JP2702546B2

JP2702546B2 - 長尺複合成形体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2702546B2
Application number: JP8090589A
Authority: JP
Inventors: 孝一刈茅
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JPH02258255A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、耐久性に優れた長尺複合成形体及びその製
造方法に関する。

（従来の技術）軒樋等の建材は、安価で機械的強度や耐候性に優れた
塩化ビニル樹脂で長尺に成形され、広く使用されてい
る。しかし、かかる塩化ビニル樹脂の成形体は、熱伸縮
が大きく剛性が小さいため、四季や昼夜の気温変化によ
り変形し、またひび割れが発生し易いという欠点があ
る。

このような欠点を改良するために、ガラス繊維マット
のような繊維マットに不飽和ポリエステル樹脂のような
熱硬化性樹脂液を含浸させて芯材を形成し、この芯材を
押出機のクロスヘッド金型に導入しこれに塩化ビニル樹
脂のような熱可塑性樹脂を溶融押出被覆して、軒樋など
の長尺複合成形体を製造する方法が提案されている（例
えば、特開昭58−209560号公報）。

ところが、かかる長尺複合成形体の製造方法にあって
は、押出機のクロスヘッド金型による熱可塑性樹脂の溶
融押出被覆の際に、芯材の熱硬化性樹脂からの残存モノ
マーや溶剤が蒸発して樹脂が発泡し、内部にボイド（空
隙）が生じ、このボイドからクラックが発生しやすい。

さらに、かかる芯材に塩化ビニル樹脂のような熱可塑
性樹脂を溶融押出被覆する場合、芯材中の熱硬化性樹脂
とこの芯材に被覆される塩化ビニル樹脂のような熱可塑
性樹脂とは充分に接着しにくく、長期に亘り使用してい
ると、ひび割れや層間剥離が発生するという問題があ
る。

（発明が解決しようとする課題）そこで、本発明者は、モノマーや溶剤などの揮発分を
含まない粉末状の塩化ビニル系樹脂と、この粉末状の樹
脂が含浸され易い連続した多数の長繊維を使用し、この
連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の塩化
ビニル系樹脂を含浸させて芯材を形成し、この芯材を押
出機のクロスヘッドに導入しこれに塩化ビニル系樹脂を
溶融押出被覆し一体化することを試みた。

その結果、ボイドの発生が防止され、しかも芯材とこ
れに被覆される塩化ビニル系樹脂との接着性に優れ、長
期の使用でもひび割れや層間剥離が防止されることがわ
かった。

しかし、連続した多数の長繊維を用いると、粉末状の
塩化ビニル系樹脂の含浸性は良好であるが、長繊維が一
方向に配向しているため芯材の強度に方向性があり、芯
材の耐熱性も充分でなく、そのためクロスヘッド金型内
での樹脂圧力により芯材が流動して変形したり、破れを
生じたりする場合があり品質に問題のあることがわかっ
た。また、得られた成形体を高温で使用すると変形が大
きくなるという問題もある。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目
的とするところは、熱伸縮による変形、剛性、耐熱性及
び層間剥離が改善され、耐久性に優れた長尺複合成形体
及びその製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の長尺複合成形体は、連続した多数の長繊維が
塩素化塩化ビニル系樹脂で固定されてなる芯材に、塩化
ビニル系樹脂が被覆一体化されていることを特徴とす
る。

また、本発明の長尺複合成形の製造方法は、連続した
多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の塩素化塩化ビ
ニル系樹脂を含浸させた後溶融合着させて芯材を形成
し、この芯材を押出機のクロスヘッド金型に導入しこれ
に塩化ビニル系樹脂を溶融押出被覆し一体化することを
特徴とする。

以下、図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は、本発明の長尺複合成形体の一例を示す一部
切欠断面図である。第１図において、Ａは軒樋状に成形
された長尺複合成形体であって、10は芯材、20は芯材10
に被覆一体化された塩化ビニル系樹脂である。

上記の芯材10は、第２図に示すように、連続した多数
の長繊維11が塩素化塩化ビニル系樹脂12で固定されてな
る。長繊維11としては、ガラス繊維をはじめ、カーボン
繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維などのロービングが
好適に用いられる。本発明の成形体は長尺に成形され、
かかる長尺体においては長手方向の熱伸縮が主として問
題になり、このロービングを長手方向に連続して多数条
配設すると、得られる成形体の線膨張係数が理論値と良
く一致する。

上記の長繊維11は、塩素化塩化ビニル系樹脂12に対し
て理論上は90容量％まで含有され得るが、通常、60容量
％以下の範囲で使用するのが好ましい。長繊維11が塩素
化塩化ビニル系樹脂12に対して60容量％を越えると、衝
撃で割れが発生し易くなる。塩素化塩化ビニル系樹脂12
としては、通常、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂が用いられ
るが、塩化ビニルに他のモノマーを少量共重合させた共
重合樹脂体を塩素化した樹脂でもよい。

また、芯材10に被覆一体化される塩化ビニル系樹脂20
としては、通常、ポリ塩化ビニル樹脂が用いられるが、
塩化ビニルに他のモノマーを少量共重合させた共重合樹
脂でもよい。この塩化ビニル系樹脂20には、炭酸カルシ
ウムなどの無機塩、アルミニウムなどの金属粉、ガラス
短繊維、木粉等線膨張係数の小さい充填剤を含有させる
と、芯材10との線膨張係数の差が小さくなるので好まし
い。かくして、軒樋、波板、デッキ材など所望の形状に
賦形された本発明の長尺複合成形体Ａが構成される。

第３図及び第４図は、本発明の長尺複合成形体Ａの製
造方法の一例を示す概略図である。第３図において、先
ず、ガラスロービングのような連続した多数の長繊維11
は、ボビンから繰り出され長手方向に配列されて、多孔
質の底板31を備えた流動床30に導入される。長繊維11
は、通常、流動床30に導入される前か、或いは流動床30
の中で解繊具32により解繊される。

流動床30には、粉末状の塩素化塩化ビニル系樹脂12が
空気圧により多孔質の底板31の上方に吹きあげられて浮
遊状態に保たれている。粉末状の塩素化塩化ビニル系樹
脂12の粒子径は、一般に10〜200μ程度とされる。そし
て、流動床30に導入された連続した多数の長繊維11に、
浮遊状態にある粉末状の塩素化塩化ビニル系樹脂12が含
浸される。

粉末状の塩素化塩化ビニル系樹脂12が含浸された長繊
維11は、加熱炉40に通されたそこで含浸された粉末状の
塩素化塩化ビニル系樹脂12が加熱され溶融合着し、さら
に一対の加熱ピンチロール41により熱圧着され内部まで
均一に含浸されるとともに厚み調整がなされる。そし
て、一対の引取ピンチロール50により引き取られる。こ
の場合、一対の加熱ピンチロール41は一組配置されても
よく、複数組配置されてもよい。図において二組配置さ
れている。

また、長繊維11に含浸された塩素化塩化ビニル系樹脂
12は、完全に溶融されている必要はなく表面部分のみが
溶融されていてもよい。また、上記の一対の加熱ピンチ
ロール41と加熱炉40との配置を逆にして、先に一対の加
熱ピンチロール41で熱圧着した後加熱炉40で加熱しても
よい。このようにして芯材10が形成される。芯材10は図
のような一旦巻き取ってもよいが、巻き取ることなく次
の工程へ連続させてもよい。

次いで、芯材10は、第４図に示すように、加熱フォー
ミング装置60により塩素化塩化ビニル系樹脂12の軟化温
度以上の温度に加熱軟化され、軒樋、波板、デッキ材な
ど所望の形状に賦形され、引き続いて冷却フォーミング
装置61により冷却される。所望の形状に賦形された芯材
10は、上記のように冷却フォーミング装置61により冷却
した方が次のクロスヘッド金型への導入が円滑になし得
て好ましいが、加熱フォーミング装置60により賦形成形
された芯材10は冷却しなくてもよい。

このように賦形された芯材10は、引き続いて押出機71
のクロスヘッド金型70に導入され、そこでクロスヘッド
金型70から溶融押出される塩化ビニル系樹脂20が、芯材
10の外面に被覆される。この際、芯材10中の塩素化塩化
ビニル系樹脂12はクロスヘッド金型70の中で軟化又は溶
融され、これに溶融押出被覆される塩化ビニル系樹脂20
が融着し一体化される。

クロスヘッド金型70のランド部の長さは、押出温度、
押出速度等により適宜定められ、その間隙は所望の形状
に設計され、軒樋、波板、デッキ材など所望の形状に賦
形される。その後、冷却金型等からなるサイジング装置
80により表面仕上げを行い冷却して、カタピラ式引張機
等の引張装置90で引き取り、第１図に示すような長尺複
合成形体Ａが製造される。

（作用）本発明長尺複合成形体においては、連続した多数の長
繊維が耐熱性のある塩素化塩化ビニル系樹脂で固定され
て芯材が形成されているので、線膨張係数が小さく、剛
性も高く、しかも耐熱性が改善される。また、芯材中の
塩素化塩化ビニル系樹脂は、芯材に被覆される塩化ビニ
ル系樹脂と相溶性が良好で層間剥離が改善される。

また、本発明長尺複合成形体の製造方法においては、
連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の塩素
化塩化ビニル系樹脂を含浸させるので含浸が容易に行わ
れ、しかもこのようにして形成された上記の芯材は耐熱
性が良いので、これを押出機のクロスヘッド金型に導入
しても、クロスヘッド金型金型から溶融押出される塩化
ビニル系樹脂の熱と押出圧力により芯材が流動変形した
り、破れを生じたりすることが防止される。

そして、クロスヘッド金型から溶融押出される塩化ビ
ニル系樹脂の熱と押出圧力により、塩化ビニル系樹脂は
芯材に強く押しつけられて強固に接着し一体化される。
また、長繊維に含浸される粉末状の塩素化塩化ビニル系
樹脂には残存モノマーや溶剤が含まれないので、これら
の蒸発による樹脂の発泡が起こらず、内部ボイドの発生
が防止される。

（実施例）以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例１本実施例では、第３図及び第４図に示す方法で、第１
図及び第２図に示す長尺の軒樋複合成形体を製造した。

先ず、ガラスロービング（＃4400: 日東紡製）11を長
手方向に多数条配列させて流動床30に導入し、そこで解
繊しながら圧力2.5kg/cm²の空気により吹き上げられて
浮遊状態にある塩素含有量66重量％、平均重合度400の
塩素化ポリ塩化ビニル樹脂（HA−24K:徳山積水製）の配
合樹脂粉12を含浸させ、これを加熱炉40に通して樹脂粉
12を190〜200℃に加熱し、引き続いて表面温度200℃の
一対の加熱ピンチロール41、41に通し熱圧着して完全に
溶融し、引取ピンチロール50で引き取り、厚さ0.6mm、
幅300mm、ガラスロービング含有量30容量％のシート状
芯材10を作成した。

この芯材10を加熱フォーミング装置60により100℃に
加熱軟化させ角型の軒樋状に賦形成形した後冷却した。
引き続いて、賦形された芯材10を押出機のクロスヘッド
金型70に導入し、この表面に平均重合度1050のポリ塩化
ビニル樹脂配合物20を185℃で0.5mmの厚さに溶融押出し
て被覆した。

次いで、サイジング装置80により表面仕上げを行い、
冷却して引張機90で引き取り、厚さ1.5mmの長尺の軒樋
複合成形体Ａを製造した。この時のライン速度は3m/分
であった。なお、上記のクロスヘッド金型70は、ランド
長さ200mmで角型の軒樋状の間隙を有するものを使用し
た。

この軒樋複合成形体について、次の方法で熱伸縮性、
剛性、耐熱性及び耐久性を評価した。その結果を第１表
に示す。

（１）熱伸縮性軒樋成形体を4mの長さに裁断して試験片とし、これを
恒湿恒温室に入れ、20℃での長さL₂₀を測定し、次に60
℃に温度を上昇させて60℃での長さがL₆₀を測定し、次
式で線膨張係数αを算出した。α＝（L₆₀−L₂₀）/40
（℃）×L₂₀）。

（２）剛性軒樋成形体から長手方向へ150mm、幅方向へ25mmに切
断して試験片を作成し、JIS K 6911に準じて、60℃にお
ける試験片の長手方向の曲げ弾性率を測定した。

（３）耐熱性軒樋成形体を4mの長さに裁断して試験片とし、これを
80℃のオーブン中に５時間放置した後、その変形状態を
観察した。

（４）耐久性軒樋成形体を4mの長さに裁断して試験片とし、これを
恒湿恒温室で−10℃〜70℃の冷熱繰り返し試験を1000サ
イクル行ない、試験前及び試験後の試験片を、20mm、長
さ200mmに切断し、片面の被覆層の端部を剥離させＴ型
剥離強度を測定し、試験前強度に対する試験後強度を接
着保持率として示した。

また、上記冷熱繰り返し試験後の試験片を切断しその
断面を電子顕微鏡で観察し、異常が認められない場合を
○、一部に層間剥離が認められる場合を×で示した。

比較例１実施例１において、塩素化塩化ビニル樹脂（HA−24K:
徳山積水製）の配合粉12に替えて、ポリ塩化ビニル樹脂
の配合粉（TK−400:信越化学製）を用いたこと以外は、
実施例１と同様に行った。その結果を第１表に示す。

比較例２長手方向に多数条配列させたガラスロービングを含浸
層に導入し、そこで硬化剤として過酸化ベンゾイル（パ
ーキュア0:日本油脂製）を0.5重量部及びパーヘキサ25B
を0.5重量部混合した不飽和ポリエステル樹脂液（＃400
0: 日本ユピカ製）を含浸した後、100℃で加熱乾燥して
半硬化のプリプレグ芯材を形成したこと以外は、実施例
１と同様に行った。その結果を第１表に示す。

（発明の効果）上述の通り、本発明長尺複合成形体の製造方法によれ
ば、熱伸縮が小さく変形や剛性が改善され、さらに耐熱
性及び層間剥離が改善され、温度変化の厳しい観光で長
期に亘って使用しても、変形やひび割れや層間剥離が起
こらず、耐久性に優れた本発明長尺複合成形体が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明長尺複合成形体の一例を示す一部切欠斜
視図、第２図は第１図の（イ）部分の拡大図である。第
３図及び第４図は本発明長尺複合成形体の製造方法の一
例を示す概略図である。Ａ……長尺複合成形体、10……芯材、11……長繊維、12
……塩素化塩化ビニル系樹脂、20……塩化ビニル系樹
脂、30……流動床、40……加熱ピンチロール、50……加
熱炉、60……加熱フォーミング装置、61……冷却フォー
ミング装置、70……押出機のクロスヘッド金型、80……
サイジング装置、90……引張装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続した多数の長繊維が塩素化塩化ビニル
系樹脂で固定されてなる芯材に、塩化ビニル系樹脂が被
覆一体化されていることを特徴とする長尺複合成形体。
【請求項２】連続した多数の長繊維を流動床に導入して
粉末状の塩素化塩化ビニル系樹脂を含浸させた後溶融合
着させて芯材を形成し、この芯材を押出機のクロスヘッ
ド金型に導入しこれに塩化ビニル系樹脂を溶融押出被覆
し一体化することを特徴とする長尺複合成形体の製造方
法。