JPH0584737A - 熱成形用繊維強化樹脂積層シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強化繊維の浮きだしや層間剥離のない良好な
成形品を成形することのできる熱成形用繊維強化樹脂積
層シートを製造する。 【構成】 ガラスロービングにナイロン６の粉末を３：
７の割合で付着させこれを長さ25mmに切断して集積す
る。これを上下の無端ベルトの間に挟持し200 ℃の加熱
炉中で樹脂を溶融させて厚さ２mmの繊維強化熱可塑性樹
脂シートの芯層F5を成形する。ナイロン６の100 重量部
とトリアリルイソシアヌレート３重量部を溶融押出して
厚さ0.5mm のナイロン６シートの表層S1とS2を成形す
る。芯層F5の両面に表層S1、S2を積層しこれを上下の無
端ベルト10、11の間に挟持し200 ℃の加熱炉中のロール
18間を５分間通過させ、芯層と表層とを熱溶着させ冷却
する。この積層シートを電子線照射装置21に移送し、そ
の両面に電子線を６Ｍｒａｄ照射して表層のナイロン６
を架橋させ厚さ３mmの目的の積層シートＰを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、強化繊維の浮きだし
や層間剥離のない良好な成形品を成形することのできる
熱成形用繊維強化樹脂積層シートの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱成形用繊維強化樹脂シートは、プレス
成形、絞り成形、真空成形等により各種形状の成形品に
成形される。

【０００３】この種の熱成形用繊維強化樹脂シートの製
法として、繊維強化マットの上下に熱可塑性樹脂シート
を積層し、これを加熱加圧して繊維強化マットに樹脂を
含浸させる方法が知られている。

【０００４】このような方法で得られる熱成形用繊維強
化樹脂シートを用いて成形品を成形すると、成形品の表
面に強化繊維が浮きだして外観不良となる。また、成形
品の表面に強化繊維が浮きだすと、この表面に、塗装や
メッキを施こす場合にも障害となる。

【０００５】これを改善するために、繊維強化熱可塑性
樹脂シートからなる芯層に、芯層の樹脂よりも高融点の
熱可塑性樹脂の表皮を有する表層を積層し、これを芯層
の樹脂の融点以上で且つ表皮の樹脂の融点以下の温度で
加熱加圧し、芯層と表層を熱溶着させて熱成形用繊維強
化樹脂積層シートを製造する方法が提案されている（特
開昭５８−１８８６４９号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
熱成形用繊維強化樹脂積層シートの製造方法において
は、強化繊維の浮きだしは防止できても、芯層と表層の
熱溶着は充分とはいえない。芯層と表層を良好に熱溶着
させるために、高融点の熱可塑性樹脂の表皮の裏面に不
織布のような通気性の多孔質材料をラミネートしたもの
が使用されているが、このように多孔質材料をラミネー
トするのは面倒で、手間がかかるという欠点がある。

【０００７】この発明は、このような問題を解決するも
のであり、その目的とするところは、強化繊維の浮きだ
しや層間剥離のない良好な成形品を成形することのでき
る熱成形用繊維強化樹脂積層シートの製造方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の一つは、繊維強化熱可塑性樹脂シートか
らなる芯層の少なくとも片面に、架橋剤を含有する熱可
塑性樹脂シートからなる表層を積層し、これを加熱加圧
して芯層と表層を熱溶着させるとともに、架橋剤により
表層の熱可塑性樹脂を架橋させるものである（請求項１
の発明）。

【０００９】もう一つの発明は、繊維強化熱可塑性樹脂
シートからなる芯層の少なくとも片面に、架橋剤を含有
する熱可塑性樹脂シートからなる表層を積層し、これを
加熱加圧して芯層と表層を熱溶着させた後、これを加熱
して架橋剤により表層の熱可塑性樹脂を架橋させるもの
である（請求項２の発明）。

【００１０】さらに、もう一つの発明は、繊維強化熱可
塑性樹脂シートからなる芯層の少なくとも片面に、熱可
塑性樹脂シートからなる表層を積層し、これを加熱加圧
して芯層と表層と熱溶着させさせた後、これに表層側か
ら電離性放射線を照射して表層の熱可塑性樹脂を架橋さ
せるものである（請求項３の発明）。

【００１１】この発明において、芯層として用いる繊維
強化熱可塑性樹脂シートは、チョップドストランドマッ
ト、連続ストランドマット等の繊維マットや短く切断さ
れたロービング繊維に、熱可塑性樹脂を含浸させてシー
ト状に形成したものである。繊維の長さは３mm以上で補
強効果があり、このような強化繊維の太さは、一般に５
〜１００μm のものが使用される。

【００１２】強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊
維、金属繊維、セラミック繊維等の無機繊維、アラミド
繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の有機繊維
の中から、製造工程で熱溶融しないものが選定される。
通常、ガラス繊維が用いられる。なお、これ等の強化繊
維には、化学的親和性や界面接着性を向上させるため
に、その表面をシランカップリング剤、その他の接着性
改良剤で処理して使用するのが好ましい。

【００１３】これ等の強化繊維に含浸させる熱可塑性樹
脂としては、ポリアクリロニトリル、ポリアセタール、
ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、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、、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリブタジエン、ポリアクリレート、ポリ塩
化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポ
リスチレン等が用いられる。

【００１４】また、上記の樹脂を主成分とする共重合体
やグラフト樹脂や変成樹脂、例えば、アクリロニトリル
−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共
重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重
合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化
ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共
重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、
マレイン酸変成ポリスチレン、マレイン酸変成ポリエチ
レン、アクリル酸変成ポリプロピレン、シラン変成ポリ
プロピレン、スチレングラフトポリフェニレンエーテル
等も用いられる。

【００１５】これ等の樹脂は、単独か或いは相溶性のよ
い二種以上を組み合わせて用いられる。また、これ等の
樹脂には、必要に応じて充填剤、酸化防止剤、熱安定
剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料等の公知の各種添加剤を
配合して用いられる。

【００１６】芯層として用いる繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートは、例えば、ロービング繊維に熱可塑性樹脂粉末を
付着させ、これを短く切断してシート状に集積し、この
集積物を加熱加圧して樹脂粉末を溶融含浸させる方法で
得ることができる。また、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維
を混織したマットを、加熱加圧して樹脂繊維のみを溶融
含浸させる方法で得ることができる。また、強化繊維マ
ットに熱可塑性樹脂シートを積層し、これを加熱加圧し
て樹脂シートを溶融含浸させる方法で得ることができ
る。

【００１７】この発明において、表層として用いる熱可
塑性樹脂シートは、上記芯層の熱可塑性樹脂と同種の樹
脂或いはこれと相溶性が良好な異種の樹脂で、且つ架橋
剤或いは電離性放射線で架橋し得る熱可塑性樹脂をシー
ト状に成形したものである。この場合、表層の樹脂とし
ては、一般に、芯層の樹脂と同じ融点を有する樹脂、或
いは芯層の樹脂に近い融点を有する樹脂が用いられる。

【００１８】請求項１の発明及び請求項２の発明におい
て、表層として用いる熱可塑性樹脂シートは架橋剤を含
有する。この架橋剤としては、主に有機過酸化物が用い
られる。この有機過酸化物は、シートの成形温度よりも
高い分解温度を有するものが選定される。このような有
機過酸化物としては、ジアルキルパーオキサイド、パー
オキシケタールが好ましく、例えばジクミルパーオキサ
イド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパー
オキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシクメン、ジ−
ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５
−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３等が挙げら
れる。

【００１９】例えば、ポリエチレンやポリプロピレンに
これ等の有機過酸化物を含有させ、これを有機過酸化物
の分解温度以上に加熱すると架橋が進行する。使用する
熱可塑性樹脂によっては、有機過酸化物では架橋が進行
しない場合がある。この場合は、樹脂にカルボキシル
基、ビニル基、水酸基のような反応性官能基を導入し、
さらにイソシアネートや亜鉛、カルシウム、マグネシウ
の金属化合物のような他の架橋剤を含有させることによ
り、架橋を進行させることができる。

【００２０】また、充分に架橋が進行しない場合は、架
橋効率を高めるために架橋助剤が併用される。架橋助剤
としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシ
アヌレート、ジアリルフタレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート、ジビニルベンゼン等の分子内
に二個以上の不飽和二重結合を持った多官能性の有機化
合物が用いられる。

【００２１】請求項３の発明において、表層として用い
る熱可塑性樹脂シートは、前記のような架橋剤を含有し
ない。この場合は、表層側から電離性放射線を照射する
ことにより、樹脂の架橋が進行する。電離性放射線とし
ては、電子線、γ線、Ｘ線などがあるが、特に電子線が
好ましい。なお、使用する熱可塑性樹脂によっては、架
橋が進行しない場合がある。この場合は、熱可塑性樹脂
シートに前記と同様な架橋助剤が含有される。

【００２２】この発明においては、上記芯層の片面或い
は両面に上記表層を積層し、これを加熱加圧して芯層と
表層とを熱溶着させる。加熱加圧手段としては、熱板プ
レスにより方法、熱ロールの間を通す方法、熱風循環式
或いは遠赤外線式の加熱炉内に設けた無端ベルトの間を
通す方法等が採用される。加熱温度は、少なくとも芯層
或いは表層の樹脂が溶融する温度であれば、芯層と表層
とは良好に熱溶着する。

【００２３】この場合、表層として、架橋剤を含有する
熱可塑性樹脂シートを用い、加熱温度がこの架橋剤を活
性化する温度（分解温度）以上であると、芯層と表層が
熱溶着するとともに、架橋剤により表層の樹脂に架橋が
生じる（請求項１の発明）。加熱温度がこの架橋剤を活
性化する温度（分解温度）以下であると、架橋剤により
表層の樹脂に架橋が生じない。この場合は、芯層と表層
との熱溶着の後で、架橋剤が活性化する温度（分解温
度）以上に再加熱し、架橋剤により表層の樹脂を架橋さ
せる（請求項２の発明）。

【００２４】表層として、架橋剤を含有しない熱可塑性
樹脂シートを用いる場合は、表層側から電離性放射線を
照射して表層の樹脂を架橋させる（請求項３の発明）。
芯層の両面に表層を積層する場合は、両側から電離性放
射線を照射する。照射線量は、芯層の樹脂が架橋しない
程度の線量に調節される。芯層の樹脂まで架橋が進行す
ると、得られる熱成形用繊維強化樹脂積層シートの熱成
形性が低下する。表層の樹脂は、表層全体が一様に架橋
されるのが望ましいが、表層の表面部のみが架橋されて
いてもよい。

【００２５】このようにして、芯層と表層とは熱溶着さ
れ、表層の樹脂は架橋剤或いは電離性放射線により架橋
されるが、いずれの架橋においても、その架橋度は、得
られる熱成形用繊維強化樹脂積層シートを用いて成形す
る際に、芯層の樹脂が充分に流動化する温度で、且つ表
層の樹脂がゴム弾性を有する程度に架橋させるのが好ま
しく、ゲル分率で２０重量％以上になるように架橋させ
るのが望ましい。

【００２６】以下、図面を参照しながら、この発明方法
を説明する。図２はこの発明で用いる芯層の製法の一例
を示す側面図である。巻戻しロール１からロービング繊
維Ｆ１が巻戻され、ガイド１５を経て流動槽２に導かれ
る。流動槽２には熱可塑性樹脂粉末Ｒが供給されてい
る。流動槽２の底部には多数の通気孔を有する多孔板１
４が設けられている。そして、気体供給路から送られた
空気や窒素などの気体が、矢印方向に多孔板１４の通気
孔を通って流動槽２内へ供給されるように構成されてい
る。流動槽２内に供給された樹脂粉末Ｒは、その気体の
噴出によって流動化した状態となり樹脂粉末Ｒの流動床
が形成される。

【００２７】ロービング繊維Ｆ１は、流動床の中を通り
このロービング繊維Ｆ１に樹脂粉末Ｒが付着する。さら
に、このロービング繊維は、ガイド１５を経て、上下一
対のスクレバー３により過剰に付着した樹脂粉末Ｒが除
去され、その付着量が調整される。なお、流動槽２の中
のガイド１５は、そこを通るロービング繊維Ｆ１の幅を
広げるために山形又は溝付きのものを用いるのが好まし
い。

【００２８】樹脂粉末Ｒが付着したロービング繊維Ｆ２
は、引取り駆動ロール４、５で引取られながらカツター
ロール６とゴムロール７との間に供給され、所望長さに
切断される。切断されたロービング繊維Ｆ３は、上下一
対の無端ベルト１０、１１の間に供給される。

【００２９】無端ベルト１０、１１は、図外のモーター
で駆動ロール１６、１７を駆動することにより、連続し
て同方向へ同速度で回動するように構成されている。上
側無端ベルト１０と下側無端ベルト１１には、それぞれ
移送部１０ａと１１ａが形成され、移送部１０ａと１１
ａは間隙を介して上下に対向している。

【００３０】下側無端ベルト１１の移送部１１ａは、上
側無端ベルト１０の移送部１０ａより前方へ長く延設さ
れ、延長の移送部１１ｂが形成されている。この延長の
移送部１１ｂを形成することなく、別の無端ベルトを下
側無端ベルト１１の移送部１１ａの前方に配置してもよ
い。このような無端ベルト１０、１１は、高強度で耐熱
性のあるもの、例えばスチールベルト、ステンレスベル
ト、ガラス布強化テフロンベルト等で形成される。

【００３１】上側無端ベルト１０と下側無端ベルト１１
の移送部１０ａ、１１ａの対向する箇所には、それぞれ
加熱装置１２が配置され、加熱装置１２に続く後方には
冷却装置１３がそれぞれ配置されている。加熱装置１２
は、熱風循環式或いは遠赤外線式の加熱炉で構成され、
この加熱炉内には上下対応する位置に複数対のガイドロ
ール１８が配設されている。そして、加熱炉の中を無端
ベルト１０、１１が通過す方式のものである。なお、加
熱装置１２が加熱ロールで構成され、この加熱ロールで
無端ベルト１０、１１を挟持しつつ直接ベルトを加熱す
る方式のものでもよい。

【００３２】また、冷却装置１３は、上下の冷却ブロア
ーで構成され、上下対応する位置に複数対のガイドロー
ル１９が配設されている。なお、冷却装置１３は水冷式
のガイドロールで構成されたものでもよい。

【００３３】切断されたロービング繊維Ｆ３は、下側無
端ベルト１１の移送部１１ｂ上に落下供給されて所定の
厚みに集積される。集積されたロービング繊維Ｆ４は、
上側無端ベルト１０と下側無端ベルト１１の移送部１０
ａと１１ａの間で挟持されながら移送され加熱装置１２
に供給される。ここで、樹脂粉体Ｒの融点或いはそれ以
上の適当な温度に加熱され、繊維のフィラメント間に溶
融した樹脂が含浸される。

【００３４】ここで、ガイドロール１８により上下の無
端ベルト１０、１１間の間隙が調節され、集積されたロ
ービング繊維Ｆ４は、厚み方向に適当な圧力で加圧され
る。この加圧により溶融した樹脂が流動しモノフィラメ
ント間の空隙が埋められ、樹脂と強化繊維とが一体化さ
れる。引き続いて、冷却装置１３のガイドロール１９に
より上下の無端ベルト１０、１１間の間隙が調節され、
加圧されながら適当な温度に冷却される。こうして、所
定厚みの繊維強化熱可塑性樹脂シートからなる芯層Ｆ５
が形成される。

【００３５】こうして製造された芯層Ｆ５は、上記の製
造工程と連続した工程或いは別の独立した工程で、例え
ば、図１に示すにように、上下一対の無端ベルト１０と
１１の間に供給される。この上下一対の無端ベルト１０
と１１は、図２と同様に構成されており、ここでは図２
と同じ符号を付してその装置の説明は省略する。なお、
上下一対の無端ベルト１０と１１の後方には、加熱装置
２０或いは電子線照射装置２１のいずれかの装置が設け
られている。図においては、便宜的に加熱装置２０或い
は電子線照射装置２１を同じ図で示している。

【００３６】図１において、繊維強化熱可塑性樹脂シー
トからなる芯層Ｆ５は、上下一対の無端ベルト１０と１
１との間に供給されるとともに、その上下方向から架橋
剤を含有する熱可塑性樹脂シートからなる表層Ｓ１とＳ
２が供給され、芯層Ｆ５の上下に積層される。この表層
は、芯層Ｆ５の上下に積層することなく芯層Ｆ５の上或
いは下の片側のみに積層してもよい。

【００３７】なお、架橋剤を含有する熱可塑性樹脂シー
トからなる表層Ｓ１、Ｓ２は、前記の熱可塑性樹脂に前
記の架橋剤を配合し、これを押出機やカレンダーロール
により樹脂が溶融する温度で且つ架橋剤が活性化しない
温度（分解温度）で混練し、シート状に成形することに
より形成される。

【００３８】芯層Ｆ５と表層Ｓ１、Ｓ２との積層物は、
上側無端ベルト１０と下側無端ベルト１１の移送部１０
ａと１１ａの間で挟持されながら移送され、加熱装置１
２に供給されて、芯層或いは表層を構成する樹脂の融点
以上で且つ架橋剤が活性化する温度（分解温度）以上の
適当な温度に加熱加圧される。それにより、芯層Ｆ５と
表層Ｓ１、Ｓ２が熱溶着されるとともに、表層Ｓ１、Ｓ
２の樹脂が架橋される。次いで、冷却装置１３のガイド
ロール１９の間で挟持されながら移送され、適当な温度
に冷却される。こうして、所定厚みの熱成形用繊維強化
樹脂積層シートＰが製造される。

【００３９】上記の芯層Ｆ５と表層Ｓ１、Ｓ２との積層
物が、加熱装置１２内で、芯層Ｆ５或いは表層を構成す
る樹脂の融点以上で且つ架橋剤が活性化しない温度（分
解温度）以下に加熱加圧される場合は、芯層Ｆ５と表層
Ｓ１、Ｓ２が熱溶着され、表層Ｓ１、Ｓ２の樹脂は架橋
されない。この場合は、引き続いて、加熱装置２０内に
移送され、ここで架橋剤が活性化する温度（分解温度）
に加熱され、それにより表層Ｓ１、Ｓ２の樹脂が架橋さ
れ、その後冷却される。こうして、所定厚みの熱成形用
繊維強化樹脂積層シートＰが製造される。

【００４０】また、架橋剤を含有しない熱可塑性樹脂シ
ートからなる表層Ｓ１、Ｓ２を用いる場合は、芯層Ｆ５
と表層Ｓ１、Ｓ２との積層物は、加熱装置１２に供給さ
れて、芯層或いは表層を構成する樹脂の融点以上の適当
な温度に加熱加圧される。それにより、芯層Ｆ５と表層
Ｓ１、Ｓ２が熱溶着される。次いで、冷却装置１３のガ
イドロール１９の間で挟持されながら移送され、適当な
温度に冷却される。引き続いて、電子線照射装置２１に
移送され、ここでその両側から適当な線量の電子線が照
射され、それにより表層Ｓ１、Ｓ２の樹脂が架橋され
る。こうして、所定厚みの熱成形用繊維強化樹脂積層シ
ートＰが製造される。

【００４１】なお、この発明の熱成形用繊維強化樹脂積
層シートの製造方法は、上記の方法に限定されない。例
えば、プレス機を用いるプレス法により、繊維強化熱可
塑性樹脂シートからなる芯層を形成し、これに架橋剤を
含有する熱可塑性樹脂シートからなる表層、或いは架橋
剤を含有しない熱可塑性樹脂シートからなる表層を積層
してプレスによる加熱加圧下で芯層と表層を熱溶着さ
せ、その後これを加熱するか、或いは電離性放射線を照
射して、表層を構成する樹脂を架橋させることにより、
この発明の熱成形用繊維強化樹脂積層シートを製造する
ことができる。

【００４２】この発明方法により得られる熱成形用繊維
強化樹脂積層シートは、熱風加熱や電熱加熱などの公知
の加熱手段により加熱軟化され、真空成形、絞り成形、
プレス成形など公知の熱成形方法により、種々の製品形
状の異形に成形される。

【００４３】

【作用】この発明方法によれば、繊維強化熱可塑性樹脂
シートからなる芯層と熱可塑性樹脂シートからなる表層
とは、この両層を構成する樹脂の融点が同じか或いは近
似した樹脂を用いることが可能となり、それにより芯層
と表層とが比較的低い加圧力で強固に熱溶着する。

【００４４】そして、芯層と表層を熱接着させながら或
いは熱接着させた後で、架橋剤或いは電離性放射線によ
り表層を構成する樹脂が架橋するので、得られる熱成形
用繊維強化樹脂積層シートの表層は耐熱性が向上し、比
較的高い加圧力で種々の製品形状の異形に成形されて
も、成形品の表面に強化繊維が浮きだすことが防止され
る。

【００４５】

【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を示す。実施例１ 平均繊維径約２５μm 、平均繊維長約５０のガラス繊維
と高密度ポリエチレン繊維とを、重量比で１：４の割合
で混織した厚さ１０mmのニードリングマットを１８０℃
で加圧して高密度ポリエチレン繊維を溶融させ、厚さ２
mmの繊維強化高密度ポリエチレンシートからなる芯層を
成形した。

【００４６】また、高密度ポリエチレン１００重量部と
ジクミルパーオキサイド１．５重量部との混合物を、押
出機を用いて１６５℃で溶融押出して、厚さ０．５mmの
未架橋の高密度ポリエチレンシートからなる表層を成形
した。

【００４７】上記芯層の両面に上記表層を積層し、この
積層物を厚さ２．５mmの平板用金型に入れ、これを１８
０℃に加熱したハンドプレスにより面圧１０ kｇ／cm²
で８分間保持し、芯層と表層とを熱溶着させるととも
に、表層の高密度ポリエチレンを架橋させた。その後、
水冷式プレスにより面圧１０ kｇ／cm² で常温まで冷却
し、厚さ２．５mmの熱成形用繊維強化樹脂積層シートを
得た。このシートの表層のゲル分率（キシレン溶剤を使
用）は約６０重量％であった。

【００４８】この熱成形用繊維強化樹脂積層シートは、
芯層と表層とが強固に接着しており、このシートを１９
０〜２１０℃に加熱し、これを空気圧５ kｇ／cm² で、
口径１２cm、深さ５cmのコップの形状に真空成形した。
この場合、シートはコップの形状に良好に成形でき、層
間に剥離や空隙がなく、しかもガラス繊維の浮きだし等
の表面凹凸がなく表面性の良いものであった。

【００４９】実施例２ 厚さ４mmのガラス長繊維強化プロピレンシートからなる
芯層（ラドライト：新日鉄社製）を用意した。

【００５０】また、ポリプロピレン１００重量部と２，
５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘ
キシン−３の１．５重量部とトリメチロールプロパント
リメタクリレート３．０重量部の混合物を、押出機を用
いて１８５℃で溶融押出して、厚さ０．５mmの未架橋の
ポリプロピレンシートからなる表層を成形した。

【００５１】図１に示す方法により、上記芯層の両面に
上記表層を積層し、この積層物を移動する上下の無端ベ
ルトの間に挟持しつつ、２００℃の熱風が循環している
加熱炉中のロール間を５分間通過させ、芯層と表層とを
熱溶着させるとともに、表層のポリプロピレン樹脂を架
橋させた。引き続いて、冷却ブロアーにより冷却して厚
さ５mmの熱成形用繊維強化樹脂積層シートを得た。この
シートの表層のゲル分率（キシレン溶剤を使用）は約３
０重量％であった。

【００５２】この熱成形用繊維強化樹脂積層シートは、
芯層と表層とが強固に接着しており、このシートを１９
０〜２１０℃に加熱し、これを空気圧５ kｇ／cm² で、
口径１２cm、深さ５cmのコップの形状に真空成形した。
この場合、シートはコップの形状に良好に成形でき、層
間に剥離や空隙がなく、しかもガラス繊維の浮きだし等
の表面凹凸がなく表面性の良いものであった。

【００５３】実施例３ 図２に示す方法により、多数のガラスロービング（繊維
径１４μm 、２２００ＴＥＸ）を、ポリ塩化ビニル樹脂
粉体の流動床中を連続的に通過させ、モノフィラメント
間に樹脂粉体を付着させた後、スクレバーにより過剰の
樹脂粉体を除去し、樹脂粉体と強化繊維の重量割合が
７：３となるように調整し、カッターロールへ供給し
た。

【００５４】これをカッターロールにより長さ約２５mm
に切断しつつ下側無端ベルトの移送部の上に落下供給し
集積した。この集積物を、移動する上下の無端ベルトの
間に挟持しつつ、２００℃の熱風が循環している加熱炉
中を通過させて樹脂粉体を溶融させた。引き続いて、樹
脂粉体が溶融状態にある積層物を、冷却ブロアーにより
冷却して厚さ２mmの繊維強化熱可塑性樹脂シートからな
る芯層を製造した。

【００５５】また、ポリ塩化ビニル３０重量部、塩素化
ポリエチレン２０重量部、ジブチル錫マレエート系熱安
定剤２．０重量部、ジクミルパーオキサイド１．５重量
部、トリアリルイソシアネート３．０重量部の混合物
を、押出機を用いて１７０℃で溶融押出して、厚さ０．
５mmの未架橋のポリ塩化ビニルと塩素化ポリエチレンと
の混合樹脂シートからなる表層を成形した。

【００５６】図１に示す方法により、上記芯層の両面に
上記表層を積層し、この積層物を移動する上下の無端ベ
ルトの間に挟持しつつ、２００℃の熱風が循環している
加熱炉中のロール間を５分間通過させ、芯層と表層とを
熱溶着させた。

【００５７】引き続いて、冷却ブロアーにより冷却し、
その後２００℃の熱風が循環している加熱炉中を通し
て、表層のポリ塩化ビニルと塩素化ポリエチレンとを架
橋させ冷却して、厚さ約３mmの熱成形用繊維強化樹脂積
層シートを得た。このシートの表層のゲル分率（メチル
エチルケトン溶剤を使用）は約４０重量％であった。

【００５８】この熱成形用繊維強化樹脂積層シートは、
芯層と表層とが強固に接着しており、このシートを１９
０〜２１０℃に加熱し、これを空気圧５ kｇ／cm² で、
口径１２cm、深さ５cmのコップの形状に真空成形した。
この場合、シートはコップの形状に良好に成形でき、層
間に剥離や空隙がなく、しかもガラス繊維の浮きだし等
の表面凹凸がなく表面性の良いものであった。

【００５９】実施例４ 平均繊維径約２５μm 、平均繊維長約５０のガラス繊維
と高密度ポリエチレン繊維とを、重量比で１：４の割合
で混織した厚さ１０mmのニードリングマットを１８０℃
で加圧して高密度ポリエチレン繊維を溶融させ、厚さ２
mmの繊維強化高密度ポリエチレンシートからなる芯層を
成形した。

【００６０】また、高密度ポリエチレンを押出機を用い
て１６５℃で溶融押出して、厚さ０．２mmの高密度ポリ
エチレンシートからなる表層を成形した。上記芯層の両
面に上記表層を積層し、この積層物を厚さ２mmの平板用
金型に入れ、これを１８０℃に加熱したハンドプレスに
より面圧１０ kｇ／cm² で５分間保持し、芯層と表層と
を熱溶着させた。その後、水冷式プレスにより面圧１０
kｇ／cm² で常温まで冷却し、厚さ２mmの積層シートを
得た。

【００６１】この積層シートの両面に、加速エネルギー
３００Ｋｗ、照射線量４Ｍｒａｄの電子線を照射して表
層の高密度ポリエチレンを架橋させ、厚さ５mmの熱成形
用繊維強化樹脂積層シートを得た。このシートの表層の
ゲル分率（キシレン溶剤を使用）は約５０重量％であっ
た。

【００６２】この熱成形用繊維強化樹脂積層シートは、
芯層と表層とが強固に接着しており、このシートを１９
０〜２１０℃に加熱し、これを空気圧５ kｇ／cm² で、
口径１２cm、深さ５cmのコップの形状に真空成形した。
この場合、シートはコップの形状に良好に成形でき、層
間に剥離や空隙がなく、しかもガラス繊維の浮きだし等
の表面凹凸がなく表面性の良いものであった。

【００６３】実施例５ 厚さ４mmのガラス長繊維強化プロピレンシートからなる
芯層（ラドライト：新日鉄社製）を用意した。

【００６４】また、ポリプロピレン１００重量部とトリ
メチロールプロパントリメタクリレート３．０重量部の
混合物を、押出機を用いて１８５℃で溶融押出して、厚
さ０．５mmのポリプロピレンシートからなる表層を成形
した。

【００６５】図１に示す方法により、上記芯層の両面に
上記表層を積層し、この積層物を移動する上下の無端ベ
ルトの間に挟持しつつ、２００℃の熱風が循環している
加熱炉中のロール間を５分間通過させ、芯層と表層とを
熱溶着させた。引き続いて、冷却ブロアーにより冷却し
て厚さ５mmの積層シートを得た。

【００６６】この積層シートの両面に、加速エネルギー
５００Ｋｗ、照射線量６Ｍｒａｄの電子線を照射して表
層のポリプロピレンを架橋させ、厚さ５mmの熱成形用繊
維強化樹脂積層シートを得た。このシートの表層のゲル
分率（キシレン溶剤を使用）は約４５重量％であった。

【００６７】この熱成形用繊維強化樹脂積層シートは、
芯層と表層とが強固に接着しており、このシートを１９
０〜２１０℃に加熱し、これを空気圧５ kｇ／cm² で、
口径１２cm、深さ５cmのコップの形状に真空成形した。
この場合、シートはコップの形状に良好に成形でき、層
間に剥離や空隙がなく、しかもガラス繊維の浮きだし等
の表面凹凸がなく表面性の良いものであった。

【００６８】実施例６ 図２に示す方法により、多数のガラスロービング（繊維
径１４μm 、２２００ＴＥＸ）を、ナイロン６の粉体の
流動床中を連続的に通過させ、モノフィラメント間に樹
脂粉体を付着させた後、スクレバーにより過剰の樹脂粉
体を除去し、樹脂粉体と強化繊維の重量割合が７：３と
なるように調整し、カッターロールへ供給した。

【００６９】これをカッターロールにより長さ約２５mm
に切断しつつ下側無端ベルトの移送部の上に落下供給し
集積した。この集積物を、移動する上下の無端ベルトの
間に挟持しつつ、２００℃の熱風が循環している加熱炉
中を通過させて樹脂粉体を溶融させた。引き続いて、樹
脂粉体が溶融状態にある積層物を、冷却ブロアーにより
冷却して厚さ２mmの繊維強化熱可塑性樹脂シートからな
る芯層を製造した。

【００７０】また、ナイロン６の１００重量部とトリア
リルイソシアヌレート３．０重量部との混合物を、押出
機を用いて２５０℃で溶融押出して、厚さ０．５mmのナ
イロン６シートからなる表層を成形した。

【００７１】図１に示す方法により、上記芯層の両面に
上記表層を積層し、この積層物を移動する上下の無端ベ
ルトの間に挟持しつつ、２００℃の熱風が循環している
加熱炉中のロール間を５分間通過させ、芯層と表層とを
熱溶着させた。引き続いて、冷却ブロアーにより冷却し
て厚さ約３mmの積層シートを得た。

【００７２】この積層シートの両面に、加速エネルギー
５００Ｋｗ、照射線量６Ｍｒａｄの電子線を照射して表
層のナイロン６を架橋させ、厚さ３mmの熱成形用繊維強
化樹脂積層シートを得た。このシートの表層のゲル分率
（テトラヒドロフラン溶剤を使用）は約４０重量％であ
った。

【００７３】この熱成形用繊維強化樹脂積層シートは、
芯層と表層とが強固に接着しており、このシートを１９
０〜２１０℃に加熱し、これを空気圧５ kｇ／cm² で、
口径１２cm、深さ５cmのコップの形状に真空成形した。
この場合、シートはコップの形状に良好に成形でき、層
間に剥離や空隙がなく、しかもガラス繊維の浮きだし等
の表面凹凸がなく表面性の良いものであった。

【００７４】比較例１ 実施例１において、未架橋の高密度ポリエチレンシート
からなる表層を、予め１８０℃に加熱して高密度ポリエ
チレンを架橋させた（シートのゲル分率は約６０重量
％）。未架橋の高密度ポリエチレンシートからなる表層
に代えて、この架橋高密度ポリエチレンシートからなる
表層を用いた。それ以外は実施例１と同様に行った。

【００７５】この場合、シートはコップの形状に良好に
成形でき且つガラス繊維の浮きだし等の表面凹凸がなく
表面性は良好であった。しかし、シートは一見良好に層
間接着が行われているように見えるが、コップのコーナ
ー部の表層と芯層との間にいくかの空隙があり、層間接
着性は不充分であった。

【００７６】比較例２ 実施例２において、未架橋のポリプロピレンシートから
なる表層に代えて、ナイロン６シートからなる表層を用
いた。それ以外は実施例２と同様に行った。

【００７７】この場合、シートはコップの形状に良好に
成形でき且つガラス繊維の浮きだし等の表面凹凸がなく
表面性は良好である。しかし、シートは一見良好に層間
接着が行われているように見えるが、コップのコーナー
部の表層と芯層との間にいくかの空隙があり、層間接着
性は不充分であった。

【００７８】比較例３ 実施例３において、未架橋のポリ塩化ビニルと塩素化ポ
リエチレンとの混合樹脂シートからなる表層に代えて、
ポリエチレンテレフタレートシートからなる表層を用い
た。それ以外は実施例３と同様に行った。

【００７９】この場合、シートはコップの形状に良好に
成形でき且つガラス繊維の浮きだし等の表面凹凸がなく
表面性は良好である。しかし、シートは一見良好に層間
接着が行われているように見えるが、コップのコーナー
部の表層と芯層との間にいくかの空隙があり、層間接着
性は不充分であった。

【００８０】比較例４ 実施例４において、ポリプロピレンシートからなる表層
に代えて、ナイロン６シートからなる表層を用いた。ま
た、電子線の照射は行わなかった。それ以外は実施例４
と同様に行った。

【００８１】この場合、シートはコップの形状に良好に
成形でき且つガラス繊維の浮きだし等の表面凹凸がなく
表面性は良好である。しかし、シートは一見良好に層間
接着が行われているように見えるが、コップのコーナー
部の表層と芯層との間にいくかの空隙があり、層間接着
性は不充分であった。

【００８２】比較例５ 実施例５において、未架橋のポリプロピレンシートから
なる表層に代えて、ナイロン６シートからなる表層を用
いた。それ以外は実施例５と同様に行った。

【００８３】この場合、シートはコップの形状に良好に
成形でき且つガラス繊維の浮きだし等の表面凹凸がなく
表面性は良好である。しかし、シートは一見良好に層間
接着が行われているように見えるが、コップのコーナー
部の表層と芯層との間にいくかの空隙があり、層間接着
性は不充分であった。

【００８４】比較例６ 実施例６において、ナイロン６シートからなる表層を、
予め電子線を照射して架橋させたナイロン６シートから
なる表層を用いた（シートのゲル分率は約４０重量％）
それ以外は実施例６と同様に行った。

【００８５】この場合、シートはコップの形状に良好に
成形でき且つガラス繊維の浮きだし等の表面凹凸がなく
表面性は良好である。しかし、シートは一見良好に層間
接着が行われているように見えるが、コップのコーナー
部の表層と芯層との間にいくかの空隙があり、層間接着
性は不充分であった。

【００８６】

【発明の効果】上述の通り、この発明の熱成形用繊維強
化樹脂積層シートの製造方法は、繊維強化熱可塑性樹脂
シートからなる芯層の少なくとも片面に、架橋剤を含有
するか或いは架橋剤を含有しない熱可塑性樹脂シートか
らなる表層を積層し、これを加熱加圧して芯層と表層を
熱溶着させるとともに、或いは芯層と表層を熱溶着させ
た後で、架橋剤或いは電離性放射線により表層の熱可塑
性樹脂を架橋させるか或いは電離性放射線により、表層
の熱可塑性樹脂を架橋させるものであり、それにより強
化繊維の浮きだしや層間剥離のない良好な成形品を成形
することのできる。

【００８７】また、この発明方法によれば、表層とし
て、従来方法のように高融点の熱可塑性樹脂の表皮の裏
面に不織布のような通気性の多孔質材料をラミネートし
たものを使用することなしに、表層と芯層とを良好に熱
溶着させることができる。それゆえ、この発明方法は、
従来方法に比べ、多孔質材料をラミネートする面倒で手
間のかかる工程が省かれるという利点を持っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法の一例を示す側面図である。

【図２】この発明で用いる芯層の製法の一例を示す側面
図である。

【符号の説明】

Ｆ５ 繊維強化熱可塑性樹脂シートからなる芯層 Ｓ１ 架橋剤を含有する或いは含有しない熱可塑性樹脂
シートからなる表層 Ｓ２ 架橋剤を含有する或いは含有しない熱可塑性樹脂
シートからなる表層 Ｐ 熱成形用繊維強化樹脂積層シート １０ 上側無端ベルト １１ 下側無端ベルト １２ 加熱装置 １３ 冷却装置 １８ 加圧ロール １９ ガイドロール ２０ 加熱装置 ２１ 電子線照射装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維強化熱可塑性樹脂シートからなる芯
   層の少なくとも片面に、架橋剤を含有する熱可塑性樹脂
   シートからなる表層を積層し、これを加熱加圧して芯層
   と表層を熱溶着させるとともに、架橋剤により表層の熱
   可塑性樹脂を架橋させることを特徴とする熱成形用繊維
   強化樹脂積層シートの製造方法。
2. 【請求項２】 繊維強化熱可塑性樹脂シートからなる芯
   層の少なくとも片面に、架橋剤を含有する熱可塑性樹脂
   シートからなる表層を積層し、これを加熱加圧して芯層
   と表層を熱溶着させた後、これを加熱して架橋剤により
   表層の熱可塑性樹脂を架橋させることを特徴とする熱成
   形用繊維強化樹脂積層シートの製造方法。
3. 【請求項３】 繊維強化熱可塑性樹脂シートからなる芯
   層の少なくとも片面に、熱可塑性樹脂シートからなる表
   層を積層し、これを加熱加圧して芯層と表層を熱溶着さ
   せた後、これに表層側から電離性放射線を照射して表層
   の熱可塑性樹脂を架橋させることを特徴とする熱成形用
   繊維強化樹脂積層シートの製造方法。