(57)【要約】【課題】意匠面にシワ及びスケを生じさせることなく成形できる成形体の製造方法及びこの成形を行うための成形装置を提供する。【解決手段】本方法は、意匠面を賦形する第１型と裏面を賦形する第２型との間に、加熱繊維質熱可塑性材料を供給するに際し、材料の少なくとも外縁部の一部を第１型から離間配置する工程と、型締めする工程と、型締めした状態で材料を冷却する工程と、を備える。本装置１００は、加熱繊維質熱可塑性材料２００を挟んで冷却しつつ、意匠面２０１を賦形する第１型１１０及び裏面２０２を賦形する第２型１２０と、型締めまでの間、材料の少なくとも外縁部２０３の一部を、第１型から離間させる離間手段１３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
意匠面を賦形する第１型と該意匠面に対する裏面を賦形する第２型との間に、加熱された繊維質熱可塑性材料を供給するにあたって、該繊維質熱可塑性材料の少なくとも外縁部の一部を該第１型から離間させて配置する材料供給工程と、
該第１型と該第２型とを型締めする型締め工程と、
該型締めした状態で該第１型及び該第２型を保持して該繊維質熱可塑性材料を冷却する冷却工程と、を備えることを特徴とする繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
【請求項２】
上記第１型を固定下型として用い、且つ上記第２型を可動上型として用いる請求項１に記載の繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
【請求項３】
上記離間は、低摩擦面を備えるテープ部材の該低摩擦面上に上記加熱された繊維質熱可塑性材料を載せて行う請求項１又は２に記載の繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
【請求項４】
上記テープ部材に対してテンションを付加し、上記テープ部材の中心におけるテンションを、上記繊維質熱可塑性材料の質量をＭ（ｋｇ）とした場合に、０．５Ｍ（ｋｇｆ）以上とする請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
【請求項５】
意匠面と該意匠面に対する裏面とを有する繊維質熱可塑性成形体を成形する成形装置であって、
加熱された繊維質熱可塑性材料を挟んで冷却しつつ、意匠面を賦形する第１型及び該裏面を賦形する第２型と、
該第１型と該第２型との型締めまでの間、該加熱された繊維質熱可塑性材料の少なくとも外縁部の一部を、該第１型から離間させる離間手段と、を備えることを特徴とする成形装置。
【請求項６】
上記第１型は固定下型であり、上記第２型は可動上型であり、且つ上記離間手段は上記繊維質熱可塑性材料を該第１型から浮かせて離間する手段である請求項５に記載の成形装置。
【請求項７】
上記第２型の下降挙動に伴って上記離間手段を上記第１型に向かって押圧下降させる押圧手段を備える請求項６に記載の成形装置。
【請求項８】
上記離間手段の少なくとも上記繊維質熱可塑性材料との接触面は、低摩擦材料からなる請求項５乃至７のうちのいずれかに記載の成形装置。
【請求項９】
上記離間手段はテープ形状である請求項５乃至８のうちのいずれかに記載の成形装置。
【請求項１０】
上記テープ形状である離間手段に対してテンションを付加するテンション付加手段を備える請求項９に記載の成形装置。
【請求項１１】
上記テンションの大きさを調節するテンション調節手段を備える請求項１０に記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維質熱可塑性材料の成形方法及び成形装置に関する。更に詳しくは、加熱した繊維質熱可塑性材料を金型冷却して成形する繊維質熱可塑性材料の成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケナフ等の成長が早く且つ二酸化炭素吸収量が多い植物資源は、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素の固定化等の観点から注目されている。例えば、ケナフから得られたケナフ繊維と熱可塑性樹脂との複合材料は、成形体やパルプ等としての用途が期待されている。なかでも、ケナフ繊維などの繊維質材料と熱可塑性樹脂とが複合された繊維質熱可塑性材料は、軽量でありながら優れた強度を備えており、尚且つ、熱可塑を利用して簡便な方法で複雑な立体成形を行うことができるという優れた特性を併せ有している。
この繊維質材料と熱可塑性樹脂とを含有する複合材料の形成に係る技術としては下記特許文献１及び２が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１７１９３８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２９３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１及び２の技術は、いずれも金型内で加熱を行って賦形する加熱成形に関するものである。一般に、加熱成形は金型の熱膨張等が問題となり、高い成形精度を要する成形には適さない傾向にある。このため、金型で冷却して成形を行う際の問題や、高い表面性を要する意匠面についての成形性等は、上記文献では何ら検討されていない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、加熱した繊維質熱可塑性材料を金型で冷却して成形する繊維質熱可塑性成形体の製造方法において、意匠面にシワ及びスケを生じさせることなく成形できる繊維質熱可塑性成形体の製造方法及びこの成形を行うための成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、加熱した繊維質熱可塑性材料を金型で冷却して成形する繊維質熱可塑性成形体の製造方法において、多くの手直し工数を要し、効率低下の原因となる「シワ」及び「スケ」を更に抑制する方法について検討を行った。
例えば、繊維質熱可塑性材料は、加熱したうえで下型上に載置し、上型を下降させて下型に型締めし、金型内で繊維質熱可塑性材料を冷却した後、上型を引き上げて成形することができる。しかし、「シワ」及び「スケ」を意匠面に生じることがあった。
【０００６】
本発明者らは、上記「シワ」は、金型内に加熱された繊維質熱可塑性材料が引き込まれる際に、過剰な引き込みを生じて折れ重なりを生じ、この折れ重なりが凹部として成形体に残存されてなること、また、上記「スケ」は、上記過剰な引き込みを防止するための拘束に行った結果、その拘束加減が過剰となった場合に得られる成形体に表裏が透ける様に薄く成形されてなること、更には、上記成形を行った際に、上記シワは下型側（意匠面）にしか生じないこと、を知見した。そして、これらは、加熱した繊維質熱可塑性材料を下型に載置した際に、繊維質熱可塑性材料の下型と接触した一部のみが先に冷却されるために生じていることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
即ち、本発明は以下に示す通りである。
（１）意匠面を賦形する第１型と該意匠面に対する裏面を賦形する第２型との間に、加熱された繊維質熱可塑性材料を供給するにあたって、該繊維質熱可塑性材料の少なくとも外縁部の一部を該第１型から離間させて配置する材料供給工程と、
該第１型と該第２型とを型締めする型締め工程と、
該型締めした状態で該第１型及び該第２型を保持して該繊維質熱可塑性材料を冷却する冷却工程と、を備えることを特徴とする繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
（２）上記第１型を固定下型として用い、且つ上記第２型を可動上型として用いる上記（１）に記載の繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
（３）上記離間は、低摩擦面を備えるテープ部材の該低摩擦面上に上記加熱された繊維質熱可塑性材料を載せて行う上記（１）又は（２）に記載の繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
（４）上記テープ部材に対してテンションを付加し、上記テープ部材の中心におけるテンションを、上記繊維質熱可塑性材料の質量をＭ（ｋｇ）とした場合に、０．５Ｍ（ｋｇｆ）以上とする上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の繊維質熱可塑性成形体の製造方法。
（５）意匠面と該意匠面に対する裏面とを有する繊維質熱可塑性成形体を成形する成形装置であって、
加熱された繊維質熱可塑性材料を挟んで冷却しつつ、意匠面を賦形する第１型及び該裏面を賦形する第２型と、
該第１型と該第２型との型締めまでの間、該加熱された繊維質熱可塑性材料の少なくとも外縁部の一部を、該第１型から離間させる離間手段と、を備えることを特徴とする成形装置。
（６）上記第１型は固定下型であり、上記第２型は可動上型であり、且つ上記離間手段は上記繊維質熱可塑性材料を該第１型から浮かせて離間する手段である上記（５）に記載の成形装置。
（７）上記第２型の下降挙動に伴って上記離間手段を上記第１型に向かって押圧下降させる押圧手段を備える上記（６）に記載の成形装置。
（８）上記離間手段の少なくとも上記繊維質熱可塑性材料との接触面は、低摩擦材料からなる上記（５）乃至（７）のうちのいずれかに記載の成形装置。
（９）上記離間手段はテープ形状である上記（５）乃至（８）のうちのいずれかに記載の成形装置。
（１０）上記テープ形状である離間手段に対してテンションを付加するテンション付加手段を備える上記（９）に記載の成形装置。
（１１）上記テンションの大きさを調節するテンション調節手段を備える上記（１０）に記載の成形装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の繊維質熱可塑性成形体の製造方法によれば、意匠面にシワ及びスケを生じさせることなく繊維質熱可塑性成形体を得ることができる。
第１型を固定下型として用い、且つ第２型を可動上型として用いる場合は、冷却時の収縮により繊維質熱可塑性成形体の裏面側が第２型に張着された状態で開型される。このため成形体の離型効率がよく、意匠面を傷めることも防止できる。更に、成形体を離型している間に第１型上に加熱した繊維質熱可塑性材料を供給することができ、製造効率がよい。
離間を低摩擦面を備えるテープ部材の該低摩擦面上に加熱された繊維質熱可塑性材料を載せて行う場合は、成形時に型内に繊維質熱可塑性材料が引き込まれることを過度に抑制することがなくシワ及びスケをより効果的に防止できる。
テープ部材に対してテンションを付加し、上記テープ部材の中心におけるテンションを、繊維質熱可塑性材料の質量をＭ（ｋｇ）とした場合に、０．５Ｍ（ｋｇｆ）以上とする場合は、特にシワ及びスケの防止効果が高く、尚かつ成形効率にも優れる。
本発明の成形装置によれば、意匠面にシワ及びスケを生じさせることなく繊維質熱可塑性成形体を得ることができる。
第１型が固定下型であり、第２型が可動上型であり、且つ離間手段が繊維質熱可塑性材料を第１型から浮かせて離間する手段である場合は、冷却時の収縮により繊維質熱可塑性成形体の裏面側が第２型に張着された状態で開型される。このため成形体の離型効率がよく、意匠面を傷めることも防止できる。更に、成形体を離型している間に第１型上に加熱した繊維質熱可塑性材料を供給することができ、製造効率がよい。
第２型の下降挙動に伴って離間手段を第１型に向かって押圧下降させる押圧手段を備える場合は、金型と繊維質熱可塑性材料との離間期間をより長くでき、シワ及びスケの発生を効果的に抑制できる。
離間手段の少なくとも繊維質熱可塑性材料との接触面が低摩擦材料からなる場合は、成形時に型内に繊維質熱可塑性材料が引き込まれることを過度に抑制することがなくシワ及びスケをより効果的に防止できる。
離間手段がテープ形状である場合は、厚さが薄くまた接触面積が小さいため繊維質熱可塑性材料から特に熱を奪い難く、また成形を阻害しない。
テープ形状である離間手段に対してテンションを付加するテンション付加手段を備える場合は、特にシワ及びスケが効果的に抑制された成形を行うことができ、尚かつ成形効率にも優れる。
テンションの大きさを調節するテンション調節手段を備える場合は、製造時に経時変化及び条件変化等に伴って適宜テンションの調節を行って、テンションを好ましい範囲に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
［１］繊維質熱可塑性成形体の製造方法
本発明の繊維質熱可塑性成形体の製造方法は、意匠面を賦形する第１型と該意匠面に対する裏面を賦形する第２型との間に、加熱された繊維質熱可塑性材料を供給するにあたって、該繊維質熱可塑性材料の少なくとも外縁部の一部を該第１型から離間させて配置する材料供給工程と、
該第１型と該第２型とを型締めする型締め工程と、
該型締めした状態で該第１型及び該第２型を保持して該繊維質熱可塑性材料を冷却する冷却工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記「材料供給工程」は、意匠面を賦形する第１型と、意匠面に対する裏面を賦形する第２型との間に、加熱された繊維質熱可塑性材料を供給するにあたって、繊維質熱可塑性材料の少なくとも外縁部の一部を第１型から離間させて配置する工程である。
【００１１】
上記「第１型」は、意匠面を賦形する金型であり、上記「第２型」は、裏面を賦形する金型である。これら第１型及び上記第２型は、加熱された繊維質熱可塑性材料を互いの金型間に挟んで冷却して繊維質熱可塑性材料を賦形する金型である。この第１型及び第２型は、各々どちらが固定型であってもよく、どちらが可動型であってもよく、更には両方が可動型であってもよい。更に、これらの型は上下に開閉する型であってもよく、横方向（左右）に開閉する型であってもよい。
【００１２】
これらのなかでは、上下に開閉する型であることが好ましい。第１型と第２型とが上下に開閉されることにより、横方向に開閉する型に比べて、繊維質熱可塑性材料の重量を均等に配分できるために成形体の全面にわたってより均質な成形を行うことができる。
【００１３】
更に、第１型を下型とし、且つ第２型を上型とすることが好ましい。通常、意匠面は凸形状（凸部が主となる形状）として形成され、裏面はこれに対する凹形状（凹部が主となる形状）となる。そして、冷却時の収縮により繊維質熱可塑性成形体の凹形状である裏面側が第２型に張着された状態で開型されることとなる。このように得られる成形体を上型に張着させて開型できることで成形体の離型効率を向上させることができる。即ち、意匠面を傷めることなく、繊維質熱可塑性成形体の自重を利用して簡単に離型させることができる。更に、成形体を離型している間に下型（第１型）上に加熱した繊維質熱可塑性材料を供給できる。従って、この構成（第１下型と第２上型）では製造効率が向上される。また、特に第１型が固定された下型（即ち、固定下型）であって、第２型が可動される上型（即ち、可動上型）であることが好ましい。この構成（第１固定下型と第２可動上型）では、装置をより簡便にでき、設備コストをより少なく抑えることができる。
尚、第１型及び第２型は、各々１つの金型からなってもよく、２つ以上のパーツからなってもよい。
【００１４】
上記「意匠面」は、繊維質熱可塑性成形体の面のうち使用時に表側に配置される面である。換言すれば、意匠面は視認される側の面である。この意匠面は表側に配置されるために高い加工精度が要求される。特に成形後又は成形時にシボ模様やエンボス模様等の凹凸量が小さい模様（例えば５ｍｍ以下の凸又は凹）が施される場合にはシワ及びスケをより確実に抑制することが要求される。このような模様の形成は、意匠面に模様が形成された別体の表層を被覆して形成してもよく、意匠面自体に形成してもよい。即ち、通常、意匠面は意匠が施されるための面又は意匠が施された面である。
上記「裏面」は、意匠面に対する反対面である。
【００１５】
上記「繊維質熱可塑性材料」は、成形されて繊維質熱可塑性成形体となる材料である。この繊維質熱可塑性成形体としては、通常、繊維マットを予備成形して形成した板状体のボード、即ち、繊維質熱可塑性ボードを用いる。その他、上記繊維マット（即ち、繊維質熱可塑性繊維マット体）を用いることもできる。また、繊維質熱可塑性材料は、繊維質材料と熱可塑性樹脂とを含有する。
繊維質材料は、繊維状をなす材料であり、有機物であっても、無機物であってもよい。有機物の繊維質材料としては、植物及び動物に由来する天然繊維が挙げられる。即ち、例えば、植物に由来する天然繊維としては、ケナフ、マニラ麻、サイザル麻、ジュート麻、綿花、雁皮、三椏、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹及び各種針葉樹（スギ及びヒノキ等）などの植物から得られる繊維（木質性及び非木質性を問わず、更には、採取部位を問わない）が挙げられる。また、動物に由来する天然繊維としては、各種動物から得られる毛が挙げられる。これらの天然繊維は１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
これらのなかでも、本発明の製造方法では、加熱の影響を受け難い植物に由来する天然繊維を用いることが好ましい。尚、繊維質材料の最大長も特に限定されないが３０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
一方、熱可塑性樹脂は、特に限定されず種々のものを用いることができる。即ち、例えば、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエステル樹脂｛（ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル樹脂）、（ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエチレン樹脂）｝、ポリスチレン、ポリアクリル樹脂（メタアクリレート、アクリレート等）、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
尚、上記ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸を構成単位とするポリＬ−乳酸、Ｄ−乳酸を構成単位とするポリＤ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸とを構成単位とするポリＤＬ−乳酸、及びこれらの各種ポリ乳酸の混合物を含む。更に、上記ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸及びポリ−ＤＬ乳酸は、各々の種類の乳酸のみが重合された単独重合体であってもよく、乳酸以外の他の単量体が共重合された共重合体であってもよい。
【００１７】
上記繊維質熱可塑性材料に含有される繊維質材料及び熱可塑性樹脂の合計量は特に限定されないが、繊維質熱可塑性材料全体を１００質量％とした場合に、通常、繊維質材料と熱可塑性樹脂とを合計で５０質量％以上（好ましくは７０〜９９．５質量％、１００質量％であってもよい）含有する。
更に、繊維質材料と熱可塑性樹脂との合計を１００質量％とした場合に、繊維質材料は１０質量％以上（より好ましくは２０〜９０質量％、更に好ましくは３０〜８０質量％、通常９５質量％以下）であることが好ましい。この範囲では、前述の加熱した繊維質熱可塑性材料を金型冷却する際のシワ及びスケが問題となるために、本製造方法を用いる効果を特に得やすいからである。
【００１８】
上記繊維質熱可塑性材料には、繊維質材料及び熱可塑性樹脂以外にも他の成分が含有されてもよい。他の成分としては、各種充填剤（増量剤、補強剤）、帯電防止剤、紫外線吸収剤、耐候剤、酸化防止剤、老化防止剤、難燃剤、滑剤、抗菌剤、着色剤等が挙げられる。
上記充填剤としては、無機フィラーを用いることができ、例えば、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、合成ケイ酸及び珪石粉等が挙げられる。更に、これらの無機フィラーの形状は特に限定されず、例えば、粒状、薄片状及び針状等とすることができる。また、無機フィラーの大きさも特に限定されず、例えば、粒子径１００ｎｍ〜１０μｍが好ましい。
【００１９】
また、繊維質熱可塑性材料の形状は、特に限定されず板状体であればよい。この厚さは特に限定されないが、３０ｍｍ以下（好ましくは０．１〜２０ｍｍ、更に好ましくは０．５〜１０ｍｍ）であることが好ましい。厚さがこの範囲であれば、本発明の製造方法を用いることによるシワ及びスケを抑制する効果を特に得やすい。
更に、繊維質熱可塑性材料の大きさも特に限定されないが、通常、平面積が０．１ｍ２以上（好ましくは０．２０〜２５ｍ２、更に好ましくは０．５０〜５ｍ２）である。この範囲の大きさでは、本発明の製造方法を用いることによるシワ及びスケを抑制する効果を特に得やすい。尚、繊維質熱可塑性材料の平面形状は特に限定されない。
【００２０】
上記「加熱」は、繊維質熱可塑性材料に含まれる熱可塑性樹脂を軟化させて可塑性を与えるための加熱である。従って、加熱の程度は繊維質熱可塑性材料を構成する熱可塑性樹脂の種類に応じた適宜の温度とすることが好ましい。即ち、例えば、ポリプロピレンを用いる場合、加熱は繊維質熱可塑性材料の温度が１７０℃以上（より好ましくは１８０〜２２０℃、通常２３０℃以下）となるように加熱を行うことが好ましい。また、ポリ乳酸を用いる場合、加熱は繊維質熱可塑性材料の温度が１７０℃以上（より好ましくは１８０〜２１０℃、通常２２０℃以下）とすることが好ましい。
【００２１】
上記「離間」は、繊維質熱可塑性材料の少なくとも外縁部の一部と第１型とが接触しないように離すことである。
上記「少なくとも外縁部の一部」は、外縁部の一部のみであってもよく、外縁部の全部であってもよい。一部のみを離間させる場合は、得られる成形体においてより凹凸量が多い（より高低差が激しい）部分に近い外縁部を離間させることが好ましい。凹凸量が多い部分では、繊維質熱可塑性材料の引き込み量も多くスケが発生しやすく、また、引き込み量が多いためにシワを生じる確立も高いからである。尚、外縁部を除いた部位（中央部など）は離間させてもよく、離間させなくとてもよい。
【００２２】
また、上記第１型からの離間を保つ期間は特に限定されず、型締めを行うまでの間の任意の期間である。通常、離間期間が長いほど、シワ及びスケの発生を効果的に抑制できる。即ち、第１型は冷却を目的とする型であるために、第１型との接触により急激に加熱した繊維質熱可塑性材料のその部位（接触部位）の温度低下を生じ、接触部位（特に接触表面）の熱可塑性樹脂が固化される。この固化を抑制する目的で上記離間を行うため、第１型と第２型との結合のより間際まで離間されていることが好ましい。
離間期間は特に限定されないが、第１型と繊維質熱可塑性材料との接触時間は型締め完了までに３０秒以下（より好ましくは２５秒以下、更に好ましくは２０秒以下）とすることが好ましい。
【００２３】
例えば、第１固定下型と第２可動上型とを用いる場合に、この離間期間をより長く（接触時間をより短く）しつつ、十分な作業効率をも得るには、第２型の可動に伴って繊維質熱可塑性材料の位置を第１型に次第に近接させることが好ましい。即ち、例えば、後述する「第２型の下降挙動に伴って離間手段を第１型に向かって押圧下降させる押圧手段を備える」成形装置などを使用することが好ましい。このような型の挙動に連動して繊維質熱可塑性材料を第１型に次第に近づける機構を備えることで、上記離間期間をより長くできる。
【００２４】
また、上記離間を行う際に、加熱された繊維質熱可塑性材料の外縁部をクランプ等により掴持して第１型から離間させることもできるが、これでは型内への繊維質熱可塑性材料の引き込みを過度に制限し過ぎる傾向にある。このため、支持部材上に繊維質熱可塑性材料を載せて離間させることが好ましい。即ち、拘束手段（クランプなど）を用いることなく、繊維質熱可塑性材料の特に外縁部の型内への引き込みを阻害しないように離間させることが好ましい。
【００２５】
このような支持部材としては、繊維質熱可塑性材料との摩擦により上記引き込みを阻害しないように、より低摩擦な表面を有する（低摩擦面を備える）部材（例えば、動摩擦係数が０．０４〜０．４、より好ましくは０．０４〜０．３）が好ましい。このような材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール、ポリアミド及びポリオレフィン等が挙げられる。
また、加熱された繊維質熱可塑性材料に対して十分な耐熱性を有する部材（例えば、１８０℃以上、２００℃以下でもよい）であることが好ましい。このような材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール、モノマーキャストポリアミド等が挙げられる。
【００２６】
更に、繊維質熱可塑性材料の熱を奪わないように熱伝導が低い部材｛例えば、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、好ましくは０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、通常０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上）｝であることが好ましい。このような材料としては、各種樹脂材料が広く挙げられる。
また、繊維質熱可塑性材料の重量を支持できるだけの十分な強度を有することが好ましい。
これらの種々の条件をより多く充足する材料として、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール、及びモノマーキャストポリアミドが好ましく、特に低摩擦であることからポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
【００２７】
また、支持部材の形状は特に限定されないが、型締めを阻害しないようにより薄い部材（例えば１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、通常０．０１ｍｍ以上）であることが好ましい。従って、支持部材はテープ形状（テープ部材）であることが好ましい。このテープ部材は、上記好ましい樹脂のみからなってもよいが、耐熱性を有する高強度繊維により内部補強されたものであることが好ましい。耐熱性を有する高強度繊維としては、ガラス繊維（ガラスクロス等を含む）、ポリイミド繊維（ポリイミドクロス等を含む）などが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
更に、テープ部材のテープ幅は特に限定されず、繊維質熱可塑性材料の外縁部（通常、離型後に不要部として除去される）の大きさに合わせて適宜のテープ幅とすることが好ましいが、例えば、１〜１０ｃｍとすることができる。
【００２８】
また、テープ部材を使用する際には、テープ部材に対してテンションを付加することが好ましい。このテンション量は特に限定されないが、テープ部材の中心におけるテンションが繊維質熱可塑性材料の質量をＭ（ｋｇ）とした場合に、０．５Ｍ（ｋｇｆ）以上｛より好ましくは０．５Ｍ〜３Ｍ（ｋｇｆ）、更に好ましくは０．８Ｍ〜１．７Ｍ（ｋｇｆ）｝となることが好ましい。
更に、テンションはテープ部材に対して一方端側だけから付加されてもよいが、テープ部材の全体により均質にテンションが付加されることが好ましいため、テープの両端から均等にテンションを付加することが好ましい。
【００２９】
上記「型締め工程」は、第１型と第２型とを型締めする工程である。型締めにおける諸条件は特に限定されず、例えば、加圧を行ってもよく、加圧を行わなくてもよい。
【００３０】
上記「冷却工程」は、型締めした状態で第１型及び第２型を保持して繊維質熱可塑性材料を冷却する工程である。
上記「冷却」は、繊維質熱可塑性材料を第１型と第２型との間に挟んで行う。各金型の温度は特に限定されないが、通常、使用環境における温度であることが好ましい。即ち、例えば、１０〜５０℃程度であり、成形性の観点から２０〜４０℃であることが好ましい。加熱された繊維質熱可塑性材料から金型が温度を奪うが、十分な放熱性を有することでほぼ一定の金型温度を保持することができる。
上記冷却スピードは特に限定されないが、金型と接触している間の降温スピードは０．５〜２０℃／秒（より好ましくは１〜１０℃／秒、更に好ましくは３〜８℃／秒）であることが好ましい。降温スピードがこの範囲であれば、成形効率と高精度な成形性とを両立させることができる。
【００３１】
本発明の製造方法では、上記材料供給工程、型締め工程、及び冷却工程以外にも他の工程を備えることができる。他の工程としては、材料供給工程前に行う繊維質熱可塑性材料を加熱する材料加熱工程、冷却工程後に行う開型工程、開型工程後に行う繊維質熱可塑性成形体の離型工程などが挙げられる。
【００３２】
本発明の製造方法で得られる繊維質熱可塑性成形体は、繊維質熱可塑性材料を成形されてなり、意匠面と裏面とを有する。また、得られる繊維質熱可塑性成形体の形状は特に限定されないが、特に５ｃｍ以上（更には１０ｃｍ以上、通常１２０ｃｍ以下）の凹凸（最低位置と最高位置における高低差）を有する場合には、本発明の製造方法を用いることによるシワ及びスケを抑制する効果を特に得やすい。
【００３３】
尚、上記シワは、金型内に加熱された繊維質熱可塑性材料が引き込まれる際に、過剰な引き込みを生じて折れ重なりを生じ、この折れ重なりが凹部として繊維質熱可塑性成形体に残存されてなる不具合である。シワを生じると、例えば、意匠面上に更に被覆を行ったとしてもその凹部は表側から視認されてしまうこととなる。シワによる凹部は、通常、０．２ｍｍ以上である。また、スケは、過剰な引き込みを防止するための拘束を行った結果、その拘束加減が過剰となった場合に繊維質熱可塑性成形体の表裏が透けて見えるようになる不具合である。スケを生じると、例えば、意匠面上に更に被覆を行うに際して、被覆材を吸引付着させると、スケ部分が吸引力に耐えられず凹んだり穴開きとなり、凹部等として表側から視認されてしまうこととなる。
【００３４】
本発明の成形体の用途は特に限定されない。この成形体としては、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。即ち、自動車ドアトリム、各種インストルメントパネル、シート構造材、シートバックボード、コンソールボックス、自動車ダッシュボード、デッキトリム、バンパー、スポイラー及びカウリング等が挙げられる。更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材が挙げられる。即ち、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材等が挙げられる。その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材及びパーティション部材等も挙げられる。
【００３５】
［２］成形装置
本発明の成形装置１００は、意匠面３０１と該意匠面に対する裏面３０２とを有する繊維質熱可塑性成形体３００を成形する成形装置であって、
加熱された板状体の繊維質熱可塑性材料２００を挟んで冷却しつつ、意匠面２０１を賦形する第１型１１０及び該裏面２０２を賦形する第２型１２０と、
該第１型１１０と該第２型１２０との型締めまでの間、該加熱された繊維質熱可塑性材料２００の少なくとも外縁部２０３の一部を、該第１型１１０から離間させる離間手段１３０と、を備えることを特徴とする。
【００３６】
上記「第１型」、上記「第２型」、上記「意匠面」、上記「裏面」、上記「繊維質熱可塑性材料」、繊維質熱可塑性材料の上記「少なくとも外縁部の一部」、繊維質熱可塑性材料の上記「加熱」、及び、繊維質熱可塑性材料の上記「冷却」については前記製造方法における各々をそのまま適用できる。
【００３７】
以下、図１〜７を用いて説明する。
成形装置１００は、上記のように第１型１１０と第２型１２０とを有する。第１型及び第２型は、横開閉型であってもよいが、上下開閉型であることが好ましい。上下開閉型であることにより、横開閉型に比べて、繊維質熱可塑性材料の重量を均等に配分できるために成形体の全面にわたってより均質な成形を行うことができる。
【００３８】
更に、第１型は上型であってもよいが下型であることが好ましく、第２型は下型であってもよいが上型であることが好ましい。通常、意匠面は凸形状（凸部が主となる形状）として形成され、裏面はこれに対する凹形状（凹部が主となる形状）となる。そして、冷却時の収縮により繊維質熱可塑性成形体の凹形状である裏面側が第２型に張着された状態で開型されることとなる。このように得られる成形体を上型に張着させて開型できることで成形体の離型効率を向上させることができる。従って、意匠面を傷めることなく、繊維質熱可塑性成形体の自重を利用して簡単に離型させることができる。更に、成形体を離型している間に下型（第１型）上に加熱した繊維質熱可塑性材料を供給できる。従って、この構成（第１下型と第２上型）では製造効率が向上される。
特に、第１型は上型であって且つ固定型（固定上型）であることが好ましく、第２型は下型であって且つ可動型（可動下型）であることが好ましい。この構成では装置をより簡便にでき、設備コストをより少なく抑えることができる。
【００３９】
上記離間手段１３０は、第１型１１０と第２型１２０との型締めまでの間、加熱された繊維質熱可塑性材料２００の少なくとも外縁部２０３の一部を、第１型１１０から離間させる手段である。
この離間手段は第１型から繊維質熱可塑性材料を離間させることができればよく、その構成等は特に限定されないが、例えば、繊維質熱可塑性材料を支持する支持部材（材料を載せる部材）、掴持する掴持部材（クランプによる掴持等）、吊持する吊持部材（クランプによる吊持等）などを用いることができる。これらのなかでは支持部材を用いることが好ましい。繊維質熱可塑性材料の特に外縁部の型内への引き込みを阻害しないからである。また、支持部材を摩擦係数の大小で選択することにより、型内への繊維質熱可塑性材料の引き込みを過度に制限することなく、適度に制限することもできる。
即ち、上記支持部材を用いる場合には、繊維質熱可塑性材料を第１型から浮かせて離間する手段として用いることができる。この支持部材としては、前記製造方法における支持部材をそのまま適用できる。
【００４０】
また、本発明の成形装置１００は、第２型１２０の下降挙動に伴って離間手段１３０を第１型１１０に向かって押圧下降させる押圧手段１４０を備えることが好ましい。特に第２型１２０の下降に伴って繊維質熱可塑性材料２００の位置を第１型１１０に次第に近接させられることが好ましい。また、押圧手段１４０は、繊維質熱可塑性材料２００の外縁部２０３を押圧する手段であることが好ましい。
【００４１】
押圧手段１４０を備えることで、第１型１１０の挙動に連動して繊維質熱可塑性材料２００を第１型１１０に次第に近づけることができる。これにより、シワ及びスケの発生をより効果的に抑制できる。即ち、第１型１１０との接触による繊維質熱可塑性材料２００の急激な温度低下を防止できるために、離間期間が長いほどシワ及びスケの発生を抑制できるからである。更に、この押圧手段１４０が繊維質熱可塑性材料２００の外縁部２０３を押圧することで、熱可塑性樹脂の温度低下を外縁部２０３のみに留めることができる。
この押圧手段１４０の構成は特に限定されないが、例えば、上型（第１型１２０）と共に基体１７０（上型基体）に固定された板状体を用いることができる。この板状体の構成は特に限定されないが、上記支持部材と同じ目的を要するため、形状（厚さ及びテープ幅など）以外の点において上記支持部材をそのまま適用できる。即ち、より低摩擦な表面を有し、十分な耐熱性を有し、熱伝導が低く、且つ十分な強度を有することが好ましい。更に、この板状体には緩衝機構１４１が付加されていることが好ましい。
【００４２】
また、離間手段１３０の少なくとも繊維質熱可塑性材料２００との接触面１３１は、低摩擦材料からなることが好ましい。この低摩擦材料としては、前記支持部材における低摩擦材料をそのまま適用できる。
更に、離間手段１３０がテープ形状である場合には、離間手段１３０対してテンションを付加するテンション付加手段１５０を備えることが好ましい。テンション付加手段の構成は特に限定されないが、バネ（弦巻バネ、板バネ）及びダンパ（エアダンパ、液体ダンパ）等を用いることができる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４３】
また、上記テンションの大きさは特に限定されないが、テープ部材（離間手段１３０）の中心におけるテンションが繊維質熱可塑性材料２００の質量をＭ（ｋｇ）とした場合に、０．５Ｍ（ｋｇｆ）以上（より好ましくは０．５Ｍ〜３Ｍ（ｋｇｆ）、更に好ましくは０．８Ｍ〜１．７Ｍ（ｋｇｆ）となることが好ましい。
更に、テンションはテープ部材（離間手段１３０）に対して一方端側だけから付加されてもよいが、テープ部材の全体により均質にテンションが付加されることが好ましいため、テープ部材の両端から均等にテンションを付加できることが好ましい。従って、テンション付加手段１５０はテープ部材の両端に各々配置されることが好ましい。
【００４４】
また、上記テンションの大きさを調節するテンション調節手段１６０を備えることが好ましい。テンション調節手段を備えることで、製造時に経時変化及び条件変化等に伴って適宜テンションの調節を行って、テンションを好ましい範囲に保持することができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］実施例１
図１〜４に示す成形装置を用いて、図５〜７に示すフローに従って以下の成形条件で４０枚の繊維質熱可塑性材料を成形し、ドアトリム（繊維質熱可塑性成形体）の製造を行った。その結果、スケは確認されず、シワは７個（箇所）認められた。
【００４６】
図１〜４に示す成形装置１００は、固定上型である第１型１１０を備える。また、可動下型である第２型１２０を備える。更に、接触面１３１が低摩擦材料からなるテープ部材からなる離間手段１３０を備える。この離間手段１３０は、支持体１３２を介してスライダ１５１、テンション付加手段１５０及びテンション調節手段１６０とこの順で左右端で同様に連接されている。また、第２型１２０の下降挙動に伴って離間手段１３０を第１型１１０に向かって押圧下降させることができ、第１型１２０と共に基体１７０に固定された板状体を備え、且つ緩衝機構１４１を備える押圧手段１４０を備える。
【００４７】
図５における（１）は材料供給工程であり、（２）は第２型１２０の下降に伴って押圧手段１４０も下降される様子であり、（３）は押圧手段１４０が離間手段１３０及び繊維質可塑性材料の外縁部２０３を押圧する様子である。また、図６における（４）は押圧手段１４０により離間手段１３０及び繊維質可塑性材料の外縁部２０３を第１型１１０に当接する様子であり、（５）は型締め工程及び冷却工程であり、（６）は開型工程である。更に、図７における（７）は離型工程である。
【００４８】
（１）繊維質熱可塑性材料；ケナフ繊維と熱可塑性樹脂（ポリプロピレン樹脂）との５０／５０（質量％）混合材料を厚さ２．５ｍｍに圧縮成形した縦８００ｍｍ×横１２００ｍｍ、重さ１．８ｋｇの板状体。
（２）繊維質熱可塑性材料の加熱温度；２１０℃
（３）金型温度；３０℃（室温３０℃）
（４）型締め開始から完了までの時間；１５秒
（５）離間手段；芯材にガラスクロスを用いたポリテトラフルオロエチレン成形体、厚さ０．２ｍｍ、テープ幅３ｃｍ、
（６）テンション：テープ中央部において２ｋｇｆ
【００４９】
［２］比較例１
同様にして、離間手段１３０及びこれに付帯するテンション付加手段１５０、スライダ１５１、及びテンション調節手段１６０を備えない以外は図１〜４に示す成形装置と同じである図８の成形装置を用いて上記成形条件で４０枚の繊維質熱可塑性材料の成形を行った。その結果、スケは確認されず、シワは１０７個（箇所）認められた。
【００５０】
［３］実施例１及び比較例１の効果
これら実施例１及び比較例１の結果から、上記離間手段を備えることで、シワの発生率を１／１５以下に抑制できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の植物性複合材料及びこれを用いた成形体は、自動車関連分野及び建築関連分野などにおいて広く利用される。上記自動車関連分野においては、自動車の内装材、外装材及び構造材等として好適である。即ち、例えば、ドアトリム、インストルメントパネル、シート構造材、シートバックボード、コンソールボックス、ダッシュボード及びデッキトリム等として利用される。また、鉄道車両、船舶及び飛行機等の各種移動手段及び輸送手段等においても同様に利用される。更に、上記建築関連分野においては、各種建築物の内装材、外装材及び構造材として好適である。即ち、例えば、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の成形装置の一例を側面視した場合の模式的な断面図である。
【図２】本発明の成形装置の一例を正面視した場合の模式的な断面図である。
【図３】本発明の成形装置の一例の上型を除いた状態における模式的な正面図である。
【図４】本発明の成形装置の一例の模式的な斜視図である。
【図５】本発明の製造方法の一例の一部を示すフロー図である。
【図６】本発明の製造方法の一例の図５に続く一部を示すフロー図である。
【図７】本発明の製造方法の一例の図６に続く一部を示すフロー図である。
【図８】従来の成形装置の一例の側面視した場合の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００；成形装置、１１０；第１型、１２０；第２型、１３０；離間手段、１３１；接触面、１３２；支持体（フレーム）、１４０；押圧手段、１４１；緩衝機構（シリンダ）、１５０；テンション付加手段（バネ）、１５１；スライダ、１６０；テンション調節手段、１７０；基体、２００；繊維質熱可塑性材料、２０１；意匠面、２０２；裏面、２０３；外縁部、３００；繊維質熱可塑性成形体、３０１；意匠面、３０２；裏面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008137240.tif 000008
【図７】
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【図８】
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