JPH10180889A - 繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な断面形状でも容易に成形可能で、か
つ、強化繊維が製品表面に露出することのない繊維強化
熱可塑性樹脂発泡体の製造方法を提供する。 【解決手段】 多数の連続モノフィラメントが一方向に
引き揃えられた状態で樹脂と一体化した層を含む繊維強
化熱可塑性樹脂シート１を連続的に中空状体２に賦形
し、その内部に発泡性熱可塑性樹脂組成物３を供給，発
泡させ、中空状体２内部からの圧力によりその外周面を
規制部材１０７に沿わせて異形断面形状に賦形するに当
たり、その賦形温度下で５０ｃｐｓ〜２０００ｐｓの粘
度を持ち、かつ、その温度では重合を開始しない重合性
二重結合を有する樹脂組成物４を中空状体の外周面に潤
滑剤として供給して潤滑成形した後、その成形体の表面
の潤滑剤層を放射線の照射により硬化させて保護層を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡
体で構成される芯材層と、繊維強化熱可塑性樹脂層で構
成される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】長尺で横断面が異形形状をした成形体
で、かつ、その内部を発泡樹脂層とするものは、比強度
および比剛性に優れた成形体として、建築材料その他の
分野において天然木材と同様にあるいはその代替品とし
て使用されている。このような用途においては、比強度
および比剛性を高めるために、芯材層を合成樹脂発泡体
で構成し、その表面を繊維強化樹脂からなる表皮層で覆
った構造のものが多用されている。

【０００３】このような芯材層と表皮層を備え、軽量で
機械的強度に優れた複合成形体を連続的に製造する方法
として、従来、特開平４−３３９６３５号には、あらか
じめ所定の断面形状に賦形した長尺の合成樹脂発泡体
を、その長手方向に連続的に移送しつつ、その表面に熱
硬化性樹脂を含浸させた連続繊維を供給し、引抜金型に
導いて加熱しながら引抜成形する方法が提案されてい
る。

【０００４】また、強化繊維と熱可塑性樹脂からなる繊
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、その中空状体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の外周を引抜金型
等の規制部材に沿わせることによって、熱可塑性樹脂発
泡体からなる芯材層を繊維強化熱可塑性樹脂層からなる
表皮層で覆った構造の複合成形体を連続的に製造する方
法も提案されている（例えば特開平８−１１８４８４
号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した各
提案方法により得られる複合発泡体は、機械的強度に優
れる反面、その表面近傍に強化繊維が配されているた
め、得られた製品の表面に部分的に繊維が露出した箇所
が存在したり、あるいは、日光や他物質との摩擦等によ
り、表面の樹脂成分が消失し、長期の使用によって繊維
が露出するといった問題があった。

【０００６】また、これらの各提案方法では、いずれ
も、複雑な断面形状の成形体を得ようとした場合には、
成形体と引抜成形金型との界面での摩擦抵抗が極めて大
きくなり、成形が困難になるという問題を潜在的に有し
ている。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、製造当初は勿論、長期使用によっても強化繊維
が露出せず、しかも、成形体と成形金型との界面におけ
る摩擦抵抗を低減して、複雑な断面形状でも容易に成形
可能な繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の製造方法の提供を
目的としている。

【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、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の製造方法
は、多数の連続モノフィラメントが一方向に引き揃えら
れた状態で樹脂と一体化された層を含む繊維強化熱可塑
性樹脂シートを、各連続モノフィラメントが軸線方向に
略沿うように連続的に中空状体に賦形しながら、その中
空状体の内部に発泡性熱可塑性樹脂を発泡させつつ供給
し、もしくは供給した後に当該中空状体内で発泡させる
とともに、その全体を外周規制部材に導いて中空状体内
部からの圧力によりその外周面を当該規制部材に沿わせ
て所望の異形断面形状に賦形するに当たり、その賦形時
の温度において５０centipoise（以下、ｃｐｓと記す）
〜２０００poise （以下、ｐｓと記す）の粘度を有し、
かつ、その成形温度では重合を開始しない重合性二重結
合を有するポリマー、オリゴマー、および／またはモノ
マーを主成分とする組成物を、潤滑剤として中空状体の
表面に供給することにより、異形成形体を連続的に潤滑
成形した後、その成形体の表面に形成された潤滑剤層を
放射線の照射により硬化させることによって特徴づけら
れる。

【０００９】ここで、本発明において、放射線とは広義
の放射線を言い、従って本発明で言う放射線には、各種
粒子線並びに電磁波が含まれる。本発明によれば、規制
部材による中空状体の異形断面への賦形時に、その賦形
温度においては低粘度を示す樹脂組成物を中空状体の表
面に潤滑剤として供給することにより、規制部材と中空
状体の界面での摩擦抵抗を低減し、複雑な断面形状への
賦形が容易となる。そして、この賦形時の潤滑剤として
供給されることによって、賦形後の成形体の表面を層状
に覆う樹脂組成物が、成形後の放射線照射によって硬化
して、表皮層である繊維強化熱可塑性樹脂層の更に表面
を覆い、従って、得られる成形体の構造は、熱可塑性樹
脂発泡体層、その表面を覆う繊維強化熱可塑性樹脂層
と、更にその表面を覆う保護層を有するものとなり、繊
維強化熱可塑性樹脂層中の強化繊維が成形体表面に露出
することがない。

【００１０】ここで、本発明において用いられる各層の
樹脂や、強化繊維の種類、あるいは潤滑剤として機能
し、後で保護層となる樹脂組成物、更にはその樹脂組成
物を硬化させるのに用いる放射線の種類、更には賦形の
具体的方法等については、以下に示す通りのものを採用
することができる。

【００１１】（１）繊維強化熱可塑性樹脂層について （１−１）熱可塑性樹脂の種類 本発明において、繊維強化熱可塑性樹脂層、従って繊維
強化熱可塑性樹脂シートに用いられる熱可塑性樹脂の種
類は特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、塩
素化ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタク
リレートや熱可塑性エラストマーを挙げることができ
る。また、上記熱可塑性樹脂を主成分とする共重合体や
グラフト樹脂、例えばエチレン−塩化ビニル共重合体、
酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、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等も挙げることが
できる。

【００１２】上記熱可塑性樹脂は、単独で使用されて
も、併用、すなわちポリマーアロイとして使用されても
よく、また、熱安定剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、顔料、無機充填材、補強短繊維等の、添加
剤、充填材、加工助剤、改質剤等が添加されていてもよ
い。

【００１３】（１−２）繊維強化熱可塑性樹脂層中の熱
可塑性樹脂の条件 本発明において、繊維強化熱可塑性樹脂層に用いられる
熱可塑性樹脂は、溶融粘度が１×１０⁶ 〜１×１０⁷ ｐ
ｓの高粘度の熱可塑性樹脂を用いることにより、引抜金
型等の規制部材内部での断面変化の際にも繊維強化熱可
塑性樹脂層の厚みムラを抑制することができて好適であ
る。

【００１４】上記熱可塑性樹脂がの粘度が１×１０⁶ ｐ
ｓ未満であると、中空状体内部での発泡樹脂の圧力によ
り、繊維強化熱可塑性樹脂層の厚みムラが生じ、また、
１×１０⁷ ｐｓを越えると、単純断面形状には賦形でき
るが、複雑な形状になると中空状体内部での発泡樹脂の
発泡圧力で賦形することが難しくなり、成形性が悪くな
る。

【００１５】また、中空状体の外周を沿わせて異形断面
形状に賦形するための引抜金型等の規制部材において、
繊維強化熱可塑性樹脂層が伸長される場合があり、この
ような場合には、伸長性に富んだ熱可塑性樹脂を用いる
のが好ましく、伸長性を向上させることを目的として架
橋処理を施してもよい。

【００１６】更に、規制部材としての引抜金型におい
て、中空状体を成形するための圧力としてその内部に空
気内圧を付与する際には、繊維強化熱可塑性樹脂層には
気密性が要求され、この気密性の程度は、繊維強化熱可
塑性樹脂層中の強化繊維の体積割合や、強化繊維と熱可
塑性樹脂との密着性、賦形による断面変化、伸長変化の
程度によるが、気密性を付与するために、繊維強化熱可
塑性樹脂層を形成する繊維強化熱可塑性樹脂シート中
に、別途延伸性、気密性に富む熱可塑性樹脂のみの層を
あらかじめ設けておいてもよい。

【００１７】（１−３）強化繊維の種類 本発明において繊維強化熱可塑性樹脂層に用いられる繊
維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維等の無機繊
維、シリコン繊維、ボロン繊維、あるいは、ポリエステ
ル繊維、アラミド繊維、ビニロン等の有機合成繊維、
鉄、チタン等の金属繊維、綿、麻等の天然繊維等、補強
繊維として使用可能な全ての繊維を使用することがで
き、これらのうち単一種の繊維、もしくはこられのうち
の互いに異なる複数種からなる混合繊維であってもよ
い。

【００１８】上記繊維は、得られる繊維強化熱可塑性樹
脂層の耐衝撃性を維持しつつ表面円滑性を損なわないた
めには、直径１〜５０μｍ、特に３〜２５μｍとするこ
とが好ましく、長さ１０ｍｍ以上の長繊維ないしは連続
繊維を用いるのがよい。

【００１９】また、補強効果、気密性を得るために、繊
維はフィラメント１本１本の間に熱可塑性樹脂が充分に
含浸し、保持された状態のものが好ましい。そこで、繊
維と樹脂との接着性を高めるために、従来よりガラス繊
維に施されている表面処理や、繊維と樹脂との親和性を
改善するための前処理を施してもよい。

【００２０】（１−４）強化繊維の形態 繊維強化熱可塑性樹脂層内部での繊維形態としては、少
なくとも１層、連続繊維が長手方向に配された層を有し
ていれば、他は特に限定されず、例えば、長繊維がラン
ダム配向した状態、または長繊維が相互に絡み合ったマ
ット状、連続繊維が集束されたストランド状、繊維を２
次元および／または３次元に織ったクロス状、更に連続
フィラメント１本１本が熱可塑性樹脂中に分散し、か
つ、長手方向に引き揃えられた状態のもの等を挙げるこ
とができる。

【００２１】また、繊維強化熱可塑性樹脂層は、上記の
各繊維状態の層を相互に積層した複数層の積層体であっ
てもよい。 （１−５）繊維強化熱可塑性樹脂層の条件 以上の各条件のほかに、表皮層を形成する繊維強化熱可
塑性樹脂層の条件として、厚みは特に限定されないが、
薄いと補強効果がなく、厚いと賦形が困難となるので、
厚みは０．１〜５ｍｍとすることが好ましい。繊維強化
熱可塑性樹脂中の繊維量は、少ないと充分な補強効果お
よび成形安定性を得ることができず、また、多いと熱可
塑性樹脂が含浸できず融着が困難となって、却って補強
効果、気密性が低下するので、５〜７０容量％とするこ
とが好ましい。

【００２２】また、繊維強化熱可塑性樹脂層は成形途上
に発生する剪断抵抗の殆ど全てを担うことになるため、
成形温度領域において、その長手方向への引張強度、弾
性率ともに、上記の剪断抵抗レベルに合わせて設計され
る必要があるが、例として、実施例に挙げた繊維強化熱
可塑性樹脂層としては、引張強度、弾性率レベルがそれ
ぞれ５０ＭＰａ、５ＧＰａ以上のものであり、この程度
のレベルとしておくことによって、成形途上において繊
維強化熱可塑性樹脂層が長手方向に歪むことなく、ま
た、破断することなく、安定して成形することができ
た。

【００２３】（１−６）繊維強化熱可塑性樹脂層を形成
する繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法 本発明で使用される繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造
方法は特に限定されないが、例えば以下のようにして製
造することができる。

【００２４】一方向に引き揃えられて配された繊維形態
を有する繊維強化熱可塑性樹脂シートを得ようとすると
きには、流動槽内に粉体状熱可塑性樹脂を入れ、槽底に
設けた多孔板から空気を噴出させることによりその樹脂
を流動化状態として、その中にガイドロールにより誘導
された繊維束を複数本通過させ、熱可塑性樹脂付着繊維
束とした後、加熱ロールを通過させることによって繊維
に熱可塑性樹脂を含浸させ、冷却ロールを通過させて所
望の繊維強化熱可塑性樹脂シートを得る。

【００２５】また、繊維がランダムな状態で配されてい
る層を含む繊維強化熱可塑性樹脂シートを得る場合に
は、その層は、上記のようにして得られた熱可塑性樹脂
付着繊維束を、ロータリーカッターで細断して無端ベル
ト上に落下させて集積し、その上方から別の無端ベルト
を押しつけ、上下の無端ベルトで挟みつつ加圧して加熱
炉内を通過させ、細断された繊維に熱可塑性樹脂を含浸
させ、その後冷却ガイドロールを通過させる、という方
法により得ることができる。

【００２６】一方、溶融粘度が低い樹脂を使用する場合
には、熱可塑性樹脂を溶融状態で繊維基材中に直接浸透
させて繊維強化熱可塑性樹脂シートを得ることができ
る。この際、複合化された後、熱可塑性樹脂が溶融時に
自重により流動しないものである必要がある。そのた
め、複合化の後、架橋処理等により熱可塑性樹脂を高分
子化し、あるいは変性することにより、溶融粘度を高く
する必要がある。

【００２７】（２）熱可塑性樹脂発泡体層について （２−１）熱可塑性樹脂発泡体層に使用される熱可塑性
樹脂の条件 本発明における熱可塑性樹脂発泡体層に使用される熱可
塑性樹脂としては、発泡体として連続的に成形できるも
のであれば基本的には使用可能であるが、繊維強化熱可
塑性樹脂層に使用される熱可塑性樹脂と熱融着性を有す
るものが好ましい。しかし、接着剤層を介して接合さ
れ、成形工程での加熱および冷却固化されて後、繊維強
化熱可塑性樹脂層と発泡体層が容易に剥離しないもので
あれば使用可能である。また、成形温度領域において、
繊維強化熱可塑性樹脂層とともに可塑化状態となり、か
つ、繊維強化熱可塑性樹脂層の熱可塑性樹脂よりも粘度
の低い、流動しやすいものであることが好ましい。ま
た、製品用途にもよるが、発泡体自体には、硬質、軟質
の別は問わない。

【００２８】（２−２）熱可塑性樹脂発泡体層の条件 熱可塑性樹脂発泡体層の条件としては、発泡倍率は２倍
から３０倍が好ましく、更に好適には５倍から１５倍と
することが望ましい。発泡倍率が２倍未満となると、断
面変化の後、中空状体内部を発泡樹脂で満たすことが困
難となり、３０倍を越えると成形時の加熱により発泡セ
ルが破泡してしまい、気密性を保持できなくなる。ま
た、独泡率としては６０％以上が好ましく、６０％を下
回ると、安定して気密性を保持することが難しくなる。

【００２９】発泡体層の厚みとしては、成形する形状に
もよるが、２ｍｍから３０ｍｍとすることが好ましく、
更に好適には３ｍｍから６ｍｍとすることが望ましい。
厚みが２ｍｍを下回ると、複雑な断面形状を成形するこ
とが困難となり、３０ｍｍを越えると、発泡体内部まで
均一に加熱することが難しく、繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートからなる中空状体を安定して異形断面形状に賦形す
ることが難しくなる。

【００３０】（３）繊維強化熱可塑性樹脂シートを中空
状体に賦形する方法 繊維強化熱可塑性樹脂シートを中空状体に賦形する方法
は特に限定されないが、例えば、実施例において後述す
る金型を用いる方法の他に、合成樹脂製のシューやロー
ル等で徐々に曲げていく方法が挙げられる。中空状に賦
形する際には、遠赤外線ヒータや熱風ブロアで加熱し、
熱可塑性樹脂を軟化状態としながら賦形を行う。

【００３１】なお、本発明で言う「中空状体」とは、シ
ートの端部どうしが突き合わされた状態で中空状に賦形
されたもののほか、同じくシートの端部どうしが相互に
重なりあった状態で中空状に賦形されたものをも含む。

【００３２】また、繊維強化熱可塑性樹脂シートを中空
状体に賦形するに当たっては、複数枚のシートを互いに
平行に、かつ、その長手方向の一側縁部どうしが重なり
あった状態として、その全体で１つの中空状体を形成し
てもよい。

【００３３】（４）規制部材による中空状体並びにその
内部の発泡樹脂の賦形（断面変化の方法） 本発明においては、中空状体に賦形した繊維強化熱可塑
性樹脂シートの内部に発泡樹脂を充満させ、その発泡圧
により中空状体の外周面を規制部材に沿わせながら所望
の断面形状に賦形するのであるが、中空状の繊維強化熱
可塑性樹脂シートを通過させる空間を有し、かつ、その
空間の断面形状を徐々に変化させた規制部材を用いるこ
とによって、その外側輪郭を様々な形状に賦形していく
ことができる。

【００３４】ここで言う規制部材の具体的な態様として
は、上記した機能を持つ部材であれば特に限定されない
が、例えば後述する実施例に示すような、内部の断面形
状が緩やかに、かつ、連続的に変化する引抜金型（サイ
ジング金型）等を用いることが最も好適である。

【００３５】また、このような賦形のために、発泡樹脂
の発泡圧力は、０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ² とすることが
好ましく、０．５ｋｇ／ｃｍ² 未満であると、賦形が安
定せず、１０ｋｇ／ｃｍ² を越えると、潤滑剤を供給し
ても摩擦抵抗が大きくなり、繊維強化熱可塑性樹脂シー
トが破断する場合が生じる。

【００３６】（５）中空状体の異形断面形状への賦形に
際してその表面に潤滑剤として供給され、成形後に放射
線照射で硬化される樹脂組成物（ポリマー／オリゴマー
／モノマー）について 中空状体の賦形時に潤滑剤として機能し、成形後には放
射線照射により硬化して保護層を形成する樹脂組成物と
しては、電子線硬化系、紫外線硬化系の樹脂組成物が挙
げられるが、設備が比較的廉価である紫外線硬化系の樹
脂組成物が好適に用いられる。

【００３７】紫外線硬化系の樹脂組成物としては、主成
分であるエポキシアクリレート、ウレタンアクリレー
ト、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレ
ート等の紫外線重合性オリゴマーと、組成物の粘度調
整、硬化後の保護層の硬度等の物性を調整するための、
単官能、多官能アクリレート等の紫外線重合性モノマー
と、紫外線を吸収して励起され、ラジカルを発生させて
ラジカル反応を開始するための、ベンゾイン系、アセト
フェノン系、チオキサンソン系等の光開始剤や、酸素の
悪影響を防止するアミン系、キノン系の光開始助剤、重
合に関与しないフリーラジカルを除去するための安定剤
および熱重合禁止剤からなる組成物を挙げることができ
る。

【００３８】このような樹脂組成物は、本発明におい
て、中空状体並びにその内部の発泡樹脂の異形断面形状
への賦形温度領域（ポリ塩化ビニル樹脂では１０°Ｃ〜
２００°Ｃ）にて、５０ｃｐｓ〜２０００ｐｓで、か
つ、熱により組成物が気化せず、更に熱により重合が進
行しないことが要求される。

【００３９】粘度が５０ｃｐｓ未満であると、均一な潤
滑膜が形成されず、膜厚も極めて薄くなってしまう。逆
に粘度が２０００ｐｓを越えると、潤滑剤としての機能
が失われ、また、引抜金型等の規制部材を通じて中空状
体の表面に圧入供給することが困難となる。

【００４０】また、この樹脂組成物が賦形温度領域の熱
により気化すると被覆層に微細な気泡が残り、同じくそ
の熱によってこの樹脂組成物が重合が進行すると、２０
００ｐｓよりも増粘してしまって、上記と同様に潤滑剤
としての機能が失われる。

【００４１】従って、本発明において用いられる樹脂組
成物における各構成材料をそれぞれ具体的に述べると、
紫外線重合性モノマーとしては、ｎ−デシルアクリレー
ト、ジシクロペンテニロキシエチルアクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタアクリレート等が挙げられ
る。

【００４２】光開始剤としては、光開始剤の分子自体が
分子開裂してラジカル反応を開始するものが、熱的に安
定であることから好適に用いることができ、具体的に
は、例えばベンゾインエーテル、α，α−ジエトキシア
セトフェノンや、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン等が挙げられ、その他、比較的熱的に安定なベ
ンゾフェノンやチオキサンソン、キサンソン等も使用で
きる。

【００４３】光開始助剤としては、３級アミンを分子中
に持つ、比較的高分子である、４−ジエチルアミノイソ
アミルベンゾエート等が挙げられる。 （６）潤滑剤かつ放射線硬化樹脂組成物の供給方法 上記の樹脂組成物を供給する方法としては、繊維強化熱
可塑性樹脂シートからなる中空状体を規制部材である引
抜成形金型に導入する直前にその表面に塗布する方法
や、導入後、中空状体の内部に発泡性熱可塑性樹脂が発
泡して充満することにより発泡圧力が発生し、中空状体
が金型内面に密着した時点において圧入する方法等、中
空状体に形成された繊維強化熱可塑性樹脂シートの外表
面に均一に供給できる方法であれば特に限定されない。

【００４４】（７）潤滑剤かつ放射線硬化樹脂組成物の
硬化条件 上記の樹脂組成物を硬化させるための紫外線の発生源と
しては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、パルスキ
セノンランプ、無電極放電ランプ等を挙げることがで
き、好適には高圧水銀ランプが一般的に用いられる。紫
外線を照射する位置は、紫外線硬化する樹脂組成物の粘
度が低いほど賦形用規制部材に近い位置とし、樹脂組成
物が流れてしまうことを防止する必要がある。しかし、
規制部材として引抜金型等の金型を用いる場合には、金
型出口に向けて紫外線を照射すると、金型出口付近に樹
脂が付着して硬化してしまい、成形品の表面に微細な傷
が発生するため、金型出口には直接紫外線を照射しない
ような工夫，構造を採用することが好ましい。

【００４５】

【実施例】次に、本発明を適用して、実際に繊維強化熱
可塑性樹脂発泡体を製造した例について、比較例ととも
に述べる。

【００４６】＜実施例＞繊維強化熱可塑性樹脂シートを
以下の方法で製造した。直径２３μｍのフィラメントよ
り構成されるロービング状のガラス繊維束（４４００ｔ
ｅｘ）４本を引き揃えて、粉体状熱可塑性樹脂組成物が
エアにより流動している槽内に引き込み、ガラス繊維束
をフィラメント単位に解しつつ粉体状熱可塑性樹脂組成
物を付着させた。上記の熱可塑性樹脂組成物は、ポリ塩
化ビニル１００重量部、錫系熱安定剤１重量部、ポリエ
チレンＷＡＸ０．５重量部からなるものとした（溶融粘
度２．４×１０⁵ ｐｓ）。

【００４７】この粉体状熱可塑性樹脂が付着したガラス
繊維を面状に引き揃えた状態で、２１０°Ｃに加熱され
たピンチロールにより加圧しながら加熱し、樹脂を溶融
させてガラス繊維間に浸入させた。次いで冷却ピンチロ
ールで冷却し、幅１００ｍｍにトリミングして厚み０．
４ｍｍのガラス繊維強化ポリ塩化ビニルシート（以下、
繊維強化熱可塑性樹脂シート１と称する）を得た。

【００４８】このようにして得た繊維強化熱可塑性樹脂
シート１を用いて、以下の装置によって繊維強化熱可塑
性樹脂発泡体を製造した。図１はこの実施例で用いた製
造装置および金型の構成を示す模式的断面図で、図２
（Ａ）〜（Ｆ）はそれぞれ図１のＡ〜Ｆの各部での材料
または製品の断面図を示している。

【００４９】繊維強化熱可塑性樹脂シート１は、シート
繰り出し機１０１から順次繰り出され、ロールあるいは
シュー（図示せず）によって図２（Ａ）の状態から同図
（Ｂ）に示すように略逆Ｕ字形に賦形された後、中空状
体賦形用金型１０２に導かれる。この中空状体賦形用金
型１０２は、外側金型１０３とコア金型１０４とからな
り、これらの金型１０３，１０４の間を繊維強化熱可塑
性樹脂シート１が通過することにより、図２（Ｃ），
（Ｄ）に示すように、徐々にシート１の両側縁部が突き
合わされて直径３１．８ｍｍの断面真円の円筒形状の中
空状体２となる構造を有している。

【００５０】中空状体賦形用金型１０２のコア金型１０
４は樹脂押出金型を兼ねており、その中心部に直径５ｍ
ｍの樹脂流路１０４ａが形成されているとともに、中空
状体２に賦形される途上のシート１の下方開口部分を通
して押出機１０５に連結され、この押出機１０５から押
出される発泡性熱可塑性樹脂組成物３を、樹脂流路１０
４ａを介して中空状体２内に押出すことができるように
なっている。

【００５１】上記の発泡性熱可塑性樹脂組成物３は、ポ
リ塩化ビニル樹脂（平均重合度８００）１００重量部、
錫系熱安定剤２．５重量部、滑剤２重量部、アクリル加
工助剤５重量部、発泡剤（重曹）３重量部を配合したも
のとした。

【００５２】さて、内部に発泡性熱可塑性樹脂組成物３
が押出され、かつ、発泡することで図２（Ｅ）に示す状
態となった中空状体２は、次いで潤滑剤供給金型１０６
に導かれる。この潤滑剤供給金型１０６は、断面が直径
３１．８ｍｍの真円形の空洞を持つ金型であり、潤滑剤
供給装置１０６ａから毎時定量ずつ供給されてくる潤滑
剤４を、空洞内壁に設けられた複数の小孔から中空状体
２の外周面全面にわたって均一に染みださせることので
きる構造を持っている。

【００５３】この実施例においては、潤滑剤４として、
エポキシアクリレート（日本化薬社製カヤラッドＲ−３
８１）９４重量部、アミン系促進剤（４−ジメチルアミ
ノ安息香酸エチル）３重量部、チオキサンソン光開始剤
３重量部からなるものを用いた。この配合の潤滑剤４
は、賦形金型１０７による賦形温度１８０°Ｃでの粘度
が１１０ｃｐｓであった。

【００５４】内部に発泡性熱可塑性樹脂組成物３が押出
され、かつ、外周面に潤滑剤４が供給された中空状体２
は、賦形金型１０７内に導入される。この賦形金型１０
７は、その金型内面の断面形状が、入口部分が直径３
１．８ｍｍの真円形であり、その真円形状から、下流側
に進むに従って徐々に図２（Ｆ）に示す賦形完了後の成
形品輪郭と同等の形状に変化しており、この賦形金型１
０７を通過することにより、中空状体２およびその内部
の発泡性熱可塑性樹脂組成物３は図２（Ｅ）から同図
（Ｆ）のように次第に賦形されていく。

【００５５】賦形金型１０７の下流側には、その賦形金
型１０７の最終の内面断面形状と同じ内面断面形状を持
つ冷却金型１０８が配設されており、この冷却金型１０
８によって、表面の繊維強化熱可塑性樹脂層とその内部
の発泡樹脂とが冷却され、図２（Ｆ）に示したような、
熱可塑性樹脂発泡体からなる芯材層Ｐの周囲を繊維強化
熱可塑性樹脂層からなる表皮層Ｓで覆った構造の繊維強
化熱可塑性樹脂発泡体が得られ、また、この繊維強化熱
可塑性樹脂発泡体の外周面には、潤滑剤供給金型１０６
から供給された潤滑剤４が全面にわたって付着してなる
潤滑剤層４ａが形成された状態となっている。

【００５６】冷却金型１０８の下流側には、成形された
繊維強化熱可塑性樹脂発泡体に対して１００ｍｍの間隔
を開けて取り囲むように、出力８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀
灯１０９が配設されており、この高圧水銀灯１０９から
出力される紫外線を繊維強化熱可塑性樹脂発泡体の外周
面形成された潤滑剤層４ａに全面にわたって照射できる
ようにした。また、この高圧水銀灯１０９の更に下流側
には、製品引取装置１１０が配置されており、この引取
装置１１０によって製品を所定の速度で矢印の方向に引
き取るように構成した。

【００５７】製造に当たっては、２００°Ｃに温度調節
された中空状体賦形用金型１０２に、繊維強化熱可塑性
樹脂シート１を挿入して中空状体２とした後、その内部
に発泡性熱可塑性樹脂組成物３を発泡させながら押出し
た。その押出し後、潤滑剤供給金型１０６により中空状
体２の表面に、潤滑剤４を表面積１ｍ² 当たり３０ｃｃ
の割合で供給し、次いで１８０°Ｃに加熱した賦形金型
１０７内に導入し、発泡性熱可塑性樹脂組成物３の発泡
圧によって中空状体２を賦形金型１０７の内面に押し当
てて、同金型の最下流側の断面形状と同等の断面形状と
なるように賦形した後、冷却金型１０８で冷却し、次い
で高圧水銀灯１０９にて約１０秒間紫外線を照射して潤
滑剤層４ａを硬化させた。

【００５８】以上の工程により、図３に模式的断面図を
示すように、熱可塑性樹脂発泡体からなる芯材層Ｐの周
囲が繊維強化熱可塑性樹脂層からなる表皮層Ｓで覆わ
れ、更にその表皮層Ｓの表面が硬化樹脂からなる保護層
Ｇで覆われた繊維強化熱可塑性樹脂発泡体を得た。潤滑
剤層４ａを硬化させて形成した保護層Ｇの厚みは、平均
２５μｍであり、製品表面へのフィラメント繊維の浮き
だしや、繊維強化熱可塑性樹脂層Ｐの破れなども全く発
生することなく成形をすることができた。

【００５９】＜比較例＞繊維強化熱可塑性樹脂シート、
発泡性熱可塑性樹脂組成物、および製造装置並びに金型
については、実施例と全く同じとし、潤滑剤供給金型１
０６から潤滑剤を供給しないことを除いて、その他の製
造条件については実施例と全く同じとして、繊維強化熱
可塑性樹脂発泡体を製造した。

【００６０】得られた製品表面には、部分的にフィラメ
ント繊維の浮きだしが見られ、また、繊維強化熱可塑性
樹脂層には、賦形用金型１０７との界面における摩擦が
原因と思われる破損部分が観察された。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、繊維強
化熱可塑性樹脂シートを中空状に賦形するとともに、そ
の中空状体の内部に発泡性熱可塑性樹脂組成物を発泡さ
せながら供給し、または供給した後に発泡させて、その
発泡圧により中空状体の外周面を規制部材に沿わせてそ
の断面形状を連続的に所望形状に賦形するに当たり、そ
の中空状体の外周面に、賦形温度下での粘度が５０ｃｐ
ｓ〜２０００ｐｓで、かつ、その温度では重合を開始し
ない、重合性二重結合を有する樹脂組成物を潤滑剤とし
て供給することにより、賦形時に規制部材と中空状体と
の界面に生じる摩擦抵抗を低減するとともに、賦形後の
成形体の表面に形成された潤滑剤層を放射線照射によっ
て硬化させることにより、熱可塑性樹脂発泡体からなる
芯材層の表面を覆う繊維強化熱可塑性樹脂層からなる表
皮層の更に表面を、強固な樹脂からなる保護層で覆った
構造の繊維強化熱可塑性樹脂発泡体が得られ、比較的簡
単な工程のもとに、繊維強化熱可塑性樹脂層を破損する
ことなく複雑な断面形状への賦形が可能であるととも
に、製品表面への強化繊維の浮きだしを防止することが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いた製造装置および金型の
構成を示す模式的断面図

【図２】図１のＡ〜Ｆの各部での材料または製品の断面
図

【図３】本発明の実施例で得られた繊維強化熱可塑性樹
脂発泡体の模式的断面図

【符号の説明】

１ 繊維強化熱可塑性樹脂シート ２ 中空状体 ３ 発泡性熱可塑性樹脂組成物 ４ 潤滑剤 ４ａ 潤滑剤層 １０１ 繰り出し機 １０２ 中空状体賦形用金型 １０３ 外側金型 １０４ コア金型 １０５ 押出機 １０６ 潤滑剤供給金型 １０６ａ 潤滑剤供給装置 １０７ 賦形金型（外周規制部材） １０８ 冷却金型 １０９ 高圧水銀灯 １１０ 引取装置 Ｐ 芯材層 Ｓ 表皮層 Ｇ 保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 101:12 105:04 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の連続モノフィラメントが一方向に
   引き揃えられた状態で樹脂と一体化された層を含む繊維
   強化熱可塑性樹脂シートを、上記各連続モノフィラメン
   トが軸線方向に略沿うように連続的に中空状体に賦形し
   ながら、その中空状体の内部に発泡性熱可塑性樹脂を発
   泡させつつ供給し、もしくは供給した後に当該中空状体
   内で発泡させるとともに、その全体を外周規制部材に導
   いて中空状体内部からの圧力によりその外周面を当該規
   制部材に沿わせて所望の異形断面形状に賦形するに当た
   り、その賦形時の温度において５０centipoise〜２００
   ０poise の粘度を有し、かつ、その成形温度では重合を
   開始しない重合性二重結合を有するポリマー、オリゴマ
   ー、および／またはモノマーを主成分とする組成物を、
   潤滑剤として上記中空状体の表面に供給することによ
   り、異形成形体を連続的に潤滑成形した後、その成形体
   の表面に形成された潤滑剤層を放射線の照射により硬化
   させる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。