JPH01314133A - 長尺複合成形体の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱伸縮による変形が少なく耐候性に優れた長
尺複合成形体の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、長尺複合成形体として、例えば、樋体等は、塩化
ビニール樹脂製のものが一般に使用されているが、塩化
ビニール樹脂製雨樋は線膨張係数が大きいため、熱伸縮
が大きく、四季の気温の変化や昼夜の温度差により、建
物に継手と共に取付けられると、熱伸縮により継手から
抜けたり、曲げられて変形し破損したりすることがあっ
た。

そこで、これらの欠点を補うために、例えば、特開昭５
８−２０９５６０号公報に記載の如く、無機繊維あるい
は有機繊維からなる繊維基材に熱硬化性樹脂を予め含浸
しシート状プリプレグの芯材層を形成し、該芯材層を熱
可塑性樹脂層によりサンドインチ状に複合一体化して成
形品を得るということが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来技術は、熱硬化性樹脂の芯材層
に熱可塑性樹脂を押出成形により被覆する方法を採用す
る場合、シート状プリプレグを加熱しながら所定形状に
し半硬化の状態でクロスへラドダイに導き熱可塑性樹脂
を押出成形により被覆している。この場合、芯材層とな
る熱硬化性樹脂から未反応部分が揮発して発泡を生じ熱
硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層との間に気泡が形成され
ることになる。この気泡があると得られた複合成形品は
気泡の部分よりクランクが発生しやすく衝撃強度の弱い
ものとなる。気泡の発生を少なくしようとすると押出被
覆の成形速度が遅くなる。仮に、加熱炉で完全に硬化さ
せてから押出被覆したとしても加熱硬化に長時間必要と
するので加熱炉の加熱ゾーンが長くなり、設備が大損り
なものとなる。

また、所定形状にフォーミングを施したプリプレグを加
熱炉内で完全に加熱硬化させるときに、加熱硬化の温度
が軟化温度より高いため、所定形状のプリプレグは形崩
れを生じたり、所定の形状に保持されず寸法変化の大き
い芯材層となって押出被覆され、所定形状、寸法の長尺
複合成形品を得ることが困難であった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、その目的とするところは、成形時に寸法変化や気泡の
発生がなく、成形速度を向上し得る熱伸縮性が少ない耐
候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） 本発明長尺複合成形体の製造方法は、強化繊維に熱硬化
性樹脂を含浸してシート状プリプレグを形成し、該プリ
プレグを芯材層としてその両面に熱可塑性樹脂を押出成
形により被覆して外皮層が形成された長尺複合成形体の
製造方法において、シート状プリプレグを加熱軟化しな
がら所定形状に成形した後、紫外線照射により硬化反応
を行って硬化を完結させてから、その両面に接着剤を塗
布し熱可塑性樹脂を押出成形により被覆し芯材層と熱可
塑性樹脂の外皮層とを接着剤を介して接着することを特
徴とするものである。

本発明における強化繊維としては、ガラス繊維、カーボ
ン繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維等の単独もしくは
それぞれを組合わせたロービング状の長尺繊維、不織布
、織布、マット、ネ−／　ト等の加工物が使用でき、更
にこれらを組合せた多層構造とすることもできる。

本発明において熱硬化性樹脂として、不飽和ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が用いられる
。この熱硬化性樹脂には、光硬化剤、増感剤等が熱硬化
性樹脂の性状に応じて添加される。

光硬化剤としては、ラジカル開裂型、水素引抜き型があ
り、それぞれベンゾイン誘導体、ベンジルケタール類、
アミノアセトフェノン、ベンゾフェノン誘導体＋アミン
、ジカルボニル＋アミン、チオキサントン類＋アミン等
が用いられる。

また、熱可塑性樹脂として、塩化ビニル樹脂、ポリエチ
レン、ポリプロピレン等オレフィン系樹脂の他ポリフェ
ニレンサルファイド等のエンジニアリングプラスチック
が用いられる。

本発明におけるシート状プリプレグは、前記強化繊維に
上述の熱硬化性樹脂の原料樹脂液を含浸させ、該含浸樹
脂液を常温下に放置することにより樹脂分を乾燥して得
られる。このプリプレグ中の強化繊維と熱硬化性樹脂の
含有割合は適宜選択できるが、強化繊維の含有量は９０
ｖｏβ％が上限であり、それ以上の含有量となると繊維
同士の結着が不完全であり所望の低熱伸縮の成形体が得
られない。また、シート状プリプレグの厚みと幅は長尺
複合成形体の形状、寸法に応じて適宜選定される。尚、
シート状プリプレグは透明もしくは不透明のいずれでも
よいが、好ましくは紫外線をシート状プリプレグの内部
まで透過させ完全硬化させるために透明性を有するシー
ト状プリプレグを用いる方がよい。

本発明における紫外線照射は、高圧水銀ランプ等を用い
て行うことができ、その照射量は、照射ランプの強度、
照射距離、製造ライン速度等により調整可能であり、熱
硬化性樹脂の種類、光硬化剤の組成、量等に応じて適宜
選択される。

本発明において接着剤としては、−液もしくは二液型接
着剤、ホットメルト型接着剤が用いられる。−液もしく
は二液型接着剤には、例えば、エポキシ系、ウレタン系
、アクリル系等の接着剤があり、ホットメルト型接着剤
にはスチレンブタジエンゴム系・エチレン酢酸ビニル系
等の接着剤がある。これら接着剤は塗布もしくは押出成
形により被覆することができる。なお、接着剤の接着性
は・芯材層となるシート状プリプレグの熱硬化性樹脂及
び外皮層の熱可塑性樹脂の種類に応じて、組成、触媒等
が適宜選択され調整される。また、接着剤を塗布或いは
被覆する温度、速度は接着剤の種類により適宜選定され
る。

（作用） 本発明は上記した構成により、芯材層となるシート状プ
リプレグを加熱軟化しながら所定形状にフォーミングし
てから紫外線照射を施すと、低い温度で加熱を必要とせ
ず紫外線硬化反応により硬化することができる。従って
、所定形状のシート状プリプレグは加熱によって形崩等
の変形を生じるということがなく、フォーミングされた
形状を保持した状態で、押出成形により熱可塑性樹脂を
寸法精度よく被覆することが可能となる。

（実施例） 次に、本発明長尺複合成形体の製造方法の実施例を第１
図乃至第２図を参照しながら説明する。

第１図はシート状プリプレグを湿式含浸法により製造す
る工程に用いる装置の概略図で、第２図はシート状プリ
プレグのフォーミング、紫外線照射による硬化、押出被
覆の各工程により長尺複合成形体を連続的に成形する装
置の概略図である。

第１図において、１．１・・はガラスロービングで、ロ
ーター２により解繊されながらシート状の補強繊維３と
して原料樹脂液４の含浸槽５に供給される。尚、含浸槽
５内には、不飽和ポリエステル樹脂に、光硬化剤、増感
剤等が添加調合された原料樹脂液４が補給されている。

この含浸層５ではガラス繊維からなる補強繊維３に原料
樹脂液４が含浸されるのであるが、樹脂液が含浸付着し
た状態で補強繊維３を引き上げ、更に、圧延ロール６．
６によりシート状の補強繊維３内に原料樹脂液４を充分
に含浸させるようにしてもよい。続いて、原料樹脂液４
を含浸したシート状の補強繊維３は、乾燥機７を通過さ
せることにより樹脂分を乾燥させシート状プリプレグ８
を形成する。このシート状プリプレグ８はロール状に巻
き取られる。

次に、上記ロール巻のシート状プリプレグ８を第２図に
示すようにロールフォーミング装置９に連続的に繰り出
して、このロールフォーミング装置９により加熱軟化し
ながら樋等の所定形状に屈曲成形を施す。

続いて、屈曲成形したプリプレグ８を紫外線ランプ（図
示しない）が配列された反応硬化槽１０に導き、紫外線
ランプにより紫外線照射を施し、不飽和ポリエステル樹
脂を完全に硬化させて樋等の形状をした芯材層１１を得
る。次の接着剤の塗布工程では、芯材層１１の両面に被
覆金型１２により接着剤１３を塗布し、そのまま押出機
のクロスへラドダイ１４に導き、塩化ビニル樹脂等の熱
可塑性樹脂を外皮Ｊ１１５として被覆する。その後、サ
イジング金型１６を通過させることにより表面仕上げを
行いながら冷却し固化してから引張機１７により引き取
る。

斯くして、得られた長尺複合成形体は第３図に示すよう
な断面構造のものである。

次に、本発明方法によって得られた長尺複合成形体の熱
膨張係数等の評価結果について具体的な実施例にもとず
き説明する。

なお、線膨張係数α（１／’Ｃ）の測定は、得られた機
成形体を４ｍの長さに裁断して評価サンプルとし、この
評価サンプルを恒温恒温室に入れ、２０℃での寸法Ｌ！
。を測定し、次に６０℃に温度を上昇させて寸法Ｌｈ６
を測定し、その寸法の変化量を測定することにより下記
の式により算出した。

α＝（Ｌ、。−Ｌｚｏ）　／　（４ｏｘｔ、ｚ。）（１
）また、衝撃強度（ｋｇ−ｃｍ）の測定は、得られたサ
ンプルを２０ＩＩＩＩｌｌ×２０ＩＩＩＩ１１の大きさ
の試験片に切断し、この試験片にデュポン衝撃試験機に
より１．５ｋｇの錘を用いて自然落下させ試験片の破損
の有無と落下距離を調べ、破損エネルギーを測定した。

〔実施例１〕 不飽和ポリエステル樹脂（＃７５１０．日本ユピカ製）
１００重量部に対して、光硬化剤（イルガキュア＃６５
１．　日本チバカイギー製）２．０重量部を添加して原
料樹脂液を調合した。この原料樹脂液をガラスロービン
グ（＃４４００．日東紡）に含浸させて透明性を有する
シート状プリプレグを得た。この時のシート状プリプレ
グの厚みは０．５ｍｍ、シートの幅は３００ＩＩＩＩＩ
＋で、ガラス繊維の含を率は６０ｖｏ１％であった。

上記シート状プリプレグを第２図に示すようにロールフ
ォーミング装置９により６０〜８０℃で加熱軟化しなが
ら樋形状に屈曲成形を施した。

続いて、屈曲成形したプリプレグ８を加熱することなく
、そのままの状態で走行ラインの長さが０、５　ｍの反
応硬化槽１０に導き、高圧水銀ランプにより１０００　
ｍＪ／−の紫外線照射を施し不飽和ポリエステル樹脂を
反応硬化させて、完全に硬化した樋形状の芯材Ｊｉｉｌ
ｌを得た。この芯材層１１の両面に被覆金型１２により
エチレン酢酸ビニル系ホットメルト型接着剤（タケメル
トＸＭ２２３．武田薬品製）を１７０℃で塗布し、その
まま押出機のクロスへラドダイ１４に導き、市販の雨樋
用塩化ビニル樹脂を外皮層１５として金型温度１８０℃
で被覆した。その後、サイジング金型１６を通過させる
ことにより表面仕上げを行いながら略常温近くまで冷却
し固化してから引張機１７により引き取った。このとき
の走行ラインの成形速度は３．０　ｍ／ｗｉｎであった
。得られた機成形体の厚みは１．４ＩＩ１１で、外観、
寸法精度ともに良好であり、線膨張係数は１．６Ｘ１０
−’で、衝撃強度ハ２０．　Ｏｋｇ−ｃｍであった。

〔比較例１〕 接着剤を用いないこと以外は実施例１と同様にして機成
形体を得た。この成形体の線膨張係数は？、０Ｘ１０−
’で略塩化ビニル樹脂の線膨張係数と同じであった。評
価後のサンプルを観察すると芯材層と外皮層の界面が殆
ど接着していないため、外皮層を手で剥がすことができ
、また、衝撃強度も５．０　ｋｇ　−ｃＩＩと低く、外
皮層及び芯材層に割れを生じていた。

〔比較例２〕 光硬化剤に代えて過酸化ベンゾイルを添加したこと以外
は実施例１と同様にしてシート状プリプレグを得た。こ
のシート状プリプレグを第２図に示すようにロールフォ
ーミング装置９により６０〜８０℃で加熱軟化しながら
樋形状に屈曲成形を施して半硬化状態の芯材層を形成し
、そのまま押出機のクロスヘツドダイ１４に導き、市販
の雨樋用塩化ビニル樹脂を外皮層１５として金型温度１
８０℃で被覆した。このときの走行ラインの成形速度は
１．０　ｍ／＋ｗｉｎであった。

得られた機成形体の厚みは１．４ｍｓ＋で、芯材層と外
皮層との間に気泡が部分的に観察された。これはスチレ
ンモノマー等の揮発成分が残留して、押出被覆金型内で
成形時に発泡が生じるためであると推定される。この機
成形体の線膨張係数は１．６ｘｔｏ−５で、衝撃強度は
５．９　ｋｇ−ｃｍであった。衝撃試験後のサンプルを
観察すると気泡の部分に亀裂を生じていた。

〔比較例３〕 比較例２と同じシート状プリプレグを用い、硬化反応を
赤外線ヒーターが配列されたライン長さが２．０ｍの反
応硬化槽１０に導き１００℃で加熱硬化したこと以外は
実施例１と同様にして機成形体を得た０反応硬化槽１ｏ
を４倍の走行ラインの長さとした割には成形速度は１．
０　ｍ／ｎ＋ｉｎであった。

この機成形体の線膨張係数は１．８ｘｌＯ−’、衝撃強
度は２０．０　ｋｇ−ｃｍで、外観は良好であったが形
状の変形が見られた。

尚、線膨張係数の理論値α。は、一般に、長繊維強化複
合材料の場合は、以下の式（２）が成立する。

α６−〔α、ＸＥ、Ｘφ、＋αｒＸＥｔＸ（１−φヵ）
〕／　（Ｅ、ｘφ＋ａ＋ＥｒＸ（１−φ、））　　　（
２）αＣ：複合材料の線膨張係数 α、：マトリックス樹脂の線膨張係数 αｆ　：繊維の線膨張係数 Ｅ、：マトリックス樹脂の弾性率 Ｅｆ　：繊維の弾性率 φ、：マトリックス樹脂の体積分率 図に、上記（２）式に基づき線膨張係数の理論値α。

を算出したところ、１．５ｘ１０−ｓであり、実施例１
で得られたものは略理論値に近い。

（発明の効果） 本発明長尺複合成形体の製造方法は、強化繊維に熱硬化
性樹脂を含浸してシート状プリプレグを形成し、該プリ
プレグを芯材層としてその両面に熱可塑性樹脂を押出成
形により被覆して外皮層が形成された長尺複合成形体の
製造方法において、シート状プリプレグを加熱軟化しな
がら所定形状に成形した後、紫外線照射により硬化反応
を行って硬化を完結させてから、その両面に接着剤を塗
布し熱可塑性樹脂を押出成形により被覆し芯材層と熱可
塑性樹脂の外皮層とを接着剤を介して接着するので、成
形時に気泡を生ぜず寸法変化が少なく、外観、寸法精度
の優れた低熱伸縮性の長尺複合成形体を得ることができ
る。しかも、成形速度を高めることができるから、設備
を小型化することができ生産効率の良い製造方法である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法に使用するシート状プリプレ
グの製造装置の一例を示す概略図、第２図は第１図の装
置により得られたシート状プリプレグを用いて長尺複合
成形体を連続的に成形する装置の一例を示す概略図、第
３図は本発明の製造方法により得られた機成形体の断面
図である。 符号の説明 １・・ガラスロービング、３・・強化繊維、４・・原料
樹脂液、５・・含浸槽、８・・シート状プリプレグ、９
・・ロールフォーミング装置、１゜・・硬化反応槽、１
１・・芯材層、１２・・被覆金型、１３・・接着剤、１
４・・クロスヘツドダイ、１５・・外皮層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸してシート状プリプ
   レグを形成し、該プリプレグを芯材層としてその両面に
   熱可塑性樹脂を押出成形により被覆して外皮層が形成さ
   れた長尺複合成形体の製造方法において、シート状プリ
   プレグを加熱軟化しながら所定形状に成形した後、紫外
   線照射により硬化反応を行って硬化を完結させてから、
   その両面に接着剤を塗布し熱可塑性樹脂を押出成形によ
   り被覆し芯材層と熱可塑性樹脂の外皮層とを接着剤を介
   して接着することを特徴とする長尺複合成形体の製造方
   法。