JPH0732465A

JPH0732465A - 繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深絞り成形品およびその成形方法

Info

Publication number: JPH0732465A
Application number: JP18009893A
Authority: JP
Inventors: Tadamichi Nozawa; 忠道野沢; Satoru Matoba; 哲的場; Takao Kimura; 隆夫木村
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】成形性、外観の優れた繊維強化熱可塑性樹脂
の張り出しまたは深絞り成形品およびその成形方法を提
供する。【構成】単一の繊維に分散する強化繊維と熱可塑性樹
脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂層の片面または両面
に、接着性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の成
形温度より高い温度で溶融または軟化する熱可塑性樹脂
層を積載し、加熱・加圧・冷却固化してシート状成形素
材とし、さらに該シート状成形素材を加熱した後、目的
に応じて装飾用表皮を重ね合わせて成形される繊維強化
熱可塑性樹脂の張り出しまたは深絞り成形品およびその
成形方法。【効果】高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂層およ
び装飾用表皮の補強効果により素材の伸び量、破断荷重
が向上して成形性が改良される。また、強化繊維の露出
が抑えられ良好な成形品外観が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂
の張り出しまたは深絞り成形品に関するものである。本
発明の成形品は、自動車の内・外装材、家庭電気製品等
のハウジング、家具等の産業用部品に広く使用すること
ができる。

【０００２】

【従来の技術】最近、金属のプレス加工で製造されてい
た産業用部品が、比較的長い強化繊維と熱可塑性樹脂か
ら構成されている繊維強化熱可塑性樹脂のプレス成形品
に代替される傾向にある。繊維強化熱可塑性樹脂の特徴
は、加熱軟化された繊維強化熱可塑性樹脂シート状成形
素材（以後、該繊維強化熱可塑性脂樹シート状成形素材
をシート状成形素材と称する）を、室温あるいは加熱し
た成形型内に挿入し短時間で加圧・冷却固化することに
より複雑な成形品を得ることができ、さらにその成形品
が高い強度を有し、軽量である点にある。

【０００３】シート状成形素材の製造方法は、乾式およ
び湿式法に大別されるが、代表的な方法は、乾式法
（ラミネート法）：複数本の強化繊維（ローピング）で
構成されている強化繊維マットに熱可塑性樹脂を積層
し、ダブルベルトコンベア式連続プレス機のスチールベ
ルト間に挿入し、加熱・加圧を行い、さらに冷却固化し
てシート状成形素材を製造する方法（特開昭４８−８０
１７２号公報、特開昭５２−４０５５８号公報、特開昭
５５−７７５２５号公報）、湿式法（抄造法）：抄造
技術を応用して直径３〜３０μｍφ、長さ３〜５０mmの
強化繊維と熱可塑性樹脂粉粒体を均一に分散して不織材
料を製造し、この不織材料を中間素材とし加熱・加圧・
冷却固化してシート状成形素材を製造する方法（特公昭
５２−１２２８３号公報、特公昭５５−９１１９号公
報）である。

【０００４】これらのシート状成形素材を熱可塑性樹脂
の融点または軟化点以上に加熱して、金属のプレス加工
で広く行われている張り出しまたは深絞り成形すること
は、低い成形圧力で大型製品が成形でき、さらに装飾用
表皮との一体成形が可能となるため優れた効果が得られ
る。しかし、この方法では次のような問題点が生じる。

【０００５】張り出し成形とは、クランプにより固定さ
れた素材の伸び、つまり素材の表面積の増加により立体
を形成する成形方法である。張り出し成形の成形性は、
如何に深い成形ができるかで評価され、素材の伸び量が
大きくなるに従って成形性が向上する。深絞り成形は、
素材が金型内に移動して立体が成形されるため、素材の
伸び量の他に破断荷重が重要となる。深絞り成形は、一
般的に張り出し成形に比べて深い成形が可能となるが、
素材の破断荷重が非常に小さい場合は素材が成形途中で
破断し、成形性が低下する。繊維強化熱可塑性樹脂の張
り出しまたは深絞り成形において良好な成形性を得るた
めには、加熱されたシート状成形素材が、大きな伸び量
と高い破断荷重を有することが必要となる。

【０００６】従来の繊維強化熱可塑性樹脂の張り出しま
たは深絞り成形の一例を図２に示した。シート状成形素
材９は、一般的には遠赤外線加熱炉６内で熱可塑性樹脂
の融点または軟化点以上に加熱される。加熱されたシー
ト状成形素材を、成形型７に設置されたクランプ（しわ
押え）８により保持し、加圧・冷却固化することにより
繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深絞り成形品１０
を得る。

【０００７】この成形では、シート状成形素材に欠陥が
ある場合は、その部分が局部的に破断し成形性の低下原
因となる。抄造法によって製造されたシート状成形素材
は、強化繊維と熱可塑性樹脂が緻密にしかも均一に分散
しているため問題となる欠陥が少なく、良好な成形性を
得ることができる。

【０００８】しかしながら、大きな変形を必要とする深
い成形品または複雑な成形品では、シート状成形素材の
伸び量と破断荷重が不足するため安定した成形性を得る
ことは難しくなる。図２の成形品では、縦壁部１１が水
平部１２に比べて大きく変形する。シート状成形素材
は、マトリックス樹脂が溶融または軟化しているため
に、成形時の張力がシート全体で一定せず局部的に大き
く変形し、素材の破断１３による成形不良が発生する。

【０００９】また加熱されたシート状成形素材の表面で
は、熱可塑性樹脂の溶融または軟化により強化繊維に対
する結合力が弱まり、強化繊維が元に戻ろうとするスプ
リングバックにより元のシートの板厚以上に膨張する。
この膨張したシート状成形素材の表面では強化繊維が多
数露出し、続いて加圧・冷却固化して成形するため、強
化繊維が成形品の表面に露出したままとなり外観低下が
生じる（１４）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形性、外
観の優れた繊維強化熱可塑性樹脂の張り出しまたは深絞
り成形品およびその成形方法を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の要旨
とするところは次の通りである。（１）単一の繊維に分散した強化繊維と熱可塑性樹脂か
らなる繊維強化熱可塑性樹脂の片面または両面に、接着
性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の成形温度よ
り高い融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂層が積層
されてなり、繊維強化熱可塑性樹脂の密度が理論密度以
下であることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂張り出
しまたは深絞り成形品。

【００１２】（２）前記繊維強化熱可塑性樹脂層の片面
に接着性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の成形
温度より高い融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂が
積層され、他方の片面に装飾用表皮が積層されてなり、
繊維強化熱可塑性樹脂層の密度が理論密度以下であるこ
とを特徴とする上記（１）に記載の繊維強化熱可塑性樹
脂張り出しまたは深絞り成形品。

【００１３】（３）単一の繊維に分散した強化繊維と熱
可塑性樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂の片面または
両面に、接着性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂
の成形温度より高い融点または軟化点を有する熱可塑性
樹脂フィルムを積層し、加熱・加圧・冷却固化してシー
ト状成形素材とし、さらに該シート状成形素材を加熱し
た後、張り出しまたは深絞り成形することを特徴とする
繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深絞り成形品の成
形方法。

【００１４】（４）単一の繊維に分散した強化繊維と熱
可塑性樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂の片面に、接
着性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の成形温度
より高い融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂フィル
ムを積層し、加熱・加圧・冷却固化してシート状成形素
材とし、さらに該シート状成形素材を加熱した後、前記
熱可塑性樹脂フィルムが積層されていない該シート状成
形素材の表面に装飾用表皮を重ね合わせて、張り出しま
たは深絞り成形することを特徴とする上記（３）に記載
の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深絞り成形品の
成形方法。

【００１５】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しま
たは深絞り成形品およびその成形方法の一例を図１に示
した。本発明の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深
絞り成形品１は、繊維強化熱可塑性樹脂層２と繊維強化
熱可塑性樹脂の成形温度により高い融点または軟化点を
有する熱可塑性樹脂３、さらに必要に応じて装飾用表皮
４から構成されている。

【００１６】繊維強化熱可塑性樹脂層２は、単一の繊維
に分散した強化繊維が熱可塑性樹脂中に均一に分散して
いる。熱可塑性樹脂層３は、成形時に溶融または軟化せ
ず繊維強化熱可塑性樹脂層２の全面を覆っているために
強化繊維の露出を抑え、良好な成形品外観を得ることが
できる。さらに本発明の成形品に塗装を施すことは、よ
り一層の外観向上につながり自動車、産業機械等の外装
部品への適用が可能になる。また、加熱されたシート状
成形素材に装飾用表皮４を重ね合わせて一体成形するこ
とにより、自動車内装材等の用途に応じた成形品を効率
的に成形することができる。

【００１７】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しま
たは深絞り成形品の成形方法を以下に説明する。図１に
は、片面に繊維強化熱可塑性樹脂の成形温度より高い融
点または軟化点を有する熱可塑性樹脂層を有し、他方に
装飾用表皮を設けて一体成形する方法を示した。

【００１８】本発明のシート状成形素材５は、抄造法に
より製造された強化繊維と熱可塑性樹脂粉粒体からなる
不織材料の片面に、接着性素材を介して高融点または高
軟化点の熱可塑性樹脂フィルムを重ね合わせ、加熱・加
圧・冷却固化することにより製造される。このシート状
成形素材５は、一般的には遠赤外線加熱炉６内で繊維強
化熱可塑性樹脂の成形温度（マトリックス樹脂の融点ま
たは軟化点以上）まで加熱される。高融点または高軟化
点の熱可塑性樹脂層３は、加熱時に溶融または軟化せず
繊維強化熱可塑性樹脂層２の全面を安定して覆ってお
り、強化繊維の露出を完全に防いでいる。さらに、加熱
されたシート状成形素材の高融点または高軟化点の熱可
塑性樹脂を積層していない表面に成形品の用途に応じた
装飾用表皮４を重ね合わせ、これらの積層体を成形型７
に設置し、必要に応じてクランプ８により保持して加圧
・冷却固化することにより本発明の繊維強化熱可塑性樹
脂張り出しまたは深絞り成形品１を成形する。

【００１９】張り出し成形品は、シート状成形素材およ
び装飾用表皮をクランプにより固定し、それらの伸びに
より成形品が成形される。深絞り成形品は、シート状成
形素材および装飾用表皮が金型内に引き込まれて成形品
が成形される。

【００２０】本発明の成形方法では、高融点または高軟
化点の熱可塑性樹脂層および装飾用表皮が存在している
ことにより、張り出しおよび深絞り成形の成形性が著し
く向上する。従来の成形では、シート状成形素材の欠陥
と複雑な成形品における局部的な変形が成形性の低下に
結びついていた。これは、加熱されたシート状成形素材
のマトリックス樹脂が溶融または軟化しているために、
成形時の張力がシート全体で一定せず、局部的に大きな
変形が生じるとその部分から素材の破断が起こるからで
ある。

【００２１】本発明では、高融点または高軟化点の熱可
塑性樹脂層および装飾用表皮が延伸されながら成形が進
行する。高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂層および
装飾用表皮は、成形時の張力を保持しシート全体に伝え
る役割を果たすことから、繊維強化熱可塑性樹脂層の欠
陥の影響を低減し、さらに複雑な成形品における局部的
な変形を緩和することにより、素材の伸び量を増加させ
る。また、繊維強化熱可塑性樹脂層は、両者に補強され
た状態で変形するため破断荷重も同時に向上する。結果
として、張り出し成形で重要となる素材の伸び量と、深
絞り成形で重要となる破断荷重の両方が改善され、良好
な成形性が得られる。

【００２２】本発明の成形素材は、図１の予め高融点ま
たは高軟化点の熱可塑性樹脂フィルムが積層されたシー
ト状成形素材の他に、成形時の加熱に先立って抄造法に
より製造された強化繊維と熱可塑性樹脂粉粒体からなる
不織材料（またはシート）の片面または両面に、接着性
素材を介して高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂フィ
ルムを重ね、あるいは加熱された前記不織材料（または
シート）の片面または両面に、接着性素材を介して別に
加熱した高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂フィルム
を重ねることによって調整することもできる。

【００２３】本発明では、一般的に成形圧力１００kgf/
cm²以下で張り出しまたは深絞り成形が実施される。図
１は、雄雌型による張り出しまたは深絞り成形について
示しているが、真空、圧空、またはその併用による成形
においても、本発明の張り出しまたは深絞り成形の効果
が適用でき、良好な成形性および成形品外観が得られ
る。

【００２４】本発明では、ラミネート法による繊維強化
熱可塑性樹脂においても、高融点または高軟化点の熱可
塑性樹脂層および装飾用表皮の補強効果により素材の伸
び量および破断荷重が向上して成形性が改良され、強化
繊維の成形品表面への露出が抑えられて良好な成形品外
観を得ることができる。

【００２５】繊維強化熱可塑性樹脂層の強化繊維含有量
は、強化繊維の補強効果が現れる５体積％以上で、強化
繊維と熱可塑性樹脂との接着が可能で機械的性質を十分
発現する４０体積％以下とすることが好ましい。

【００２６】繊維強化熱可塑性樹脂層の強化繊維含有量
が１０体積％以上の場合は、シート状成形素材の加熱時
に繊維強化熱可塑性樹脂層が強化繊維のスプリングバッ
クにより板厚方向に膨張する。この膨張したシート状成
形素材を成形型内に挿入し、成形型内のクリアランスを
膨張したシート厚み以下で、かつ繊維強化熱可塑性樹脂
層に内包する空隙を残す範囲に設定して加圧、冷却固化
することにより、繊維強化熱可塑性樹脂層が膨張した多
孔質成形品を成形することができる。この成形品では、
膨張により面積当たりの強度、弾性率は低下するが、重
量一定で成形品の厚肉化を図ることができ、断面係数を
増加させることができる。従って、成形品荷重が板厚の
２乗に、曲げ剛性が板厚の３乗に比例し機械的性質が著
しく向上する。

【００２７】強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊
維、金属繊維のほかに無機繊維、有機繊維、用途によっ
てはこれらの混合物が用いられる。強化繊維の形状は、
直径が取り扱いの容易さと経済的な観点により３μｍ以
上で、十分な強度を発現させるために３０μｍ以下にす
ることが好ましく、繊維長は強度発現の観点から３mm以
上で、均一な分散が可能な５０mm以下にすることが望ま
しい。

【００２８】また湿式法で使用する強化繊維は、水中で
の良好な分散を目的として親水性を向上するために水溶
性高分子、湿潤剤等で表面処理を行うことが望ましく、
強度発現を目的として熱可塑性樹脂との接着性を向上す
るためにシランカップリング剤等で、表面処理を行うこ
とが望ましい。

【００２９】熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−アクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重
合体、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカ
ーボネート、ポリアセタール、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、ポリフェニレンオ
キシド、ポリ弗化ビニリデン、ポリスルホン、ポリフェ
ニレンスルフィド等の樹脂であり、ガラス繊維等の強化
繊維による補強効果が発揮されやすい点で結晶性樹脂
が、また結晶性樹脂の中でもポリエチレン、ポリプロピ
レン等のポリオレフィンが好んで使用される。さらに、
これらの２種類またはそれ以上の混合物をも含み、これ
らに一般的に用いられる可塑剤、熱安定剤、光安定剤、
充填材、染顔料、耐衝撃剤、増量材、核剤、加工助剤等
を添加することもできる。熱可塑性樹脂の形状は、ペレ
ット、パウダー、フレーク、繊維状のものを適宜選択し
て使用する。

【００３０】繊維強化熱可塑性樹脂に積層する高融点ま
たは高軟化点の熱可塑性樹脂は、フィルム状で用いるこ
とが取扱いが容易で好ましく、繊維強化熱可塑性樹脂の
成形温度より高い温度で溶融または軟化を開始するもの
を選択する必要がある。熱可塑性樹脂は、繊維強化熱可
塑性樹脂層のマトリックス樹脂より融点または軟化点が
３０℃以上高いものを選択することが望ましい。熱可塑
性樹脂として、繊維強化熱可塑性樹脂層のマトリックス
樹脂との融点または軟化点の差が３０℃未満のものを選
択した場合は、繊維強化熱可塑性樹脂の成形温度と重な
り、熱可塑性樹脂層が溶融または軟化して強化繊維が成
形品表面に露出する現象が起こるので、本発明の効果が
期待できなくなる。

【００３１】繊維強化熱可塑性樹脂層のマトリックス樹
脂としてポリオレフィンを用いるときは、ポリオレフィ
ンとの融点または軟化点の差、フィルムへの成形性等の
点から、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート等を選択することが好ま
しい。

【００３２】表層部に着色または塗装による意匠性、耐
熱性、表面硬度、耐摩耗性等の向上を必要とする場合は
異なる樹脂との混合物、またはこれらに一般的に用いら
れる可塑剤、熱安定剤、光安定剤、充填材、染顔料、耐
衝撃剤、増量材、核剤、加工助剤等を添加したフィルム
を用いることができ、さらに異なる樹脂の多層フィルム
を用いてもよい。

【００３３】熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、用途によ
り０．０１〜１mmの範囲で適宜選択する。フィルム厚み
が０．０１mm未満では、強化繊維の凹凸が成形品の表面
に影響し、１mm超過では、成形品の板厚当たりの強度が
低下し、経済性も悪くなる。

【００３４】さらに無機フィラーを添加した熱可塑性樹
脂フィルムを使用することもできる。添加する無機フィ
ラーとしては、炭酸カルシウム、タルク等の微粒子状フ
ィラー、マイカ等のフレーク状フィラー、チョップドガ
ラス繊維、ロックウール繊維等の繊維状フィラーを用い
る。無機フィラーは、熱可塑性樹脂との接着性を向上す
るために、シランカップリング剤等で表面処理を行うこ
とが望ましい。無機フィラーの種類は、用途に応じて適
宜選択するものとし、前記無機フィラーの２種類以上の
混合物を添加してもよい。無機フィラーの添加量は、安
定したフィルム成形が可能な３０体積％以下とすること
が望ましい。

【００３５】高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂層
は、何らかの方法で繊維強化熱可塑性樹脂層と接合させ
る必要がある。本発明で用いる接着性素材とは、接着性
樹脂等、またはフィルムラミネートに使用する接着剤等
のことである。

【００３６】繊維強化熱可塑性樹脂層のマトリックス樹
脂としてポリオレフィンを用いるときは、接着性樹脂と
して不飽和カルボン酸またはその誘導体（酸無水物、エ
ステル、アミド、イミド、金属塩等）でグラフト変性さ
れたポリプロピレン、不飽和カルボン酸またはその誘導
体でグラフト変性されたエチレンコポリマー（エチレン
−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−アクリル酸エステ
ルコポリマ−、エチレン−アクリル酸コポリマー等）
や、これらに炭化水素エラストマー（ブチルゴム等）を
添加したものを挙げることができ、さらにこれらの２種
類またはそれ以上の混合物を使用することもできる。

【００３７】接着性樹脂は、高融点または高軟化点の熱
可塑性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層間に設けられ、
繊維強化熱可塑性樹脂層のマトリックス樹脂と共に溶融
し、冷却により両者を固着する。接着性樹脂は、フィル
ム状で用いることが取扱いが容易で好ましく、またその
厚みは接着効果と経済性により５〜５００μｍとするこ
とが望ましく、さらに１０〜１００μｍとすることが好
ましい。

【００３８】高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂フィ
ルムと接着性樹脂フィルムを予めラミネートした多層フ
ィルムを使用することにより、成形工程のハンドリング
性が改善される。多層フィルムは、フィルムのラミネー
ト方法として一般的な押し出しラミネート、共押し出し
ラミネート、さらには接着剤を介したラミネートにより
製造される。例えば、ポリアミド／無水マレイン酸変性
ポリプロピレンの押し出しラミネートフィルム、ポリア
ミド／無水マレイン酸変性ポリプロピレンの共押し出し
ラミネートフィルム、ポリアミド／無水マレイン酸変性
ポリプロピレン／ポリプロピレンの共押し出しラミネー
トフィルム、ポリアミド／接着剤／ポリプロピレンのド
ライラミネートフィルム等が挙げられる。

【００３９】本発明において、無機フィラーおよび染顔
料を含有した熱可塑性樹脂層を、繊維強化熱可塑性樹脂
層と、透明または半透明の高融点または高軟化点の熱可
塑性樹脂層および接着性素材層の間に設けることは、成
形品の意匠性の向上につながる。無機フィラーとして
は、炭酸カルシウム、タルク等の微粒子状フィラーを使
用し、さらに熱可塑性樹脂は繊維強化熱可塑性樹脂層の
マトリックス樹脂と同じものを使用することが一般的で
ある。この場合もフィルム状で用いることが取扱いが容
易で好ましく、その厚みは、０．１〜１mmとすることで
所望の意匠性を向上させることができる。無機フィラー
および染顔料の添加量は、安定したフィルム成形が可能
な３０体積％以下とすることが望ましい。

【００４０】この無機フィラーおよび染顔料を含有した
熱可塑性樹脂層は、溶融粘度が増大しているので、加熱
されたシート状成形素材においても繊維強化熱可塑性樹
脂層を安定して覆うことができ、強化繊維を隠ぺいする
働きをするので、成形品の意匠性がさらに向上する。

【００４１】装飾用表皮は、通気性表皮として天然およ
び合成繊維を素材とした織布、ニードルパンチ等を行っ
た不織布、起毛織布、編布、植毛布、さらに非通気性表
皮としては平滑または布，皮模様等のシボ付け加工が施
されたプラスチックシートまたはフィルム、金属粉末を
混入したり、金属をコーティングしたプラスチックシー
トまたはフィルム等を用いる。また、これらの装飾用表
皮にポリエチレン発泡体、エチレン−プロピレンコポリ
マー発泡体、エチレン−酢酸ビニルコポリマー発泡体、
ウレタン発泡体等の多孔質シートをラミネートしたもの
を使用することもできる。装飾用表皮と繊維強化熱可塑
性樹脂層の接合は、装飾用表皮の融着、ホットメルトタ
イプ接着性樹脂フィルムまたは接着剤を介在させた接着
により行う。

【００４２】

【実施例】以下実施例を挙げて、本発明を詳細に説明す
る。実施例１強化繊維として水溶性高分子、湿潤剤、シランカップリ
ング剤で表面処理された直径１０μｍ、長さ１３mmのガ
ラス繊維、さらに熱可塑性樹脂として、直径３mmの球状
ペレットを機械粉砕し、その粉砕品をふるい分けにより
７０mesh（開口径０．２１２mm）から１０mesh（開口径
１．７mm）までに分級したポリプロピレン樹脂粉粒体
（融点：１６５℃）を使用した。

【００４３】抄造法によりガラス繊維含有量４０重量％
（１９体積％）とポリプロピレン樹脂６０重量％（８１
体積％）の組成で、坪量（面積当たりの重量）が２００
０g/ｍ²の不織材料を製造した。この不織材料では、ガ
ラス繊維が単一の繊維に近い状態でポリプロピレン樹脂
粉粒体と共に均一に分散していた。

【００４４】高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂フィ
ルムおよび接着性樹脂フィルムとして、ポリアミド（ナ
イロン６６：融点２６５℃）フィルム（厚み８０μｍ）
と無水マレイン酸をグラフトさせた変性ポリプロピレン
樹脂フィルム（厚み３０μｍ）が予めラミネートした多
層フィルムを用いた。

【００４５】不織材料の片面に接着性樹脂フィルムが接
するように多層フィルムを重ね合わせ、さらに、それら
の両面に鏡板として平滑な表面のステンレス鋼板（板厚
２mm）を重ね合わせて、２１０℃に温度設定された加熱
プレス盤内に挿入し、圧力２kgf/cm²の加圧下で不織材
料の中心部温度が１９０℃以上に昇温するまで、約５分
間予熱した。この温度で、ポリプロピレン樹脂、接着性
樹脂は十分溶融し、ポリアミド樹脂は溶融していなかっ
た。続いて、圧力２０kgf/cm²で３分間加圧し、さらに
積層体を冷却プレス盤に挿入し、圧力５kgf/cm²で約５
分間、加圧、冷却し、鏡板を取り外して、板厚１．８mm
のシート状成形素材を成形した。

【００４６】張り出しおよび深絞り成形性の定量的な評
価として、図３に示した成形評価を行った。シート状成
形素材５を２１０×２１０mmに切断し、遠赤外線加熱炉
内で３分間加熱した。この時のシート状成形素材の表面
温度は約２００℃で、繊維強化熱可塑性樹脂層のポリプ
ロピレン樹脂は溶融しているが、ポリアミド層は溶融せ
ずガラス繊維の露出を完全に抑えていることが確認され
た。ポリアミドフィルムが積層されていない表面は、多
くのガラス繊維の露出が確認された。

【００４７】加熱されたシート状成形素材５を、直径１
５０mmの穴が切り抜かれた架台１５の上にポンチ１６側
がポリアミドフィルムの積層されていない表面になるよ
うに設置し、さらに架台と同様に直径１５０mmの穴が切
り抜かれた平板のクランプ８により固定した。続いて、
固定されたシート状成形素材を、直径５０mmのポンチ１
６で張り出しを行い、シート状成形素材の張り出し量
（ポンチの下降量）と、ポンチに設置したロードセル１
７により成形時の荷重を測定した。最大荷重時の張り出
し量を張り出し成形性の指標として、さらに最大荷重を
材料の破断荷重として深絞り成形性を評価した。成形品
外観は、ポリアミド層の表面粗度を測定し中心線平均粗
さ（Ｒａ）で評価した。結果を表１に示した。

【００４８】実施例２実施例１の不織材料の両面に、実施例１のポリアミド／
変性樹脂・多層フィルムを接着性樹脂側が接するように
重ね合わせ、実施例１と同様に板厚１．９mmのシート状
成形素材を成形した。さらにこのシート状成形素材を用
いて、実施例１と同様に成形性の評価を行った。成形品
外観は、表面粗度を測定し中心線平均粗さ（Ｒａ）で評
価した。結果を表１に示した。

【００４９】実施例３実施例１のシート状成形素材と装飾用表皮との一体成形
における成形性の評価を行った。装飾用表皮としては、
皮膜様が施された厚み０．５mmポリ塩化ビニルシートに
３mmのエチレン−プロピレンコポリマー発泡体（融点１
３７℃、発泡倍率１５倍）がラミネートされた多層表皮
を用いた。

【００５０】シート状成形素材を、実施例１と同様に加
熱し、加熱されたシート状成形素材のポリアミドフィル
ムが積層されていない表面に、発泡体が接するように多
層表皮を重ね合わせ、ポリアミド層がポンチ側になるよ
うに架台・クランプで固定して成形性の評価を行った。
成形品外観は、ポリアミド層の表面粗度を測定し中心線
平均粗さ（Ｒａ）で評価した。結果を表１に示した。

【００５１】実施例４実施例１のシート状成形素材と装飾用表皮との一体成形
における成形性の評価を行った。装飾用表皮としては、
坪量２３０g/ｍ²のポリエステル繊維不織布を用いた。
また、接着性樹脂フィルムとして、厚み２０μｍのエチ
レン−酢酸ビニルコポリマー・フィルムを用いた。

【００５２】シート状成形素材を、実施例１と同様に加
熱し、加熱されたシート状成形素材のポリアミドフィル
ムが積層されていない表面に、接着性樹脂フィルム、ポ
リエステル繊維不織布を重ね合わせ、ポリアミド層がポ
ンチ側になるように架台・クランプで固定して成形性の
評価を行った。成形品外観は、ポリアミド層の表面粗度
を測定し中心線平均粗さ（Ｒａ）で評価した。結果を表
１に示した。

【００５３】比較例１実施例１の不織材料にフィルム積層を行わず、実施例１
と同様にシート状成形素材を成形した。さらにこのシー
ト状成形素材を用いて、実施例１と同様に成形性の評価
を行った。加熱されたシート状成形素材の表面は、多く
のガラス繊維の露出が確認された。成形品外観は、表面
粗度を測定し中心線平均粗さ（Ｒａ）で評価した。結果
を表１に示した。

【００５４】実施例は、比較例に比べて張り出し試験時
の最大荷重、張り出し量が向上していることが確認され
た。実施例の溶融していないポリアミド層および装飾用
表皮は延伸されながら張り出されており、両者は張力を
シート全体に伝える役割を果たしている。溶融している
繊維強化熱可塑性樹脂層は、両者に補強された状態で変
形するため、局部的な破断が起こり難くなる。結果とし
て、比較例に比べて欠陥の影響、局部的な変形が緩和さ
れ張り出し量が増加する。最大荷重は、ポリアミド層お
よび装飾用表皮の変形抵抗により増加する。実施例で
は、張り出し成形性で重要となる素材の伸び量と、深絞
り成形性で重要となる素材の破断荷重が改善され、良好
な成形性が得られる。

【００５５】中心線平均粗さで比較した成形品外観は、
実施例が比較例に比べて著しく改善されていることが確
認された。実施例では、加熱されたシート状成形素材の
表面がポリアミド層で覆われ、ガラス繊維の露出が抑え
られていた。成形品は、この状態を凍結して成形される
ため良好な外観が得られる。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【発明の効果】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂張り出し
または深絞り成形品では、高融点または高軟化点の熱可
塑性樹脂層および装飾用表皮の補強効果により素材の伸
び量、破断荷重が向上して成形性が改良される。また、
強化繊維の露出が抑えられ良好な成形品外観が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは
深絞り成形品およびその成形方法の一例を示す概略図。

【図２】従来の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深
絞り成形品およびその成形方法の一例を示す概略図。

【図３】実施例、比較例で行った張り出し試験方法を示
す概略図。

【符号の説明】

１本発明の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深
絞り成形品２繊維強化熱可塑性樹脂層３高融点または高軟化点の熱可塑性樹脂層４装飾用表皮５本発明のシート状成形素材６遠赤外線加熱炉７成形型８クランプ９従来のシート状成形素材１０従来の繊維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深絞
り成形品１１成形品の縦壁部１２水平部１３素材の破断１４強化繊維の露出１５架台１６ポンチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 22:00 (72)発明者木村隆夫三重県四日市市東邦町１番地三菱油化株式会社四日市総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一の繊維に分散した強化繊維と熱可塑
性樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂層の片面または両
面に、接着性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の
成形温度より高い融点または軟化点を有する熱可塑性樹
脂層が積層されてなり、繊維強化熱可塑性樹脂層の密度
が理論密度以下であることを特徴とする繊維強化熱可塑
性樹脂張り出しまたは深絞り成形品。
【請求項２】前記繊維強化熱可塑性樹脂層の片面に接
着性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の成形温度
より高い融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂層が積
層され、他方の片面に装飾用表皮が積層されてなり、繊
維強化熱可塑性樹脂層の密度が理論密度以下であること
を特徴とする請求項１記載の繊維強化熱可塑性樹脂張り
出しまたは深絞り成形品。
【請求項３】単一の繊維に分散した強化繊維と熱可塑
性樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂の片面または両面
に、接着性素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の成
形温度より高い融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂
フィルムを積層し、加熱・加圧・冷却固化してシート状
成形素材とし、さらに該シート状成形素材を加熱した
後、張り出しまたは深絞り成形することを特徴とする繊
維強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深絞り成形品の成形
方法。
【請求項４】単一の繊維に分散した強化繊維と熱可塑
性樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂の片面に、接着性
素材を介して前記繊維強化熱可塑性樹脂の成形温度より
高い融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂フィルムを
積層し、加熱・加圧・冷却固化してシート状成形素材と
し、さらに該シート状成形素材を加熱した後、前記熱可
塑性樹脂フィルムが積層されていない該シート状成形素
材の表面に装飾用表皮を重ね合わせて、張り出しまたは
深絞り成形することを特徴とする請求項３に記載の繊維
強化熱可塑性樹脂張り出しまたは深絞り成形品の成形方
法。