JPH07501996A - 線状部材の製造方法 - 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】 線状部材の製造方法 技術分野 本発明は、建築部材の製造方法に関するものであり、より詳細には、比較的低い 熱伝導性を有する構造部材に関するものである。

背景技術 構造建築部材の製造における最近の進歩により、エネルギーを保持するために、 耐熱伝導性が、非常に改善されてきている。このことは、特に、窓フレームおよ びドアフレームとして用いられる線状部材の製造において顕著である。木やアル ミニウムなどの伝統的な構造材料の代わりに、複合ファイバグラスの線状構造の 部材が使用可能であることが良く知られている。これら複合材料からなる線状部 材は、一般にグラスファイバからなる比較的多孔性を有するコア材料と、強度が 高く、美的に好ましい樹脂ケース材料の外側被覆とから構成されている。これら 線状部材は、引抜成形工程を経て製造され得る。この工程においては、多孔性グ ラスウールが、コーティングダイに供給され、グラスウールのコアに、液体樹脂 材料が塗布される。

通常の引抜成形工程においては、補強ファイバが、液体樹脂の槽に浸漬され、ダ イを通って引っ張られ、所望の断面形状に形成される。次いで、加圧されたファ イバおよび樹脂が、硬化ダイを通過し、その間に、樹脂の温度が、樹脂の硬化を 開始させるのに十分な温度に上昇させられる。

多孔性グラスウールのコアを有する線状部材の引抜成形は、従来の引抜成形工程 とは異なる。グラスウールのコアの外縁に樹脂を限定する必要があるため、グラ スウールのコアは、樹脂の液体槽に浸漬されない。したがって、グラスウールが ダイを通って引っ張られ、その際に、グラスウールのコアの外側部分にのみ、樹 脂を被着させるために、樹脂が比較的低圧で噴射される。コアが被覆された後に 、被覆された線状部材は、樹脂の硬化を開始させる硬化ダイを通過する。通常、 この樹脂は、ポリエステル樹脂である。

構造線状部材を引抜成形する際の問題の一つは、硬化工程が、硬化ダイにおいて 完了しないことである。硬化ダイか、硬化工程を完了させるのに十分な長さを有 するとすると、抗力が極めて高くなり、コア材料の引張強さが限られているため に、コア材料が破壊されてしまう。従来の引抜成形工程において、樹脂の硬化が 開始されつつ、引抜成形される材料が硬化ダイから出て、引抜成形された材料が 硬化ダイを離れた後にも、密な樹脂およびグラス複合材料に残留する熱は、硬化 工程を続けるのに十分である。硬化工程は、工場施設の周囲環境においても、そ の終了まで続けられる。

しかしながら、多孔性コアの線材料の場合、線材料の比較的密な樹脂の領域は横 断領域の周囲に存在するのみであり、引抜成形された線状部材には、工場設備の 周囲環境で、硬化工程を完了させるのに十分な熱が残留しない。したがって、多 孔性コアに樹脂を被覆した線材料を製造する場合に、その製造のときに、材料が 十分に硬化されないという問題点がある。

硬化工程の間、通常はポリエステル材料である樹脂材料は、スチレンガスを発生 する。このスチレンは、硬化工程中に発生する。硬化不足の線材料に関しては、 硬化工程に引き続いてなされる工程のために材料が加熱されたときに、スチレン が発生し続け、それにより、後続する工程に、潜在的な悪影響を与えるという問 題がある。このことは、特に、塗装工程が塗料硬化オーブンで線材料を加熱する 工程を含んでいるため、線材料が塗装される場合に、問題となる。オーブンで線 材料を加熱することにより、スチレンの泡が線材料の表面にあられれ、これらの 泡が、線状部材を、住居用の窓フレームなど目に見えるように使用する場合に不 適当なものとする表面欠損を作りだす。したがって、引抜成形された多孔性コア に樹脂を被覆した線材料を、製造工程中に完全に硬化させ、線状部材の温度を上 昇させる下流の工程が、スチレンや他の材料の望ましくないガスの発生が生じな いような方法を提供することが望まれている。

発明の開示 本発明においては、多孔性コアを有する線状部材の製造方法であって、所定の形 状の細長い多孔性コアを、圧力下で樹脂を噴射してコアを包む樹脂エンケーシン グダイと、樹脂に包まれた線状部材と一致し、これに接触する断面形状を有し、 樹脂の硬化を開始するのに十分な熱を線状部材に与える硬化ダイと、線状部材に 実質的に接触することなく樹脂の硬化を完了させるのに十分な温度に維持された 硬化チャンバとを介して供給する線状部材の製造方法が提供される。

本発明は、硬化ダイに続いて設けられ、線状部材に実質的に接触することなく、 線状部材を、樹脂の硬化が完了するのに十分な温度に維持する硬化チャンバによ り、引抜成形された多孔性コアの線状部材の不完全な硬化による問題を解決して いる。線状部材に実質的に接触しないという事実は、硬化チャンバが、線状部材 上に著しい不必要な抗力を与えて、線状部材の引張強さを超えるカが、線状部材 を破壊することがないことを意味している。

本発明のある実施態様においては、多孔性コアが、約３２０ｋｇ／ｍ”　（２０ Ｉｂｓ、／ｆｔ”　）より小さな密度を有している。好ましくは、多孔性コアは 、約９６ｋｇ／ｍ’　（６１ｂｓ、／ｆｔ’　）ないし約１９２ｋｇ／ｍ”　（ １２１ｂｓ、／Ｔｔ”　＞　（７）範囲の密度を有している。

本発明の他の好ましい実施態様においては、包まれた線状部材が、他の被覆工程 、好ましくは、塗装工程に付される。この工程は、包まれた線状部材を被覆した 後に、包まれた線状部材を、少なくとも６０’　Ｃ（１４０’　Ｆ）の温度に加 熱する工程を含んでいる。

本発明の他の好ましい実施態様においては、２０７ｋＰａ　（３０ｐｓｉ）より も低い圧力下で樹脂を噴射し、コアを包んでいる。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、硬化チャンバが、線状部材に対し て、２．　２７ｋｇ（５１ｂｓ、）よりも少ない抗力を与えている。硬化チャン バによって与えられる抗力は、０．　９１ｋｇ　（２１ｂｓ、）よりも少ないの が好ましい。抗力を最小限にした硬化チャンバを使用することにより、線状部材 が工場設備の周囲環境にまで冷却される以前に、硬化工程を完了させることがで きる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明を実行するために用いられる被覆装置および硬化装置を示す略 立面図である。

第２図は、硬化ダイの立面の２−２線における略断面図である。

第３図は、硬化チャンバの立面の３−３線における略断面図である。

第４図は、線状部材の塗装工程を示す略立面図である。

本発明を実施するための最善の実施例 第１図に示されるように、多孔性コア１０は、線状部材１４を形成するために、 引抜装置１２により、種々の被覆装置および硬化装置を通って引き抜かれる。引 抜装置は、本技術分野において通常知られているような、引抜工程で材料を引き 抜くためのどのような装置であってもよい。多孔性コアは、好ましくは、鉱物繊 維、最も好ましくは、尿素フェノールホルムアルデヒドの樹脂状の結合剤を含む グラスウールから構成されている。多孔性コアは、好ましくは、約３２０　ｋｇ ／ｍ’　（２０１ｂｓ、／Ｉｔ”　）より小さな密度を有し、より好ましくは、 約９６ｋｇ／ｍ’（８１ｂｓ、／ｆｔ”　）ないし約１９２ｋｇ／ｍ”　（１２ １ｂｓ、／ｆｔ”　）の範囲の密度を有している。最も好ましくは、グラスウー ルの多孔性コアは、はぼ１６０ｋｇ／ｍ”（ｌ　０ＩｂＳ、／ｆｔ″）の密度を 有している。

樹脂被覆工程は、通常、２段階の工程として実行されるのが好ましい。まず、下 塗り樹脂被覆が、多孔性コアの外周に被着される。多孔性コアに下塗り被覆を被 着させるために、下塗り樹脂供給部１８に接続された樹脂含浸ダイ１６を用いる ことができる。下塗り硬化オーブン２０は、下塗り樹脂を硬化させるために、直 列に配置されている。次いで、樹脂を含浸した多孔性コアは、樹脂被覆供給部２ ２および樹脂エンケーシングダイ（ｅｎｃａｓｉｎｇ　ｄｉｅ）　２４から構成 される装置を通過する。このように、まず、多孔性コアは、下塗り樹脂による処 理が施され、次いで、外側被覆樹脂による処理が施される。二重の樹脂を被着さ せるのではなく、単一の樹脂を被着させることによっても、本発明を使用可能で あることに留意すべきである。

硬化ダイ２６が、樹脂エンケーシングダイに引き続いて設けられている。第２図 に示されるように、硬化ダイは、樹脂に包まれた線状部材と一致し、これと接触 する断面形状を有している。硬化ダイは、本分野においては、良く知られている 。一般には、これら硬化ダイは、電気ヒータ３０などの加熱装置により加熱され る。本発明の代表的な用途において、硬化ダイは、樹脂が硬化を開始するのに十 分な熱を、線状部材に与える。一般に、ポリエステル樹脂の硬化開始温度は、ほ ぼｌｔｏａＣ　（２３０’　Ｆ）である。硬化ダイは、その中を通過する線状部 材と、密に接しているため、十分な量の抗力が、線状部材に加えられる。

第３図に示されるように、線状部材が硬化ダイを通過した後に、線状部材は、そ の温度が、硬化ダイの出口端での樹脂の温度以上の温度に、ほぼ維持された硬化 チャンバ３２を通過する。硬化チャンバにおいて線状部材に与えられる熱は、主 として、加熱空気の対流による熱伝導によるものである。加熱空気は、ヒータ３ ４など適当な加熱装置により供給され、ファン３６により伝えられる。硬化を完 了させるのに十分な温度に線状部材を維持するための他のあらゆる手段を使用可 能であることに留意すべきである。樹脂が完全に硬化し、或いは、樹脂の硬化が 十分に進み、線状部材が硬化チャンバから出た後、ただちに、工場の周囲環境に おいて硬化が完了するように、硬化チャンバは、十分に長く、かつ、十分に熱せ られていることが必要である。

線状部材上に必要以上の抗力が加えられるのを防止するため、線状部材は、硬化 チャンバ内では、支持ローラ３８など一連のローラにより支持される。支持ロー ラは、たとえあったとしても、ほんの僅かしか線状部材とは接触せず、抗力は、 実質的に増大してはいないことがわかるであろう。硬化チャンバ内で、線状部材 を支持するための他のあらゆる適当な手段を使用することができる。

第３図を参照すると、線状部材の略断面図には、領域の主たる部分が多孔性コア であり、僅かな部分のみが樹脂被覆４０であるごとが示されている。多孔性コア の部分の断面積は、線状部材の全断面積の少なくとも７５％であることが好まし い。最も好ましくは、線状部材の多孔性コアの部分は、線状部材の全断面積の少 なくとも８５％を占めている。樹脂コーティングの密度は、約８　０　０　ｋｇ ／ｍ”（５　０　１ｂｓ．　／　ｆｔ”　）より大きい。

通常の動作では、樹脂の温度は、樹脂が硬化ダイを通過している間に、約９３。

３°Ｃ（２００°Ｆ）の入口温度から、約１５４°Ｃ（３１０°Ｆ）の出口温度 まで上昇する。硬化チャンバ内の加熱ガスの温度は、１４８．９６Ｃ（３００。

Ｆ）ないし１６２．７８０Ｃ（３２５°Ｆ）の範囲に維持されることが好ましい 。

樹脂に包まれた多孔性コアの線状部材は、しばしば、線状部材を６０°Ｃ（１４ ０’Ｆ）程度の温度に加熱し、場合によっては、８２０Ｃ（１８０°Ｆ）以上の 温度に加熱することを含む付加的な処理を受ける。第４図に示されるように、線 状部材に対して引き続いてなされる工程は、塗装工程である。線状部材は、塗装 ダイ４２に供給され、引き続き、塗装オーブン４４を通過し、塗装された線状部 材４６が生成される。これら工程は、たとえば、グラスファイバーコアの窓用線 状部材を塗装する際に、従来からなされているものである。塗装オーブン内にあ る間に、線状部材の温度は、ほぼ９３．３’　Ｃ　（２００’　Ｆ）となる。塗 装オーブンを通過する線状部材が、その樹脂被覆に未硬化のポリエステル樹脂を 有している場合には、樹脂からスチレンガスが発生し、それにより、線状部材の 表面に、泡および他の表面欠損が生じる。しかしながら、本発明によれば、硬化 チャンバを通過する線状部材は、樹脂が完全に硬化しており、塗装工程など引き 続いてなされる工程中に、スチレンガスが発生することがない。

前述したように、本発明に種々の変更を加えることができることは明らかである 。しかしながら、そのような変更は、本発明の範囲に含まれるものである。

産業上の利用分野 本発明は、窓フレームやドアフレームなどの構造部材に適当な線状部材を製造す る際に有用である。

フロントページの続き （７２）発明者　スミス　ジョージ　アールアメリカ合衆国　ペンシルバニア州 １８２４９　シュガーローフ　リサ　レーン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．多孔性コアを有する線状部材の製造方法であって、所定の形状の細長い多孔 性コアを、 ２０７ｋＰａ（３０ｐｓｉ）より小さな圧力下で、硬化中にガスが発生するタイ プの樹脂を噴射してコアを包む樹脂エンケーシングダイに供給し、樹脂に包まれ た線状部材と一致し、これに接触する断面形状を有し、樹脂の硬化が開始される のに十分な熱を線状部材に与える硬化ダイに供給し、線状部材に実質的に接触す ることなく樹脂の硬化を完了させるのに十分な温度に維持された硬化チャンバに 供給することを特徴とする線状部材の製造方法。
2. ２．前記樹脂が、ポリエステル樹脂であり、前記樹脂を硬化することにより、前 記線状部材から、スチレンが発生することを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法。
3. ３．前記多孔性コアが、約３２０ｋｇ／ｍ３（２０ｌｂｓ．／ｆｔ２）より小さ な密度を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
4. ４．前記多孔性コアが、約９６ｋｇ／ｍ３（６ｌｂｓ．／ｆｔ２）ないし約１９ ２ｋｇ／ｍ３（１２ｌｂｓ．／ｆｔ２）の範囲の密度を有していることを特徴と する請求の範囲第３項に記載の方法。
5. ５．硬化チャンバの長さと、硬化ダイの長さとの比が、約１．５：１ないし約８ ：１の範囲内であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
6. ６．包まれた線状部材が、さらに被覆工程に付され、前記工程が、前記包まれた 線状部材を被覆した後に、包まれた線状部材を、少なくとも６０°Ｃ（１４０° Ｆ）の温度に加熱する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方 法。
7. ７．前記被覆工程が、塗装工程であり、前記塗装工程が、前記包まれた線状部材 を塗装した後に、前記包まれた線状部材を、少なくとも６０°Ｃ（１４０°Ｆ） の温度に加熱する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の方法。
8. ８．前記硬化チャンバが、前記線状部材に対して、０．９ｌｋｇ（２ｌｂｓ．） よりも少ない抗力を与えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。