JP5495939B2

JP5495939B2 - 積層成形体の製造方法

Info

Publication number: JP5495939B2
Application number: JP2010116389A
Authority: JP
Inventors: 功小川; 秀男島田; 順一横山
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: JP2011240655A

Description

本発明は、押出成形によって芯材に熱可塑性樹脂を積層して積層成形体を製造する方法に関する。

従来、雨樋等の建築部材の材料として、耐水性、難燃性、機械的特性に優れ、且つ価格が比較的安価であるため、塩化ビニル系樹脂が多用されているが、例えば、塩化ビニル系樹脂を用いて製造した雨樋は、塩化ビニル系樹脂の線膨張係数が７．０×１０^５（１／℃）と大きいため、雨樋の設置時に伸縮を吸収しうる継手で接続したり、端部を自由端にする必要があった。

このため、線膨張係数が低いポリエステル系樹脂シート（熱可塑性樹脂シート）を芯材とし、この芯材に塩化ビニル系樹脂などの熱可塑性樹脂を押出成形によって一体に積層して雨樋などの積層成形体を製造することが提案、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。また、ＰＥＴシートなどのポリエステル系樹脂シートをある程度加熱しながら一定方向に引っ張って延伸すると、延伸方向に分子配列が生じて機械的強度を向上させることができることから、引抜延伸したポリエステル系樹脂シートを芯材として用いるようにしている。

さらに、図４に示すように、引抜延伸したポリエステル系樹脂シートなどの熱可塑性樹脂シートを芯材１とし、この芯材１に熱可塑性樹脂２を積層して雨樋などの積層成形体３を製造する際には、例えば、良く磨かれ、あるいはメッキコーティングが施された平滑面（滑動面４ａ）を有する内型４と、ポリエステル系、ポリオレフィン系等の接着剤５を供給する第１供給口６、熱可塑性樹脂２を供給する第２供給口７などの複数の供給口を有する外型８とからなる金型９を使用する。

また、このような金型９を外型８の供給口６、７と内型４の平滑面４ａを対向させて型締めすると、外型８と内型４の間に芯材通路１０が形成され、この芯材通路１０に、内型４の平滑面４ａ上を滑動させながら芯材１を一方向（送り方向Ｔ）に送る。そして、芯材１を芯材通路１０に送りながら、第１供給口６から接着剤５を供給して芯材１の積層面（一面）１ａに積層させ、さらに第２供給口７から熱可塑性樹脂２を供給して接着剤５上に積層させ、雨樋などの積層成形体３を連続成形するようにしている。

特開２００８−１０５３６８号公報

しかしながら、ポリエステル系樹脂シート、特にＰＥＴシートなどの熱可塑性樹脂シートを芯材１とし、加熱溶融した熱可塑性樹脂２を外型８の供給口７から供給して積層する場合には、外型８から内型４、さらに内型４の平滑面４ａに接触する芯材１の接触面（他面）１ｂ側から芯材１に高温の熱が伝わり、芯材１が軟化（芯材１の粘性が増加）する。そして、例えば、送り方向Ｔの第１供給口６から第２供給口７までの接着剤５を積層した部分Ｈ１と、第２供給口７から熱可塑性樹脂２を積層した部分Ｈ２とにおける芯材１の接触面１ｂと内型４の平滑面４ａの間の摩擦力に差が生じ（摩擦差が発生し）、この摩擦差に起因して連続成形の安定性がコントロールできなくなる場合があった。

なお、ＰＥＴシートなど、加熱されて軟化すると金属（金型９）に付着しやすくなるポリエステル系樹脂シートを芯材１に用いた場合に、大きな摩擦差が発生する傾向にある。

請求項１記載の積層成形体の製造方法は、金型を型締めして形成された芯材通路に熱可塑性樹脂シートの芯材を一方向に送りながら、前記金型に形成された供給口から前記芯材の一面に熱可塑性樹脂を供給して積層させることにより積層成形体を製造する方法であって、前記芯材通路を形成し、前記芯材の他面が接触して前記芯材を滑動させる前記金型の滑動面を凹凸状にしたことを特徴とする。

請求項１記載の積層成形体の製造方法においては、芯材通路を形成し、芯材の他面が接触して芯材を滑動させる金型の滑動面を凹凸状にしたことで、芯材と金型（芯材の他面と金型の滑動面）の接触面積を小さくすることができる。これにより、供給口から熱可塑性樹脂を供給して芯材の一面に積層する際に、金型から芯材に熱が伝わりにくくなり、芯材の軟化あるいは粘性の増加を低減することが可能になる。

このため、芯材と金型の摩擦抵抗が小さくなり、芯材ひいては積層成形体にアバレが発生することがなく、連続成形の安定性を確保することができる。よって、熱可塑性樹脂の供給や、金型の温度をコントロールすることなく、予め金型の滑動面の形状を凹凸状にしておくことで、連続成形の安定性を容易にコントロールすることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る積層成形体の製造方法（金型）を示す図である。本発明の一実施形態に係る金型（内型）を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る金型（内型）の変形例を示す斜視図である。従来の積層成形体の製造方法（金型）を示す図である。

以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る積層成形体の製造方法について説明する。

本実施形態の積層成形体３は、図１に示すように、引抜延伸したポリエステル系樹脂シートの芯材１に、接着剤５を積層し、さらに熱可塑性樹脂２を積層して形成されている。

そして、この積層成形体３は、芯材１のポリエステル系樹脂として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリグリコール酸、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート／ヒドロキシバリレート）、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネート／乳酸、ポリブチレンサクシネート／カーボネート、ポリブチレンサクシネート／テレフタレート、ポリブチレンサクシネート／アジペート／テレフタレート等が用いられる。

また、接着剤５として、ホットメルト型接着剤や反応性接着剤が用いられ、ホットメルト型接着剤としては、例えば、ウレタン系ホットメルト型接着剤、ポリエステル系ホットメルト型接着剤、ゴム系ホットメルト型接着剤、オレフィン系ホットメルト型接着剤、アクリル系ホットメルト型接着剤、アミド系ホットメルト接着剤等が挙げられる。また、反応性接着剤としては、例えば、シリコーン系接着剤、変成シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。

熱可塑性樹脂２としては、例えば、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、エチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。

そして、本実施形態の積層成形体３は、雨樋であり、引抜延伸したポリエステル系樹脂シートの芯材１を断面コ字状に成形し、この芯材１を外型８と内型１１の間に形成された芯材通路１０に一方向（送り方向Ｔ）に送りながら積層面（一面）１ａに順次接着剤５、熱可塑性樹脂２を積層して形成される。

このとき、本実施形態の金型１２は、図１に示すように、３つのブロック状の金型片８ａ、８ｂ、８ｃからなる外型８と、１つのブロック状の内型１１とで構成され、外型８は、３つの金型片８ａ、８ｂ、８ｃを組み付けて型締めすることにより、接着剤５を供給するための第１供給口（第１供給流路）６と、熱可塑性樹脂２を供給するための第２供給口（第２供給流路）７が形成される。そして、この金型１２は、外型８と内型１１を型締めすることにより、外型８と内型１１の間に芯材１を一方向Ｔに送るための芯材通路１０が形成され、芯材１の送り方向Ｔ上流側に第１供給口６が、下流側に第２供給口７がそれぞれ形成される。

一方、本実施形態の金型１２においては、図２（及び図１）に示すように、外型８側を向き、芯材１の接触面（他面）１ｂが接触して芯材１を送り方向Ｔに滑動させる内型１１の滑動面１１ａが、図４に示した従来の内型４のように良く研磨したり、メッキコーティングを施して平滑面４ａとして形成されているのではなく、凹凸状に形成されている。また、本実施形態では、この内型１１の滑動面１１ａが送り方向Ｔに沿う複数のスリット１３を設けて凹凸状に形成されている。さらに、このように複数のスリット１３を設けて滑動面１１ａを形成する場合には、凸部１４とスリット（凹部）１３の幅Ｌ１、Ｌ２を同等にしたり、スリット１３の深さＢを芯材（ポリエチレン系樹脂シート）１の厚さｔ１よりも大きくすることが望ましい。

なお、本実施形態では、断面方形状のスリット１３を設けるようにしているが、断面三角形状のスリット１３を設けてもよく、特にスリット１３（ひいては凸部１４）の断面形状を限定する必要はない。また、凸部１４の先端面（滑動面１１ａ）とスリット１３の内面が交差する角部１５を面取りし、曲面状に形成するなどして滑らかに繋がるようにすることが望ましい。

さらに、内型１１の滑動面１１ａは、図３に示すように、放電加工やブラスト加工を施し、シボ（凹凸）によって凹凸状に形成してもよく、また、スリット１３とシボを組み合わせて凹凸状に形成してもよい。そして、シボによって凹凸状にする場合には、１５μｍ以上のシボ（凸部）が形成されるようにすることが望ましい。また、表面を凹凸状に加工後、メッキコーティングするのもよい。

そして、このように内型１１の滑動面１１ａを凹凸状にすることによって、芯材通路１０を一方向Ｔに送られる芯材１の接触面１ｂと内型１１の滑動面１１ａの接触面積が小さくなる。これにより、図１に示すように、第１供給口６から芯材１の積層面１ａに接着剤５が、第２供給口７から熱可塑性樹脂２がそれぞれ積層される際に、外型８から内型１１、内型１１から芯材１に熱が伝わりにくくなり、芯材１の軟化あるいは粘性の増加が低減される。このため、送り方向Ｔの第１供給口６から第２供給口７までの接着剤５を積層した部分Ｈ１と、第２供給口７から熱可塑性樹脂２を積層した部分Ｈ２とにおける芯材１の接触面１ｂと内型１１の滑動面１１ａの間の摩擦差が小さくなり（芯材１と内型１１の摩擦抵抗が小さくなり）、連続成形の安定性が確保され、芯材１ひいては積層成形体３にアバレが発生することがなく、コントロールが容易になる。

さらに、このとき、スリット１３の深さＢを芯材１の厚さｔ１よりも大きくしておくことで、軟化した芯材１の接触面１ｂがスリット１３の底面に接触することがなく、この点からも芯材１と内型１１の摩擦抵抗が小さく維持され、連続成形の安定性が確保される。

したがって、本実施形態の積層成形体の製造方法によれば、芯材通路１０を形成し、芯材１の接触面（他面）１ｂが接触して芯材１を滑動させる金型１２の滑動面１１ａを凹凸状にしたことで、芯材１と金型１２（芯材１の接触面１ｂと金型１２の滑動面１１ａ）の接触面積を小さくすることができる。これにより、供給口６、７から接着剤５や熱可塑性樹脂２を供給して芯材１の積層面（一面）１ａに積層する際に、金型１２から芯材１に熱が伝わりにくくなり、芯材１の軟化あるいは粘性の増加を低減することが可能になる。

このため、芯材１と金型１２の摩擦抵抗が小さくなり、芯材１ひいては積層成形体３にアバレが発生することがなく、連続成形の安定性を確保することができる。よって、熱可塑性樹脂５の供給や、金型１２の温度をコントロールすることなく、予め金型１２の滑動面１１ａの形状を凹凸状にしておくことで、連続成形の安定性を容易にコントロールすることが可能になる。

以上、本発明に係る積層成形体の製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、積層成形体３が雨樋であるものとして説明を行ったが、本発明に係る積層成形体は雨樋に限定しなくてもよく、本発明を他の積層成形体に適用しても本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

また、本実施形態では、芯材１に接着剤５と熱可塑性樹脂２を１層ずつ積層して積層成形体３を製造するようにしているが、熱可塑性樹脂２を複数層芯材１に積層して積層成形体３を製造する場合であっても、本発明を適用し、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

１芯材
１ａ積層面（一面）
１ｂ接触面（他面）
２熱可塑性樹脂
３積層成形体
４従来の内型
４ａ滑動面（平滑面）
５接着剤
６第１供給口（供給口）
７第２供給口（供給口）
８外型
８ａ金型片
８ｂ金型片
８ｃ金型片
９従来の金型
１０芯材通路
１１内型
１２金型
１３スリット（凹部）
１４凸部
１５角部
Ｂスリットの深さ
Ｈ１第１供給口から第２供給口までの部分
Ｈ２第２供給口から熱可塑性樹脂を積層した部分
Ｌ１内型の凸部の幅
Ｌ２内型の凹部（スリット）の幅
Ｔ送り方向（一方向）
ｔ１芯材の厚さ

Claims

金型を型締めして形成された芯材通路に熱可塑性樹脂シートの芯材を一方向に送りながら、前記金型に形成された供給口から前記芯材の一面に熱可塑性樹脂を供給して積層させることにより積層成形体を製造する方法であって、
前記芯材通路を形成し、前記芯材の他面が接触して前記芯材を滑動させる前記金型の滑動面を凹凸状にしたことを特徴とする積層成形体の製造方法。