JPH0822566B2 - 長尺複合成形体の製造方法 - Google Patents

長尺複合成形体の製造方法

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JPH0822566B2 JP1034553A JP3455389A JPH0822566B2 JP H0822566 B2 JPH0822566 B2 JP H0822566B2 JP 1034553 A JP1034553 A JP 1034553A JP 3455389 A JP3455389 A JP 3455389A JP H0822566 B2 JPH0822566 B2 JP H0822566B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱伸縮や剛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−
209560号公報には、ガラス繊維マットのような繊維マッ
トに不飽和ポリエステル樹脂やメラミン樹脂のような液
状の熱硬化性樹脂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金型に導入して
アクリル樹脂や塩化ビニル樹脂のような熱可塑性樹脂を
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。
(発明が解決しょうとする課題) ところが、かかる長尺複合成形体の製造方法にあって
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、繊維マット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、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。
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、熱伸縮による変形や剛性及び層間剥
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、次の三つの発
明からなる。
第一の発明は、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A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
入して上記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂B
を溶融押出被覆し一体化することを特徴とする。
第二の発明は、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Aを含浸させ、こ
れを加熱して少なくとも表面部の上記樹脂を溶融させて
芯材を形成し、この芯材を押出機のクロスヘッド金型に
導入して上記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂
Bを溶融押出被覆し一体化することを特徴とする。
第三の発明は、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Aを含浸させ、こ
れを加熱し上記樹脂を溶融させた後一対の押圧具で押圧
して芯材を形成し、この芯材を押出機のクロスヘッド金
型に導入して上記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性
樹脂Bを溶融押出被覆し一体化することを特徴とする。
以上の構成により、本発明の目的が達成される。
以下、本葉盟邦方を図面を参照しながら説明する。
第1図は第一の発明を説明するための概略図である。
第1図において、10は連続した多数の長繊維であって、
この長繊維10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長
手方向に多数条配設するのが好ましい。
ガラスロービングのような連続した多数の長繊維10
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21を備えた流動床20に導入される。長繊維10
は、通常、流動床20に導入される前か、或いは流動床20
の中で解繊具30により解繊される。
流動床20には、粉末状の熱可塑性樹脂Aが空気圧によ
り多孔質の底板21の上方に吹き上げられて浮遊状態に保
たれている。そして、流動床20に導入された多数の長繊
維10に、浮遊状態にある粉末状の熱可塑性樹脂Aが含浸
される。このようにして、多数の長繊維10に熱可塑性樹
脂Aが粉末状で含浸された芯材11が形成される。
熱可塑性樹脂A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、その粒子径は一般に10〜200μ
程度とされる。
長繊維10は、熱可塑性樹脂A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10が熱可塑性樹脂A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。
流動床20から引き出された芯材11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Bが、芯材
11の外面に被覆される。この際、芯材11の熱可塑性樹脂
A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B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12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13が製造される。
熱可塑性樹脂Bとしては、前記した熱可塑性樹脂Aと
同様な樹脂であって、熱可塑性樹脂A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13
が雨樋の場合は、両方の熱可塑性樹脂として耐候性のよ
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B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、芯材との線膨張係数の差
が小さくなるので好ましい。
第2図は第二の発明を説明するための概略図である。
第二の発明は、連続した多数の長繊維10を流動床20に導
入し解繊状態にて粉末状の熱可塑性樹脂Aを含浸させ、
これを例えば赤外線ヒーターを備えた加熱炉40で加熱し
て、少なくとも表面部の熱可塑性樹脂Aを溶融させて芯
材11′を形成するもので、ここが第一の発明と大きく異
なり、以後の工程は第1図とほぼ同様であるので説明を
省略する。
このように、少なくとも表面部の熱可塑性樹脂Aを溶
融させて芯材11′を形成すると、芯材11′を構成する多
数の長繊維10と熱可塑性樹脂Aとが分離せず、芯材11′
の取扱い作業性がよくクロスヘッド金型70への導入操作
が容易となる。
第3図は第三の発明を説明するための概略図である。
第三の発明は、連続した多数の長繊維10を流動床20に導
入し解繊状態にて粉末状の熱可塑性樹脂Aを含浸させ、
これを例えば赤外線ヒーターを備えた加熱炉40で加熱し
て、熱可塑性樹脂Aを溶融させた後一対のピンチロール
のような押圧具60で押圧して芯材11″を形成するもの
で、ここが第一の発明と大きく異なり、以後の工程は第
1図とほぼ同様であるので説明を省略する。
このように、熱可塑性樹脂Aを溶融させた後一対のピ
ンチロールのような押圧具60で押圧して芯材11″を形成
すると、芯材11″を構成する多数の長繊維10と熱可塑性
樹脂Aとが分離せず、芯材11″の取扱い作業性がよくク
ロスヘッド金型70への導入操作が容易となり、しかも溶
融した熱可塑性樹脂Aが内部に充分に含浸されるととも
に、厚みが均一に規制される。
なお、第2図及び第3図においては、加熱炉40を通過
した芯材11′及び押圧具60を通過した芯材11″をロール
フォーミングのようなフォーミング装置50により加熱軟
化させながら軒樋、波板、デッキ材などの所望の形状に
賦形した後に、クロスヘッド金型70へ導入している。し
かし、フォーミング装置50を使用することなく、第1図
に示すように、直ちにクロスヘッド金型70により賦形し
てもよい。また、ここで一旦芯材11′、11″を巻き取っ
た後、別工程で押出機のクロスヘッド金型70へ導入して
もよい。
(作用) 本発明方法において、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A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
型に導入すると、熱可塑性樹脂Aは、クロスヘッド金型
と熱とこの金型から溶融押出される熱可塑性樹脂B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Bの押出圧力により、熱可塑性樹脂Bは芯材に強く押
しつけられて完全に融着し一体化される。この際、芯材
中に存在するボイドは、樹脂が熱可塑性で変形し得るの
で押出圧力で潰され、その中の空気はクロスヘッド金型
の間隙から外へ散逸し、得られる複合成形体の内部にボ
イドが発生することが防止される。
(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1図に示す方法で、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)10を20
本用意し、これ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)Aを含浸させ、厚さ0.
5mm、幅300mm、ガラスロービング含有量30容量%の芯材
11を形成した。
引き続いて、この芯材11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B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13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13について、次の方法でボイドの
有無、熱伸縮性及び耐久性を評価した。その結果を第1
表に示す。
(1)ボイドの有無 軒樋複合成形体を切断し、その断面について、ボイド
の有無を電子顕微鏡で観察した。
(2)熱伸縮性 軒樋複合成形体を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
た、次式で繊膨張係数αを算出した。α=(L60−L20
/(40℃×L20)。
(3)耐久性 軒樋複合成形体を1mの長さに切断して試験片とし、こ
れを恒湿恒温室で−10〜70℃冷熱繰り返し試験を1000サ
イクル行った後、この試験片を切断し、その断面状態を
電子顕微鏡で観察した。
また、上記の試験前及び試験後の試験片を幅20mm、長
さ200mmに切断し、片面の被覆層の端部を剥離させT型
剥離強度を測定し、試験前の強度に体する試験後の強度
を接着保持率として示した。
実施例2 本実施例では、第2図に示す方法で、長尺の軒樋複合
成形体を製造した。
実施例1と同様にして得られた芯材11を加熱炉40に導
入して芯材表面部の樹脂Aを溶融させて、厚さ0.5mm、
幅300mm、ガラスロービング含有量30容量%の芯材11′
を形成した。引き続いて、この芯材11′を120℃熱風雰
囲気下でロールフオーミング装置50により、加熱軟化さ
せ角型の軒樋状12に賦形した。その直後に、これを押出
機のクロスヘッド金型70に導入し、以後実施例1と同様
にして厚さ1.5mmの長尺の軒樋複合成形体13を製造し
た。この時のライン速度は2m/分であった。
この軒樋複合成形体13について、ボイドの有無、熱伸
縮性及び耐久性を評価した。その結果を第1表に示す。
実施例3 本実施例では、第3図に示す方法で、長尺の軒樋複合
成形体を製造した。
実施例1と同様にして得られた芯材11を加熱炉40に導
入して芯材中の樹脂Aを完全に溶融させた後、170℃に
加熱された二組のピンチロール(間隙0.5mm)60、60で
押圧して芯材11″を形成したこと以外は、実施例2と同
様に行った。
得られた軒樋複合成形体13について、ボイドの有無、
熱伸縮性及び耐久性を評価した。その結果を第1表に示
す。
比較例1 長手方向に多数状配列させたガラスロービング(#44
00:日東紡製)20本を含浸槽に導入し、そこで硬化剤と
して過酸化ベンゾイル(パーキュア0:日本油脂製)を0.
5重量部及びパーヘキサ25Bを0.5重量部混合した不飽和
ポリエスエル樹脂液(#4000:日本ユピカ製)を含浸し
た後、100℃で加熱乾燥して半硬化のプリプレグ芯材を
形成したこと、及びこの芯材のガラスロービング含有量
を50容量%としたこと以外は、実施例1と同様に行っ
た。
得られた軒樋複合成形体について、ボイドの有無、熱
伸縮性及び耐久性を評価した。その結果を第1表に示
す。
比較例2 比較例1において、半硬化のプリプレグ芯材をロール
フオーミング装置により、加熱軟化させて角型の軒樋状
に賦形し、引き続いて加熱炉を通過させて完全に硬化さ
せて芯材を形成したこと、及びこの軒樋状の芯材の外面
に、塗布金型を備えたホットメルト塗布装置により、エ
チレン−酢酸ビニル共重合樹脂からなるホットメル接着
材(タケメルトXM223:武田薬品製)を170℃で50μの厚
さに塗布したこと以外は、比較例1と同様に行った。
得られた軒樋複合成形体について、ボイドの有無、熱
伸縮性及び耐久性を評価した。その結果を第1表に示
す。
(発明の効果) 上述の通り、本発明の長尺複合成形体の製造方法は、
従来の長繊維に熱可塑性樹脂液を含浸さて芯材を形成す
るものに比べ、複合成形体の内部のボイドの発生が防止
され、ボイドに起因する接着力の低下やクラックの発生
が防止される。それゆえ、本発明方法により得られる長
尺複合成形体は、熱伸縮による変形や剛性が改善される
とともに層間剥離が改善され、温度変化の厳しい環境で
長期に亘って使用しても、変形やひび割れや層間剥離が
起こらず、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3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。 10……長繊維、11、11′、11″……芯材、13……複合成
形体、20……流動床、30……解繊具、40……加熱炉、50
……フォーミング装置、60……一対の押圧具、70……押
出機のクロスヘッド金型、、80……サイジング装置、90
……引張機。A……粉末状の熱可塑性樹脂、B……被覆
された熱可塑性樹脂。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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A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
    て上記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂B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。
  2. 【請求項2】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Aを含浸させ、これを
    加熱して少なくとも表面部の上記樹脂を溶融させて芯材
    を形成し、この芯材を押出機のクロスヘッド金型に導入
    して上記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹脂B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。
  3. 【請求項3】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Aを含浸させ、これを
    加熱して上記樹脂を溶融させた後一対の押圧具で押圧し
    て芯材を形成し、この芯材を押出機のクロスヘッド金型
    に導入して上記樹脂を溶融させるとともに、熱可塑性樹
    脂B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。
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