JP5059364B2

JP5059364B2 - 積層体の製造方法

Info

Publication number: JP5059364B2
Application number: JP2006260096A
Authority: JP
Inventors: 功小川; 順一横山
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008080528A

Description

本発明は、積層体の製造方法に関する。

塩化ビニル系樹脂は耐水性、難燃性、機械的特性等が優れ、且つ価格が比較的安価であるので、雨樋など建築部材の材料として広く使用されているが、硬質塩化ビニル系樹脂成形体の線膨張係数は７．０×１０^-5（１／℃）と大きいので、硬質塩化ビニル系樹脂製雨樋を設置する際には、雨樋の伸縮を吸収しうる継手で接続したり、端部をフリーにする必要があったが、雨樋の長さが長くなると、継手が大きくなり、外観が悪く且つ長期にわたって使用すると継手部分が破損することがあった。又、雨樋自身も伸縮の繰り返しにより、ひび割れやそりが発生し、長期間使用する際の信頼性が低いという欠点があった。

そのため、線膨張係数の低い雨樋の検討が種々なされている。例えば、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性合成樹脂よりなる長尺の成形体の内部に、成形体の長さ方向に一軸延伸された延伸ポリオレフィン系樹脂又はポリエステル系樹脂層が成形体全長に亘って埋設一体化されていることを特徴とする合成樹脂製長尺成形体（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
特開２００５−１２０６１３号公報

塩化ビニル樹脂層と延伸ポリオレフィン系樹脂又はポリエステル系樹脂層との接着は困難であり、両者を強固に接着するにはホットメルト型接着剤又は反応性接着剤を介在させる必要があるが、塩化ビニル樹脂層若しくは延伸ポリオレフィン系樹脂又はポリエステル系樹脂層にホットメルト型接着剤又は反応性接着剤を塗布後、加圧及び／又は加熱して両者を均一且つ強固に接着するのは困難である。

従って、このような長尺成形体を得るには、延伸ポリオレフィン系樹脂又はポリエステル系樹脂よりなる芯材を押出成形用金型に供給し、芯材上に接着剤と塩化ビニル樹脂を順次押出被覆するのが好ましい。

しかし、接着剤を押出被覆する押出成形用金型と塩化ビニル樹脂を押出被覆する押出成形用金型が異なる場合は、芯材を２回押出成形用金型に供給することになり、押出成形用金型に芯材を供給する際に、芯材が押出成形用金型の芯材通路に接触して傷ついたり、被覆された接着剤が掻き落とされたりする欠点があった。

又、芯材と塩化ビニル樹脂層を強固に接着させるには、接着剤が熱いうちに塩化ビニル樹脂の押出被覆するのが好ましいので、接着剤と塩化ビニル樹脂を同じ押出成形用金型で押出被覆するのが好ましい。

しかしながら、溶融接着剤層上に加圧された溶融塩化ビニル樹脂を積層するので、接着剤の溶融粘度が塩化ビニル樹脂の溶融粘度より小さい場合には、接着剤は塩化ビニル樹脂の圧力と接着剤を押出被覆する圧力により、バックフローし押出成形用金型の芯材通路の入口側から漏れるという欠点があった。

本発明の目的は、上記欠点に鑑み、被覆すべき熱可塑性樹脂がバックフローして押出成形用金型の芯材通路から漏れることなく２層押出被覆することのできる押出成形用金型を用いた積層体の製造方法を提供することにある。

本発明の積層体の製造方法は、第１の供給口及び第２の供給口が設けられている第１の金型と、第１の金型との間に芯材通路を形成する第２の金型よりなり、第１の供給口から芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物を積層し、第２の供給口から第１の熱可塑性樹脂組成物層上に第２の熱可塑性樹脂組成物を積層して積層体を製造するための押出成形用金型であって、第１の供給口直前の芯材通路のクリアランスをＴ１、クリアランスがＴ１である第１の供給口の上流側の芯材通路の距離をＬ１とし、第２の供給口直前の芯材通路のクリアランスをＴ２、クリアランスがＴ２である第２の供給口の上流側の芯材通路の距離をＬ２とした場合、Ｌ１／Ｔ１＞Ｌ２／Ｔ２であり、第１の供給口の直前の芯材通路における芯材と芯材通路内壁との距離をＴ３とし、第２の供給口の直前の芯材通路における芯材と芯材通路内壁との距離をＴ４とした場合、Ｌ１／Ｔ３＞Ｌ２／Ｔ４である押出成形用金型の芯材通路に芯材を供給し、第２の供給口側から引取りながら、第１の供給口から、溶融粘度が、第２の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度より小さい第１の熱可塑性樹脂組成物を供給すると共に第２の供給口から第２の熱可塑性樹脂組成物を供給することにより、芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物層と第２の熱可塑性樹脂組成物層を積層することを特徴とする。

次に、本発明で使用する押出成形用金型を図面を参照して説明する。図１は本発明で使用する押出成形用金型の一例を示す断面図であり、図２は図１におけるＡ部の部分拡大断面図であり、図３は図１におけるＢ部の部分拡大断面図である。

図中１は第１の金型であり、２は第２の金型であり、第１の金型１及び第２の金型により芯材通路３が形成されている。第１の金型１及び第２の金型２にはそれぞれ第１の供給口１１、２１及び第２の供給口１２、２２が、第１の供給口１１と第１の供給口２１及び第２の供給口１２と第２の供給口２２が対向するように形成されている。

芯材通路３は、第１の供給口１１、２１直前までの上流側の芯材通路３１のクリアランスより、第１の供給口１１、２１直後から第２の供給口１２、２２直前までの芯材通路３２のクリアランスが大きくなされ、芯材通路３２のクリアランスより第２の供給口１２、２２より下流側の芯材通路３３のクリアランスが大きくなされている。

第１の供給口１１、２１は、溶融した第１の熱可塑性樹脂組成物を供給する押出機に接続されて、芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物を供給し積層するためのものであり、第２の供給口１２、２２は、溶融した第２の熱可塑性樹脂組成物を供給する押出機に接続されて、第１の熱可塑性樹脂組成物が積層された芯材に第２の熱可塑性樹脂組成物を供給し積層するためのものである。

芯材を押出成形用金型の芯材通路３に供給する際に、芯材が芯材通路３の入口や側壁に衝突したり接触すると、芯材に傷が付き得られた積層体の物性や外観が低下するので、押出成形用金型の開口部から芯材通路の入口まで次第にクリアランスが小さくなるようにテーパ部４が形成されている。

芯材通路３の距離とクリアランスの関係は、第１の供給口直前の芯材通路３１のクリアランスをＴ１、クリアランスがＴ１である第１の供給口１１、２１の上流側の芯材通路３１の距離をＬ１とし、第２の供給口直前１２、２２の芯材通路３２のクリアランスをＴ２、クリアランスがＴ２である第２の供給口１２、２２の上流側の芯材通路３２の距離をＬ２とした場合、Ｌ１／Ｔ１＞Ｌ２／Ｔ２である。

上記押出成形用金型で芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物と第２の熱可塑性樹脂組成物を積層する際には、まず第１の供給口から供給された第１の熱可塑性樹脂組成物を芯材に積層した後、第１の熱可塑性樹脂組成物層上に第２の供給口から供給された第２の熱可塑性樹脂組成物を積層される。

従って、第１の熱可塑性樹脂組成物は、第２の供給口から供給された第２の熱可塑性樹脂組成物によって加圧されシールされた状態になると共に第１の供給口から第１の熱可塑性樹脂組成物を供給する押出機の圧力によって加圧されるので、クリアランスＴ１が大きかったり、芯材通路３１の距離が短かったりすると、第１の熱可塑性樹脂組成物が芯材通路３１から漏れてしまうことがある。特に、第１の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が第２の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度より低い場合に顕著である。そのため、芯材通路３の距離とクリアランスの関係はＬ１／Ｔ１＞Ｌ２／Ｔ２であることが必要である。

又、上記押出成形用金型で芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物と第２の熱可塑性樹脂組成物を積層する際には、芯材を芯材通路３に供給し、芯材通路３の下流側から引取りながら積層するので、図４に示したように、芯材通路３２の途中が拡開されて樹脂溜り部４が形成されていると、第１の熱可塑性樹脂組成物がより均一に芯材に積層できるので好ましい。尚、樹脂溜り部５を形成した場合は、クリアランスがＴ２である第２の供給口１２、２２の上流側の芯材通路３２の距離Ｌ２は、樹脂溜り部５の下流側から第２の供給口１２、２２の上流側までの距離である。

又、芯材通路３２は、図５に示したように、階段部６が形成され段階的にクリアランスが小さくなされていてもよいし、テーパー状に次第にクリアランスが小さくなされていてもよい。尚、この場合は、クリアランスがＴ２である第２の供給口１２、２２の上流側の芯材通路３２の距離Ｌ２は、クリアランスがＴ２になった部分から第２の供給口１２、２２の上流側までの距離である。

本発明においては、上記押出成形用金型の芯材通路に芯材を供給し、第２の供給口側から引取りながら、第１の供給口から第１の熱可塑性樹脂組成物を供給すると共に第２の供給口から第２の熱可塑性樹脂組成物を供給することにより、芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物層と第２の熱可塑性樹脂組成物層を積層する。

上記芯材としては、上記熱可塑性樹脂組成物のシート状物、雨樋のような長尺異型成型体等があげられる。

上記第１及び第２の熱可塑性樹脂組成物としては、例えば、硬質塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、スチレン樹脂、ＡＳ樹脂、メチルメタクリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂、これら熱可塑性樹脂と可塑剤、着色剤、紫外線防止剤、抗酸化剤、無機充填剤等の添加物との混合物；反応性接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ゴム系接着剤等の接着剤；フッ素系塗料、アクリルシリコン系塗料、ウレタン系塗料等の塗料が挙げられる。

例えば、芯材が延伸ポリエステル樹脂シートで第２の熱可塑性樹脂組成物として塩化ビニル樹脂を積層する場合、延伸ポリエステル樹脂シートと塩化ビニル樹脂は接着しにくいので、第１の熱可塑性樹脂組成物として接着剤を積層することにより延伸ポリエステル樹脂シートと塩化ビニル樹脂を強固に積層することができる。

図６は本発明の積層体の製造方法の一例を示す部分断面図である。図中７は芯材であり、芯材７の厚さは、特に限定されず、その用途により適宜決定されればよいが、芯材が薄くなりすぎると、芯材７と芯材通路３１内壁との距離が大きくなり、供給された第１の熱可塑性樹脂組成物が、芯材通路３１から漏れる危険性があるので、第１の供給口１１、２１の直前の芯材通路３１における芯材６と芯材通路３１内壁との距離をＴ３とし、第２の供給口１２、２２の直前の芯材通路３２における芯材７と芯材通路３２内壁との距離をＴ４とした場合、Ｌ１／Ｔ３＞Ｌ２／Ｔ４である。

この範囲であれば、第１の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が、第２の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度より小さい場合にも、第１の熱可塑性樹脂組成物が芯材通路３１から漏れることなく、第１の熱可塑性樹脂組成物と第２の熱可塑性樹脂組成物を芯材に積層することができる。

本発明の積層体の製造方法の構成は上述の通りであり、第１の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が、第２の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度より小さい場合にも、第１の熱可塑性樹脂組成物がバックフローして芯材通路から漏れることなく、第１の熱可塑性樹脂組成物と第２の熱可塑性樹脂組成物を芯材に順次積層することができる。

次に、本発明の実施例を挙げて、詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート（ユニチカ社製、商品名「ＮＥＨ−２０７０」、）を溶融押出成形した厚さ２．５ｍｍのポリエチレンテレフタレートシート（結晶化度４．５％）を延伸装置（協和エンジニアリング社製）に供給し、８０℃に予熱した後、７４℃に加熱された一対のロール（ロール間隔０．６ｍｍ）間を２ｍ／ｍｉｎの速度で引き抜き、更に、熱風加熱槽中でポリエチレンテレフタレートシート表面温度を１８０℃に加熱し、出口速度２．５ｍ／ｍｉｎに設定してロール延伸して、延伸倍率が約５倍、厚さ０．５ｍｍの延伸ポリエチレンテレフタレートシートを得た。

得られた延伸ポリエチレンテレフタレートシートを芯材として図１〜４に示した押出成形用金型に供給し、下流側から１．０ｍ／分の速度で引取って、第１の熱可塑性樹脂組成物及第２の熱可塑性樹脂組成物が積層された積層体を得た。

第１の熱可塑性樹脂組成物はポリエーテル系接着剤（東洋紡績社製、商品名「バイロンＧＭ９１３」、１９０℃における溶融粘度は４２０Ｐａ・ｓ（剪断速度２２０^-1））であり、得られた積層体における厚さは０．０５ｍｍであった。

第２の熱可塑性樹脂組成物は塩化ビニル樹脂（徳山積水社製、品番「ＴＳ１０００Ｒ」、１９０℃における溶融粘度は１９００Ｐａ・ｓ（剪断速度２２０ｓ^-1））であり、得られた積層体における厚さは０．５ｍｍであった。

押出用金型のＬ１は２０ｍｍ、Ｌ２は６ｍｍ、Ｔ１は０．６２５ｍｍ、Ｔ２は０．８０ｍｍ、Ｔ３は０．１２５ｍｍ、Ｔ４は０．１５０ｍｍであった。

従って、（Ｌ１／Ｔ１）＝（２０／０．７５）＝２６．７、（Ｌ２／Ｔ２）＝（６／０．８）＝７．５であり、Ｌ１／Ｔ１＞Ｌ２／Ｔ２である。
又、（Ｌ１／Ｔ３）＝（２０／０．１２５）＝１６０、（Ｌ２／Ｔ４）＝（６／０．１５０）＝４０であり、Ｌ１／Ｔ３＞Ｌ２／Ｔ４である。

得られた積層体の線膨張係数は１．４×１０^-5／℃であった。落球衝撃試験を行ったところ割れ亀裂は発生しなかった。又、シャルピー衝撃値は２．５ｋＪ／ｍ² であった。

尚各物性の測定方法は下記の通りである。
（１）線膨張係数ＪＩＳＫ７１９７に準拠して測定した。
（２）落球衝撃試験得られた積層成形体から７５ｍｍ×７５ｍｍの試験片を切り出し、その中心に１．３ｍの高さから１ｋｇの鉄球を落下し、割れや亀裂発生の有無を観察した。尚、測定温度は０℃であった。
（３）シャルピー衝撃値得られた積層成形体から長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ（幅方向が延伸ポリエチレンテレフタレートシートの延伸方向）を切り出し、Ｖノッチ (深さ２ｍｍ）加工して、ＪＩＳＫ−７１１１に準拠してシャルピー衝撃値を測定した。

本発明の押出成形用金型の一例を示す断面図である。図１におけるＡ部の部分拡大断面図である。図１におけるＢ部の部分拡大断面図である。芯材通路に樹脂溜り部が形成された押出成形用金型の一例を示す断面図である。芯材通路のクリアランスが段階的に小さくなされている押出成形用金型の一例を示す断面図である。本発明の積層体の製造方法の一例を示す部分断面図である。

符号の説明

１第１の金型
２第２の金型
３芯材通路
４テーパ部
５樹脂溜り部
６階段部
７芯材

Claims

第１の供給口及び第２の供給口が設けられている第１の金型と、第１の金型との間に芯材通路を形成する第２の金型よりなり、第１の供給口から芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物を積層し、第２の供給口から第１の熱可塑性樹脂組成物層上に第２の熱可塑性樹脂組成物を積層して積層体を製造するための押出成形用金型であって、第１の供給口直前の芯材通路のクリアランスをＴ１、クリアランスがＴ１である第１の供給口の上流側の芯材通路の距離をＬ１とし、第２の供給口直前の芯材通路のクリアランスをＴ２、クリアランスがＴ２である第２の供給口の上流側の芯材通路の距離をＬ２とした場合、Ｌ１／Ｔ１＞Ｌ２／Ｔ２であり、第１の供給口の直前の芯材通路における芯材と芯材通路内壁との距離をＴ３とし、第２の供給口の直前の芯材通路における芯材と芯材通路内壁との距離をＴ４とした場合、Ｌ１／Ｔ３＞Ｌ２／Ｔ４である押出成形用金型の芯材通路に芯材を供給し、第２の供給口側から引取りながら、第１の供給口から、溶融粘度が、第２の熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度より小さい第１の熱可塑性樹脂組成物を供給すると共に第２の供給口から第２の熱可塑性樹脂組成物を供給することにより、芯材に第１の熱可塑性樹脂組成物層と第２の熱可塑性樹脂組成物層を積層することを特徴とする積層体の製造方法。
第１の供給口と第２の供給口の間の芯材通路に樹脂溜りが形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層体の製造方法。
第１の供給口と第２の供給口の間の芯材通路のクリアランスが、Ｔ２まで次第に又は段階的に狭くなされていることを特徴とする請求項１記載の積層体の製造方法。
開口部から芯材通路の入口まで次第にクリアランスが小さくなるようにテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の積層体の製造方法。