JPH0777762B2 - 軽量の押出した構造的輪郭材の製造方法 - Google Patents

軽量の押出した構造的輪郭材の製造方法

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    • B29K2503/04—Inorganic materials

Description

【発明の詳細な説明】 技術的分野 本発明は軽量の押し出した構造的輪郭材の製造方法に関
し、更に詳細にいえば、たとえば窓およびドアの枠等の
制作のみならず床板、根太たるきおよびその他建物の部
品としても木材の代りに建築および建具産業に使用する
のに適した構造的輪郭部材の製造方法に関するものであ
る。
国際特許第W081/00588号の明細書には、コア入りの押し
出したプラスチックの構造的輪郭材かつ窓およびドアの
枠を製造する方法が記載され、この輪郭材ではコアの材
料は、たとえば、高品質のベニヤ板または塩化ポリビニ
ルの如きプラスチック材の被覆を設けた（たとえば、セ
メントで接合した切りはしまたはセメントで接合したガ
ラスファイバ）である他の適当な材料で良い。
そのような枠に対しては、コアの材料は高度の寸法およ
び形状安定性を有し、種々の天候条件において使用する
際に枠にかかる負荷に耐える適当な強度のものでなけれ
ばならない。更にまた、木材の代用品としてはコアの材
料はすぐれたねじ保持特性を有していることが望ましい
こともある。
英国特許第2,028,406B号の明細書には窓の枠等の製造に
使用するのに適した充填材としてケイ酸塩の中空の球を
含むメタクリル酸メチルの母材を充填した熱軟化プラス
チック材（特にPVC）の管状部材から成る押し出した建
設ストリップを製造する方法が記載されている。この特
許明細書に記載されているように、建設ストリップは母
材内に補強の目的でストリップの長さ方向に延びている
いくつかのフイラメント（特に、ガラスのロービング）
を組み込むことができる。ストリップを製造する際に、
中空の部材を形成するプラスチックのシースを第１の押
出し機により押し出し、その内部に（第２の押出し機に
より）ケイ酸塩の小球を組み入れたメタクリル酸メチル
のプラスチック母材をシースに充填し、その際に、母材
は中空のシースに、それがまた熱いうちに冷たい状態で
押し出される。母材の押出し中、シース内にガラスのロ
ービングを図示していない手段により引き入れる。スト
リップを可成り長いサイズイングブッシュを通して送給
する際に、母材がカールする。中空部材を満たすため母
材が自由に流れるようにするため、母材が比較的に高い
割合にして樹脂（メタクリル酸メチル）を含んでいなけ
ればならないことは明かである。
更にまた、国際特許第W082/03243号の明細書には、いき
分似た構造的輪郭材を製造する方法が記載されていて、
この方法では、十分に混合して一緒に固めた（ｉ）ケイ
酸塩の充填材と追加の鉱物充填材とを組み込んだ不飽和
ポリエステル樹脂から成るコアをダイス型を通して押し
出し（ii）プラスチック材のシースをコアのまわりに押
し出し、（iii）シースに入れたコアを熱により硬化さ
せてコアとシースとの間を架橋する。この方法に使用す
るに好ましいケイ酸塩充填材はこの特許明細書に記載し
た如く軽量で中空の微小球であり、プラスチックのシー
スにはアクリルの被覆が好ましい。
国際特許第W082/03243号の明細書に記載した方法によれ
ば、選択した充填材を非常に密に固めることができ、そ
の結果、樹脂の所要量を可成り減少することになる。し
かしながら、樹脂の量を更に減少することが望ましいこ
とがある。更にまた、そのような構造的輪郭材のコア用
の少くとも１次充填材として市販の充填材の依存度を少
くできる容易に製造できる物質を使用すると利点があ
る。
たとえば、ヨーロッパ特許第0096489（A1）号の明細書
には１つまたはそれ以上の層状鉱物から成る細胞構造の
硬い無機の気泡物質（以下の気泡層鉱物と呼称する）が
知られ記載されている。「層鉱物」という用語はバーミ
キュライト、カオリナイト、ボール粘土、陶土および耐
火粘土の如きカオリン含有粘土、モントモリロナイトお
よびセピロライトを含む。気泡鉱物を形成するのに層鉱
物の混合物を使用でき、また層鉱物の１種またはそれ以
上の種類と層鉱物以外の１種またはそれ以上の種類の物
質との混合物も使用できる。気泡鉱物が少くとも粘土を
大きい割合で含んでいる場合には（以下に気泡粘土と呼
称する）、気泡鉱物は強度と水安定性とを改善するため
焼結することができる。
そのような硬い気泡鉱物が絶縁用と基質を火から保護す
る用途も含む種々の用途に提案された。しばしば押出し
板またはスラブ台の形式に作られるが、気泡鉱物はまた
プリル（prills）として知られている粗い粒子状に押し
出した形態にしても生産され、このプリルは気泡鉱物の
短かい押し出したストランドから成る。そのような気泡
形態は容易に入手できる物質と比較的に簡単な機械とを
使用して生産できる。
発明の開示 そのような硬い気泡物質は押出し工程により粗い粒子の
形態にした気泡層鉱物から成り密に固め接合した粒状充
填材から成るコアを形成する軽量の押し出した構造的輪
郭材を製造する方法できわめて有効に有利に利用できる
と判った。
ばらの粗い粒状の気泡層鉱物（すなわち、液状樹脂とあ
らかじめ混合してない）が有効な方法で押出しダイス型
に導入できるようにする目的で開発された技術において
は、減圧（あるいは真空）によって充填材をダイス型に
引き入れ固める。この技術は軽量の押し出し構造的輪郭
材の構造に他の充填材と共に使用するのに一層広い用途
を有し、本発明はそのいくつかの面の１つにおいてばら
の粒状充填材に減圧によって押出しダイス型内で固めて
その固めた充填材をダイス型を通し進め接合してコアを
形成することが特徴である。
そのような減圧固め技術は充填材が比較的に粗い１次充
填材（たとえば、気泡層鉱物プリル）と比較的に微細な
自由に流れる追加の充填材（たとえば、中空のケイ酸塩
微小球）から成る場合に特に高い固め密度にでき、この
追加の充填材は先に固めた１次充填材のすき間を埋める
よう別に引き入れられる。
減圧するようにするため、ダイス型の壁にはその内部か
ら延びる空気通路を設けることができる。空気通路は減
圧に保持した１つまたはそれ以上の数のマニホルドにま
で延びることができ、空気（またはその他の気体）の流
れがダイス型に引き入れられ、従って、充填材はダイス
型に引き入れられる。適当なフィルタ装置が、充填材の
粒子がダイス型の壁の空気通路に入ったりそれを塞いだ
りするのを防止する。
ある製品に対しては、比重の高い方の充填材をコアの真
中でなくその外部に向けさせるようにすることが望まし
いことがある。このようにするには重い方の充填材を減
圧によりダイス型の壁に圧接させて固め次に（また減圧
により）軽い方の充填材をコアの中央に入れて固めるこ
とにより行える。
本発明でいう押出しとは（たとえば、押出しダイス型、
コアおよび押し出されている輪郭部材とは）輪郭材を成
形中それをダイス型を通して移動させるのに引張り力の
みをかける引張り押出し方法に広範囲に応用できるもの
と解釈する意図であることは明かななずである。
本発明に係る製造方法は英国特許第2,143,768号の明細
書に記載した方法に似ている引張り押出し工程を有利に
使用できる。すなわち、ガラスファイバーまたはそれに
似た物質を固めた充填材の外面と押出しダイス型の壁と
の間に封じ込めることができ、ロービングが輪郭材を押
し出す際に固めた充填材と共にダイス型を引っ張る。ガ
ラスファイバーのロービングをそのように使用すると押
出し方法を容易にし、ダイス型内の背圧を押さえその結
果装置の摩耗を一般に減少し過度の圧力による圧し潰し
による充填材の破損を極減する点において特に利点があ
る。ファイバーはコア用の完全な樹脂接合したシースを
形成することができる。もし必要ならば、これもまた英
国特許第2,143,768A号の明細書に記載した如く、ファイ
バーで被覆したコアの外側を適当な樹脂と顔料とのプラ
スチックで被覆できるが、このことは十分満足な外面を
有する仕上げた輪郭材を形成するのに不必要なこともあ
る。
１つの好ましい方法では、ばらの充填材を押出しダイス
型内で固めた後接合樹脂で固めた充填材（およびもし存
在すればそれを取巻くファイバーのシース）のすき間に
侵入させ、その後樹脂を硬化させる。接合樹脂を導入す
る際に少くとも充填材の表面を高温に保持することによ
り利点が得られる。
減圧で最初固めた後固めた充填材を押出しダイス型の収
斂部を通し進めて固めた充填材を更に強固に固めること
が好ましい。充填材を収斂部を通し進めている際に固め
た充填材に接合樹脂を導入することが好ましい。
別の面において、本発明は押出し工程において密に固め
接合した粒状充填材から成るコアを形成し、この充填材
が粗い粒状の気泡層鉱物から成ることを特徴とする軽量
の押し出した構造的輪郭材を製造する方法を特徴とす
る。
粗い粒状の気泡層鉱物は短かい押し出したストランド
（プリル）の形態であるのが好ましい。それより細かい
粗粒子の形態の追加の充填材を導入でき、この追加の充
填材は（全部ではないにしても主として）中空の微細球
の形状のケイ酸塩充填材から成る。
気泡層鉱物の密度と強さとは広範囲にわたり変化できる
が容易に制御できる。本発明によりこの層鉱物を適当に
慎重に選択した２次充填材と併用することにより製造さ
れる構造的輪郭部材の特性をそれに応じて多様に決める
ことができる。
図面の簡単な説明 第１図は押し出した輪郭材を引っ張り押し出す装置の固
め部分を示す略図、第２図の第１図のII−II線に沿い切
断して示した装置の断面略図、第３図は装置全体の略図
である。
以下に添付図面を参照して軽量の押し出された構造的輪
郭材を製造する方法をその種々の面を例示して以下に詳
細に説明する。
樹脂で接合した補強ファイバーのシース内に密に固め樹
脂で接合した粒状充填材のコアを有している軽量の押し
出した構造的輪郭材を製造する際に、ガラスのロービン
グ12の形態の連続的に供給する補強ファイバーで内張り
した押出しダイス型10にはロービングがダイス型を通し
連続的に引かれる間に（第１図の矢印Ｅの方向に）導管
14から成る送給手段からのばらの粒状充填材を一端から
詰められる。そのような引張り押出し工程においてファ
イバーのシースに入れたコアを有する押し出した輪郭材
を製造する更に別の例は英国特許第2,143,768号の明細
書を参照すること。
導管14の鼻部16がダイス型10の入口部分18内に収容さ
れ、この鼻部は、ダイス型の空所20を形成する壁面にガ
ラスのロービング12を導入しまたその導入を制御できる
ようにする適当な間隙（鼻部の全周）を形成するために
ダイス型の内部横断面に似た形状にしてある。ガラスの
ロービングは供給ドラム21（第３図）から連続した長さ
で供給されダイスの空所20をその壁面全体にわたりほぼ
均一に内張りするようにされる。
ダイス型10の壁24に設けた微細な半径方向の孔22から成
るほぼ環状に並べた空気通路がダイス型の空所20を低圧
マニホルド26の内部に接続している。マニホルド26は真
空ポンプ27に接続され、従って、空気がマニホルドから
引き出されてダイス型の空所内の空気圧を減少する。こ
の手段により、送給手段から導管14を経てダイス型の空
所20に供給された粒状充填材は空所20の固め領域28に減
圧により引き入れられこの領域においてガラスのロービ
ング12のシース内で固められる。ロービングのシース自
体はある程度充填材の粒子が空気通路22に入るすなわち
それを塞ぐのを防止するフイルタとして作用するが充填
材の微粒子が通過するのを防止するた追加のフイルタ手
段（図示せず）を設けることもできる。
第１図および第２図に示した構造では、樹脂送給手段の
樹脂送給管30が導管14とダイス型空所20とを貫通して固
め領域28のほぼ限界にまで延びている（すなわち、この
管はダイス型の孔22を設けた部分の限界からこの部分を
ほんの僅か越えて延びている）。あるいはまた、第３図
に示した如く、樹脂はダイス型の壁を貫通している送給
管31を通してダイス型の空所20のまわりに環状に延びて
ダイス型の壁に設けた送給溝33にまで導くことができ
る。
作業の開始時に、プラグ32を固め領域28をすぐ越えた個
所でダイス型空所20を塞ぐよう位置決めする。プラグ32
はガラスのロービング12を収容しダイス型の壁の内面に
圧接させるに適した間隙を形成する領域におけるダイス
型の内部横断面に似た形状にしてある。プラグは事実コ
アの擬似部分を形成し、この部分はそれを取巻くロービ
ングのシースと共働してダイス型が充填材を当初減圧で
固めるのを阻止する。充填材を固め領域28内に減圧で固
めると、プラグ32を通常の押出し速度で引き出す（前方
向に）ことにより輪郭材の連続的形成を開始できる。プ
ラグ32は収斂ダイス型を通し引き出せるよう圧縮可能な
気泡材で作られている。プラグ32は後になって輪郭材を
ダイス型を通しそれから引き出すと同様な方法でダイス
型から引き出す、すなわち、プラグとコアとに保持され
たガラスのロービングに押出し方向に引っ張り力をかけ
ることにより引き出す（前記英国特許第2,143,768号の
明細書に記載したと同様な方法で）。液状樹脂を送給管
30または31を通して送給して固めた充填とガラスのロー
ビング12とに侵入させ、その後樹脂を硬化させてシース
に入れ樹脂で接合した充填材の所定断面の押出し体を作
る。
固め領域28の多少後方にはダイス型10内に圧縮領域34が
あり、この領域ではダイ型の壁の収斂部がコアがダイス
型の最終成形領域36に進むとコアを圧縮し更に固める。
特に第３図を参照すると、粒状充填材を押出しダイス型
10に供給する送給手段は送給導管14内に延びている２つ
の送給シュート38、40から成る。各シュートには弁が設
けてあり充填材の測定した部分が所望に応じて導管14に
供給されるようにしてある。減圧又は真空ポンプ27が作
用すると空気流を導管14を通し引き、導管14の入口部分
内の加熱手段42がもし所望ならば空気と加熱できるよう
にする。樹脂は供給ポンプ44により樹脂送給管30から31
に供給される。樹脂の供給は送給管内の圧力を監視する
ことにより制御できる。引張り押出し技術において良く
知られた輪郭材引出し手段46がガラスのローピング12
（および輪郭コア）を押出しダイス型10を通し引く。
粒状充填材は一次充填材として粗い粒状の形態の気泡層
鉱物から成る。適当な気泡粘土プリル（短かい押し出し
たストランド）は「気泡無機物」としてイムペリアル・
ケミカル・インダストリービピーエルシーが英国で普及
している如きものである。プリルは、たとえば、平均約
5mmの押出し長さと約2mmの直径とを有しその比重は0.1
ないし0.6の広い範囲内（選択）であり、樹脂で接合し
た製品中の充填材の割合は、たとえば、（重量にして）
25％〜80％である（これもまた使用した樹脂の種類如何
による）。
粒状気泡層鉱物のみで充填材を形成できるが、一般には
適当な２次充填材を組み込むことができる。この追加の
充填材は比較的に微細な充填材でなければならず、減圧
固め技術により有効に組み込むために、追加の充填材は
自由に流れる物質でなければならない。好ましい２次充
填材は（少くとも主成分として）中空の小球の形状のけ
い酸塩物質から成り、そのような物質は充填材として広
く知られ発電所の廃棄物から回収したか「気泡ガラス」
として製造される市販のものである。
切断したガラスストランドもまた更に粘土と中空のケイ
酸塩充填材とに導入できる。
減圧固め技術（前記した）を使用することにより、１次
および２次充填材を押出しダイス型に別々に測定した量
で導入する。１次充填材（プリル）を供給するのに第１
の送給シュート38を使用しまた２次充填材（微小球）を
供給するのに第２の送給シュート40を使用し、２種の充
填材の測定した量は交互に供給する。従って、１次充填
材の一部分を先づ第１の送給シュート38から放出しこの
充填材を減圧により押出しダイス型の固め領域に引き入
れる。次に、２次充填材の一部分を第２の送給シュート
40から放出し、固め領域28と１次充填材の固めた部分の
すき間とに引き入れる。１次充填材の次の測定した部分
を第１の送給シュート38から適当な時点に放出でき、ガ
ラスのロービング12を輪郭材引き手段46によりダイス型
10を通し連続的に引くことにより押出しを連続的に行う
ことを念頭に入れるべきである。
コア材を次にダイス型10の圧縮領域34を通し進めている
際に、当初減圧で固めた１次および２次充填材を固め
る。樹脂送給部を第３図に示した如き配置にして、接合
樹脂をダイス型10の圧縮領域の終端の僅か手段に送給管
31を通く導く。この樹脂は（第１図と第２図とに示した
管30から固めた充填材の中心に導くか管31から充填材の
周囲に導いても）毛管吸引と材料がダイス型の通り移動
する際における増大する圧力の作用とにより固めた充填
材の残りのすき間（およびガラスファイバーのロービン
グ12）に侵入する。使用して成功した非発泡フエノール
樹脂系は商標Cellobond J25/425LとRhencat10とで英国
のビー・ピー・ケミカルズが販売しているそれぞれ樹脂
と触媒とである。典型的には、触媒を約５％入れた樹脂
系を使用する際には加熱手段42を利用しその結果樹脂
（すなわち、樹脂と触媒との混合物を導入すると約70℃
の表面温度を有する気泡粘土充填材となり、押出ダイス
型10自体はその入口端における約90℃以下から出口端に
向けて約130℃までの温度範囲である。
仕上げた輪郭材では、成分の比率（体積）は以下の範囲
内である。すなわち、 気泡層鉱物プリル（１次充填材） 50−60 ％ 中空のケイ酸塩充填材（追加の充填材） 28−32.5％ 樹脂 12−17.5％ 仕上げたシースの厚味は典型的には0.5ないし0.75mmで
良い。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】密に固められ接合される粒状充填材から成
    るコアをダイス型を通して形成するようにした軽量の構
    造的輪郭材を製造する方法であって、ばらの粒状充填材
    を減圧されたダイス型内で固め、該固めた充填材を該ダ
    イス型を通して引張り、前記固められた充填材がダイス
    型を通る際、該固めた充填材を接合樹脂によって接合し
    てコアを形成することを特徴とする構造的輪郭材の製造
    方法。
  2. 【請求項２】接合樹脂を充填材が固められた後、該固め
    られた充填材に浸透するように導入する請求の範囲第１
    項記載の製造方法。
  3. 【請求項３】充填材が高い表面温度を有するときに樹脂
    を固められた充填材の中に導入する請求の範囲第２項記
    載の製造方法。
  4. 【請求項４】充填材を減圧により初期に固めた後、該固
    められた充填材をダイス型の収斂部分を通して進めて充
    填材を更に固める特許の範囲第１項、第２項又は第３項
    記載の製造方法。
  5. 【請求項５】接合樹脂を、固めた充填材がダイス型の収
    斂部分を通して進められている間に固めた充填材に浸透
    するように導入し、その後、樹脂を硬化せしめる請求の
    範囲第４項記載の製造方法。
  6. 【請求項６】減圧によって主および追加の充填材をダイ
    ス型の中に連続して導入し、追加の充填材が固めた主充
    填材のすき間の中に導入される比較的細かい自由に流れ
    る充填材である請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
    に記載の製造方法。
  7. 【請求項７】充填材が粗い粒状形態の鉱物泡層から成る
    請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の製造方
    法。
  8. 【請求項８】主充填材が粗い粒状形態の鉱物泡層から成
    り、追加の充填材が中空の小球の形態のシリケイト充填
    材から成る請求の範囲第６項記載の製造方法。
  9. 【請求項９】充填材をダイス型内の補給ファイバのシー
    ス内で固め、シースと固めた充填材とが共にダイス型を
    通して引張られる請求の範囲第１項乃至第８項のいずれ
    かに記載の製造方法。
  10. 【請求項１０】補強ファイバがガラスから成る請求の範
    囲第９項記載の製造方法。
  11. 【請求項１１】接合樹脂がファイバのシースも浸透する
    請求の範囲第９項および第10項のいずれかに記載の製造
    方法。
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