JPS6410167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、熱可塑性スタンパブルシートから
所望形状の成形品を得るための加工成形方法に関
するものである。

熱可塑性スタンパブルシートとは、例えばマツ
ト状に形成された比較的長繊維のガラス繊維等を
補強材として、これに溶融した熱可塑性樹脂を含
浸させ、プレスしてシート状に成形したものであ
る。

熱可塑性スタンパブルシートは、得ようとする
成形体の大きさに応じてトリムカツトされ（以後
成形前の截断物をブランクと称する）、該ブラン
クは加熱炉中で熱可塑性合成樹脂の軟化温度以上
に加熱軟化され（以後加熱軟化ブランクと称す
る）、更に該加熱ブランクを熱可塑性樹脂の軟化
温度以下に熱保持されたマツチドメタルダイ金型
内でプレス成形し、冷却固化されることによつて
所望形状をもつた成形体に成形することができ
る。

この方法は従来の熱硬化性強化樹脂の圧縮成形
方法と比較すると、成形サイクルを速くすること
ができるという特徴がある。また熱可塑性スタン
パブルシートを圧縮成形することにより得られる
成形品は、長繊維補強材の補強効果に基づいて引
張り及び曲げ強度、衝撃強度、並びに弾性率が大
であり、また振動疲労に対する耐久性も高い。こ
のため構造機能部品材料として最適であり、例え
ば自動車用外装パネルとして用いられることが多
く、自動車用外装パネルとしては曲面形状を有し
た薄板成形品が用いられている。そして、この場
合、外装パネルのような曲面部を有した薄板状の
成形品に剛性及び強度を与える手段として、リブ
またはボス（以下補強用突起部という）を成形品
の裏面に一体形成するのが一般である。

しかしながら、補強用突起部を裏面に有した薄
板状の成形品は、成形時において、補強用突起部
３に対応する表面部にヒケ４（へこみ、第１図参
照）を生じるため表面部の平滑性が失われ、著し
く外観を損ねるという欠点がある。ヒケが発生す
るのは、補強用突起部３が形成された部分と、形
成されていない部分２との間における肉厚差に起
因している。即ち、金型内における冷却固化時に
おいて、厚み方向における樹脂の収縮量は、収縮
率が一定である場合には、断面厚みに比例して変
化する。従つて、第１図に示すように裏面に補強
用突起部３が形成されている厚肉部の収縮量は肉
厚の薄い平坦面部２よりも大となり、その結果、
補強用突起部３に対応する表面部は図示のように
へこんだ状態となる。

このヒケ発生は合成樹脂成形における一般的な
問題であるが、この問題を解決するため、主に射
出成形方法においては、加圧下で樹脂を加熱溶融
させ、溶融状態の樹脂内部を発泡させるとともに
気泡を保持しながら成形を行なうことにより、冷
却固化時における収縮量を低減させたり、或い
は、補強用突起部を形成するための凹部が形成さ
れていない方の金型の所定部を凹状に形成してお
くことにより、予めヒケ発生部の肉厚をそれに見
合う分だけ増加させて成形するなどの手段が工夫
されている。

これに対して、熱可塑性スタンパブルシートの
加工成形にあつては、ブランクシートは常圧下に
おいて加熱軟化されたあと加圧下で成形されるた
め、常圧下では充分な発泡を得ることができたと
しても、加熱成形時には大半の泡が潰れて消滅し
てしまうため、ヒケ防止効果はほとんどない。ま
た、ヒケ発生部と対応する金型面に凹部を形成す
る方法は熱可塑性スタンパブルシートについても
適用可能であるが、金型の改変作業が煩雑な割り
にはヒケ防止効果という点で確実性に乏しく、歩
留りが悪いという問題があり、その結果、生産性
の低下、金型製作コストの増大という欠点を有し
ている。

さらに、成形品に必要な肉厚を分割して、２度
に分けて成形する方法も考えられるが、この方法
によれば、最初の成形で生じたヒケが２回目の成
形で埋められるので、比較的簡単にヒケは防止で
きる。

しかし、この成形方法では、硬化した半成形品
の上に再度重ねて成形するので、最終成形品の強
度に問題が生じる。

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、その目的とするところは、熱可塑
性スタンパブルシートから成る補強用突起部を有
した薄板状成形品であつて、強度上の問題がな
く、しかも、ヒケの存在しない平滑表面を有した
ものを簡易確実に製造できるとともに、既存の金
型の使用が可能で、金型に対する改変を一切必要
としない熱可塑性スタンパブルシートの加工成形
方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明による方
法は、長繊維補強部材に熱可塑性樹脂を含浸させ
た熱可塑性スタンパブルシートから形成される補
強用突起部を有する薄板成形品の成形方法であつ
て、次のような工程を含むことを特徴とする。

即ち、 (イ) 一対のプレス成形金型の一方に形成された補
強用突起部成形用凹部の上方に該凹部を満たす
に充分な量の熱可塑性スタンパブルシートの加
熱軟化樹脂（ブランク）および該樹脂上に成形
品の大きさに対応した多孔質シートを載置して
から金型を閉じて加圧成形を行なう第１の工程
と、 (ロ) 前記第１の工程において得られた成形体上
に、新たに加熱軟化された熱可塑性スタンパブ
ルシートのブランクを載置して再び加圧成形を
行なうことにより、両ブランクを接合一体化さ
せる第２の工程から成り、 (ハ) 前記第１の工程から得られた成形体と、該成
形体上に前記第２の工程で載置された加熱軟化
樹脂との接合一体化は、多孔質シートを介して
間接的に行なわれ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２図、第３図、第４図及び第５図は、こ
の発明の成形方法の一実施例に基づく成形手順の
説明図である。

第２図〜第５図において、符号１０は上型（キ
ヤビテイ型）、１１は下型（コア型）を示し、下
型１１は曲面形状の中央突部（コア部）上面にリ
ブまたはボス部分（補強用突起部）を成形するた
めの凹部１１ａを有し、上型１０は下型の中央突
部上面と整合する曲面形状１２をその内壁に有す
る。

第２図及び第３図は第１工程を示し、該第１工
程は補強用突起部１３及び板状部１４の一部を成
形するための予備成形工程である。この工程で
は、まず、下型１１の中央突部上面の凹部１１ａ
上に熱可塑性スタンパブルシートの加熱軟化ブラ
ンク１５の所定量を載置し、さらに加熱軟化ブラ
ンク１５上には下型１１の中央部全体を覆う面積
を有した通気性多孔質シート１７を載置して、上
型１０と下型１１とを閉じる。このときブランク
１５は樹脂の融点または軟化温度以上に加熱さ
れ、金型はそれ以下の温度に保持されている。両
金型間で加圧成形が行なわれると、軟化ブランク
１５は第３図に示すように凹部１１ａ内を完全に
充填するとともに、残量は板状部１４の一部とな
るとともに多孔質シート１７の下面の一部が樹脂
１５ａに埋設される。

第１工程における加圧成形及び冷却固化完了後
金型を開き、次の第２工程へ移行する。

第４図及び第５図は第２工程を示し、この第２
工程では、所望する板状部の板厚を得るために必
要とされる量の加熱軟化ブランク１６を予備成形
され多孔質シート１７の一部が埋設固定された樹
脂１５ａ上に載置し、再び上型１０と下型１１と
を閉じて加圧成形することにより、多孔質シート
を介して両方の樹脂が凹凸状に喰い込んだ状態と
なつて、両者が多孔質シート１７のアンカー効果
によつて強固に物理的に結合される。

第１工程において予備成形された樹脂が冷却固
化すると、その表面部には補強用突起部１３と対
応する位置にヒケ（図示せず）が生成される。し
かし、第２工程において追加された加熱軟化ブラ
ンク１６が該第１工程における成形品表面上で加
圧成形されると、該軟化ブランク１６はその全面
において略均一板厚条件下で成形を受けることに
なるので、冷却固化時の収縮量が全面において均
一とりヒケを生じることがない。

多孔質シート１７としては、例えば、連続気泡
プラスチツクシートや、各種繊維材料からなる織
布、編布、不織布或いはガラス繊維のマツト、ま
たは紙のような繊維状材料で構成された通気性を
備えたシートが挙げられるが、これらのもの以外
にも種々の通気性多孔質のシートであつて、熱可
塑性スタンパブルシートの加熱軟化時の温度に耐
え得るものが採用される。

また、スタンパブルシートを形成する熱可塑性
樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ABS樹
脂、ナイロン６、ナイロン66、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート等を挙
げることができ、更に、熱可塑性スタンパブルシ
ートの補強材に適した繊維としては、例えばガラ
ス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維等を挙げるこ
とができる。

次に本発明の成形法に基づく具体的実施例を示
す。

実施例 １ (1) 熱可塑性スタンパブルシートとして、ナイロ
ン６ 65重量％、ガラスマツト35重量％からな
り、樹脂がガラスマツト中に十分含浸された厚
さ3.5mmのものを用いた。

(2) マツチドダイ金型は第６図に示したように、
下型としては上面が200mm×150mmの平面で高さ
が25mmの中央突部に、リブ成形のため幅2.5mm、
深さ10mmの溝３本を短辺に平行に50mm間隔で削
り込んだものを用いた。一方、上型としては底
平面200mm×100mmで深さ25mmのキヤビテイ型を
用いた。

(3) 通気性多孔質シートとしてポリエチレンテレ
フタレート製の不織布、目付40ｇ／m²、見掛け
厚さ0.35mmのものを用いた。

(4) 上記ナイロンスタンパブルシートを120mm×
100mmの寸法にトリムカツトしたものを遠赤外
線ヒーターにより内部温度280℃まで加熱し、
軟化した加熱ブランクを温度120℃の下金型の
中央突部に金型長辺の方向にブランクシートの
長辺が位置するように置いた。その上に上記不
織布を成形品とおななじ大きさの200mm×150mm
の寸法にカツトして金型中央突部表面の全面を
覆うようにおいて金型を締め、30トンの圧力を
加えて30秒間保持した。金型を開くと板厚約１
mmのリブつき平板が形成された。表面には不織
布が埋め込まれ、一部羽毛状のものが露出した
状態になつた。

(5) この上に第１工程の加熱ブランクと同一寸法
の加熱ブランクを同様にして置き、再び金型を
閉じて30トンの圧力を加えて30秒間保持したの
ち、金型を開いて板厚2.5mmのリブつき平板を
取り出した。表面はヒケのない平滑な表面とな
つた。また、第１工程成形物と第２工程成形物
の結合は非常に強固であつた。

以上のように、この発明の方法によれば、第１
の工程において成形された補強用突起部を有し、
上面に通気性多孔質シートの一部が埋設された成
形体に対して、第２の工程で加熱軟化ブランクを
通気性多孔質シートを介して間接的に接合一体化
させるものであるため、成形体の肉厚差に起因し
て表面に生成されるヒケを簡単、確実に防止する
ことができるとともに高い機械的強度のものが得
られ、また既存の金型の使用が可能で金型に対す
る改変を一切必要としないため、熱可塑性スタン
パブルシートの加工成形を低コストで行ない得る
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の成形方法により得られた成形品
のヒケ発生部の説明図、第２図乃至第５図はこの
発明に係る方法の一実施例の工程を示す説明図で
あつて、第２図及び第３図は第１の工程、第４図
及び第５図は第２の工程を示しており、第６図は
この発明の具体的な実施例における金型の構成説
明図である。 １０……上型、１１……下型、１１ａ……凹
部、１３……補強用突起部、１５，１６……加熱
軟化ブランク（加熱軟化樹脂）、１７……通気性
多孔質シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 長繊維補強部材に熱可塑性樹脂を含浸させた
   熱可塑性スタンパブルシートを一対のプレス成形
   金型で加圧成形したあと冷却固化させることによ
   り補強用突起部を備えた所要形状の成形体を成形
   する方法であつて、該一対のプレス成形金型の一
   方に形成された補強用突起部成形用凹部の上方に
   該凹部を満たすに充分な量の熱可塑性スタンパブ
   ルシートの加熱軟化樹脂および該樹脂上に成形品
   の大きさに対応した多孔質シートを載置してから
   金型を閉じて加圧成形を行なう第１の工程と、該
   第１の工程において得られた成形体上に新たに加
   熱軟化された熱可塑性スタンパブルシートの樹脂
   を載置して再び加圧成形を行なうことにより両樹
   脂を接合一体化させる第２の工程から成ることを
   特徴とする熱可塑性スタンパブルシートの加工成
   形方法。