JPH03247844A - 繊維強化樹脂軒樋及びその製造方法 - 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、耐久性の優れた繊維強化樹脂軒樋及びその製
造方法に関する。

（従来の技術） 塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂製の軒樋は、広く使
用されている。しかし、かかる熱可塑性樹脂製の軒樋は
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
維基材に不飽和ポリエステル樹脂のような熱硬化性樹脂
液を含浸させてプリプレグ芯材を形成し、これを軒樋状
に賦形した後押出機のクロスヘッドに導入して塩化ビニ
ルのような熱可塑性樹脂を溶融押出被覆して軒樋を製造
する方法が開示されている。

ところが、かかる軒曽にあっては、熱硬化性樹脂と熱可
塑性樹脂との接着性があまり良くなく、また半硬化のプ
リプレグ芯材中に残存する熱硬化性樹脂液からの残存上
ツマ−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、繊維基材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易く、得られる軒樋
を長期に亘り使用していると、衝撃で芯材の割れや層間
剥離が発生し易くな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
。

（発明が解決しようとする課題） そこで、本発明者は、モノマーや溶剤などの揮発分を含
まない粉末状の熱可塑性樹脂と、この粉末状の熱可塑性
樹脂が含浸され易い連続した多数の長繊維を使用し、こ
の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芯材を形成し、この芯材を押出
機のクロスヘッドに導入して熱可塑性樹脂を溶融押出被
覆し一体化することを試みた。

その結果、芯材とこれに被覆される熱可塑性樹脂との接
着性が向上し、層間剥離が防止されることがわかった。

しかし、連続した多数の長繊維を用いると、粉末状の熱
可塑性樹脂の含浸性は良好であるが、長繊維が一方向に
配向しているため強度に方向性があり、特に樋耳部や樋
本体角部の強度が不充分で、使用中に樋耳部や樋本体角
部が変形乃至破損するという問題のあることがわかった
。

また、熱可塑性樹脂を用いるため芯材の耐熱性が充分で
なく、特に長繊維の含有量が比較的少ない場合は、クロ
スヘッド金型内での樹脂圧力により芯材が変形したり、
或いは得られた軒樋を高温で使用すると全体として変形
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、
耐熱性及び層間剥離が改善され、しかも使用中に樋耳部
や樋本体角部が変形乃至破損することのない耐久性に優
れた繊維強化樹脂軒樋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） 本発明の繊維強化軒樋は、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の檀耳
部及び樋本体角部に相当する部分に繊維質の補強シート
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、本発明の繊維強化樹脂軒樋の製造方法は、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の樋耳部及
び樋本体角部に相当する部分に繊維質の補強シートを熱
圧着してプリプレグ状の複合芯材を形成し、これを軒樋
状に賦形した後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。

もう一つの本発明の繊維強化樹脂軒樋の製造方法は、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樹脂含浸繊維材を作りこれを加熱し
て少なくとも二枚のプリプレグ状の芯材を形成し、この
少なくとも二枚の芯材の間の樋耳部及び樋本体角部に相
当する部分に繊維質の補強シートを熱融着させるととも
に軒樋状に賦形して複合芯材を形成し、これを押出機の
クロスヘッド金型に導入して上記樹脂を溶融させるとと
もに、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図は本発明軒樋の一例を示す一部切欠斜視図である
。第１図において、１００は軒樋、１０は複合芯材、２
０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、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′の間の樋
耳部１０１及び樋本体角部１０２に相当する部分（合計
４箇所）に、繊維質の補強シー目０”が接着されて構成
されている。

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。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、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデ
ン樹脂、塩化ビニル−ウレタン共重合樹脂、ポリエチレ
ンやポリプロピレンなどのオレフィン樹脂、エチレン−
酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸
ビニル共重合樹脂、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る。

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、衝撃で割れや層間
剥離が発生し易くなる。

また、繊維質の補強シート１０”としては、クラフト紙
、板紙等の紙、合成繊維やガラス繊維の織布、不織布、
或いはこれらの紙、織布、不織布にアクリル樹脂エマル
ジョン、酢酸ビニル樹脂エマルジョン等の熱可塑性樹脂
を含浸させたものが用いられる。

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
耐候性がよく、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。例えば熱可塑性樹脂１２及び２
０として耐候性のよい塩化ビニル樹脂が好適に用いられ
る。なお、被覆される熱可塑性樹脂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、木粉など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、本発明の繊維強化樹脂軒樋１００が構成され
る。

第２図及び第３図は本発明の軒！１００の製造方法の一
例を示す。第２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１０〜２００μ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、かくして樹脂含浸
繊維材１０”が作られる。この樹脂含浸繊維材１０′は
、最終的には複合芯材１０を構成する。

樹脂含浸繊維材１０°は、図示のように少なくとも二枚
作られる。この少なくとも二枚の樹脂含浸繊維材１０゛
の間の樋耳部及び樋本体角部に相当する部分（第１図に
示すように合計４箇所ある）に繊維質の補強シート１０
”が重ねられ、加熱された一対のピンチロール４０に通
され、そこで少なくとも二枚の樹脂含浸繊維材１０゛　
と繊維質の補強シート１０”とが熱圧着される。

この場合、一対のピンチロール４０は一組配置されても
よく、複数組配置されてもよい。図においては二組配置
されている。また、長繊維１１に含浸された粉末状の熱
可塑性樹脂１２は、完全に溶融される必要はなく部分的
に溶融されていてもよい。熱可塑性樹脂１２が完全に溶
融していないときは、引き続いて赤外線ヒーター等を備
えた加熱炉５０で加熱され熱可塑性樹脂１２が完全に溶
融される。

そして、一対の引取ロール５１により引取られる。この
ようにして、プリプレグ状の複合芯材１０が形成される
。プリプレグ状の複合芯材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、上記の一対のピンチロール４０と加熱炉
５０との配列を逆にし、少なくとも二枚の樹脂含浸繊維
材１０゛　の間に繊維質の補強シート１０“を重ねてこ
れを加熱炉５０で加熱した後に、一対のピンチロール４
０で熱圧着してもよい。

次いで、プリプレグ状の複合芯材１０は、第３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
軒樋状に賦形され、引き続いて冷却フォーミング装置６
１により冷却される。軒樋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、軒樋状に賦形された複合芯材１０は必ず
しも冷却しないでもよい。

軒樋状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、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２０が
複合芯材１０の外面に被覆され、複合芯材１０中の熱可
塑性樹脂１２と溶融押出される熱可塑性樹脂２０とが融
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、全体として軒樋状に形成される
。その後、冷却金型等からなるサイジング装置８０によ
る表面仕上げの後冷却され、カタピラ弐引張機等の引張
装置９０で引取られ、かくして長尺の繊維強化樹脂軒樋
１００が製造される。

繊維強化樹脂軒樋１００は、上記の製造方法によるほか
、第４図及び第５図に示す方法により製造される。この
場合は、第４図に示すように、連続した多数の長繊維１
１は流動床３０に導入され、ここで粉末状の熱可塑性樹
脂１２が含浸され、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が溶融さ
れ、その後加熱された一対のピンチロール４０に通され
て熱可塑性樹脂１２が完全に溶融されるとともに厚みが
調整される。

その後、一対の引取ロール５１により引取られてプリプ
レグ状の芯材１０′　が作られる。この場合、加熱炉５
０と一対のピンチロール４０との配列は、第２図に示す
ように逆にしてもよい。また、一対のピンチロール４０
は一組配置されていてもよい。

次いで、このプリプレグ状の芯材１０′　は、第５図に
示すように、少なくとも二枚用意され上下に配置され、
その間の曽耳部及び樋本体角部に相当する部分（合計４
箇所）に繊維質の補強シー目Ｏ”が重ねられ、加熱フォ
ーミング装置６０に通される。ここで、少なくとも二枚
プリプレグ状の芯材１０゛　　と繊維質の補強シート１
０”とは、加熱されて芯材１０゛　中の樹脂１２が溶融
して熱融着される。この場合、プリプレグ状の芯材１０
゛　　と繊維質の補強シート１０′　とは、全体が完全
に熱融着されることなく部分的熱融着されていてもよい
。この熱融着の際に、全体が軒樋状に賦形される。引き
続いて冷却フォーミング装置６１より冷却される。この
ようにして軒樋状に賦形された複合芯材１０が形成され
る。

軒樋状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、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２０が
、複合芯材１０の外面に被覆され、複合芯材１０中の熱
可塑性樹脂１２と溶融押出される熱可塑性樹脂２０とが
融着し一体化される。

その後、冷却金型等からなるサイジング装置８０による
表面仕上げの後冷却されて、カタピラ代引張機等の引張
装置９０で引取られ、かくして長尺の繊維強化樹脂軒樋
１００が製造される。

（作用） 本発明の軒樋においては、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が存在する
ので、線膨張係数が小さく剛性も高く、耐衝撃性及び耐
熱性が向上する。

しかも、少なくとも二枚の芯材の間の樋耳部及び樋本体
角部に相当する部分に繊維質の補強シートが接着されて
複合芯材が形成されているので、特に樋耳部及び樋本体
角部の強度が一層向上する。

また、本発明方法においては、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る。

さらに、このようにして形成された少なくとも二枚の樹
脂含浸繊維材又は芯材の間の樋耳部及び樋本体角部に相
当する部分に繊維質の補強シートが接着された複合芯材
に、クロスヘッド金型から押出される熱可塑性樹脂が溶
融押出被覆されると、その押出圧力により金型内で複合
芯材が変形することなく、複合芯材とこれに被覆される
熱可塑性樹脂とは強く融着し一体化される。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

ス崖■↓ 本実施例では、第２図及び第３図に示す方法で、第１図
に示すような長尺の軒樋１００を製造した。

先ず、ガラスロービング（＄１４４００：日東紡製）１
１を長手方向に多数条配列さて流動床２０に導入し、そ
こで解繊しながら空気圧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：
信越化学製）１２を含浸させ、幅３００　ｍｍ、ガラス
ロービング含有量３０容量％の樹脂含浸繊維材１０゛を
二枚作った。

この二枚の樹脂含浸繊維材１０”の間の樋耳部及び樋本
体角部に相当する部分に、厚さ約０．１胴の樹脂含浸紙
（固形分５３重量％、ガラス転移温度０°Ｃのアクリル
樹脂エマルジョンを含浸）１０”を重ねて、これを表面
温度２００°Ｃの一対のピンチロール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１
８０℃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、厚さ約０．６　ｍｍのプリプレグ状の複合
芯材１０を形成した。

なお樋耳部に相当する部分の樹脂含浸紙１０”の幅は４
０ｍｍ、樋本体角部に相当する部分の樹脂含浸紙１０″
の幅は３０ｍｍであった。

このプリプレグ状の複合芯材１０を、フォーミング装置
６０により８０°Ｃに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、賦形された軒樋状の複合
芯材１０を押出機のクロスヘッド金型７０に導入し、こ
の表面に安定剤などを配合した塩化ビニル樹脂２０を１
８０°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、厚さ約１　、５ｍｍ０
長尺の軒樋１００を製造した。この時のライン速度は３
ｍ／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陥で角型の軒樋状の間隙を有する
ものを使用した。

この軒樋について、次の方法で樋耳部強度、樋本体角部
強度及び耐熱性を評価した。その結果を第１表に示す。

（１）樋耳部強度 軒樋を長さ４ｍに切断し、この軒樋の両方の樋耳部を樋
吊り金具（金具幅２３゜５　ｍｍ　）で５０ｃｍ間隔で
保持し、この軒樋の中央部を下方に引張り、樋耳部が破
壊する時の荷重を測定した。

（２）樋本体角部強度 軒樋を長さ４ｍに切断し、この軒樋の両端を堰き止めし
て樋の中に水を入れ、満水時の軒樋の開き（変形）を観
察した。

（３）耐熱性 軒樋を長さ４ｒａに切断し、この軒樋を８０″Ｃ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。

ス１遺文 実施例１において、厚さ約０．１ｇの樹脂含浸紙１０”
を、厚さ０．２胴の同一樹脂含浸ガラスサ−７エイシン
グマツトに替えたこと以外は、実施例１と同様に行った
。なお、プリプレグ状の複合芯材１０の厚さは約０．７
　ｙｍ、軒樋の厚さは約１．５ＩＩ１１であった。その
結果を第１表に示す。

１皇貫１ 本実施例では、第４図及び第５図に示す方法で、第１図
に示すような長尺の軒樋１００を製造した。

先ず、第４図に示すように、ガラスロービング（１１４
４００：　日東紡製）１１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空気圧により
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：信越化学製）１２を含浸させ、
幅３００　ｍｍ、ガラスロービング含有量３０容量％の
プリプレグ状の芯材１０゛　を作った。

このプリプレグ状の芯材１０’　を二枚用意して、第５
図に示すように上下に配置し、その間の榎茸部及び樋本
体角部に相当する部分に、厚さ約０．１　ｍｍのガラス
ネット１０”を重ねこれをフォーミング装置６０に通し
、ここで二枚の芯材１０゛　　とガラスネット１０″と
を部分的に熱融着させるとともに８０°Ｃの温度で角型
の軒樋状に賦形した後冷却して、厚さ約０．５　ｍｍの
複合芯材１０とした。

なお、榎茸部に相当する部分のガラスネット１０″の幅
は４０ｏｎｎ、樋本体角部に相当する部分のガラスネッ
ト１０”の幅は３０ｍｍであった。

引き続いて、賦形された軒樋状の複合芯材１０を押出機
のクロスヘッド金型７０に導入し、この表面に安定剤な
どを配合した塩化ビニル樹脂２０を１８０℃で約０．５
ｍｍの厚さに溶融押出して、二枚の芯材１０”　とガラ
スネッ）１０”とを完全に熱融着させるとともに、これ
に塩化ビニル樹脂２０を被覆した。

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、厚さ約１．５ｍｍ０長
尺の軒樋１００を製造した。この時のライン速度は３ｍ
／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　ｍｍで角型の軒樋状の間隙を有す
るものを使用した。

この軒樋について、榎茸部強度１、樋本体角部強度及び
耐熱性を評価した。その結果を第１表に示す。

ル較■上 実施例１において、樹脂含浸紙１０”を用いなかったこ
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。

第１表 （発明の効果） 上述の通り、本発明の繊維強化樹脂軒樋は、熱伸縮が小
さく剛性が改善され、さらに耐衝撃性、耐熱性及び眉間
剥離が改善され、特に、榎茸部及び樋本体角部が繊維質
の補強シートで補強されるので、使用中に榎茸部及び樋
本体角部の変形乃至破損が防止され、耐久性に優れる。

また、本発明の繊維強化樹脂軒樋の製造方法は、長繊維
に熱可塑性樹脂が良好に含浸され、また複合芯材が変形
することなく、この複合芯材とこれに押出被覆される熱
可塑性樹脂とが強固に融着一体化され、上記のような耐
久性に優れる繊維強化樹脂軒樋を得ることができる。

しかも、繊維質の補強シートは、少なくとも二枚の樹脂
含浸繊維材又は芯材の間の榎茸部及び樋本体角部に相当
する部分だけに使用されているので、少ない繊維質の補
強シート材料で軒樋の耐久性を向上させることができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明軒樋の一例を示す一部切欠斜視図、第２
図及び第３図は本発明軒樋の製造方法の一例を示す概略
図、第４図及び第５図は本発明軒樋の製造方法の他の例
を示す概略図である。 １０・・・複合芯材、１０゛・・・樹脂金芯繊維材又は
芯材、１０”・・・補強シート、１１・・・長繊維、１
２・・・熱可塑性樹脂、２０・・・被覆された熱可塑性
樹脂、３０・・・流動床、４０・・・加熱ピンチロール
、５０・・・加熱炉、５１・・・引取ロール、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、１００・・・軒樋、１０１・・・榎茸部、１０２
・・・樋本体角部。

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の樋耳部及び樋本体角部に相
   当する部分に繊維質の補強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繊維強化樹脂軒樋。 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
   の樋耳部及び樋本体角部に相当する部分に繊維質の補強
   シートを熱圧着してプリプレグ状の複合芯材を形成し、
   これを軒樋状に賦形した後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繊維強化樹脂軒樋の製造方法。 ３、連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の
   熱可塑性樹脂を含浸させて樹脂含浸繊維材を作りこれを
   加熱して少なくとも二枚のプリプレグ状の芯材を形成し
   、この少なくとも二枚の芯材の間の樋耳部及び樋本体角
   部に相当する部分に繊維質の補強シートを熱融着させる
   とともに軒樋状に賦形して複合芯材を形成し、これを押
   出機のクロスヘッド金型に導入して上記樹脂を溶融させ
   るとともに、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繊維強化樹脂軒樋の製造方法。