JP2847918B2 - 押出成形品の製造方法 - Google Patents

押出成形品の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、繊維強化プラスチック(以下、FRPとい
う)を芯材とする押出成形品の製造方法に関する。
さらに詳細には、本発明は、FRP芯材と被覆樹脂層と
の界面にボイド、気泡等のない押出成形品の製造方法に
関する。
(従来の技術) 従来、光通信用の光ファイバを集束してケーブル化す
る際には、外周に複数の連続した螺旋状溝を有する光フ
ァイバ担持用スペーサが使用され、この溝内に光ファイ
バが収納担持される。
この種の光ファイバ担持用スペーサは、鋼製またはFR
P製の抗張力線などの芯材の外周に溶融樹脂をダイスを
介して押出し、このダイス内に前記螺旋溝に対応した凹
部を設けておき、被覆樹脂層と螺旋溝とを同時に形成す
る方法などにより製造されていた(特開昭63−180921号
公報)。
(発明が解決しようとする課題) このように、光ファイバ担持用スペーサなどの押出成
形品の強度を補強するために、FRP材を芯材とし、その
上に被覆樹脂層を被せる押出成形方法は、一般に知られ
ている。
しかしながら、被覆樹脂材として、高融点の樹脂又は
実押出加工温度の高い樹脂を使用した場合には、FRP芯
材の温度が上昇し、FRP中に残存する残留揮発分によ
り、または一部にはFRPの構成樹脂の熱分解等により発
生する揮発分のため、第3図に示すように、FRP芯材9
と被覆樹脂層14との界面にボイド・気泡13等が発生す
る。
これによりFRP芯材と被覆樹脂材との密着力の低下及
び外径寸法の変化をきたす問題点が見られる。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、被覆樹脂材として前記高融点の樹脂又
は実成形温度の高い樹脂を使用した場合の、FRP芯材と
被覆樹脂層との界面に生じるボイド・気泡発生の原因に
ついて鋭意検討した結果、FRP芯材と被覆樹脂層が接
し、高温に熱せられ、FRP中に残存している揮発分の揮
発又はFRPの構成樹脂の熱分解等により生ずる揮発分が
ボイド・気泡発生の主要因であることを見出し、押出成
形に先立ってFRP芯材を予め加熱することにより本発明
を完成するに至った。
すなわち、本発明は; FRP材を芯材として含有する押出成形品の製造方法
において、予めFRP材を熱処理してFRP材に含まれる残留
揮発分を除去した後に、該FRP材を芯材として用い、常
法に従って樹脂材を該FRP材上に押出被覆する、押出成
形品の製造方法を提供し、さらに 前記被覆樹脂材として、150℃以上の融点を有する
結晶性樹脂或いは160℃以上の実押出加工温度を有する
非結晶性樹脂を使用する点にも特徴を有する。
さらに本発明を具体的に説明する。
FRP芯材を加熱処理する熱源としては、FRP芯材中に残
存する揮発分を揮発させるに足る熱量を供給できるもの
であれば、その熱源の種類と方法、FRP芯材と接してい
るか否かは問わないが、例えば、プロパンガス炎、都市
ガス炎、通常の炭化水素の燃焼による炎、遠赤外線照射
による加熱、ニクロム線による加熱、マイクロ波による
加熱、及び加熱された金属、セラミックス等への接触な
どを挙げることができる。
また、加熱処理の条件としては、特に制限されない
が、好ましくは180℃以上、更に好ましくは200℃以上、
特に好ましくは220℃以上で、かつ数秒〜数十秒程度の
処理が行われる。その際の加熱処理操作は、連続的にあ
るいは非連続的のいずれでもよく、操作的には、その後
の押出成形と連動させ、連続的に行うことが好ましい。
被覆樹脂材としては、結晶性樹脂では、融点が150℃
以上の樹脂、好ましくは170℃以上の樹脂、特に好まし
くは190℃以上の樹脂に対して有効であり、また、非結
晶性樹脂では、実押出加工温度が160℃以上の樹脂、好
ましくは180℃以上の樹脂、特に好ましくは200℃以上の
樹脂に対して有効である。
これらの被覆樹脂材の例としては、ABS樹脂、AS樹
脂、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポ
リアリレート、ポリウレタンエラストマー、芳香族ポリ
エステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポ
リスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレン
スルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリ四フ
ッ化エチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン
共重合体、四フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニ
ルエーテル共重合体、四フッ化エチレン−エチレン共重
合体、ポリフッ化ビニリデンなどを挙げることができ、
これら被覆樹脂材の1種またはそれらの組み合わせを使
用できる。
なお、被覆樹脂材として、融点が150℃以下の樹脂又
は実押出加工温度が160℃以下の樹脂を使用した場合に
は、被覆樹脂材の成形温度は余り高くなく、ダイス内で
FRP芯材と被覆樹脂材とが接してもFRP芯材は被覆樹脂材
の成形温度より高くなることはなく、FRP中に残存して
いる揮発分が揮発してくることがないから、FRP芯材と
被覆樹脂材との界面にボイド・気泡等の不良現象の発生
は見られない。
従って、被覆樹脂材の融点が150℃以下の樹脂又は実
押出加工温度が160℃以下の樹脂の場合には、FRP芯材の
加熱処理は不必要である。
また、被覆樹脂材には、必要に応じて酸化防止剤、熱
安定剤、紫外線防止剤、滑剤、難燃剤、充填剤、着色
剤、架橋剤、架橋助剤などを配合できる。
FRP芯材に用いるFRP用補強繊維としては、特に制限さ
れないが、例えば、無機系繊維では、ガラス繊維、炭素
繊維、黒鉛繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、シリカ繊
維などが;また有機系繊維では、アラミド繊維、ポリエ
ステル繊維などが、;ウイスカー繊維では、セラミック
ス繊維、金属繊維などが、単独または組み合わせて使用
できる。
FRP用樹脂としては、特に制限されないが、一般的に
は、熱硬化性樹脂では、不飽和ポリエステル樹脂などの
熱硬化性ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、ポリイミド樹脂などが;熱可塑性樹脂では、ポリ
アミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレ
フタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポ
リエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン
樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが、単独に又は組み合
わせて使用できる。
FRP芯材の製造は、FRP用補強繊維をロービング状また
は短繊維状(チョップドストランドなど)で、前記FRP
用樹脂により引き抜き法、、ハンドレイアップ法、ブレ
ンド法などそれ自体公知の成形手段で得られる。
本発明の方法により得られた押出成形品は、種々の成
形品に適用でき、例えば光ファイバ担持用スペーサー、
金属代替ローラ類、タイヤチエーン部材などの用途に有
用である。
(実施例1) 本発明を下記の実施例により具体的に説明するが、こ
れらは、本発明の範囲を制限するものではない。
FRP用繊維としてガラス繊維を、FRP用樹脂として不飽
和ポリエステル樹脂を用いて製造された外径1.2mmφのF
RP芯材を準備する。
一方、被覆用樹脂としてポリフッ化ビニリデン樹脂
(以下、PVDFという、日本合成(株)製 #2800)を使
用し、外径5.0mmφの丸棒を押出成形する。
上記の押出成形品の製造方法を、光ファイバ担持用ス
ペーサなどの押出成形品を例に挙げて図面に基づいて、
以下に説明する。
第1図は、本発明の方法に従って、連続的に送り出さ
れたFRP芯材の外周に被覆樹脂層を押出成形して押出成
形品を製造する工程を示す模式図である。
第1図において、送り出し装置1に装着されたFRP芯
材は、押出ダイス5に入る前にプロパンガスバーナーな
どが設けられた加熱装置2により芯材9の表面が熱処理
される。
この際に、第2図に示されるように、プロパンガスバ
ーナー12の炎11でFRP芯材9の表面が小麦色になるまで
焼かれ、ガイドロール3を通して押出ダイス5に導かれ
る。
なお、第2図は、該プロパンガスバーナー12の配置状
態の1例を示すものである。
加熱装置2中を通ることにより芯材9中に含まれた揮
発分が除去されたFRP芯材9は、押出機4で溶融された
樹脂材(PVDF樹脂)14により、押出ダイス5においてそ
の外周が被覆され、しかも、光ファイバ担持用スペーサ
の場合には、同時に該ダイス5に設けられた適宜凹部に
より螺旋状溝部が形成されて、押出成形品10として押し
出される。
さらに、該成形された直後の押出成形品10を冷却水槽
6に通して冷却し、引取機7を経て巻取機8に巻き取
り、保管する。
この場合に、押出機4の温度条件は260℃で、押出ダ
イス5の温度条件は260℃で、得られた押出成形品10の
引取速度は8m/分であった。
巻取機8に巻取られた押出成形品10は、その外径寸法
5.0mmφであり、FRP芯材9とPVDF被覆樹脂材14との界面
にはボイド・気泡が認められず、美麗な表面外観を有す
る外径寸法の変化のない、押出成形品が得られた。
(比較例1) 加熱装置2による熱処理工程が設けられていない点を
除いて、実施例1と同様の操作で押出成形品を製造し
た。
得られた押出成形品は、第3図に示されるように、そ
のFRP芯材とPVDF被覆樹脂材との界面には、数cm〜数十c
m毎に不規則な間隔で気泡・ボイドの発生が認められ、
ボイド・気泡が発生している箇所で外径寸法が変動す
る、不良現象が認められる押出成形品しか得られなかっ
た。
第3図に上記の不良押出成形品の縦断面の模式図を示
す。
(実施例2) 被覆用樹脂としてポリアミド樹脂(宇部興産(株)製
ナイロン66、#2015B)を使用し、但し、押出機4の
温度条件は280℃に、押出ダイス5の温度条件は280℃に
設定して、実施例1と同様の操作で押出成形品を製造し
た。
得られた押出成形品は、FRP芯材とポリアミド樹脂材
との界面にはボイド・気泡が認められず、美麗な表面外
観を有する外径寸法の変化のない、外径寸法5.0mmφの
押出成形品が得られた。
(比較例2) 加熱装置2による熱処理工程が設けられていない点を
除いて、実施例2と同様の操作で押出成形品を製造し
た。
得られた押出成形品は、そのFRP芯材とポリアミド樹
脂材との界面には、ボイド・気泡の発生が認められ、ボ
イド・気泡が発生している箇所で外径寸法が変動する、
不良現象が認められる押出成形品しか得られなかった。
(実施例3) 被覆用樹脂としてポリカーボネート樹脂(宇部興産
(株)製 #2200)を使用し、但し、押出機4の温度条
件は280℃に、押出ダイス5の温度条件は280℃に設定し
て、実施例1と同様の操作で押出成形品を製造した。
得られた押出成形品は、FRP材とポリカーボネート樹
脂材との界面にはボイド・気泡が認められず、美麗な表
面外観を有する外径寸法の変化のない、外径寸法5.0mm
φの押出成形品が得られた。
(比較例3) 加熱装置2による熱処理工程が設けられていない点を
除いて、実施例2と同様の操作で押出成形品を製造し
た。
得られた押出成形品は、そのFRP芯材とポリカーボネ
ート樹脂材との界面には、気泡・ボイドの発生が認めら
れ、気泡・ボイドが発生している箇所で外径寸法が変動
する、不良現象が認められる押出成形品しか得られなか
った。
(発明の効果) 本発明においては、FRP芯材を使用し、かつ被覆用樹
脂として、高融点を有する樹脂を又は実押出加工温度の
高い樹脂を用いた押出成形品の製造に当たり、FRP芯材
を予め熱処理することにより、押出成形時にFRP芯材と
被覆樹脂材との界面にボイド・気泡の発生がなく、美麗
な表面外観を有する外径寸法の変化のない、押出成形品
が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法に従って、連続的に送り出され
たFRP芯材の外周に被覆樹脂層を押出成形して押出成形
品を製造する工程を示す模式図である。 第2図は、第1図において、加熱装置中に設けられたプ
ロパンガスバーナーの配列状態を示す模式図である。 第3図は、従来例あるいは比較例により製造された押出
成形品の縦断面の模式図である。 1:送り出し装置、 2:加熱装置、 3:ガイドロール、 4:押出機、 5:押出ダイス、 6:冷却水槽、 7:引取機、 8:巻取機、 9:FRP芯材、 10:押出成形品、 11:炎、 12:バーナー、 13:ボイド・気泡、 14:被覆樹脂層、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 洋三 静岡県御殿場市東田中335番地の1 株 式会社エクセル東海内 (56)参考文献 特開 昭61−255313(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/44 B29C 47/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】FRP材を芯材として含有する押出成形品の
    製造方法において、予めFRP材を熱処理してFRP材に含ま
    れる残留揮発分を除去した後に、該FRP材を芯材として
    用い、常法に従って樹脂材を該FRP材上に押出被覆する
    ことを特徴とする、押出成形品の製造方法。
  2. 【請求項2】前記被覆樹脂材として、150℃以上の融点
    を有する結晶性樹脂或いは160℃以上の実押出加工温度
    を有する非結晶性樹脂を使用することを特徴とする、請
    求項(1)記載の押出成形品の製造方法。
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