JPH07112701B2

JPH07112701B2 - 長尺複合成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH07112701B2
Application number: JP1044030A
Authority: JP
Inventors: 孝一刈茅
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH02220842A

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58−20
9560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
のクロスヘッドに導入して塩化ビニルのような熱可塑性
樹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。

ところが、かかる長尺複合成形体にあっては、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
れや層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。

（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、耐衝撃性が充分
に発現しない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
得られた成形体を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、
耐熱性及び層間剥離が改善され、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、連続した多数の
長繊維を流動床に導入し解繊状態に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繊維シ
ート材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て上記樹脂を溶融さ
せるとともに、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。

以上の構成になり、本発明の目的が達成される。

以下、本発明を図面を参照しながら説明する。

第１図及び第２図は本発明の複合成形体の製造方法によ
り得られた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、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、繊維シート材13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。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
論値と良く一致するので、本発明ではロービングを用い
これを長手方向に多数条配設するのが好ましい。

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、ポリエチレ
ンやポリプロピレンなどのオレフィン樹脂、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
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、繊維シート材13としては、クラフト紙、板紙等の
紙、合成繊維の織布、不織布、サーフェイシングマット
等のガラス繊維の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
ジョン等の液状合成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、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、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、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。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
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（1
0′）の間に繊維シート材13が重ねられ、加熱された１
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′）と繊維シート材13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表面部
分のみが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。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′）の間に繊維シート材13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、デッ
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
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、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、デッキ材など所望の
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）また、本発明方法においては、連続した多数の長繊維を
流動床に導入し解繊状態に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、またこのよにして形
成された上記の複合芯材を押出機のクロスヘッド金型に
導入するので、上記の熱可塑性樹脂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
の押出圧力により、複合芯材とこれに溶融押出される熱
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。

実施例１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（＃4400: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
ながら圧力2.5kg/cm²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
越化学製）12を含浸させ、厚さ0.3mm、幅300mm、ガラス
ロービング含有量30容量％のシート状芯材10′を二枚作
成した。

上記二枚のシート状芯材10′の間に、厚さ0.1mmの樹脂
含浸紙（固形分53重量％、ガラス転移温度０℃のアクリ
ル樹脂エマルジョンを含浸）13を重ねてこれを表面温度
200℃の一対のピンチロール40、40に通し熱圧着し、引
き続いで加熱炉50に通して樹脂12を180℃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をフォーミング装置60により80℃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1.5mmの長尺の軒樋複
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200mm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、剛性及び耐熱性を評価した。その結果を第１表
に示す。

（１）熱伸縮性軒樋成形体を4mの長さに裁断して試験片とし、これを恒
湿恒温室に入れ、20℃での長さL₂₀を測定し、次に60℃
に温度を上昇させて60℃での長さL₆₀を測定し、次式で
線膨張係数αを算出した。α＝（L₆₀−L₂₀）／（40
（℃）×L₂₀）。

（２）耐衝撃性軒樋成形体から20mm×20mm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）剛性軒樋成形体から長手方向へ150mm、幅方向へ25mmに切断
して試験片を作成し、JIS K 6911に準じて、試験片の長
手方向の曲げ弾性率を測定した。

（４）耐熱性軒樋成形体を4m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。

実施例２実施例１において、厚さ0.1mmの樹脂含浸紙を、厚さ0.2
mmの同一樹脂含浸ガラスサーフェイシングマットに替え
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。

比較例１実施例１において、樹脂含浸紙を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。

（発明の効果）また、本発明の長尺複合成形体の製造方法は、従来の長
繊維に熱硬化性樹脂液を含浸させて芯材を形成するもの
に比べ、複合成形体の内部ボイドの発生が防止され、ま
た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、上記のような耐久性に優れる長尺複合
成形体を得ることができる。

【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、10′……樹脂
含芯繊維材（芯材）、11……長繊維、12……熱可塑性樹
脂、13……繊維シート材、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、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続した多数の長繊維を流動床に導入し解
繊状態に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繊維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
導入して上記樹脂を溶融させるとともに、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。