JPS61283525A - 複数層の熱可塑性材料からなるプラスチツク製品の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は複数層から成る熱可塑性材料によるプラスチッ
ク製品の製造法に関する。さらに詳しくは、加熱すべき
層において、少なくとも一つの層を各熱可塑性材料の融
解温度を越えない温度にま　　　　　　。

で別々に加熱し、複数の層を積み重ねてから、との積層
した複数層をプラスチック製品に形成する方法に関する
。熱可塑性材料を形成する複数の層は、異種のものでも
、同種のものでもよく、また各層をある角度に配向させ
て成形することもできる。

Ｕ、　Ｓ、パテントＡ’ａ　７３９０５２　（Ａｙｒｅ
ｓら）によると、多層または同質の熱可塑性ブランクか
ら容器を、スクラップを発生させずに高速製造する方法
が記載されている。ブランクを加熱して直ちに予備形状
体に形成され、次いで熱形成して所定の容器にする。

Ｕ、　Ｓ、パテント准４３２３．５３１および４、３５
２７６６　（Ｂｒａｄｌｅｙら）には、樹脂粉末力らプ
ラスチック製品を製造する方法が記載されている。先ず
樹脂粉末に圧力をかけて、たどん状の固化物にする。こ
の固化物は、同質物質でも配合物でも、または多層状に
なっていてもよく、さらに化学発泡剤が含まれていても
よい。次にこの固化物をα転移温度付近からポリマーの
融解温度未満までの範囲の温度に加熱して、やや軟化さ
せ、焼結させる。洗結させた固化物は、殆どスクラップ
の発生がない、実質上固相で比較的低温のプロセスにお
けるブランクとして有用であり、予備形状への形成に引
き続き、またはある時間経過後。

プラスチック製品に熱形成することができる。

Ｕ、　Ｓ、パテント／１６４５１０．１０８　（Ｃ１ｅ
ｅｒｅｍａｎら）によると、殆どスクラップの発生がな
い固相プロセスにおけるブランクとして有用な樹脂粉末
圧縮固化物の製造法がさらに二つ記載されている。

これはＵ、　Ｓ、パテント、％４，３２３，５３１に開
示されたものの改良プロセスである。

しかしながら、ある種の同質材料または多層状異種材料
から成る単一熱可塑性フランクまたは単一粉末圧縮固化
物を使用する場合、こうしたプロセスにはいくつかの特
別な問題が未解決のまま残っている。

多層異種材料から成る単一ブランクまたは単一固化物を
扱うときの先ず第一の問題は形成粘度の問題である。個
々の樹脂は、分子の構成状態により、特定の粘度一温度
曲線を有しており、したがって樹脂を熱形成させること
のできる特定の粘度一温度範囲が存在する。少なくとも
二層の異種材料を有する多層シートブランクまたは多層
粉末圧縮固化物では、形成粘度の問題が生じることがあ
る。異種の樹脂の形成粘度が同程度であれば、多層ブラ
ンクまたは多層固化物の部分的あるいは全体的破壊が起
こらないように、多層ブランクまたは多層固化物の「プ
ラグ流れ」（すなわち、横断面の均一な速度分布に近づ
く流れ）が生じる。しかしながら、多層ブランクまたは
多層固化物中の異種樹脂の形成粘度が異なる場合は、一
層以上の異種樹脂の不均一流れにより、多層ブランクま
たは多層固化物の層構造が、部分的あるいは全体的に破
壊されることがある。

Ｕ、Ｓ、パテｙ）−Ａａ７３ＱＯ５２によると、二つ以
上の異種樹脂から成る多層ブランクまたは多層固化物は
、個々の異種樹脂層とは異なる形成温度と軟化点を有す
るとされている。従って最適形成温度は多層ブランクま
たは多層固化物そのものに対して決定されなければなら
ない。Ｕ、　Ｓ、パテント／Ｉ６３，７３α０５２によ
れば、多層ブランクまたは多層固化物の形成温度は通常
成形表面と接している層の形成温度によって決まるとい
うことが見い出されている。しかしながら、場合によっ
ては形成粘度が広範囲で変わるため、異種樹脂材料の一
つ以上の層に対する有害な影響により、多層ブランクま
たは多層固化物の最適形成温度が得られないことがある
。これらの有害な影響には、バリヤー性の低下、物理的
・機械的性質の悪化、退色、または二次加工性の低下な
どがある。

多層異種材料から成る単一ブランクまたは単一ブリケラ
トラ扱うときのもうひとつの問題は樹脂の分解が起こる
という点である。樹脂が分解すると、退色、バリヤー性
の低下、機械的性質の悪化が起こるため、極めて重大な
問題となる場合かある。異種材料から成る単一多層ブラ
ンクまたは単一多層ブリケラトラ、所定温度で所定時間
加熱して、当該単一多層ブランクまたはブリケットの最
適加工温度に到達させ、所定加熱時間、所定加熱　　　
　　　　。

温度、またはその時間と温度の組み合わせが、異種材料
の内のいずれか一つに対する許容加熱時間、許容加熱温
度、またはその時間と温度の組み合わせを越える場合は
、常にその材料にはある程度の分解が起こる。例えば同
時押出または積層法によって得られる単一多層ブランク
において例えば、サラン樹脂（塩化ビニリデンベースの
ホモポリマーまたはコポリマー）を、サラン樹脂よりか
なり高温の加工温度を有する材料（例えばポリカーボネ
ート）と併用すると、ポリカーボネートとサラン樹脂の
単一多層ブランクに対する加工温度に達するのに必要な
加熱時間、加熱温度またはその時間と温度の組合せによ
り、サラン樹脂の分解がかなり起こる。サラン樹脂は特
に熱分解を受は易いが、他の樹脂もその程度は異なるも
のの、同様の影響を受けることがある。

上記の方法でプラスチック製品を製造するには、単一多
層ブランクまたは単一多層ブリケラトラ２回加熱する必
要があるか、もしくは少なくとも本発明による加熱時間
より多い加熱時間が必要とされる。単一多層ブランクま
たは単一多層固化物を造るのに先ず一回目の加熱が必要
であり、次いでこの単一多層ブランクまたは単一多層固
化物をプラスチック製品に形成するのに、二回目の加熱
。

少なくとも第一回目の加熱時間より多い加熱時間が必要
とされる。

単層ブランクにある組合わせの異種樹脂を使用する場合
、単一多層ブランクまたは単一多層ブリケットは分子構
造上の制約を受けることがあり、分子構造を制約するも
のとしては、形成粘度および樹脂の分解などが挙げられ
る。同質材料または配向材料（例えば繊維配向材料）か
ら成る単一熱可塑性ブランクの場合も、不均一配向の問
題が生じることがある。寸法安定性、および物理的性質
や材料の不均一分布などの問題を避けるため、均一な円
周配向とすることが望ましい。

以上のように種々の問題点があり、従ってこうした問題
点を解消したプロセスを開発する必要性が叫ばれている
。

さて本発明は、複数層から成る熱可塑性材料からプラス
チック製品を形成する方法であり、少なくとも一層から
成る複数層を当該層中の各材料の融解温度以下の温度に
まで加熱して形成する方法である。熱可塑性材料から成
る本複数層はプラスチック製品を製造するのに必要な条
件を十分備えており、各層は異種材料であっても同種材
料であってもよい。加熱後直ちに、また形成直前に、当
該複数層を積層する。各層が同種材料の場合は、ある角
度の配向が得られるように各層を積層する。

積層後、熱可塑性材料の複数層積層物（例えばＵ、Ｓ、
、ｅテントｔ３７３’ＪＯ５２に記載されている方法で
は、この複数層積層物の一つ以上の層を加熱している）
をそのまま直ちにプラスチック製品に形成した後冷却す
る。別の実施例では、積層後、熱可塑性材料の複数層に
潤滑剤を加えて、形成時のプラグ流れが十分に起こるよ
うにしている。

複数層は、予備形状体中に存在する各熱可塑性材料の内
の最も低い軟化温度以上で加熱されたモールド中で形成
される。なお、軟化点以下に冷却される間この予備形状
体の周辺部はそのまま保持される。こうして得られた予
備形状体を直ちに熱形成してプラスチック製品とし、次
いでこのプラスチック製品を冷却する。

本発明により、同質材料の単一ブランクまたは多層異種
材料の単一ブランクを使用する際に生じる問題点が解消
される。これらの問題点としては、各層の形成粘度が異
なること、樹脂の分解、または材料の不均一な配向など
があり、これらに限定されるものではないが、加熱・積
層もしくはそｑ両方の処理を行なう際に、各層を個々に
処理することによって、こうした問題点を解消すること
ができる。

本発明においては、各層を個々に処理することによって
、過剰な熱処理が防止できるため、樹脂分解の問題は最
小限に抑えられる。多層積層物の各層を加熱する場合、
各層の加熱温度および時間は精確に制御される。一つ以
上の加熱層を、一つ以上の未加熱層と積層し、直ちにプ
ラスチック製品に成形することによって、各層の加熱を
制御する場合もある。

本発明の方法により、いくつかのタイプのプラスチック
製品を製造することができる。例えば、不透明な部分と
透明な部分のある容器は容器内容物が都合良く見えるし
、残存している量もわかる。

剛性の心材がゴム製の耐摩耗性材料（配向があってもな
くてもよい）中に封入されたコンベヤーパケットのよう
な製品があり、また種々の色模様をつけた幾何学的形状
体が封入された装飾用容器のようなプラスチック製品も
ある。さらに例えばサラン樹脂やエチレン−ビニルアル
コールコポリマーのようなバリヤー性材料から成る石層
を、例えばポリプロピレンのような他の熱可塑性材料の
層の間に存在させるか、好ましくは封入させたプラスチ
ック製品や、繊維複合材料の石層を組込んで、強度の向
上を巨視的配向を付与させたプラスチック製品を形成す
ることもできる。また１層状の角度配向を有する一軸延
伸した熱可塑材料の積層から形成されたプラスチック製
品はより均一な配向をもつ製品となる。

本発明に用いることのできる熱可塑性材料の複数層は異
種材料から成る層でもよい。異種層の定義には、次のよ
うなものが含まれる＝（ａ）種類の異なる熱可塑性材料
の層。例えば、ポリカーボネートとサラン樹脂、または
ポリプロピレンとサラン樹脂；（ｂ）種類が同じで分子
量が異なる熱可塑性材料の層。例えば超高分子量ポリス
チレンと高密度ポリエチレン；（Ｃ）形状の異なる同種
または異種の熱可塑性材料の層。例えば、ポリスチレン
のリブを耐衝撃性のポリスチレンのブランクまたは高密
度ポリエチレンのブランクの間に封入する場合；（ａ）
異なる充填剤や添加剤を含有する同種の熱可塑性材料の
層。例えば、二酸化チタンを含有するポリスチレンやカ
ーボンブラックを含有するポリスチレン；最も広義には
（ｅ）同種であろうと、異種であろうと、ある加工上の
目的（すなわち、特徴を持たせながら、プラスチック物
を加熱形成することなど）で層自体に変化をつけたり、
層の加工方向を変えたりする必要が生じた場合の熱可塑
性材料の層が含まれる。

熱可塑性材料という術語には、たとえば充填剤や繊維な
どのような添加剤を含有する熱可塑性材料も含まれる。

なお、充填剤や繊維は有機物、無機物いずれであっても
よい。

熱可塑性材料の複数層は同種であってもよく、また分子
レベルあるいは巨視的レベルで配向が起きていてもよい
。

分子しＲルで配向が起きている場合、熱可塑性材料の同
種層を使用すると〔個々の層の配向がそろわないよう（
あるいは相互に重なり合わないように）、いい変えると
、中央層の共通軸の周りに層状に角度配向するように、
例えば延伸や積層により一軸配向したものでもまたは二
軸配向したものであっても〕、形成されたプラスチック
製品中における配向の均一性が改良される。

巨視的レベルでは、熱可塑性材料の同種層はそれ自体が
繊維を含む形、すなわち繊維複合材料としてもよい。こ
れらの同種層は層状に角度配向させた形で積層すること
もできる。

配向性を持たない熱可塑性材料の多角形層でも、円形金
型中で中央層共通軸の周りに相互に角度をつけて配列さ
せて、層状角度配向をもたせることができる。このよう
にしてプラスチック製品を形成すると、より均一な配向
性を有するものが得られる。隣接した、比較的平らな正
方形状の層を積層すると、それらの隅が互い違いに配置
され、従っである一つの層の隅が次の下層の側辺部に重
なることがある（ぴったり重なる、すなわちある層の隅
が次の下層の隅に重なるよりむしろそうでないことが多
い）。このように、層は相互にある角度配向をもって積
層することになる。複数の同種層をぴったり重ねた形で
積層せずに、代わって中央層共通軸の周りに隣接同種層
を相互に角度をつけて配列させることによって、層に角
度配向を持たせると、分子レベルあるいは巨視的レベル
で、プラスチック製品の配向性はより均一となる。寸法
安定性や不均一な物理的性質などの間＠ヲ避けるには、
配向が均一であることが望ましい。

熱可塑性材料の異種層の場合も、中央層共通軸の周りに
その配向度と形状に応じて、相互に角度をつけて配列さ
せながら、主面上で相互隣接させて積層することができ
る。なおこの共通軸は異種層の主面に対して垂直であり
、従って層状角度配向が得られる。熱可塑性材料の複数
の異種層を積層したものについても検討されている。こ
の場合、熱可塑性材料の異種層が全て層状角度配向の状
態にあるとは限らない。

各層は同質構造物でも、配合構造物でも、また多層構造
物でもよい。各層はブランクと呼ばれ、同時押出、圧縮
形成、射出形成あるいは他のあらゆる適切な方法で作製
したシートから製造することができる。これらのブラン
クは円形でも、多角形でも、また他のいかなる望ましい
形状であってもよい。さらに、各層は粉末状の熱可塑性
樹脂材料から作製される固化物であってもよい。

−ピースすなわち単一ブランクまたは一ピースすなわち
単一固化物を当該ブランクまたは固化物を形成している
材料の融解温度未満の温度にまで加熱した後型に入れて
圧力をかけ、すなわち加熱形成して予備形状体とする。

この予備形状体は直ちに、または所定時間経過後、熱形
成されて所望のプラスチック製品となる。比較的厚い一
ピースすなわち単一多層ブランクおよび比較的厚い一ピ
ースすなわち単一多層固化物を扱う場合は、いくつかの
問題点が生じることがある。比較的厚い単一多層ブラン
クおよび固化物は、プラグ流れの条件下では、金型中で
均一に流れる必要がある。プラグ流れの条件では、シー
トの厚さ方向を通過する速度は比較的一定であり、この
点は、粘稠状態における従来のポリマー形成で通常観察
される放物流れの場合とは反対である。粘稠状態では、
速度は金型表面部におけるゼロから、金型中央部付近に
おける最大値まで広範囲で変わる。金型表面部の摩擦抵
抗を減少させることによって、また単一多層ブランクま
たは単一多層固化物の金型接触面を滑らかにすることに
よって、プラグ流れ金起こすことができる。ブランクと
金型表面の双方を潤滑処理してもよい。なお潤滑処理は
加熱圧縮形成前であれば、いずれの段階でもよい。

しかしながら、ある形成温度に加熱される、単一の比較
的厚い多層ブランク、または単一の比較的厚い多層固化
物における異種材料の層に対しては、潤滑処理は効果が
ない場合がある。これは、ある特定の形成温度で異種材
料の形成粘度に太きな差があるからである。形成粘度に
大きな差があると、比較的厚い単一多層ブランクまたは
固化物の形成時に、層が部分的あるいは全体的に破壊す
ることがあるからである。

形成粘度とは、所定の形成温度および変形速度における
特定の熱可塑性材料の粘度のことである。

所定の温度および変形速度における形成粘度は、当該熱
可塑性材料の分子構造によって決まる。熱可塑性材料中
に添加剤を加えると、この添加剤が形成粘度に影響を及
ぼす。しかし、添加剤の使用は、他の理由、すなわち物
理的性質やバリヤー性を悪化させるなどのため望ましく
ない場合がある。

以上のように、本発明においては、所定の温度および変
形速度において広範囲の形成粘度を有する熱可塑性材料
を、所定時間独立した層として個別に加熱して、各層に
対して望ましい形成粘度とした後、直ちに各層を積層し
、形成してプラスチック製品を得る。

さらに、熱の影響を受は易く、加工時の過剰な熱履歴で
分解するような、単一多層ブランクまたは固化物中の熱
可塑性材料にとって、ある形成温度までの加熱は有害と
なることがある。

熱履歴とは、ある熱可塑性材料が受ける加熱回数、加熱
時間、および加熱温度のことである。例えば、ある種の
サラン樹脂は過剰の熱履歴を受けると分解することが判
っている。過剰な熱履歴の影響を受は易い他の熱可塑性
材料には、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコー
ルおよびある種のフロロカーボンポリマーなどのホモポ
リマーやコポリマーなどがある。但しこれらに限定され
るものではない。本発明では、熱の影響を受は易い熱可
塑性材料でも使用することができる。熱過敏性の熱可塑
性材料の各層を個別に、すなわち個々の層に対し、加熱
温度や加熱時間を全く制御せずに加熱した後、複数層を
積層して形成する。

本発明においては、比較的厚い単一多層ブランクまたは
固化物に対し、形成温度がある一点だけさ でなければならないという必要がなくなり、従って形成
粘度や熱分解の問題が解消される。異種材料の層を個別
に加熱し、引続いてこれらの層を積層することによって
、熱可塑性材料の形成粘度が調整できる。熱可塑性材料
の各層に対し、それぞれの最適温度と最適加熱時間を適
用すれば、これらの問題点が解消される。

さらに、各層が個別に加熱されるので、一般には加熱速
度が速い。例えば、同じ熱可塑性材料から成る重量２０
ｇの３個の同質ブランクは重量６０９の１個の同質ブラ
ンクより、通常迅速に加熱される。

前述したように、本発明のもう一つの利点は、他の方法
に比べて、高度に配向した比較的厚いプラスチック製品
を容易に造ることができるという点である。同種または
異種の熱可塑性材料から成る個々の多角形状ブランクを
、円形モールド中の中央層共通軸の周りに相互に角度を
つけて配列することにより、ブランクをぴったり重ね合
わせて積層する（すなわち、中央層共通軸の周りに角度
のついた配列が形成されない）場合に得られる配向より
均一な層状角度配向が得られる。多角形状ブランクは、
円形の予備形状体に形成するとき、全方向に等距離だけ
延伸することができないので、相対的な角度配列をもた
せて各層を積層すると、円形ブランクにかなり近くなり
、円形モールド中で延伸は全て等距離となる。

例えば、二つの比較子らな正方形状の層を、相互に４５
°の角度をつけて配列させながら、その。

主面上で隣接して積層する。層をこのように角度配列さ
せると、角度配列をもたない多角形層の形成加工によっ
て得られる配向に比べ、分子や結晶のはるかに均一な円
周状配向を有する三次元中空熱可塑性製品の形成加工が
可能となる。この層状角度配向により、プラスチック製
品の内厚の均一性および材料分布の均一性が改良される
。

同種または異種の熱可塑性材料全配向させた層もブラン
クとして有用であり、配向させた同種層（個々のブラン
クを得る熱可塑性材料のシートラ例えば延伸することに
よって、配向が分子しくルで付与される層、あるいは例
えば繊維を利用する場合のように、巨視的レベルで配向
が付与される層）もブランクとして有用である。

例えば、−軸延伸または二軸延伸によって、分子配向し
た同種層が作製されるが、この層を積層すると、分子レ
ベルの層状角度配向が得られる。

空気と繊維の複合材によるブランクであるスクリー７７
アズリツク（Ｓｃｒｅｅｎ　（ａｂｒｉｃ）のような、
配向した含浸繊維層または連続繊維材料を使用すると、
巨視的レベルで配向を容易に、かつ正確に制御すること
ができるようになる。スクリーンファ７’ｌＪツクのよ
うに、繊維材料が連続的なものである場合、この繊維材
料は、他の熱可塑性材料層の破壊や熱可塑性材料層から
分離を伴なわずに変形するようなものでなければならな
い。

このように本発明においては、分子レベルまたは巨視的
しはルで、配向の方向が正確に制御された配向プラスチ
ック製品を製造することができる。

こうした配向の均一性により、寸法安定性や物理的性質
、肉厚、材料分布の均一性が向上する。

個々の単一層は円形ブランクまたは多角形ブランクであ
る必要はない。層は、例えば同種または異種の熱可塑性
材料の層の間に封入された一つ以上のリプであってもよ
い。熱可塑性製品の強度は、リプ層の熱可塑性材料を変
えること、リブの数を調整すること、またリゾの位置を
調整することによって制御することができ、しかもこれ
らの作業は全て工具を変えなくても容易に行なうことか
できる。

他の層構成も可能であり、プラスチック製品に対する要
求条件や使い方によっては他の層構成の方が望ましい場
合もある。

コア層の封入は本発明の必要条件ではないけれども、封
入が必要となる場合は、コア層と合体できるような封入
層を組み込み、この封入層がコア層の周囲に一体化した
表面を形成するようにする。

さらに、プラスチック製品の機械的性質を最高度に引き
上げるためには、コア層の材料と封入層の材料を接着さ
せなければならない。接着はコア層材料と封入層材料の
間で直接性なってもよいし、あ　　　　　　、るいは積
層した複数層中に接着剤層を組み込んでもよい。しかし
ながら、一方接着が望ましくないプラスチック製品の例
や、接着が必要となるプラスチック製品の例などもある
。

コア層（一つ以上の場合もある）の封入は、最初と最後
の封入層ディスクの直径より小さな直径のコア層ディス
クを作製することによって行なってもよい。最初と最後
の封入層ディスクは同種の熱可塑性材料であることが好
ましい。異種材料の各層の加熱を制御、従って形成粘度
とプラグ流れ特性を制御することによって、封入を行な
うこともできる。

コア層の封入は、次の二つの理由から特に有用である。

第１の理由は、コア層材料を完全に封入することによっ
て、層間に必要な接着の程度が小さくて済むことである
。層構造の離層が発生する起点部分となる周辺部での外
側層構造が無いため、接着剤層の必要性が減少する。第
２の理由は、コア層を封入すると、コア層材料が十分に
保護されるようになることである。封入することにより
、むき出しになった層端部はなくなり、バリヤー性や機
械的性質に悪影響を及ぼす化学物質や水分の侵入点がな
くなる。さらに、例えば、硬質で摩耗し易いコア層を、
ゴム製で耐摩耗性の二層間に封入してもよい。

本発明による方法に利用される熱可塑性樹脂は、非晶質
あるいは結晶質のいずれかに分類することのできるポリ
マーから製造されるものである。結晶質という術語には
、半結晶質と呼ばれているポリマーも含まれる。

本発明による方法の多用性は、以下に示す特定の実施例
によって例示されている。全ての実施例において、プラ
スチック製品の実際の形成は、実質上Ｕ、Ｓ、パテント
／Ｉ６３，７３へ０５２に記載の方法に従って行なった
。

実施例１ 無色透明の汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）圧縮成形品か
ら、直径８９ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍのディスクを２枚
切り取る。耐衝撃性ポリスチレン（Ｈ工ＰＳ）の不透明
押出シートから、直径７６ｍｍ、厚さ２．５４間のディ
スクを１枚切り取る。これらのディスクを強制空気循環
炉中、１１５℃で約４０分別々に加熱する。次いでこれ
らのディスクを積み重ね、層の共通中心軸に対してＧＰ
ＰＳ／Ｈ工ＰＳ／ＧＰＰＳ　の配列順でまっすぐに整列
させる。これを、直ちに加熱、離型剤処理したアノビル
に挾んで加熱形成し、直径１７．８　ｃｍ　ｓ深さ４．
４　ｃｍの桟面を作製する。この結果得られたものは、
不透明のプラスチック製品であるが、リップ部分は透明
である。本プラスチック製品の表面はかなり光沢があり
、コア部は強靭である。

実施例２ 直径１２．７ｃｍ５厚さ６．３５ｍｍのポリプロピレン
（ＰＰＩのディスクを１枚と、直径１２．１　ｃｍｓ厚
さ６．３５＋ｍ＋＋のＨ工ＰＳのディスクを１枚用意す
る。

これらのディスクを強制空気循環炉中で、ＰＰは約１６
８℃で約３０分、Ｈ工ＰＳは約１２７℃で約１５分、別
々に加熱する。次いでこれらのディスクを積層し、加熱
、離型剤処理したアンビルに挾んで加熱形成して、有用
なプラスチック容器を作製する。この容器は内側にＰＰ
層を有しているため、耐薬品性に優れ、また外側にＨ工
Ｐ　ＳＮｉ有しているため耐衝撃性と剛性に優れる。

実施例３ 直径１２．７　ｃｍｓ厚さ３，８−のＰＰのディスクを
２枚用意する。さらに、葉状の形のポリスチレン（ｐｓ
）　　ブランクも３枚用意する。このブランクは幅８．
９ｃｍ５厚さ３，８聴で、ブランクの丸みをつけた二つ
の縁と最大長さは直径１２．１　ｃｍの円に相当する。

形が葉状になっているということは、ブランクの幅が層
状配列をなしていて、各層が全幅の内の一部の幅を構成
しているということである。本実施例における層は透明
赤色のポリスチレンである。

３枚の葉状形ＰＳＳブランク積層し、層の共通中心軸の
周りに、隣接ブランクに対して６０°の角度をつけて配
列して、１２９℃で約２０分加熱する。ＰＰのディスク
を約１６７．５℃で約２０分加熱する。ＰＰのディスク
とあらかじめ積層しておいた３枚の葉状ＰＳブランクを
、ＰＰ層（葉状　　　　　　　、ＰＳ３枚）　／Ｐ　Ｐ
の配列で直ちに積層し、次いで直ちに加熱形成してプラ
スチック製品を得る。形成後、葉状シートをＰ２Ｏ中に
封入する。

葉状ＰＳブランクは化粧板用として有用であり。

また二つの異種材料の葉状シート、あるいは制御された
繊維配向を有する繊維複合材料からなるプラスチック製
品用として有用である。

実施例４ 直径１０．２ｃｍ、厚さ６．３５ｍ＋１１．重量４７ｇ
のＰＰのディスク２枚と、直径１０．２　ｃｍｓ厚さ１
．１団、重量８．３ｇのサラン樹脂（塩化ビニリデンの
コポリマー）のディスク１枚を用意する。ＰＰのディス
クを強制空気循環炉中、約１６３℃で約４０９に加熱す
る。サテン樹脂のディスクは加熱しない。次いでこれら
のディスクｑＰＰ／サラン樹脂／ＰＰの配列順で積層し
、予備形状体に加熱形成してから、浅絞り容器に形成す
る。

本実施例で明らかなように、サラン樹脂を加熱しないこ
とによって、またＰＰディスクの加熱後直ちに積層、加
熱形成することによって、サラン樹脂の熱履歴が最小限
に抑えられるため、サラン樹脂の熱分解が起こる可能性
が少なくなるか、あるいは殆どなくなることがわかる。

直径が１２．７ｃｍのもう１組のディスクを、実施例４
に記載しであるように加熱、積層してから加熱形成する
と、絞り比（深さ／直径）１．３の深絞り容器が得られ
る。直径は１７．８ｃｍｂ深さは２３．１傭である。

どちらの容器も封入されたプラン樹脂コア層を有し、サ
ラン樹脂とＰＰ封大層との間に、接着剤あるいは接着剤
層を使用する必要はない。

実施例５ 直径１２．７ｃｍ、厚さ３．８閣のＰＰのディスク３枚
と、直径１２．７ｃｒｎ厚さ０．３８ｍｍのサラン樹脂
のディスク２枚を用意する。ＰＰのディスクを個別に約
１６６．５℃で約３０分加熱する。一方サラン樹脂のデ
ィスクは加熱しない。ＰＰディスクの加熱後これらのデ
ィスクを直ちにＰＰ／サラン樹脂／ＰＰ／サラン樹脂／
ＰＰの配列順に積層し、直ちに予備形状体に加熱形成し
た後、直ちに深絞り容器に形成する。この容器は直径約
１７．８ｃＷＬｂ深さ２３．１　ｃｍである。サラン樹
脂層は封入されており、接着剤層の必要はない。

実施例６ 直径１２．１ｃｍ、厚さ６．３５＋＋＋ｍ、重量６５９
のＰＰのディスク２枚と、直径１１．４譚、厚さ６，３
５咽、重量６１９の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の
ディスク１枚を用意する。これらのディスクを個別に加
熱する。すなわち、ＰＰのディスクは約１６７℃で約４
Ｑｆｉ、ＨＤＰＰのディスクは約１３４℃で約４０分加
熱する。次いで各ディスクの中心点を合わせて、積層し
た層に対して中心軸を形成するように、これらのディス
クをＰＰ／ＨＤＰＥ／ＰＰの配列順で積層する。次にこ
れを加熱形成すると深絞り容器が得られる。この容器で
は、ＨＤＰＥのコア層は完全に封入されている。

本実施例では、ＨＤＰＥの直径と加熱時間を制御するこ
とによって、ＰＰのディスクがＨＤＰＥのコア層を完全
に封入するように設計されている。

実施例７ 直径１２．７ｃｒｎｓ厚さ３．８　ｒｒａｎのポリカー
ボネート（ＰＣ）　　のディスク１枚と、直径１２．７
ｍ、厚さ０．３８ｙｍ＋＋のサラン樹脂のディスク１枚
を用意する。

ＰＣのディスクを約１６６℃で約１２分加熱する。

次いで加熱していないサラン樹脂のディスクヲＰＣディ
スクの上に重ね、この積層物をさらに約１６６℃で約３
分加熱する。この積層物を直ちに加熱、離型剤処理した
アンビルに挾んで加熱形成すると、浅絞りのプラスチッ
ク形成品が得られる。

本実施例において注目すべき点は、ＰＣとサラン樹脂の
組合わせでは、加工温度にかなり差があること、またサ
ラン樹脂が熱分解しやすいことから、簡単には多層シー
トに同時押出できないけれども、本実施例においては、
ＰＣとサラン樹脂の各層を個別に加熱し、積層すること
によって容易に多層プラスチック製品が形成できるとい
う点である。

実施例８ 直径１２．７ｃｍ、厚さ３．８ｍｍのｐｃのディスク２
枚と、直径１２．７ｃｍ５厚さ０．３８＋＋＋ｍのサラ
ン樹脂　　　　　　、のディスク１枚を用意する。ＰＣ
のディスクを約１６７℃で約１３分加熱する。次いでこ
れらのディスクを、ＰＣ／加熱していないサラン樹脂／
ＰＣの配列順で積層し、この積層物をさらに強制空気循
環炉中、約１６７℃で約３分加熱する。次いで直ちにこ
の積層物を、加熱、離型剤処理したアンビルに挾んで加
熱形成すると、浅絞りのプラスチック形成品が得られる
。

ＰＣ／サラン樹脂／ＰＣの積層構造物においては、透明
で耐熱性の樹脂であるＰＣと、酸素遮断性樹脂であるサ
ラン樹脂が組み合わされているが、この組み合わせによ
り得られるものは、透明のレトルト容器のような、耐熱
遮断性包装物として有用である。

実施例９ 直径１０．２ｃｍ５厚さ５．６ｍ＋ｎ、重量２Ｆｌの超
高＋子ｉポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）のディスク２枚
と、直径１０．２ｃｒｎ、厚さ０．１４同、重量１１ｇ
のスチレン−ブタジェン−スチレン（ＳＢＳ）　７’ロ
ツクコポリマーのディスク２枚と、直径１０．２ｃｍ５
厚さ０．３８ｍｍ、重量３３ｇのＨ工ＰＳのディスク１
枚を用意する。全てのディスクを強制空気循環炉中、約
１４３℃で個別に加熱する。但し、ＵＨＭＷＰ］ｌｉｌ
：　　のディスクは約６０分、その他のディスクは全て
約１０分加熱する。次いで、これらのディスクを、ＵＨ
ＭＷＰＥ／ＳＢＳ／Ｈ工ＰＳ／ＳＢＳ／ＵＨＭＷＰＥの
配列順で積層し、この積層物を直ちに加熱、離型剤処理
したアンビルに挾んで加熱形成すると、硬質のコアと耐
摩耗性の表面を有する有用なプラスチック製品が得られ
る。

同時押出によって、ＵＨＭＷＰＥ／ＳＢＳ／ｆ（工ＰＳ
／ＳＢＳ／ＵＨＭＷＰＥのような裏層構造、従ってプラ
スチック製品を形成するのに有用な、単一多層ブランク
を得ることは極めて困難であり、現時点では不可能であ
ろう。

実施例１０ 直径１２．７ｃｍｂ厚さ３．８ｍｍのＰＰのディスク２
枚と、直径１２．ＩＣｒｒＬｓ厚さ６．３５ｍｍのＨ工
ＰＳ／ＳＢＳ／サラン樹脂／ＳＢＳ／Ｈ工ＰＳ多層構造
のディスク１枚を用意する。ＰＰのディスクを約１６７
℃で約２０分加熱する。多層ディスクを約１０７℃で約
２０分加熱する。次いで直ちにディスクを積層し、直ち
に加熱形成すると、プラスチック製品が得られる。

本実施例から、ディスクまたは層自体が多層構造体であ
ってもよいことがわかる。

実施例１１ ＨＤＰＥの押出シートから、各辺の長さ８．９　ｃｍ、
厚さ６．３５＋＋＋ｍの正方形ブランクを２枚切り取る
。

これらの正方形ブランクを１強制空気循環炉中、約１３
３℃で約４０分加熱した後１層の共通中心軸の周りに、
相互に４５°の角度をつけて積層する。積層した正方形
ブランクを、約１３０℃に加熱されたアンビルに挾み５
、炉内に２秒間滞留させて、円形の予備形状体に加熱形
成する。アンビルには、加熱形成工程前に、シリコーン
系離型剤をスプレー塗布しておく。次いでこの円形予備
形成品を所定のプラスチック製品に形成する。加熱前に
、着色した円や直線のグリッドで印をつけておくことに
よって、角度をつけて配列させた２枚の正方形ブランク
に対する着色円のグリッドゞが、１枚の正方形ブランク
を円形予備形成品にしたときの着色円のグリッドより中
心軸から遠く離れて円形予備形成品についていることに
気づく。このような配向の均一性によって、均一な物理
的性質と寸法安定性の向上したプラスチック製品が得ら
れる。

実施例１２ 押出ｐｐレシートら、直径８．９　ｃｍ、厚さ６．３５
咽、重量３５ｇのディスクを２枚切り取る。このｐｐシ
ートから直径６．３５ｃｍ、厚さ０．３＋＋＋ｍのディ
スクを２枚切り取り、さらに直径６．３５ｍ、厚さ０、
２　ｒｒｒｍ（Ｄ　Ｐ　ｐスクリーンも１枚用意する。

このスクリーンは正方形のグリッドヲ有し、相互に直角
に配向した二組の平行状繊維のように見える。直径８．
９ｃｍの２枚のＰＰディスクを強制空気循環炉中、約１
６３℃で約３２分加熱する。この他のディスクは加熱し
ない。次いでこれらのディスクを、ｐｐ（直径８．９譚
）／ＰＰ（直径６．３５偲）／ｐｐ（スクリーン）／Ｐ
Ｐ（直径６．３５偲）／　　　　　　　、ＰＰ（直径８
．９　ｃｍ　）の配列Ｊ須で積層した後、直ちに：１６
３℃の離型剤処理したアンビルに挾んで予備形成品に加
熱形成し、さらにこれを形成すると、直径１７．８ｃｍ
５深さ４．４　ｃｍのパンが得られる。このときスクリ
ーンは形状を変えて、直径約１５．２ｃｍの円形部分と
なる。

本実施例においてはスクリーン層が使用されているが、
不連続または連続配向繊維を含むいかなる熱可塑性材料
もスクリーン層として使用できる。

さらに、導電性の高いポリマーを使用すると、得られる
プラスチック製品は電磁波シールド材として有用なもの
となることがある。

直径７．６ｃｍ、厚さ６．３５ｍｍのＨ工ＰＳ　　のデ
ィスク２枚と、中心軸から四つの突起部（Ｘの形で）を
有する厚さ６．３５＋＋ｏｎのＧＰＰＳのリブを用意す
る。比較のため、直径６．６　ｃｍ％厚さ６．３５咽の
Ｈ工ＰＳのディスク３枚も用意する。本実施例の層と比
較例の層は、どちらも全体としての重量は同じで６Ｅｌ
である。全ての層を、強制空気循環炉中、約１２１℃で
約１５分、別々に加熱する。本実施例のディスクをＨ工
ＰＳ／ＧＰＰＳ／Ｈ工ＰＳの配列順で積層する。比較例
のディスクをＨ工ＰＳ／Ｈ：ｒＰＳ／Ｈ工ＰＳの配列順
で積層する。次いで実施例と比較例どちらの場合も、高
温の離型剤処理したアノビルに挾んで加熱形成すると、
直径約１７．８ｃｍ５深さ４．４　ｃｒｎの浅絞９のパ
ンが得られる。

実施例の浅絞りノξンは半透明性であり、浅絞りパンの
内部にリブが存在しているのがはっきりわかる。さらに
、浅絞！１７／ξンの内部では、リブがやや持ち上がっ
ているが、波絞クパンの外部では平滑な状態のままであ
る。

４５４０ｋｇの圧縮ロードセルを用い、適切な取付具で
浅絞りパンの頂部と底部を支持して、インストロン型万
能材料試験機により、二つの浅絞りパンの強度を測定す
る。試験は、最初の５．１閣のひずみに対しては、クロ
スヘッドスピードカ１．２７薗／分、次いでピーク値に
達するまで、クロスヘッドスピード１２．７ｃｍ１分で
行なう。正規の値を得るため、曲縁の初期部分に接ｉを
引き、ひずみ１゜２７咽の点における荷重（ｋｇ）を読
み取る。表■に荷重と底部厚さのデータを示す。

表１ ひずみ１．２７ｍ＋ｎ　　　ピーク値　　底部厚さにお
ける荷重ｇ）（ｋｇ）　　　　　（＃）実施例１３　　
　　　３８　　　　　　５００　　　０．７６比較例１
３　　　　　２５　　　　　　５４４　　　０．９４デ
ータが示しているように、異種であって、好ましくは外
側の層の熱可塑性材料より高いモジュラスの熱可塑性材
料のリブを使用することによって、プラスチック製品の
剛性が増す。

剛性はコア中のリブの個数の増減によって調節すること
ができる。一つ以上のコア層を封入することは、必ずし
も必要ではないけれども、数多くの用途において有用で
ある。例えば、コンベヤーパケットは、二つのゴム製耐
摩耗性封入層の間に封入された硬質コア層を有している
場合がおる。

コア層を封入すると、異種材料層の間に接着剤層を組み
込む必要がなくなり、しかもプラスチック製品の形成時
におけるコア層の流れを抑える。従って一定のプラグ流
れとなり、優れたプラスチック製品が得られる。リブ、
環状コア、あるいは他の形状物を封入して、ある部分の
強度を調節したり、装飾用としての特性を向上させたり
する場合がある。繊維複合材の層を使用すると、繊維配
向を精確に制御することができる。従ってプラスチック
製品の機械的性質を直接的に制御して、プラスチック製
品の所望の用途に合わせることができる。こうしたプラ
スチック製品には、容器や機械のハウジングなどがある
。

本発明の内容を例示するため、代表的な実施例とその詳
細について示したけれども、本技術に精通している者に
゛とっては、本発明の範囲を越えないでこれ以外に種々
の変法や改良法があることは明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラスチック製品を製造する方法において、（ａ）
   複数の異種熱可塑性材料層の少なくとも一つの層を、加
   熱すべき層における熱可塑性材料の融解温度をも越えな
   い温度にまで別々に加熱すること、このとき複数の異種
   層における全体としての熱可塑性材料がプラスチック製
   品を形成するのに十分であること、 （ｂ）少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成工程
   の直前に、その複数の異種熱可塑性材料層を積層するこ
   と、 （ｃ）その積層された複数の異種熱可塑性材料層の周辺
   部を保持すること、 （ｄ）その保持され、積層された複数の異種熱可塑性材
   料層を、直ちに所望の形状および大きさを有するプラス
   チック製品に形成すること、および（ｅ）そのプラスチ
   ック製品を冷却すること、の工程からなるプラスチック
   製品の製造法。 ２、複数の異種層が少なくとも三つの異種層から成り、
   当該層の少なくとも二つの層が類似の熱可塑性材料であ
   つて、そして最初と最後の層となるように積層される特
   許請求の範囲第１項記載の製造法。 ３、プラスチック製品の形成時に、その最初と最後の層
   が、すべての異種材料層を封入する特許請求の範囲第２
   項記載の製造法。 ４、複数の異種層の少なくとも一つの層が配向している
   特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ５、封入された異種層の少なくとも一つの層が配向して
   いる特許請求の範囲第３項記載の製造法。 ６、複数の異種層の少なくとも二つの層が配向し、その
   配向した層が層状の角度配向を形成するように積層され
   る特許請求の範囲第４項記載の製造法。 ７、封入された異種材料層が少なくとも二層あり、層状
   の角度配向を形成するように配向および積層される特許
   請求の範囲第５項記載の製造法。 ８、複数の異種層の少なくとも一つの層がリブを含む特
   許請求の範囲第１項記載の製造法。 ９、封入された異種材料層の少なくとも一つの層がリブ
   を含む特許請求の範囲第３項記載の製造法。 １０、プラスチック製品を製造する方法において、（ａ
   ）複数の異種熱可塑性材料層の少なくとも一つの層を、
   加熱すべき層におけるいかなる熱可塑性材料の融解温度
   をも越えない温度にまで個別に加熱すること、このとき
   複数の異種層における全体としての熱可塑性材料がプラ
   スチック製品を製造するのに十分であること、 （ｂ）少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成工程
   の直前に、その複数の異種層を積層すること、 （ｃ）その複数の異種熱可塑性材料層に対し、離型剤処
   理を行なつて、形成時にその複数の異種熱可塑性材料層
   の実質的なプラグ流れが十分に起こるようにすること、 （ｄ）複数の異種熱可塑性材料層中にいかなる熱可塑性
   材料が存在してもその少なくとも熱可塑晶性材料の最も
   低い軟化温度に加熱した金型中で の実質的なプラグ流れによつて、その複数の異種層を、
   所定の予備形成品に加熱形成し、その予備形成品の周辺
   部を保持時に急速に軟化温度以下に冷却すること、 （ｅ）その予備形成品を、直ちに所望の形状および大き
   さを有するプラスチック製品に熱形成すること、および （ｆ）そのプラスチック製品を冷却すること、の工程か
   らなるプラスチック製品の製造法。 １１、複数の異種層が少なくとも三つの異種層から成り
   、当該層の少なくとも二つの層が類似の熱可塑性材料で
   あつて、そして最初と最後の層となるように積層される
   特許請求の範囲第１０項記載の製造法。 １２、プラスチック製品の形成時に、その最初と最後の
   層が、すべての異種材料層を封入する特許請求の範囲第
   １１項記載の製造法。 １３、複数の異種層の少なくとも一つの層が配向してい
   る特許請求の範囲第１０項記載の製造法。 １４、封入された異種層の少なくとも一つの層が配向し
   ている特許請求の範囲第１２項記載の製造法。 １５、複数の異種層の少なくとも二つの層が配向し、そ
   の配向した層が層状の角度配向を形成するように積層さ
   れる特許請求の範囲第１３項記載の製造法。 １６、封入された異種材料層が少なくとも二層あり、層
   状の角度配向を形成するように配向および積層される特
   許請求の範囲第１４項記載の製造法。 １７、複数の異種層の少なくとも一つの層がリブを含む
   特許請求の範囲第１０項記載の製造法。 １８、封入された異種材料層の少なくとも一つの層がリ
   ブを含む特許請求の範囲第１２項記載の製造法。 １９、複数の異種層の少なくとも一つの層が粉末状熱可
   塑性材料のブリケットである特許請求の範囲第１０項記
   載の製造法。 ２０、プラスチック製品を製造する方法において、（ａ
   ）複数の同種熱可塑性材料層の少なくとも一つの層を、
   加熱すべき層における熱可塑性材料の融解温度をも越え
   ない温度にまで個別に加熱すること、このとき複数の類
   似層における全体としての熱可塑性材料がプラスチック
   製品を製造するのに十分であること、 （ｂ）少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成工程
   の直前に、その複数の類似熱可塑性材料層を積層するこ
   と、 （ｃ）その積層された複数の類似熱可塑性材料層の周辺
   部を保持すること、 （ｄ）その保持され、積層された複数の類似熱可塑性材
   料層を、直ちに所望の形状および大きさを有するプラス
   チック製品に形成すること、および（ｅ）そのプラスチ
   ック製品を冷却すること、の工程から成るプラスチック
   製品の製造法。 ２１、複数の類似層が同じ状態で配向している特許請求
   の範囲第２０項記載の製造法。 ２２、プラスチック製品を製造する方法において、（ａ
   ）複数の類似熱可塑性材料層の少なくとも一つの層を、
   加熱すべき層における熱可塑性材料の融解温度をも越え
   ない温度にまで個別に加熱すること、このとき複数の類
   似層における全体としての熱可塑性材料がプラスチック
   製品を製造するのに十分であること、 （ｂ）少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成工程
   の直前に、層状の角度配向を形成するように、その複数
   の類似熱可塑性材料層を積層すること、 （ｃ）その複数の類似熱可塑性材料層に対し、離型剤処
   理を行なつて、形成時にその複数の熱可塑性材料層のプ
   ラグ流れが十分に起こるようにすること、 （ｄ）複数の類似熱可塑性材料層中に、いかなる熱可塑
   性材料が存在しても、その熱可塑性材料の少なくとも軟
   化温度にまで加熱した金型中での十分なプラグ流れによ
   つて、その複数の類似の熱可塑性材料層を所定の予備形
   成品に加熱形成し、その予備形成品の周辺部を保持時に
   急速に軟化温度以下に冷却すること、 （ｅ）その予備形成品を、直ちに所望の形状および大き
   さを有するプラスチック製品に熱形成すること、および （ｆ）そのプラスチック製品を冷却すること、の工程か
   らなるプラスチック製品の製造法。 ２３、層の形状が多角形であり、加熱成形後の予備形成
   品の形状が円形であつて、円形の予備形成品に近くなる
   ように、また層状の角度配向を形成するように、その多
   角形状の層を積層する特許請求の範囲第２２項記載の製
   造法。 ２４、多角形状の層が同じ様に配向している特許請求の
   範囲第２３項記載の製造法。 ２５、層の形状が円形であり、同じ様に配向している特
   許請求の範囲第２２項に記載の製造法。