JPS6155868B2

JPS6155868B2 -

Info

Publication number: JPS6155868B2
Application number: JP57146281A
Authority: JP
Inventors: Yoji Negi; Toshiharu Hirai
Original assignee: UBE NITSUTO KASEI KK
Current assignee: UBE NITSUTO KASEI KK
Priority date: 1982-08-25
Filing date: 1982-08-25
Publication date: 1986-11-29
Also published as: JPS5948154A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は金属表皮を有する樹脂成形品および
その成形方法に関する。

金属表皮を有する樹脂成形品、特に深絞りされ
た曲面形状のものは、例えば電波送受信用のパラ
ボラアンテナ、集光体、集熱体あるいは集音体等
への用途が期待されている。また、金属表皮を有
する樹脂成形品は、その金属表皮の耐熱性、表面
導電性、光、あるいは熱の反射性等を利用して各
種の構造材としてもすぐれた特性を呈することが
できる。そのほか、その金属表皮による意匠的効
果を利用して装飾用素材としての用途も多い。

ところで、この金属表皮を有する樹脂成形品と
しては、金属板または金属箔からなる金属表皮層
を強化熱可塑性樹脂からなる支持層と積層・一体
化する構成が、成形型による量産適性にすぐれ、
かつ比較的高強度を得やすいなどといつた理由か
ら、最も有望なものとなつている。しかしなが
ら、その金属表皮層と強化熱可塑性樹脂からなる
支持層とを積層・一体化して曲面形状の成形品を
構成する場合、まず問題となるのが、金属表皮層
と強化熱可塑性樹脂からなる支持層とを積層・一
体化するに際して、その２つの層の間に空気が気
泡等の形で抱込まれやすいということであつた。
金属表皮層と支持層との間に空気が介在するよう
になると、これにより両層の結合が不完全になつ
て、例えばパラボラアンテナの場合には長期間屋
外に晒されている間に金属表皮層が剥離したりす
る等の問題が生じてくる。このような問題は、特
に深絞りされた形状のものにおいて生じやすい。
また、金属板または金属箔からなる金属表皮層と
強化熱可塑性樹脂からなる支持層とは、その物理
的な特性、特に熱膨脹率が異なるために、仮に両
層の間に空気が抱込まれることを防止し得たとし
ても、その金属表皮層と支持層との界面に沿つて
亀裂が生じやすく、また一旦生じた亀裂は、それ
が小さなものであつても両層の界面に沿つて大き
く成長しやすいといつたような問題があつた。特
に、屋外に晒されるパラボラアンテナでは、昼夜
の温度差の繰返しによつて金属表皮層と支持層と
が剥離する恐れが非常に大きい。この場合、金属
に対して比較的熱膨脹率の差が小さい熱硬化性樹
脂を上記支持層の素材として使用することが考え
られるが、しかし熱硬化性樹脂は成形型による大
量成形には適していないという欠点を有してい
る。

この発明は、以上のような従来の問題に鑑みて
なされたもので、その目的とすることころは、支
持層として強化熱可塑性樹脂を用いることにより
成形型による大量生産を簡単に行なうことができ
る構成であるとともに、金属表皮層と支持層との
間に空気が抱込まれるといつたような不良の発生
を確実に防止できる構成であり、しかも金属表皮
層と支持層との結合を十分に強固になさしめるこ
とができるとともに、その結合状態を長期間過酷
な環境下に晒された場合にも確実に維持できるよ
うにした金属表皮を有する樹脂成形品およびその
成形方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、まずこの発明に
よる成形品は、金属板または金属箔からなる金属
表皮層と長繊維強化熱可塑性樹脂からなる支持層
とが積層・一体化されてなる曲面形状の成形品で
あつて、上記金属表皮層と上記支持層との間に接
着性熱可塑性樹脂からなる接着層が介在し、さら
に上記支持層および上記接着層の融点温度または
軟化温度よりも高い融点温度または軟化温度の材
質からなる不織布が上記支持層と上記接着層の中
間に沿つて介在させられるとともに、上記支持層
および接着層の樹脂が上記不織布の内部で接する
ように該不織布が該支持層と該接着層の両方に跨
つて埋没させられていることを特徴とする。

次に、この発明による方法は、金属板または金
属箔からなる金属表皮層と長繊維強化熱可塑性樹
脂からなる支持層とが積層・一体化されてなる曲
面形状の成形品の成形方法であつて、次のような
工程を行なうことを特徴とする。

すなわち、 (イ) 上記金属表皮層の片面に接着性熱可塑性樹脂
からなる接着層を形成する工程、 (ロ) 上記支持層および上記接着層の融点温度また
は軟化温度よりも高い融点温度または軟化温度
の材質からなる不織布を上記接着層の表面に沿
つて配設するとともに該不織布の片面に該接着
層の樹脂を部分的に含浸させる工程、 (ハ) 上記(イ)，(ロ)の工程で得られた積層体を曲面形
状に予備成形する工程、 (ニ) 所定の曲面形状の成形部を有する成形型内に
て、上記(ハ)の工程で得られた予備成形後の積層
体の上記不織布側面に成形品より小形状であつ
て予め加熱軟化あるいは加熱溶融された長繊維
強化熱可塑性樹脂を層状に加圧・積重せしめる
ことにより、上記不織布の上記接着層から露出
している部分に上記長繊維強化熱可塑性樹脂を
該不織布の内部の接着層樹脂と接触させるよう
にして含浸させる工程、とからなることを特徴としている。

以下、この発明の好適な実施例を図面を参照し
ながら説明する。

まず、第１図はこの発明による成形品の一実施
例を示す。同図に示す成形品１０は、電波送受信
用のパラボラアンテナとして構成されたものであ
つて、ある程度深絞りされた曲面形状（放物面）
に形成されている。この成形品１０は、金属板ま
たは金属箔からなる金属表皮層１２、長繊維強化
熱可塑性樹脂からなる支持層１４、接着性熱可塑
性樹脂からなる接着層１６および不織布１８から
構成されている。不織布１８は、上記支持層１４
および上記接着層１６の融点温度または軟化温度
よりも高い融点温度または軟化温度の材質からな
る繊維を素材として形成されたものである。金属
表皮層１２と支持層１４とは接着層１６を介して
互いに接合し、一体化している。このとき、上記
不織布１８は、支持層１４と接着層１６とのそれ
ぞれの樹脂がその内部で接触するようにして、支
持層１４と接着層１６の両方に跨つて埋没させら
れ、これにより該不織布１８は、その２つの層１
４，１６に対してそれぞれ投錨効果による強力か
つ安定な結合状態を得ている。そして、この２つ
の層１４，１６にそれぞれ強力かつ安定に結合し
ている不織布１８を介して金属表皮層１２と支持
層１４とが互いに連結して一体化している。この
場合、その連結状態は、上記接着層１６の接着力
に加えて、上記不織布１８が２つの層１４，１６
に跨つてそれぞれ得ている投錨効果によつて、非
常に強固かつ安定なものとなつている。さらにこ
こで注目すべきことは、支持層１４と接着層１６
との両方に跨つている不織布１８は、金属表皮層
１２と支持層１４の間の歪みを吸収する緩衝帯と
しての機能も持つようになつていることであり、
これにより例えば金属表皮層１２と支持層１４と
の間に熱膨脹歪みが生じたとしてもその歪みは吸
収され、２つの層１２，１４間の亀裂にまで発展
することはない。また、仮に支持層１４と接着層
１６との間に部分的な亀裂が生じたとしても、そ
の亀裂は、上記不織布１８の無数の繊維が支持層
１４と接着層１６との間にそれぞれ跨つて埋没さ
せられていることにより、その成長が妨げられ、
大きな亀裂に発展する恐れはほとんどない。

以上のように、まず、この発明による成形品
は、成形型による大量生産を行ないやすい構成で
あるとともに、金属表皮層と支持層とが非常に強
固かつ確実に連結して一体化しており、これによ
り例えば長期間屋外に晒されるようなことがあつ
ても十分に耐えることができる耐久性を有してい
る。

次に、上述したごとき成形品１０を成形する方
法の実施例について説明する。

第２図、第３図および第４図はこの発明による
金属表皮を有する樹脂成形品の成形方法の一実施
例を示す。ここでは、まず、第２図、ａ，ｂ，ｃ
に示すように、金属表皮材２０、不織布１８およ
び接着層１６からなる積層体２２を形成する。金
属表皮材２０は前記金属表皮層１２に相当するも
のであつて、例えばアルミニウム、銅、スチール
等の板あるいは箔が使用される。その厚みは、用
途によつて異なるが、0.05〜１mm程度が適当な範
囲である。この金属表皮材２０の片面に形成され
る接着層１６は、該表皮材２０に対して接着性を
有する熱可塑性樹脂が使用される。この接着性熱
可塑性樹脂は加熱溶融されて上記表皮材２０の表
面に十分に濡れるように圧接され、さらに該樹脂
が表皮材２０に対して十分に接着するために必要
な温度で必要な時間接触状態が保持されて上記接
着層１６が形成される。この接着性熱可塑性樹脂
としては、例えば、エポキシ変性ポリオレフイ
ン、マレイン酸変性ポリオレフイン、カルボン酸
塩含有ポリオレフイン（アイオノマー）ロジン添
加エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチル
アクリレート共重合体、各種脂肪族のポリアミド
共重合体樹脂、テレフタル酸、イソフタル酸、ま
たは脂肪族ジカルボン酸と各種グリコールの共重
合体ポリエステル樹脂等が使用できる。この接着
性熱可塑性樹脂による接着層１６の厚みは、約
0.05〜0.5mmの範囲に設定される。

次に、上記接着層１６の樹脂に片面を部分的に
含浸させられる。不織布１８は、前述したように
支持層１４および接着層１６のそれぞれの樹脂の
融点温度または軟化温度よりも高い融点温度また
は軟化温度の材質からなる繊維を用いて形成され
る。この繊維は、有機繊維および無機繊維のいず
れでも良い。これらの繊維の例としては、ナイロ
ン６、ナイロン66、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリアラミド等の繊維、ガラス繊維、カーボ
ン繊維等が挙げられる。これらの繊維材料より不
織布１８を作る方法は種々あるが、この発明の目
的に添うためには、繊維相互間の結合力は余り強
くなく、絞り成形を行なう際に繊維が相互に移動
して賦形変形しやすい不織布に作ることが好まし
い。従つて、結合剤を用いずに繊維間の絡合で不
織布形態を保持させたニードリングマツト構造の
不織布が好ましい。この場合、その不織布の目付
はほぼ20〜200g／cm²程度、見掛け厚みは0.2〜２
mm程度である。不織布１８を構成する繊維の強度
は、前述した金属表皮層１２と支持層１４との剥
離強度に大きく関係するので、できるだけ高いこ
とが望ましい。

上記不織布１８には、第２図Ｃに示すように、
上記接着層１６の樹脂が部分的に含浸させられ
る。この場合、接着層１６はあらかじめ加熱によ
り溶融あるいは軟化状態にさせられており、この
上に上記不織布１８を重ねて圧接することにより
該不織布１８を該接着層１６中に部分的に埋没さ
せることができる。

さて、以上のようにして構成された積層体２２
は、第３図ａ，ｂ，ｃに示すように、スタンプ成
形装置２４によつて所定の曲面形状（放物面）に
予備成形される。まず、積層体２２を上下の押え
リング２８，３０により挟持してコア型２６の上
方に位置せしめる。押えリング２８，３０はバネ
３２によつてコア型２６の上方に持上げられてい
る。次に、第３図ｂに示すように、上側の押えリ
ング２８を上記バネ３２の弾性力に抗して下方へ
押し下げ、積層体２２をコア型２６の成形面に押
し当てて絞り込み、第３図ｃに示すようにな曲面
形状に予備成型する。このとき、上記押えリング
２８，３０による把持力は、上記積層体２２が深
絞り成型される場合は、該積層体２２が破れたり
または皺が寄つたりしないようにするために、該
積層体２２の周縁部分が押えリング２８，３０に
対して適度に滑ることができるように調整され
る。この調整は上記バネ３２の強さによつて加減
することができる。

以上のようにして、所定の曲面形状に予備成型
された積層体２２は、第４図ａ，ｂに示すよう
に、コア型３６とキヤビテイ型３８からなる成形
型３４を用いて、その不織布１８側の面に強化熱
可塑性樹脂４０が積重される。そして、その積重
された強化熱可塑性樹脂４０が前述した支持層１
４となるのである。

強化熱可塑性樹脂４０は該樹脂４０の融点温度
または溶融温度よりも高い材質の繊維でもつて強
化されたものである。また、その強化熱可塑性樹
脂４０のマトリツクス樹脂としては、ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ABS樹脂、ポリメチルメタクリレート、
ナイロン６、ナイロン66、ナイロン12、ポリカー
ボネイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート等が使用される。このマト
リツクス樹脂が強化用の繊維に含浸されることに
より上記強化熱可塑性樹脂４０が構成されるので
あるが、その強化用繊維は、短繊維よりも長繊維
を用いる方が強度的に有利である。この強化熱可
塑性樹脂４０はあらかじめ十分に加熱された状
態、すなわち加熱ブランクとして、上記積層体２
２とともに、成形型３４にかけられる。成形型３
４には、まず第４図ａに示すように、そのコア型
３６の成形面に予備成形された積層体２２が装着
され、この積層体２２の上側にあらかじめ加熱軟
化された強化熱可塑性樹脂４０が配設される。そ
して、第４図ｂに示すように、コア型３６とキヤ
ビテイ型３８を閉じることにより、上記強化熱可
塑性樹脂４０が積層体２２の不織布１８側面に沿
つて塑性変形され、これにより第１図に示したご
とき曲面形状の成形品１０が得られる。このと
き、上記不織布１８の上記接着層１６から露出し
ていた部分は、その上から層状に加圧・積重せし
められた強化熱可塑性樹脂４０が不織布１８内に
部分的に含浸させられている接着層１６の樹脂と
接触するようにして含浸させられ、これにより該
不織布１８は接着層１６と強化熱可塑性樹脂４０
による支持層１４の両方に跨つて埋没させられ
る。このように２つの層１４，１６の両方に跨つ
て埋没させられた不織布１８は、該不織布１８の
無数の繊維によつて得られる投錨効果により、そ
の２つの層１４，１６にそれぞれに極めて強固に
連結し、これにより該不織布１８の両側の層が非
常に強固かつ安定に連結させられる。さらに注目
すべきことは、第４図ａおよびｂに示したような
成形工程において、積層体２２と強化熱可塑性樹
脂４０との間にたまたま入り込んだ空気は、その
不織布１８に沿つて成形型３４の外部へ簡単に逃
げ出すことができるようになつていることであ
る。つまり、上記不織布１８は、接着層１６と強
化熱可塑性樹脂４０の間に空気が気泡等の形で抱
込まれるのを防止するようにも機能することがで
きる。

なお、第４図ａ，ｂに示した実施例では、加熱
軟化された強化熱可塑性樹脂４０（加熱ブラン
ク）がブロツク形状であつたが、これはあらかじ
めシート状に加工したものであつても良いことは
もちろんである。

以下具体的な実施例を示す。

実施例 (1) 積層体２２の製造厚さ0.1mm、幅500mmのアルミニウム箔（JIS材
質記号A1070H−０）と厚さ0.1mm、幅500mmのマ
レイン酸変性ポリプロピレン（住友化学製、商品
名「ボンドフアーストＧ」）フイルムとを積層し
た。次に、180℃に加熱したスチールロール（幅
650mm、外径315mm）と内部水冷した表面シリコン
ゴム張りのロール（幅650mm、外径163mm）からな
る一対のニツプロール間に、上記のアルミニウム
箔と樹脂フイルムを重ねて通過させることにより
該樹脂フイルムを溶融させて該アルミ箔の表面に
圧接させ、この後冷却させて両者を互いに接着し
た。この場合、アルミニウム箔が加熱ロールに接
し、樹脂フイルムがゴムロールに接するように向
きを定めた。また、ロール周速度は20cm／minと
し、ロール間は200Kgの力で押圧した。

以上のようにして得られたアルミニウム箔積層
体を赤外線ヒーターにより180℃、15分間加熱し
た。そして、その樹脂フイルム側に高融点繊維の
不織布を圧接して該不織布を部分的に埋没させ
た。この場合、その不織布としては、ポリエチレ
ンテレフタレート繊維を結合剤を用いることな
く、ウオーターニードリング法により繊維同士を
絡み合せる方法によりマツト構造にしたもの（目
付40g／m²、見掛け厚さ0.35mm、デユポン社製商
品名「ソンタラ＃8000」を用いた。また、この不
織布を上記樹脂フイルムに圧接して部分的に埋没
させるために、上述した一対のニツプロールを用
いた。この場合、加熱ロール面にアルミニウム面
が接するように上記アルミ箔積層体を供給し、ま
たゴムロール面に上記不織布が接するようにして
そのニツプロール間を通過させ、上記樹脂フイル
ムによる樹脂層を溶融させて不織布層内の一部に
該樹脂層の樹脂を浸透（含浸）させて冷却した。
つまり、不織布の部分的な埋没は、それが埋没さ
れる樹脂が該不織布中に部分的に浸透（含浸）す
ることにより行なわれたのである。このときの加
熱ロールの温度は180℃とし、ロール周速度は80
cm／minとし、ロール間の押圧力は40Kgとした。
このようにして得られた積層体は、その不織布の
表面が樹脂で覆われることなく繊維が露出してお
り、かつその不織布はその樹脂に対して強固に積
層されていた。

(2) 積層体の予備成形上記(1)の工程で得られた積層体に対し、外径
410mm、深さ64mmの放物面（凸面）のポンチを410
mm内径の一対の押えリングを用いて、第３図に示
したように、所定の曲面形状にスタンプ成形を行
なつた。このとき、その押えリングによる把持力
を調節することにより、上記アルミニウムの表面
に皺および破れ等を生じることなく所定の放物面
形状にスタンプ形状に行なうことができた。

(3) 積層体と強化熱可塑性樹脂との積層マツト状のガラス繊維を強化材として40重量％
含み、またポリプロピレンをマトリツクス樹脂と
して60重量％含む強化熱可塑性樹脂シート（PPG
社製、商品名「アスデル」）であつて、厚さ3.7
mm、目付4.3Kg／m²のものを25cm×25cmにカツト
したものを２枚、12cm×14cmにカツトしたものを
２枚ブランクとして用意した。このブランクを内
部樹脂温度が200℃に達するまで加熱して加熱ブ
ランクを得た。そして、この加熱ブランクを上記
(2)の工程で得た積層体に重ねて圧縮成形を行なつ
た。その圧縮成形は、外径410mm、深さ64mmの放
物凸面のコア型を有するマツチドメタルダイ金型
により行なつた。この場合、そのコア型の成形面
にアルミニウム面が接するように上記積層体を被
せ、その上に上記の加熱ブランク４枚を重ね置い
た。この後ただちにキヤビテイ型を降下させて成
形を行なつた。このとき、加熱ブランクはキヤビ
テイ型空間を充満するように流動し、含有気泡は
周縁部分のシエアエツジクリアランスから排除さ
れた。金型は200tの圧力で閉じて40秒間保持し冷
却した。金型温度は50℃とした。そして、第１図
に示したごとき構造の成形品１０を得ることがで
きた。このようにして得られた金属表皮を有する
樹脂成形品は、その金属表皮に皺および破れが全
くなく、また金属表皮層と強化熱可塑性樹脂から
なる支持層との界面に気泡が残留することもなか
つた。また、その金属表皮層の剥離抵抗値を測定
したところ４Kg／cmを得ることができた。

以上のように、この発明によれば、金属板また
は金属箔からなる金属表皮層と強化熱可塑性樹脂
からなる支持層とが積層・一体化されてなる曲面
形状の成形品を、成形型によるきわめて量産に適
した方法で得ることができ、しかも深絞りも行な
いやすく、またその成形品は金属表皮層と支持層
とが不織布を介してきわめて強固に一体化された
ものであるから、例えばパラボラアンテナのよう
に長期間屋外に晒されるようなことがあつても十
分に耐えることができ、さらに亀裂や剥離が生じ
難く、仮に亀裂が生じたとしてもそれが大きな亀
裂に成長するようなことはなく、量産適性および
耐久性のいずれにもすぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による成形品の一実施例を示
す断面図、第２図、第３図および第４図はこの発
明による成形方法の一実施例を示す図であつて、
第２図はその積層体部分を製造する方法の一実施
例を示す断面図、第３図はその積層体を所定の曲
面形状に予備成形する工程の一実施例を順を追つ
て示す断面図、第４図は予備成形された積層体を
強化熱可塑性樹脂と積層・一体化する圧縮成形工
程の一実施例を順を追つて示す断面図である。１０……成形品、１２……金属表皮層、１４…
…支持層、１６……接着層、１８……不織布、２
０……金属表皮材、２２……積層体、２４……ス
タンプ成形装置、２６……コア型、２８，３０…
…押えリング、３２……バネ、３４……圧縮成形
型、３６……コア型、３８……キヤビテイ型、４
０……強化熱可塑性樹脂（ブランク）。

Claims

【特許請求の範囲】１金属板または金属箔からなる金属表皮層と長
繊維強化熱可塑性樹脂からなる支持層とが積層・
一体化されてなる曲面形状の成形品であつて、上
記金属表皮層と上記支持層との間に接着性熱可塑
性樹脂からなる接着層が介在し、さらに上記支持
層および上記接着層の融点温度または軟化温度よ
りも高い融点温度または軟化温度の材質からなる
不織布が上記支持層と上記接着層の中間に沿つて
介在させられるとともに、上記支持層および接着
層の樹脂が上記不織布の内部で接するように該不
織布が両層に跨がつて埋没させられていることを
特徴とする金属表皮を有する樹脂成形品。２金属板または金属箔からなる金属表皮層と長
繊維強化熱可塑性樹脂からなる支持層とが積層・
一体化されてなる曲面形状の成形品の成形方法で
あつて、 (イ) 上記金属表皮層の片面に接着性熱可塑性樹脂
からなる接着層を形成する工程、 (ロ) 上記支持層および上記接着層の融点温度また
は軟化温度よりも高い融点温度または軟化温度
の材質からなる不織布を上記接着層の表面に沿
つて配設するとともに該不織布の片面に該接着
層の樹脂を部分的に含浸させる工程、 (ハ) 上記(イ)，(ロ)の工程で得られた積層体を曲面形
状に予備成形する工程、 (ニ) 所定の曲面形状の成形部を有する成形型内に
て、上記(ハ)の工程で得られた予備成形後の積層
体の上記不織布側面に成形品より小形状であつ
てあらかじめ加熱軟化あるいは加熱溶融された
長繊維強化熱可塑性樹脂を層状に加圧・積重せ
しめることにより、上記不織布の上記接着層か
ら露出している部分に上記長繊維強化熱可塑性
樹脂を該不織布の内部の接着層樹脂と接触させ
るようにして含浸させる工程、とからなることを特徴とする金属表皮を有する樹
脂成形品の成形方法。