JPH02214639A - 長尺複合成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱伸縮や剛性及び眉間剥離が改善され、耐久
性に優れた長尺複合成形体の製造方法に関する。

（従来の技術） 雨樋などの建材は、塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂
で長尺に成形され、広（使用されている。しかし、かか
る熱可塑性樹脂の成形体は、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、例えば特開昭５８−
２０９５６０号公報には、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やメラミン樹脂のよ
うな液状の熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化のプリプレ
グ芯材を形成し、これを押出機のクロスヘッド金型に導
入してアクリル樹脂や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、雨樋などの長尺複合成形体を
製造する方法が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、かかる長尺複合成形体の製造方法にあっては
、半硬化のプリプレグ芯材中に残存する熱硬化性樹脂液
からの残存モノマーや溶剤が、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蒸発して樹
脂が発泡し、内部にボイド（空隙）が生じる。

その結果、繊維マットと熱硬化性樹脂との接着性が低下
し、またボイドからクラックが発生し、得られる複合成
形体を長期に亘り使用していると、衝撃で芯材の割れや
眉間剥離が発生するという問題がある。また、プリプレ
グ芯材を完全に硬化させた後に熱可塑性樹脂を溶融押出
被覆しても、溶融押出被覆前のプリプレグ芯材には同様
のボイドが生じるため、上記と同様な問題が発生する。

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、熱伸縮による変形や剛性及び眉間剥離
が改善され、耐久性に優れた長尺複合成形体の製造方法
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の製造方法は、次の三つの発明
からなる。

第一の発明は、連続した多数の長繊維を流動床に導入し
て粉末状の熱可塑性樹脂Ａ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て上記樹
脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂Ｂを溶融押出被
覆し一体化することを特徴とする。

第二の発明は、連続した多数の長繊維を流動床に導入し
て粉末状の、熱可塑性樹脂Ａを含浸させ、これを加熱し
て少なくとも表面部の上記樹脂を溶融させて芯材を形成
し、この芯材を押出機のクロスヘッド金型に導入して上
記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂Ｂを溶融押
出被覆し一体化することを特徴とする。

第三の発明は、連続した多数の長繊維を流動床に導入し
て粉末状の熱可塑性樹脂Ａを含浸させ、これを加熱して
上記樹脂を溶融させた後−対の押圧具で押圧して芯材を
形成し、この芯材を押出機のクロスヘッド金型に導入し
て上記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂Ｂを溶
融押出被覆し一体化することを特徴とする。

以上の構成により、本発明の目的が達成される。

以下、本発明方法を図面を参照しながら説明する。

第１図は第一の発明を説明するための概略図である。第
１図において、ｌＯは連続した多数の長繊維であって、
この長繊維１０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。このようなロービングを長手方向
に多数条配設すると、得られる複合成形体の線膨張係数
が理論値と良く一敗するので、本発明ではロービングを
長手方向に多数条配設するのが好ましい。

ガラスロービングのような連続した多数の長繊維ｌＯ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２１を備えた流動床２０に導入される。長繊維１
０は、通常、流動床２０に導入される前か、或いは流動
床２０の中で解繊具３０により解繊される。

流動床２０には、粉末状の熱可塑性樹脂Ａが空気圧によ
り多孔質の底板２１の上方に吹き上げられて浮遊状態に
保たれている。そして、流動床２０に導入された多数の
長繊維ｌＯに、浮遊状態にある粉末状の熱可塑性樹脂Ａ
が含浸される。このようにして、多数の長繊維１０に熱
可塑性樹脂Ａが粉末状で含浸された芯材１１が形成され
る。

熱可塑性樹脂Ａとしては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリ
デン樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなとのオレフ
ィン樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合
樹脂、塩化ビニル−エチレン共重合樹脂、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル−アクリル共重合樹
脂、塩化ビニル−ウレタン共重合樹脂、エチレン−酢酸
ビニル共重合樹脂に塩化ビニルをグラフトしたグラフト
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂やポリエーテルスルフォン樹脂などのエンジニアリン
グ樹脂等が用いられ、その粒子径は一般に１０〜２００
μ程度とされる。

長繊維１０は、熱可塑性樹脂Ａ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１０が熱可塑性樹脂Ａ
に対して６０容量％を越えると、衝撃で割れや眉間剥離
が発生し易くなる。

流動床２０から引き出された芯材１１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熱可塑性樹脂Ｂ
が、芯材１１の外面に被覆される。

この際、芯材１１の熱可塑性樹脂Ａはクロスヘッド金型
７０の中で溶融され、これに溶融押出被覆される熱可塑
性樹脂Ｂ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、使用樹脂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、デツキ材など所望
の形状１２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、長尺複合成形体１３が製造される
。

熱可塑性樹脂Ｂとしては、前記した熱可塑性樹脂Ａと同
様な樹脂であって、熱可塑性樹脂Ａと熱融着する組み合
わせのものが用いられる。

例えば、長尺複合成形体１３が雨樋の場合は、両方の熱
可塑性樹脂として耐候性のよい塩化ビニル系樹脂が好適
に用いられる。なお、熱可塑性樹脂Ｂ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物、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、芯材との線膨張係数の差が小さくなるので好ましい
。

第２図は第二の発明を説明するための概略図である。第
二の発明は、連続した多数の長繊維ｌＯを流動床２０に
導入して粉末状の熱可塑性樹脂Ａを含浸させ、これを例
えば赤外線ヒーターを備えた加熱炉４０で加熱して、少
なくとも表面部の熱可塑性樹脂Ａを溶融させて芯材１１
°を形成するもので、ここが第一の発明と大きく異なり
、以後の工程は第１図とほぼ同様であるので説明を省略
する。

このように、少なくとも表面部の熱可塑性樹脂Ａを溶融
させて芯材１１’を形成すると、芯材１１゛を構成する
多数の長繊維１０と熱可塑性樹脂Ａとが分離せず、芯材
１１”の取扱い作業性がよくクロスヘッド金型７０への
導入操作が容易となる。

第３図は第三の発明を説明するための概略図である。第
三の発明は、連続した多数の長繊維１０を流動床２０に
導入して粉末状の熱可塑性樹脂Ａを含浸させ、これを例
えば赤外線ヒーターを備えた加熱炉４０で加熱して、熱
可塑性樹脂Ａを溶融させた後一対のピンチロールのよう
な押圧具６０で押圧して芯材１１”を形成するもので、
ここが第一の発明と大きく異なり、以後の工程は第１図
とほぼ同様であるので説明を省略する。

このように、熱可塑性樹脂Ａを溶融させた後一対のビン
チロールのような押圧具６０で押圧して芯材１１”を形
成すると、芯材１１”を構成する多数の長繊維１０と熱
可塑性樹脂Ａとが分離せず、芯材１１”の取扱い作業性
がよくクロスヘッド金型７０への導入操作が容易となり
、しかも溶融した熱可塑性樹脂Ａが内部に充分に含浸さ
れるとともに、厚みが均一に規制される。

なお、第２図及び第３図においては、加熱炉４０を通過
した芯材１１°及び押圧具６０を通過した芯材１１″を
ロールフォーミングのようなフォーミング装置５０によ
り加熱軟化させながら軒樋、波板、デツキ材などの所望
の形状に賦形した後に、クロスヘッド金型７０へ導入し
ている。しかし、フォーミング装置５０を使用すること
なく、第１図に示すように、直ちにクロスヘッド金型７
０により賦形してもよい。また、ここで−旦芯材１１’
　、１１”を巻き取った後、別工程で押出機のクロスヘ
ッド金型７０へ導入してもよい。

（作用） 本発明方法において、連続した多数の長繊維を流動床に
導入して粉末状の熱可塑性樹脂Ａ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する
と、熱可塑性樹脂Ａは、クロスヘッド金型の熱とこの金
型から溶融押出される熱可塑性樹脂Ｂの熱の両方の熱に
より良好に溶融し、多数の長繊維と良好に接着する。

しかも、クロスヘッド金型から押出される熱可塑性樹脂
Ｂの押出圧力により、熱可塑性樹脂Ｂは芯材に強く押し
つけられて完全に融着し一体化される。この際、芯材中
に存在するボイドは、樹脂が熱可塑性で変形し得るので
押出圧力で潰され、その中の空気はクロスヘッド金型の
間隙から外へ散逸し、得られる複合成形体の内部にボイ
ドが発生することが防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

１崖１１ 本実施例では、第１図に示す方法で、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（１１４４００：　日東紡製）
１０を２０本用意し、これを長手方向に多数条配列さて
流動床２０に導入し、そこで解繊しながら圧力２．５　
ｋｇ／　ｃ−の空気により吹き上げられて浮遊状態にあ
る粉末状の塩化ビニル樹脂配合物（ＴＫ−４００：信越
化学制）Ａを含浸させ、厚さ０．５　ｎｕ、幅３００　
ｍ、ガラスロービング含有量３０容量％の芯材１１を形
成した。

引き続いて、この芯材１１を押出機のクロスヘッド金型
７０に導入し、この表面に安定剤などを配合した塩化ビ
ニル樹脂Ｂを１８０°Ｃ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
．５ｎｕａの長尺の軒樋複合成形体１３を製造した。こ
の時のライン速度は３ｔａ／分であった。なお、上記の
クロスヘッド金型７０は、ランド長さが２００　ａｓ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１３について、次の方法でボイドの
有無、熱伸縮性及び耐久性を評価した。

その結果を第１表に示す。

（１）ボイドの有無 軒樋複合成形体を切断し、その断面について、ボイドの
有無を電子顕微鏡で観察した。

（２）熱伸縮性 軒樋複合成形体を４ｍの長さに裁断して試験片とし、こ
れを恒温恒温室に入れ、２０℃での長さＬｚａを測定し
、次に６０℃に温度を上昇させて６０℃での長さＬ６゜
を測定し、次式で線膨張係数αを算出した。α・（Ｌ＆
。−Ｌ２゜）　／　（４０℃ＸＬ、。）。

（３）耐久性 軒樋複合成形体を１−の長さに切断して試験片とし、こ
れを恒温恒温室で一１０〜７０℃の冷熱繰り返し試験を
１０００サイクル行った後、この試験片を切断し、その
断面状態を電子顕微鏡で観察した。

また、上記の試験前及び試験後の試験片を幅２０ｓ、長
さ２００■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、試験前の強度に対する試験後の強
度を接着保持率として示した。

１１■１ 本実施例では、第２図に示す方法で、長尺の軒樋複合成
形体を製造した。

実施例１と同様にして得られた芯材１１を加熱炉４０に
導入して芯材表面部の樹脂Ａを溶融させて、厚さ０．５
　ｍ、幅３００ＩｎＩ１１１ガラスロービング含有量３
０容量％の芯材１１″を形成した。引き続いて、この芯
材１１°を１２０℃熱風雰囲気下でロールフォーミング
装置５０により、加熱軟化させ角型の軒樋状１２に賦形
した。その直後に、これを押出機のクロスヘッド金型７
０に導入し、以後実施例１と同様にして厚さ１．５ｍ−
の長尺の軒樋複合成形体１３を製造した。この時のライ
ン速度は２ｍ／分であった。

この軒樋複合成形体１３について、ボイドの有無、熱伸
縮性及び耐久性を評価した。その結果を第１表に示す。

ス皇１１ 本実施例では、第３図に示す方法で、長尺の軒樋複合成
形体を製造した。

実施例１と同様にして得られた芯材１１を加熱炉４０に
導入して芯材中の樹脂Ａを完全に溶融させた後、１７０
℃に加熱された二組のピンチロール（間隙０．５　ｍｍ
）　６０．６０で押圧して芯材ｌドを形成したこと以外
は、実施例２と同様に行った。

得られた軒樋複合成形体１３について、ボイドの有無、
熱伸縮性及び耐久性を評価した。その結果を第１表に示
す。

ル校性上 長手方向に多数条配列させたガラスロービング（１４４
００：　日東紡製）２０本を含浸槽に導入し、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ニスエル樹脂液（＄４０００：　
日本ユピカ製）を含浸した後、１００″Ｃ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、及びこの芯
材のガラスロービング含有量を５０容量％としたこと以
外は、実施例１と同様に行った。

得られた軒樋複合成形体について、ボイドの有無、熱伸
縮性及び耐久性を評価した。その結果を第１表に示す。

１１匠ｉ 比較例１において、半硬化のプリプレグ芯材をロールフ
ォーミング装置により、加熱軟化させて角型の軒樋状に
賦形し、引き続いて加熱炉を通過させて完全に硬化させ
て芯材を形成したこと、及びこの軒樋状の芯材の外面に
、塗布金型を備えたホットメルト塗布装置により、エチ
ンー酢酸ビニル共重合樹脂からなるホットメル接着剤（
タケメルトＸＭ２２３：武田薬品製）を１７０℃で５０
μの厚さに塗布したこと以外は、比較例１と同様に行っ
た。

得られた軒樋複合成形体について、ボイドの有無、熱伸
縮性及び耐久性を評価した。その結果を第１表に示す。

第１表 （発明の効果） 上述の通り、本発明の長尺複合成形体の製造方法は、従
来の長繊維に熱可塑性樹脂液を含浸さで芯材を形成する
ものに比べ、複合成形体の内部のボイドの発生が防止さ
れ、ボイドに起因する接着力の低下やクランクの発生が
防止される。それゆえ、本発明方法により得られる長尺
複合成形体は、熱伸縮による変形や剛性が改善されると
ともに眉間剥離が改善され、温度変化の厳しい環境で長
期に亘って使用しても、変形やひび割れや眉間剥離が起
こらず、耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の長尺複合成形体の製造方法
の一例を示す概略図である。 １０・・・長繊維、１１．１１’　、１１”・・・芯材
、１３・・・複合成形体、２０・・・流動床、３０・・
・解繊具、４０・・・加熱炉、５０・・・フォーミング
装置、６０・・・一対の押圧具、７０・・・押出機のク
ロスヘッド金型１．８０・・・サイジング装置、９０・
・・引張機。Ａ・・・粉末状の熱可塑性樹脂、Ｂ・・・
被覆された熱可塑性樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の
   熱可塑性樹脂Ａ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て上記樹脂を溶融さ
   せるとともに、熱可塑性樹脂Ｂ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。 ２、連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の
   熱可塑性樹脂Ａを含浸させ、これを加熱して少なくとも
   表面部の上記樹脂を溶融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て上記樹脂を溶融
   させるとともに、熱可塑性樹脂Ｂ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。 ３、連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の
   熱可塑性樹脂Ａを含浸させ、これを加熱して上記樹脂を
   溶融させた後一対の押圧具で押圧して芯材を形成し、こ
   の芯材を押出機のクロスヘッド金型に導入して上記樹脂
   を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂Ｂ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。