の実施例、及び、本発明によらない比較例を示
す。

【００４２】製造例１ 本発明に用いる熱可塑性樹脂複合シートは、特開昭６１
−２２９５３号公報に開示された方法により製造するこ
とができる。強化ガラス繊維のモノフィラメントをγ−
メタクリロキシ−プロピルトリメトキシシランで処理し
て、１８００本収束させたヤーンを、１００本均一張力
で張りながら、幅２００ｍｍ引き揃えて、熱溶融したポ
リプロピレンに接触させて熱ロールでしごきながら含浸
することによって得た。以下、これによって得られた熱
可塑性複合シートを、ポリプロピレン／ＧＦと略する。

【００４３】製造例２ 製造例１において、ポリプロピレンをポリスチレンとし
た以外は、製造例１と同様の方法において熱可塑性複合
シート（以下、ポリスチレン／ＧＦと略する。）を得
た。

【００４４】実施例１ 発泡体（２）としてポリプロピレン樹脂７ｍｍで１５倍
発泡品（日本スチレンペーパー（株）製 商品名Ｐ−ブ
ロック）を、熱可塑性複合シート（１）として、製造例
１で製造したポリプロピレン／ＧＦ（繊維含有率４５容
積％）の２層１方向積層シートを両面に使用し、金型
（３，４）を用いて成形を行った。尚、離型板（１０）
として厚み0.２７ｍｍの鉄板、冷却エアー（８，９）と
して５ｋｇ／ｃｍ² の常温エアー、冷却ブロック（１
１）として合板を使用した。成形条件は、複合シートの
表面温度１４５℃〜１５５℃、型温度８０℃、加熱盤温
度２００℃、加熱時間１０秒、冷却１５秒で成形を行っ
たところ、成形加熱部２.5ｍｍの所定厚みが得られた。

【００４５】実施例２ 発泡体（２）としてポリスチレン樹脂１０ｍｍで３０倍
発泡品（日本スチレンペーパー（株）製 商品名ミラフ
ォーム）を、熱可塑性複合シート（１）として、製造例
２で製造したポリプロピレン／ＧＦ（繊維含有率４５容
積％）の２層１方向積層シートを両面に使用し、成形条
件として、複合シートの表面温度が１１５℃〜１２５℃
以外は実施例１と同様の条件において成形を行ったとこ
ろ、成形加熱部2.5ｍｍの所定厚みが得られた。

【００４６】比較例１ 型内の離型板（１）のみを使用せず、その他は実施例１
と同様な方法を用いて成形を行ったところ、成形加熱部
と複合シートの離型不良が発生し、製品を得ることがで
きなかった。

【００４７】比較例２ 離型時の冷却エアーのみを使用せず、その他は実施例１
と同様な方法を用いて成形を行ったところ、型内の加熱
された部分の冷却不足により、製品には深さ２ｍｍ程度
の凹凸が生じ、平滑性が不良であり、また、５００ｍｍ
当り５〜１０ｍｍのそりが発生した。

【００４８】比較例３ 型内の加熱ブロックのヒーター温度を発泡体の軟化点温
度以下に設定した以外は実施例１と同様な方法を用いて
成形を行ったところ、発泡体のスプリングバックが発生
し成形加熱部の厚みが５ｍｍとなり、所定の厚みが得ら
れなかった。

【００４９】

【発明の効果】本発明により、熱可塑性樹脂発泡体に繊
維強化熱可塑性複合シートが具備されている複合板を所
定の形状に賦形しつつ、当該複合板の一部の樹脂発泡体
を加熱圧縮又は圧潰して厚さの異なる複合板を成形する
ことができ、得られた成形品はボルト、リベット、クリ
ップ等の緊締が可能となり、緊締部の厚み変化がないた
め、構造部材の寸法安定性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形方法により賦型する前の全体
的に厚さＴを有する熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）の一例を
示す斜視図である。

【図２】図１に示す熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）を本発明
の成形方法により賦型し、部分的に厚さがｔとなるよう
に成形して得られた成形品の斜視図である。

【図３】賦型用の移動側型（３）と固定側型（４）との
間に賦型前の複合板（Ｐ）を設置した状態を示す説明図
である。

【図４】加熱ブロック（５）を加熱しつゝ移動側型
（３）を固定側型（４）に向けて移動させて賦型を行な
う状態を段階的に示す説明図である。

【図５】賦型後に移動側型（３）を固定側型（４）から
引き離し、離型を行なう状態を段階的に示す説明図であ
る。

【図６】図５に示した離型工程をより具体的に示す説明
図である。

【図７】図５に示す離型工程とは異なった離型工程を段
階的に示す説明図である。

【符号の説明】

１，１′： 繊維強化熱可塑性樹脂複合シート（強化シ
ート） ２ ： 熱可塑性樹脂発泡体 ３ ： 移動側型 ４ ： 固定側型 ５ ： 断熱材、ヒーター、加熱板からなる加熱ブ
ロック ５０ ： ヒーター ６ ： 加熱板 ７ ： 断熱材 ８ ： 離型板を冷やす冷却エアーノズル ９ ： 離型板と複合板の加熱された部分を離型す
るエアーを吹き出すエアーノズル １０ ： 離型板 １１ ： 冷却ブロック １２ ： エアー切換えバルブ １３ ： 移動側型（３）にエアーノズル（８，９）
及び離型板（１０）を保持するための支持体 １４ ： 支持体（１３）に対して離型板（１０）を
上下方向に移動可能なよう保持するガイドピン Ｐ ： 賦型前の複合板 Ｐ′ ： 賦型後の複合板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 43/52 7365−4Ｆ Ｂ３２Ｂ 5/18 // Ｂ２９Ｋ 23:00 25:00 105:04 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者 岸 智 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 丸子 千明 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 安井 基泰 愛知県名古屋市南区丹後通２丁目１番地 三井東圧化学株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂発泡体（２）の片面又は両面
   に繊維で強化された熱可塑性樹脂複合シート（１，
   １′）を一体的に接合して成る厚さＴの熱可塑性樹脂複
   合板（Ｐ）を賦型するに際し、複合板（Ｐ）の一部を下
   記 (a)ないし(g) 項記載の工程に従って厚さｔ（但し、
   ｔ＜Ｔである。）に成形することを特徴とする熱可塑性
   樹脂複合板の成形方法。 (a)熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）を、その熱可塑性樹脂複
   合シート（１，１′）の熱可塑性樹脂がガラス転移点以
   下で軟化する温度まで予備加熱する工程。 (b)上記予備加熱された熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）を、
   厚さｔに成形すべき部分に加熱ブロック（５）を有する
   移動側型（３）と固定側型（４）との間に設置すると共
   に、加熱ブロック（５）と熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）と
   の間に離型板（１０）を介在せしめる工程。 (c)上記加熱ブロック（５）を上記熱可塑性樹脂複合板
   （Ｐ）の熱可塑性樹脂発泡体（２）及び熱可塑性樹脂複
   合シート（１）の熱可塑性樹脂が更に軟化又は溶融する
   温度に加熱しつゝ移動側型（３）を固定側型（４）へ向
   けて移動させて両型（３，４）の間に熱可塑性樹脂複合
   板（Ｐ）を挟み込み、離型板（１０）を介して加熱ブロ
   ック（５）に接する領域の複合板（Ｐ）をその厚さがｔ
   となるまで圧縮すると共に、加熱ブロック（５）と接し
   ない領域の複合板（Ｐ）を両型（３，４）間のキャビテ
   ィに対応する所望の形状に賦型する工程。 (d)賦型後、離型板（１０）を熱可塑性樹脂複合板
   （Ｐ）の厚さｔの圧縮部分の表面に接触したまゝの状態
   で残して、移動側型（３）を加熱ブロック（５）と共に
   固定側型（４）から引き離す方向へ移動させる工程。 (e)離型板（１０）の表面に冷却エアーを吹きつけ、熱
   可塑性樹脂複合板（Ｐ）をその熱可塑性樹脂発泡体
   （２）及び熱可塑性樹脂複合シート（１）の軟下点未満
   の温度まで冷却する工程。 (f)離型板（１０）を熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）から引
   き離す工程。 (g)賦型された熱可塑性樹脂複合板（Ｐ′）を取り出す
   工程。
2. 【請求項２】上記 (e)項の冷却工程において、移動側型
   （３）の加熱ブロック（５）と離型板（１０）との間に
   冷却ブロック（１２）を挿入した上で、移動側型（３）
   を固定側型（４）へ向けて移動させ、冷却ブロック（１
   ２）を離型板（１０）に当接せしめて、熱可塑性樹脂複
   合板（Ｐ）の厚さｔに成形された部分の冷却効果を促進
   する工程を含む請求項１に記載の熱可塑性樹脂複合板の
   成形方法。
3. 【請求項３】上記 (f)項の離型板（１０）を熱可塑性樹
   脂複合板（Ｐ）から引き離す工程において、離型板（１
   ０）と熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）との間にエアーを注入
   し、両者を分離する請求項１又は２に記載の熱可塑性樹
   脂複合板の成形方法。
4. 【請求項４】熱可塑性樹脂複合シート（１，１′）の繊
   維含有率が容積比で５％〜８０％である請求項１から３
   までのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂複合板の成形
   方法。
5. 【請求項５】熱可塑性樹脂複合シート（１，１′）の繊
   維が一方向に連続である請求項１から４までのいずれか
   １項に記載の熱可塑性樹脂複合板の成形方法。
6. 【請求項６】熱可塑性樹脂複合シート（１，１′）の繊
   維がガラス繊維、樹脂がポリプロピレン、熱可塑性樹脂
   発泡体がポリプロピレンである請求項１から５までのい
   ずれか１項に記載の熱可塑性樹脂複合板の成形方法。
7. 【請求項７】熱可塑性樹脂複合シート（１，１′）の繊
   維がガラス繊維、樹脂がポリスチレン、熱可塑性樹脂発
   泡体がポリスチレンである請求項１から５までのいずれ
   か１項に記載の熱可塑性樹脂複合板の成形方法。
8. 【請求項８】熱可塑性樹脂発泡体（２）の片面又は両面
   に繊維で強化された熱可塑性樹脂複合シート（１，
   １′）を一体的に接合して成る厚さＴの熱可塑性樹脂複
   合板（Ｐ）の一部を厚さｔ（但し、ｔ＜Ｔである。）に
   成形する装置において、 固定側型（４）と、 固定側型（４）へ向けて接近及び開離可能なよう設けら
   れ、熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）の厚さｔに成形されるべ
   き部分に加熱ブロック（５）を有する移動側型（３）
   と、 加熱ブロック（５）と熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）の厚さ
   ｔに成形されるべき部分との間に移動自在に介在せしめ
   られる離型板（１０）と、 離型板（１０）の表面に冷却エアーを吹きつけるエアー
   ノズル（８）と、 を備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂複合板の成形装
   置。
9. 【請求項９】移動側型（３）の加熱ブロック（５）と離
   型板（１０）との間に挿入可能な冷却ブロック（１２）
   を有する請求項８に記載の熱可塑性樹脂複合板の成形装
   置。
10. 【請求項１０】賦型後の熱可塑性樹脂複合板（Ｐ）の厚
    さｔに成形された部分とこれに当接する離型板（１０）
    との間にエアーを注入し、両者を分離するエアーノズル
    （９）を有する請求項８又は９に記載の熱可塑性樹脂複
    合板の成形装置。