JPH02265744A - 長尺複合成形体及びその製造方法 - 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、耐久性の優れた長尺複合成形体及びその製造
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した成形体として、ガラスロービ
ングのような連続した多数の長繊維がアクリル樹脂のよ
うな熱可塑性樹脂で固定された芯材に、塩化ビニル樹脂
のような熱可塑性樹脂が被覆されてなる長尺の軒樋複合
成形体が提案されている（例えば、実公昭６３−４３３
０９号公報参照）。

かかる長尺の軒樋複合成形体は、通常、連続した多数の
長繊維に液状の熱可塑性樹脂接着剤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
これに熱可塑性樹脂を溶融押出被覆して製造される。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような方法で長尺複合成形体を製造する
と、長繊維が一方向に配向しているため芯材の強度に方
向性があり、芯材の耐熱性も充分でなく、そのためクロ
スヘッド金型内での樹脂圧力により芯材が流動して変形
したり、破れを生じたりして、均一な製品を得難いとい
う問題がある。

また、得られた成形体の耐衝撃性も充分でなく、また、
高温で使用すると変形が大きくなるという問題もある。

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、剛性、耐衝撃性、
耐熱性が改善され、均一で耐久性に優れた長尺複合成形
体及びそ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は、連続した多数の長繊維が熱
可塑性樹脂で固定された少なくとも二枚の芯材の間に、
上記と同様な長繊維が上記樹脂よりも高い融点を有する
熱可塑性樹脂で固定された他の芯材が接着されて複合芯
材が形成され、この複合芯材に熱可塑性樹脂が被覆一体
化されていることを特徴とする。

また、本発明の長尺複合成形体の製造方法は、連続した
多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の熱可塑性樹脂
を含浸させて少なくとも二枚の樹脂含浸繊維材を作り、
この少なくとも二枚の樹脂含浸繊維材の間に、上記と同
様な長繊維を流動床に導入して上記樹脂よりも高い融点
を有する粉末状の熱可塑性樹脂を含浸させて作られた他
の樹脂含浸繊維材を熱圧着して複合芯材を形成し、この
複合芯材を押出機のクロスヘッド金型に導入しこれに熱
可塑性樹脂を溶融押出被覆し一体化することを特徴とす
る。

以下、図面を参照しながら、本発明を説明する。

第１図及び第２図は本発明の長尺複合成形体の一例を示
す。

第１図において、Ａは軒樋状に成形された長尺複合成形
体であって、１０は複合芯材、２０は複合芯材１０に被
覆一体化された熱可塑性樹脂である。

上記の複合芯材ｌＯは、第２図に示すように、連続した
多数の長繊維１１が熱可塑性樹脂１２で固定された二枚
の芯材１０°、１０’の間に、上記と同様な長繊維１１
が上記樹脂１２よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂１
３で固定された他の芯材１０”が接着されて構成されて
いる。

長繊維１１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０本発明の成形体は長尺に成形され、か
かる長尺体においては長手方向の熱伸縮が主として問題
になり、このロービングを長手方向に連続して多数条配
設すると、得られる成形体の線膨張係数が理論値と良く
一致する。

上記の長繊維１１は、熱可塑性樹脂１２又は１３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１１
が熱可塑性樹脂１２又は１３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。

多数の長繊維１１を固定している熱可塑性樹脂１２とし
ては、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレン共重合体
、塩化ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル−ウレタ
ン共重合体などの塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリエチレンやポリプロピレンなとのオレフィン系樹脂
等が用いられる。

また、上記と同様な長繊維１１を固定している熱可塑性
樹脂１３としては、上記樹脂１２よりも高い融点を有す
る熱可塑性樹脂であって、ポリアミド樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、塩素化塩化ビニル系樹脂、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体などの弗素
系樹脂、ポリフェニレンサルファイドやポリエーテルス
ルフォンなどのエンジニアリング樹脂等が用いられる。

そして、熱可塑性樹脂１２と熱可塑性樹脂１３との組み
合わせは、通常、両者の相溶性が大きく熱融着可能な組
み合わせのものが用いられる。

また、複合芯材１０に被覆される熱可塑性樹脂２０とし
ては、通常、前記した熱可塑性樹脂１２と同様な樹脂で
あって、熱可塑性樹脂１２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Ａが軒樋の場
合は、両方の熱可塑性樹脂１２．２０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２０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、複合芯材
１０との線膨張係数の差が小さくなるので好ましい。

かくして、本発明の長尺複合成形体Ａが構成される。

第３図及び第４図は本発明の長尺複合成形体Ａの製造方
法の一例を示す概略図である。

第３図において、ガラスロービングのような連続した多
数の長繊維１１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３１を備えた流動床３０に導入
される。長繊維１１は、通常、流動床３０に導入される
前か、或いは流動床３０の中で解繊具３２により解繊さ
れる。

最上部及び最下部の流動床３０には、粉末状の熱可塑性
樹脂１２が空気圧により多孔質の底板３１の上方に吹き
上げられて浮遊状態に保たれている。粉末状の熱可塑性
樹脂１２の粒子径は、一般に１０〜２００μ程度とされ
る。そして、最上部及び最下部の流動床３０にそれぞれ
導入された多数の長繊維１１に、浮遊状態にある粉末状
の熱可塑性樹脂１２がそれぞれ含浸され二枚の樹脂含浸
繊維材（１０’　）、（１０’）が作られる。この二枚
の樹脂含浸繊維材（１０°）、（１０’）は、最終的に
は複合成形体Ａの芯材ｌＯ°を構成する。

また、上記と同様な長繊維１１が上記と同様な中央部の
流動床３０に導入され、これに上記樹脂１２よりも高い
融点を有する粉末状の熱可塑性樹脂１３が含浸され他の
樹脂含浸繊維材（１０″）が作られる。粉末状の熱可塑
性樹脂１３の粒子径も、一般に１０〜ｌＯＯμ程度とさ
れる。上記他の樹脂含浸繊維材（１０″）は、最終的に
は複合成形体への芯材１０″を構成する。

上記二枚の樹脂含浸繊維材（１０’）、（１０°）の間
に、上記他の樹脂含浸繊維材（１０”）が重ねられ、一
対の加熱ピンチロール４０に通され、そこで熱可塑性樹
脂工２及び１３が溶融合着され、そして少なくとも二枚
の樹脂含浸繊維材（１０’）、（１０°）と他の樹脂含
浸繊維材（１０″）とが熱圧着される。

この場合、他の樹脂含浸繊維材（１０”）の中の熱可塑
性樹脂１３は融点が高く溶融し難いので、予め予熱炉４
Ｉで加熱して樹脂１３を溶融合着させておくのが好まし
い。

なお、一対の加熱ピンチロール４０は一組配置されでも
よく、複数組配置されてもよい。図においては二組配置
されている。熱可塑性樹脂１２及び１３が完全に溶融合
着していない場合は、引き続いて赤外線ヒーター等を備
えた加熱炉５０に通されここで熱可塑性樹脂１２及び１
３が完全に溶融合着される。

このようにして、二枚の芯材１０’、１０゛の間に他の
芯材１０″が接着された複合芯材ｌＯが形成される。複
合芯材１０は図のように一旦巻き取ってもよいが、巻き
取ることなく次の工程へ連続させてもよい。また、上記
一対の加熱ピンチロール４０と加熱炉５０との配列を逆
にし、二枚の樹脂含浸繊維材（１０’）、（１０’）の
間に他の樹脂含浸繊維材（１０”）を重ねてこれを加熱
炉５０で加熱し、ここで熱可塑性樹脂１２及び１３を溶
融合着させた後に、一対のピンチロール４０で熱圧着し
てもよい。

次いで、複合芯材１０は、第４図に示すように、加熱フ
ォーミング装置６０により加熱軟化され、軒樋、波板、
デツキ材などの所望の形状に賦形され、引き続いて冷却
フォーミング装置ｆ６１により冷却される。所望の形状
に賦形された複合芯材１０は、上記のように冷却フォー
ミング装置６１により冷却した方が次のクロスヘッド金
型への導入が円滑になし得て好ましいが、賦形された複
合芯材１０は必ずしも冷却しないでもよい。

このように賦形された複合芯材ｌＯ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、ここでクロ
スヘッド金型７０から溶融押出される熱可塑性樹脂２０
が、複合芯材１０の全面に被覆される。この際、複合芯
材１０中の熱可塑性樹脂１２はクロスヘッド金型７０の
中で軟化又は溶融され、熱可塑性樹脂１３は軟化しても
溶融することはない。このような複合芯材１０の全面に
熱可塑性樹脂２０が融看し一体化される。

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、デツキ材など所望
の形状に賦形される。

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Ｆ９０で引き取り、長尺複合成形体Ａが製造される
。

なお、上剥においては、二枚の芯材１０’、１０゜との
間に、−枚の他の芯材１０″が接着されて複合芯材１０
が形成されている場合について説明したが、三枚以上の
芯材１０′を用い、この三枚以上の芯材１０°の間に、
二枚以上の他の芯材１０″が接着されて形成された複合
芯材１０を用いてもよい。

（作用） 本発明の長尺複合成形体においては、連続した多数の長
繊維が熱可塑性樹脂により固定されて少なくとも二枚の
芯材と他の芯材が構成されており、この連続した多数の
長繊維により線膨張係数が小さく剛性も高くなる。

しかも、上記他の芯材は、長繊維が上記二枚の芯材の樹
脂よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂で固定され、そ
してこの他の芯材が少なくとも二枚の芯材の間に接着さ
れて複合芯材が形成されているので、この他の芯材によ
り耐熱性及び耐衝撃性が向上する。

また、本発明の長尺複合成形体の製造方法においては、
連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の熱可
塑性樹脂を含浸させるので含浸が容易に行われる。

しかもこのようにして形成された上記の複合芯材は耐熱
性が良いので、これを押出機のクロスヘッド金型に導入
しても、クロスヘッド金型から溶融押出される熱可塑性
樹脂の熱と押出圧力により芯材が流動変形したり、破れ
を生じたりすることが防止される。

そして、クロスヘッド金型から溶融押出される熱可塑性
樹脂の熱と押出圧力により、熱可塑性樹脂は複合芯材に
強く押しつけられて強固に接着し一体化される。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

ス１旦１ 本実施例では、第３図及び第４図に示す方法で、第１図
及び第２図に示す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（１４４００：日東紡製）１１を
長手方向に多数条配列させて流動床３ｏに導入し、そこ
で解繊しながら圧力２．５　ｋｇ／　ｏＪ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（平均粒径１００μ、融点１８０°Ｃ）（ＴＫ−
４００：信越化学製）１２を含浸させ、厚さ約０．２鵬
、幅３００ｍｍ、ガラスロービング含有量３０容量％の
シート状樹脂含浸繊維材（１０”）を二枚作成した。

また、同様にしてガラスロービング１１に粉末状のナイ
ロン６６（平均粒径１００μ、融点２２５’Ｃ）（ザイ
テル１０１：デュポン製）１３を含浸させ、厚さ約０．
２園、幅３００　ａｍ、ガラスロービング含有量３０容
量％の他のシート状樹脂含浸繊維材（１０”）を−枚作
成した。

上記二枚のシート状樹脂含浸繊維材（１０’）の間に、
予め予熱炉４１で３００°Ｃに加熱して樹脂１３を溶融
合着させた他のシート状樹脂含浸繊維材（１０”）を−
枚重ねてこれを表面温度２００℃の加熱ビンチロール４
０．４０に通し熱圧着し、引き続いて加熱炉５０に通し
て樹脂１２を２００℃に加熱して完全に溶融し、引取ピ
ンチロール５１で引き取り、複合芯材１０を形成した。

この複合芯材ｌＯを１７０℃の温度に保持されたフォー
ミング装置６０により加熱軟化させ角型の軒樋状に賦形
した後冷却した。続いて、賦形された複合芯材１０を押
出機のクロスヘッド金型７０に導入し、この表面に塩化
ビニル樹脂配合物２０を１８５℃で０．５ｍ−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゜５−の長尺の
軒樋複合成形体Ａを製造した。この時のライン速度は３
−７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２００園で、角型の軒樋状の間隙を有す
るものを用いた。

この軒樋複合成形体について、次の方法で熱伸縮性、耐
衝撃性、押出成形性を評価した。その結果を第１表に示
す。

（１）熱伸縮性 軒樋成形体を４ｍの長さに裁断して試験片とし、これを
恒温恒温室に入れ、２０℃での長さＬｔｏを測定し、次
に６０°Ｃに温度を上昇させて６０°Ｃでの長さＬｉ２
を測定し、次式で線膨張係数αを算出した。α−（Ｌ！
ＯＬｔｏ）／（４０（’Ｃ）　ＸＬｚ。）。

（２）耐衝撃性 軒樋成形体から２０ｍｍ　Ｘ　２０＋＋＋ｓに切断して
試験片を作成し、この試験片にデュポン衝撃試験機でｉ
、ｓ　ｂの錘を落下させ、試験片が破損する落下距離か
ら衝撃強度を測定した。

（３）耐熱性 軒樋成形体を４−の長さに裁断して試験片とし、これを
８０°Ｃのオーブン中に５時間放置した後、その変形状
態を観察した。

（４）剛性 軒樋成形体から長手方向へ１５０ＩＩＩＩｌ、幅方向へ
２５１１ＩＩＩに切断して試験片を作成し、Ｊ（Ｓに６
９１１に準じて、試験片の長手方向の曲げ弾性率を測定
した。なお、測定温度は６０℃である。

（５）押出成形性 複合芯材を押出機のクロスヘッド金型に導入し、この表
面に塩化ビニル樹脂配合物を連続して５時間溶融押出し
て被覆した際の、複合芯材の変形や破れの状態を観察し
た。

１族涯ｌ 実施例１において、粉末状のナイロン６６に替えて、粉
末状のポリカーボネート（平均粒径７０μ、融点２４０
°Ｃ）（住人ノーガタック３００−１０）を用いたこと
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、熱伸縮性、耐衝撃性
、押出成形性を評価した。その結果を第１表に示す。

４比煎ＪＬＬ 実施例１において、シート状樹脂含浸繊維材（１０’）
を用いないこと以外は、実施例１と同様に行った。但し
この場合、複合芯材の厚さは実施例１と同じく約０．６
　ａｗｉにａｌｌ！ｆｆＬだ、得られた軒樋複合成形体
について、熱伸縮性、耐衝撃性、押出成形性を評価した
。その結果を第１表に示す。

第１表 なお、押出成形性の観察結果は、実施例１及び２では、
５時間溶融押出被覆で複合芯材の変形や破れは全く発生
しなかった。これに対して比較例１では、押出開始後約
３０分で複合芯材に破れが発生し、得られた軒樋複合成
形体の厚みは複合芯材の破れ部分で不均一であった。

（発明の効果） 上述の通り、本発明の長尺複合成形体は、熱伸縮が小さ
く変形や剛性が改善され、さらに耐衝撃性、耐熱性が改
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。

また、本発明の長尺複合成形体の製造方法は、多数の長
繊維への熱可塑性樹脂の含浸性が良（、さらに溶融押出
被覆の際に複合芯材が流動変形したり、破れを生じたり
することが防止され、複合芯材とこれに被覆される熱可
塑性樹脂とが強固に融着一体化され、厚さが均一で耐久
性に優れた長尺複合成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明長尺複合成形体の一例を示す一部切欠斜
視図、第２図は第１図の（イ）部分の拡大図である。第
３図及び第４図は本発明長尺複合成形体の製造方法の一
例を示す概略図である。 Ａ・・・長尺複合成形体、１０・・・複合芯材、ＩＯ″
・・・芯材、１０’・・・他の芯材、（１０’）・・・
樹脂含浸繊維材、（１０”）・・・他の樹脂含浸繊維材
、１１・・・長繊維、１２・・・長繊維を固定している
熱可塑性樹脂、１３・・・長繊維を固定している高い融
点を有する熱可塑性樹脂、２０・・・複合芯材に被覆さ
れた熱可塑性樹脂、３０・・・流動床、４０・・・加熱
ピンチロール、４１・・・予熱炉、５０・・・加熱炉、
６０・・・加熱フォーミング装置、７０・・・押出機の
クロスヘッド金型、８０・・・サイジング装置、９０・
・・引張装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続した多数の長繊維が熱可塑性樹脂で固定された
   少なくとも二枚の芯材の間に、上記と同様な長繊維が上
   記樹脂よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂で固定され
   た他の芯材が接着されて複合芯材が形成され、この複合
   芯材に熱可塑性樹脂が被覆一体化されていることを特徴
   とする長尺複合成形体。 ２、連続した多数の長繊維を流動床に導入して粉末状の
   熱可塑性樹脂を含浸させて少なくとも二枚の樹脂含浸繊
   維材を作り、この少なくとも二枚の樹脂含浸繊維材の間
   に、上記と同様な長繊維を流動床に導入して上記樹脂よ
   りも高い融点を有する粉末状の熱可塑性樹脂を含浸させ
   て作られた他の樹脂含浸繊維材を熱圧着して複合芯材を
   形成し、この複合芯材を押出機のクロスヘッド金型に導
   入しこれに熱可塑性樹脂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。