JPH02266935A - 長尺複合成形体及びその製造方法 - 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、耐久性の優れた長尺複合成形体及びその製造
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、広く使用されている。しかし、かか
る熱可塑性樹脂の成形体は熱伸縮が太き（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した成形体として、ガラスロービ
ングのような連続した多数の長繊維がアクリル樹脂のよ
うな熱可塑性樹脂で固定された芯材に、塩化ビニル樹脂
のような熱可塑性樹脂が被覆されてなる長尺の軒樋複合
成形体が提案されている（例えば、実公昭６３−４３３
０９号公報参照）。

かかる長尺の軒樋複合成形体は、通常、連続した多数の
長繊維に液状の熱可塑性樹脂接着剤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
これに熱可塑性樹脂を溶融押出被覆して製造される。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような方法で長尺複合成形体を製造する
と、長繊維が一方向に配向しているため芯材の強度に方
向性があり、芯材の耐熱性も充分でなく、そのためクロ
スヘッド金型内での樹脂圧力により芯材が流動して変形
したり、破れを生じたりして、均一な製品を得難いとい
う問題がある。

また、得られた成形体の耐衝撃性も充分でなく、また、
高温で使用すると変形が大きくなるという問題もある。

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、剛性、耐衝撃性、
耐熱性が改善され、均一で耐久性に優れた長尺複合成形
体及びそ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は、連続した多数の長繊維が熱
可塑性樹脂で固定された少なくとも二枚の芯材の間に、
上記樹脂よりも高い融点を存する熱可塑性樹脂シートが
接着されて複合芯材が形成され、この複合芯材に熱可塑
性樹脂が被覆一体化されていることを特徴とする。

また、本発明の長尺複合成形体の製造方法は、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
を含浸させて少な（とも二枚の樹脂含浸繊維材を作り、
この少なくとも二枚の樹脂含浸ｌｌｌ維材の間に上記樹
脂よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂シートを熱圧着
して複合芯材を形成し、この複合芯材を押出機のクロス
ヘッド金型に導入しこれに熱可塑性樹脂を溶融押出被覆
し一体化することを特徴とする。

以下、図面を参照しながら、本発明を説明する。

第１図及び第２図は本発明の長尺複合成形体の一例を示
す、第１図において、Ａは軒樋状に成形された長尺複合
成形体であって、１０は複合芯材、２０は複合芯材１０
に被覆一体化された熱可塑性樹脂である。上記の複合芯
材１０は、第２図に示すように、連続した多数の長繊維
１１が熱可塑性樹脂１２で固定された二枚の芯材１０’
、１０’の間に、上記樹脂よりも高い融点を有する熱可
塑性樹脂シー）１３が接着されて構成されている。

上記熱可塑性樹脂シート１３は芯材１ｏ°、１０’に直
接接着されていてもよいが、両者の接着性が良くない場
合は接着剤を介して接着される。かかる接着剤としては
、エポキシ系、ウレタン系、アクリル系等の一液型又は
二液型の合成樹脂接着剤やエチレン−酢酸ビニル系、ス
チレン−フタジエンゴム系のホットメルト接着剤が用い
られる。

長繊維１１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０本発明の成形体は長尺に成形され、か
かる長尺体においては長手方向の熱伸縮が主として問題
になり、このロービングを長手方向に連続して多数条配
設すると、得られる成形体の線膨張係数が理論値と良く
一致する。

上記の長繊維１１は、熱可塑性樹脂１２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１１が熱可塑性樹脂１２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。

多数の長繊維１１を固定している熱可塑性樹脂１２とし
ては、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレン共重合体
、塩化ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル−ウレタ
ン共重合体などの塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリエチレンやポリプロピレンなとのオレフィン系樹脂
等が用いられる。

また、熱可塑性樹脂シート１３としては、ポリアミド樹
脂、ポリカーボネート樹脂、塩素化塩化ヒニル系樹脂、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重
合体などの弗素系樹脂等が用いられる。

また、複合芯材１０に被覆される熱可塑性樹脂２０とし
ては、前記した熱可塑性樹脂１２と同様な樹脂であって
、熱可塑性樹脂１２と熱融着する組み合わせのものが用
いられる０例えば、長尺複合成形体Ａが軒樋の場合は、
両方の熱可塑性樹脂１２．２０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２０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粉、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、複合芯材
１０との線膨張係数の差が小さくなるので好ましい。

かくして、本発明の長尺複合成形体Ａが構成される。

第３図及び第４図は本発明の長尺複合成形体Ａの製造方
法の一例を示す概略図である。第３図において、ガラス
ロービングのような連続した多数の長繊維１１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
３１を備えた流動床３０に導入される。長繊維１１は、
通常、流動床３０に導入される前か、或いは流動床３０
の中で解繊具３２により解繊される。

流動床３０には、粉末状の熱可塑性樹脂１２が空気圧に
より多孔質の底板３１の上方に吹き上げられて浮遊状態
に保たれている。粉末状の熱可塑性樹脂１２の粒子径は
、一般にｌＯ〜２００μ程度とされる。そして、流動床
３０に導入された多数の長繊維１１に、浮遊状態にある
粉末状の熱可塑性樹脂１２が含浸され樹脂含浸繊維材＜
１０’）が作られる。この樹脂含浸繊維材（１０”）は
、最終的には複合成形体Ａの複合芯材１０を構成する。

樹脂含浸繊維材（１０°）は、図示のように二枚作られ
る。この二枚の樹脂含浸繊維材（１０’）の間に上記樹
脂よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂シート１３が重
ねられ、一対の加熱ピンチロール４０に通され、そこで
熱可塑性樹脂１２が溶融合着され、そして二枚の樹脂含
浸繊維材（１０’）と熱可塑性樹脂シート１３とが熱圧
着される。

この場合、熱可塑性樹脂シート１３の厚みは、薄くなり
過ぎるとクロスヘッド金型内で複合芯材１０に変形や破
れが生じ、逆に厚（なり過ぎると加熱フォーミング装置
での賦形が難しくなるので、０００３〜０．３−の厚み
とするのが好ましい。

接着剤を用いるときは、ここで熱可塑性樹脂シートｉ３
の表面に接着剤を塗布する。

また、一対の加熱ピンチロール４０は一組配置されても
よく、複数組配置されてもよい０図においては二組配置
されている。熱可塑性樹脂１２を完全に溶融させる場合
は、引き続いて赤外線ヒーター等を備えた加熱炉５０に
通されここで熱可塑性樹脂１２が完全に溶融される。

このようにして、複合芯材１０が形成される。

複合芯材１０は図のように一旦巻き取ってもよいが、巻
き取ることなく次の工程へ連続させてもよい、また、上
記一対の加熱ピンチロール４０と加熱炉５０との配列を
逆にし、二枚の樹脂含浸繊維材（１０”）の間に熱可塑
性樹脂シー）１３を重ねてこれを加熱炉５０で加熱し、
ここで熱可塑性樹脂１２を溶融合着した後に、一対のピ
ンチロール４０で熱圧着してもよい。

次いで、複合芯材１０は、第４図に示すように、加熱フ
ォーミング装置６０により加熱軟化され、軒樋、波板、
デツキ材などの所望の形状に賦形され、引き続いて冷却
フォーミング装置６１により冷却される。所望の形状に
賦形された複合芯材１０は、上記のように冷却フォーミ
ング装置ｔ　６１により冷却した方が次のクロスヘッド
金型への導入が円滑になし得て好ましいが、賦形された
複合芯材１０は必ずしも冷却しないでもよい。

このように賦形された複合芯材１０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、ここでクロ
スヘッド金型７０から溶融押出される熱可塑性樹脂２０
が、複合芯材１０の外面に被覆される。この際、複合芯
材１０中の熱可塑性樹脂１２はクロスヘッド金型７０の
中で軟化又は溶融され、これに溶融押出被覆される熱可
塑性樹脂２０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Ａが製造される。

（作用） 本発明長尺複合成形体においては、連続した多数の長繊
維が熱可塑性樹脂により固定されて芯材が形成されてお
り、この連続した多数の長繊維により線膨張係数が小さ
く剛性も高くなる。

しかも、少なくとも二枚の芯材の間に上記樹脂よりも高
い融点を有する熱可塑性樹脂シートが接着されて複合芯
材が形成されており、この熱可塑性樹脂シートにより耐
熱性及び耐衝撃性が向上する。

また、本発明長尺複合成形体の製造方法においては、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
性樹脂を含浸させるので含浸が容易に行われ、しかもこ
のようにして形成された上記の複合芯材は耐熱性が良い
ので、これを押出機のクロスヘッド金型に導入しても、
クロスヘッド金型から溶融押出される熱可塑性樹脂の熱
と押出圧力により芯材が流動変形したり、破れを生じた
りすることが防止される。

そして、クロスヘッド金型から溶融押出される熱可塑性
樹脂の熱と押出圧力により、熱可塑性樹脂は複合芯材に
強く押しつけられて強固に接着し一体化される。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

１施■工 本実施例では、第３図及び第４図に示す方法で、第１図
及び第２図に示す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（１）４４００：日東紡製）１
１を長手方向に多数条配列させて流動床３０に導入し、
そこで解繊しながら圧力２．５　ｋｇ／　ｃｄ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（平均粒径１００μ、融点１８０℃）（ＴＫ
−４００：信越化学型）１２を含浸させ、厚さ約０．３
閣、幅３００■、ガラスロービング含有１１３０容量％
のシート状樹脂含浸繊維材（１０’）を二枚作成した。

上記二枚のシート状樹脂含浸繊維材（１０°）の間に、
厚さ０．１−のナイロン６シート（宇部ナイロン１０１
３Ｂ：融点２２０℃）１３を重ねてこれを表面温度２０
０℃の加熱ピンチロール４０．４０に通し熱圧着し、引
き続いて加熱炉５０に通して樹脂１２を２００℃に加熱
して完全に溶融し、引取ピンチロール５１で引き取り、
複合芯材１０を形成した。

この複合芯材１０を１５０℃の温度に保持されたフォー
ミング装置６０により加熱軟化させ角型の軒樋状に賦形
した後冷却した。引き続いて、賦形された複合芯材１０
を押出機のクロスヘッド金型７０に導入し、この表面に
塩化ビニル樹脂配合物２０を１８０℃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で引取り、厚さ１．５鴫で表面平滑
で均一な長尺の軒樋複合成形体Ａを製造した。この時の
ライン速度は２１１／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２
００−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について、次の方法で熱伸縮性、耐
衝撃性、耐熱性及び押出成形性を評価した。その結果を
第１表に示す。

（１）熱伸縮性 軒樋成形体を４−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°Ｃでの長さしよ。を測定し、
次に６０°Ｃに温度を上昇させて６０°Ｃでの長さし、
。を測定し、次式で線膨張係数αを算出した。α−（Ｌ
＆＠　　Ｌｔ。）／（４０（”Ｃ）　ｘｔ、、）。

（２）耐衝撃性 軒樋成形体から２０ｍｍ　Ｘ　２０ａ＋ｍに切断して試
験片を作成し、この試験片にデュポン衝撃試験機で１．
５ｋｇの錘を落下させ、試験片が破損する落下距離から
衝撃強度を測定した。

（３）耐熱性 軒樋成形体を４（至）の長さに裁断して試験片とし、こ
れを８０℃のオーブン中に５時間放置した後、その変形
状態を観察した。

（４）押出成形性 軒樋成形体の製造において、複合芯材を押出機のクロス
ヘッド金型に導入し、この表面に塩化ビニル樹脂配合物
を連続して５時間溶融押出して被覆した際の、複合芯材
の変形や破れの状態を観察した。

ス１貰ｌ 実施例１において、ナイロン６シートに替えて、厚さ０
．１−のテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体シート（融点２７０℃）（ネオフロンＰ
ＯＰ：ダイキン製）を用い、このシートの両面にエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体系のホットメルト接着剤（タケ
メルト罪２２３：武田薬品製）を塗布したこと以外は、
実施例１と同様に行った。その結果を第１表に示す。

１校医上 実施例１において、ナイロン６シートを用いないこと以
外は、実施例１と同様に行った。その結果を第１表に示
す、この場合、押出開始後約３０分で複合芯材に破れが
発生し、得られた軒樋複合成形体の厚みは複合芯材の破
れ部分で不均一であった。

第１表 （発明の効果） 上述の通り、本発明の長尺複合成形体は、・熱伸縮が小
さく変形や剛性が改善され、さらに耐衝撃性、耐熱性が
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。

また、本発明の長尺複合成形体の製造方法は、多数の長
繊維への熱可塑性樹脂の含浸性が良く、さらに溶融押出
被覆の際に複合芯材が流動変形したり、破れを生じたり
することが防止され、複合芯材とこれに被覆される熱可
塑性樹脂とが強固に融着一体化され、厚さが均一で耐久
性に優れた長尺複合成形体を長時間安定した状態で連続
的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の長尺複合成形体の一例を示す一部切欠
斜視図、第２図は第１図の（イ）部分の拡大図である。 第３図及び第４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。 Ａ・・・長尺複合成形体、１０・・・複合芯材、ｌＯｏ
・・・芯材、（１０°）・・・樹脂含浸繊維材、１１・
・・長繊維、１２・・・長繊維を固定している熱可塑性
樹脂、１３・・・高い融点を有する熱可塑性シート、２
０・・・複合芯材に被覆された熱可塑性樹脂、３０・・
・流動床、４０・・・加熱ビンチロール、５０・・・加
熱炉、６０・・・加熱フォーミング装置、７０・・・押
出機のクロスヘッド金型、８０・・・サイジング装置、
９０・・・引張装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続した多数の長繊維が熱可塑性樹脂で固定された
   少なくとも二枚の芯材の間に、上記樹脂よりも高い融点
   を有する熱可塑性樹脂シートが接着されて複合芯材が形
   成され、この複合芯材に熱可塑性樹脂が被覆一体化され
   ていることを特徴とする長尺複合成形体。 ２、連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の
   熱可塑性樹脂を含浸させて少なくとも二枚の樹脂含浸繊
   維材を作り、この少なくとも二枚の樹脂含浸繊維材の間
   に上記樹脂よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂シート
   を熱圧着して複合芯材を形成し、この複合芯材を押出機
   のクロスヘッド金型に導入しこれに熱可塑性樹脂を溶融
   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。