JPH08174698A - 繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な厚さの繊維強化熱可塑性樹脂表皮層を
有し、もって均一な機械的強度を有する所望断面形状の
繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得る。 【構成】 ガラス繊維強化ポリ塩化ビニルシートＡ１を
連続的に中空体Ａ２に賦形し、中空体Ａ２内部に熱可塑
性樹脂及び発泡剤からなる発泡性ポリ塩化ビニルを発泡
させながら連続的に供給し、その発泡圧により中空体を
規制しつつ周方向に略均一に展延させ、展延した中空体
Ａ３を、その外周長を略一定に保ちつつ変形させて所定
の断面形状に賦形し、繊維強化熱可塑性樹脂発泡体Ｃを
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡芯層
と、繊維強化熱可塑性樹脂表皮層とからなる繊維強化熱
可塑性樹脂発泡体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂発泡芯層と、繊維強
化合成樹脂表皮層とからなる長尺の合成樹脂複合発泡体
の製造方法としては、断面異形形状を有する熱可塑性樹
脂発泡体を連続的に一方向に移送しつつ、その外面に熱
硬化性樹脂を含浸させた連続繊維を供給し、加熱して引
抜成形する方法が知られている（特開平４−３３９６３
５号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の上記成形方法で
は、予め断面異形形状の発泡成形体を用意する必要があ
り、非常に煩雑であった。また、連続繊維に含浸させた
熱硬化性樹脂は低粘度であるため、均一な肉厚の繊維強
化合成樹脂表皮層が得られず、複合発泡体に均一な機械
的強度を得ることが不可能であった。

【０００４】この問題を解決する方法として、繊維強化
熱可塑性樹脂シートを連続的に中空状体に賦形し、中空
状体内に発泡性熱可塑性樹脂組成物を供給して発泡さ
せ、発泡圧により所望の断面形状に賦形する方法が考え
られる。しかし、この製造方法では、繊維強化熱可塑性
樹脂中空状体の断面形状と製品である繊維強化熱可塑性
樹脂発泡体の断面形状が大きく異なる場合、中空状体は
部分的に大きく延ばされ、局部的に薄くなったり、破れ
たりして、製品強度にばらつきが生じるという欠点があ
る。この欠点を解消する方法としては、繊維強化熱可塑
性樹脂シートを中空状体に賦形する際、予め製品形状に
賦形し、製品形状の中空状体内部に発泡性熱可塑性樹脂
組成物を供給して発泡させる方法が考えられるが、複雑
な断面形状に賦形することは困難であるし、仮りに賦形
できたとしても、発泡性熱可塑性樹脂組成物を複雑な断
面形状の中空状体内に供給することは困難である。

【０００５】本発明の目的は、均一な厚さの繊維強化熱
可塑性樹脂表皮層を有し、もって均一な機械的強度を有
しかつ所望断面形状が得られる繊維強化熱可塑性樹脂発
泡体の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による繊
維強化熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、繊維強化熱可
塑性樹脂シートを連続的に中空状体に賦形する工程と、
中空状体内部に熱可塑性樹脂及び発泡剤からなる発泡性
熱可塑性樹脂組成物を発泡させながら連続的に供給し、
その発泡圧により中空状体を規制しつつ周方向に略均一
に展延させる工程と、展延した中空状体を、その外周長
を略一定に保ちつつ変形させて所定の断面形状に賦形す
る工程とを含むことを特徴とするものである。

【０００７】請求項２の発明による繊維強化熱可塑性樹
脂発泡体の製造方法は、繊維強化熱可塑性樹脂シートを
連続的に中空状体に賦形する工程と、中空状体内部に熱
可塑性樹脂及び発泡剤からなる発泡性熱可塑性樹脂組成
物を連続的に供給する工程と、発泡性熱可塑性樹脂組成
物を発泡させ、その発泡圧により中空状体を規制しつつ
周方向に略均一に展延させる工程と、展延した中空状体
を、その外周長を略一定に保ちつつ変形させて所定の断
面形状に賦形する工程とを含むことを特徴とするもので
ある。

【０００８】請求項３の発明による繊維強化熱可塑性樹
脂発泡体の製造方法は、繊維強化熱可塑性樹脂層及び、
熱可塑性樹脂及び発泡剤からなる発泡性熱可塑性樹脂組
成物層を有する複合シートを、繊維強化熱可塑性樹脂層
が外面となるようにして連続的に中空状体に賦形する工
程と、発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡させ、その発泡
圧により中空状体を規制しつつ周方向に略均一に展延さ
せる工程と、展延した中空状体を、その外周長を略一定
に保ちつつ変形させて所定の断面形状に賦形する工程と
を含むことを特徴とするものである。

【０００９】繊維強化熱可塑性樹脂シートに用いられる
熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、ポリアミド、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、ポリカーボネート、
ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、
ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルスルホン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタクリレート
等があげられる。また、上記熱可塑性樹脂の単量体から
なる共重合体や、上記熱可塑性樹脂のグラフト樹脂やブ
レンド樹脂、例えばエチレン−塩化ビニル共重合体、酢
酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニル
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、アクリロニトリル−スチレン共重合体、シラン
変性ポリエチレン、アクリル酸変性ポリプロピレン、マ
レイン酸変性ポリエチレンなども使用可能である。ま
た、熱可塑性エラストマーや架橋された熱可塑性樹脂も
使用可能である。成形温度を考慮すると、１２０〜２５
０℃で成形可能である、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、塩素化ポリ塩化ビ
ニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル−エ
チレン共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アク
リロニトリル−スチレン共重合体が好ましい。

【００１０】本発明で使用する熱可塑性樹脂は、単独で
使用されても併用されてもよく、物性を損なわない範囲
で、ジブチル錫マレートポリマー、ジブチル錫ビス（モ
ノアルキルマレート）などの有機錫マレート系、ジブチ
ル錫ラウレート、モノブチル錫脂肪酸塩などの有機錫ラ
ウレート系、ジオクチル錫サルファイド、ジブチル錫３
メルカプトロピオネートなどの有機錫メルカプト系、三
塩基性硫酸鉛、塩基性亜流酸鉛などの鉛塩、ステアリン
酸カルシウム、ステアリン酸鉛などの金属石鹸といった
熱安定剤、脂肪酸エステルワックス、低分子量ポリエチ
レンワックス、金属石鹸、多価アルコール、脂肪族アル
コール、脂肪酸アミノなどの滑剤、アクリル系樹脂、オ
レフィン系樹脂などの加工助剤、ジブチルフタレート、
ジオクチルフタレートなどの可塑剤、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、改質剤、着色剤のような添加剤、及びタル
ク、マイカ、炭酸カルシウム、木粉、繊維強化熱硬化性
樹脂粉砕粉などの充填材が配合されてもよい。

【００１１】繊維強化熱可塑性樹脂シートに用いられる
繊維としては、本発明の製造工程において加えられる熱
により溶融軟化及び炭化しないものが使用可能であり、
具体的には、ガラス繊維；炭素繊維；シリコン・チタン
・炭素繊維；ボロン繊維；金属繊維；アラミド繊維、ポ
リエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維、絹、
綿、麻などの天然繊維をあげることができるが、強度、
コストを考慮すると、ガラス繊維、炭素繊維が好まし
い。フィラメントの直径は１〜１００μｍ、特に３〜２
３μｍが好ましい。フィラメントの直径が、１μｍより
小さい場合は、繊維による補強効果は小さい。また、１
００μｍより大きい場合は、熱可塑性樹脂と繊維の接触
面積が、同種類の同重量である小径の繊維と比較して小
さくなるため、熱可塑性樹脂と繊維の密着性が低下し、
繊維による補強効果は小さい。

【００１２】繊維強化熱可塑性樹脂シート中の繊維の含
有量は、５〜８０重量％、特に１０〜５０重量％の範囲
が好ましい。含有量が５重量％より少ないと補強効果は
小さく、８０重量％より多いと繊維どうしを結合する樹
脂が少ないため得られる繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の
繊維強化熱可塑性樹脂表皮層は弱いものになる。

【００１３】繊維強化熱可塑性樹脂シート中の繊維は、
３ｍｍ以上のものが用いられ、１０ｍｍ以上が好まし
く、連続繊維であることがより好ましい。繊維が長いほ
ど繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の強度は強くなり、繊維
長が３ｍｍより短いと補強効果は小さい。また、中空状
体を規制しつつ周方向に均一に展延させるには、繊維特
に連続繊維が中空状体の長手方向になるように配向して
いることが好ましい。

【００１４】請求項１及び２の発明における繊維強化熱
可塑性樹脂シートは、例えばつぎのようにして製造され
る。すなわち、強化繊維束を開繊して一方向に引き揃え
た後、これらに熱可塑性樹脂フィルムを重ねて加熱ピン
チロール間を通過させ、溶融熱可塑性樹脂を強化繊維相
互間に浸入させ、つぎに冷却ロール間を通過させて冷却
し、繊維強化熱可塑性樹脂シートを得る。

【００１５】同繊維強化熱可塑性樹脂シートは、またつ
ぎのようにしても製造することができる。すなわち、一
方向に引き揃えた連続強化繊維束を、粉体状熱可塑性樹
脂の流動床を通過させて開繊しながら強化繊維に粉体状
熱可塑性樹脂を付着させて帯状となした後、加熱ピンチ
ロール間を通過させ、熱可塑性樹脂を溶融させて強化繊
維相互間に浸入させ、つぎに冷却ロール間を通過させて
冷却し、繊維強化熱可塑性樹脂シートを得る。

【００１６】繊維がランダムな状態で配されている繊維
強化熱可塑性樹脂シートを製造するには、上記のように
して得られた粉体状熱可塑性樹脂が付着した強化繊維
を、ロータリーカッターで細断し、細断された強化繊維
を集積し、加熱下で加圧して、細断強化繊維に熱可塑性
樹脂を含浸させ、その後冷却させることにより、繊維強
化熱可塑性樹脂シートを得る。

【００１７】繊維強化熱可塑性樹脂シートの厚みは、
０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．３〜２ｍｍがより好
ましい。厚みが０．１ｍｍより薄いと、繊維強化熱可塑
性樹脂シートの強度は弱く、１０ｍｍより厚いと、中空
状体への賦形が困難となる。

【００１８】発泡性熱可塑性樹脂組成物に用いられる熱
可塑性樹脂としては、繊維強化熱可塑性樹脂シートに用
いられる熱可塑性樹脂と同様のものが使用可能である
が、繊維強化熱可塑性樹脂シートに用いられる熱可塑性
樹脂と熱融着可能である熱可塑性樹脂を用いることは、
得られる繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の曲げ強度が向上
し、好ましい。具体的には、同じ種類の熱可塑性樹脂
（同じ単量体より重合された熱可塑性樹脂）同士を用い
ることが好ましい。異なる種類の熱可塑性樹脂を使用す
る場合の組合せとしては、例えば、ポリエチレンとポリ
プロピレン、ポリエチレンと酢酸ビニル−エチレン共重
合体、ポリエチレンと塩素化ポリエチレン、ポリスチレ
ンとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体、ポリスチレンとアクリロニトリル−スチレン共重合
体、ポリ塩化ビニルと塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニルとエチレン−塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニ
ルと酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル
とポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニルとアクリ
ロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリブチ
レンテレフタレートとポリエチレンテレフタレート、ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体とアク
リロニトリル−スチレン共重合体などがあげられる。ま
た、熱可塑性樹脂と変性した同じ種類の熱可塑性樹脂の
組合せも使用できる。この例としては、ポリエチレンと
シラン変性ポリエチレン、ポリエチレンとアクリル酸変
性ポリプロピレン、ポリエチレンとマレイン酸変性ポリ
エチレンなどがあげられる。

【００１９】発泡性熱可塑性樹脂組成物に用いられる発
泡剤としては、発泡させながら供給する場合（請求項１
の発明）、熱により化学分解してガスを生成する分解型
発泡剤と、揮発性液体のガス化を利用する物理型発泡剤
が使用できる。また、熱可塑性樹脂を溶融温度以上で混
練しながら二酸化炭素や窒素などのガスを圧入し、熱可
塑性樹脂に分散させ、圧力を開放して発泡させてもよ
い。

【００２０】供給した後に発泡させる場合（請求項２及
び３の発明）、分解型発泡剤又は熱可塑性樹脂に揮発性
液体や二酸化炭素や窒素などを発泡剤として溶け込ませ
て分散させた、いわゆる発泡ビーズが使用できる。

【００２１】分解型発泡剤の具体例としては、アゾジカ
ルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、Ｎ，Ｎ’
−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐｐ’−オキ
シビスベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボン
酸バリウム、トリヒドラジノトリアジン、ｐ−トルエン
スルホニルヒドラジド、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモ
ニウム等があげられる。物理型発泡剤の具体例として
は、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン
などの脂肪族炭化水素、塩化メチル、二酸化メチレンな
どの塩素化脂肪族炭化水素、１，１−ジクロロ−１−フ
ルオロエタン、２，２−ジクロロ−１，１，１−トリフ
ルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン
などのフロンガスなどがあげられる。発泡剤の種類によ
って発生するガス量は異なるので、配合量は適宜調整し
なければならないが、熱可塑性樹脂１００重量部に対し
て、１〜２０重量部の範囲で配合するのが好ましい。発
泡剤の配合量が少なすぎると、発泡体は得られず、また
発泡剤の配合量が多すぎると、セルが破泡して緻密なセ
ルが得られず、得られる繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の
曲げ強度が低下する。例えば、アゾジカルボンアミドを
用いて１０倍の熱可塑性樹脂発泡体を製造する場合、５
〜７．５重量部混合するのが適当である。

【００２２】発泡性熱可塑性樹脂組成物から形成される
発泡芯層の発泡倍率としては、要求される強度や比重、
使用する熱可塑性樹脂の種類などにより適宜選択される
が、１．２〜２０倍が好ましく、２〜１０倍が特に好ま
しい。発泡倍率が１．２倍未満であると、発泡させるこ
とによる軽量性が低下し、発泡倍率が２０倍を超える
と、強度が低下する。

【００２３】請求項３の発明における複合シートは、例
えばつぎのようにして製造される。すなわち、上記方法
で得られた繊維強化熱可塑性樹脂シートの片面に予め製
造された発泡性熱可塑性樹脂組成物シートを加熱融着さ
せるか、又は同繊維強化熱可塑性樹脂シートの片面に未
発泡の発泡性熱可塑性樹脂組成物をシート状に押し出し
て積層することにより、複合シートを得る。

【００２４】繊維強化熱可塑性樹脂シートは、単層であ
っても、複数層であってもよい。また、複合シートの場
合、これは繊維強化熱可塑性樹脂層及び発泡性熱可塑性
樹脂組成物層のいずれかが複数層であってもよい。

【００２５】本発明において中空状体には、１枚の繊維
強化熱可塑性樹脂シート又は複合シートの縁部同士を突
き合わせ又は重なり合わせて賦形されたものの他、縁部
同士に若干の隙間が生じている場合も含まれる。

【００２６】また、繊維強化熱可塑性樹脂シート及び複
合シートの中空状体への賦形は、シート１枚のみで行な
ってもよいし、複数枚のシートをその幅方向に一部重な
るように並べて行なってもよい。

【００２７】繊維強化熱可塑性樹脂シート及び複合シー
トを中空状体に賦形する方法としては、シートを合成樹
脂製又は金属製シューや同ロールなどで徐々に曲げてい
く方法があげられ、曲げる際、シートの割れや裂けを防
ぐため、遠赤外線ヒーターや熱風ブロアーで加熱し、熱
可塑性樹脂を軟化状態としながら賦形を行なうことが好
ましい。さらに、シートが徐々に曲げられ、中空状体に
賦形されるような通路を有する金型内に前記シートを通
過させて中空状体に賦形してもよい。

【００２８】ここで軟化状態とは、ＪＩＳ−Ｋ−７２０
６に準じて測定されたビカット軟化温度以上に、熱可塑
性樹脂が加熱された状態を指す。

【００２９】請求項１の発明において、賦形した中空状
体内部に発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡させながら連
続的に供給する場合は、押出機内で発泡性熱可塑性樹脂
組成物をガス発生温度以上で混練し、発生したガスを熱
可塑性樹脂に分散させ、発泡性熱可塑性樹脂組成物の溶
融温度以上に温度調節した押出口より中空状体内部に押
し出す。また、熱可塑性樹脂を押出機で溶融温度以上に
混練しながら二酸化炭素や窒素などのガスを圧入し、熱
可塑性樹脂に分散させ、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に
温度調節した押出口より中空状体内部に押し出してもよ
い。

【００３０】請求項２の発明において、中空状体内部に
発泡性熱可塑性樹脂を連続的に供給する方法としては、
熱可塑性樹脂の溶融温度以上かつ発泡剤の分解温度以下
で押出機で溶融混練し押し出す方法や、予め製造した発
泡剤を含有するシート状、ペレット状若しくは棒状の熱
可塑性樹脂組成物又は発泡ビーズを、中空状体内部に連
続的に供給する方法があげられる。

【００３１】請求項２及び３の発明において、発泡性熱
可塑性樹脂組成物を発泡させる方法としては、中空状体
を発泡剤の発泡温度以上に加熱された金型に挿入する方
法や、同中空状体内部に発泡剤の発泡温度以上に加熱さ
れた熱風を吹き込む方法があげられる。

【００３２】本発明において「発泡温度」とは熱分解型
発泡剤の場合には、その分解温度を、物理型発泡剤の場
合にはその沸点をいう。

【００３３】中空状体を周方向に均一に展延させる際
は、繊維強化熱可塑性樹脂シートを構成する熱可塑性樹
脂を軟化状態とすることがあり、又中空状体の展延後の
断面形状は、円形、楕円形、多角形であることが好まし
く、真円形が最も好ましい。なお、多角形の場合は角数
が多いほど好ましい。

【００３４】中空状体を周方向に均一に展延させる方法
としては、金型内面が前方に向かって広がった規制金型
内に中空状体を挿入し、発泡性熱可塑性樹脂組成物の発
泡圧で中空状体を金型内面に押しあてつつ通過させる方
法や、中空状体の周囲から加熱して発泡性熱可塑性樹脂
組成物を発泡させながら中空状体の外周面をロール又は
シユーで周方向に均一に延ばすように規制しつつ展延さ
せる方法があげられる。規制金型内で中空状体を展延さ
せる場合は、中空状体外部からの真空引きや中空状体内
部に別途圧力を加える場合は、規制部材内部に給気用配
管を施し、中空状体内部に気体を供給できるような規制
部材構造とし、内部からの圧空により中空状体の展延を
補助してもよい。

【００３５】中空状体を軟化状態にする方法としては、
中空状体の外形を規制する金型や治具を、ヒーターで熱
可塑性樹脂の軟化温度以上に加熱する方法があげられ
る。また、中空状体内に供給された発泡性熱可塑性樹脂
組成物自体の熱により加熱する方法もあげられる。

【００３６】本発明において、発泡圧とは、発泡性熱可
塑性樹脂組成物より生じる発泡圧のみならず、つぎの圧
力も含まれる。すなわち、発泡性熱可塑性樹脂組成物の
発泡圧のみでは、中空状体を規制部材に押し付けるだけ
の圧力が得られない場合、別途中空状体内部から圧力を
加え又は中空状体外部から真空圧を付加するが、このよ
うな場合は、その圧力を発泡性熱可塑性樹脂組成物の発
泡圧に付加した圧力をいう。

【００３７】中空状体の周方向への展延の程度は、熱可
塑性樹脂の種類、中空状体の肉厚、展延時の温度によっ
て異なるが、繊維強化熱可塑性樹脂表皮層の厚みが、
０．１ｍｍ以上になるようにすることが好ましい。０．
１ｍｍ未満であると、強度は弱くなり、また、最終断面
形状に賦形する際、繊維強化熱可塑性樹脂中空状体が破
れるおそれがある。

【００３８】本発明では、展延した中空状体を、その外
周長を略一定に保ちつつ変形させて所定の断面形状に賦
形する。この際所定断面形状に賦形する方法は、その外
周長が略一定であれば特に限定されず、例えば、入口形
状が展延された中空状体と同形状であり、出口形状が所
定断面形状であり、金型内面形状が出口形状へと漸次変
化する金型に中空状体を挿入し、金型により外部から規
制しつつ賦形する方法や、前記金型の代わりに、ロール
やシューを用いた賦形方法があげられる。

【００３９】展延した中空状体を所定断面形状に賦形す
る際、中空状体を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度以上
に保持しておく必要があるが、かかる温度に保持する方
法は、特に限定されず、前記金型、ロール又はシュー等
に加熱機能をもたせ、金型等を加熱する方法等があげら
れる。

【００４０】最後に、本発明による繊維強化熱可塑性樹
脂発泡体の製造に用いられる装置の１例を、図１および
２を参照してつぎに説明する。なお、下記の説明におい
て、「前」とは図１の右方を指す。繊維強化熱可塑性樹
脂発泡体の製造装置は、巻き戻しロール(1) を有する繊
維強化熱可塑性樹脂シート繰出機と、その前方に配置せ
られかつ一側方の押出機(2) と連結せられた押出金型
(3) と、押出金型(3) の前に連続状に配置せられた規制
金型(4) と、規制金型(4) の前に連続状に配置せられた
賦形金型(5) と、賦形金型(5) の前方に連続状に配置せ
られ冷却金型(6) と、冷却金型(6) の前方に配置せられ
た引取機(7) とを備えている。

【００４１】押出金型(3) は、通常Ｕ字状の入口と、環
状出口とを有しており、入口から出口にかけて、Ｕ字状
に変形されて押出金型(3) に挿入された繊維強化熱可塑
性樹脂シート(A1)の両縁を徐々に接近させて最後に両縁
を突き合わせ、又は重ね合せ中空状体となすような通路
(8) が形成されている。押出機(2) は、シート(A1)が完
全に中空状になる手前の位置で押出金型(3) の内コア
(9) と連結せられている。内コア(9) には、この連結部
から押出金型(3) の前端に至るまで直径５ｍｍの円形樹
脂通路(10)が設けられている。そして、内コア(9) に
は、その後端から前端まで貫通する熱風供給路(11)が設
けられており、熱風供給路(11)の後端に図示しない加熱
装置に連結された熱風導管が接続されている。

【００４２】規制金型(4) の内面は、入口側で押出金型
(3) の通路(8) と同じ形状となっているが、出口側では
より大きな相似形状となっている。そして、入口から出
口にかけて金型内面の形状が次第に大きくなるように変
化している。すなわち、金型内面は前方に向かって広が
ったテーパ状となっている。賦形金型(5) の内面は、入
口側で規制金型(4) の出口形状の大きさに合致している
が、出口側では、所定形状、例えば図２に示すような正
方形となっている。そして、入口から出口において次第
に出口形状となるように変化している。冷却金型(6) の
内面は、賦形金型(5) の出口形状の大きさに合致してい
る。なお、規制金型(4) 及び賦形金型(5) はヒーターを
備えており、適当な温度に加熱されるようになってい
る。

【００４３】

【作用】本発明は、中空状体に賦形した繊維強化熱可塑
性樹脂の内部で発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡させ、
その発泡圧により中空状体を規制しつつ周方向に略均一
に展延させ、展延した中空状体を、その外周長を略一定
に保ちつつ変形させて所定の断面形状に賦形するもので
あるから、均一な厚さの繊維強化熱可塑性樹脂表皮層が
得られ、かつ製品の断面形状も所望のものとなしうる。

【００４４】繊維強化熱可塑性樹脂層及び発泡性熱可塑
性樹脂組成物層を有する積層シートを、繊維強化熱可塑
性樹脂層が外面となるようにして連続的に中空状体に賦
形し、つぎに内側の発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡さ
せる請求項３の発明では、繊維強化熱可塑性樹脂表皮層
と熱可塑性樹脂発泡芯層との界面に、発泡性熱可塑性樹
脂組成物から生じたガスが進入してボイドが発生するこ
とを防止することができる。

【００４５】

【実施例】本発明の実施例を比較例と対比して説明す
る。 実施例１ 一方向に揃えた連続強化繊維束４本を、粉体状熱可塑性
樹脂の流動床中を通過させて開繊させながら強化繊維に
粉体状熱可塑性樹脂を付着させて帯状となした後、２２
０℃に加熱されたピンチロール間を１０ｋｇ／ｃｍ² で
加圧加熱しながら通過させ、熱可塑性樹脂を溶融させて
強化繊維相互間に浸入させ、つぎに冷却ピンチロール間
を通過させて冷却し、厚み０．４ｍｍ、幅１００ｍｍ、
繊維含有率２３．３重量％の繊維強化熱可塑性樹脂シー
トを得た。

【００４６】図１〜２に示す装置を用いて繊維強化熱可
塑性樹脂発泡体を製造するのであるが、まず、上記繊維
強化熱可塑性樹脂シート(A1)を繰出機に移し、つぎに、
繰出機の巻き戻しロール(1) から巻き戻された繊維強化
熱可塑性樹脂シート(A1)を２００℃に温度調節された押
出金型(3) に挿入し、同金型(3) 内で連続的に中空体に
賦形することにより断面直径３１．８ｍｍの真円形の中
空体(A2)となし、賦形された中空体(A2)を１８０℃に加
熱された規制金型(4) 内に導くとともに、規制金型(4)
内を通過中の中空体(A2)内に押出金型(3) の樹脂通路(1
0)の押出口から発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡させな
がら連続的に押し出して供給し、発泡圧により軟化状態
の中空体(A2)を規制金型(4) の前方に向けて広がったテ
ーパ状内面に押し当ててそわせ、次第に周方向に均一に
展延させ、断面直径４７．７ｍｍの真円形となし、つぎ
に展延した中空体(A3)を１８０℃の賦形金型(5) に導
き、その外周長を一定に保ちつつ変形させて、図２に示
すように、所定の断面形状である一辺３７．５ｍｍの正
方形に賦形し、その後冷却金型(6) を通過させて冷却
し、引取機(7) により引き取って熱可塑性樹脂発泡芯層
(B) と繊維強化熱可塑性樹脂表皮層(A4)とを有する断面
が１辺３７．５ｍｍの正方形である繊維補強熱可塑性樹
脂発泡体(C) を得た。

【００４７】この実施例において、連続強化繊維として
は、ガラス繊維（日東紡績ガラスロービング、４４００
ｇ／ｋｍ、繊維径２３μｍ）を、粉体状熱可塑性樹脂と
しては、ポリ塩化ビニルに表１の配合を行なったもの
を、発泡性熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニルに表
２の配合を行なったものをそれぞれ用いた。なお、配合
はスーパーミキサーを用いて樹脂温度が１００度になる
まで行なった。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】実施例２ 押出金型の調節温度を１７０℃としたこと、押出金型の
樹脂通路の押出口から発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡
させずに押し出し、押し出し後発泡させたこと以外は実
施例１と同様にして断面正方形の繊維強化熱可塑性樹脂
発泡体を得た。 実施例３ 実施例１の繊維強化熱可塑性樹脂シートの代わりに、繊
維強化熱可塑性樹脂層及び発泡性熱可塑性樹脂組成物層
を有する複合シートを用い、同複合シートを繊維強化熱
可塑性樹脂層が外面となるようにして中空体に賦形する
こと、実施例２の押し出された発泡性熱可塑性樹脂組成
物の代わりに、賦形された中空体の内側の発泡性熱可塑
性樹脂組成物を発泡させること、前記複合シートが、表
２の配合を行なったポリ塩化ビニルを、押出機から１７
０℃に温度調節されたシート成形金型を通過させ、発泡
させずに押し出しながら実施例１の繊維強化熱可塑性樹
脂シートに積層したものであること以外は実施例２と同
様にして断面正方形の繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得
た。

【００５１】比較例１ 実施例１で用いた装置のうち、規制金型及び賦形金型を
除き、代わりに規制金型及び賦形金型の位置に、３１．
８ｍｍの真円形入口から１辺３７．５ｍｍの正方形出口
まで徐々に変化された金型内面を有する賦形金型を配置
し、繰出機の巻き戻しロールから巻き戻された繊維強化
熱可塑性樹脂シートを２００℃に温度調節された押出金
型に挿入し、同金型内で連続的に中空状に賦形すること
により中空体となし、賦形された中空体を１８０℃に加
熱された賦形金型内に導くとともに、賦形金型内を通過
中の中空体内に押出金型の樹脂通路の押出口から発泡性
熱可塑性樹脂組成物を発泡させながら連続的に押し出し
て供給し、発泡圧により軟化状態の中空体を賦形金型の
内面に押し当ててそわせ、図２に示すように正方形に賦
形し、その後冷却金型を通過させて冷却し、引取機によ
り引き取って熱可塑性樹脂発泡芯層と繊維強化熱可塑性
樹脂表皮層とを有する１辺が３７．５ｍｍである断面正
方形の繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得た。

【００５２】比較例２ 押出金型の温度を１７０℃、賦形金型の温度を２２０℃
としたこと、押出金型の樹脂通路の押出口から発泡性熱
可塑性樹脂組成物を発泡させずに押し出し、押し出し後
発泡させたこと以外は比較例１と同様にして断面正方形
の繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得た。

【００５３】比較例３ 実施例３の複合シートを用い、同複合シートを繊維強化
熱可塑性樹脂層が外面となるようにして中空体に賦形す
ること、比較例２の押出された発泡性熱可塑性樹脂組成
物の代わりに賦形せられた中空体の内側の発泡性熱可塑
性樹脂組成物を発泡させること以外比較例２と同様にし
て断面正方形の繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得た。

【００５４】各実施例及び比較例で得られた製品におけ
る発泡芯層の発泡倍率は３．５倍であった。各実施例及
び各比較例の製品の端面を観察すると、繊維強化熱可塑
性樹脂表皮層の厚みは、各実施例のものでは均一であっ
たのに比べ、比較例のものではばらつきがあり、薄い部
分があった。

【００５５】上記各繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の繊維
強化熱可塑性樹脂表皮層の厚みをつぎの３点で測定し、
その結果を表３に示す。 イ点…頂点から０．５ｍｍの箇所 ロ点…一辺の中心箇所 ハ点…イ点とロ点間の中心箇所

【表３】 以上の結果より、本発明の製造方法で得られた繊維強化
熱可塑性樹脂発泡体では、繊維強化熱可塑性樹脂表皮層
の厚みにばらつきがないことは明らかである。上記得ら
れた任意の２０の繊維強化熱可塑性樹脂発泡体について
３点曲げ試験を行ない、その平均曲げ強度及びその標準
偏差を表４に示す。

【００５６】３点曲げ試験結果は、支点間距離：１２０
０ｍｍ、試験速度：２０ｍｍ／分とした。

【表４】 以上の結果より、本発明の製造方法で得られた繊維強化
熱可塑性樹脂発泡体では、曲げ強度にばらつきがないこ
とは明らかである。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、均一な厚さの繊維強化
熱可塑性樹脂表皮層が得られるから、製造された繊維強
化樹脂発泡体は、均一な曲げ強度を有し、しかもその断
面形状を複雑なものを含め所望のものとなすことができ
る。とくに、請求項３の発明によれば、上記の外に、さ
らに繊維強化熱可塑性樹脂表皮層と熱可塑性樹脂発泡芯
層との界面に発泡性樹脂組成物から発生したガスが浸入
し、ボイドが生じるのを防止することができるため、繊
維強化熱可塑性樹脂表皮層と熱可塑性樹脂発泡芯層との
融着性が優れた繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の実施に用いられる繊維強化熱可
塑性樹脂発泡体の製造装置の１例を示す一部切り欠き平
面図である。

【図２】図１のII−II線にそう拡大断面図である。

【符号の説明】

(3) ：押出金型 (4) ：規制金型 (5) ：賦形金型 (6) ：冷却金型 (A1)：繊維強化熱可塑性樹脂シート (A2)：中空体 (A3)：展延した中空体 (A4)：繊維強化熱可塑性樹脂表皮層 (B) ：熱可塑性樹脂発泡芯層 (C) ：繊維強化熱可塑性樹脂発泡体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:04 105:06 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を連続的に
   中空状体に賦形する工程と、中空状体内部に熱可塑性樹
   脂及び発泡剤からなる発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡
   させながら連続的に供給し、その発泡圧により中空状体
   を規制しつつ周方向に略均一に展延させる工程と、展延
   した中空状体を、その外周長を略一定に保ちつつ変形さ
   せて所定の断面形状に賦形する工程とを含むことを特徴
   とする繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】 繊維強化熱可塑性樹脂シートを連続的に
   中空状体に賦形する工程と、中空状体内部に熱可塑性樹
   脂及び発泡剤からなる発泡性熱可塑性樹脂組成物を連続
   的に供給する工程と、発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡
   させ、その発泡圧により中空状体を規制しつつ周方向に
   略均一に展延させる工程と、展延した中空状体を、その
   外周長を略一定に保ちつつ変形させて所定の断面形状に
   賦形する工程とを含むことを特徴とする繊維強化熱可塑
   性樹脂発泡体の製造方法。
3. 【請求項３】 繊維強化熱可塑性樹脂層及び、熱可塑性
   樹脂及び発泡剤からなる発泡性熱可塑性樹脂組成物層を
   有する複合シートを、繊維強化熱可塑性樹脂層が外面と
   なるようにして連続的に中空状体に賦形する工程と、発
   泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡させ、その発泡圧により
   中空状体を規制しつつ周方向に略均一に展延させる工程
   と、展延した中空状体を、その外周長を略一定に保ちつ
   つ変形させて所定の断面形状に賦形する工程とを含むこ
   とを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の製造方
   法。