JP2000296572A

JP2000296572A - 複合材料及び複合材料の連続的製造方法

Info

Publication number: JP2000296572A
Application number: JP11109716A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Muranaka; 健村中
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】鉄道の枕木等の屋外等用途に用いる場合で
も、端面からの水分の侵入が全く無い耐久性に優れた複
合材料及び複合材料の連続的製造方法を提供する。【解決手段】充填材を含有した芯材層４００ｂの四周
縁が、長手方向に繊維補強された熱硬化性樹脂発泡体か
らなる表層４００ａで覆われた複合材料４００であっ
て、その端面断面が熱硬化性樹脂２５で被覆されている
ことを特徴とする複合材料４００。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表層及び芯材層か
らなる複合材料の連続的製造方法に関する。特に、枕
木、トラック荷台材、土木建築資材等に好適に使用され
る複合材料の連続的製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、土木建築資材として木材やコ
ンクリートが広く用いられているが、木材は腐食や損傷
を生じやすく、吸水により物性が低下する等の耐久性に
問題があった。一方、コンクリートは耐久性や強度は優
れているが、重量が非常に重い、振動でひび割れを生じ
やすい等の問題があった。

【０００３】これらの問題に対処して、樹脂発泡体を一
方向連続長繊維で強化した合成木材が開発され、枕木、
トラック荷台材、土木建築資材等に使用されている。し
かし、枕木等の強い曲げ荷重が加わる用途では、曲げ荷
重による応力は専ら表層部にかかり、内層部には余りか
からないのであるが、合成木材は内層部も高価な連続長
繊維と発泡性熱硬化性樹脂により形成されており、性能
の割りに価格が高いという問題がある。

【０００４】上記問題を解決するものとして、特開平５
−１３８７９７号公報には、充填材を含有した熱硬化性
樹脂発泡体からなる芯材層の少なくとも一面側と反対面
側とに長手方向に沿う長繊維によって強化した熱硬化性
樹脂発泡体からなる表層を積層した複合材料が提案され
ている。しかし、本提案の方法は、製造がバッチ式であ
り、生産性が低く、量産には適さない。

【０００５】また、特公昭５９−４７９７７号公報に
は、表層及び充填材を含有する芯材層からなる複合材料
の連続的製造方法が提案されている。しかしながら、こ
の提案の製造方法では、連続的に製造される複合材料を
所定長さに切断すると、切断された端面断面に充填材を
含有する芯材層が露出し、この複合材料を屋外等の風雨
に曝される用途に用いる場合には、水分が芯材層の充填
材と樹脂の界面に存在する微細な空隙に進入し、耐久性
を損なうという問題がある。従来、用途によっては、端
面に塗料等を塗装したりする対策が講じられているが、
塗装作業工程が余分に必要であり、また、長年使用後に
は再塗装が必要になったりする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この問題を
解決するものであり、その目的は、屋外等用途に用いる
場合、特に鉄道の枕木等に使用する場合でも、端面から
の水分の侵入が全く無い耐久性に優れた複合材料及び複
合材料の連続的製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の複合材料
（以下、本発明１という）は、充填材を含有した芯材層
の四周縁が、長手方向に繊維補強された熱硬化性樹脂発
泡体からなる表層で覆われた複合材料であって、その端
面断面が熱硬化性樹脂で被覆されていることを特徴とす
る。

【０００８】請求項２記載の複合材料の連続的製造方法
（以下、本発明２という）は、連続的に進行する長繊維
束に発泡性熱硬化性樹脂組成物を含浸させた含浸体を、
成形金型の一端から成形金型の全ての縁部の内面に沿わ
せて導入し、一方、充填材と熱硬化性樹脂組成物からな
る予め賦形された芯材を一定の間隔を設け断続的に上記
成形金型の一端に向け進行させ、この芯材間に設けられ
た間隔に熱硬化性樹脂組成物を注入するか又はせずし
て、上記成形金型内面に沿わせた含浸体により形成され
た空間部に挿入し、上記含浸体と上記芯材とを上記成形
金型内を進行させつつ上記発泡性熱硬化性樹脂組成物及
び熱硬化性樹脂組成物の発泡と硬化を行い、成形させる
ことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の複合材料の連続的製造方法
（以下、本発明３という）は、上記発泡性熱硬化性樹脂
組成物の熱硬化性樹脂が、ポリウレタン樹脂であること
を本発明２の複合材料の連続的製造方法である。

【００１０】請求項４記載の複合材料の連続的製造方法
（以下、本発明４という）は、上記上記熱硬化性樹脂組
成物の熱硬化性樹脂が、ポリウレタン樹脂であることを
特徴とする本発明２又は３の複合材料の連続的製造方法
である。

【００１１】請求項５記載の合成枕木（以下、本発明５
という）は、本発明１の複合材料、又は、本発明２〜４
のいずれかの製造方法で得られる複合材料からなる合成
枕木である。

【００１２】本発明で用いられる長繊維束を構成する長
繊維は、短繊維を絡ませて、糸状としたものであっても
良く、またモノフィラメントであってもよい。要するに
長繊維は連続した長い繊維であればよい。長繊維束を構
成する繊維の材質は、特に限定されず、ガラス繊維、天
然繊維、炭素繊維、合成繊維等が用いられる。なかで
も、ガラス繊維や炭素繊維が強化効果が大きく好まし
い。合成繊維としては、例えば、ビニロン、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリオレフィン等を用いることがで
きる。またレイヨンであっても良い。

【００１３】本発明で用いられる発泡性熱硬化性樹脂組
成物の熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例
えば、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ
る。中でもポリウレタン樹脂が耐久性及び機械的強度の
点からより好ましい。

【００１４】上記樹脂組成物に含まれる発泡剤として
は、熱分解型の発泡剤であっても、フロン等の溶剤型発
泡剤であってもよい。また、熱硬化性樹脂としてポリウ
レタン樹脂を用いる場合には、水であってもよい。

【００１５】上記樹脂組成物には、必要に応じて、触
媒、整泡剤、着色剤、架橋剤、充填材着色剤、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、難燃剤等の配合剤が配合される。

【００１６】本発明における長繊維束への樹脂組成物の
含浸量（重量比率）としては、特に限定されず、目的と
する複合材料の強度、目的とする製品の表層と芯材層と
の体積比率、用いる発泡性熱硬化性樹脂組成物の発泡
力、等により適宜調整される。また、後述するように、
予め賦形された芯材を一定の間隔を設け断続的に上記成
形金型の一端に向け進行させる際に、この芯材間に設け
られた間隔に熱硬化性樹脂組成物を注入しない場合に
は、上記含浸量が調整され、表層を形成せしめるに必要
な量よりも余剰な樹脂組成物が長繊維束に含浸される。

【００１７】本発明における上記長繊維束への上記樹脂
組成物の含浸方法としては、例えば、張力をかけて所定
間隔に略平行に引き揃えられ連続的に進行する長繊維束
の上部から、吐出機のノズルから吐出された樹脂組成物
を振り掛け、この樹脂組成物が付着した長繊維束を含浸
台と揉み板を備えた含浸機へ進行させ、揉み板を長繊維
束の進行方向に垂直な往復動させて長繊維束を揉むよう
にし、長繊維束に樹脂組成物を均一に含浸させて含浸体
を得る方法が好ましい。含浸方法としては、この他、例
えば、長繊維束へ樹脂組成物を高圧スプレー等により圧
入含浸させる方法、超音波を利用する方法、バキューム
を利用する方法等が挙げられる。

【００１８】上記含浸体を、成形金型の一端から成形金
型の全ての縁部の内面に沿わせて導入する方法として
は、特に限定されるものでないが、上記成形金型として
複数の移動するエンドレスベルトにより形成された筒状
空腔を用いる場合には、コンベアベルトに接触させ沿わ
せて上記含浸体を導入する方法が好適である。この含浸
体の導入には、ガイド等の位置規制具を成形金型の端部
の前方に設け、含浸体のコンベアベルトへの接触を助け
てもよい。

【００１９】本発明の芯材に用いられる充填材として
は、無機質粉粒体、有機質粉粒体、汚泥乾燥粉粒体、繊
維強化樹脂粉粒体等が挙げられる。これらの充填材は単
独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【００２０】上記無機質粉粒体としては、例えば、岩石
粉粒体、ガラス粉粒、珪酸カルシウム、セメントコンク
リート粉砕物、珪砂等の無定形粒体、セリサイト、ウォ
ラスナイト等の無機短繊維粉体、バーミキュライト、パ
ーライト、膨張頁岩、フライアッシュの中空粉等の気泡
を有する無機粉粒体、炭酸カルシウム、フライアッシュ
等の粒径の比較的小さい無機粉粒体等が挙げられる。

【００２１】上記有機質粉粒体としては、例えば、塩化
ビニル樹脂等の合成樹脂の成形品を粉砕したもの等が挙
げられる。

【００２２】上記汚泥乾燥粉粒体としては、汚泥処理場
から発生する乾燥固形分等が挙げられる。上記繊維強化
樹脂粉粒体としては、ＦＲＰ粉砕物、繊維強化硬質ポリ
ウレタン発泡体粉砕物等が挙げられる。

【００２３】本発明の芯材に用いられる熱硬化性樹脂組
成物の熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹
脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキ
シ樹脂等が挙げられる。なかでもポリウレタン樹脂が充
填材との結合性や機械的強度が優れ好ましい。これらの
熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じ、補強繊維等が混
合されてもよいし、着色剤らの添加剤が添加されてもよ
い。この熱硬化性樹脂組成物は、上記長繊維束の含浸に
用いる発泡性熱硬化性樹脂組成物と同一物であっても構
わない。

【００２４】上記充填材と上記熱硬化性樹脂組成物との
混合は、特に限定されるものではなく、例えば、熱硬化
性樹脂として可使時間の短いポリウレタン樹脂を用いる
場合には、ポリオールとイソシヤネートとを従来公知の
ミキシングヘッド等を利用して混合したウレタン原液と
充填材を高速回転する攪拌羽根を有する混合機内で連続
的に高速遠心攪拌して排出する方法、上記ウレタン原液
と充填材を高速で衝突させることにより混合含浸する方
法、充填材にウレタン原液を高圧で噴霧又は滴下含浸体
する方法等が挙げられる。

【００２５】また、熱硬化性樹脂として可使時間の長い
不飽和ポリエステル樹脂等を用いる場合の充填材との混
合方法としては、例えば、通常のミキサー、ニーダー等
のバッチ式混練機を用いる方法や、押出機等の連続的混
練機を用いる方法等が挙げられる。勿論、上記したポリ
ウレタン樹脂の場合の混合方法を用いることも可能であ
る。

【００２６】かくして混合された充填材と熱硬化性樹脂
組成物との混合物は賦形されて芯材となされるが、賦形
する方法としては、特に限定されるものではなく、例え
ば、上記混合物を圧縮空気、プランジャー、送りプレ
ス、無端ベルト等を用いて上記混合物に押圧力を付与す
る方法等が挙げられる。

【００２７】芯材の賦形される形状としては、目的とす
る複合材料の形状に応じ適宜選択でき、限定されるもの
ではないが、例えば、合成枕木等に使用される場合に
は、断面が方形の長尺角材の形状が好ましい。

【００２８】本発明２〜４の製造方法では、この賦形さ
れた芯材を、一定の間隔を設け断続的に成形金型の一端
に向け進行させ、この芯材間に設けられた間隔に熱硬化
性樹脂組成物を注入するか又はせずして、成形金型に挿
入する。

【００２９】この芯材の成形金型への挿入は、搬送ベル
ト等の移動装置によって行ってもよいし、ガラスマット
や不織布等の搬送基材に載せて挿入してもよい。搬送基
材を用いた場合、搬送基材は得られる複合材料の表層と
芯材層との間に組み込まれることになるが、表層の厚さ
の均一化に役立ち、連続長繊維の長手方向に対して異な
る方向の強化にも有用となる。

【００３０】上記芯材間に設けられた間隔に注入する熱
硬化性樹脂組成物に用いられる熱硬化性樹脂としては、
例えば、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。間隔に
注入する注入方法としては、従来公知の熱硬化性樹脂組
成物の注入方法がそのまま適用可能である。上記樹脂の
中でもポリウレタン樹脂が耐久性及び機械的強度の点か
らより好ましい。ポリウレタン樹脂として発泡性組成物
を選べば、芯材と芯材との間隔内に表層を形成する樹脂
とは異なる強度や発泡倍率の熱硬化性樹脂を形成させる
ことができ、複合材料を製造した後にこの熱硬化性樹脂
を切断したときの切断面、即ち、複合材料の端面保護層
を所望の物性のものとすることができる。この場合上記
発泡性組成物には、充填材や補強繊維等を添加し物性を
調整することも任意である。

【００３１】上記含浸体として余剰な樹脂組成物を含浸
させたものを用い、上記芯材間に設けられた間隔を空い
たままにして成形金型内へ挿入し、成形金型内進行にお
いて、余剰樹脂組成物が発泡、硬化する過程で芯材間の
間隔内に流れ込み、熱硬化性樹脂を形成させる方式で端
面保護層を形成させることもできる。この場合、得られ
る複合材料の表層とよく似た物性の端面保護層が得ら
れ、また、複合材料本体と端面保護層との接着強度に優
れたものとなる。

【００３２】本発明で用いられる成形金型としては、例
えば、複数のエンドレスベルト又はスラットコンベア等
で形成された筒状空腔からなる移動式であってもよい
し、ＦＲＰの引き抜き成形等で公知の固定式の筒状体で
あってもよい。上記エンドレスベルトの材質としては、
スチール、ゴム、樹脂等が挙げられる。発泡性熱硬化性
樹脂組成物として、ポリウレタン樹脂を用いる場合に
は、金型内面への付着力の点から、エンドレスベルトを
用いた移動式が好ましい。

【００３３】成形金型に導入された上記含浸体及び芯材
は、該成形金型を進行するに従い、発泡、硬化が生じる
が、これらの反応等を助けるため、上記成形金型は温度
調節可能になされているのが好ましい。エンドレスベル
ト方式の場合には、所定の位置にベルトに接するセグメ
ントを設け、このセグメントを温度調節し、ベルトを介
して内部に温度を与える方法が好ましい。また、固定式
成形金型の場合には、金型内に配管を設け、蒸気、油、
水等の熱媒を通す方法や電熱ヒーターによる方法等が挙
げられる。

【００３４】成形金型の含浸体等が導入される一端と反
対の他端には、必要に応じ堰板の嵌め込みが可能となさ
れている。該堰板は、製造のスタート時に、導入した含
浸体や芯材に含有される熱硬化性樹脂組成物等がが漏れ
出てしまわないように保持するためのものであり、製造
が開始された段階では除去される。

【００３５】成形金型を進行し、発泡、硬化して得られ
た繊維強化樹脂積層体（以下、製品と言う）は、成形金
型の他端を出たところで冷却されるのが好ましい。この
製品の冷却は、冷却ロールを製品に接して回転させてな
されてもよく、また製品の表面に冷却水を直接噴霧して
もよい。

【００３６】得られた製品は、成形金型の進行方向前方
に備えられた引取機で引取られる。引取力は、製品の形
状、大きさ等により適宜選択される。また、引取速度
は、製品の構成、用いた熱硬化性樹脂組成物の反応速
度、成形金型の温度により適宜選択される。

【００３７】引取機で引取られた製品は、引取機の進行
方向前方に備えられた切断機で所定の長さに切断され
る。切断機は、芯材間の間隔内の樹脂体を検出するセン
サーに連動しており、センサーの作用により上記樹脂体
を等分に切断した形で製品が切断される。従って、切断
された製品の切断面（端面）は、熱硬化性樹脂で被覆さ
れたものとなる。

【００３８】

【作用】本発明１の複合材料は、充填材を含有した芯材
層の四周縁が、長手方向に繊維補強された熱硬化性樹脂
発泡体からなる表層で覆われた複合材料であって、その
端面断面が熱硬化性樹脂で被覆されているので、端面か
らの水分の侵入が全く無い耐久性に優れた複合材料であ
る。

【００３９】本発明２の複合材料の連続的製造方法は、
連続的に進行する長繊維束に発泡性熱硬化性樹脂組成物
を含浸させた含浸体を、成形金型の一端から成形金型の
全ての縁部の内面に沿わせて導入し、一方、充填材と熱
硬化性樹脂組成物からなる予め賦形された芯材を一定の
間隔を設け断続的に上記成形金型の一端に向け進行さ
せ、この芯材間に設けられた間隔に熱硬化性樹脂組成物
を注入するか又はせずして、上記成形金型内面に沿わせ
た含浸体により形成された空間部に挿入し、上記含浸体
と上記芯材とを上記成形金型内を進行させつつ上記発泡
性熱硬化性樹脂組成物及び熱硬化性樹脂組成物の発泡と
硬化を行い成形させる方法であるので、本発明２で製造
され芯材の挿入されてない部位で切断された複合材料の
端面断面が熱硬化性樹脂で被覆されており、端面からの
水分の侵入が全く無い耐久性に優れた複合材料を製造す
ることができる。

【００４０】本発明３の複合材料の連続的製造方法は、
上記発泡性熱硬化性樹脂組成物の熱硬化性樹脂が、ポリ
ウレタン樹脂であることを特徴とする本発明２の方法で
あるので、端面からの水分の侵入が全く無い耐久性に優
れた複合材料であるとともにより物性値の優れた複合材
料を製造することができる。

【００４１】本発明４の複合材料の連続的製造方法は、
上記熱硬化性樹脂組成物の熱硬化性樹脂が、ポリウレタ
ン樹脂である本発明２又は３の方法であるので、端面か
らの水分の侵入が全く無い耐久性に優れた複合材料であ
るとともに、さらに物性値の優れた複合材料を製造する
ことができる。

【００４２】本発明５の合成枕木は、本発明１の複合材
料、又は、本発明２〜４のいずれかの製造方法で得られ
る複合材料からなる合成枕木であるので、端面からの水
分の侵入が全く無い耐久性に優れた合成枕木であるとと
もに、物性値の優れた合成枕木である。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて、図面を参照しつつ説明する。図１は、実施例及び
比較例で用いた製造装置を示す模式的説明図である。図
２及び図３は、実施例１及び実施例２により得られる製
品を示す模式的斜視図である。図４及び図５は、比較例
１及び比較例２により得られる製品を示す模式的斜視図
である。

【００４４】（実施例１）本実施例では、図１に示す製
造装置１を用いた。図示の通り、製造装置１は、芯材供
給装置１０、芯材賦形装置６、搬送ベルト４７、吐出機
２１及び２３、含浸機３、成形金型５、冷却機７、引取
機８及び切断機９を備えている。吐出機２１は、タンク
（図示せず）から供給された各成分を混合して発泡性熱
硬化性樹脂組成物２２としたのち、４か所の整流板（図
示せず）から引き揃えて張力をかけて連続的に供給され
る長繊維束４１（図には１方向しか示さず）の上に、長
繊維束４１の進行方向に対して垂直方向に往復運動しな
がら発泡性熱硬化性樹脂組成物２２を吐出して振りかけ
るようになっている。

【００４５】本実施例において、上記組成物２２として
は、プロピレンオキサイド付加ポリエーテル（水酸基値
４１０、官能基４）１００重量部と、ジフェニメタンジ
イソシヤネート１２０重量部、整泡用シリコンオイル１
重量部、水１重量部、ジブチル錫ラウレート０．０５重
量部を混合した組成物（以下、組成物Ａという）を用い
た。また、長繊維束４１としては、繊維径が９μｍのＥ
ガラス製モノフィラメント２００本を１ストランドとし
たロービングを多本数用いた。

【００４６】含浸機３は、含浸台３１と揉み板３２とを
備え、揉み板３２を長繊維束４１の進行方向に垂直な方
向に往復動させ、含浸台３１との間で組成物Ａ２２を振
りかけられた長繊維束４１を揉み、長繊維束４１中に組
成物Ａ２２を含浸させて含浸体４２にするようにした。
製造装置１には、上記含浸機３が４台備えられており
（図では１台のみ示す）各含浸機３で得られる４ツの含
浸体４２が、下記する成形金型５の４面の周縁に沿わせ
て成形金型５へ導入される。本実施例では、長繊維束４
１と組成物Ａ２２との重量比率は１：１とした。

【００４７】芯材供給装置１０は、ホッパー１１、ミキ
シングヘッド１２、ケーシング１３、吐出口１４からな
る。充填剤がホッパー１１からケーシング１３に定量供
給され、同時にケーシング１３にはミキシングヘッド１
２から熱硬化性樹脂組成物が供給される。充填剤と熱硬
化性樹脂組成物はケーシング１３内で高速遠心攪拌混合
され、芯材１５とされて吐出口１４から間欠的に吐出さ
れる。

【００４８】本実施例では、充填材として７号珪砂を、
また、熱硬化性樹脂組成物として上記組成物Ａを用い、
７号珪砂と組成物Ａの重量混合比率を、６：１とした。

【００４９】吐出口１４から吐出された芯材１５は、吐
出口１４の下方に備えられた断面方形で筒状の賦形型６
５に投入される。この賦形型６５の筒内には、プランジ
ャー６６により押圧される押圧具６７が嵌め込まれてお
り、この押圧具６７の作用により芯材１５は所定長さに
圧縮賦形されて賦形芯材１６となり、断続的に前方へ送
られる。本実施例ではプランジャー６６の押圧力は１Ｍ
Ｐａとした。

【００５０】搬送ベルト４７により搬送基材繰り出し装
置４５から繰り出された搬送基材４６は、賦形型６５か
ら送られた賦形芯材１６をその上部に載せ、該ベルト４
７上を進行して行く。

【００５１】搬送基材４６の上に載せられた賦形芯材１
６、１６は一定の間隔（図の隙間Ｂ）を空けて進行し、
この隙間Ｂに搬送ベルト４７の上方に備えられた吐出機
２３から熱硬化性樹脂組成物２４が注入され、搬送ベル
ト４７のより成形金型５に送りこまれる。本実施例では
隙間Ｂの間隔は２０ｍｍとした。

【００５２】本実施例では、上記搬送基材４６としてガ
ラスマットを用い、上記熱硬化性樹脂組成物２４として
は、上記組成物Ａを用いた。

【００５３】成形金型５は、長辺２００ｍｍ短辺１４０
ｍｍの断面方形の筒状空腔を４枚のエンドレスベルト５
１（図には上、下しか示さず）で形成したものであり、
各ベルトは駆動ロール５３、５３……により移動されて
いる。この成形金型５には、各ベルト５１に接触して温
度調節用セグメント５２が設けられている。本実施例で
は、成形金型５として長さは１５ｍのものを用い、各ベ
ルト５１の最高温度が８５℃となるよう調節した。ま
た、温度調節用セグメント５２の最下方部５２１ではベ
ルト５１を冷却するようにした。

【００５４】そして、上記含浸体４２は、各ベルト５１
に接触して沿わせた状態とし、かつ上記筒状空腔の４周
縁の幅方向に揃えて成形金型５に導入した。

【００５５】成形金型５に導入された含浸体４２及び賦
形芯材１６は、ベルト５１の移動に伴い右方に進行して
ゆき、上記温度調節用セグメント５２により加熱された
ベルト５１からの熱を受け、含浸体４２、芯材１６及び
隙間Ｂに注入された組成物Ａの発泡と硬化反応が行わ
れ、長繊維で強化された表層と充填材含有の芯材よりな
る複合材料４００が得られる。温度調節セグメント５２
１の作用により該製品１００は予備冷却されて成形金型
５から抜け出る。

【００５６】次いで、製品４００は、冷却機７に送ら
れ、冷却機７に設けらた複数の冷却水噴霧装置７２によ
り製品１００に直接冷却水が噴霧され、十分冷却がなさ
れる。冷却された製品４００は、引取機８（引取速度１
ｍ／分）を通過後、切断機９により所定の長さに切断さ
れる。この切断機９には、芯材間の間隔内に注入された
熱硬化性樹脂組成物２４が硬化した熱硬化性樹脂２５を
検出するセンサー（図示されず）に連動しており、セン
サーの作用により上記熱硬化性樹脂２５を長手方向に等
分に切断した形で製品４００が切断される。従って、切
断された製品４００の切断面（端面）は、両端にほほ等
しい厚さの熱硬化性樹脂２５で被覆されたものとなる。

【００５７】かくして得られた製品４００は、幅２００
ｍｍ×高さ１４０ｍｍ×長さ２０２０ｍｍの形状で、図
２に示すように４周縁の長繊維で強化された表層４００
ａと充填材含有の芯材層４００ｂ（芯材層の大きさ、幅
１８０ｍｍ×厚さ１００ｍｍ長さ２０００ｍｍ）を有し
ていた。また、切断された両端面には厚さ１０ｍｍの熱
硬化性樹脂２５（端面保護層）を有する構成であった。
なお、下側の表層４００ａと芯材層４００ｂの界面には
ガラスマットにポリウレタン樹脂が含浸したシート４０
０ｃが存在している。

【００５８】この製品４００の、合成枕木としての評価
（曲げ強度、曲げ弾性率、圧縮強度、釘抜き強度、長期
屋外暴露後の損傷の有無＝目視観察）を行い、結果を表
１に示した。表１で見る通り、製品４００は、合成枕木
として非常に優れた物性を有するものであった。なお、
本実施例では、充填材として珪砂を用いたが、本実施例
の製造方法によれば、例えば、ＦＲＰのような複合材料
や本発明の製造方法で得られる複合材料の廃材粉砕物等
を充填材として用いることが可能であり、表の「廃材利
用」の欄は「可」とした。

【００５９】

【表１】

【００６０】（実施例２）充填材として、膨張頁岩（平
均粒径２．５ｍｍ）と７号珪砂を用い、膨張頁岩：７号
珪砂：組成物Ａの重量比を、５：２：１としたこと、プ
ランジャー６６の押圧力を１．５ＭＰａとしたこと、隙
間Ｂの間隔は３０ｍｍとしたこと、長繊維束４１に含浸
させる組成物Ａの量を実施例１よりも余剰としたこと、
引取機８の引取速度を１．５ｍ／分としたこと以外は実
施例１と同様にして、製品５００を得た。

【００６１】製品５００は、幅２００ｍｍ×高さ１４０
ｍｍ×長さ２０３０ｍｍの形状で、図３に示すように、
４周縁の長繊維で強化された表層５００ａと充填材含有
の芯材層５００ｂ（芯材層の大きさ、幅１８０ｍｍ×厚
さ１００ｍｍ長さ２０００ｍｍ）を有していた。また、
切断された両端面には厚さ１５ｍｍの熱硬化性樹脂２５
（端面保護層）を有する構成であった。なお、下側の表
層５００ａと芯材層５００ｂの界面にはガラスマットに
ポリウレタン樹脂が含浸したシート５００ｃが存在して
いる。この製品５００の、合成枕木としての評価を行
い、結果を表１に示した。表１で見る通り、製品５００
は、合成枕木として非常に優れた物性を有するものであ
った。

【００６２】（比較例１）賦形芯材１６間の間隔を設け
ず、従って間隔内への熱硬化性樹脂組成物の注入も行わ
ず、賦形芯材１６を連続的に挿入した以外は、実施例１
と同様にして製品６００を得た。製品６００は、幅２０
０ｍｍ×高さ１４０ｍｍ×長さ２０００ｍｍの形状で、
図４に示すように、４周縁の長繊維で強化された表層６
００ａと充填材含有の芯材層６００ｂ（芯材層の大き
さ、幅１８０ｍｍ×厚さ１００ｍｍ×長さ２０００ｍ）
を有する構成で、上記製品４００及び５００と異なり両
端面に端面保護層が存在しないものであった。なお、下
側の表層６００ａと芯材層６００ｂの界面にはガラスマ
ットにポリウレタン樹脂が含浸したシート６００ｃが存
在している。この製品６００の、合成枕木としての評価
を行い、結果を表１に示した。表１で見る通り、製品６
００の初期物性は、製品４００及び５００と遜色ないも
のであったが、長期屋外暴露後の端面は劣化は観察さ
れ、長期屋外暴露後の物性値も初期値よりも低下が認め
られた。

【００６３】（比較例２）賦形芯材１６を用いず、賦形
芯材１６の挿入さるべき空間に、上記含浸体４２と同様
の組成物Ａを含浸した長繊維束を配置した以外は実施例
１と同様にして製品７００を得た。製品７００は、幅２
００ｍｍ×高さ１４０ｍｍ×長さ２０００ｍｍの形状
で、図５に示すように、表面から中心まで均質な長繊維
で強化された発泡体７００ａからなる構造であった。上
記製品４００及び５００と異なり両端面に端面保護層が
存在しないものであった。この製品７００の、合成枕木
としての評価を行い、結果を表１に示した。この製品７
００は充填材を含有していないため端面に端面保護層が
存在しなくても長期屋外暴露後の端面の劣化は生じない
が、コスト面ではやや不利であった。

【００６４】

【発明の効果】本発明１の複合材料は、上述の構成であ
り、本発明によると、端面からの水分の侵入が全く無い
耐久性に優れた複合材料となる。

【００６５】本発明２の複合材料の連続的製造方法は、
上述の構成であり、本発明によると、端面からの水分の
侵入が全く無い耐久性に優れた複合材料を製造すること
ができる。

【００６６】本発明３の複合材料の連続的製造方法は、
上述の構成であり、本発明によると、端面からの水分の
侵入が全く無い耐久性に優れた複合材料であり、かつ物
性値の優れた複合材料を製造することができる。

【００６７】本発明４の複合材料の連続的製造方法は、
上述の構成であり、本発明によると、端面からの水分の
侵入が全く無い耐久性に優れた複合材料であり、かつ、
さらに物性値の優れた複合材料を製造することができ
る。

【００６８】本発明５の合成枕木は、上述の構成であ
り、本発明によると、端面からの水分の侵入が全く無い
耐久性に優れた合成枕木であり、かつ、物性値の優れた
合成枕木となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる製造装置の一例を示す模式
的説明図。

【図２】本発明により得られる製品の一例を示す模式的
斜視図。

【図３】本発明により得られる製品の他の一例を示す模
式的斜視図。

【図４】従来の製造方法により得られる製品の一例を示
す模式的斜視図。

【図５】従来の製造方法により得られる製品の他の一例
を示す模式的斜視図。

【符号の説明】

１製造装置１０芯材供給装置１５芯材１６賦形芯材２１、２３吐出機２２発泡性熱硬化性樹脂組成物２５端面保護層３含浸機４１長繊維束４２含浸体４６搬送基材４７搬送ベルト５成形金型５１エンドレスベルト５２温度調節セグメント６賦形装置７冷却機７２冷却水噴霧装置８引取機９切断機４００、５００、６００、７００製品４００ａ、５００ａ、６００ａ表層４００ｂ、５００ｂ、６００ｂ芯材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 75:00 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4F100 AC10 AG00 AK01B AK01C AK51B AK51C AT00A BA03 BA06 BA10B BA10C CA23A DD32 DG01B DG01C DJ01B DJ01C EH312 EJ022 EJ082 GB31 JB13B JB13C JK04 JK05 JK20 JL09 4F205 AA31 AD16 AG03 AG14 AH43 HA05 HA08 HA14 HA26 HB02 HB12 HC02 HF01 HT02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充填材を含有した芯材層の四周縁が、長
手方向に繊維補強された熱硬化性樹脂発泡体からなる表
層で覆われた複合材料であって、その端面断面が熱硬化
性樹脂で被覆されていることを特徴とする複合材料。
【請求項２】連続的に進行する長繊維束に発泡性熱硬
化性樹脂組成物を含浸させた含浸体を、成形金型の一端
から成形金型の全ての縁部の内面に沿わせて導入し、一
方、充填材と熱硬化性樹脂組成物からなる予め賦形され
た芯材を一定の間隔を設け断続的に上記成形金型の一端
に向け進行させ、この芯材間に設けられた間隔に熱硬化
性樹脂組成物を注入するか又はせずして、上記成形金型
内面に沿わせた含浸体により形成された空間部に挿入
し、上記含浸体と上記芯材とを上記成形金型内を進行さ
せつつ上記発泡性熱硬化性樹脂組成物及び熱硬化性樹脂
組成物の発泡と硬化を行い成形させることを特徴とする
複合材料の連続的製造方法。
【請求項３】上記発泡性熱硬化性樹脂組成物の熱硬化
性樹脂が、ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請
求項２記載の複合材料の連続的製造方法。
【請求項４】上記熱硬化性樹脂組成物の熱硬化性樹脂
が、ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項２
又は３記載の複合材料の連続的製造方法。
【請求項５】請求項１記載の複合材料、又は請求項２
〜４のいずれかに記載の製造方法により得られた複合材
料からなる合成枕木。