(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金型部分で形成されるキャビティで成形体を賦型する成形用金型であって、
前記キャビティ面近傍に該キャビティ面を少なくとも冷却することができる第一の温度調節手段と、該第一の温度調節手段の前記キャビティ面とは反対側に、前記キャビティ面を少なくとも加熱することができる第二の温度調節手段とを備え、
前記キャビティ面から前記第一の温度調節手段までの距離Ｌ０と、前記キャビティ面から該キャビティ面とは反対側の面までの距離Ｌ１が、下記の関係を満たし、
（Ｌ１／Ｌ０）＞３
前記金型部分は、前記第一の温度調節手段を有する第一部分と、前記第二の温度調節手段を有する第二部分とを備え、
前記金型部分において、前記第一部分の体積Ｖ（Ｉ）と前記金型部分の体積Ｖ０とが、下記の関係を満たし、
１．３＜（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＜３
前記第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）が、前記第二部分の材質の熱伝導率Ｃ（II）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）の３．５倍以上、および／または、前記第一部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）が、前記第二部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）の３．５倍以上である成形用金型。
【請求項２】
前記第一の温度調節手段から前記第二の温度調節手段までの距離Ｌ２が、下記の関係を満たす請求項１記載の成形用金型。
Ｌ２＞Ｌ０
【請求項３】
前記第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）が、１００Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ以上である請求項１または２に記載の成形用金型。
【請求項４】
前記第一部分の材質の硬度ＨＢが２００以上である請求項１から３いずれか１項記載の成形用金型。
【請求項５】
前記第一部分の材質の硬度ＨＢが２５０以上である請求項４記載の成形用金型。
【請求項６】
前記キャビティ面を冷却する際、前記第一部分と前記第二部分とが離間可能である請求項１から５いずれか１項に記載の成形用金型。
【請求項７】
前記第一の温度調節手段が、冷却用媒体が流通する冷却媒体通路を複数備えてなり、該複数の冷却媒体通路に同温度の冷却媒体を同時に流通させるマニホールドを少なくとも一つ有する請求項１から６いずれか１項記載の成形用金型。
【請求項８】
型締め時に前記キャビティを減圧するための減圧経路を有する請求項１から７いずれか１項記載の成形用金型。
【請求項９】
強化繊維と熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂繊維複合材料を、複数の金型部分で形成されるキャビティを有する金型で圧縮成形して複合成形体を得る圧縮成形方法であって、
前記金型のキャビティに、前記熱可塑性樹脂繊維複合材料を挿入した後、前記金型を型締めし、前記キャビティ面を前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度以上の加熱温度まで昇温して前記熱可塑性樹脂を溶融する第一の工程と、
該第一の工程後、前記金型を型締めした状態で前記キャビティ面を、前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度未満の冷却温度まで降温して前記熱可塑性樹脂を冷却固化し、その後、前記金型を開放して、前記複合成形体を取り出す第二の工程と、を備え、
前記第一の工程における昇温速度が３０℃／分以上であり、前記第二の工程における降温速度が３０℃／分以上であり、かつ前記加熱温度と前記冷却温度との差が８０℃以上であり、
前記金型部分は、前記第一の温度調節手段を有する第一部分と、前記第二の温度調節手段を有する第二部分とを備え、
前記金型部分において、前記第一部分の体積Ｖ（Ｉ）と前記金型部分の体積Ｖ０とが、下記の関係を満たし、
１．３＜（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＜３
前記第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）が、前記第二部分の材質の熱伝導率Ｃ（II）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）の３．５倍以上、および／または、前記第一部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）が、前記第二部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）の３．５倍以上である圧縮成形方法。
【請求項１０】
前記キャビティに前記熱可塑性樹脂繊維複合材料を挿入する時の前記キャビティ面の温度が、前記熱可塑性樹脂繊維複合材料を構成する熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度未満の冷却温度に維持されている請求項９記載の圧縮成形方法。
【請求項１１】
前記昇温速度が８０℃／分以上であり、降温速度が１００℃／分以上であり、かつ、前記加熱温度と前記冷却温度との差が１００℃以上である請求項９または１０記載の圧縮成形方法。
【請求項１２】
前記昇温速度が１５０℃／分以上であり、降温速度が２００℃／分以上あり、前記加熱温度と前記冷却温度との差が１２０℃以上である請求項１１記載の圧縮成形方法。
【請求項１３】
前記熱可塑性樹脂繊維複合材料が、前記強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなる請求項９から１２いずれか１項記載の圧縮成形方法。
【請求項１４】
前記強化繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリベンザゾール系繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、金属繊維、およびセラミック繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項９から１３いずれか１項記載の圧縮成形方法。
【請求項１５】
前記熱可塑性樹脂繊維複合材料が布帛である請求項９から１４いずれか１項記載の圧縮成形方法。
【請求項１６】
前記熱可塑性樹脂が結晶性樹脂であり、かつ、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、および熱可塑性ポリエーテルイミドからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項９から１５いずれか１項記載の圧縮成形方法。
【請求項１７】
前記第一の温度調節手段が、冷却用媒体が流通する冷却媒体通路を複数備えてなり、該複数の冷却媒体通路に同温度の冷却媒体を同時に流通させるマニホールドを少なくとも一つ有し、
前記第一部分のうち複数の冷却媒体通路の中心軸を結んで形成される平面と金型キャビティ面とで挟まれた部分の体積Ｖ(III)（ｃｍ３）と、冷却時の冷却媒体の流量Ａ｛Ｌ（ｃｍ３）／分｝との比（Ａ／Ｖ(III)）で表される冷却効率が、１５／分以上である請求項９から１６いずれか１項記載の圧縮成形方法。
【請求項１８】
前記第二部分の総加熱能力容量ｋＷ／前記第一部分の重量ｋｇで表される前記金型部分の加熱時の加熱密度が、０．６ｋｗ／ｋｇ以上である請求項１７記載の圧縮成形方法。
【請求項１９】
前記キャビティ面を冷却する際、前記第一部分と前記第二部分とが離間可能である請求項９から１８いずれか１項記載の圧縮成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱可塑性樹脂繊維複合材料からなる複合成形体を圧縮成形する成形用金型および圧縮成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種機械および自動車等の構造部品、圧力容器、および管状の構造物等に使用される複合材料成形体の材料として強化繊維と熱可塑性樹脂繊維が連続して均一に混じり合った複合糸および複合糸からなる布帛が提案されている。このような布帛を用いた成形体の成形方法として、例えば、特許文献１には、布帛を２８０℃に加熱した金型に配置し、布帛の熱可塑性樹脂部分を溶融した後に、金型を５０℃に冷却して固化させる方法が提案されている。【０００３】
また、特許文献２および特許文献３には、熱可塑性樹脂材料を射出成形する場合に用いる金型であって、金型に冷却通路と加熱通路とを設けて、金型を加熱および冷却する技術も提案されている。
またさらに、特許文献４には、キャビティ面側に冷却機構と、その背後に加熱機構を有する金型を用いた複合材料のプレス成形方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０１７９４号公報
【特許文献２】特許第４３３４４６９号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２６８５１号公報
【特許文献４】特開２０１３−２０３０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
布帛の外観および強度を良好なものとするためには、布帛の網目の間に熱可塑性樹脂を充分含浸させて成形する必要がある。このため、従来、複合糸からなる布帛の成形は、まず布帛の熱可塑性樹脂を溶融して板状の布帛を製造する工程と、この板状の布帛を予備加熱した金型に挿入し、赤外線等で金型を一定温度に昇温した後、数分間圧縮する工程とが必要であった。しかし、板状の布帛を高低差の大きい形状を有する金型で圧縮成形するには、凹凸形状の角の部分で複合糸中の強化繊維が切断され、その部分での外観または強度が劣るという問題がある。
一方、生産性を上げるために、板状の布帛を作製することなく、布状の布帛を金型内に挿入し、短い時間で温度差の大きな加熱および冷却を行うことが考えられる。しかしながら、上記特許文献に記載の技術では、金型温度を急加熱・急冷却するのに必要な加熱速度、冷却速度、および加熱温度と冷却温度との差を達成するには限界がある。また、上記特許文献には、複合材料を、温度差の大きな加熱・冷却をハイサイクルで行う方法に関して何ら開示されていない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂と強化繊維を含む複合材料（熱可塑性樹脂繊維複合材料；以下、単に複合材料ともいう）の成形体をハイサイクルで生産可能な成形用金型および圧縮成形方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意検討した結果、特定の構造の金型を用いることにより、熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂に強化繊維を含む複合材料を用いた成形体をハイサイクルで製造することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。【０００７】
複数の金型部分で形成されるキャビティで成形体を賦型する成形用金型であって、
キャビティ面近傍にキャビティ面を少なくとも冷却することができる第一の温度調節手段と、前記第一の温度調節手段の前記キャビティ面とは反対側に、キャビティ面を少なくとも加熱することができる第二の温度調節手段とを備え、
キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離Ｌ０、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の金型部分の面までの距離Ｌ１が、下記の関係を満たすものである。
（Ｌ１／Ｌ０）＞３
【０００８】
第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離Ｌ２は、下記の関係を満たすことが好ましい。
Ｌ２＞Ｌ０【０００９】
金型部分は、第一の温度調節手段を有する第一部分と、第二の温度調節手段を有する第二部分とを備えることが好ましい。【００１０】
金型部分において、第一部分の体積Ｖ（Ｉ）と金型部分の体積Ｖ０とは、下記の関係を満たすことが好ましい。
（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＞１．３【００１１】
第一部分の体積Ｖ（Ｉ）と金型部分の体積Ｖ０とは、下記の関係を満たすことが好ましい。
（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＜３【００１２】
第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）は、第二部分の材質の熱伝導率Ｃ（II）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）の３．５倍以上、および／または、第一部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）は、第二部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）の３．５倍以上であることが好ましい。【００１３】
第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）は、１００Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。【００１４】
第一部分の材質の硬度ＨＢ（ブリネル硬さ）は２００以上であることが好ましい。
ここで、硬度ＨＢ（ブリネル硬さ）は、ＩＳＯ ６５０６に従って求められる値である。【００１５】
第一部分の材質の硬度ＨＢ（ブリネル硬さ）は２５０以上であることが好ましい。【００１６】
キャビティ面を冷却する際、第一部分と第二部分とは離間可能であることが好ましい。【００１７】
第一の温度調節手段は、冷却用媒体が流通する冷却媒体通路を複数備えてなり、複数の冷却媒体通路に同温度の冷却媒体を同時に流通させるマニホールドを少なくとも一つ有するものであることが好ましい。【００１８】
本発明の成形用金型は、型締め時にキャビティを減圧するための減圧経路を有してもよい。【００１９】
また、本発明者らによる鋭意検討の結果、特定の昇温速度、降下速度、かつ温度差で圧縮成形することにより、複合材料を用いた成形体をハイサイクルで製造することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。【００２０】
本発明の圧縮成形方法は、強化繊維と熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂繊維複合材料を、複数の金型部分で形成されるキャビティを有する金型で圧縮成形して複合成形体を得る圧縮成形方法であって、
金型のキャビティに、熱可塑性樹脂繊維複合材料を挿入した後、金型を型締めし、キャビティ面を熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度以上の加熱温度まで昇温して熱可塑性樹脂を溶融する第一の工程と、
第一の工程後、金型を型締めした状態でキャビティ面を、熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度未満の冷却温度まで降温して熱可塑性樹脂を冷却固化し、その後、金型を開放して、複合成形体を取り出す第二の工程と、を備え、
第一の工程における昇温速度が３０℃／分以上であり、第二の工程における降温速度が３０℃／分以上であり、かつ加熱温度と冷却温度との差が８０℃以上である。【００２１】
キャビティに熱可塑性樹脂繊維複合材料を挿入する時のキャビティ面の温度は、熱可塑性樹脂繊維複合材料を構成する熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度未満の冷却温度に維持されていることが好ましい。【００２２】
昇温速度は８０℃／分以上であり、降温速度は１００℃／分以上であり、かつ、加熱温度と冷却温度との差は１００℃以上であることがさらに好ましい。【００２３】
昇温速度は１５０℃／分以上であり、降温速度は２００℃／分以上あり、加熱温度と冷却温度との差が１２０℃以上であることが好ましい。【００２４】
熱可塑性樹脂繊維複合材料は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなることが好ましい。【００２５】
強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリベンザゾール系繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、金属繊維、およびセラミック繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。【００２６】
熱可塑性樹脂繊維複合材料は布帛であることが好ましい。【００２７】
熱可塑性樹脂は結晶性樹脂であり、かつ、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、および熱可塑性ポリエーテルイミドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。【００２８】
金型部分は、キャビティ面を少なくとも冷却することができる第一の温度調節手段を有する第一部分と、キャビティ面を少なくとも加熱することができる第二の温度調節手段を有する第二部分とを備えることが好ましい。【００２９】
第一の温度調節手段は、冷却用媒体が流通する冷却媒体通路を複数備えてなり、複数の冷却媒体通路に同温度の冷却媒体を同時に流通させるマニホールドを少なくとも一つ有し、
第一部分のうち複数の冷却媒体通路の中心軸を結んで形成される平面と金型キャビティ面とで挟まれた部分の体積Ｖ(III)（ｃｍ３）と、冷却時の冷却媒体の流量Ａ｛Ｌ（ｃｍ３）／分｝との比（Ａ／Ｖ(III)）で表される冷却効率が、１５／分以上であることが好ましい。【００３０】
第二部分の総加熱能力容量（ｋＷ）／第一部分の重量（ｋｇ）で表される金型部分の加熱時の加熱密度は、０．６ｋＷ／ｋｇ以上であることが好ましい。
【００３１】
第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）は、第二部分の材質の熱伝導率Ｃ（II）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）の３．５倍以上、および／または、第一部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）は、第二部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）の３．５倍以上であることが好ましい。【００３２】
キャビティ面を冷却する際、第一部分と第二部分とが離間可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の成形用金型によれば、熱可塑性樹脂繊維複合材料の成形体をハイサイクルで生産性良く提供することができる。
また、本発明の圧縮成形方法によれば、熱可塑性樹脂繊維複合材料の成形体をハイサイクルで生産性良く提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の圧縮成形方法を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の圧縮成形方法に射出成形を組み合わせたハイブリッド成形法を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の圧縮成形方法に用いる金型の一実施形態の概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の圧縮成形方法に用いる金型の一実施形態の詳細を説明するための概略断面図である。
【図５】図５は、第一部分の詳細を説明する概略断面図である。
【図６】図６は、実施例１３で用いた金型の金型部分の概略断面図である。
【図７】図７は、実施例１３で作製した成形体の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【００３６】
［圧縮成形方法］
本発明の圧縮成形方法は、熱可塑性樹脂繊維複合材料からなる複合成形体の成形をハイサイクルで行うものであって、成形体を賦形させる金型のキャビティ面を熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度以上である高温まで急加熱し、熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度未満の温度まで急冷却することで、キャビティでの熱可塑性樹脂の加熱溶融及び冷却固化を迅速に実施するものである。
【００３７】
本発明の圧縮成形方法の一実施形態について説明する。図１に圧縮成形方法の概略図を示す。
まず、図１ａに示すように、金型部分１０，２０からなる金型１００のキャビティ面３１，３２を、成形体の材料である複合材料（布帛）を構成する熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度未満の温度に維持した状態で、金型を開放する。
【００３８】
次に、図１ｂに示すように、複合材料である布状の基材である布帛７０を所望の形状に裁断し、キャビティ３０に挿入する。
次に、図１ｃに示すように、金型１００を閉鎖（型締め）し、キャビティ面の温度を上昇させる。金型のキャビティ面の温度は、複合材料を構成する熱可塑性樹脂の融点以上又はガラス転移温度以上に設定し、第二の温度調節手段１４，２４によって常に一定温度に温調しておく。加熱されたキャビティ面により、キャビティにセットした布帛の熱可塑性樹脂部分が素早く溶融される（第一の工程）。得られる成形体の所望の肉厚により、キャビティ３０に挿入する布帛７０の枚数を調整する。
【００３９】
必要に応じて、金型閉鎖後にキャビティ３０内を減圧し、金型内の空気及び基材の布帛中に存在する空気を排出することにより、溶融した熱可塑性樹脂を素早く強化繊維に含浸させることが可能となる。減圧は、例えばキャビティ面が真空引きできるように、キャビティ３０の外に樹脂を漏らすことなくキャビティ面から空気のみが抜ける１／１０ｍｍ以下のスリット部分をキャビティ面に設けて、そこから金型外への吸気ラインを設ける、あるいは、突出しピンに設けたガス抜き設備を利用して真空ラインを設置することで行うことができる。また必要に応じて、金型キャビティ面や突出しピンの所定の位置にパッキングを設けて、真空引き中に外部から空気がキャビティ内に入らない様な構造にすることが望ましい。
【００４０】
次に、金型を型締めした状態で金型１００のキャビティ面３１，３２を、熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度未満の冷却温度に冷却して熱可塑性樹脂を冷却固化する。
次に、図１ｄおよび図１ｅに示すように、金型１００を開放して、成形体７１を取り出す（第二の工程）。
【００４１】
第一の工程における昇温速度は３０℃／分以上であり、第二の工程における降温速度は３０℃／分以上であり、かつ加熱温度と冷却温度との差は８０℃以上である。昇温速度は８０℃／分以上であり、降温速度は１００℃／分以上であり、かつ、加熱温度と冷却温度との差が１００℃以上であることが好ましく、昇温速度は１５０℃／分以上であり、降温速度は２００℃／分以上であり、加熱温度と冷却温度との差は１２０℃以上であることがさらに好ましい。
昇温速度は生産性の観点から３０℃／分以上とすることが好ましく、降温速度は生産性の観点から３０℃／分以上とすることが好ましく、温度差は、樹脂の強化連続繊維への含浸性、成形体を取り出すときの固化性・離型性の観点から８０℃以上であることが好ましい。高温ほど含浸性は良くなり、低温ほど固化性および離型性はよくなる。
【００４２】
成形体を取り出した後、再び複合材料である布状の基材である布帛を所望の形状に裁断し、キャビティに挿入し、金型を閉鎖する。
以降、第一の工程と第二の工程を繰り返して成形体を作製する。
【００４３】
成形体の取り出しと同時、あるいは成形体の取り出し後に、例えば、金型の冷却媒体通路に高圧の過熱蒸気や低圧の過熱蒸気を流通させて金型キャビティ面の温度を上げることも可能である。
さらに３００℃以上の過熱蒸気を、布帛を挿入前のキャビティ面に流通させてキャビティ面を加熱してもよい。
【００４４】
また、布帛をキャビティに挿入後、真空ラインからキャビティ内に３００℃以上の過熱蒸気を挿入し、基材を直接加熱することも可能である。金型内に挿入した過熱蒸気は、所望時間挿入後に真空ラインから除去することも可能である。
【００４５】
本発明によれば、熱可塑性樹脂繊維複合材料を構成する熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度以上にキャビティ面を急加熱することで熱可塑性樹脂を溶融し、次いで金型を型締めした状態でキャビティ面を熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度未満に急冷却して熱可塑性樹脂を冷却固化することができるので、ハイサイクルで経済性に優れた熱可塑性樹脂繊維複合成形体を得ることができる。
【００４６】
［ハイブリッド成形］
本発明の圧縮成形方法は、さらに射出成形工程を組み合わせてハイブリッド成形方法として利用することができる。図２にハイブリッド成形の概略図を示す。図１と同様の要素には同符号を付し、その説明を省略する。
図２ａおよび図２ｂに示すように、圧縮成形方法と同様の手順で布帛７０を挿入する。
図２ｃに示すようにハイブリッド成形を行うための金型２００の金型部分２０１には、射出成形機８０から熱可塑性樹脂を充填するランナー部９０が公知の方法により設けられている。
熱可塑性樹脂を充填後、図２ｄに示すように、金型を解放し、図２ｅに示すように、布帛７０と熱可塑性樹脂８１とからなるハイブリッド成形体７２を取り出す。
【００４７】
［成形用金型］
次に、本発明の圧縮成形方法に用いることができる本発明の成形用金型について図面を参照しながら説明する。本発明の成形用金型は以下に説明するものに限定されない。図３に金型の一実施形態の概略断面図を示す。
図３に示すように、金型１００は、上金型である金型部分１０と、下金型である金型部分２０と、断熱板１５，２５とを備えてなり、金型部分１０と金型部分２０とにより、キャビティ３０を形成する。キャビティ３０に複合材料等を設置して成形体を賦型するものである。
【００４８】
金型部分１０は、キャビティ面３１近傍にキャビティ面３１を少なくとも冷却することができる複数の冷却媒体通路からなる第一の温度調節手段１３と、第一の温度調節手段１３のキャビティ面３１とは反対側に、キャビティ面３１を少なくとも加熱することができる複数の棒状カートリッジヒーターからなる第二の温度調節手段１４とを備える。
また、金型部分２０も同様に、キャビティ面３２近傍にキャビティ面３２を少なくとも冷却することができる複数の冷却媒体通路からなる第一の温度調節手段２３と、第一の温度調節手段２３のキャビティ面３２とは反対側に、キャビティ面３２を少なくとも加熱することができる複数の棒状カートリッジヒーターからなる第二の温度調節手段２４とを備える。
【００４９】
金型部分１０は、第一の温度調節手段１３を有する第一部分１１と、第二の温度調節手段１４を有する第二部分１２とに分割された構造であり、第一部分１１と第二部分１２が、ばね４０によって離間可能に構成されている。
また、金型部分２０も同様に、第一の温度調節手段２３を有する第一部分２１と、第二の温度調節手段２４を有する第二部分２２とに分割された構造であり、第一部分２１と第二部分２２とが、ばね４０によって離間可能に構成されている。
【００５０】
金型部分２０には、型締め時にキャビティ３０を減圧するための減圧経路３３が設けられている。減圧経路３３は、真空ライン６０によって成形用金型の外部に設置された減圧手段（不図示）に連結されている。金型部分１０と金型部分２０との間にはシール用パッキング５０が設けられている。
【００５１】
次に、図４を用いてさらに金型部分の詳細について説明する。図４は、金型の詳細を説明するための概略断面図であり、一部構成要素を省略している。
図４に示すように、金型部分１０は、キャビティ面３１から第一の温度調節手段１３までの距離Ｌ０、キャビティ面３１からキャビティ面３１とは反対側の面１６までの距離Ｌ１が、下記の関係を満たすものである。
（Ｌ１／Ｌ０）＞３
また、金型部分２０についても同様に、キャビティ面３２から第一の温度調節手段２３までの距離Ｌ０、およびキャビティ面３２からキャビティ面３２とは反対側の面２６までの距離Ｌ１は、上記の関係を満たすものである。
【００５２】
成形用金型が複数の金型部分で構成される場合、上記数値範囲を満たす金型部分は少なくとも一つあればよく、全ての金型部分で上記数値範囲を満たすことがより好ましい。
【００５３】
ここで、キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離Ｌ０とは、金型のキャビティ面に対して垂直な断面における、キャビティ面から第一の温度調節手段の中心までの距離を意味する。
また、第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離Ｌ２とは、金型のキャビティ面に対して垂直な断面における、第一の温度調節手段の中心から第二の温度調節手段の中心までの距離を意味する。
また、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離Ｌ１とは、金型のキャビティ面に対して垂直な断面における距離であり、金型部分の厚さを意味するものでもある。
【００５４】
キャビティ面が凹凸形状であってキャビティ面から第一の温度調節手段までの距離が場所によって異なる場合は、キャビティ面から第一の温度調節手段の中心までの距離Ｌ０は、それらのうちの最短距離を意味する。
また、キャビティ面が凹凸形状であって、第一の温度調節手段がその凹凸形状に沿ってキャビティ面から同距離に設けられている場合は、第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離Ｌ２は場所によって異なる。この場合の、第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離Ｌ２とは、異なるＬ２のうち最短距離を意味する。
また、キャビティ面が凹凸形状の場合の、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離Ｌ１とは、異なるＬ１の平均距離を意味する。
【００５５】
また、第一の温度調節手段および第二の温度調節手段が複数の冷却媒体通路または複数のヒーターを備えてなる場合は、１つの通路またはヒーターについて、キャビティ面からの距離が場所によって異なる場合は、全ての通路またはヒーターについての最短距離の平均値とする。
【００５６】
また、第一部分と第二部分とが同素材で一体的に形成された場合、第一部分と第二部分との境界は、キャビティ面に垂直な断面における第一の温度調節手段の中心から第二の温度調節手段側にＬ０離れた位置とする。
本発明の成形用金型は、成形体を賦型させるキャビティ面を結晶性樹脂の場合は熱可塑性樹脂の融点以上、非結晶性樹脂の場合はガラス転移温度以上の高温まで加熱し、熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度まで冷却を素早く行うことで、キャビティでの熱可塑性樹脂の加熱溶融および冷却固化を迅速に、ハイサイクルで実施することを可能とする。
【００５７】
本実施形態の金型は、キャビティ面近傍に少なくとも冷却を行う第一の温度調節手段を設けた構造を有し、第一の温度調節手段よりもキャビティ面から遠方に少なくとも加熱を行う第二の温度調節手段を設けたものである。第二の温度調節手段は、金型部分全体を加熱することにより、キャビティ面を加熱するものである。
【００５８】
第一の温度調節手段は、キャビティ面に近いほど好ましいが、金型の強度、設計上の制約から一定の距離に設ける必要がある。キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離Ｌ０は、第一の温度調節手段の寸法にもよるが、３０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。Ｌ０の下限値に特に制限はないが、第一の温度調節手段の寸法にもよるが、金型の強度上の制約からは、第一の温度調節手段の端部から金型キャビティ面までの距離が、３ｍｍ以上が好ましく、６ｍｍ以上がより好ましい。
【００５９】
本実施形態の金型では、キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離Ｌ０、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離Ｌ１との関係は、（Ｌ１／Ｌ０）＞３であり、より好ましくは、（Ｌ１／Ｌ０）＞５であり、最も好ましくは、（Ｌ１／Ｌ０）＞１０である。
上限は特に制限はないが、過剰な大気への放熱と設備の大型化を防止するよう適宜選択することが好ましい。
（Ｌ１／Ｌ０）＞３とすることにより、冷却部分に比して高温である蓄熱部分の容量を大きくすることで、金型加熱時の急加熱を効率よく実施することができる。さらに冷却を行う第一の温度調節手段がキャビティ面に近いほど、冷却時に素早く成形体を冷却できる。また、冷却部分が少ないほど、金型加熱時に金型を素早く加熱することができる。
ここで、冷却部分とは、第一の温度調節手段で冷却される部分であって、少なくとも第一部分を示す。また、蓄熱部分とは、第二の温度調節手段で加熱される部分であって、少なくとも第二部分を示す。
【００６０】
さらに第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離Ｌ２は、Ｌ２＞Ｌ０であり、好ましくは、２＜Ｌ２／Ｌ０＜１０である。
Ｌ２＞Ｌ０とすることにより、冷却時には、第二の温度調節手段まで冷却してしまうのを良好に防ぐことができ、一方、加熱時には、第二の温度調節手段の制御パワーの乱れを防ぐことができる。
キャビティ面の温度制御において、キャビティ温度の増減がわずかな場合は、Ｌ０とＬ２はできるだけ近い方がよい。しかし、複合材料を成形する場合には、金型キャビティ温度の上限値と下限値の差が、例えば５０℃以上、好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上と大きいため、上記範囲とすることが好ましい。
【００６１】
金型部分は、第一温度調節手段を有する第一部分と、第二の温度調節手段を有する第二部分とを備えてなるものであってもよい。その場合、第一部分と第二部分とは、同じ材質の材料を用いてもよいが、より好ましくは、第一部分の材料に第二部分の材料よりも熱伝導率のよい材質のものを用いる。第一部分に熱伝導率の良い材質の材料を用いることによって、冷却時に第一部分を急速に冷却することができる。さらに第一部分の第一の温度調節手段の冷却を止めて加熱する時にも第二の温度調節手段を有する第二部分に蓄熱された熱を素早く伝導することが可能となる。
第一部分と第二部分の材質としては、例えば、コルソン合金、炭素鋼、およびステンレスを挙げることができる。
【００６２】
また、第一の温度調節手段である冷却媒体通路を有する第一部分と第二の温度調節手段を有する第二部分とを備えた構造の場合、図４に示すように、第一部分の体積Ｖ（Ｉ）と、実質的に加熱される金型部分の体積Ｖ０との関係は、（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＞１．３であることが好ましい。また、（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＜３であることが好ましい。第一部分を急速加熱、急速冷却させるためには、Ｖ（Ｉ）を小さくした方がよく、第二部分の体積Ｖ(ＩＩ)は、熱をためる観点からは容量が大きいほうが良いため、（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＞１．３が好ましい。一方、Ｖ(Ｉ)の容量は、金型の強度やキャビティ面の形状制約の問題等から減量化には限界がある。第二部分の体積Ｖ(ＩＩ)が大きすぎると初期加熱に時間がかかる、あるいは、熱の金型外への放出が大きくなる等の問題から制限がある。さらに、Ｖ(Ｉ)の減量化は、強度やキャビティ形状による制限から限界があり、（Ｖ０／Ｖ（Ｉ））＜３が好ましい。
【００６３】
すなわち、キャビティ面の加熱は、熱を一定量蓄熱した蓄熱部分の役割を有する第二部分からの熱の供給によりキャビティ面を急加熱してキャビティに設置された材料の熱可塑性樹脂を加熱溶融できる。ここで蓄熱部分の容量が大きいほど効果的にキャビティ面を加熱することができる。ただし、蓄熱部分の容量の大きさには、設備上、加熱に伴う消費エネルギー量の観点から、金型や成形設備の大きさに応じて適宜決定することができる。
【００６４】
一方、キャビティ面の冷却は、例えば、第一の温度調節手段を複数の冷却媒体通路とした場合には、キャビティ面近傍の冷却媒体通路に冷却媒体を流通することにより、キャビティ面を急冷却し、溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化することが可能となる。この際、キャビティ面近傍のみを冷却するためには、金型の冷媒通路を有する部分の容量が小さいほど好ましく、冷却媒体通路は、よりキャビティ面に近い方が好ましい。
【００６５】
第一部分と第二部分の材質は、同じものを用いてもよいが、熱伝導率の異なる材料を用いてもよい。第一部分の体積Ｖ（Ｉ）および第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）と、第二部分の体積Ｖ（II）および第二部分の材質の熱伝導率Ｃ（II）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）とは、好ましくは、
{Ｖ（II）×（１／Ｃ（II））}／{Ｖ（Ｉ）×（１／Ｃ（Ｉ））}＞３
更に好ましくは、  {Ｖ（II）×（１／Ｃ（II））}／{Ｖ（Ｉ）×（１／Ｃ（Ｉ））}＞５最も好ましくは、  {Ｖ（II）×（１／Ｃ（II））}／{Ｖ（Ｉ）×（１／Ｃ（Ｉ））}＞１０
である。
｛Ｖ（II）×（１／Ｃ（II））}／{Ｖ（Ｉ）×（１／Ｃ（Ｉ））}＞３とすることによって、冷却時には迅速にキャビティ面を冷却することができ、加熱時には、第二部分の蓄熱によって迅速に昇温することができる。
【００６６】
また、第一部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）は、第二の温度調節手段を有する第二部分の材質の熱伝導率Ｃ（II）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）の３．５倍以上、および／または、第一部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）は、第二部分の材質の熱拡散率（ｍ２／ｓ）の３．５倍以上であることが好ましい。すなわち冷却時には熱伝導率が高い方が、早く冷却でき、加熱時には熱伝導率が高い方が、素早く蓄熱部から熱を奪って加熱することができる。これは、特に第一部分を冷却する際に分離することにより、より高い効果を得ることができる。冷却時に分離しない場合は、第一部分の熱伝導率が良いと冷却時に蓄熱部の機能を有する第二部分を冷却することもあり、適宜、材料を最適化する必要がある。
少なくとも第一の温度調節手段を有する部分の材質の熱伝導率Ｃ（Ｉ）（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）は、１００Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。例えば、コルソン合金の熱伝導率は１６５（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）であり、炭素鋼の熱伝導率は４０（Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋ）である。
また、コルソン合金の熱拡散率は４．６３×１０−５（ｍ２／ｓ）であり、炭素鋼の熱拡散率は１．１２×１０−５（ｍ２／ｓ）であり、ステンレスの熱拡散率は４．８１×１０−６（ｍ２／ｓ）である。
【００６７】
また、第一部分の材質の硬度ＨＢは、２００以上であることが好ましく、２５０以上であることがより好ましい。第一部分の材質の硬度ＨＢが２００以上であることにより、圧縮成形に対する耐久性を有する。
【００６８】
第一部分と第二部分とは、分離できる構造とすることがさらに好ましい。キャビティを所望の温度に加熱した後に金型をキャビティが閉じた状態でわずかに型開動作を行い、第一部分１１と第二部分１２、及び第一部分２１と第二部分２２とを分離し、空気の断熱層を設けることも成形サイクルを上げるために有効である。
具体的な方法としては、第一部分と第二部分の間にばね４０を挿入することによって、金型を僅かに開放することにより、キャビティを閉鎖したまま第一部分と第二部分とを分離することができる。分離は、複数の金型部分の少なくとも一つで行ってよい。
【００６９】
金型を分離した状態で冷却水を冷却媒体通路等に圧入し、キャビティを含む第一部分を急冷する。この際、キャビティが開放しないようにばねや油圧シリンダーを用いて金型キャビティ面は閉鎖状態を保つ。キャビティ面が一定時間、熱可塑性樹脂の加熱変形温度以下になった後に冷却水を止め、必要に応じて冷却媒体通路に圧縮空気を導入し、冷却媒体通路内の水を排出する。
【００７０】
第一部分の冷却は、第一の温度調節手段を複数の冷却媒体通路で構成した場合は、冷却媒体を流通することで達せられるが、冷却媒体をいかに素早く多量に流通させるかが、キャビティ面の急冷却を可能にするかどうかを左右する。
そのために、各冷却媒体通路に独立して冷却媒体を流通できるような構造とすることが好ましい。具体例として同温度の冷却媒体を同時に流通させることができるマニホールドが挙げられる。マニホールドを金型外部の冷却媒体通路の流入側に設置し、マニホールドから同時に冷却媒体を各冷却媒体通路に流通させてもよく、さらに冷却媒体の排出側にもマニホールドを設置して排出すれば、より効率的である。
流量は、冷却効率に大きく影響し、必要に応じて加圧ポンプ等を用いて冷媒を流通させてもよい。また、市販の加圧温調機を用いることも可能である。
【００７１】
マニホールドを有する場合、図５に示すように、金型部分１０において、第一部分１１のうち複数の冷却媒体通路１３の中心軸Ｘを結んで形成される平面と金型キャビティ面３１とで挟まれた部分のＶ(III)（ｃｍ３）と、冷却時の冷却媒体の流量Ａ｛Ｌ（ｃｍ３）／分｝との比（Ａ／Ｖ(III)）で表される冷却効率は、１５／分以上であることが好ましい。より好ましくは２５／分以上である。
冷却効率が１５／分以上であることにより、よりハイサイクルで成形を行うことができる。
なお、もう一方の金型部分２０についても同様に、冷却効率は１５／分以上であり、より好ましくは２５／分以上である。
【００７２】
冷却媒体通路に流通させる媒体としては、水、チラー液、炭酸ガス、圧縮気体等を上げることができる。また媒体は、１種類でもよいが、温度の異なる媒体を多段で流通してもよい。たとえば、キャビティ温度を３００℃まで加熱した場合に、１５０℃の加圧温水を数秒流し、その後、６０℃の温調水、さらに１０℃の冷却水を多段で流し、金型が一定温度に達したときに再び１５０℃の加圧温水を流してキャビティ面が均一温度になるように調整してもよい。
【００７３】
本発明による成形において、複合材料をキャビティに設置してキャビティ内で加熱圧縮成形して複合材料の熱可塑性樹脂を溶融固化して成形体を得る場合、強化繊維への熱可塑性樹脂の含浸性が得られる成形体の特性に大きく影響する。金型内に空気が存在すると、空気が熱可塑性樹脂の溶融時に成形体の中にボイドとなって残り、強化繊維内に微細な未含浸部分を形成する原因となる。これらの空気や樹脂から発生するガス体を金型内で除去することにより、より素早く熱可塑性樹脂が含浸した成形体を得ることができる。型締め時にキャビティを真空に減圧できる減圧経路を設けることが好ましい。
【００７４】
本発明に用いる金型の一つの使用形態として複合材料を金型内で加熱し熱可塑性樹脂を溶融することが求められる。熱可塑性樹脂の種類にもよるが、第二の温度調節手段は、第二部分の平均温度を、非結晶性樹脂の場合は、キャビティに設置する熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度以上、好ましくはガラス転移温度＋３０℃以上、最も好ましくはガラス転移温度＋５０℃以上に設定する。結晶性樹脂の場合は、キャビティに設置する熱可塑性樹脂材料の融点以上、好ましくは融点＋３０℃以上、最も好ましくは融点＋５０℃以上に設定する。
第二部分の平均温度とは、金型第二部分の平均温度であり、測定法の一例としては、第二温度調節手段の近傍、１０ｍｍ〜３０ｍｍ離れた位置の金型内部に温度計を入れて温度を測定する方法が用いられる。第二温度調節手段にカートリッジヒーターを用いる場合、温度制御は、前述の温度を検知して電源の入切制御をしたり、ＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Controller）をして電源の容量を調整する方法などがある。
【００７５】
また、第二の温度調節手段に特段の制約はなく、棒状カートリッジヒーター以外に、加熱オイル、水蒸気のような加熱媒体でも電気抵抗を利用したヒーター等があるが、金型を熱可塑性樹脂の融点以上である高温に保持するには、汎用性、性能の面から加熱ヒーターであることが好ましい。ヒーターの種類としては、セラミックスヒーター、シーズヒーターなどがあるが、棒状カートリッジヒーターが簡便性、性能上好ましく使用される。
【００７６】
本実施形態では、金型部分１０および金型部分２０は、それぞれ第一部分１１，２１と、第二部分１２，２２とが離間可能に構成された場合について説明したが、ばね４０を設けず、接着剤等で一体的に形成されていてもよい。
【００７７】
また、断熱板１５，２５は、第二の温度調節手段を有する金型部分から成形機への熱伝導による熱流動を抑制する役割を有するため、金型１００と成形機（不図示）との連結部に設けることが好ましい。
【００７８】
上記のような成形用金型は、圧縮成形に適用可能であるが、適宜射出成形可能な機構、例えば、スプルー形成部、ランナー形成部等を設けることにより、圧縮成形後に熱可塑性樹脂を溶融充填する射出成形とのハイブリッド成形にも、適用可能である。
【００７９】
＜熱可塑性樹脂繊維複合材料＞
本発明の圧縮成形方法は、熱可塑性樹脂繊維複合材料の成形に効果を有する。
熱可塑性樹脂繊維複合材料は、強化繊維と熱可塑性樹脂からなる。
【００８０】
＜強化繊維＞
強化繊維は、通常の繊維強化複合材料として使用されるものを用いることができ、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリベンザゾール系繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、金属繊維、セラミック繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種があげられる。機械的特性、熱的特性、汎用性の観点から、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が好ましく、経済性の面からは、ガラス繊維が好ましい。
強化繊維として、ガラス繊維を選択した場合、集束剤を用いてもよく、集束剤としてはシランカップリング剤、潤滑剤及び結束剤からなることが好ましい。
上記のガラス繊維及び集束剤の詳細に関しては、適宜特許文献１に記載のものを用いることができる。
【００８１】
（強化繊維の形態）
強化繊維の単糸数は、混繊工程における開繊性、及び取扱い性の観点から３０〜１５，０００本であることが好ましい。
【００８２】
強化繊維として、炭素繊維を選択した場合、集束剤は潤滑剤、結束剤からなることが好ましい。
集束剤、潤滑剤、結束剤の種類については、特に制限はなく公知の物が使用できる。具体的材料としては、特許文献１に記載の物が使用できる。
【００８３】
その他の強化繊維を用いる場合、強化繊維の特性に応じ、ガラス繊維、炭素繊維に用いる集束剤の種類、付与量を適宜選択すればよく、炭素繊維に用いる集束剤に準じた集束剤の種類、付与量とすることが好ましい。
【００８４】
＜熱可塑性樹脂＞
熱可塑性樹脂に特に制限はなく、通常のものを使用することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６等のポリアミド系樹脂；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、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリオキシメチレン等のポリアセタール系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリエーテルケトン；ポリエーテルエーテルケトン；ポリエーテルスルフォン；ポリフェニレンサルファイド；熱可塑性ポリエーテルイミド；テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等の熱可塑性フッ素系樹脂、及びこれらを変性させた変性熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の熱可塑性樹脂を溶融紡糸して得られた強化繊維であることが好ましい。これらの熱可塑性樹脂の中でも、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリエーテルイミド、及び熱可塑性フッ素系樹脂が好ましく、ポリオレフィン系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂が、機械的物性、汎用性の観点からより好ましく、熱的物性の観点を加えるとポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂がさらに好ましい。また、繰り返し荷重負荷に対する耐久性の観点からポリアミド系樹脂がよりさらに好ましく、ポリアミド６６を好適に用いることができる。
【００８５】
−ポリエステル系樹脂−
ポリエステル系樹脂とは、主鎖に−ＣＯ−Ｏ−（エステル）結合を有する高分子化合物を意味する。例えば、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、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
その他のポリエステル系樹脂の詳細に関しては、適宜特許文献１記載のものを用いることができる。
【００８６】
−ポリアミド系樹脂−
ポリアミド系樹脂とは、主鎖に−ＣＯ−ＮＨ−（アミド）結合を有する高分子化合物を意味する。例えば、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド、ω−アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド、ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミド、並びにこれらの共重合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ポリアミドとしては、１種を単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。その他の上記のラクタム、ジアミン（単量体）、ジカルボン酸（単量体）の詳細に関しては、適宜特許文献１に記載のものを用いることができる。
【００８７】
ポリアミドの具体例としては、例えば、ポリアミド４（ポリα−ピロリドン）、ポリアミド６（ポリカプロアミド）、ポリアミド１１（ポリウンデカンアミド）、ポリアミド１２（ポリドデカンアミド）、ポリアミド４６（ポリテトラメチレンアジパミド）、ポリアミド６６（ポリヘキサメチレンアジパミド）、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド６Ｔ（ポリヘキサメチレンテレフタルアミド）、ポリアミド９Ｔ（ポリノナンメチレンテレフタルアミド）、及びポリアミド６Ｉ（ポリヘキサメチレンイソフタルアミド）、並びにこれらを構成成分として含む共重合ポリアミドが挙げられる。
【００８８】
共重合ポリアミドとしては、例えば、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンテレフタルアミドの共重合物、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンイソフタルアミドの共重合物、並びにヘキサメチレンテレフタルアミド及び２−メチルペンタンジアミンテレフタルアミドの共重合物が挙げられる。
【００８９】
本実施形態において、熱可塑性樹脂繊維複合材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とからなるものが好ましい。例えば混繊糸を用いたものであってもよい。混繊糸の具体的製造方法は、特に制限されないが、混繊する方法は公知の方法を利用できる。例えば、静電気力や流体噴霧による圧力、ローラー等に押し付ける圧力等による外力によって開繊した後、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維を開繊したままの状態で合糸または引き揃える開繊合糸法、および流体交絡（インターレース）法が挙げられる。なかでも強化繊維の損傷が抑制でき、開繊性に優れ、かつ均一に混合可能な流体交絡法が好ましく、流体交絡（インターレース）法としては、空気、窒素ガス及び水蒸気等の流体による渦流乱流帯域を糸軸とほぼ平行に２個又はそれ以上作り、この帯域に繊維を導いてループや捲縮を生じない程度の張力下で非嵩高性の糸条とする方法や、強化繊維のみ開繊した後、又は強化繊維と熱可塑性樹脂繊維共に開繊した後に流体交絡させる方法（開繊後流体交絡法）等が挙げられる。特に、熱可塑性樹脂繊維に単独で熱加工を含む工程で仮撚加工を施した後、同一の装置で連続して、流体交絡法で混繊することが好ましい。
その他、混繊法の詳細については、適宜特許文献１に記載の方法を用いることができる。
【００９０】
熱可塑性樹脂繊維複合材料を構成する熱可塑性樹脂は、強化繊維にコーティングして複合糸としたものでもよく、強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたものでもよい。熱可塑性樹脂のコーティングや含浸は、強化繊維の製造時に行ってもよいし、強化繊維を製造した後に別工程で行ってもよい。
【００９１】
熱可塑性樹脂繊維複合材料の形態に特に制限はなくシート状、フィルム状、ペレット状でも構わないが、操作性、形状柔軟性の観点から布帛状が好ましい。
【００９２】
布帛を得る方法は特に限定されず、用途、目的に応じて選定した適切な布帛を作製する公知の方法を用いることができる。例えば、織物は、シャトル織機、レピア織機、エアジェット織機、ウォータージェット織機等の製織機を用い、少なくとも一部に複合糸を含んでいればよい。好ましくは、複合糸を含む繊維を配列させた経糸に、緯糸を打ち込むことによって、得てもよい。編物は、丸編み機、横編み機、トリコット編み機、ラッシェル編み機等の編み機を用い、少なくとも一部に複合糸を含む繊維を編成することによって得られる。不織布は、少なくとも一部に複合糸を含む繊維をウェブと呼ばれるシート状の繊維集合体とした後、ニードルパンチ機、ステッチボンド機、柱状流機等の物理作用やエンボスロール等による熱作用や接着剤によって繊維同士を結合させることによって、得られる。
その他の布帛の形態等については、適宜特許文献１に記載の方法を用いることができる。
【００９３】
また、基材として布帛を用いる場合、基材を所望の形状に裁断する方法としては、ウォータージェットカッター、レーザーカッター、プロッタカッター、超音波カッター、超鋼刃プレスカッター、熱刃プレスカッター等があるが、経済性、生産性、性能面から熱刃プレスカッターが好ましい。熱刃プレスカッターの刃の温度は、素材により適宜設定されるが、熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度以上、好ましくは融点＋３０℃以上またはガラス転移温度＋３０℃以上、更に好ましくは融点＋７０℃以上またはガラス転移温度＋７０℃以上である。
【実施例】
【００９４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理条件等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。【００９５】
〔実施例１〕
金型は、図３〜図５に示す金型を用いた。以下に金型の構成を示す。
（第一部分、第二部分）
冷却媒体通路１３，２３を有する第一部分１１，２１は、熱伝導率１６５Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋのコルソン合金（マテリオン  ブラッシュ社製、商品名「モールドマックス−Ｖ」、硬度ＨＢ：２７０）を用いた。
棒状カートリッジヒーター１４，２４を有する第二部分１２，２２は、熱伝導率４０Ｊ／ｓ・ｍ・Ｋの炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）を用いた。
金型の第一部分と第二部分との間に、ばねは設置せず、成形時も分離させなかった。また、成形時に金型内を真空引きする作業も行わなかった。【００９６】
（棒状カートリッジヒーター）
棒状カートリッジヒーター１４，２４は、１６００Ｗ（１０ｍｍΦ×４００ｍｍ、ワット密度１２．７Ｗ／ｃｍ２、株式会社八光電機製）を用いた。金型の加熱密度（第二部分の総加熱能力容量ｋＷ／第一部分の重量ｋｇ）は、０．７５ｋＷ／ｋｇであった。【００９７】
（冷却媒体通路、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２）
冷却媒体通路１３，２３は、内径８ｍｍで中心部からキャビティ面までの距離Ｌ０（図４参照）が１０ｍｍの位置に２６ｍｍ間隔（Ｌ）で１０本の冷却水路を設置したものを用いた。
冷却媒体通路の中心から棒状カートリッジヒーターの中心までの距離Ｌ２（図４参照）は２５ｍｍであった。【００９８】
（第一部分の厚さＴ１、第二部分の厚さＴ２）
図５に示すように、金型の第一部分の厚み（Ｔ１）は３０ｍｍとし、第二部分の厚み（Ｔ２）は３０ｍｍとした。
また、冷却水は、マニホールドを介して金型内を並列に流動させた。冷却水の流量Ａは、上金型、下金型それぞれ２５０００ｃｍ３／分であった。【００９９】
（冷却効率Ａ／Ｖ(III)）
また、複数の冷却媒体通路の中心軸Ｘを結んで形成される平面とキャビティ面３１（または３２）とで挟まれた部分の体積Ｖ(III)は、８４２．４ｃｍ３であった。冷却効率Ａ／Ｖ(III)は３０／分であった。【０１００】
下記集束剤を１．０質量％付着させた繊度６８５ｄｔｅｘで単糸数４００本のガラス繊維を連続強化繊維として用いた。【０１０１】
（集束剤の組成（固形分換算））
・シランカップリング剤：γ−アミノプロピルトリエトキシシラン０．６質量％〔商品名：ＫＢＥ−９０３（信越化学工業（株）製）〕
・潤滑剤：ワックス０．１質量％〔商品名：カルナウバワックス（（株）加藤洋行製）〕
・結束剤：アクリル酸／マレイン酸共重合体塩５質量％〔商品名：アクアリックＴＬ（日本触媒（株）製）〕【０１０２】
（布帛）
熱可塑性樹脂繊維として、交絡処理を施していないポリアミド６６繊維〔商品名：レオナ（登録商標）４７０／１４４ＢＡＵ（旭化成せんい（株）製）、繊度４７０ｄｔｅｘ、単糸数１４４本〕を用いた。
繊度６８５ｄｔｅｘで単糸数４００本のガラス繊維２束と繊度４７０ｄｔｅｘのＰＡ繊維２束を合糸し、引き揃えた後、流体交絡ノズルに実質的に垂直に供給し、下記条件で流体交絡させて、複合糸を得た。
・流体交絡ノズル：京セラ  ＫＣ−ＡＪＩ−Ｌ（１．５ｍｍ径、推進型）
・空気圧：２ｋｇ／ｃｍ２
・加工速度：３０ｍ／分【０１０３】
複合糸を経糸および緯糸として用い、経糸密度が６本／５ｍｍおよび緯糸密度が６本／５ｍｍの織物（布帛）を製織した。製織時に毛羽やフィブリル状物の発生はなく、織機にも糸くずや毛玉の付着は観察されず製織性は良好であった。【０１０４】
布帛は、７枚重ねにして所望の圧縮成形体の形状に適するように裁断した。熱刃を温度３３０℃に加熱したものを用いて、積層枚数７枚重ねで切断した。切断面は、融着し、取扱いに優れた基材が得られた。【０１０５】
（成形方法）
成形体を図１に示す圧縮成形の成形工程に沿って下記の手順に従って作製した。
成形機は、最大型締め力３００トンの東芝機械製（Ｓ１００Ｖ−８Ａ）を用いた。金型および各工程の詳細条件を表１に示す。
［工程１]（布帛のセット及び金型型締め）金型を開放し、上記所望の形状に裁断した布帛７枚を金型内の所定の位置にキャビティ面の温度が１８０℃の時にセットし、次いで型締め力２４０ＭＰａで型締めした。【０１０６】
［工程２]（金型加熱）金型を型締めした状態でキャビティ面の温度を３００℃まで急加熱し、布帛を構成するポリアミド樹脂を金型内で溶融し、連続ガラス繊維内に含浸させた。この時、金型の加熱部分の温度は、３５０℃に設定した。【０１０７】
［工程３]（金型分離、冷却）型締め力を下げ、キャビティを閉鎖した状態で、冷却媒体通路に２５℃の冷却水を通水して、キャビティ面を急冷却した。キャビティ面の温度が、１５０℃に達してから５秒後に通水を停止し、通水停止後１０秒後に金型を開放し、同時に冷却媒体通路の水を圧縮空気にて排出した。
【０１０８】
［工程４]（離型）金型離型後、直ちに成形体を取り出し、工程１に戻した。【０１０９】
実施例１におけるキャビティ温度の昇温速度は１５０℃／分、降温速度は６００℃／分で、成形サイクルは９０秒であった。
得られた成形体の寸法は、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、肉厚２ｍｍであった。【０１１０】
降温速度とは、目標高温温度（上記のキャビティ温度３００℃）から目標低温温度（上記のキャビティ温度１５０℃）までにキャビティ面を冷却したときの降温速度である。また、昇温速度とは、目標低温温度から目標高温温度までにキャビティを昇温したときの昇温速度である。また、キャビティ面の温度とは、予めキャビティ面とキャビティ面近傍の温度との相関関係を求めておき、成形時の実際の温度制御はキャビティ面近傍の温度に基づいて行った。【０１１１】
〔実施例２〕
上記［工程１]で、（布帛のセット及び金型型締め）金型を開放し、所望の形状に裁断した布帛７枚を金型内の所定の位置にキャビティ面の温度が３００℃の時にセットし、次いで型締め力２４０ＭＰａで型締めした以外は、実施例１と同様の方法で成形体を得た。
実施例２の加熱密度および冷却効率は、実施例１と同様、０．７５ｋＷ／ｋｇおよび３０／分であった。【０１１２】
〔実施例３〕
金型の第一部分に炭素鋼を用いた以外は、実施例１と同様の方法で成形体を作製した。
実施例３におけるキャビティ温度の昇温速度は１１０℃／分、降温速度は３００℃／分で、成形サイクルは１８０秒であった。
実施例３の加熱密度は０．８３ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は３０／分であった。【０１１３】
〔実施例４〕
金型の第一部分に炭素鋼を用い、１０００Ｗ（１０ｍｍΦ×４００ｍｍ、ワット密度８．３Ｗ／ｃｍ２）（株式会社八光電機製GLE4103）を用い、また第一部分の厚さ（Ｔ１）が４０ｍｍ、第二部分の厚さ（Ｔ２）が１００ｍｍの金型を用い、冷却水が金型内を直列に流水するように複数のホースで接合し、さらに、上記［工程１］で、金型表面温度が３００℃になってから布帛を投入した以外は、実施例１と同様に成形体を作製した。
実施例４におけるキャビティ温度の昇温速度は６０℃／分、降温速度は１００℃／分で、成形サイクルは３００秒であった。
実施例４の加熱密度は０．１ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は６／分であった。
【０１１４】
〔実施例５〕
第一部分の厚さ（Ｔ１）が６０ｍｍ、第二部分の厚さ（Ｔ２）が２４０ｍｍの金型を用い、マニホールト゛は使用せず、冷却水が金型内を直列に流水するように複数のホースで接合した以外は、実施例１と同様に成形体を作製した。
実施例５におけるキャビティ温度の最初に金型温度が１５０℃に達してからの昇温速度は４０℃／分、降温速度１２０℃／分で、成形サイクルは２８０秒であった。金型を最初に１５０℃まで加熱するのに実施例１に比べて３倍の時間を要した。
実施例５の加熱密度は０．７５ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は１０／分であった。
【０１１５】
〔実施例６〕
ヒーターとして１０００Ｗ（１０ｍｍΦ×４００ｍｍ、ワット密度８．３Ｗ／ｃｍ２）（株式会社八光電機製GLE4103）を用い、冷却水の流量Ａを１２０００ｃｍ３／分にした以外は、実施例１と同様に成形体を作製した。
実施例６におけるキャビティ温度の昇温速度は１００℃／分、降温速度４５０℃／分で、成形サイクルは１５０秒であった。
実施例６の加熱密度は０．２４ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は１５／分であった。【０１１６】
〔実施例７〕
冷却媒体通路１３，２３は、内径８ｍｍで中心部からキャビティ面までの距離Ｌ０が１０ｍｍの位置に２０ｍｍ間隔（Ｌ）で設置した金型を用い、成形時は、キャビティを真空にした。
冷却媒体通路の中心から棒状カートリッジヒーターの中心までの距離Ｌ２は４０ｍｍとした。
棒状カートリッジヒーター１０００Ｗ（１０ｍｍΦ×４００ｍｍ、ワット密度８．３Ｗ／ｃｍ２）（株式会社八光電機製GLE4103）を用いた。
金型の第一部分と第二部分との間にばねを設置して、冷却時、上型と下型のそれぞれについて、第一部分と第二部分との間を５ｍｍ分離した。
金型の第一部分の厚み（Ｔ１）は６０ｍｍとし、第二部分の厚み（Ｔ２）は２４０ｍｍとした。すなわち、金型の厚さ（Ｌ１）を３００ｍｍとした。
さらに、冷却水は、マニホールドを介して金型内を並列に流動させた。冷却水の流量Ａは、上金型、下金型それぞれ２５０００ｃｍ３／分であった。【０１１７】
また、複数の冷却媒体通路の中心軸Ｘを結んで形成される平面とキャビティ面３１（または３２）とで挟まれた部分の体積Ｖ(III)は、１６６７ｃｍ３であった。冷却効率Ａ／Ｖ(III)は１５／分であった。【０１１８】
実施例７における金型の昇温速度は２００℃／分、降温速度は５００℃／分、成形サイクルは９０秒であった。
実施例７の加熱密度は０．２４ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は１５／分であった。【０１１９】
〔実施例８〕
キャビティ面側の金型部分の材質を炭素鋼に変え、第一部分と第二部分との間を１０ｍｍに分離したこと、および金型温度を３２０℃にしたこと以外は、実施例７と同様に成形体を作製した。実施例８における金型の昇温速度は１５０℃／分、降温速度は３００℃／分、成形サイクルは１２０秒であった。
実施例８の加熱密度は０．２５ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は１５／分であった。【０１２０】
〔実施例９〕
キャビティ面の冷却時に第一部分と第二部分を分離しなかったこと、成形時キャビティを真空にしなかったこと、および金型温度を３２０℃にしたこと以外は、実施例７と同様に成形体を作製した。実施例９における金型の昇温速度は７０℃／分、降温速度は４００℃／分、成形サイクルは２２０秒であった。
実施例９の加熱密度は０．２４ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は１５／分であった。【０１２１】
〔実施例１０〕
キャビティ面側の第一部分の材質を炭素鋼に変え、キャビティ面の冷却時に第一部分と第二部分を分離しなかったこと、成形時キャビティを真空にしなかったこと、および金型温度を３２０℃にしたこと以外は、実施例７と同様の方法で成形体を作製した。実施例１０における金型の昇温速度は１００℃／分、降温速度は３００℃／分、成形サイクルは２３０秒であった。
実施例１０の加熱密度は０．２５ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は１５／分であった。【０１２２】
〔実施例１１〕
キャビティ面側の第一部分の材質を炭素鋼に変え、Ｌ０＝３０ｍｍ、Ｌ１＝２００ｍｍ、Ｌ２＝５０ｍｍに変え、キャビティ面の冷却時に第一部分と第二部分を分離しなかったこと、成形時キャビティを真空にしなかったこと、および金型温度を３２０℃にしたこと以外は、実施例７と同様の方法で成形体を作製した。実施例１１における金型加熱の昇温速度は６０℃／分、冷却速度は１５０℃／分で成形サイクルは２８０秒であった。
実施例１１の加熱密度は０．２５Ｗ／ｋｇであり、冷却効率は５／分であった。【０１２３】
〔実施例１２〕
キャビティ面側の第一部分の材質を炭素鋼に変え、Ｌ０＝３０ｍｍ、Ｌ１＝１５０ｍｍ、Ｌ２＝５０ｍｍに変え、キャビティ面の冷却時に第一部分と第二部分を分離しなかったこと、成形時キャビティを真空にしなかったこと、および金型温度を３２０℃にしたこと以外は、実施例７と同様の方法で成形体を作製した。実施例１２における金型加熱の昇温速度は５０℃／分、冷却速度は１５０℃／分、成形サイクルは３００秒であった。
実施例１２の加熱密度は０．２５ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は５／分であった。【０１２４】
〔実施例１３〕
図６に示すように、第一の温度調節手段３１３と第二の温度調節手段３２３と有する第一部分３１０，３２０を有する金型を用いて図７に示す成形体４００を作製した。実施例１３における金型加熱の昇温速度は１８０℃／分、冷却速度は４２０℃／分、成形サイクルは１００秒であった。成形体４００の外寸は、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、肉厚２ｍｍであり、穴４０１の直径は１５ｍｍであり、穴４０２の直径は１０ｍｍである。【０１２５】
図６および図７に示すように、リブ４０３は、根本３ｍｍ、先端１．５ｍｍ、高さ１５ｍｍである。リブ４０４は、根本３ｍｍ、先端１．５ｍｍ、高さ１０ｍｍである。リブ４０５は、根本５ｍｍ、先端３ｍｍ、高さ１０ｍｍである。リブ４０６は、根本１．５ｍｍ、先端０．８ｍｍ、高さ１０ｍｍである。リブ４０７は、根本５ｍｍ、先端４ｍｍ、高さ５ｍｍである。リブ４０８は、根本３ｍｍ、先端１．５ｍｍ、高さ２０ｍｍである。
ボス４０９は、一辺２６ｍｍ四角柱の上部に直径８ｍｍの穴が開いた高さ８ｍｍ、肉厚２ｍｍのボスであり、ボス４１０は一辺２６ｍｍ四角柱の上部に直径６ｍｍの穴が開いた高さ８ｍｍ、肉厚２ｍｍのボスである。【０１２６】
円錐柱４１１は、底部外径１３．８ｍｍ、上部外径８ｍｍ、高さ１５ｍｍ、肉厚２ｍｍのボス状である。円錐柱４１２は、底部外径２８．５ｍｍ、上部外径１７．５ｍｍ、高さ１５ｍｍ、肉厚２ｍｍのボス状である。四角錐柱４１３は、底部一辺２８．５ｍｍの正方形、上部一辺１７．５ｍｍ、高さ１５ｍｍ、肉厚２ｍｍである。【０１２７】
あらかじめリブ部には布帛１枚を一部押し込み、底面部に合計７枚重ねたものを圧縮して成形した。【０１２８】
キャビティ面側の第一部分の材質は、実施例７と同じコルソン合金でＬ０＝１５ｍｍ、Ｌ１＝３００ｍｍ、Ｌ２＝３０ｍｍとした以外は、実施例７と同様の金型を用いた。実施例１３における金型加熱の昇温速度は１８０℃／分、冷却速度は４２０℃／分、成形サイクルは１００秒であった。
実施例１３の加熱密度は０．２４ｋＷ／ｋｇであり、冷却効率は１０／分であった。【０１２９】
得られた成形体は、リブ、ボスのある成形体で円錐柱４１１，４１２や四角錐柱４１３のような複雑形状部分をガラス繊維の破断なしにできる強度に優れるものであった。【０１３０】
〔比較例１〕
図３においてＬ０＝７０ｍｍ、Ｌ１＝２００ｍｍ、Ｌ２＝４０ｍｍ金型加熱用のヒーターが冷却媒体通路よりもキャビティ面に近い位置に設置した金型を用いて成形体品を作製した。
使用した材料は、実施例７と同様であるが、金型温度を３２０℃にし、キャビティ面の冷却時に第一部分と第二部分を分離せず、金型の各冷却水通路は、直列に連結し、冷却水は同時ではなく連続して流した。【０１３１】
［評価条件］
（引張強度）
引張強度は、ＩＳＯ５２７−１に準じ以下の条件にて測定した。
・試験環境：２３℃５０ＲＨ％
・成形品：ＪＩＳ  Ｋ７１１３  ３号試験片
・引張速度：５ｍｍ／分
・チャック間：５０ｍｍ
・使用機器：インストロン５０ｋＮ（インストロン社製）【０１３２】
（曲げ剛性）
曲げ剛性は、ＩＳＯ１７８に準じ以下の条件にて測定した。
・試験環境：２３℃５０ＲＨ％
・成形品：幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、肉厚２ｍｍの短冊状
・試験速度：１ｍｍ／分
・スパン間：３２ｍｍ
・使用機器：インストロン５０ｋＮ（インストロン社製）【０１３３】
（曲げ強度）
曲げ強度は、ＩＳＯ１７８に準じて求めた。【０１３４】
（最大衝撃強度）
最大衝撃強度は、ＪＩＳ  Ｋ７２１１−１；２００６に準じて以下の条件で測定した。
・試験環境：２３℃
・高速衝撃試験機  島津ＨＹＤＲＯ  ＳＨＯＴ  ＨＩＴＳ−Ｐ１０(島津製作所)
・試験片形状：６０ｍｍ角平板、肉厚２ｍｍ
・試験速度：４．４ｍｍ／ｓ【０１３５】
（最大衝撃点エネルギー）
最大衝撃点エネルギーは、ＪＩＳ Ｋ７２１１−２：２００６に準じて求めた。【０１３６】
実施例および比較例の製造条件および得られた成形体の物性を表１および表２に示す。
【０１３７】
【表１】
0006646737.tif 000002
【０１３８】
【表２】
0006646737.tif 000003
【０１３９】
表１および表２の実施例に示すように、本発明の成形用金型を用いて製造した成形品は、強度に優れ、サイクル時間を短くすることができた。
特に、金型キャビティ温度が１８０℃の時に布帛をセットした実施例１、３、および６では、成形体に黄変が見られず良好であった。布帛を金型キャビティ温度が３００℃の時にセットした実施例２および４では、若干、繊維の乱れと成形体の黄変が確認されたが、強度は優れていた。また、マニホールドを用いなかった実施例５は、マニホールドを用いた実施例１に比べ成形体に若干黄変が見られたが、強度は優れていた。
また、金型部分の第一部分にコルソン合金を使用し、かつ、第一部分と第二部分が分離可能な構造を備えた実施例７は、第一部分に炭素鋼を用いた実施例８、および分離構造を有しない実施例９に比べて、ハイサイクルで成形を行うことができることがわかった。
一方、Ｌ１／Ｌ０が３以下の比較例１は、サイクル時間が長く生産性に劣った。【０１４０】
なお、本発明によれば、強度、特に衝撃強度に優れる成形品を得ることができる。例えば、本実施例１と同じ材料で箱型（高さ４５ｍｍ、縦１５０ｍｍ、横２００ｍｍ、厚み３ｍｍの底板を有する箱型成形品）試験体を作成し、箱を伏せた状態で試験台に設置し、箱の底板に与えるエネルギーを２５０Jに設定して大型高速衝撃圧縮試験機で衝撃試験を行った。エネルギー２５０Ｊを与える落下物として、下面直径１８５ｍｍの円錐形状体を使用した。ガラス短繊維５０％／ポリアミド６６複合材料を射出成形にて成形した同形状の成形品は本衝撃試験にて材料が飛び散り、形状を保持することができなかった。一方、実施例１と同様の材料による成形体は、本衝撃試験でも形状を保持して破壊せず、落下物を底板で数回、反発させることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明によれば、各種機械や自動車等の構造部品等、高レベルでの機械的物性が要求される熱可塑性樹脂繊維複合成形体をハイサイクルで圧縮成形できる方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１００，２００  金型
１０，２０，２０１    金型部分
１１，２１，３１０，３２０    第一部分
１２，２２    第二部分
１３，２３，３１３，３２３    第一の温度調節手段（冷却媒体通路）
１４，２４    第二の温度調節手段（棒状カートリッジヒーター）
１５，２５    断熱板
１６，２６    キャビティ面とは反対側の面
３０    キャビティ
３１，３２    キャビティ面
３３    経路
４０    ばね
５０    シール用パッキング
６０    真空ライン
７０    布帛
７１，４００    成形体
７２    ハイブリッド成形体
８０    射出成形機
９０    ランナー部
Ｌ０    キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離
Ｌ１    キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離
Ｌ２    第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離
Ｖ０    金型部分の体積
Ｖ（Ｉ）    第一部分の体積
Ｖ（II）    第二部分の体積
Ｖ（III)    第一部分のうち複数の冷却媒体通路の中心軸を結んで形成される平面と金型キャビティ面とで挟まれた部分の体積
４０１，４０２    穴
４０３，４０４，４０５，４０６，４０７，４０８    リブ
４０９，４１０    ボス
４１１，４１２    円錐柱
４１３    四角錐柱
【図１】
0006646737.tif 000004
【図２】
0006646737.tif 000005
【図３】
0006646737.tif 000006
【図４】
0006646737.tif 000007
【図５】
0006646737.tif 000008
【図６】
0006646737.tif 000009
【図７】
0006646737.tif 000010