JP3169493B2 - 繊維複合樹脂製雨樋及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂
シートよりなる補強芯材を有しかつ中空耳部を持つ繊維
複合樹脂製雨樋及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の雨樋は、硬質塩化ビニル樹脂で形
成されたものが一般的であるが、硬質塩化ビニル樹脂は
軟化温度が低く、線膨張係数が大きいため、太陽熱や気
温変化による変形、蛇行が生じることがあり、耐久性に
問題があった。

【０００３】このような問題を改善するために、例えば
特開平４−６２０２５号公報に、繊維強化熱可塑性樹脂
シートよりなる帯状の補強芯材の両面に熱可塑性樹脂層
が押出被覆により設けられた複合軒樋が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中空耳
部を持つ雨樋を、繊維強化熱可塑性樹脂シートよりなる
補強芯材を用いて製造する場合、中空耳部内は直接外気
に触れず環境劣化が進みにくいために、熱可塑性樹脂に
よる被覆を行なう必要がないものであるが、上記公報記
載の雨樋を製造する際、耳部において補強芯材部分が高
温となった金型部分と直接接触するために、その部分に
おいて補強芯材が破壊しやすいという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記の従来技術の問題を
解決し、中空耳部を持つ雨樋を、繊維強化熱可塑性樹脂
シートよりなる補強芯材を用いて製造する際、耳部にお
いて補強芯材部分が高温となった金型部分と直接接触し
ても、その部分における補強芯材の破壊を未然に防止す
ることができて、所定の形状を有する耐久性にすぐれた
繊維複合樹脂製雨樋、及びその製造方法を提供しようと
するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、請求項１記載の発明は、中空耳部を持
つ繊維複合樹脂製雨樋において、繊維強化熱可塑性樹脂
シートより形成された補強芯材の中空耳部内を除く外表
面に熱可塑性樹脂層が設けられ、中空耳部の補強芯材部
分に含まれるマトリックス樹脂がその他の補強芯材部分
に含まれるマトリックス樹脂よりも熱可塑性樹脂の押出
温度範囲において粘度の高い熱可塑性樹脂よりなるもの
であることを特徴とする繊維複合樹脂製雨樋を要旨とし
ている。

【０００７】請求項２記載の発明は、上記繊維複合樹脂
製雨樋の製造方法であって、中空耳部に対応する補強芯
材部分に含まれるマトリックス樹脂がその他の補強芯材
部分に含まれるマトリックス樹脂よりも熱可塑性樹脂の
押出温度範囲において粘度の高い熱可塑性樹脂よりなる
ものであるシート状補強芯材を用意し、この補強芯材を
中空耳部を有する雨樋形状に賦型した後、補強芯材の中
空耳部内を除く外表面に熱可塑性樹脂を被覆することを
特徴とする繊維複合樹脂製雨樋の製造方法を要旨として
いる。

【０００８】上記繊維強化熱可塑性樹脂シートよりなる
補強芯材に含まれるマトリックス樹脂のうち、外表面に
熱可塑性樹脂層が設けられる金型非接触部の繊維強化熱
可塑性樹脂シート部分に含まれるマトリックス樹脂は、
中空耳部における金型接触部の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ート部分のマトリックス樹脂と相溶性のよいものを用い
るのが好ましいが、通常、繊維強化樹脂として用いられ
る物であれば特に限定されない。

【０００９】金型非接触部の繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト部分に含まれるマトリックス樹脂の例としては、粉末
状の熱可塑性樹脂であって、ポリエチレン、ポリプロピ
レンなどのオレフィン重合体、塩化ビニル樹脂およびそ
の共重合体、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレン
サルファイドなどのエンジニアリングプラスチック、こ
れらの熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合樹脂などが
あげられる。

【００１０】一方、金型接触部の繊維強化熱可塑性樹脂
シート部分に含まれるマトリックス樹脂は、金型非接触
部の繊維強化熱可塑性樹脂シート部分の上記熱可塑性樹
脂よりなるマトリックス樹脂よりも被覆樹脂押出温度範
囲で粘度の高いものが用いられる。例として、金型非接
触部の繊維強化熱可塑性樹脂シート部分のマトリックス
樹脂として酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体を用いる場
合には、金型接触部の繊維強化熱可塑性樹脂シート部分
のマトリックス樹脂に、塩化ビニル樹脂もしくは塩素化
塩化ビニル樹脂が好適に用いられ、被覆樹脂押出時の溶
融樹脂粘度は、通常１０，０００〜５００，０００ポア
ズである。

【００１１】樹脂被覆時における破壊を防止するため
に、中空耳部における金型接触部の繊維強化熱可塑性樹
脂シート部分のマトリックス樹脂の粘度は５００，００
０ポアズ以上であることが好ましく、通常、その上限は
１，０００，０００ポアズとされる。

【００１２】なお、補強芯材として用いられる繊維強化
熱可塑性樹脂シートに含まれる強化繊維は、ガラス繊
維、炭素繊維、ケブラー繊維、ポリアマイド繊維、ポリ
エステル繊維等、通常合成樹脂の補強材として用いられ
る繊維であれば良いが、コスト及び特性の面からガラス
繊維が好ましく用いられる。

【００１３】形態としては、通常、連続繊維が用いら
れ、ロービングが代表的であるが、他に、織布、コンテ
ィニュアスマット、ネット等が用いられる。

【００１４】これらの繊維に、通常、塩化ビニル樹脂等
の熱可塑性樹脂粉体を付着・侵入させた後に加熱・溶融
含浸し、ロールによって圧着してシート状補強芯材を得
る。

【００１５】強化繊維の表面には、合成樹脂との接着性
を向上させるためにプライマーやカップリング剤による
表面処理や、表面変性処理が行なわれていても良い。

【００１６】補強芯材を被覆する熱可塑性樹脂は、加熱
により溶融軟化する樹脂すべてが使用可能である。例え
ば、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、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等が例としてあげられる。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、ウレタン−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
レンなども使用し得る。そして前記熱可塑性樹脂には、
安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、着色材のような添加
剤及びタルク、マイカや炭酸カルシウム等の充填材が配
合されてもよい。

【００１７】

【作用】上記において、補強芯材を構成する繊維強化熱
可塑性樹脂シートのマトリックス樹脂は、被覆樹脂との
融着一体化のために被覆樹脂押出温度範囲で軟化するも
のとなされているが、中空耳部を持つ軒樋のように補強
芯材の一部が熱可塑性樹脂により被覆されない成形体を
連続成形する場合、熱可塑性樹脂被覆部は押し出された
樹脂により被覆されているために押出金型と接触するこ
とはないが、未被覆部は樹脂溶融温度に加熱された押出
金型部材（コア）に接触する。さらに、成形体は連続的
に引き取られるためにマトリックス樹脂が溶融状態にあ
る繊維強化熱可塑性樹脂シート（補強芯材）も高温とな
った押出金型と接触しつつ移動することによりテンショ
ンがかかり、補強芯材の破壊が起こる。

【００１８】そこで、上記請求項１記載の発明によれ
ば、繊維複合樹脂製雨樋の中空耳部の補強芯材部分に含
まれるマトリックス樹脂を、その他の補強芯材部分に含
まれるマトリックス樹脂よりも熱可塑性樹脂の押出温度
範囲において粘度の高い熱可塑性樹脂よりなるものとす
ることにより、高温状態の金型との接触による該補強芯
材部分の破壊を防ぐことができるものである。

【００１９】また本発明の繊維複合樹脂製雨樋の製造方
法によれば、中空耳部に対応する補強芯材部分に含まれ
るマトリックス樹脂がその他の補強芯材部分に含まれる
マトリックス樹脂よりも熱可塑性樹脂の押出温度範囲に
おいて粘度の高い熱可塑性樹脂よりなるものである補強
芯材を用意し、この補強芯材を中空耳部を有する雨樋形
状に賦型した後、補強芯材の中空耳部内を除く外表面に
熱可塑性樹脂を被覆するもので、中空耳部に相当する繊
維強化熱可塑性樹脂シート部分のマトリックス樹脂を高
粘度化することにより中空耳部を持つ繊維強化熱可塑性
樹脂製雨樋を安定して製造することができる。

【００２０】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を、図面を参照して
詳細に説明する。

【００２１】図１において、本発明による中空耳部(11)
(11)を持つ繊維複合樹脂製雨樋(10)は、繊維強化熱可塑
性樹脂シートより形成された補強芯材(6) の中空耳部(1
1)(11)内を除く外表面に熱可塑性樹脂層(7) が設けら
れ、中空耳部(11)(11)の補強芯材部分(6a)(6a)に含まれ
るマトリックス樹脂がその他の補強芯材部分(6b)に含ま
れるマトリックス樹脂よりも熱可塑性樹脂の押出温度範
囲において粘度の高い熱可塑性樹脂よりなるものとなさ
れている。

【００２２】本発明の繊維複合樹脂製雨樋(10)の製造方
法について以下に説明する。

【００２３】上記雨樋(10)の製造方法を実施するにあた
り、まず図２に示すように、多数の連続モノフィラメン
トよりなる強化繊維束(1) を複数本幅方向に配列し、粉
末状の金型接触部マトリックス樹脂及び金型非接着部マ
トリックス樹脂が流動しているそれぞれの槽(2)(3)内に
導き、該槽内の濃密な粉体樹脂懸濁部において該槽内に
設置した複数本のバーを介して強化繊維束(1) を通過さ
せることにより、強化繊維束(1) をモノフィラメント状
に開繊させ、同時に粉体付着を行なう工程と、その後、
各強化繊維束(1) の両端部が重なり合うようにして積層
する工程と、粉体付着繊維を加熱ロール(4) により加熱
溶融シート化する工程と、さらに冷却ロール(5) により
冷却固化する工程を順次実施することにより、繊維強化
熱可塑性樹脂シートよりなるシート状補強芯材(6c)を製
造する。

【００２４】ここで、繊維付着粉体を加熱溶融する工程
の加熱ロール(4) においては、図３に示すように、中空
耳部(11)(11)に対応する補強芯材部分(6a)(6a)に含まれ
るマトリックス樹脂すなわち金型接触部のマトリックス
樹脂を溶融させるロール部分(4a)(4a)の方が、その他の
補強芯材部分(6b)に含まれるマトリックス樹脂すなわち
金型非接触部のマトリックス樹脂を溶融させるロール部
分(4b)よりも加熱温度を高められる構造になっているこ
とが好ましい。

【００２５】本発明による中空耳構造を持つ繊維複合樹
脂製雨樋(10)の補強芯材(6) を構成する繊維強化熱可塑
性樹脂シートは、中空耳部(11)(11)に相当する補強芯材
部分(6a)(6a)に含まれるマトリックス樹脂が、その他の
補強芯材部分(6b)に含まれるマトリックス樹脂よりも熱
可塑性樹脂(7) の押出温度範囲において粘度の高い熱可
塑性樹脂よりなるものである。

【００２６】図４に示すように、シート状補強芯材(6c)
を賦形ロールもしくはシューにより、中空耳部(11)(11)
を持つ雨樋形状に賦形した後、押出機(15)のクロスヘッ
ド金型(13)に導入される。

【００２７】金型(13)内においては、図５と図６に示す
ように、押出による押出樹脂圧により中空耳部(11)の形
状が変形しないように、中空耳部(11)の繊維強化熱可塑
性樹脂シート筒状中空部よりなる補強芯材部分(6a)はコ
ア(14)により支持された状態となる。

【００２８】続いて押出金型(13)内で熱可塑性樹脂を、
中空耳部(11)(11)内を除く補強芯材(6) の外表面に押出
被覆されて、熱可塑性樹脂層(7) が形成されるが、この
とき、中空耳部(11)(11)に対応する補強芯材部分(6a)(6
a)は、熱可塑性樹脂押出温度に加熱された状態で押出樹
脂圧によりコア(14)(14)に押しつけられつつ引き取られ
るが、マトリックス樹脂が高粘度であるために、該補強
芯材部分(6a)(6a)での繊維強化熱可塑性樹脂シートの破
壊は発生しない。

【００２９】こうして補強芯材(6) の中空耳部(11)(11)
内を除く外表面に熱可塑性樹脂層(7) が被覆された半製
品は、図４に示すように、引続いて冷却金型等からなる
サイジング装置(16)に通され、冷却固化された後、切断
機（図示略）により所望の長さに切断され、雨樋(10)が
製造される。

【００３０】以上の繊維複合樹脂製雨樋(10)の製造工程
は、引取り機（図示略）により連続的に引き取られつつ
実施される。

【００３１】実施例１ 上記本発明の方法の実施工程に従って、図１に示す軒樋
(10)を製造した。

【００３２】まず繊維強化熱可塑性樹脂シートよりなる
シート状補強芯材(6c)を、以下の方法により製造した。

【００３３】すなわち、図２と図３において、強化繊維
束(1) としてガラスロービング（日東紡株式会社製、品
番＃４４００：繊維径２３μｍ、モノフィラメント４０
００本の束）を１２本用いて、横方向に配列し、ガイド
バーを経由させながら、塩化ビニル樹脂（徳山積水工業
株式会社製、品番ＴＳ８００Ｅの粉体）を分散させて流
動状態にある槽(3) へと導入した。そしてロービングよ
りなる強化繊維束(1)を、槽内に設置した３本のバーに
沿わせながら流動床を通過させることにより、モノフィ
ラメント状に開繊し粉体を付着させた。同様に、ガラス
ロービング４束よりなる強化繊維束(1) に塩素化塩化ビ
ニル樹脂（徳山積水工業株式会社製、品番ＨＴ２４Ｋ）
を付着させた。

【００３４】上記２種の樹脂が付着したガラスロービン
グよりなる強化繊維束(1)(1)をシート状に配置した後、
槽出口以降に設置したバーにおいてガイドを設け、両側
からフィラメントを狭幅させつつ加熱ロール(4) へと引
き込み、加熱溶融し、続けて冷却ロール(5) にて常温ま
で冷却することにより、ガラス繊維強化樹脂シートより
なるシート状補強芯材(6c)を得た。この時の加熱ロール
(4) の温度は、金型接触部のマトリックス樹脂である塩
化ビニル樹脂部を溶融させるロール部分(4a)で２３０
℃、その他の金型非接触部のマトリックス樹脂である塩
素化塩化ビニル樹脂部を溶融させるロール部分(4b)で２
５０℃とした。また成形速度は２．０ｍ／分、成形品の
平均肉厚は０．５ｍｍであった。

【００３５】図４に示すように、上記ガラス繊維強化樹
脂シートよりなるシート状補強芯材(6c)を、ロールフォ
ーミング(12)により軒樋形状に賦形した後、押出機(15)
のクロスヘッド金型(13)に導入し、塩化ビニル樹脂（重
合度８００、徳山積水工業株式会社製、品番ＴＳ８００
Ｅ）を、中空耳部(11)(11)内を除く補強芯材(6) の外表
面に厚み０．５ｍｍで被覆した。この時、各中空耳部(1
1)内には、ステンレス製のコア(14)を配置し、耳形状が
破壊されないようにした。また、押出塩化ビニル樹脂の
樹脂温度は１８０℃であった。

【００３６】ここで、成形に用いた塩素化塩化ビニル樹
脂の１８０℃での粘度は７００，０００ポアズであり、
塩化ビニル樹脂の１８０℃での粘度は４００，０００ポ
アズであった。

【００３７】こうして得られた軒樋半製品を、続いてサ
イジング装置(16)により冷却し、切断機（図示略）によ
り４ｍに切断して軒樋(10)とした。

【００３８】なお上記成形時において、成形速度を０．
９０ｍ／分から０．９５ｍ／分の範囲内で変化させるこ
とにより、補強芯材(6) にかゝる樹脂被覆圧を変化さ
せ、中空耳部(11)(11)での補強芯材部分(6a)(6a)の破壊
の有無を調べ、得られた結果を下記表１に示した。

【００３９】実施例２ 繊維強化熱可塑性樹脂シートよりなるシート状補強芯材
(6c)の中空耳部(11)(11)以外の補強芯材部分(6b)すなわ
ち金型非接触部のマトリックス樹脂として酢酸ビニル塩
化ビニル共重合樹脂（信越化学工業株式会社製、品番Ｍ
Ａ８００Ｓ、平均粒径１５０μｍ、１８０℃での粘度１
５０，０００ポアズ）を用い、一方、中空耳部(11)(11)
での補強芯材部分(6a)(6a)すなわち金型接触部の繊維強
化熱可塑性樹脂シートのマトリックス樹脂としてイミド
化アクリル系耐熱向上剤ＨＴ−５１０Ｍ（呉羽化学工業
株式会社製）１０．０重量部を添加した塩化ビニル樹脂
（徳山積水工業株式会社製、品番ＴＳ８００Ｅ、１８０
℃での粘度５５０，０００ポアズ）を用いた他は、実施
例１の場合と同様に実施した。

【００４０】また実施例１の場合と同様に、成形時にお
いて、補強芯材(6) にかゝる樹脂被覆圧を変化させて、
中空耳部(11)(11)での補強芯材部分(6a)(6a)の破壊の有
無を調べ、得られた結果を下記表１にあわせて示した。

【００４１】比較例 ガラス繊維強化樹脂シートよりなるシート状補強芯材(6
c)の金型非接触部のマトリックス樹脂である上記塩素化
塩化ビニル樹脂の代わりに塩化ビニル樹脂（徳山積水工
業株式会社製、品番ＴＳ８００Ｅ）を用いた他は、実施
例１と同様に実施した。

【００４２】また中空耳部(11)(11)での補強芯材部分(6
a)(6a)の破壊の有無を、実施例１と同様に調べ、得られ
た結果を表１にあわせて示した。

【００４３】

【表１】 ここで、成形時における中空耳部(11)での補強芯材部分
の状態は、つぎのように評価した。

【００４４】○：異常なし △：補強芯材に毛羽立ち等の変形が発生した ×：補強芯材に亀裂が入り破壊した 上記表１から明らかなように、本発明の実施例１および
２では、成形時における中空耳部(11)での補強芯材部分
に破壊が生じることなく、所期の形状を有する軒樋(10)
が得られたのに対し、比較例１によれば、補強芯材に亀
裂が入り、破壊した。

【００４５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明による雨樋
は、上述のように、中空耳部を持つ繊維複合樹脂製雨樋
において、繊維強化熱可塑性樹脂シートより形成された
補強芯材の中空耳部内を除く外表面に熱可塑性樹脂層が
設けられ、中空耳部の補強芯材部分に含まれるマトリッ
クス樹脂がその他の補強芯材部分に含まれるマトリック
ス樹脂よりも熱可塑性樹脂の押出温度範囲において粘度
の高い熱可塑性樹脂よりなるもので、金型と接触する補
強芯材部分の繊維強化樹脂シートのマトリックス樹脂が
被覆樹脂押出温度範囲で高粘度であるために、樹脂被覆
時に未被覆部での補強芯材の破壊を未然に防止すること
ができる。

【００４６】また本発明の請求項２記載の発明による上
記雨樋の製造方法は、上述のように、中空耳部に対応す
る補強芯材部分に含まれるマトリックス樹脂がその他の
補強芯材部分に含まれるマトリックス樹脂よりも熱可塑
性樹脂の押出温度範囲において粘度の高い熱可塑性樹脂
よりなるものであるシート状補強芯材を用意し、この補
強芯材を中空耳部を有する雨樋形状に賦型した後、補強
芯材の中空耳部内を除く外表面に熱可塑性樹脂を被覆す
るもので、中空耳部に相当する繊維強化熱可塑性樹脂シ
ート部分のマトリックス樹脂を高粘度化することによ
り、中空耳部内が樹脂により被覆されていない雨樋を安
定して製造することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の繊維複合樹脂製雨樋の拡大断面図であ
る。

【図２】本発明の方法に用いる繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートよりなる補強芯材の製造装置を示す概略斜視図であ
る。

【図３】同装置の加熱ロール部分の拡大水平断面図であ
る。

【図４】本発明の繊維複合樹脂製雨樋の製造装置を示す
概略斜視図である。

【図５】本発明の方法において、中空耳部を有する雨樋
形状に賦型した補強芯材を示す部分正面図である。

【図６】同雨樋形状に賦型後の補強芯材部分の拡大垂直
断面図である。

【符号の説明】

１ 強化繊維 ６ 補強芯材 ６ａ 中空耳部の補強芯材部分 ６ｂ その他の補強芯材部分 ６ｃ シート状補強芯材 ７ 熱可塑性樹脂層 １０ 繊維複合樹脂製雨樋 １１ 中空耳部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04D 13/064 501 B29C 47/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空耳部を持つ繊維複合樹脂製雨樋にお
   いて、繊維強化熱可塑性樹脂シートより形成された補強
   芯材の中空耳部内を除く外表面に熱可塑性樹脂層が設け
   られ、中空耳部の補強芯材部分に含まれるマトリックス
   樹脂がその他の補強芯材部分に含まれるマトリックス樹
   脂よりも熱可塑性樹脂の押出温度範囲において粘度の高
   い熱可塑性樹脂よりなるものであることを特徴とする繊
   維複合樹脂製雨樋。
2. 【請求項２】 繊維強化熱可塑性樹脂シートより形成さ
   れた補強芯材を有しかつ中空耳部を持つ繊維複合樹脂製
   雨樋の製造方法であって、中空耳部に対応する補強芯材
   部分に含まれるマトリックス樹脂がその他の補強芯材部
   分に含まれるマトリックス樹脂よりも熱可塑性樹脂の押
   出温度範囲において粘度の高い熱可塑性樹脂よりなるも
   のであるシート状補強芯材を用意し、この補強芯材を中
   空耳部を有する雨樋形状に賦型した後、補強芯材の中空
   耳部内を除く外表面に熱可塑性樹脂を被覆することを特
   徴とする繊維複合樹脂製雨樋の製造方法。