JPH1170560A - Extrusion molding method for specifically orienting fibrous reinforcing material, and molded product - Google Patents
Extrusion molding method for specifically orienting fibrous reinforcing material, and molded productInfo
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- JPH1170560A JPH1170560A JP10055175A JP5517598A JPH1170560A JP H1170560 A JPH1170560 A JP H1170560A JP 10055175 A JP10055175 A JP 10055175A JP 5517598 A JP5517598 A JP 5517598A JP H1170560 A JPH1170560 A JP H1170560A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、押出方向に対して
直交方向(以下「幅方向」と言うことがある。)にも大
きな荷重のかかる条件で使用される押出成形品を得る成
形方法およびそれから得られる成形品に関するものであ
る。具体的には、アルミサッシ用断熱スペーサ等、押出
成形品の幅方向に両端を固定して使用される用途に活用
できる。また、この方法を応用して、繊維状強化材を周
方向に配向させてパイプ等の耐荷重強度を向上すること
もできる。The present invention relates to a molding method for obtaining an extruded product used under a condition where a large load is applied also in a direction perpendicular to the extrusion direction (hereinafter sometimes referred to as a "width direction"). It relates to molded articles obtained therefrom. Specifically, it can be used for applications where both ends are fixed in the width direction of an extruded product, such as a heat insulating spacer for an aluminum sash. Further, by applying this method, the load bearing strength of a pipe or the like can be improved by orienting the fibrous reinforcing material in the circumferential direction.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリアミド樹脂製の窓断熱用異形材であ
る断熱スペーサおよびその生産方法については、1984年
発行の Kunststoffe 74-7 p402〜404 に Fensterisolie
rprofile aus Polyamid として紹介されている。ところ
で、窓は、ビルや家屋の断熱性を弱める部分である。そ
のため、1970年代から、西ドイツ断熱規格やDINなど
の法的規制により、ヨーロッパ特に緯度の高い地方を中
心に、断熱性の劣るアルミ単独で構成されるサッシに代
わり、アルミサッシ部材と上記の断熱スペーサとを一体
にした断熱サッシが使用されてきた。この断熱サッシに
おいては、その幅方向に、アルミサッシ部材で断熱スペ
ーサが挟み込まれているために、従来のサッシにおけ
る、熱伝導率の高いアルミサッシ部分を通しての熱の直
接の出入りが防止される。この断熱サッシを用いた窓
は、二重窓より薄くでき、ペアガラスより断熱効果が高
くなる。2. Description of the Related Art A heat insulating spacer, which is a shaped material for heat insulating windows made of a polyamide resin, and a method for producing the same are described in Kunststoffe 74-7, p.
Introduced as rprofile aus Polyamid. By the way, windows are parts that weaken the thermal insulation of buildings and houses. Therefore, from the 1970s, due to legal regulations such as the West German Insulation Standard and DIN, sashes consisting of aluminum with poor insulation properties were replaced by aluminum sash members and the above-mentioned heat-insulating spacers, especially in Europe, especially in regions with high latitudes. Insulating sashes that integrate the above have been used. In this heat insulating sash, since the heat insulating spacer is sandwiched between the aluminum sash members in the width direction, direct heat flow through the aluminum sash having a high thermal conductivity in the conventional sash is prevented. A window using this heat insulating sash can be made thinner than a double window and has a higher heat insulating effect than double glass.
【0003】日本国内でも、特に緯度の高い地方を中心
に以前から二重窓が使用されてきたが、近年遮音性や暖
房効率を上げた気密性の高い家屋が増えるに従って、上
記の断熱サッシが多用されるようになった。[0003] In Japan, double glazing has been used for a long time, especially in regions with high latitudes. However, in recent years, as the number of houses with high airtightness that has improved sound insulation and heating efficiency has increased, the above-mentioned insulating sash has become increasingly popular. Became heavily used.
【0004】ところで、従来のサッシ形状は一般家屋
用、ビル用とも単純な形状が主流であった。しかし、出
窓用サッシ、あるいは、雨戸用ガイド、多重カーテンレ
ールなどが一体に成形されたサッシのように、複雑な形
状のサッシが近年使用されるようになってきた。その結
果、断熱サッシを構成する断熱スペーサの幅方向両端に
かかる荷重が大きくなってきた。特に、省エネルギーの
観点からビル用の需要も期待される中で、外側に大きく
荷重がかかる大型のビル用断熱サッシの断熱スペーサに
は、より大きな幅方向の強度が要求されるようになっ
た。By the way, the conventional sash shape is mainly simple for general houses and buildings. However, sashes with complicated shapes, such as sashes for bay windows or sashes in which a shutter guide, multiple curtain rails and the like are integrally formed, have been used in recent years. As a result, the load applied to both ends in the width direction of the heat insulating spacer constituting the heat insulating sash has increased. In particular, while demand for buildings is also expected from the viewpoint of energy saving, a larger width of the heat insulating spacer of a large heat insulating sash for a building, which is heavily loaded on the outside, has been required.
【0005】しかしながら、現在のスペーサ部品は、ほ
とんどが押出成形によって得られているため、幅方向の
剛性や強度は小さく、幅方向に大きな荷重が加わる大形
状のサッシには使用できない。前出の文献にも6m長さ
の窓枠部分が大きくたわまないことが一つの条件として
記載されているが、これは、押出方向の剛性について述
べていると理解できる。実際、押出方向に高い剛性と強
度が要求される大型サッシでは、ガラス繊維を組成全体
の25重量%以上添加した強化熱可塑性樹脂組成物が使
用されている。ところで、ガラス繊維等の強化材を使用
した場合、樹脂組成物の押出方向と直交方向の強度や剛
性の差は一般に大きく、極端な場合、直交方向の剛性は
同一材料の非強化品の場合の直交方向の剛性とほぼ同一
で、強化材の効果はない状態となる。However, since most of the current spacer parts are obtained by extrusion molding, the rigidity and strength in the width direction are small and cannot be used for large-sized sashes to which a large load is applied in the width direction. In the above-mentioned document, one condition that the window frame portion having a length of 6 m is not largely bent is described. However, this can be understood as describing the rigidity in the extrusion direction. In fact, in a large sash that requires high rigidity and strength in the extrusion direction, a reinforced thermoplastic resin composition containing glass fibers added in an amount of 25% by weight or more of the entire composition is used. By the way, when a reinforcing material such as glass fiber is used, the difference between the strength and rigidity in the extrusion direction and the orthogonal direction of the resin composition is generally large, and in extreme cases, the rigidity in the orthogonal direction is the same as in the case of a non-reinforced product of the same material. The rigidity in the orthogonal direction is almost the same, and there is no effect of the reinforcing material.
【0006】この解決策として、ガラス繊維等の強化材
を樹脂組成物の押出方向に対し直交方向に配向させるこ
とで、直交方向の強度や剛性を高くする試みが行われて
いる。たとえば、断熱スペ−サの成形においては、横方
向からの連続射出成形方式が検討されたが、成形末端に
節ができること、生産性が極めて悪いことからあまり使
用されなかった。最近の技術としては、イギリス特許8
9−00434に記載され、プラスチックエージ199
1年3月号に紹介されたSCOREXシステムがある。
これは、ガラス繊維等を含む樹脂をダイ内で押出方向と
直交方向に交互に押出す方法で、樹脂内のガラス繊維等
を押出方向に対し直交方向にも強く配向させることがで
きる。しかし、ピストン機構を用いて樹脂を押出すため
に、樹脂の流入が間欠的になり、断熱スペーサのような
異形押出品の場合には均一性が損なわれる恐れがある
上、生産速度が上げられないこと、生産設備が高額にな
る可能性があり、経済性が損なわれる等の欠点を有して
いる。As a solution, attempts have been made to increase the strength and rigidity in the orthogonal direction by orienting a reinforcing material such as glass fiber in the direction orthogonal to the extrusion direction of the resin composition. For example, in molding a heat insulating spacer, a continuous injection molding method from the lateral direction has been studied, but it has not been used much because a knot is formed at a molding end and productivity is extremely poor. Recent technologies include British Patent 8
No. 9-00434, Plastic Age 199
There is the SCOREX system introduced in the March 2013 issue.
This is a method in which a resin containing glass fibers or the like is alternately extruded in a die in a direction perpendicular to the extrusion direction, and the glass fibers or the like in the resin can be strongly oriented in a direction perpendicular to the extrusion direction. However, because the resin is extruded using the piston mechanism, the inflow of the resin is intermittent, and in the case of a profile extruded product such as a heat insulating spacer, uniformity may be impaired, and the production speed is increased. There is a drawback that there is no such thing, production equipment may be expensive, and economic efficiency is impaired.
【0007】また、ガラス繊維強化した熱可塑性樹脂組
成物を成形する際に、組成物を狭い所から広い所に流す
と、流れ出た所から遠くになるほど樹脂組成物の流れが
遅くなるために、内部のガラス繊維は押出方向と直交方
向に向くことが平井恒夫等により、「材料」、34、2
56(1985)に示され、実際の成形品内部でも確認
されている。しかし、ここで得られた直交配向は、その
後の成形品の形状を決める際に金型との壁面で流れが拘
束されるために、また押出方向に戻ってしまう。また、
樹脂組成物を狭いところから広い所に流した時には、流
れの速度が遅くなるために、壁面付近の圧力が充分確保
できず、成形品の形状や寸法が損なわれる傾向にある。Further, when molding a glass fiber reinforced thermoplastic resin composition, if the composition is allowed to flow from a narrow location to a wide location, the flow of the resin composition becomes slower as the location becomes farther from the location where the resin flowed out. an internal glass fibers Tsuneo Hirai be oriented in the direction perpendicular to the extrusion direction, etc., "material", 34, 2
56 (1985), and confirmed inside the actual molded article. However, the orthogonal orientation obtained here returns to the extrusion direction again because the flow is restricted by the wall surface with the mold when determining the shape of the molded article thereafter. Also,
When the resin composition is flowed from a narrow place to a wide place, the flow speed becomes slow, so that the pressure near the wall surface cannot be sufficiently secured, and the shape and dimensions of the molded article tend to be impaired.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱可塑性樹
脂と繊維状強化材との組成物を押出成形する際に、従来
技術が遭遇した諸問題を解消する方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method which overcomes the problems encountered in the prior art when extruding a composition of a thermoplastic resin and a fibrous reinforcement.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、熱可塑
性樹脂及び繊維状強化材からなる組成物を、成形ダイつ
いでサイジングダイを通して押出成形して成形品を製造
する方法において、上記成形ダイがダイ出口開口部に向
かって広がった形状の拡散ダイであり、かつ、拡散ダイ
から押出された溶融樹脂を急速に冷却固定化させること
を特徴とする成形品の押出成形方法及びそれから得られ
る成形品に関するものである。That is, the present invention relates to a method for producing a molded article by extruding a composition comprising a thermoplastic resin and a fibrous reinforcing material through a molding die and then through a sizing die. Is a diffusion die having a shape spreading toward the die outlet opening, and a method for extrusion-molding a molded article characterized by rapidly cooling and fixing the molten resin extruded from the diffusion die, and molding obtained therefrom. It is about goods.
【0010】[0010]
【発明の実施の態様】以下に、本発明を詳細に説明す
る。本発明で使用できる熱可塑性樹脂の例としては、ポ
リスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、
1、2−ポリブタジエン系樹脂、塩ビ系樹脂、フッ素系
樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、ポリフェニレンサル
ファイド系樹脂が挙げられる。これらの中でも、ポリオ
レフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹
脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂が好ましく使用
され、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポ
リアミド系樹脂が更に好ましく使用され、ポリアミド系
樹脂が特に好ましく使用される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. Examples of the thermoplastic resin that can be used in the present invention, polystyrene resin, polyolefin resin, polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin,
Examples thereof include 1,2-polybutadiene-based resin, vinyl chloride-based resin, fluorine-based resin, polyoxymethylene-based resin, and polyphenylene sulfide-based resin. Among these, polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, polyphenylene sulfide resins are preferably used, polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins are more preferably used, and polyamide resins are particularly preferably used. You.
【0011】ポリオレフィン系樹脂の例としては、ポリ
エチレン、ポリプロピレンやこれらの共重合体が挙げら
れる。Examples of the polyolefin-based resin include polyethylene, polypropylene and copolymers thereof.
【0012】ポリエステル系樹脂の例としては、ポリエ
チレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートが
挙げられる。Examples of polyester resins include polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.
【0013】ポリフェニレンサルファイド系樹脂の例と
しては、ポリフェニレンサルファイドが挙げられる。Examples of the polyphenylene sulfide resin include polyphenylene sulfide.
【0014】ポリアミド系樹脂の例としては、ポリカプ
ロラクタム、ポリラウロラクタムなどのラクタム重合
物、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン
酸、12−アミノドデカン酸などのアミノカルボン酸重
縮合物、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメ
チレンドデカミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミ
ドなどのアルキレンジアミンとジカルボン酸の重縮合
物、ヘキサメチレンアジパミド/ヘキサメチレンテレフ
タラミドの共重合体、ヘキサメチレンアジパミド/ヘキ
サメチレンイソフタラミドの共重合体などの半芳香族ポ
リアミドなどが挙げられるが、特に制限されるものでは
ない。しかし、金属部分との組み合わせ後、焼き付け塗
装するなどの加熱処理がある場合には、ポリヘキサメチ
レンアジパミド等の250℃以上の融点を持つものが好
ましい。また、充分な成形性を維持するためには、適度
に遅い固化挙動が好ましく、ポリヘキサメチレンアジパ
ミドよりポリカプロラクタムのほうが好適である。更
に、表面の平滑性などの機能を付与する場合には、複数
のポリアミド成分を共重合したものを使用するのが望ま
しい。Examples of polyamide resins include lactam polymers such as polycaprolactam and polylaurolactam; aminocarboxylic acid polycondensates such as 6-aminocaproic acid, 11-aminoundecanoic acid and 12-aminododecanoic acid; Polycondensates of alkylenediamines and dicarboxylic acids such as methylene adipamide, polyhexamethylene dodecamide, polyhexamethylene terephthalamide, copolymers of hexamethylene adipamide / hexamethylene terephthalamide, hexamethylene adipamide / Examples thereof include semi-aromatic polyamides such as a copolymer of hexamethylene isophthalamide, but are not particularly limited. However, if there is a heat treatment such as baking after the combination with the metal portion, a material having a melting point of 250 ° C. or more, such as polyhexamethylene adipamide, is preferable. In order to maintain sufficient moldability, an appropriately slow solidification behavior is preferable, and polycaprolactam is more preferable than polyhexamethylene adipamide. Furthermore, when imparting a function such as surface smoothness, it is desirable to use a copolymer of a plurality of polyamide components.
【0015】本発明で使用される繊維状強化材として
は、ガラス繊維、ボロン繊維、金属繊維、ワラストナイ
ト、カーボンファイバー、チタン酸カリウムウィスカ
ー、繊維状塩基性硫酸マグネシウム、ゾノトライトなど
1を超えるアスペクト比を持ったものであれば全て同様
の効果が期待できるが、ガラス繊維が最も好ましい。繊
維状強化材の添加量は、組成物の15重量%以上である
ことが好ましい。添加量の上限値は、特に制限されるも
のではないが、実質的には組成物の45重量%以下が好
ましい。より好ましい添加量は、15〜40重量%であ
る。添加量が15重量%未満では、満足すべき直交方向
の力学的強度が得られにくくなる傾向があり、また、4
5重量%より多い添加量では、充分な直交方向の強度は
維持できるが、表面状態が悪くなる傾向があるので好ま
しくない。強化材の添加方法については通常行われてい
る方法で充分であり、特に限定するものではない。しか
しながら、溶融した熱可塑性樹脂に繊維状強化材を混入
してその切断を最小限に抑えることが、押出方向と直交
方向の成形品強度を高めるために好ましい。[0015] The fibrous reinforcing material used in the present invention includes glass fibers, boron fibers, metal fibers, wollastonite, carbon fibers, potassium titanate whiskers, fibrous basic magnesium sulfate, zonotrite, etc. The same effect can be expected as long as it has a ratio, but glass fiber is most preferable. The amount of the fibrous reinforcement added is preferably 15% by weight or more of the composition. The upper limit of the amount added is not particularly limited, but is preferably substantially 45% by weight or less of the composition. A more preferred addition amount is 15 to 40% by weight. When the amount is less than 15% by weight, satisfactory mechanical strength in the orthogonal direction tends to be hardly obtained.
If the amount is more than 5% by weight, sufficient strength in the orthogonal direction can be maintained, but the surface state tends to deteriorate, which is not preferable. The method of adding the reinforcing material is usually a sufficient method and is not particularly limited. However, it is preferable to mix the fibrous reinforcing material into the melted thermoplastic resin to minimize the cutting thereof in order to increase the strength of the molded product in the direction perpendicular to the extrusion direction.
【0016】本発明の押出成形法を、図1に示す一実施
態様に基づいて説明する。熱可塑性樹脂と繊維状強化材
との組成物が押出機1で溶融混練され、ついで拡散ダイ
2を通して押し出される。溶融押出物は、冷却水層3内
に設置されたサイジングダイ4で、その形状が修正され
ると共に、冷却水で急速に冷却されて固化する。固化し
た成形品は二対の引取りロール5で引き取られ、図示し
ない、切断他の後加工工程に供される。The extrusion molding method of the present invention will be described based on one embodiment shown in FIG. A composition of a thermoplastic resin and a fibrous reinforcing material is melt-kneaded in an extruder 1 and then extruded through a diffusion die 2. The shape of the molten extrudate is corrected by a sizing die 4 installed in the cooling water layer 3, and the molten extrudate is rapidly cooled by the cooling water and solidified. The solidified molded product is taken up by two pairs of take-up rolls 5 and is subjected to cutting and other post-processing steps (not shown).
【0017】本発明で使用する拡散ダイの一例を図2及
び図3に示す。図2は拡散ダイの正面図であり、図3は
図2のA−A’線断面図である。拡散ダイ2には樹脂通
路6及び樹脂通路6から拡散ダイ2の開口部7に向かっ
て広がった樹脂通路8が形成されている。図3において
θで示される、樹脂通路6に対する樹脂通路8の広がり
角度が拡散ダイの角度として規定される。拡散ダイの角
度θは、大きいほど繊維状強化材の直交配向には好まし
い。拡散ダイの角度θは一般には60度以上から180
度未満であり、溶融組成物の形状保持のためには、90
±10度が最も好ましい。拡散ダイの角度θが60度よ
り小さいと、繊維状強化材の十分な配向が得られにくく
なる。また、拡散ダイの角度θを180度以上にしても
樹脂の流れを考えると実質的に意味がない。An example of a diffusion die used in the present invention is shown in FIGS. FIG. 2 is a front view of the diffusion die, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. A resin passage 6 and a resin passage 8 extending from the resin passage 6 toward the opening 7 of the diffusion die 2 are formed in the diffusion die 2. The spread angle of the resin passage 8 with respect to the resin passage 6 as indicated by θ in FIG. 3 is defined as the angle of the diffusion die. The larger the angle θ of the diffusion die, the better the orthogonal orientation of the fibrous reinforcement. The angle θ of the diffusion die is generally from 60 degrees or more to 180 degrees.
Degrees, and for maintaining the shape of the molten composition, 90
± 10 degrees is most preferred. If the angle θ of the diffusion die is smaller than 60 degrees, it is difficult to obtain a sufficient orientation of the fibrous reinforcing material. Further, even if the angle θ of the diffusion die is set to 180 ° or more, it is practically meaningless considering the flow of the resin.
【0018】サイジングダイ4で形状が修正された溶融
押出物を急速に冷却固化する方法については特別の制限
はない。しかし、拡散ダイ2より出た樹脂中の繊維状強
化材の配向をそのままに保つには、素早く樹脂を固化す
る方が好ましく、冷却効率の優れたものが望ましい。通
水冷却方式の金属ダイを用いることができるが、図1に
示されるような、短いサイジングダイ4の後、水槽3で
冷却する、接触表面が頻繁に更新される水槽冷却形式の
方が好ましい。また、この理由から冷却水温度はできる
限り低いほうが効果的であり、一般的には80℃以下、
好ましくは60℃以下、更に好ましくは25℃以下、特
に好ましくは10℃以下である。There is no particular limitation on the method of rapidly cooling and solidifying the molten extrudate whose shape has been modified by the sizing die 4. However, in order to keep the orientation of the fibrous reinforcing material in the resin coming out of the diffusion die 2, it is preferable to solidify the resin quickly, and it is desirable that the resin has excellent cooling efficiency. Although a metal die of a water cooling type can be used, a water tank cooling type in which the contact surface is frequently renewed, which is cooled in the water tank 3 after a short sizing die 4 as shown in FIG. 1, is preferable. . For this reason, it is effective to set the cooling water temperature as low as possible.
It is preferably at most 60 ° C, more preferably at most 25 ° C, particularly preferably at most 10 ° C.
【0019】サイジングダイ4の入口内径寸法は、拡散
ダイ2の出口内径寸法と同じか、もしくは若干大きめで
あることが望ましい。両寸法の差が余りに大きすぎる
と、成形品表面に溶融状態で圧力がかからず、表面平滑
性が損なわれてくる。従って、両寸法の差は、一般には
1.0mm以内、好ましくは0.5mm以内、特に好ま
しくは0.3mm以内である。サイジングダイ4の入口
内径寸法が拡散ダイ2より小さいと、サイジングダイ4
の部分で使用した樹脂組成物の流れが縮小され、そのた
め、繊維状強化材の直交配向が押出方向に戻され、直交
方向の特性が低下するようになる。また、入口の形状が
同じサイジングダイ4でも内部で寸法を絞る構造である
と、同様の影響により直交方向の特性が低下するように
なる。The inner diameter of the inlet of the sizing die 4 is preferably equal to or slightly larger than the inner diameter of the outlet of the diffusion die 2. If the difference between the two dimensions is too large, pressure is not applied to the surface of the molded product in a molten state, and surface smoothness is impaired. Therefore, the difference between the two dimensions is generally within 1.0 mm, preferably within 0.5 mm, particularly preferably within 0.3 mm. If the entrance inner diameter of the sizing die 4 is smaller than the diffusion die 2, the sizing die 4
The flow of the resin composition used in the portion is reduced, so that the orthogonal orientation of the fibrous reinforcing material is returned to the extrusion direction, and the characteristics in the orthogonal direction are deteriorated. Further, if the sizing die 4 having the same shape of the entrance has a structure in which the dimensions are narrowed inside, the characteristics in the orthogonal direction are reduced due to the same influence.
【0020】拡散ダイ2出口とサイジングダイ4入口と
の間の距離は、樹脂組成物の押出速度および固化特性に
よっても異なるが、この距離が過度に大きいと、直交方
向に配向した繊維状強化材が押出方向に再配向して、成
形品の直交方向の力学的特性が低下する傾向を示す。従
って、上記の距離は、一般には100mm以下、好まし
くは30mm以下、更に好ましくは20mm以下、特に
好ましくは8mm以下である。The distance between the exit of the diffusion die 2 and the entrance of the sizing die 4 also depends on the extrusion speed and solidification characteristics of the resin composition. If this distance is excessively large, the fibrous reinforcing material oriented in the orthogonal direction will be used. Are reoriented in the extrusion direction, and the mechanical properties in the orthogonal direction of the molded article tend to decrease. Therefore, the above distance is generally 100 mm or less, preferably 30 mm or less, more preferably 20 mm or less, particularly preferably 8 mm or less.
【0021】拡散ダイ2とサイジングダイ4は直結して
いてもよいが、この場合には、繊維状強化材の配向を固
定化するためにサイジングダイ4を十分に冷却すること
が大切である。そのためには、直結部分の断熱性を充分
確保して拡散ダイ2からサイジングダイ4ヘの熱の流入
を防ぐ必要があり、接触部分の面積を小さくするととも
に、使用する接合部分を断熱性の高い硬質低発泡樹脂成
形品やガラス等の材料にする必要がある。The diffusion die 2 and the sizing die 4 may be directly connected. In this case, it is important to sufficiently cool the sizing die 4 in order to fix the orientation of the fibrous reinforcing material. For this purpose, it is necessary to ensure sufficient heat insulation of the directly connected portion to prevent heat from flowing from the diffusion die 2 to the sizing die 4, and to reduce the area of the contact portion and to make the joint portion used highly heat-insulating. It is necessary to use a material such as a hard low-foam resin molded product or glass.
【0022】成形の際の押出速度は、遅いほど繊維状強
化材の直交配向が高く、形状や寸法も確保しやすいが、
生産性をも考慮して最適な速度を選定するのが好まし
い。その値は、通常6m/分以下、好ましくは3m/分
以下、更に好ましくは2m/分以下、特に好ましくは
1.5m/分以下である。生産性を上げたい場合には、
拡散ダイ以後を複数にした多数個取りの拡散ダイを用い
ることで、直交方向の特性を高めた成形品を得ることが
できる。この場合には、拡散ダイ部分をお互いに熱的に
独立させることが望ましい。The lower the extrusion speed at the time of molding, the higher the orthogonal orientation of the fibrous reinforcement and the easier it is to secure the shape and dimensions.
It is preferable to select an optimum speed in consideration of productivity. The value is usually at most 6 m / min, preferably at most 3 m / min, more preferably at most 2 m / min, particularly preferably at most 1.5 m / min. Want to be more productive?
By using a multi-cavity diffusion die having a plurality of diffusion dies and thereafter, a molded product with improved characteristics in the orthogonal direction can be obtained. In this case, it is desirable that the diffusion die portions be thermally independent of each other.
【0023】使用する押出機1は単軸、二軸、多軸のス
クリュータイプで充分であるが、圧力制御押出しが可能
な機種または等速押出しが可能な機種が望ましい。ま
た、図示しない引き取り機も通常のもので良いが、適度
な圧力をサイジングダイ側にかけながら引き取りできる
よう、押出機と連動して速度制御できることが望まし
い。As the extruder 1 to be used, a single-screw, twin-screw or multi-screw screw type is sufficient, but a model capable of pressure-controlled extrusion or a model capable of constant-speed extrusion is desirable. Although a take-off machine (not shown) may be a usual one, it is desirable that the speed can be controlled in conjunction with the extruder so that the take-up can be performed while applying an appropriate pressure to the sizing die.
【0024】本発明で得られる成形品は、繊維強化材
が、押出方向と直交する方向に配向している。この繊維
状強化材の配向の程度(以下「配向率」ということがあ
る。)は種々の方法で特定できるが、本明細書では直交
方向にスライスした断面の顕微X線観察法を用いた。す
なわち、繊維状強化材の配向率は、顕微X線写真撮影し
たサンプルの単位面積あたり、押出方向に対して70〜
110度配向している繊維状強化材の本数の全繊維状強
化材総数に対する比率として求めた。In the molded article obtained by the present invention, the fiber reinforcing material is oriented in a direction perpendicular to the extrusion direction. The degree of orientation of the fibrous reinforcing material (hereinafter, sometimes referred to as “orientation ratio”) can be specified by various methods. In this specification, a microscopic X-ray observation method of a cross section sliced in the orthogonal direction is used. That is, the orientation ratio of the fibrous reinforcing material is 70 to 70 per unit area of the sample taken by microscopic X-ray photography with respect to the extrusion direction.
It was determined as a ratio of the number of fibrous reinforcements oriented at 110 degrees to the total number of all fibrous reinforcements.
【0025】成形品中での繊維状強化材の配向率が大き
くなるにつれ、押出方向と直交する方向、即ち幅方向に
おける成形品の曲げ強さ、曲げ弾性率のような機械的特
性が改善される。一般的には、繊維状強化材の配向率が
10%以上になるように、組成物の押出速度、拡散ダイ
の角度θ、冷却速度などの条件を調整することが好まし
い。一例を挙げると、ガラス繊維を使用した場合では、
繊維状強化材を10%以上直交方向に配向させること
で、直交方向の曲げ強さ、曲げ弾性率を向上させ、長期
に断熱スペーサとして要求される特性を確保できる。As the orientation ratio of the fibrous reinforcing material in the molded article increases, mechanical properties such as bending strength and flexural modulus of the molded article in a direction perpendicular to the extrusion direction, that is, in the width direction, are improved. You. Generally, it is preferable to adjust conditions such as the extrusion rate of the composition, the angle θ of the diffusion die, and the cooling rate so that the orientation rate of the fibrous reinforcing material is 10% or more. As an example, when using glass fiber,
By orienting the fibrous reinforcing material in the orthogonal direction by 10% or more, the bending strength and the elastic modulus in the orthogonal direction can be improved, and the characteristics required as a heat insulating spacer for a long time can be secured.
【0026】本発明に使用する組成物には、本発明の効
果を損なわない範囲で他の添加剤を添加しても良い。添
加剤としては、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯
電防止剤、難燃剤、プラスチック用着色剤、滑材、プラ
スチック用防カビ剤などである。特に、使用する樹脂材
料より低い融点および/または小さい分子量を持つ成分
を添加することで、表面の平滑性を増し、寸法精度を向
上させ、成形時の押出圧力を低減できる。また、タービ
ン油等のオイルを予め溶融混合しておくか、拡散ダイ出
口で塗布することにより押出成形性を向上できる上、こ
れらの特性を更に向上できる。Other additives may be added to the composition used in the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the additives include a plasticizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an antistatic agent, a flame retardant, a colorant for plastics, a lubricant, and a fungicide for plastics. In particular, by adding a component having a lower melting point and / or a smaller molecular weight than the resin material used, the surface smoothness can be increased, the dimensional accuracy can be improved, and the extrusion pressure during molding can be reduced. In addition, by extruding oil such as turbine oil in advance, or by applying the oil at the exit of the diffusion die, extrudability can be improved, and these characteristics can be further improved.
【0027】[0027]
【実施例】以下に実施例および比較例を用いて、本発明
をさらに具体的に説明する。以下の実施例および比較例
においては、使用した成分はガラス繊維を除いてすべて
ヘンシェル型混合機を用いて前混合したものを用意し、
日本製鋼所製44mmφ同方向回転二軸混練機に初めか
ら供給し、途中から集束させた直径13μm,長さ30
00μmのガラス繊維を投入して加熱溶融混合したもの
を用いた。混合した組成物はペレット状にして採取し、
乾燥後押出機に供給した。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. In the following Examples and Comparative Examples, all components used were prepared by premixing using a Henschel type mixer except for glass fibers,
The diameter is 13 μm and the length is 30 which is supplied from the beginning to a 44 mmφ co-rotating twin-screw kneader manufactured by Nippon Steel Works and is bundled in the middle.
A glass fiber having a diameter of 00 μm was charged and mixed by heating and melting. The mixed composition is pelletized and collected,
After drying, it was supplied to an extruder.
【0028】実施例1 ポリアミド6(宇部興産株式会社製1022B)70重
量%とガラス繊維30重量%とからなる組成物を、図1
に示す様な装置を用いてシリンダ温度240℃に設定し
たプラスチック工学研究所製50mmφ単軸押出機で、
θ=90度の拡散ダイから1.5m/分の速度で押出し
た。押出物は、押出機ダイリップから15mm離した真
空冷却サイジングダイを用いてサイジングした後、10
℃の冷却水槽で冷却固化させ,3mm×18mmの断面
を有する成形品を得た。この時、サイジングダイとし
て、その入口の内径寸法が拡散ダイ出口の内径寸法より
も0.2mm大きいものを使用した。Example 1 A composition comprising 70% by weight of polyamide 6 (1022B manufactured by Ube Industries, Ltd.) and 30% by weight of glass fiber was prepared by the method shown in FIG.
A 50mmφ single screw extruder manufactured by Plastic Engineering Laboratory, which was set to a cylinder temperature of 240 ° C using an apparatus as shown in
Extruded at a speed of 1.5 m / min from a diffusion die at θ = 90 °. The extrudate was sized using a vacuum cooled sizing die 15 mm away from the extruder die lip,
The resulting mixture was cooled and solidified in a cooling water bath at a temperature of ° C to obtain a molded product having a cross section of 3 mm x 18 mm. At this time, a sizing die whose inner diameter at the entrance was 0.2 mm larger than the inner diameter at the outlet of the diffusion die was used.
【0029】得られた成形品を万能試験機(株式会社オ
リエンテック TENSILONUTM−2500)を
使用し、押出方向の曲げ強さ・曲げ弾性率と直交方向
(幅方向)の曲げ強さ・曲げ弾性率を測定した。成形品
は押出し後、温度23℃相対湿度65%で48時間状態
調節後、120℃の熱風乾燥機で3時間乾燥し、絶乾状
態に戻し測定に供した。それぞれの曲げ弾性率の測定方
法は次のとおりである。 1.押出方向 両端支持中央1点集中荷重3点曲げ方式 試験片 幅18mm 厚み3mm 長さ70mm 曲げ支点間距離 50mm 曲げ試験速度 1.5mm/分 2.直交方向 片持支持自由端1点集中荷重曲げ方式 試験片 幅50mm 厚み3mm 長さ18mm 曲げスパン(支持端〜荷重印加点間) 11mm 曲げ試験速度 1.0mm/分Using a universal testing machine (ORIENTEC TENSILONUTM-2500), the obtained molded product is subjected to bending strength and bending elastic modulus in the extrusion direction and bending strength and bending elastic modulus in the orthogonal direction (width direction). Was measured. The molded product was extruded, adjusted for 48 hours at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 65%, dried for 3 hours with a hot air drier at 120 ° C., returned to an absolutely dry state, and subjected to measurement. The measuring method of each bending elastic modulus is as follows. 1. Extrusion direction One-point support center at both ends Concentrated load 3-point bending method Specimen width 18 mm Thickness 3 mm Length 70 mm Bending fulcrum distance 50 mm Bending test speed 1.5 mm / min 2. Orthogonal direction Cantilever support free end 1 point concentrated load bending method Test piece Width 50mm Thickness 3mm Length 18mm Bending span (between support end and load application point) 11mm Bending test speed 1.0mm / min
【0030】成形品の押出方向と直交方向の断面をミク
ロトームにてスライスした後、スライス片を顕微X線写
真撮影した。得られた写真で単位面積あたりに押出方向
と直交方向(幅方向)に配向しているガラス繊維の本数
を数え、単位面積内にあるガラス繊維の総数に対する比
率を算出し、ガラス繊維配向率とした。結果を表1に示
す。After slicing a cross section of the molded product in the direction perpendicular to the extrusion direction with a microtome, the sliced pieces were taken with a microscopic X-ray photograph. In the obtained photograph, the number of glass fibers oriented in the direction perpendicular to the extrusion direction (width direction) per unit area is counted, and the ratio to the total number of glass fibers in the unit area is calculated. did. Table 1 shows the results.
【0031】比較例1 拡散ダイに代えてストレートダイ(θ=0度)を使用し
た以外は実施例1を繰り返した。結果を表1に併記す
る。Comparative Example 1 Example 1 was repeated except that a straight die (θ = 0 °) was used instead of the diffusion die. The results are also shown in Table 1.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】実施例2〜5 拡散ダイ出口とサイジングダイ入口との間の距離(ダイ
間距離)を表2のように変えた他は実施例1を繰り返し
た。これらの結果を表2に併せて示す。Examples 2-5 Example 1 was repeated except that the distance between the diffusion die exit and the sizing die entrance (distance between dies) was changed as shown in Table 2. These results are also shown in Table 2.
【0034】[0034]
【表2】 [Table 2]
【0035】実施例6〜8 サイジング水槽の温度を表3のように変えた他は実施例
1を繰り返した。これらの結果を表3に併せて示す。Examples 6 to 8 Example 1 was repeated except that the temperature of the sizing tank was changed as shown in Table 3. The results are shown in Table 3.
【0036】[0036]
【表3】 [Table 3]
【0037】実施例9〜12 押出速度を表4のように変えた他は実施例1と同様の条
件で成形し、得られた成形品を評価した。この時の結果
を表4に併せて示す。Examples 9 to 12 Molding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the extrusion speed was changed as shown in Table 4, and the obtained molded products were evaluated. The results at this time are also shown in Table 4.
【0038】[0038]
【表4】 [Table 4]
【0039】実施例13〜15 拡散ダイの角度、サイジングダイ入口寸法と拡散ダイ出
口の寸法差を表5のように変えた以外は実施例1と同様
の条件で成形し特性を比較した。この時の結果を表5に
併せて示す。Examples 13 to 15 Molding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the angle of the diffusion die, the dimensional difference between the sizing die entrance and the dimensional difference between the diffusion die exit were changed as shown in Table 5, and the characteristics were compared. The results at this time are also shown in Table 5.
【0040】[0040]
【表5】 [Table 5]
【0041】実施例16〜18 ダイの種類、ポリアミドの種類およびガラス繊維の添加
量比率を表6のように変えた以外は実施例1を繰り返し
た。ただし、実施例18においては、ポリヘキサメチレ
ンアジパミド(ポリアミド66)が、ポリカプロラクタ
ム(ポリアミド6)より融点が高いため、成形加工温度
を280度に変更した。ポリアミド66にはUBEナイ
ロン2020Bを使用した。この時の結果を表6に併せ
て示す。Examples 16 to 18 Example 1 was repeated except that the type of die, the type of polyamide, and the ratio of glass fiber added were changed as shown in Table 6. However, in Example 18, since the melting point of polyhexamethylene adipamide (polyamide 66) was higher than that of polycaprolactam (polyamide 6), the molding temperature was changed to 280 degrees. UBE nylon 2020B was used for polyamide 66. The results at this time are also shown in Table 6.
【0042】比較例2〜4 拡散ダイに代えてストレートダイ(θ=0度)を使用し
た以外は実施例16、17及び18をそれぞれ繰り返し
た。結果を表6に併記する。Comparative Examples 2 to 4 Examples 16, 17 and 18 were repeated except that a straight die (θ = 0 °) was used instead of the diffusion die. The results are also shown in Table 6.
【0043】[0043]
【表6】 [Table 6]
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、押出方向に対し直交方
向にも高い剛性と強度を持った成形品が得られ、多重、
大型の断熱窓枠用の異型押出成形品として利用できる。
特に、低添加量でも充分な直交方向の強度が得られるた
めに、添加量の低い比重の小さい組成物を用いて必要と
する性能の成形品が得られ、窓枠の軽量化にも寄与でき
る。また、断熱窓枠以外にも押出および直交両方向に高
い強度や剛直性を要求される押出成形品が得られる。According to the present invention, it is possible to obtain a molded product having high rigidity and strength in a direction perpendicular to the extrusion direction.
It can be used as a profile extruded product for large insulated window frames.
In particular, since sufficient strength in the orthogonal direction can be obtained even at a low addition amount, a molded product having the required performance can be obtained using a composition having a low specific gravity and a low addition amount, which can also contribute to the weight reduction of the window frame. . In addition to the heat insulating window frame, an extruded product requiring high strength and rigidity in both the extrusion and orthogonal directions can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施態様を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention.
【図2】本発明で使用する拡散ダイの一例の正面図であ
る。FIG. 2 is a front view of an example of a diffusion die used in the present invention.
【図3】図2のA−A’断面の上面図である。FIG. 3 is a top view of an A-A ′ cross section of FIG. 2;
1 押出機 2 拡散ダイ 3 冷却水層 4 サイジングダイ 5 引取ロール 6、8 樹脂通路 7 拡散ダイの開口部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extruder 2 Diffusion die 3 Cooling water layer 4 Sizing die 5 Take-up roll 6, 8 Resin passage 7 Diffusion die opening
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 堅一 山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇部 興産株式会社宇部ケミカル工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Kenichi Nakagawa 10 Ube Kosan Co., Ltd. Ube Chemical Plant at 1978 Kogushi, Ube City, Yamaguchi Prefecture
Claims (4)
成物を、成形ダイついでサイジングダイを通して押出成
形して成形品を製造する方法において、上記成形ダイが
ダイ出口開口部に向かって広がった形状の拡散ダイであ
り、かつ、拡散ダイから押出された溶融樹脂を急速に冷
却固化させることを特徴とする成形品の押出成形方法。1. A method for producing a molded product by extruding a composition comprising a thermoplastic resin and a fibrous reinforcing material through a molding die and then through a sizing die, wherein the molding die spreads toward a die outlet opening. What is claimed is: 1. A method for extruding a molded product, comprising: a diffusion die having a shape; and rapidly cooling and solidifying a molten resin extruded from the diffusion die.
リエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂であり、繊維
状強化材がガラス繊維である請求項1記載の押出成形方
法。2. The extrusion molding method according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a polyolefin resin, a polyester resin or a polyamide resin, and the fibrous reinforcing material is glass fiber.
なる組成物を、成形ダイついでサイジングダイを通して
押出成形して成形品を製造する方法において、上記成形
ダイがダイ出口開口部に向かって広がった形状の拡散ダ
イであり、かつ、拡散ダイから押出された溶融樹脂を急
速に冷却固化させ、ガラス繊維の10%以上を押出方向
に対して70〜110度の範囲内に配向させることを特
徴とする成形品の押出成形方法。3. A method for producing a molded product by extruding a composition comprising a polyamide resin and a glass fiber reinforcing material through a molding die and then through a sizing die, wherein the molding die is widened toward a die outlet opening. Wherein the molten resin extruded from the diffusion die is rapidly cooled and solidified to orient 10% or more of the glass fibers in a range of 70 to 110 degrees with respect to the extrusion direction. Extrusion molding method for molded products.
方法で得られる成形品。4. A molded product obtained by the extrusion molding method according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10055175A JPH1170560A (en) | 1997-03-25 | 1998-03-06 | Extrusion molding method for specifically orienting fibrous reinforcing material, and molded product |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7224197 | 1997-03-25 | ||
JP16990497 | 1997-06-26 | ||
JP9-169904 | 1997-06-26 | ||
JP9-72241 | 1997-06-26 | ||
JP10055175A JPH1170560A (en) | 1997-03-25 | 1998-03-06 | Extrusion molding method for specifically orienting fibrous reinforcing material, and molded product |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1170560A true JPH1170560A (en) | 1999-03-16 |
Family
ID=27295512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10055175A Pending JPH1170560A (en) | 1997-03-25 | 1998-03-06 | Extrusion molding method for specifically orienting fibrous reinforcing material, and molded product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1170560A (en) |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP10055175A patent/JPH1170560A/en active Pending
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