JPS63115708A

JPS63115708A - 加圧成形方法およびその装置

Info

Publication number: JPS63115708A
Application number: JP61262532A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kataoka; 英明片岡; Hidenori Shirohashi; 白橋　英憲; Sadahiko Iikura; 飯倉　貞彦
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd; Ikegai Corp; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd; Ikegai Corp; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1986-11-04
Filing date: 1986-11-04
Publication date: 1988-05-20

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、繊維強化熱可塑性樹脂シートと熱可塑性溶融
樹脂シートを別々に供給して一体的に加圧成形する方法
とその装置に関する。

［従来の技術］近年、熱可塑性樹脂からなる成形品の強化を図るため、
繊維を強化材として樹脂中に充填させる方法が採用され
ている。この方法を用いた成形法のうち、比較的大型の
成形品に適したものとして、いわゆるスタンピングモー
ルド成形法と構造材スタンパプル成形法とがある。

このうち、スタンピングモールド成形法は、押出機で溶
融された樹脂を、成形品の大きさに応じたーバッチに相
当する量に自動計量し、その計量部の先端に取付けられ
たノズルを金型のキャビティ上で移動させながら、リブ
や肉厚部には大量の溶融樹脂を分配し、また穴あけ部や
肉薄部には少量の溶融樹脂を分配した後、コアーを下降
させて成形する方法である。そして、成形品中に繊維強
化材を充填させる場合には、溶融樹脂中に短繊維を混入
させ、これをキャビティ中に分配していた。

一方、構造材スタンパプル成形法は、まず強化材として
の長ａｍの集団を熱可塑性樹脂で複合材料として、それ
をシート状に成形する。そして、そのシート化した複合
材料を所定の寸法に切断してブランクとし、このブラン
クを予熱ヒータで加熱した後金型上にほき、プレス成形
して冷却固化する方法である。

［解決すべき問題点］上述したスタンピングモールド成形法および構造材スタ
ンパプル成形法は、それぞれ優れた特徴点を有する一方
で、次のような改良を必要とした点を有していた。

すなわち、スタンピングモールド成形法においては、強
化材として混入できる繊維が短繊維であり、しかもその
混入できる比率が２０ｗ１Ｘまでであるため、耐衝撃性
が必ずしも十分ではなかった。特に、Ｔダイを用いて溶
融樹脂をシート状に供給する場合は、Ｔダイにおける溶
融樹脂の詰まりを防止するため、繊維を混入できる比率
が非常に小さかった。また、溶融した樹脂が金型に早く
あたる部分に、チャージマークとして一部表面を害する
個所が発生するといった問題があった。

また、構造材スタンパプル成形法においては、成形品の
良し悪しが、金型設計、ブランクのサイズ、ホットブラ
ンクのチャージの方法、予熱条件、プレス条件（圧力と
速度）、冷却条件などの成形条件による強化材繊維の流
れの均一性によって決定される。しかし実際には、ブラ
ンクの合せ面は強化材繊維の流れが悪く樹脂が多量に流
れるため、物性にばらつきを生じるといった問題があっ
た。また、ブランクを金型上に置くことにより、成形品
重量より多くする必要があり、成形品の金型の合せ面、
ボス、インサートにパリが多量に出るため、後加工にお
けるパリ取りや穴あけ工程が非常に面倒になるといった
問題もあった。さらに、従来法においては、任意の箇所
を繊維強化熱可塑性樹脂で補強した成形品の成形は不可
能であり、強度をもたせるためには成形品を肉厚にしな
ければならず軽量化を図ることが困難であった。

本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、強
化材として長繊維およびスワール状マット等の各種マッ
トを用いることができるようにするとともに、その含有
率を５〜６０ｗｔ、Ｘ以上としたことを可能ならしめて
十分な耐衝撃性、剛性等の機械的強度を有し、しかも、
物性のばらつきがなく、表面性にも優れた成形品を簡単
な後工程を経て得られるようにした加圧成形方法とその
装置の提供を目的とした。

［問題点の解決手段］上記目的を達成するため本発明の加圧成形方法は、繊維
強化熱可塑性樹脂シートのブランクと熱可塑性溶融樹脂
シートを成形手段の下型内に別々に供給し１次いで、成
形手段の下型と上型を型締めして繊維強化熱可塑性樹脂
シートと熱可塑性溶融樹脂を一体的に加圧成形する方法
としである。

また１本発明の加圧成形装置は、上型と下型を型締めし
て加圧成形を行なう成形手段と、上型と下型が離れてい
る間に下型に繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランクを
供給するブランク搬入部と、上型と下型が離れている間
に下型に熱可塑性溶融樹脂シートを供給する樹脂供給手
段とで構成しである。

［実施例］以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

まず、加圧成形！ａ置の一実施例を第１図を参照して説
明する。第１図は装置の全体図を示し、１０は成形手段
、２０は繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランク製造・
搬入手段、３０は熱可塑性溶融樹脂を供給する樹脂供給
手段、４０は制御装置である。

成形手段１０は油圧プレス式となっており、成形品を加
圧成形するための下型１１と上型１２（通常、下型１１
がキャビティで、上ｆｉ１２がファー）からなる金型を
有し、上型１２が下型１１と待機位置との間を油圧シリ
ンダ等（図示せず）によって往復動する構成としである
。金型には。

成形の進行にともなって金型温度の調整を行なうための
温度調整器が設けである。

ブランク製造・搬入手段２０は、製造ラインより送られ
てきた繊維強化熱可塑性樹脂シートを。

成形品の充填箇所の容積、形状等に応じた寸法および重
量に裁断してブランク２５を作るブランキング部２１と
、このブランク２５を加熱する加熱部２２と、加熱した
ブランク２５を成形手段１０の下５！１１に供給するブ
ランク搬入部２３とで構成しである０通常、ブランキン
グ部２１における裁断機（図示せず）としては、シェア
リングを用い、加熱部２２としては赤外線加熱炉等を用
いる。

また、ブランク搬入部２３としてはロボットを用い、制
御装置４０からの指令により、成形手段１０の上型１２
が待機位置に停止し下型１１と離れている間に、加熱部
２２からブランク２５を取り出し下型の任意の位置に供
給配置する。

樹脂供給手段３０は、熱可塑性樹脂を溶融する押出機３
１からなる樹脂溶融部と、押出機３１から送られてきた
樹脂を成形品の大きさに応じたーバッチ相当量分だけ計
量保持する計量部３２と。

計量された樹脂をＴダイ３３を介して成形手段１０の下
型１１にシート状に供給する射出部３４と、計量部３２
と射出部３４（Ｔダイ３３）を前後左右方向に移動させ
るための移動部３５とで構成しである。の押出１ｊ１３
１は、溶融樹脂が充填設定量に達するまでスクリューが
回転し、計量部３２からの充填完了信号によって停止す
る。押出機３１と計量部３２の間は、自在接手シリンダ
３６によって接続することにより、計量部３２、射出部
３４（Ｔダイ３３）の前後左右の移動を可能ならしめて
いる。

また、移動部３５は、制御装置４０からの指令によって
射出部３４等を移動させ、上型１２が待機位置で停止し
ている間にＴダイ３３から下を１１に溶融樹脂シートを
供給する。

制御袋！１４０は、上述した各制御信号のほかに、各手
段１０，２０．３０の相互間の作動制御をも行なう０例
えば、成形手段１０の上型１２が待機位こで停止してい
る間にブランク搬入部２３より下型ｌｌにブランク２５
を供給させ、また、樹脂供給手段３０より下型１１に溶
融樹脂シートを供給させて、その後上型１２を下降させ
て加圧成形を行なう手順、あるいは下型１１へのブラン
ク搬入部２３によるブランク供給と、樹脂供給手段３０
による溶融樹脂シート供給の順序等を制御する。

なお、樹脂供給手段３０としては、押出ｆｉ３１のＴダ
イ３１ａから押し出されたシート状の溶融樹脂を所定の
寸法と重量に裁断して供給する第２図に示すようなもの
もある。すなわち、押出機３１のＴダイ３１ａより押し
出されてきた溶融樹脂シートを所定の寸法とＴＪｌｍと
なるように裁断するとともに、裁断した溶融樹脂シート
を成形手段１０の下ｙ！Ｓ、１１に供給する裁断部３７
を、前後左右に移動する移動部３５に設けた構成としで
ある。この場合も、押出機３１は、溶融樹脂シートが裁
断部３７に送られ所定の寸法および！１量になるまでス
クリューが回転し、裁断部３７からの信号によって停止
する。また、裁断部３７に加熱装首を設け、裁断した溶
融樹脂シートをさらに加熱しつつ供給するようにするこ
ともできる。

本発明において用いられる熱可塑性溶融樹脂シートとし
ては１通常、ポリエチンレン、ポリプロピレン、ポリオ
レフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、塩化ビニー
ル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリ
スチレン、ポリアセタール等からなるシートがある。

また、ｍ＊強強化熱可性性樹脂シートしては５〜６０　
ｗｔ、＄、特に５〜５０ｗｔ、！のガラス繊維を含有す
るものが好ましい、ガラスａｍとしては、Ｈ＆維径が１
〜５０＃Ｌｍ、好ましくは５〜３０　ＩＬｖｒで、長さ
が、平均繊維長１〜１５思■の短繊維（チョツプドスト
ランド）、または平均繊維長が１５ｍｍを越えるか、も
しくは実質的に連続した長ｔａｇのものが用いられる。

これらのガラス繊維の形態としてはチョツプドストラン
ドマット、スワール（渦巻き）状マット、ニードルパン
チングマットあるいは一方向引き揃えマットなどが挙げ
られ、特に連続ガラス繊維のスワール状マットをニード
ルバンチしたものが好ましい。

このようなガラス繊維マットに、加熱した熱可塑性溶融
樹脂を含浸させ、加圧することによって繊維強化熱可塑
性樹脂シートが得られる。

次に、樹脂供給手段３０のＴダイ３３から溶融樹脂シー
トを供給して加圧成形を行なう実施例方法について説明
する。

成形手段１０における金型の上型１２が待機位置で停止
し、下ｆｉｌｌから離れている間に、制御装置４０から
の指令にもとづいて、ブランク搬入部２３と樹脂供給手
段３０を作動させ、加熱部２２で加熱された繊維強化熱
可塑性樹脂シートのブランク２５と、Ｔダイ３３からシ
ート状に押し出される熱可塑性溶融樹脂の溶融樹脂シー
トとを下型１１に別々に供給する。この場合、！ａｍ強
化熱可塑性樹脂シートのブランクは成形品の種類に応じ
、強度を要する部分に供給配置する。また、ブランク２
５を溶融樹脂の下部としたか上部としたか、あるいは複
数層の中間部としたかによってブランク２５と溶融樹脂
シートの供給順序を変える。下型１１へのブランク２５
と溶融樹脂シートの供給が終了したら、ブランク搬入部
２３とＴダイ３３を金型と干渉しない位ｎまで後退させ
、その後上型１２を下降させて下型１１とともに型締め
を行ない、繊維強化熱可塑性樹脂シートと熱可塑性溶融
樹脂シートを一体的に加圧成形する。これにより、任意
の箇所に繊維強化熱可塑性樹脂シートを強化材として充
填した、頑強で全体的には軽量な成形品を得ることがで
きる。

なお、溶融樹脂をシート状にして供給することにより、
溶融樹脂が下型１１に平均して供給されることになり、
成形品の厚み不良、および厚み不良から生じる変形等の
発生を防止することができる。また、成形品の表面に熱
可塑性樹脂シートを積層する場合には熱可塑性樹脂シー
トに色彩や模様を付することができ、成形品の表面性、
装飾性を高めることができる。

本加圧成形方法によって得た成形品の評価を、反り、歪
による変形、気泡、繊維強化熱可塑性樹脂シートと樹脂
との間の剥離の有無および成形品の表面性によって行な
ったところ１次のような条件で成形した場合に、特に優
れた成形品の得られることが判明した。

■　ガラス長繊維を４０　ｗｔ、！含有した繊維強化熱
可塑性樹脂シートのブランク２５を最初に下型１１に供
給配置し、次いでポリプロピレンからなる溶融樹脂シー
トを下型１１に供給した後、上型１２を下降させ加圧成
形した場合。

■　ガラス１−ｍ１ｌＪｉ　３５　ｗｔ、！とスワール
マット１５ｗｔ、Ｘを含有したｍ！ａ強化熱可塑性樹脂
シートのブランク２５を最初に下型１１に供給配置し１
次いでポリプロピレンからなる溶融樹脂シートを下型１
１に供給した後、上型１２を下降させ加圧成形した場合
。

■　上記■、■の場合において、ブランク２５を第３図
に示すように、中央に配置し、次いで溶融樹脂シートを
下型全体に供給した場合。

■　上記■、■の場合において、ブランク２５を第４図
に示すように、長手方向に沿った両側に配置し、次いで
溶融樹脂シートを下型全体に供給した場合。

なお、ブランク２５の下型１１への配置は、上述した■
、■の場合のほか、第５図および第６図に示すようにブ
ランク２５を下型の三側方に配置した場合、第７図およ
び第８図に示すように、下型１１の長子方向にブランク
２５を複数個適当な間隔をあけて配置した場合等につい
ても、十分使用可能な成形品を得ることができた。

■　上記■、■の場合において、ブランク２５を予め２
００℃〜２３０℃程度に加熱した上で、下型１１に供給
配置した場合。

■　繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランクと熱可塑性
溶融樹脂シートの間に接着用のフィルムを介在させた状
態で成形した場合、このようにすると、溶融樹脂にシー
ト状のものを用いても居間剥離を生じたりすることがな
い、なお、接着用フィルムの供給手段は、溶融樹脂供給
手段３０と同様のタイプとしてもよく、また、繊維強化
熱可塑性樹脂シートのブランクを成形手段１０に供給す
る搬入部２３と同様のタイプとしたこともできる。

また、居間剥離を少なくするには、繊維強化熱可塑性樹
脂シートに使用している樹脂と熱可塑性溶融樹脂シート
を同一種類としたことが好ましく、同一種類であれば全
ての熱可塑性樹脂を使用できる。

本発明は上記実施例に限られるものではなく、発明の要
旨の範囲内で種々の変形実施が可能であり、例えば、繊
維強化熱可塑性樹脂シートのブランク２５を複数枚重ね
て下型１１に供給配置したり、ブランク２５と熱可塑性
樹脂シートを多層に＠１居すること、あるいは成形手段
１０．ブランク搬入部２３もしくは樹脂供給手段３０と
して、上述したちの以外のものを用いることも可能であ
る。

［発明の効果］上述した本発明によれば、次のような効果を有する。

■　強度を要する部分のみ重点的に強化材を補強した。

全体として頑強でかつ軽量な成形品を得られる。

■　溶融樹脂をシート状に供給するので、溶融樹脂が均
等となり１反りのない良好な成形品を得られる。

■　物性のばらつきがなく、変形、気泡、居間剥離のな
い、表面性にも優れた成形品を得られる。

■　加圧成形後に行なう後加工が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明加圧成形装置の一実施例の全体図、第２
図は他の実施例の全体図、第３図ないし第８図は下型へ
のブランクの供給配置状態を示す平面図である。１０：成形手段　ｌｌ：下型１２二上ｆｆｉ　　　　２０ニブランク製造・搬入手段
２３ニブランク搬入部３０：樹脂供給手段

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランクと熱可塑
性溶融樹脂シートを成形手段の下型内に別々に供給し、
次いで、成形手段の下型と上型を型締めして繊維強化熱
可塑性樹脂シートのブランクと熱可塑性溶融樹脂シート
を一体的に加圧成形することを特徴とした加圧成形方法
。
（２）繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランクを熱可塑
性溶融樹脂シートの下部に供給配置することを特徴とし
た特許請求の範囲第１項記載の加圧成形方法。
（３）繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランクを、任意
の配置状態で供給することを特徴とした特許請求の範囲
第１または２項記載の加圧成形方法。
（４）繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランクと、熱可
塑性溶融樹脂シートの間に接着用フィルムを供給するこ
とを特徴とした特許請求の範囲第１、２または３項記載
の加圧成形方法。
（５）繊維強化熱可塑性樹脂シートのブランクを加熱し
て供給することを特徴とした特許請求の範囲第１、２、
３または４項記載の加圧成形方法。
（６）熱可塑性溶融樹脂シートが、繊維強化熱可塑性樹
脂シートの樹脂と同種の熱可塑性樹脂であることを特徴
とした特許請求の範囲第１、２、３、４または５項記載
の加圧成形方法。
（７）繊維強化熱可塑性樹脂シートが、５〜６０ｗｔ．
％のガラス繊維からなる短繊維、長繊維および／もしく
はマットを含有するガラス繊維強化熱可塑性樹脂シート
であることを特徴とした特許請求の範囲第１、２、３、
４、５または６項記載の加圧成形方法。
（８）繊維強化熱可塑性樹脂シートが、５〜６０ｗｔ．
％のスワール状マット、チョップドストランドマット、
ニードルパンチングマットおよび／もしくは一方向引き
揃えマットを含有するガラス繊維強化熱可塑性樹脂シー
トであることを特徴とした特許請求の範囲第１、２、３
、４、５または６項記載の加圧成形方法。
（９）繊維強化熱可塑性樹脂シートが、５〜６０ｗｔ．
％のガラス長繊維を含有するガラス繊維強化熱可塑性樹
脂シートであることを特徴とした特許請求の範囲第１、
２、３、４、５または６項記載の加圧成形方法。
（１０）繊維強化熱可塑性樹脂シートが、ガラス繊維か
らなる３５ｗｔ．％の直線状の長繊維と、１５ｗｔ．％
　のスワールマットを含有するガラス繊維強化熱可塑性
樹脂シートであることを特徴とした特許請求の範囲第１
、２、３、４、５または６項記載の加圧成形方法。
（１１）上型と下型を型締めして加圧成形を行なう成形
手段と、上型と下型が離れている間に下型に繊維強化熱
可塑性樹脂シートのブランクを供給するブランク搬入部
と、上型と下型が離れている間に下型に熱可塑性溶融樹
脂シートを供給する樹脂供給手段とからなることを特徴
とした加圧成形装置。
（１２）ブランク搬入手段と樹脂供給手段が所定の順序
で作動することを特徴とした特許請求の範囲第１１項記
載の加圧成形装置。
（１３）樹脂供給手段が、熱可塑性溶融樹脂シートを供
給するＴダイを有していることを特徴とした特許請求の
範囲第１１または１２項記載の加圧成形装置。
（１４）樹脂供給手段が、所定の寸法と重量に裁断した
熱可塑性溶融樹脂シートを供給する裁断部を有している
ことを特徴とした特許請求の範囲第１１または１２項記
載の加圧成形置。