JPS6140122A - ポリエステル樹脂成形品の製造方法 - 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】

産業上の利用分野 本発明はポリエステル樹脂成形品の製造方法に関する。 更に詳しくは、本発明は、熱可息性ポリエステル樹脂を
主たる樹脂成分とするスタンバブルシートを加熱すると
きにみられるシートの色調劣化、形状欠陥０組成不拘−
化等を防止し、効率良くしかも良好な外観と均一な性能
を有する樹脂成形品例えば自動車部品、電気部分、家具
等を製造する方法に関する、。 従来技術 近年、熱可塑性ポリエステル樹脂を主たる樹脂成分とす
るスタンバブルシート（以下、ポリエステル製スタンバ
ブルシートという）をスタンピング成形して自動車部分
、電気部品等を成形することが注目されている。 ポリエステル製スタンバブルシートの成形方法としては
、例えばブランクシートを熱風加熱或いは赤外線加熱に
゛より、２７０〜２８０℃としたのちスタンピング成形
する方法（工業材料、第３０巻、第６号、３８頁）が知
られている。しかしながら、かかるポリエステル製シー
トの加熱方法では、シート内部をざ彬可能な温度迄高め
るためにはシート表面の樹脂温度をポリエステル樹脂の
融点よりも極めて高い温度とする必要があり、この結果
として表面樹脂の劣化・変色が生じ、表面樹脂の部分的
流動により成形品組成が不均一となり、また溶融樹脂が
タレ落ちる等により成形品表面に補強材が現出するなど
の欠点が生じる。 発明の目的 本発明の目的は、上述の問題点を改善し、効率良くしか
も良好な外観と均一な性能を有する樹脂成形品を、スタ
ンバプル成形によって製造する方法を提供することにあ
る。 発明の構成・効果 本発明のかかる目的は、本発明によれば、熱可塑性ポリ
エステル樹脂を主たる樹脂成分とするスタンバブルシー
トを加熱し、スタンピング成形して成形品を製造する方
法において、誘電加熱により、前記スタンバブルシート
を成形温度に加熱することを特徴とするポリエステル樹
脂成形品の製造方法によって達成される。 本発明において用いるスタンバブルシートは、マット状
補強材例えばマット状ガラス長繊維に熱可塑性ポリエス
テル樹脂を主たる成分とする樹脂を含浸せしめてスタン
ピング成形を可能としたシートである。 かかる熱可塑性ポリエステル樹脂としては、ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
脂或はこれらの混合物を好ましく用いることができるが
、他の結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂例えばポリプロ
ピレンテレフタレート樹脂、ポリへキサメチレンテレフ
タレート樹脂、ポリエチレン２．６−す７タレート樹脂
等を用いることもできる。 前記ポリエチレンテレフタレート樹脂は、酸成分として
テレフタル酸またはその慕ステル形成性誘導体を用い、
グリコール成分としてエチレングリコールまたはそのエ
ステル形成性誘導体を用いて得られるポリエチレンテレ
フタレートが主たる対象となるが、そのテレフタル酸成
分及び／又はエチレングリコール成分の一部を共重合成
分で置き換えたものでも良い。かかる共重合成分として
は例えば、イソフタル酸、フタル酸；テトラブロムフタ
ル酸、テトラブａムチレフタル酸の如きハロゲン置換フ
タル酸類；メチルテレフタル酸。 メチルイソフタル酸の如きアルキル置換フタル酸類；２
，６−ナフタリンジカルボン酸。 ２．７−ナフタリンジカルボン酸、１．５−ナフタリン
ジカルボン酸の如きナフタリンジカルボン酸痢ｐ　４１
４’−ジフェニルジカルボン酸。 ３．４′−ジフェニルジカルボン酸の如きジフェニルジ
カルボン酸類；４，４’−ジフェノキシエタンジカルボ
ン酸等の芳香族ジカルボン酸類；コハクｖＩアジピン酸
、゛セバシン酸、アゼライン酸、デカジカルボン酸、シ
クロヘキサンジカルボン酸などの如き脂肪族または脂環
族ジカルボン酸類；トリメチレングリコール。 テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール
、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、１
．４−シクロヘキサンジメタツール等の如き脂肪族また
は脂環族ジオール類；ハイドロキノン、レゾルシン等の
ごときジヒドロキシベンゼン類；　２．２−ビス（４−
ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒトミキシ
フェニル）スルホン等のごときビスフェノール類；ビス
フェノール類とエチレングリコールの如きグリコールと
から得られるエーテルジオールなどの如き芳香族ジオー
ル類；ε−オキシヵプａン威、ヒドロキシ安息香酸、ヒ
ドロキシエトキシ安息酸等　　　“の如きオキシカルボ
ン酸類等があげられる。 これらの共重合成分は一種または二種以上用いることが
でき、またその割合は全ジカルボン酸（オキシカルボン
酸はその半分量がカルポン酸として計算）当り２０モル
チ以下、特に１０モル係以下であることがスタンプ成形
品の耐熱寸法安定性が優れるため好ましい。 更に、上述のポリエチレンテレフタレートに分岐成分、
例えばトリカルバリル酸、トリメリシン酸、トリメリシ
ン酸のごとき三官能、もしくはビａメリット酸の如き四
官能のエステル形成能を有する酸、及び（または）グリ
セリン、トリメチａ−ルソロバン、ペンタエリトリット
等の如き三官能もしくは四官能のエステル形成能を有す
るアルコールを１．０モルチ以下、好ましくは０．５モ
ルチ以下、更に好ましくは０３モル係以下の割合で共重
合せしめたものでも良い。 また、前記ポリブチレンテレフタレート樹脂は、酸成分
としてテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体を用
い、グリコール成分としてテトラメチレングリコール又
はそのエステル形成性誘導体を用いて得られるポリブチ
レンテレフタレート樹脂が主たる対象となるが、そのテ
レフタル酸成分及び／又はテトラメチレングリコール成
分の一部を共重合成分で置き替えたものでも＾い。 かかる共重合成分としてはポリエチレンテレフタレート
樹脂の共重合成分として例示した化合物（但しテトラメ
チレングリコールを除（）及びエチレングリコールを挙
げることができる。 スタンバブルシートを構成する補強材のマットとしては
、無機質長繊維例えばガラス長繊維等、或は前記熱可塑
性ポリエステル樹脂の融点よりも高い温度に耐え得る有
機質長繊維例えばポリイミド繊維、７ラミド線維等から
成る、電気伝導性の小さいマットが好ましく用（・られ
る。炭素繊維の如き電気伝導性の成好な素材からなるマ
ットは誘電加熱の際に支障をきたすので好ましくない。 もつとも誘電加熱に支障をきたさない量範囲でなら、炭
素繊維をマットを構成する繊維の一部として用いること
も何ら差し支えない。 熱可塑性ポリエステル樹脂を主とする樹脂成分とマット
状補強材との量割合は成形品の構造、用途等によっても
変るが、一般に樹脂成分１００重量部掘りマット状補強
材を５〜２００ｇ量部、好ましくは５〜１００Ｊｉ童部
用いる。 本発明において用いるスタンバブルシートｙｃは、種々
の添加剤例えば結晶化核剤、結晶化促進剤１表面改良剤
、増粘剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤
、滑剤、離型剤、帯電防止剤１発泡剤等を必要に応じて
その発現量で添加することができる。例えば熱可塑性ボ
ＩＪ　エステル樹脂の結晶化を促進する目的で低分子量
のポリカプロラクトン特に末端カルボキシル基もしくは
末端水酸基の一部または全部を一価の化合物で側鎖した
ポリカプロラクトン；結晶化核剤（不活性無機質微粒子
）；成形品の表面性を改良する目的でマイカ、タルク、
ガラスフィラー、ウォラストナイ）　（Ｓｉｎ、とＣａ
Ｏの混合物）等の如き無機物；溶融粘度安定性、スタン
プ成形時のマット流動性、成形品の耐加水分解性改良等
の目的で各種のエポキシ化合物；また離燃性向上ノ目的
でハロゲン含有化合物もしくはリン含有化合物；更にま
た耐熱性向上の目的でヒンタートフェノール化合物、硫
黄化合物等の如き酸化防止剤或いは熱安定剤などを添加
することもできる。また少量の割合で他の熱可塑性樹脂
、例えばステロール樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン
、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリスルホン等；熱硬化性樹脂例え
ばフェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、シリ；−ン樹脂等；更には軟質熱可肥性樹脂、例
えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステルエラ
ストマー等を添加しても良い。 本発明はスタンバブルシートを加熱するとき少（とも最
終加熱段階な誘電加熱により行うことを特徴とする。従
って、スタンバプルシートの加熱は当初から誘電加熱で
行っても良（、また初めは開封加熱及び／又は熱伝導加
熱により行い、次いで誘電加熱により成形温度迄加熱す
ることもできる。後者の場合樹脂成分である熱可塑性ポ
リエステル樹脂のガラス転位温度以上該ポリエステル樹
脂の軟化点以下の温度特に１５０〜２００℃の温度迄は
開封加熱及び／又は熱伝導加熱にて行い、続いて成形温
度迄誘電加熱にて加熱することが好ましい。この場合加
熱時間特に劣化を伴なう温度での加熱時間が短縮され、
かつシートの厚み方向での均一な加熱が得られる。 誘電加熱は、シーｆの内部から加熱する方式であるため
従来のシート表面からの加熱例えば赤外線式開封加熱或
は熱風加熱等に比べて、シート表面の温度を低く抑える
ことができ、樹脂の劣化、タレ落ちを少くすること、更
にシート内部も十分かつ均一に加熱されていることから
成形品の特性が均一となること等の利点を有する。 スタンバブルシートの成形温度は、一般にシートの組成
及び形状、成形品の形状等によって変るが、例えば構造
の簡単な成形品（例えばトレー状成形品等）をシートの
浅絞り成形にて製造する場合にはポリエステル樹脂の軟
化点（Ｔ畠ｐ）乃至（Ｔｓｐ−４０）℃程度の温度であ
っても十分であり、更には軟化点（Ｔｓｐ　）より高い
温度でも良い。また、補強リズな有する形状或は箱状の
成形品を深絞り成形にて製造する場合には成形時に樹脂
及び補強用マットの大きな流動を伴なうから樹脂の軟化
点（Ｔ＠ｐ　）以上の温度が好ましい。成形温度の上限
は、いずれの場合にも、ポリエステル樹脂の軟化点（Ｔ
ａｐ　）　＋６０℃程度迄、更にはＴａｐ　＋　４０℃
程度迄とするのが曳い。 これらの場合シートの温度を適正な領域に制御する為、
ポリエステル樹脂が溶融温度を越えた後は、誘電加熱を
断続的に行う方法、熱風を吹込む方法、赤外線加熱に切
換える方法等を併用しても良い。 スタンバブルシートの成形においてシート中の水分率が
０．０５〜０．２チ程度であると、誘電加熱時の昇温時
間が短縮されるので好ましい。水分率が０．２チよりも
高くなると、加水分解による熱可塑性ポリエステル樹脂
の劣化が著しくなるので注意を要する。 本発明で云う誘電加熱とは周波数が１０００〜１０．Ｑ
ＯＯＭ＆（メガヘルツ）程度の云わゆるマイクロ波の電
界中に誘電体をおき、双極子力ｔマイクロ波の電場によ
り振動・回転する事による摩擦熱により、誘電体自身が
発熱する挙による加熱方式であり、用いる周波数はポリ
エステル樹脂が発熱する領域であれば、いかなるマイク
ロ波であっても良いが、工業用加熱として利用され得る
波長、例えば２４５０　Ｍｈ±５０　Ｍｌｌｚ或いは９
１５　Ｍｔｌｚ±２５　Ｍｌｌｚが有利である。また、
誘電加熱装置は加熱時に高周波発生機と被加熱体の周囲
を金属製壁面にて密封したバッチ式加熱装置或いは被加
熱体の出入口に、マイクロ波漏洩対策を施した連続式装
置であり

【も良い。更にシートを均一に加熱するために
金属羽根の回転により電界強度を均一にせしめる方法、
被加熱体を回転せしめる方法、熱風を循環を併用して温
度を均一とする方法を用いる事が好ましい。 本発明のスタンピング成形は一般の熱可塑性樹脂製スタ
ンバブルシート用の成形機により【通常の方法で容易に
成形することが可能である。その際、金属温度は樹脂融
点以下、更には２００℃以下とするのが好ましい。 実施例 以下実施例により本発明を詳述する。尚、実施例中の各
種特性の測定は以下の方法によった。また実施例中記載
のポリエステル樹脂の極限粘度はオルンクｏｏフェノー
ル溶液中３５℃にて測定した値である。 ＋１＋　　　色　　調 成形品の表面色をＣＭ−２０ｆｉカラーマシン（日本カ
ラーマシン社製）で測定し、その結果をｂ値で示す６ｂ
値は数値が（イ）側に大ぎい根負の度合が太き（、（ハ
）側に大きい程背の度合が太きい。 （２）　　成形品形状 縦５０　ｔｍ　Ｘ横５０　ｍ　Ｘ厚み２〜３ｆｉのスタ
ンバブルシートを加熱後、内寸法が縦７０■Ｘ横７０諺
、厚みは挿入樹脂量により任意に変え得る金型の中央部
に挿入し、直ちにスタンプ成形して７０ｍＸ７（ｌａ＋
。 厚み１〜１．５　ｗｓ、程度の平板を成形し、得られた
成形品の形状状態を以下の通り評価した。 （３）　　ガラスマットの流動性 成形品形状評価と同様にして、スタンプ成形品を作成。 得られた成形品内のガラスマットの流動状態を軟Ｘｌｓ
写真により測定し評価した。評価は以下の通りと１２だ
。 （４）　　シート表面温度 Ｗａｈ１社製　ＤＨ８−１４Ｘｐｆｉ非接触式赤外線温
度針により測定。 （５）　　ガラス転位温度（ＴＩ） ポリマーを２９０℃で溶融したのち０℃まで急冷したサ
ンプルを用いて、示差熱量針（パーキンエルマー社製　
ＤＳＣ−１ｇを使用）により１０℃／ｍの昇温速度で測
定。 （６）　　軟化点（Ｔａｐ　） 上記と同様にして得たサンプルを１４０℃で１時間処理
したのち軟化点測定機内に入れ、断面積１−の先端をも
つ針に１ｋｇの荷重を加えてサンプルにあて、５０℃／
ｈｒの昇温速度でサンプルを昇温させて針入深さが１闘
に達した温度を測定し、その値を軟化点とした。 実施例−１〜４及び比較例−１〜４ 極限粘度０．７０．軟化点２５６℃、Ｔ、９７０”Ｃの
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりなるシート
と繊維径１３μのガラス長繊維を５０本集束させたもの
よりなるガラスマットとを重量比８０：２０の割合で重
ね合わせ、両側を厚み０．５鯨のステンレス板ではさん
で２７０℃の温度にて熱プレスして樹脂分をガラスマッ
ト内に溶融含浸せｔ、め、そののちステンレス板ではさ
んだまま別途２０〜３０℃の温度に保っである型板にて
冷プレスして厚み２〜３闘のスタンバブルシートを作成
した。 次いで、このスタンバブルシートを５ｏＩＩＩＩＩ×５
０■の大きさに切断し、発振局波数２，４５０Ｍ’Ｈｚ
の高周波誘電加熱器または赤外線式加熱器内にて表−１
の表面温度となる迄加熱せしめ、続いて内寸法が縦７０
１１１Ｘ横７０ｍで厚みが挿入樹脂量により任意に変え
得るスタンプ成形金型内に挿入し、直ちにスタンプ成形
して７０１ｍＸ７０ｓｏ＋Ｘ厚み１〜１．５ｕの平板を
成形した。 得られた成形品表面のカラーｂ値、成形品の形状及びガ
ラスマットの流動性を評価した。その結果を表−１に示
す。 表−１ 表−１より明らかな通り、本発明方法により得られたス
タンプ成形品は形状が良好でかつマットの流動性に優れ
、しかも色調が良好であった。 実施例−５〜８及び比較例−５〜Ｂ 極限粘度０．６２．軟化点２６Ｇ’Ｃ，Ｔ、９７０℃の
ＰＥＴよりなるシートを用いた他は実施例−１〜４及び
比較例−】〜４と同様に加熱したスタンパズルシートを
、２６０Ｔ、の雰囲気に保つ

【あるオープン内に３０秒
間吊したのち、実施例−１と同様にスタンプ成形を行な
った。得られた成形品の重量から樹脂タレ落ち量を計算
により求めた（尚、挿入シート重量は１１，５．ｐとし
た）。その結果を表−２に示す。 表−２ 表−２の結果から、シート表面温度が同一の場合、タレ
落ち量もほぼ同じであることがわかる。これらの結果と
表−１の結果とを合わせると、本発明方法ではタレ落ち
量が無い状態で良好なスタンプ成形品を成形し得ること
がわかる。 実施例−９〜】４及び比較例−９ 極限粘度が０．７４のＰＥＴチップと極限粘度が１．０
のＰＢＴチップとを７０対３ｏの重量割合で混合し、更
に押出機により溶融混練したのち冷却したドラム上に押
し出して得たシート（軟化点２５０℃、Ｔｌ１７０℃）
を用いた他は実施例−１と同様にして、スタンパグルシ
ートを得た。 該シートを切換使用可能な発振周波数２，４５０Ｍ肚、
相当出力１．２ｋＷの誘電加熱器、出力１．２ｋＷの開
封式加熱器或はこれらの併用により加熱した。シート表
面の温度経過を図１１図２に示す。図１９図２において
実線は誘電加熱による場合、破線は開封式加熱による場
合であり、図２では初め開封式加熱でシートを加熱し、
シート表面温度がそれぞれ７０℃、１００℃、Ｉ５０”
Ｃ，２００℃及び２５０℃となった時に誘電加熱に切換
えた場合の温度経過を示す。 以上の結果を表−３にまとめて示す。 表−３ （注）Ｔ１：シート表面を２５℃から２７０”Ｃまで加
熱するのに要した時間・ Ｔドシート表面を２００　℃から２７０’Ｃまで加熱す
るのに要した時間。 表−３より明らかな様に、シート加熱を初めは開封式で
行い、ＰＥＴのＴＩｉ〜融点の間に防電加熱式に切り換
えた場合には、成形可能温度（例えば２７０℃）迄シー
トを加熱するに要する時間が短縮され、かつ樹脂の劣化
が顕著となる２００℃から成形可能温度迄の時間が短縮
され得る。特に切換温度を１００’ｌ：、〜２００’Ｃ
の間に行うとその効果が大きい。 実施例−１５〜１７ ポリエチレンテレフタレートよりなるシートとガラスマ
ットの重量比を６０　：　４０とし、スタンパグルシー
トの大きさを１１０ｍＸ１１０簡とし、金製形状が１３
０ｍ８１３０ｍの平板状のものを用い、更に加熱を表−
４に示すように変化させた他は、実施例−１と同様にし
て肉厚約３鶴のスタンピング成形品を得た。シート表面
温度とスタンピング成形品の機械的特性を測定し、その
結果を表−４に示す。 なお、上表における特性は下記の方法により求めた。 引張試験：成形品を１０ｍ巾に切断し、つかみ間隔７０
ｍ、引張速度２０龍／―の 栄件にて測定 曲げ試験：成形品を１３．巾に切断し、支点間距離５０
ｎ１曲げ速度２ｍ／順の条 件にて測定 衝撃試験：成形品を１３ｓｎ＋巾に切断し、アイゾツト
衝撃試験機にてノツ枡無し衝撃 強度を測定

【図面の簡単な説明】

図１はポリエステル製スタンバブルシートを誘電加熱又
は開封式加熱により加熱した際のシート表面温度の上昇
経過を示す図である。 図２はポリエステル製スタンバブルシートを加熱する際
に途中から誘電加熱に切換えた場合のシート表面温度の
上昇経過を示す図である。 ■　１ 圀　２ 〃ａおｄ冷間ＣＡＦ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性ポリエステル樹脂を主たる樹脂成分とする
   スタンバブルシートを加熱し、スタンピング成形して成
   形品を製造する方法において、誘電加熱により、前記ス
   タンバブルシートを成形温度に加熱することを特徴とす
   るポリエステル樹脂成形品の製造方法。 ２、スタンバブルシートを、先ず熱伝導加熱及び／又は
   副射加熱により熱可塑性ポリエステル樹脂のガラス転位
   温度以上該熱可塑性ポリエステル樹脂の軟化点以下の温
   度に加熱し、次いで誘電加熱により成形温度まで加熱す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方
   法。