JPH08174697A - 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】 相対的に軽量でありながら機械的強度にも優
れている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、中空
体を外部から冷却しながら、発泡性ポリ塩化ビニルが発
泡した際の発泡圧により中空体を規制部材にそわせて所
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、発泡芯層を高発泡
倍率として軽量化が可能な反面曲げ強度、圧縮強度など
の機械的強度が弱いという欠点がある。本発明の目的
は、相対的に軽量でありながら機械的強度にも優れてい
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。

【０００５】

【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する
工程と、中空状体を外部から冷却しながら、発泡性熱可
塑性樹脂組成物が発泡した際の発泡圧により中空状体を
規制部材にそわ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。

【０００６】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、中空状体を外部から冷却
しながら、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部材にそわせて所定の断面
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、中空状体を外部から冷却しながら、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
制部材にそわ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】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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、繊維強
化熱可塑性樹脂中空状体を周方向に展延させながら賦形
する場合には、周方向への展延性を向上させるため、繊
維特に連続繊維が製品の長手方向になるように配向して
いることが好ましい。

【００１３】繊維強化熱可塑性樹脂シートは、中空状体
に賦形されつぎに発泡圧により所定の断面形状に賦形さ
れるが、その際、外部から金型等の規制部材により断面
形状を規制するため、規制部材と中空状体の表面間で摩
擦力が発生する。したがって、摩擦力に抗しながら、引
取り賦形する際に発生する中空状体の切断や破損を防止
するため、これに含まれる繊維形態は、中空状体の長手
方向に連続繊維が引揃えられたものであることが好まし
い。なお、繊維強化熱可塑性樹脂シートを積層し、複数
層で用いる場合は、そのうちの少なくとも一層の繊維が
上記形態であれば足りる。

【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で成形される発
泡層の発泡倍率としては、製造品に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。繊維強化熱可塑性樹脂表皮層付近の発泡倍率は
１．２〜１０倍が好ましい。発泡倍率が１．２倍未満で
あると軽量化の効果は小さく、１０倍より大きいと機械
的強度が弱いものとなる。また、繊維強化熱可塑性樹脂
表皮層付近以外の部分は２〜３０倍の範囲が好ましい。
発泡倍率が２倍未満であると、得られる繊維強化熱可塑
性樹脂発泡体の軽量性が低下し、３０倍より大きいと、
曲げ強度のみならず圧縮強度が非常に弱いものとなる。

【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、一般的には、熱可塑
性樹脂が変形を始め、機械的性質が低下する温度まで加
熱された状態を指し、本発明では、より具体的にＪＩＳ
−Ｋ−７２０６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】中空状体を所定の断面形状に賦形する際、
中空状体がその周方向に全体的に又は部分的に展延され
る場合がある。このような場合、中空状体に亀裂又は薄
肉化が生じ、得られる製品の繊維強化熱可塑性樹脂表皮
層に剛性の低下した部分が生じる。これを防止するため
に、繊維強化熱可塑性樹脂シートを用いる場合には中空
状体の外面又は内面となる面に、複合シートを用いる場
合には中空状体の外面となる面に、延伸性（展延性）に
優れた熱可塑性樹脂層を積層しておいてもよい。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】なお、本発明において「発泡温度」とは、
分解型発泡剤の場合には、その分解温度を、物理型発泡
剤においては、その沸点をいう。

【００３４】本発明では発泡圧により中空状体を賦形す
る際、外部から中空状体を冷却するのであるが、本発明
でいう「冷却」とは、発泡性熱可塑性樹脂組成物を構成
する熱可塑性樹脂の軟化点以下に冷却することをいう。

【００３５】繊維強化熱可塑性樹脂中空状体を外部から
冷却するには、例えば、冷却水槽内を通過させる方法、
水を噴霧する方法、冷却金型内を通過させる方法及び冷
風を吹き付ける方法などがあげられる。この冷却の際
に、真空引きや金型などを用いた外周面の規制を同時に
行なってもよい。

【００３６】繊維強化熱可塑性樹脂中空状体を所定の断
面形状に賦形する方法としては、発泡性熱可塑性樹脂組
成物の発泡により生ずる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、中空状体の外周面をロ
ール又はシユーで規制しつつ賦形する方法があげられ
る。金型で中空状体を賦形する場合は、中空状体外部か
らの真空引きや、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、中空状体内部からの圧空により発泡圧による賦形を
補助してもよい。

【００３７】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
付加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。

【００３８】本発明において、中空状体の形状は特に制
限されず、中空状体の断面形状と繊維強化熱可塑性樹脂
発泡体の断面形状が等しくてもよいし、異なっていても
よい。中空状体と繊維強化熱可塑性樹脂発泡体のそれぞ
れ外周長とが等しくなるように賦形してもよいし、中空
状体をその周方向に展延しながら賦形してもよい。中空
状体を展延賦形する際は、最終形状となるまで発泡性熱
可塑性樹脂組成物及び中空状体を構成する熱可塑性樹脂
が軟化温度以上でなければならない。

【００３９】製品の繊維強化熱可塑性樹脂表皮層の厚み
は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。０．１ｍｍ
未満であると、繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の強度は弱
くなり、また成形時に中空状体が破れる場合がある。

【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一例を、図１〜３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冷却賦形
金型(4) と、冷却賦形金型(4) の前方に配置せられた引
取機(5) 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、又は重ね合せて中空状体となすような通
路(6) が形成されている。押出機(2) は、シート(A1)が
完全に中空状体になる手前の位置で押出金型(3) の内コ
ア(7) と連結せられている。内コア(7) には、この連結
部から押出金型(3) の前端近くまで横断面環状の樹脂通
路(8) が設けられており、この樹脂通路は、シート(A1)
が完全な中空状体となって押出金型(3) から出る手前に
おいて、テーパ状に広がり、環状の押出口(9) を形成し
ている。そして、押出口(9) より発泡性熱可塑性樹脂組
成物が中空状体(A2)の内面側に押出されるようになって
いる。内コア(7) の中央には、その後端から前端まで貫
通する熱風供給路(10)が設けられており、熱風供給路(1
0)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】冷却賦形金型(4) の内面は、入口側で押出
金型(3) の出口形状に合致しているが、出口側では、所
望断面形状となっている。そして、入口から出口におい
て金型内面が入口形状から出口形状になるように変化し
ている。なお、冷却賦形金型(4) は、温度制御可能にな
っている。

【００４３】

【作用】本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂中空状体を外
部から冷却しながら、その内部で発泡性熱可塑性樹脂組
成物を発泡させ、発泡性熱可塑性樹脂組成物が発泡した
際の発泡圧により中空状体を規制部材にそわせて所定の
断面形状に賦形するものであるから、中空状体付近の発
泡性熱可塑性樹脂組成物は充分に高発泡する前に冷却さ
れ、この部分には剛性を有する低発泡熱可塑性樹脂層が
形成せられる。そして、残りの発泡性熱可塑性樹脂組成
物は、中空状体の内方に向かってのみ発泡し、低発泡熱
可塑性樹脂層の内側には軽量性に寄与する高発泡性熱可
塑性樹脂層が形成せられる。

【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、ボイドの発生を防止す
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束
に粉体状熱可塑性樹脂を付着させて帯状となした後、２
２０℃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１００ｍ
ｍ、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及び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
状に賦形することにより断面真円形の中空体(A2)とな
し、賦形された中空体(A2)を２０℃に温度調節された冷
却賦形金型(4) 内に導いて外部から冷却するとともに、
冷却賦形金型(4) 内を通過中の中空体(A2)内に押出金型
(3) の樹脂通路(8)の押出口(9) 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、
発泡性熱可塑性樹脂組成物が発泡した際の発泡圧により
軟化状態にある中空体を規制部材である冷却賦形金型
(4) にそわせて断面真円形から所定の断面形状である正
方形に賦形し、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(A3)とを
有する断面が１辺２５ｍｍの正方形である繊維補強熱可
塑性樹脂発泡体(C) を得た（図３参照）。

【００４７】熱可塑性樹脂発泡芯層(B) のうち、繊維強
化熱可塑性樹脂表皮層(A3)付近の部分は低発泡倍率であ
り、残りの部分は高発泡倍率であった。

【００４８】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、４４００ｇ
／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。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】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、押し出し後熱風供給路(10)より中空
体(A2)の内部に２５０℃の熱風を２ｋｇ／ｃｍ² で吹き
込んで発泡性熱可塑性樹脂組成物を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。

【００５２】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。

【００５３】比較例１ 実施例１で用いた装置のうち、冷却賦形金型を除き、代
わりに冷却賦形金型の位置に、真円形入口から正方形出
口まで徐々に変化させられた金型内面を有する賦形金型
及び冷却金型を配置し、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３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２５
ｍｍ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。

【００５４】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。

【００５５】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の押し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。

【００５６】各実施例及び各比較例の製品より、図３に
示すように、繊維強化熱可塑性樹脂表皮層付近のＸ部及
び中央のＹ部からそれぞれ１０×１０×５ｍｍの直方体
状測定サンプルを切り出して発泡倍率を測定し、その結
果を表３に示す。なお、表３中発泡層とは得られた繊維
強化熱可塑性樹脂の発泡芯層全体をいう。

【００５７】

【表３】

【００５８】つぎに、各製品について、３点曲げ試験を
行ない、その結果を表４に示す。なお、３点曲げ試験条
件は、支点間距離を１２００ｍｍ、試験速度を２０ｍｍ
／分とした。

【００５９】

【表４】 以上の試験結果より、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は、曲げ強度に優れていること
が分かる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、相対的に軽量でありな
がら熱可塑性樹脂発泡芯層のうち繊維強化熱可塑性樹脂
表皮層付近が低発泡倍率であるため、機械的強度にも優
れている繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得ることができ
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
入して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。

【図３】図１のIII −III 線にそう拡大断面図である。

【符号の説明】

(2) ：押出機 (3) ：押出金型 (4) ：冷却賦形金型 (A1)：繊維強化熱可塑性樹脂シート (A2)：中空状体 (A3)：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する工程と、中空状体を外部か
   ら冷却しながら、発泡性熱可塑性樹脂組成物が発泡した
   際の発泡圧により中空状体を規制部材にそわせて所定の
   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、中空状体を外部から冷却しなが
   ら、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部材にそわ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、中空
   状体を外部から冷却しながら、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部材に
   そわ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。