JPH0215374B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は複数層から成る熱可塑性材料によるプ
ラスチツク製品の製造法に関する。さらに詳しく
は、加熱すべき層において、少なくとも一つの層
を各熱可塑性材料の融解温度を越えない温度にま
で別々に加熱し、複数の層を積み重ねてから、こ
の積層した複数層をプラスチツク製品に形成する
方法に関する。熱可塑性材料を形成する複数の層
は、異種のものでも、同種のものでもよく、また
各層をある角度に配向させて成形することもでき
る。 U.S.パテントNo.3739052（Ayresら）によると、
多層または同質の熱可塑性ブランクから容器を、
スクラツプを発生させずに高速製造する方法が記
載されている。ブランクを加熱して直ちに予備形
状体に形成され、次いで熱形成して所定の容器に
する。 U.S.パテントNo.4323531および4352766
（Bradleyら）には、樹脂粉末からプラスチツク
製品を製造する方法が記載されている。先ず樹脂
粉末に圧力をかけて、たどん状の固化物にする。
この固化物は、同質物質でも配合物でも、または
多層状になつていてもよく、さらに化学発泡剤が
含まれていてもよい。次にこの固化物をα転移温
度付近からポリマーの融解温度未満までの範囲の
温度に加熱して、やや軟化させ、焼結させる。洗
結させた固化物は、殆どスクラツプの発生がな
い、実質上固相で比較的低温のプロセスにおける
ブランクとして有用であり、予備形状への形成に
引き続き、またはある時間経過後、プラスチツク
製品に熱形成することができる。 U.S.パテントNo.4510108（Cleereman ら）によ
ると、殆どスクラツプの発生がない固相プロセス
におけるブラングとして有用な樹脂粉末圧縮固化
物の製造法がさらに二つ記載されている。これは
U.S.パテントNo.4323531に開示されたものの改良
プロセスである。 しかしながら、ある種の同質材料または多層状
異種材料から成る単一熱可塑性ブランクまたは単
一粉末圧縮固化物を使用する場合、こうしたプロ
セスにはいくつかの特別な問題が未解決のまま残
つている。 多層異種材料から成る単一ブランクまたは単一
固化物を扱うときの先ず第一の問題は形成粘度の
問題である。個々の樹脂は、分子の構成状態によ
り、特定の粘度−温度曲線を有しており、したが
つて樹脂を熱形成させることのできる特定の粘度
−温度範囲が存在する。少なくとも二層の異種材
料を有する多層シートブランクまたは多層粉末圧
縮固化物では、形成粘度の問題が生じることがあ
る。異種の樹脂の形成粘度の同程度であれば、多
層ブランクまたは多層固化物の部分的あるいは全
体的破壊が起こらないように、多層ブランクまた
は多層固化物の「プラグ流れ」（すなわち、横断
面の均一な速度分布に近づく流れ）が生じる。し
かしながら、多層ブランクまたは多層固化物中の
異種樹脂の形成粘度が異なる場合は、一層以上の
異種樹脂の不均一流れにより、多層ブランクまた
は多層固化物の層構造が、部分的あるいは全体的
に破壊されることがある。 U.S.パテントNo.3739052によると、二つ以上の
異種樹脂から成る多層ブランクまたは多層固化物
は、個々の異種樹脂層とは異なる形成温度と軟化
点を有するとされている。従つて最適形成温度は
多層ブランクまたは多層固化物そのものに対して
決定されなければならない。U.S.パテントNo.
3739052によれば、多層ブランクまたは多層固化
物の形成温度は通常成形表面と接している層の形
成温度によつて決まるということが見い出されて
いる。しかしながら、場合によつては形成粘度が
広範囲で変わるため、異種樹脂材料の一つ以上の
層に対する有害な影響により、多層ブランクまた
は多層固化物の最適形成温度から得られないこと
がある。これらの有害な影響には、バリヤー性の
低下、物理的・機械的性質の悪化、退色、また二
次加工性の低下などがある。 多層異種材料から成る単一ブランクまたは単一
ブリケツトを扱うときのもうひとつの問題は樹脂
の分解が起こるという点である。樹脂が分解する
と、退色、バリヤー性の低下、機械的性質の悪化
が起こるため、極めて重大な問題となる場合があ
る。異種材料から成る単一多層ブランクまたは単
一多層ブリケツトを、所定温度で所定時間加熱し
て、当該単一多層ブランクまたはブリケツトの最
適加工温度に到達させ、所定加熱時間、所定加熱
温度、またはその時間と温度の組み合わせが、異
種材料の内のいずれか一つに対する許容加熱時
間、許容加熱温度、またはその時間と温度の組み
合わせを越える場合は、常にその材料にはある程
度の分解が起こる。例えば同時押出または積層法
によつて得られる単一多層ブランクにおいて例え
ば、サラン樹脂（塩化ビニリデンベースのホモポ
リマーまたはコポリマー）を、サラン樹脂よりか
なり高温の加工温度を有する材料（例えばポリカ
ーボネート）を併用すると、ポリカーボネートと
サラン樹脂の単一多層ブランクに対する加工温度
に達するのに必要な加熱時間、加熱温度またはそ
の時間と温度の組合せにより、サラン樹脂の分解
がかなり起こる。サラン樹脂は特に熱分解を受け
易いが、他の樹脂もその程度は異なるものの、同
様の影響を受けることがある。 上記の方法でプラスチツク製品を製造するに
は、単一多層ブランクまたは単一多層ブリケツト
を２回加熱する必要があるか、もしくは少なくと
も本発明による加熱時間より多い加熱時間が必要
とされる。単一多層ブランクまたは単一多層固化
物を造るのに先ず一回目の加熱が必要であり、次
いでこの単一多層ブランクまたは単一多層固化物
をプラスチツク製品に形成するのに、二回目の加
熱、少なくとも第一回目の加熱時間より多い加熱
時間が必要とされる。 単層ブランクにある組合わせの異種樹脂を使用
する場合、単一多層ブランクまたは単一多層ブリ
ケツトは分子構造上の制約を受けることがあり、
分子構造を制約するものとしては、形成粘度およ
び樹脂の分解などが挙げられる。同質材料または
配向材料（例えば繊維配向材料）から成る単一熱
可塑性ブランクの場合も、不均一配向の問題が生
じることがある。寸法安定性、および物理的性質
や材料の不均一分布などの問題を避けるため、均
一な円周配向とすることが望ましい。 以上のように種々の問題点があり、従つてこう
した問題点を解消したプロセスを開発する必要性
が叫ばれている。 さて本発明は、複数層から成る熱可塑性材料か
らプラスチツク製品を形成する方法であり、少な
くとも一層から成る複数層を当該層中の各材料の
融解温度以下の温度にまで加熱して形成する方法
である。熱可塑性材料から成る本複数層はプラス
チツク製品を製造するのに必要な条件を十分備え
ており、各層は異種材料であつても同種材料であ
つてもよい。加熱後直ちに、また形成直前に、当
該複数層を積層する。各層が同種材料の場合は、
ある角度の配向が得られるように各層を積層す
る。積層後、熱可塑性材料の複数層積層物（例え
ばU.S.パテントNo.3739052に記載されている方法
では、この複数層積層物の一つ以上の層を加熱し
ている）をそのまま直ちにプラスチツク製品に形
成した後冷却する。別の実施例では、積層後、熱
可塑性材料の複数層に潤滑剤を加えて、形成時の
プラグ流れが十分に起こるようにしている。複数
層は、予備形状体中に存在する各熱可塑性材料の
内の最も低い軟化温度以上で加熱されたモールド
中で形成される。なお、軟化点以下に冷却される
間この予備形状体の周辺部はそのまま保持され
る。こうして得られた予備形状体を直ちに熱形成
してプラスチツク製品とし、次いでこのプラスチ
ツク製品を冷却する。 本発明により、同質材料の単一ブランクまたは
多層異種材料の単一ブランクを使用する際に生じ
る問題点が解消される。これらの問題点として
は、各層の形状粘度が異なること、樹脂の分解、
または材料の不均一な配向などがあり、これらに
限定されるものではないが、加熱・積層もしくは
その両方の処理を行なう際に、各層を個々に処理
することによつて、こうした問題点を解消するこ
とができる。 本発明においては、各層を個々に処理すること
によつて、過剰な熱処理が防止できるため、樹脂
分解の問題は最小限に抑えられる。多層積層物の
各層を加熱する場合、各層の加熱温度および時間
は精確に制御される。一つ以上の加熱層を、一つ
以上の未加熱層と積層し、直ちにプラスチツク製
品に成形することによつて、各層の加熱を制御す
る場合もある。 本発明の方法により、いくつかのタイプのプラ
スチツク製品を製造することができる。例えば、
不透明な部分と透明な部分のある容器は容器内容
物が都合良く見えるし、残存している量もわか
る。剛性の心材がゴム製の耐摩耗性材料（配向が
あつてもなくてもよい）中に封入されたコンベヤ
−バケツトのような製品があり、また種々の色模
様をつけた幾何学的形状体が封入された装飾用容
器のようなプラスチツク製品もある。さらに例え
ばサラン樹脂やエチレン−ビニルアルコールコポ
リマーのようなバリヤー性材料から成る心層を、
例えばポリプロピレンのような他の熱可塑性材料
の層の間に存在させるか、好ましくは封入させた
プラスチツク製品や、繊維複合材料の心層を組込
んで、強度の向上を巨視的配向を付与させたプラ
スチツク製品を形成することもできる。また、層
状の角度配向を有する一軸延伸した熱可塑材料の
積層から形成されたプラスチツク製品はより均一
な配向をもつ製品となる。 本発明に用いることのできる熱可塑性材料の複
数層は異種材料から成る層でもよい。異種層の定
義には、次のようなものが含まれる：(a)種類の異
なる熱可塑性材料の層。例えば、ポリカーボネー
トとサラン樹脂、またはポリプロピレンとサラン
樹脂；(b)種類が同じで分子量が異なる熱可塑性材
料の層。例えば超高分子量ポリエチレンと高密度
ポリエチレン；(c)形状の異なる同種または異種の
熱可塑性材料の層。例えば、ポリスチレンのリブ
を耐衝撃性のポリスチレンのブランクまたは高密
度ポリエチレンのブランクの間に封入する場合；
(d)異なる充填剤や添加剤を含有する同種の熱可塑
性材料の層。例えば、二酸化チタンを含有するポ
リスチレンやカーボンブラツクを含有するポリス
チレン；最も広義には(e)同種であろうと、異種で
あろうと、ある加工上の目的（すなわち、特徴を
持たせながら、プラスチツク物を加熱形成するこ
となど）で層自体に変化をつけたり、層の加工方
向を変えたりする必要が生じた場合の熱可塑性材
料の層が含まれる。 熱可塑性材料という術語には、たとえば充填剤
や繊維などのような添加剤を含有する熱可塑性材
料も含まれる。なお、充填剤や繊維は有機物、無
機物いずれであつてもよい。 熱可塑性材料の複数層は同種であつてもよく、
また分子レベルあるいは巨視的レベルで配向が起
きていてもよい。 分子レベルで配向が起きている場合、熱可塑性
材料の同種層を使用すると〔個々の層の配向がそ
ろわないよう（あるいは相互に重なり合わないよ
うに）、いい変えると、中央層の共通軸の周りに
層状に角度配向するように、例えば延伸や積層に
より一軸配向したものでもまたは二軸配向したも
のであつても〕、形成されたプラスチツク製品中
における配向の均一性が改良される。 巨視的レベルでは、熱可塑性材料の同種層はそ
れ自体が繊維を含む形、すなわち繊維複合材料と
してもよい。これらの同種層は層状に角度配向さ
せた形で積層することもできる。 配向性を持たない熱可塑性材料の多角形層で
も、円形金型中で中央層共通軸の周りに相互の角
度をつけて配列させて、層状角度配向をもたせる
ことができる。このようにしてプラスチツク製品
を形成すると、より均一な配向性を有するものが
得られる。隣接した、比較的平らな正方形状の層
を積層すると、それらの隅が互い違いに配置さ
れ、従つてある一つの層の隅が次の下層の測辺部
に重なることがある（ぴつたり重なる、すなわち
ある層の隅が次の下層の隅に重なるよりむしろそ
うでないことが多い）。このように、層は相互に
ある角度配向をもつて積層することになる。複数
の同種層をぴつたり重ねた形で積層せずに、代わ
つて中央層共通軸の周りに隣接同種層を相互に角
度をつけて配列させることによつて、層に角度配
向を持たせると、分子レベルあるいは巨視的レベ
ルで、プラスチツク製品の配向性はより均一とな
る。寸法安定性や不均一な物理的性質などの問題
を避けるには、配向が均一であることが望まし
い。 熱可塑性材料の異種層の場合も、中央層共通軸
の周りにその配向度と形状に応じて、相互に角度
をつけて配列させながら、主面上で相互隣接させ
て積層することができる。なおこの共通軸は異種
層の主面に対して垂直であり、従つて層状角度配
向が得られる。熱可塑性材料の複数の異種層を積
層したものについても検討されている。この場
合、熱可塑性材料の異種層が全て層状角度配向の
状態にあるとは限らない。 各層は同質構造物でも、配合構造物でも、また
多層構造物でもよい。各層はブランクと呼ばれ、
同時押出、圧縮形成、射出形成あるいは他のあら
ゆる適切な方法で作製したシートから製造するこ
とができる。これらのブランクは円形でも、多角
形でも、また他のいかなる望ましい形状であつて
もよい。さらに、各層は粉末状の熱可塑性樹脂材
料から作製される固化物であつてもよい。 一ピースすなわち単一ブランクまたは一ピース
すなわち単一固化物を当該ブランクまたは固化物
を形成している材料の融解温度未満の温度にまで
加熱した後型に入れて圧力をかけ、すなわち加熱
形成して予備形状体とする。この予備形状体は直
ちに、または所定時間経過後、熱形成されて所望
のプラスチツク製品となる。比較的厚い一ピース
すなわち単一多層ブランクおよび比較的厚い一ピ
ースすなわち単一多層固化物を扱う場合は、いく
つかの問題点を生じることがある。比較的厚い単
一多層ブランクおよび固化物は、プラグ流れの条
件下では、金型中で均一に流れる必要がある。プ
ラグ流れの条件では、シートの厚さ方向を通過す
る速度は比較的一定であり、この点は、粘稠状態
における従来のポリマー形成で通常観察される放
物流れの場合とは反対である。粘稠状態では、速
度は金型表面部におけるゼロから、金型中央部付
近における最大値まで広範囲で変わる。金型表面
部の摩擦抵抗を減少させることによつて、また単
一多層ブランクまたは単一多層固化物の金型接触
面を滑らかにすることによつて、プラグ流れを起
こすことができる。ブランクと金型表面の双方を
潤滑処理してもよい。なお潤滑処理は加熱圧縮形
成前であれば、いずれの段階でもよい。 しかしながら、ある形成温度に加熱される、単
一の比較的厚い多層ブランク、または単一の比較
的厚い多層固化物における異種材料の層に対して
は、潤滑処理は効果がない場合がある。これは、
ある特定の形成温度で異種材料の形成粘度に大き
な差があるからである。形成粘度に大きな差があ
ると、比較的厚い単一多層ブランクまたは固化物
の形成時に、層が部分的あるいは全体的に破壊す
ることがあるからである。 形成粘度とは、所定の形成温度および変形速度
における特定の熱可塑性材料の粘度のことであ
る。所定の温度および変形速度における形成粘度
は当該熱可塑性材料の分子構造によつて決まる。
熱可塑性材料中に添加剤を加えると、この添加剤
が形成粘度に影響を及ぼす。しかし、添加剤の使
用は、他の理由、すなわち物理的性質やバリヤー
性を悪化させるなどのため望ましくない場合があ
る。 以上のように、本発明においては、所定の温度
および変形速度において広範囲の形成粘度を有す
る熱可塑性材料を、所定時間独立した層として個
別に加熱して、各層に対して望ましい形成粘度と
した後、直ちに各層を積層し、形成してプラスチ
ツク製品を得る。 さらに、熱の影響を受け易く、加工時の過剰な
熱履歴で分解するような、単一多層ブランクまた
は固化物中の熱可塑性材料にとつて、ある形成温
度までの加熱は有害となることがある。 熱履歴とは、ある熱可塑性材料が受ける加熱回
数、加熱時間、および加熱温度のことである。例
えば、ある種のサラン樹脂は過剰の熱履歴を受け
ると分解することが判つている。過剰な熱履歴の
影響を受け易い他の熱可塑性材料には、ポリアク
リロニトリル、ポリビニルアルコールおよびある
種のフロロカーボンポリマーなどのホモポリマー
やコポリマーなどがある。但しこれらに限定され
るものではない。本発明では、熱の影響を受け易
い熱可塑性材料でも使用することができる。熱過
敏性の熱可塑性材料の各層を個別に、すなわち
個々の層に対し、加熱温度が加熱時間を全く制御
せずに加熱した後、複数層を積層して形成する。 本発明においては、比較的厚い単一多層ブラン
クまたは固化物に対し、形成温度がある一点だけ
でなければならないという必要がなくなり、従つ
て形成粘度や熱分解の問題が解消される。異種材
料の層を個別に加熱し、引続いてこれらの層を積
層することによつて、熱可塑性材料の形成粘度が
調整できる。熱可塑性材料の各層に対し、それぞ
れの最適温度と最適加熱時間を適用すれば、これ
らの問題点が解消される。 さらに、各層が個別に加熱されるので、一般に
は加熱速度が速い。例えば、同じ熱可塑性材料か
ら成る重量20ｇの３個の同質ブランクは重量60ｇ
の１個の同質ブランクより、通常迅速に加熱され
る。 前述したように、本発明のもう一つの利点は、
他の方法に比べて、高度に配向した比較的厚いプ
ラスチツク製品を容易に造ることができるという
点である。同種または異種の熱可塑性材料から成
る個々の多角形状ブランクを、円形モールド中の
中央層共通軸の周りに相互に角度をつけて配列す
ることにより、ブランクをぴつたり重ね合わせて
積層する（すなわち、中央層共通軸の周りに角度
のついた配列が形成されない）場合に得られる配
向より均一な層状角度配向が得られる。多角形状
ブランクは、円形の予備形状体に形成するとき、
全方向に等距離だけ延伸することができないの
で、相対的な角度配列をもたせて各層を積層する
と、円形ブランクにかなり近くなり、円形モール
ド中で延伸は全て等距離となる。 例えば、二つの比較平らな正方形状の層を、相
互に45゜の角度をつけて配列させながら、その主
面上で隣接して積層する。層をこのように角度配
列させると、角度配列をもたない多角形層の形成
加工によつて得られる配向に比べ、分子が結晶の
はるかに均一な円周状配向を有する三次元中空熱
可塑性製品の形成加工が可能となる。この層状角
度配向により、プラスチツク製品の内厚の均一性
および材料分布の均一性が改良される。 同種または異種の熱可塑性材料を配向させた層
もブランクとして有用であり、配向させた同種層
（個々のブランクを得る熱可塑性材料のシートを
例えば延伸することによつて、配向が分子レベル
で付与される層、あるいは例えば繊維を利用する
場合のように、巨視的レベルで配向が付与される
層）もブランクとして有用である。 例えば、一軸延伸または二軸延伸によつて、分
子配向した同種層が作製されるが、この層を積層
すると、分子レベルの層状角度配向が得られる。
空気と繊維の複合材によるブランクであるスクリ
ーンフアブリツク（Screen fabric）のような、
配向した含浸繊維維層または連続繊維材料を使用
すると、巨視的レベルで配向を容易に、かつ正確
に制御することができるようになる。スクリーン
フアブリツクのように、繊維材料が連続的なもの
である場合、この繊維材料は、他の熱可塑性材料
層の破壊や熱可塑性材料層から分離を伴なわずに
変形するようなものでなければならない。 このように本発明においては、分子レベルまた
は巨視的レベルで、配向の方向が正確に制御され
た配向プラスチツク製品を製造することができ
る。こうした配向の均一性により、寸法安定性や
物理的性質、肉厚、材料分布の均一性が向上す
る。 個々の単一層は円形ブランクまたは多角形ブラ
ンクである必要はない。層は、例えば同種または
異種の熱可塑性材料の層の間に封入された一つ以
上のリブであつてもよい。熱可塑性製品の強度
は、リブ層の熱可塑性材料を変えること、リブの
数を調整すること、またリブの位置で調整するこ
とによつて制御することができ、しかもこれらの
作業は全て工具を変えなくても容易に行なうこと
ができる。 他の層構成も可能であり、プラスチツク製品に
対する要求条件や使い方によつては他の層構成の
方が望ましい場合もある。 コア層の封入は本発明の必要条件ではないけれ
ども、封入が必要となる場合は、コア層と合体で
きるような封入層を組み込み、この封入層がコア
層の周囲に一体化した表面を形成するようにす
る。さらに、プラスチツク製品の機械的性質を最
高度に引き上げるためには、コア層の材料と封入
層の材料を接着させなければならない。接着はコ
ア層材料と封入層材料の間で直接行なつてもよい
し、あるいは積層した複数層中に接着剤層を組み
込んでもよい。しかしながら、一方接着が望まし
くないプラスチツク製品の例や、接着が必要とな
るプラスチツク製品の例などもある。 コア層（一つ以上の場合もある）の封入は、最
初と最後の封入層デイスクの直径より小さな直径
のコア層デイスクを作製することによつて行なつ
てもよい。最初と最後の封入層デイスクは同種の
熱可塑性材料であることが好ましい。異種材料の
各層の加熱を制御、従つて形成粘度とプラグ流れ
特性を制御することによつて、封入を行なうこと
もできる。 コア層の封入は、次の二つの理由から特に有用
である。第１の理由は、コア層材料を完全に封入
することによつて、層間に必要な接着の程度が小
さくて済むことである。層構造の離層が発生する
起点部分となる周辺部での外側層構造が無いた
め、接着剤層の必要性が減少する。第２の理由
は、コア層を封入すると、コア層材料が十分に保
護されるようになることである。封入することに
より、むき出しになつた層端部はなくなり、バリ
ヤー性が機械的性質に悪影響を及ぼす化学物質や
水分の侵入点がなくなる。さらに、例えば、硬質
で摩耗し易いコア層を、ゴム製で耐摩耗性の二層
間に封入してもよい。 本発明による方法に利用される熱可塑性樹脂
は、非晶質あるいは結晶質のいずれかに分類する
ことのできるポリマーから製造されるものであ
る。結晶質という術語には、半結晶質と呼ばれて
いるポリマーも含まれる。 図面に基づいて本発明の好ましい態様を工に説
明する。第１図に示すように３種の熱可塑性材料
層１，２および３を別々に加熱する。次いで第２
図に示すように、加熱された材料層１，２および
３を加熱されたアンビル４の上に積層し、第３図
に示すように上下の加熱されたアンビル４，４で
その積層物の周辺部を保持し、第４図に示すよう
に凸形５および凹形６でもつてその積層物を所望
の形状に成形する。第５図は得られた製品を示
す。 第６図及び第７図は最外層１′，３′が内部層
２′を封入（encapsulation）する態様を示す。こ
の場合外層１′，３′が内部層２′より大きく、そ
のため第７図に示すように、周辺部分で最外層
１′および３′が接着し、内部層２′が露出しない
ようになる。 本発明による方法の多用性は、以下に示す特定
の実施例によつて例示されている。全ての実施例
において、プラスチツク製品の実際の形成は、実
質上U.S.パテントNo.3739052に記載の方法に従つ
て行なつた。 実施例 １ 無色透明の汎用ポリスチレン（GPPS）圧縮成
形品から、直径89mm、厚さ6.35mmのデイスクを２
枚切り取る。耐衝撃性ポリスチレン（HIPS）の
不透明押出シートから、直径76mm、厚さ2.54mmの
デイスクを１枚切り取る。これらのデイスクを強
制空気循環炉中、115℃で約40分別々に加熱する。
次いでこれらのデイスクを積み重ね、層の共通中
心軸に対してGPPS／HIPS／GPPSの配列順で
まつすぐに整列させる。これを、直ちに加熱、離
型剤処理したアンビルに挾んで加熱形成し、直径
17.8cm、深さ4.4cmの浅皿を作製する。この結果
得られたものは、不透明のプラスチツク製品であ
るが、リツプ部分は透明である。本プラスチツク
製品の表面はかなり光沢があり、コア部は強靭で
ある。 実施例 ２ 直径12.7cm、厚さ6.35mmのポリプロピレン
（PP）のデイスクを１枚と、直径12.1cm、厚さ
6.35mmのHIPSのデイスクを１枚用意する。これ
らのデイスクを強償空気循環炉中で、PPは約168
℃で約30分、HIPSは約127℃で約15分、別々に
加熱する。次いでこれらのデイスクを積層し、加
熱、離型剤処理したアンビルに挾んで加熱形成し
て、有用なプラスチツク容器を作製する。この容
器は内側にPP層を有しているため、耐薬品性に
優れ、また外側にHIPS層を有しているため耐衝
撃性と剛性に優れる。 実施例 ３ 直径12.7cm、厚さ3.8mmのPPのデイスクを２枚
用意する。さらに、葉状の形のポリスチレン
（PS）ブランクも３枚用意する。このブランクは
幅8.9cm、厚み3.8mmで、ブランクの丸みをつけた
二つの縁と最大長さは直径12.1cmの円に相当す
る。 形が葉状になつているということは、ブランク
の幅が層状配列をなしていて、各層が全幅の内の
一部の幅を構成しているということである。本実
施例における層は透明赤色のポリスチレンであ
る。３枚の葉状形PSブランクを積層し、層の共
通中心軸の周りに、隣接ブランクに対して60゜の
角度をつけて配列して、129℃で約20分加熱する。
PPのデイスクを約167.5℃で約20分加熱する。PP
のデイスクとあらかじめ積層しておいた３枚の葉
状PSブランクを、PP／（葉状PS3枚）／PPの配
列で直ちに積層し、次いで直ちに加熱形成してプ
ラスチツク製品を得る。形成後、葉状シートを
PPの中に封入する。 葉状PSブランクは化粧板用として有用であり、
また二つの異種材料の葉状シート、あるいは制御
された繊維配向を有する繊維複合材料からなるプ
ラスチツク製品用として有用である。 実施例 ４ 直径10.2cm、厚さ6.35mm、重量47ｇのPPのデイ
スク２枚と、直径10.2cm、厚さ1.1mm、重量8.3ｇ
のサラン樹脂（塩化ビニリデンのコポリマー）の
デイスク１枚を用意する。PPのデイスクを強制
空気循環炉中、約163℃で約40分加熱する。サラ
ン樹脂のデイスクは加熱しない。次いでこれらの
デイスクをPP／サラン樹脂／PPの配列順で積層
し、予備形状体に加熱形成してから、浅絞り容器
に形成する。 本実施例で明らかなように、サラン樹脂を加熱
しないことによつて、またPPデイスクの加熱後
直ちに積層、加熱形成することによつて、サラン
樹脂の熱履歴が最小限に抑えられるため、サラン
樹脂の熱分解が起こる可能性が少なくなるか、あ
るいは殆どなくなることがわかる。 直径が12.7cmのもう１組のデイスクを、実施例
４に記載してあるように加熱、積層してから加熱
形成すると、絞り比（深さ／直径）1.3の深絞り
容器が得られる。直径は17.8cm、深さは23.1cmで
ある。 どちらの容器も封入されたサラン樹脂コア層を
有し、サラン樹脂とPP封入層との間に、接着剤
あるいは接着剤層を使用する必要はない。 実施例 ５ 直径12.7cm、厚さ3.8mmのPPのデイスク３枚と、
直径12.7厚さ0.38mmのサラン樹脂のデイスク２枚
を用意する。PPのデイスクを個別に約166.5℃で
約30分加熱する。一方サラン樹脂のデイスクは加
熱しない。PPデイスクの加熱後これらのデイス
クを直ちにPP／サラン樹脂／PP／サラン樹脂／
PPの配列順に積層し、直ちに予備形状体に加熱
形成した後、直ちに深絞り容器に形成する。この
容器は直径約17.8cm、深さ23.1cmである。サラン
樹脂層は封入されており、接着剤層の必要はな
い。 実施例 ６ 直径12.1cm、厚さ6.35mm、重量65ｇのPPのデイ
スク２枚と、直径11.4cm、厚さ6.35mm、重量61ｇ
の高密度ポリエチレン（HDPE）のデイスク１枚
を用意する。これらのデイスクを個別に加熱す
る。すなわち、PPのデイスクは約167℃で約40
分、HDPEのデイスクは約134℃で約40分加熱す
る。次いで各デイスクの中心点を合わせて、積層
した層に対して中心軸を形成するように、これら
のデイスクをPP／HDPE／PPの配列順で積層す
る。次にこれを加熱形成すると深絞り容器が得ら
れる。この容器では、HDPEのコア層は完全に封
入されている。本実施例では、HDPEの直径と加
熱時間を制御することによつて、PPのデイスク
がHDPEのコア層を完全に封入するように設計さ
れている。 実施例 ７ 直径12.7cm、厚さ3.8mmのポリカーボネート
（PC）のデイスク１枚と、直径12.7cm、厚さ0.38
mmのサラン樹脂のデイスク１枚を用意する。PC
のデイスクを約166℃で約12分加熱する。次いで
加熱していないサラン樹脂のデイスクをPCデイ
スクの上に重ね、この積層物をさらに約166℃で
約３分加熱する。この積層物を直ちに加熱、離型
剤処理したアンビルに挾んで加熱形成すると、浅
絞りのプラスチツク形成品が得られる。 本実施例において注目すべき点は、PCとサラ
ン樹脂の組合わせでは、加工温度にかなり差があ
ること、またサラン樹脂が熱分解しやすいことか
ら、簡単には多層シートに同時押出できないけれ
ども、本実施例においては、PCとサラン樹脂の
各層を個別に加熱し、積層することによつて容易
に多層プラスチツク製品が形成できるという点で
ある。 実施例 ８ 直径12.7cm、厚さ3.8mmのPCのデイスク２枚と、
直径12.7cm、厚さ0.38mmのサラン樹脂のデイスク
１枚を用意する。PCのデイスクを約167℃で約13
分加熱する。次いでこれらのデイスクを、PC／
加熱していないサラン樹脂／PCの配列順で積層
し、この積層物をさらに強制空気循環炉中、約
167℃で約３分加熱する。次いで直ちにこの積層
物を、加熱、離型剤処理したアンビルに挾んで加
熱形成すると、浅絞りのプラスチツク形成品が得
られる。 PC／サラン樹脂／PCの積層構造物において
は、透明で耐熱性の樹脂であるPCと、酸素遮断
性樹脂であるサラン樹脂が組み合わされている
が、この組み合わせにより得られるものは、透明
のレトルト容器のような、耐熱遮断性包装物とし
て有用である。 実施例 ９ 直径10.2cm、厚さ5.6mm、重量25ｇの超高分子
量ポリエチレン（UHMWPE）のデイスク２枚
と、直径10.2cm、厚さ0.14mm、重量11ｇのスチレ
ン−ブタジエン−スチレン（SBS）ブロツクポリ
マーのデイスク２枚と、直径10.2cm、厚さ0.38
mm、重量33ｇのHIPSのデイスク１枚を用意す
る。全てのデイスクを強制空気循環炉中、約143
℃cm²個別に加熱する。但し、UHMWPEのデイ
スクは約60分、その他のデイスクは全て約10分加
熱する。次いで、これらのデイスクを、
UHMWPE／SBS／HIPS／SBS／UHMWPEの
配列順で積層し、この積層物を直ちに加熱、離型
剤処理したアンビルに挾んで加熱形成すると、硬
質のコアと耐摩耗性の表面を有する有用なプラス
チツク製品が得られる。 同時押出によつて、UHMWPE／SBS／
HIPS／SBS／UHMWPEのような製層構造、従
つてプラスチツク製品を形成するのに有用な、単
一多層ブランクを得ることは極めて困難であり、
現時点では不可能であろう。 実施例 10 直径12.7cm、厚さ3.8mmのPPのデイスク２枚と、
直径12.1cm、厚さ6.35mmのHIPS／SBS／サラン
樹脂／SBS／HIPS多層構造のデイスク１枚を用
意する。PPのデイスクを約167℃で約20分加熱す
る。多層デイスクを約107℃で約20分加熱する。
次いで直ちにデイスクを積層し、直ちに加熱形成
すると、プラスチツク製品が得られる。 本実施例から、デイスクまたは層自体が多層構
造体であつてもよいことがわかる。 実施例 11 PDPEの押出シートから、各辺の長さ8.9cm厚
さ6.35mmの正方形ブランクを２枚切り取る。これ
らの正方形ブランクを、強制空気循環炉中、約
133℃で約40分加熱した後、層の共通中心軸の周
りに、相互に45゜の角度をつけて積層する。積層
した正方形ブランクを、約130℃に加熱されたア
ンビルに挾み、炉内に２秒間滞留させて、円形の
予備形状体に加熱形成する。アンビルには、加熱
形成工程前に、シリコーン系離型剤をスプレー塗
布しておく。次いでこの円形予備形成品を所定の
プラスチツク製品に形成する。加熱前に、着色し
た円や直線のグリツドで印をつけておくことによ
つて、角度をつけて配列させた２枚の正方形ブラ
ンクに対する着色円のグリツドが、１枚の正方形
ブランクを円形予備形成品にしたときの着色円の
グリツドより中心軸から遠く離れて円形予備形成
品についていることに気づく。このような配向の
均一性によつて、均一な物理的性質と寸法安定性
の向上したプラスチツク製品が得られる。 実施例 12 押出PPシートから、直径8.9cm、厚さ6.35mm、
重量35ｇのデイスクを２枚切り取る。このPPシ
ートから直径6.35cm、厚さ0.3mmのデイスクを２
枚切り取り、さらに直径6.35cm、厚さ0.2mmのPP
スクリーンも１枚用意する。このスクリーンは正
方形のグリツドを有し、相互に直角に配向した二
組の平行状繊維のように見える。直径8.2cmの２
枚のPPデイスク円強制空気循環炉中、約163℃で
約32分加熱する。この他のデイスクは加熱しな
い。次いでこれらのデイスクを、PP（直径8.9
cm）／PP（直径6.35cm）／PP（スクリーン）／PP
（直径6.35cm）／PP（直径8.9cm）の配列順で積層
した後、直ちに163℃の離型処理したアンビルに
挾んで予備形成品に加熱形成し、さらにこれを形
成すると、直径17.8cm、深さ4.4cmのパンが得ら
れる。このときスクリーンは形成を変えて、直径
約15.2cmの円形部分となる。 本実施例においてはスクリーン層が使用されて
いるが、不連続または連続配向繊維を含むいかな
る熱可塑性材料もスクリーン層として使用でき
る。さらに、導電性の高いポリマーを使用する
と、得られるプラスチツク製品は電磁波シールド
材として有用なものとなることがある。 実施例13と比較例13の比較実験例 直径7.6cm、厚さ6.35mmのHIPSのデイスク２枚
と、中心軸から四つの突起部（Ｘの形で）を有す
る厚さ6.35mmのGPPSのリブを用意する。比較の
ため、直径6.6cm、厚さ6.35mmのHIPSのデイスク
３枚も用意する。本実施例の層と比較例の層は、
どちらも全体としての重量は同じで68ｇである。
全ての層を、強制空気循環炉中、約121℃で約15
分、別々に加熱する。本実施例のデイスクを
HIPS／GPPS／HIPSの配列順で積層する。比較
例のデイスクをHIPS／HIPS／HIPSの配列順で
積層する。次いで実施例と比較例どちらの場合
も、高温の離型剤処理したアンビルに挾んで加熱
形成すると、直径約17.8cm、深さ4.4の浅絞りの
パンが得られる。実施例の浅絞りパンは半透明性
である。浅絞りパンの内部にリブが存在している
のがはつきりわかる。さらに、浅絞りパンの内部
では、リブがやや持ち上がつているが、浅絞りの
外部では平滑な状態のままである。 4540ーに圧縮ロードセルを用い、適切な取付具
で浅絞りパンの頂部と底部を支持して、インスト
ロン型万能材料試験機により、二つの浅絞りパン
の強度を測定する。試験は、最切の5.1mmのひず
みに対しては、クロスヘツドスピードが1.27mm／
分、次いでピーク値に達するまで、クロスヘツド
スピード12.7cm／分で行なう。正規の値を得るた
め、曲線の初期部分に接線を引き、ひずみ1.27mm
の点における荷重（Kg）を読み取る。表に荷重
と底部厚さのデータを示す。

【表】 データが示しているように、異種であつて、好
ましくは外側の層の熱可塑性材料より高いモジユ
ラスの熱可塑性材料のリブを使用することによつ
て、プラスチツク製品の剛性が増す。 剛性はコア中のリブの個数の増減によつて調節
することができる。一つ以上のコア層を封入する
ことは、必ずしも必要ではないけれども、数多く
の用途において有用である。例えば、コンベヤー
バケツトは、二つのゴム製耐摩耗性封入層の間に
封入された硬質コア層を有している場合がある。
コア層を封入すると、異種材料層の間に接着剤層
を組み込む必要がなくなり、しかもプラスチツク
製品の形成時におけるコア層の流れを抑える。従
つて一定のプラグ流れとなり、優れたプラスチツ
ク製品が得られる。リブ、環状コア、あるいは他
の形状物を封入して、ある部分の強度を調節した
り、装飾用としての特性を向上させたりする場合
がある。繊維複合材の層を使用すると、繊維配向
を精確に制御することができる。従つてプラスチ
ツク製品の機械的性質を直接的に制御して、プラ
スチツク製品の所望の用途に合わせることができ
る。こうしたプラスチツク製品には、容器や機械
のハウジングなどがある。 本発明の内容を例示するため、代表的な実施例
とその詳細について示したけれども、本技術に精
通している者にとつては、本発明の範囲を越えな
いでこれ以外に種々の変法や改良法があることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の製造工程の好ましい
態様を示す図面であり、第１図は、積層前の各材
料層を別々に加熱する状態を示す斜視図であり、
第２図は加熱されている材料層１，２，３を型の
中に積層した状態を示す断面図であり、第３図
は、積層した材料層の周辺部を保持した状態を示
す断面図であり、第４図はその材料層を成形した
状態を示す断面図である。第５図は、得られた製
品の斜視図である；第６図〜第７図は別の態様を
示し、第６図は、積層前の材料層の断面図であ
り、第７図は積層後周囲を融着した状態を示す断
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラスチツク製品を製造する方法において、 (a) 複数の異種熱可塑性材料層の少なくとも一つ
   の層を、加熱すべき層におけるいかなる熱可塑
   性材料の融解温度をも越えない温度にまで別々
   に加熱すること、このとき複数の異種層におけ
   る全体としての熱可塑性材料がプラスチツク製
   品を形成するのに十分であること、 (b) 少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成
   工程の直前に、その複数の異種熱可塑性材料層
   を積層すること、 (c) その積層された複数の異種熱可塑性材料層の
   周辺部を保持すること、 (d) その保持され、積層された複数の異種熱可塑
   性材料層を、直ちに所望の形状および大きさを
   有するプラスチツク製品に形成すること、およ
   び (e) そのプラスチツク製品を冷却すること、 の工程を含むプラスチツク製品の製造法。 ２ 複数の異種層が少なくとも三つの異種層から
   成り、当該層の少なくとも二つの層が類似の熱可
   塑性材料であつて、そして最初と最後の層となる
   ように積層される特許請求の範囲第１項記載の製
   造法。 ３ プラスチツク製品の形成時に、その最初と最
   後の層が、すべての異種材料層を封入する特許請
   求の範囲第２項記載の製造法。 ４ 複数の異種層の少なくとも一つの層が配向し
   ている特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ５ 封入された異種層の少なくとも一つの層が配
   向している特許請求の範囲第３項記載の製造法。 ６ 複数の異種層の少なくとも二つの層が配向
   し、その配向した層が層状の角度配向を形成する
   ように積層される特許請求の範囲第４項記載の製
   造法。 ７ 封入された異種材料層が少なくとも二層あ
   り、層状の角度配向を形成するように配向および
   積層される特許請求の範囲第５項記載の製造法。 ８ 複数の異種層の少なくとも一つの層がリブを
   含む特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ９ 封入された異種材料層の少なくとも一つの層
   がリブを含む特許請求の範囲第３項記載の製造
   法。 １０ プラスチツク製品を製造する方法におい
   て、 (a) 複数の異種熱可塑性材料層の少なくとも一つ
   の層を、加熱すべき層におけるいかなる熱可塑
   性材料の融解温度をも越えない温度にまで個別
   に加熱すること、このとき複数の異種層におけ
   る全体としての熱可塑性材料がプラスチツク製
   品を製造するのに十分であること、 (b) 少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成
   工程の直前に、その複数の異種層を積層するこ
   と、 (c) その複数の異種熱可塑性材料層に対し、潤滑
   処理を行なつて、形成時にその複数の異種熱可
   塑性材料層の実質的なプラグ流れが十分に起こ
   るようにすること、 (d) 複数の異種熱可塑性材料層中に存在する熱可
   塑性材料の最も低い軟化温度以上に加熱した金
   型中での実質的なプラグ流れによつて、その複
   数の異種層を、所定の予備形成品に加熱形成
   し、その予備形成品の周辺部を保持時に急速に
   軟化温度以下に冷却すること、 (e) その予備形成品を、直ちに所望の形状および
   大ききさを有するプラスチツク製品に熱形成す
   ること、および (f) そのプラスチツク製品を冷却すること、 工程を含むプラスチツク製品の製造法。 １１ 複数の異種層が少なくとも三つの異種層か
   ら成り、当該層の少なくとも二つの層が類似の熱
   可塑性材料であつて、そして最初と最後の層とな
   るように積層される特許請求の範囲第１０項記載
   の製造法。 １２ プラスチツク製品の形成時に、その最初と
   最後の層が、すべての異種材料層を封入する特許
   請求の範囲第１１項記載の製造法。 １３ 複数の異種層の少なくとも一つの層が配向
   している特許請求の範囲第１０項記載の製造法。 １４ 封入された異種層の少なくとも一つの層が
   配向している特許請求の範囲第１２項記載の製造
   法。 １５ 複数の異種層の少なくとも二つの層が配向
   し、その配向した層が層状の角度配向を形成する
   ように積層される特許請求の範囲第１３項記載の
   製造法。 １６ 封入された異種材料層が少なくとも二層あ
   り、層状の角度配向を形成するように配向および
   積層される特許請求の範囲第１４項記載の製造
   法。 １７ 複数の異種層の少なくとも一つの層がリブ
   を含む特許請求の範囲第１０項記載の製造法。 １８ 封入された異種材料層の少なくとも一つの
   層がリブを含む特許請求の範囲第１２項記載の製
   造法。 １９ 複数の異種層の少なくとも一つの層が粉末
   状熱可塑性材料のブリケツトである特許請求の範
   囲第１０項記載の製造法。 ２０ プラスチツク製品を製造する方法におい
   て、 (a) 複数の同種熱可塑性材料層の少なくとも一つ
   の層を、加熱すべき層におけるいかなる熱可塑
   性材料の融解温度をも越えない温度にまで別々
   に加熱すること、このとき複数の類似層におけ
   る全体としての熱可塑性材料がプラスチツク製
   品を製造するのに十分であること、 (b) 少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成
   工程の直前に、その複数の類似熱可塑性材料層
   を積層すること、 (c) その積層された複数の類似熱可塑性材料層の
   周辺部を保持すること、 (d) その保持され、積層された複数の類似熱可塑
   性材料層を、直ちに所望の形状および大きさを
   有するプラスチツク製品に形成すること、およ
   び (e) そのプラスチツク製品の冷却すること、 の工程を含むプラスチツク製品の製造法。 ２１ 複数の類似層が同じ状態で配向している特
   許請求の範囲第２０項記載の製造法。 ２２ プラスチツク製品を製造する方法におい
   て、 (a) 複数の類似熱可塑性材料層の少なくとも一つ
   の層を、加熱すべき層におけるいかなる熱可塑
   性材料の融解温度をも越えない温度にまで個別
   に加熱すること、このとき複数の類似層におけ
   る全体としての熱可塑性材料がプラスチツク製
   品を製造するのに十分であること、 (b) 少なくとも一つの層の加熱直後、そして形成
   工程の直前に、層状の角度配向を形成するよう
   に、その複数の類似熱可塑性材料層を積層する
   こと、 (c) その複数の類似熱可塑性材料層に対し、潤滑
   処理を行なつて、形成時にその複数の熱可塑性
   材料層のプラグ流れが十分に起こるようにする
   こと、 (d) 複数の類似熱可塑性材料層中に存在する熱可
   塑性材料の最も低い軟化温度以上に加熱した金
   型中での十分なプラグ流れによつて、その複数
   の類似の熱可塑性材料層を所定の予備形成品に
   加熱形成し、その予備形成品の周辺部を保持時
   に急速に軟化温度以下に冷却すること、 (e) その予備形成品を、直ちに所望の形状および
   大きさを有するプラスチツク製品に熱形成する
   こと、および (f) そのプラスチツク製品を冷却すること、 の工程を含むプラスチツク製品の製造法。 ２３ 層の形状が多角形であり、加熱成形後の予
   備形成品の形状が円形であつて、円形の予備形成
   品に近くなるように、また層状の角度配向を形成
   するように、その多角形状の層を積層する特許請
   求の範囲第２２項記載の製造法。 ２４ 多角形状の層が同じ様に配向している特許
   請求の範囲第２３項記載の製造法。 ２５ 層の形状が円形であり、同じ様に配向して
   いる特許請求の範囲第２２項に記載の製造法。