JP2000355036A - 繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形方法および押出成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度、剛性、軽量化、特に重量当たりの物性
にすぐれ、外観が良好であるとともに、軽量化の範囲の
制御も容易で、生産性の高い繊維含有熱可塑性樹脂の押
出成形品を提供すること。 【解決手段】 溶融膨張性を有する繊維（ガラス繊維）
含有熱可塑性樹脂を環状溶融樹脂通路１１を有する押出
成形ダイ４より押出、膨張することを特徴とする繊維含
有熱可塑性樹脂の押出成形方法。実質的に密な繊維含有
熱可塑性樹脂押出表面層と、微細空隙を有する繊維含有
熱可塑性樹脂からなり、繊維含有率が１５〜７０重量
％、平均繊維長が１〜３０ｍｍ、見かけ密度が０．２〜
１．０ｇ／ｃｍ³ である押出成形品が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス繊維などの
繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形方法および押出成形品
に関し、詳しくは外観、強度、剛性、二次加工適性にす
ぐれた軽量な押出成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、熱可塑性樹脂は自動車部品、
家庭電化製品、ＯＡ分野、容器、家具、建築、住宅設
備、土木用部材、雑貨等の樹脂成形品として広く利用さ
れている。これらの樹脂成形品は、生産性などの点から
主として射出成形により成形されている。中でも、ガラ
ス繊維等の繊維を含有させることで強化された繊維強化
樹脂成形品はすぐれた特性により使用されてきている。

【０００３】しかしながら、射出成形では、長尺成形品
を製造することができないこと、連続的に成形できない
ことなど、成形品の形態によっては、押出成形方法の採
用が好ましい場合がある。特に、建材や土木などの分野
では、ガラス繊維などの繊維強化熱可塑性樹脂の板状、
棒状、異型の成形品が押出成形方法により成形されてい
る。

【０００４】これらの繊維強化熱可塑性樹脂押出成形品
は、高強度、高剛性、耐熱性を有するすぐれた成形品と
して各種分野で利用されている。しかしながら、高強
度、高剛性の成形品を得るために使用される繊維として
は、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維が一般的であ
り、比重が重く、近時の成形品の軽量化に対応できない
問題点がある。

【０００５】このため、繊維含有押出成形品の軽量化成
形方法としては、大きく二つの方法が提案されている。
まず第一の方法は、中空構造の採用である。すなわち
特開平４−３０９６６６号公報には、平均繊維長が０．
５〜１５ｍｍのガラス繊維４０〜８０重量％とを含む熱
可塑性樹脂からなり特定寸法の四角筒状の端太材が提案
されている。しかしこの方法では、成形品表面にガラス
繊維が浮き上がり易く、成形品外観が損なわれる場合が
あり、端太材としては特に問題はないものの、他の用途
への展開に問題となる場合がある。

【０００６】これを改良するものとして、特開平１０
−３２３８７８号公報には、ガラス繊維ロービングに熱
可塑性樹脂を含浸させた後に引抜成形し、５ｍｍ以上３
０ｍｍ以下の長さに切断することによって製造された円
柱状のガラス繊維強化熱可塑性樹脂を用いて芯材層（中
空体）を形成し、被覆層をガラス繊維状強化材を含まな
い熱可塑性樹脂で形成し、被覆層を０．５ｍｍ以上とし
た異型押出成形品が提案されている。しかしながら、こ
の異型押出成形品は、外観は改良されるものの、成形に
二台の押出成形機を必要とするとともに、中空構造によ
り軽量化は達成されるものの、重量当たりの強度、剛性
の点で十分でない場合がある。さらに板状の成形品を得
ることが困難であるとともに、鋸引き、釘打ちなどの二
次加工が困難であるなどの問題点もある。

【０００７】つぎに、第二の方法は、押出成形品全体の
見かけ密度を低下させて軽量化しようとする成形方法で
ある。すなわち特開昭５７−８２０２５号公報には、
熱可塑性樹脂粉末又は粒状体に、長さ１２μ以下に切断
されたガラス繊維と発泡剤を加え、ガラス繊維の破損を
抑制した条件で成形し、発泡させた押出成形繊維強化低
発泡板が開示され、比重０．５の板が実施例として示さ
れている。

【０００８】また、特開昭５６−１６１１２６号公報
には、同じく熱可塑性樹脂、ガラス繊維、発泡剤からな
る溶融樹脂を押出し、一旦広い空隙を通過させて発泡し
た後、押出方向に向けて断面積が漸次減少し、軟化温度
以下の壁体を有する空隙を通過させて繊維を配向させ
た、曲げ強度に強い板状体が開示されている。さらに、
特開平４−１１０１２９号公報には、において、エ
チレン含有量が３〜１５重量％、メルトフローレートが
０．３〜３ｇ／１０分のプロピレン−エチレン共重合体
を用いるポリプロピレン発泡体の押出成形法が開示され
ている。

【０００９】これら、の押出成形方法は、共に短繊
維補強剤と発泡剤を用いるものであり、繊維の補強効果
が小さく、また、発泡倍率に限界があるとともに、発泡
剤からのガスが成形品表面の外観を悪くする恐れがあ
る。つぎに、特公平３−３８９７１号公報には、少な
くとも５ｍｍの長さの繊維と熱可塑性樹脂をダイの直径
がダイの長さよりも大であるダイを通して押出し、膨張
発泡させ、繊維が不規則に分散せしめられた開放繊維構
造物となし、この構造物を熱可塑性樹脂が流体の状態に
ある間に、表面スキンが団結状態となるまで圧縮して造
形品とする成形方法が開示されている。

【００１０】しかしながら、この成形方法は、溶融状態
の発泡中間体は押出成形であるが、二次的に圧縮成形す
るものであり、最終成形品を押出成形で行うことは具体
的に開示されていない。しかも、この成形品は、成形品
中の繊維の配向による方向性を少なくするためのもので
あり、軽量化を意図したものではない。なお、明細書中
では、「造形物のコア部分は依然として発泡状態にあっ
てもよいことを指示している。」と記載されている。し
かし、スキン層を形成するためには、圧縮が必須であ
り、圧縮力によって内部発泡部分も圧縮されることにな
り、圧縮と内部発泡部分の維持確保は相反するものであ
り、実質的な軽量化は極めて困難である。

【００１１】さらに、ガラス繊維含有溶融熱可塑性樹脂
が、ダイから押出されて膨張した時点で、含有するガラ
ス繊維が膨張中間溶融物の表面に浮き出し、これを圧縮
したとしても、この悪い状態のまま冷却固化することに
なり、良好な外観の成形品は得られない。いずれにして
も、前記押出成形方法では、強度、剛性、耐熱性などの
物性を高いレベルに維持し、軽量化するとともに、外観
にすぐれた押出成形品を安価、効率的に製造することが
できるまでには至っていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、強
度、剛性、軽量化、特に重量当たりの物性にすぐれ、外
観が良好であるとともに、軽量化の範囲の制御も容易
で、生産性の高い繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形方法
および押出成形品を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な状況下において、溶融膨張性を有する熱可塑性樹脂の
押出成形方法について鋭意研究を重ねた。その結果、溶
融膨張性を有する繊維含有熱可塑性樹脂を特定構造を有
する押出成形ダイを用いて押出し、その後膨張する場合
に、外観と軽量化が共に満足され、物性的にもすぐた押
出成形品が得られることを見出し、本発明を完成したも
のである。

【００１４】すなわち、本発明は、 （１） 溶融膨張性を有する繊維含有熱可塑性樹脂を環
状樹脂通路を有する押出成形ダイより押出、膨張するこ
とを特徴とする繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形方法。 （２） 溶融膨張性を有する繊維含有熱可塑性樹脂が、
全長が３〜１００ｍｍであり、この全長と等しい長さを
有し、互いに平行に配列された状態にある繊維を２０〜
８５重量％含有する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットまた
は前記ペレットと他のペレットとの混合物で前記繊維が
全体の１５〜７０重量％とされたものを可塑化、溶融し
たものである上記（１）記載の押出成形方法。方法。

【００１５】（３） 溶融膨張性を有する繊維含有熱可
塑性樹脂が発泡剤を含有するものである上記（１）また
は（２）記載の押出成形方法。 （４） 押出後、押出外周表面をサイジングダイにより
冷却しながら膨張する上記（１）〜（３）のいずれかに
記載の押出成形方法。 （５） 押出後の樹脂にガスを注入する上記（１）〜
（４）のいずれかに記載の押出成形方法。 （６） 上記（１）〜（５）のいずれかに記載の押出成
形方法で得られた押出成形品。 （７） 実質的に密な繊維含有熱可塑性樹脂押出表面層
と、微細空隙を有する繊維含有熱可塑性樹脂からなり、
繊維含有率が１５〜７０重量％、平均繊維長が１〜３０
ｍｍ、見かけ密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ³ である押
出成形品。 （８） 繊維がガラス繊維である上記（６）または
（７）記載の押出成形品に関するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本願発明の繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形方法
および押出成形品について、押出成形方法を基に説明す
る。本発明の繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形方法は、
特定の成形樹脂原料、すなわち溶融膨張性を有する繊維
含有熱可塑性樹脂を環状押出ダイ、すなわち、一般に中
空部を有する成形品の製造に用いられる押出ダイから押
し出す。ついで、溶融状態の繊維含有樹脂を膨張させる
ことにより、全体としての見かけ密度の低い押出成形品
を成形するものである。

【００１７】好ましくは、繊維含有熱可塑性樹脂の押出
成形方法において、溶融膨張性の繊維含有熱可塑性樹脂
を用い、押出成形品の賦形、すなわち表面の冷却による
緻密化賦形と内部の膨張による低密度化を分離すること
により、外観と軽量化を同時に満足する押出成形品を成
形するものである。本発明の押出成形方法に用いる成形
原料は、溶融膨張性を有すること、すなわち、溶融押出
後に膨張性を有することが必要であり、溶融押出時に含
有する繊維の絡み合いの開放による復元性により膨張す
るものである。したがって、成形原料としては、あるレ
ベルの繊維長以上の繊維を特定量含有する熱可塑性樹脂
が用いられる。通常、繊維長が３〜１００ｍｍ、好まし
くは５〜５０ｍｍ、繊維含有率が１５〜７０重量％、好
ましくは２０〜６０重量％である繊維含有熱可塑性樹脂
を用いる。

【００１８】特に、繊維含有熱可塑性樹脂が全長が３〜
１００mm、好ましくは５〜５０ｍｍであり、この全長と
等しい長さを有し、互いに平行に配列された状態にある
繊維を２０〜８５重量％含有する繊維含有熱可塑性樹脂
ペレット単独、またはこのペレットと他のペレットとの
混合物で前記繊維が全体の１５〜７０重量％とされたも
のである成形原料を用いることが好ましい。ここで、他
のペレットとしては、通常は同種の熱可塑性樹脂、また
はこれに各種添加剤を含むものであるが、たとえばガラ
ス繊維などを溶融混練して得られるガラス短繊維含有ペ
レットであってもよい。この好ましい成形原料ペレット
の選択によって、溶融膨張性のすぐれた溶融混練押出樹
脂を容易に得ることができる。

【００１９】ここで、繊維含有熱可塑性樹脂中の繊維含
有量が、１５重量％未満であると、溶融膨張性が不十分
となるとともに、繊維による強度、剛性などの物性向上
効果が期待できなくなる。また、７０重量％を超える
と、溶融混練性、繊維の分散性が低下し、押出成形性、
膨張性、成形品の外観、均質性などの品質の安定性が低
下することになる場合がある。

【００２０】本願発明に用いられる熱可塑性樹脂として
は、特に、制限はないが、例えば、ポリプロピレン、プ
ロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エ
チレンランダム共重合体、高密度ポリエチレン等のポリ
オレフィン系樹脂、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレ
ン、シンジオタクチック構造を有するポリスチレンなど
のポリスチレン系樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩
化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
ポリ芳香族エーテルまたはチオエーテル系樹脂、ポリ芳
香族エステル系樹脂、ポリスルホン系樹脂およびアクリ
レート系樹脂等を例示できる。ここで、上記熱可塑性樹
脂は、単独で用いることがもできるが、二種類以上を組
み合わせて用いてもよい。

【００２１】このような熱可塑性樹脂のうち、ポリプロ
ピレン、プロピレンと他のオレフィンとのブロック共重
合体、ランダム共重合体、あるいは、これらの混合物な
どのポリプロピレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、無水マレイン
酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸またはその誘導体
で変性された酸変性ポリオレフィン系樹脂を含有するポ
リプロピレン系樹脂が好適である。また、これら熱可塑
性樹脂には、各種エラストマーなどの耐衝撃性改良剤、
安定剤、帯電防止剤、耐候剤、光安定剤、着色剤、短繊
維、タルク等の充填剤を必要に応じて加えることもでき
る。

【００２２】つぎに、本願発明で用いられる、繊維とし
ては、特に制限はなく、溶融混練押出時に膨張性を有す
る各種繊維から選択される。たとえは、ガラス繊維、炭
素繊維などの無機繊維、銅繊維、黄銅繊維、鋼繊維、ス
テンレス繊維、アルミニウム繊維、アルミニウム合金繊
維、チタン合金繊維などの金属繊維、ボロン繊維、炭化
ケイ素繊維、アルミナ繊維、チッ化ケイ素繊維、ジルコ
ニア繊維などのセラミック繊維、アラミド繊維、ポリオ
キシメチレン繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリアミ
ド繊維、ポリアリレート繊維、ポリフエニレンサルファ
イド繊維、ポリサルホン繊維、超高分子量ポリエチレン
繊維などの有機繊維などを例示できる。なお、これらの
繊維は、無機と有機など２種以上を併用することもでき
る。

【００２３】これらの繊維としては、押出成形品に要求
される特性、用途などにより適宜選定できる。中でも、
ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などは強度、剛性、耐
熱性にすぐれるとともに、長繊維であり、溶融樹脂の含
浸引き抜き成形が容易であるため好ましい。特に、ガラ
ス繊維が好ましく用いられる。ここで、ガラス繊維とし
ては、Ｅ−ガラス、Ｓ−ガラスなどのガラス繊維であっ
て、その平均繊維径が２５μｍ以下のもの、好ましくは
３〜２０μｍの範囲のものが好ましく採用できる。ガラ
ス繊維の径が３μｍ未満であると、溶融樹脂含浸引き抜
き成形によるペレット製造時に、ガラス繊維が樹脂にな
じまず、樹脂を含浸するのが困難となる一方、２０μｍ
を超えると、外観が低下するとともに、繊維が流れ難く
なり、溶融混練時に切断、欠損が起こりやすくなる。こ
れらの熱可塑性樹脂およびガラス繊維を用い、引き抜き
成形法等でペレットを製造するにあたり、ガラス繊維
は、カップリング剤で表面処理した後、収束剤により、
１００〜１００００本、好ましくは、１５０〜５０００
本の範囲で束ねておくことが望ましい。

【００２４】カップリング剤としては、いわゆるシラン
系カップリング剤、チタン系カップリング剤として従来
からあるものの中から適宜選択することができる。例え
ば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−
（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン等のアミノシランやエポキシシランが採用
できる。特に、前記アミノ系シラン化合物を採用するの
が好ましい。

【００２５】収束剤としては、例えば、ウレタン系、オ
レフィン系、アクリル系、ブタジエン系およびエポキシ
系等が採用でき、これらのうち、ウレタン系およびオレ
フィ系が好ましく採用できる。これらのうち、ウレタン
系収束剤は、通常、ジイソシアネート化合物と多価アル
コールとの重付加反応により得られるポリイソシアネー
トを５０重量％以上の割合で含有するものであれば、油
変性型、湿気硬化型およびブロック型等の一液タイプ、
および、触媒硬化型およびポリオール硬化型等の二液タ
イプのいずれもが採用できる。一方、オレフィン系収束
剤としては、不飽和カルボン酸、または、その誘導体で
変性された変性ポリオレフィン系樹脂が採用できる。

【００２６】上述のような収束剤で収束したガラス繊維
に熱可塑性樹脂を付着・含浸させることにより、ガラス
繊維を含有する樹脂ペレットが製造される。ガラス繊維
に熱可塑性樹脂を付着・含浸させる方法としては、例え
ば、溶融樹脂の中に繊維束を通し、繊維に樹脂を含浸さ
せる方法、コーティング用ダイに繊維束を通して含浸さ
せる方法、あるいは、ダイで繊維の周りに付着した溶融
樹脂を押し広げて繊維束に含浸させる方法等が採用でき
る。ここで、繊維束と樹脂とをよくなじませる、すなわ
ち濡れ性を向上するために、内周に凹凸部が設けられた
ダイの内部に、張力が加えられた繊維束を通して引き抜
くことで、溶融樹脂を繊維束に含浸させた後、さらに、
この繊維束を加圧ローラでプレスする工程が組み込まれ
た引抜成形法も採用できる。なお、ガラス繊維と溶融樹
脂とが互いによくなじむ、濡れ性のよいものであれば、
溶融樹脂がガラス繊維に容易に含浸され、ペレットの製
造が容易となるので、前述の収束剤で繊維を収束する工
程は、省略できる場合がある。ここで、互いによくなじ
ませる方法としては、樹脂に極性を付与したり、ガラス
繊維の表面にカップリング剤と反応する官能基をグラフ
トしたりする方法が有効である。

【００２７】以上のような方法で、樹脂が含浸された長
尺繊維束（ストランド等）を、繊維の長手方向に沿って
切断していけば、ペレットの全長と同じ長さの長繊維を
含んだ樹脂ペレットを得ることができる。この際、樹脂
ペレットとしては、繊維束がストランドにされ、その断
面形状が略円形となった樹脂含有長尺繊維束を切断した
ものに限らず、繊維を平たく配列することにより、シー
ト状、テープ状またはバンド状になった樹脂含有長尺繊
維束を所定の長さに切断したものでもよい。

【００２８】さらに、本願発明の押出成形方法に用いら
れる繊維含有熱可塑性樹脂成形原料としては、前記した
ように溶融樹脂含浸引き抜き成形により製造された、全
長が３〜１００mmであり、この全長と等しい長さを有
し、互いに平行に配列された状態にある繊維を２０〜８
５重量％含有する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットまたは
前記ペレットと他のペレットとの混合物で前記繊維が全
体の１５〜７０重量％とされた原材料であることが好ま
しい。

【００２９】繊維が互いに平行に配列された状態となっ
て全体の２０〜８５重量％含有されたペレットを用いれ
ば、ガラス繊維は溶融樹脂によつて含浸、被覆されてい
るので、押出装置のスクリューで可塑化、溶融、混練を
行っても、繊維の破断が起こりにくいとともに、また分
散性も良好となる。これにより、押出ダイから押し出さ
れた後の繊維含有溶融熱可塑性樹脂のスプリングバック
現象が良好になるとともに、最終成形品中に残存する繊
維長が長くなり、物性の向上、表面外観が向上する。こ
こで、他のペレットとの混合物を用いれば、高濃度のガ
ラス繊維含有ペレットの使用量が少なくて、経済的であ
るとともに、成形品中の繊維含有量の調整、溶融粘度の
調整などができるメリットがある。

【００３０】なお、本願発明では、溶融樹脂の膨張性
は、含有するガラス繊維などの繊維の持つ絡み合いによ
るスプリングバック現象による復元力によるものであ
る。しかし、膨張性の補完のために、少量、たとえば
０．０１〜３重量％の発泡剤を含有させることができ
る。ここで、発泡剤としては特に制限はなく、熱により
ガスを発生するものであればよく、化学発泡剤、物理発
泡剤がある。たとえば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣ
Ａ）、ベンゼンスルホヒドラジド、Ｎ，Ｎ−ジニトロペ
ンタメチレンテトラミン、テレフタルアジドなどを例示
できる。

【００３１】以下に本願発明の押出成形方法を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明の押出成形方法に用い
られる押出成形装置の概念図を示す。図１において、１
は押出成形機、２は第１原料供給口、３は第２原料供給
口、４は押出ダイ、５はサイジングダイ、６は引き取り
機、７は切断機をそれぞれ示す。図２は、図１の押出ダ
イのＸ−Ｘ線断面図、図３はサイジングダイのＹ−Ｙ線
断面図を示す。図４は押出ダイの第１実施態様、図５は
押出ダイの第２実施態様を示す。図２、３、４、５にお
いて、８は押出ダイシエル、９は押出ダイコア、１０は
コア取り付け具、１１は溶融樹脂流路、１２は押出成形
品を示す。

【００３２】本発明の押出成形方法では、押出ダイ４を
出た後の溶融樹脂が溶融膨張性を有するように、原料樹
脂を原料供給口２または３、あるいは二つの供給口から
供給する。ここで、複数の供給口から原料を供給する場
合には、繊維含有樹脂を第２原料供給口３より供給する
ことが、繊維の切断を抑制することができることから好
ましい。また、押出機１としては、１軸押出成形機、２
軸押出成形機など特に制限なく用いられる。しかしなが
ら、スクリュー押出成形機を用いる場合には、スクリュ
ーの圧縮比の小さい、たとえば３以下、好ましくは２．
５以下、より好ましくは２以下のスクリューを用いるこ
とが、ガラス繊維などの繊維の切断を抑制するために好
ましい。また、スクリューの先端部分も混練を重視する
ダルメージタイプなどは避ける方が望ましい。

【００３３】成形原料については、前記したところの、
全長が３〜１００ｍｍであり、この全長と等しい長さを
有し、互いに平行に配列された状態にある繊維を２０〜
８５重量％含有する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットを主
原料とすることが好ましい。溶融混練された繊維含有熱
可塑性樹脂は、押出ダイ４から押し出される。ここで押
出ダイ４は、図２に示すように、押出ダイシエル８と押
出ダイコア９により環状の樹脂流路１１が形成されてい
る。ここで押出ダイシエル８の形状は、押出成形品の形
状により任意であり、板状、波状、角状、円などとされ
る。また、押出ダイコア９は、通常は図２（Ａ）に示す
ように、押出ダイシエル８と略相似形とされる。

【００３４】しかし、板状押出成形品のような比較的面
積の広い場合には、図２（Ｂ）に示すように、押出ダイ
コア９として一般部９ａと凹部９ｂとからなる表面凹凸
形状とすることもできる。図２（Ｂ）のような押出ダイ
コア９の形状とすることにより、膨張後の押出成形品１
２は、図３（Ｂ）に示すように、通常の膨張による低密
度部１２ａと外周部の緻密な押出表面部１２ｂとこの表
面部を結合する比較的密度の高い１２ｃ部とからなる構
造をとることになる。このことは、比較的密度の高い１
２ｃ部がリブ構造としての機能を有し、押出成形品の強
度、剛性をより高くすることを可能にする。

【００３５】押出成形ダイ４の溶融樹脂流路１１と押出
ダイコア９の断面積は、押出成形品の膨張倍率、すなわ
ち押出成形品に要求される軽量化の程度によって適宜決
定される。ここで膨張倍率は、およそ、サイジングダイ
の断面積／溶融樹脂流路の断面積となる。本発明の押出
成形品の製造方法では、見かけ密度としては、０．２〜
１．０ｇ／ｃｍ³ 、好ましくは０．３〜０．８ｇ／ｃｍ
³ となるように、原料繊維含有熱可塑性樹脂の密度を考
慮して決定される。

【００３６】押出ダイ４より押し出された膨張性の溶融
樹脂は、サイジングダイ５へ導入され押出外周部より冷
却されて、賦形されながら、引き取り機６により引き取
られる。ついで、切断機７により、規定の長さに切断さ
れ押出成形品１２が得られる。ここでサイジングダイ５
の形状は、押出ダイ４の溶融樹脂流路１１の外形に略類
似の形状とされる。本発明の押出成形方法では、押出ダ
イ４から押し出された膨張性の溶融樹脂は、環状に押し
出される。したがって、押し出された溶融樹脂は、押出
ダイ４の出口形状とサイジングダイの形状が略同一であ
っても、溶融樹脂は溶融樹脂自体の有する膨張性によっ
て、内側に自由膨張できる。

【００３７】押出ダイ４から出た溶融樹脂は表面部から
冷却賦形されるとともにスキン層を形成する。ここで、
スキン層、すなわち緻密な外周層を確実に形成するため
には、押出ダイ４の形状として、たとえば、図５に示す
ような押出ダイを用いることができる。すなわち、図５
にあっては、押出ダイ４の押出ダイコア９を、押出ダイ
４のダイシエル８の先端よりも前方に突出された場合で
ある。この場合には、押出ダイ４とサイジングダイ５の
間隔の調整によって、膨張性の溶融樹脂はサイジングダ
イ５に導入された時点で環状を維持しており、外部から
の冷却賦形が確実に成された後、溶融状態で環状のまま
移動し、押出ダイコア９を過ぎた位置から膨張が始まる
ことになる。

【００３８】なお、押出ダイ４から押し出された膨張性
の溶融樹脂の、外方への膨張は、押出ダイとサイジング
ダイとの間隔の調整、連続的な引き取りにより抑制され
る。また、押出成形品の膨張倍率が比較的低い場合は、
上記方法で十分軽量化した押出成形品が得られる。しか
し、溶融膨張性、すなわち溶融樹脂中の繊維の含有量、
繊維長、樹脂の粘度などによっては、膨張力が弱い場合
で、より見かけ密度の低い押出成形品を得るためには、
前記したところの発泡剤を補助的に添加する方法を採用
できる。

【００３９】また、本発明の押出成形方法では、膨張し
た成形品内部は、繊維が不均一に分散した空隙が連続し
た構造をとる。したがって、サイジングダイでの賦形時
に膨張力に加えて、溶融樹脂中に、あるいは硬化後の高
温樹脂中に、空気、窒素などのガスを注入することがで
きる。ガス注入としては、図４に示すように、押出ダイ
のガス注入管１３より、押出ダイコア９に設けられたピ
ンにより注入できる。この場合、成形品中は連続した空
隙が形成されているので、ガスは成形品全体に注入でき
る。なお、このガス注入の場合には、サイジングダイの
途中の半溶融時に加圧することにより、端部処理（切断
部に相当する位置で断面端部にスキン層形成）を行うな
どの方法が採用できる。

【００４０】さらに、本発明の押出成形品の空隙率が高
くなると、サイジングダイによる成形品の冷却効率が低
下する。このため、サイジングダイの長さ、あるいは二
次的な冷却部を設けることが必要となることも考えられ
る。このような場合には、押出成形品にガス注入針を用
いて空気などを、成形品の内部に流すことにより、成形
品内部から容易に冷却できる大きな特徴がある。

【００４１】本発明の繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形
方法では、任意の押出成形品を成形できる。しかし、好
ましい成形品は、実質的に密な繊維含有熱可塑性樹脂押
出表面層と、微細空隙を有する繊維含有熱可塑性樹脂か
らなり、繊維含有率が１５〜７０重量％、好ましくは２
０〜６０重量％、平均繊維長が１〜３０ｍｍ、好ましく
は２〜２０ｍｍ、見かけ密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ
³ 、好ましくは０．３〜０．８ｇ／ｃｍ³ である押出成
形品である。この押出成形品中の繊維としてはガラス繊
維が好ましい。

【００４２】本発明の繊維含有熱可塑性樹脂の押出成形
方法および押出成形品は、以上述べた通りである。しか
しながら、これらを基本に、応用展開することができ
る。例えば、前記では、一種類の溶融膨張性を有する熱
可塑性樹脂を用いた場合を示したが、溶融膨張性を有す
る樹脂と他の樹脂との共押出成形を採用することもでき
る。ここで他の熱可塑性樹脂としては、溶融膨張性を
実質的に有さない繊維を含有する類似の樹脂、繊維を
含有しない類似の樹脂、溶融膨張性を有する樹脂とは
全く異なる樹脂なとがある。

【００４３】この場合、にあっては、溶融膨張性を有
する樹脂がガラス繊維含有ポリプロピレン系樹脂である
場合に、表面特性を向上するための外層樹脂としての、
低結晶性のポリオレフィン樹脂や非晶性樹脂であるポリ
カーボネート樹脂とポリエステル樹脂、スチレン系樹脂
などとのアロイなどを例示できる。ここで、共押出とし
ては、他の樹脂を押出成形品の片面、あるいは外周を被
覆する場合がある。また、押出成形品の押出ダイよりガ
ラス繊維、炭素繊維などの長繊維を導入した、芯部の強
化をすることもできる。

【００４４】本発明の押出成形品としては、床材、天井
材、壁材、簀の子、外壁用パネル、間仕切壁用パネル、
屋根材、柵材、棚板、吸音壁材などの建築・土木用部
材、自動車の荷台、あおり板などとして幅広い応用展開
が期待される。

【００４５】

【実施例】次に、本発明の効果を具体的な実施例に基づ
いて説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限
定されるものではない。 実施例１ ガラス繊維（１３μｍ）が平行に配列し、その含有量が
７０重量％、ポリプロピレンの含有量が２８重量％およ
び無水マレイン酸変性ポリプロピレン２重量％からな
り、長さが１２ｍｍであるガラス長繊維強化ポリプロピ
レンペレット〔ＧＦＲＰ〕を、主成形樹脂原料とした。

【００４６】前記ガラス長繊維強化ポリプロピレンペレ
ット〔ＧＦＲＰ〕：６０重量部とポリプロピレン〔ＭＩ
＝１０ｇ／１０分、２３０℃、２１６０ｇ荷重〕：４０
重量部をドライブレンドして成形原料とした。５０ｍｍ
一軸押出成形機〔圧縮比＝１．７〕に成形原料をホッパ
ーより供給し、樹脂温度２３０℃で溶融混練し、四角形
環状ダイ〔１５ｍｍ×２００ｍｍ：樹脂流路厚み：３ｍ
ｍ〕より押し出し、同一の四角形サイジングダイへ導
き、外周部を冷却した。なお、四角形環状ダイのコア部
材は、押出成形品の表面スキン層が形成される位置まで
突出したものを用いた。外周部の冷却後、コア部を過ぎ
た後、内部の溶融樹脂は、ガラス繊維の絡み合いの復元
力により膨張し、引き取り機にて引き取り、裁断するこ
とにより、軽量板状押出成形品（断面、約１５ｍｍ×２
００ｍｍ）を得た。評価結果を第１表に示す。なお、評
価方法を以下にしめす。

【００４７】押出成形品の平均繊維長：成形品を灰化
後、万能投影機で倍率１０倍で直接撮影し、その画像を
用いてデジタイザーにて平均ガラス繊維長を求めた。 見かけ密度：成形品の体積と重量より求めた。 曲げ荷重：押出成形品より２００ｍｍ×２０ｍｍ×厚
みの試験片を切り出し（押出方向垂直）、スパン＝１５
０ｍｍ、試験速度＝５０ｍｍ／分の条件で測定した。 吸音率：垂直入射測定により、周波数１，０００Ｈｚ
で示した。

【００４８】実施例２ 実施例１において、二軸押出成形機を用いるとともに、
ＭＩ＝５ｇ／１０分のポリプロピレンをホッパーより、
ガラス長繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレット〔ＧＦＲ
Ｐ〕を、サイドフィードより重量比が１対１となるよう
にそれぞれ供給した以外は、実施例１に準じて押出成形
し、押出成形品（断面、約１５ｍｍ×２００ｍｍ）を得
た。評価結果を第１表に示す。

【００４９】実施例３ 実施例１において、ＧＦＲＰ：４０重量部とＭＩ＝４ｇ
／１０分のポリプロピレン：６０重量部および発泡剤マ
スターバッチペレット（発泡剤として１重量部））：１
０重量部をドライブレンドして成形原料とた以外は、実
施例１に準じて押出成形品（断面、約１５ｍｍ×２００
ｍｍ）を得た。評価結果を第１表に示す。

【００５０】比較例１ 実施例１において、ガラス繊維（１３μｍ）を４２重量
％含有する短繊維強化ポリプロピレンペレット（平均ガ
ラス繊維長＝０．４ｍｍ）を用いた以外は、実施例１に
準じて中空を有する押出成形品を得た。評価結果を第１
表に示す。 比較例２ 実施例３において、ガラス繊維（１３μｍ）を２８重量
％含有する短繊維強化ポリプロピレンペレット（平均ガ
ラス繊維長＝０．４ｍｍ）１００重量部および発泡剤マ
スターバッチペレット（発泡剤として、１重量部）：１
０重量部をドライブレンドした以外は、実施例３に準じ
て中空を有する押出成形品を得た。評価結果を第１表に
示す。

【００５１】比較例３ 実施例１において、押出ダイスの形状を６ｍｍ×２００
ｍｍの四角形〔ダイコア無し〕として、溶融樹脂を移動
ベルト上に押出し、膨張しせた後、１５ｍｍ厚みとなる
ように圧縮、冷却して押出成形品を得た。評価結果を第
１表に示す。 比較例４ 実施例１において、一軸押出成形機として、圧縮比＝
３．２、且つ先端にダルメージ部を有するスクリューを
用いた以外は、実施例１に準じて、中空を有する板状成
形品を得た。評価結果を第１表に示す。

【００５２】比較例５ 実施例３において、押出ダイ、サイジングダイとして、
６ｍｍ×２００ｍｍの四角形〔ダイコア無し〕のものを
用いた以外は、実施例３に準じて厚み、約６ｍｍの板状
成形品を得た。評価結果を第１表に示す。第１表より、
本発明の押出成形品は、比較例と略同一の押出幅で、略
同一重量でありながら、約３倍の曲げ荷重を有するとと
もに、高いレベルの吸音特性を有することが明らかであ
る。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、押出成形品の見かけ密
度を低く、その軽量化の範囲も容易に制御して成形でき
る。押出成形品は表面が緻密で、外観にすぐれるととも
に、その疎密構造により、成形品の重量当たりの強度、
剛性が格段にすぐれた押出成形品を得ることができる。
また、内部の膨張部は連続した空隙から形成されてお
り、成形時に空気などのガスによる膨張の補助、内部冷
却が可能であるとともに、押出成形品としての吸音性、
断熱性などの特徴を有する。また、鋸引き、釘打ちなど
の二次加工性があり、耐水性、耐久性にすぐれ、木材類
似の使用が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出成形方法に用いられる押出成形装
置の概念図を示す。

【図２】図１の押出ダイのＸ−Ｘ線断面図を示す。

【図３】図１のサイジングダイのＹ−Ｙ線断面図を示
す。

【図４】押出ダイの第１実施態様を示す。

【図５】押出ダイの第２実施態様を示す。

【符号の説明】

１：押出成形機 ２：第１原料供給口 ３：第２原料供給口 ４：押出ダイ ５：サイジングダイ ６：引き取り機 ７：切断機 ８：押出ダイシエル ９：押出ダイコア １０：コア取り付け具 １１：溶融樹脂流路 １２：押出成形品 １３：ガス注入管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F205 AB02 AB25 AC01 AD04 AD16 AG07 AR12 AR15 HA13 HA27 HA34 HA35 HB02 HC16 HK12 4F207 AB02 AB25 AC01 AD04 AD16 AG07 AR12 AR15 KA01 KA19 KF02 KK53 KM13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融膨張性を有する繊維含有熱可塑性樹
   脂を環状溶融樹脂通路を有する押出成形ダイより押出、
   膨張することを特徴とする繊維含有熱可塑性樹脂の押出
   成形方法。
2. 【請求項２】 溶融膨張性を有する繊維含有熱可塑性樹
   脂が、全長が３〜１００ｍｍであり、この全長と等しい
   長さを有し、互いに平行に配列された状態にある繊維を
   ２０〜８５重量％含有する繊維含有熱可塑性樹脂ペレッ
   トまたは前記ペレットと他のペレットとの混合物で前記
   繊維が全体の１５〜７０重量％とされたものを可塑化、
   溶融したものである請求項１記載の押出成形方法。
3. 【請求項３】 溶融膨張性を有する繊維含有熱可塑性樹
   脂が発泡剤を含有するものである請求項１または２記載
   の押出成形方法。
4. 【請求項４】 押出後、押出外周表面をサイジングダイ
   により冷却しながら膨張する請求項１〜３のいずれかに
   記載の押出成形方法。
5. 【請求項５】 押出後の樹脂にガスを注入する請求項１
   〜４のいずれかに記載の押出成形方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の押出成
   形方法で得られた押出成形品。
7. 【請求項７】 実質的に密な繊維含有熱可塑性樹脂押出
   表面層と、微細空隙を有する繊維含有熱可塑性樹脂から
   なり、繊維含有率が１５〜７０重量％、平均繊維長が１
   〜３０ｍｍ、見かけ密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ³ で
   ある押出成形品。
8. 【請求項８】 繊維がガラス繊維である請求項６または
   ７記載の押出成形品。