JPH0939101A - 長繊維補強発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】固形充填剤が多量にかつ均一に分散されて安価
な長繊維補強発泡成形体を得ることができる長繊維補強
発泡成形体の製造方法を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】化合物（Ａ）を含む液状原料、および、こ
の化合物（Ａ）と反応する化合物（Ｂ）を含む液状原料
の２つの液状原料のうち少なくともいずれか一方の液状
原料に固形充填剤が予め分散混合させておき、これらの
液状原料を振り掛ける直前に混合して発泡硬化樹脂液を
作り、この発泡硬化樹脂液を多数の長繊維補強材を一方
向に引き揃えられて一方向に連続的に進行している繊維
束に振り掛ける。そして、繊維束を揉んで発泡硬化性樹
脂液を長繊維補強材と長繊維補強材との間に含浸させた
のち、成形用通路内で前記発泡硬化性樹脂液を発泡硬化
させつつ所望形状に成形するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長繊維補強発泡成
形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】外観的に天然木材と類似しており、また
物性的に天然木材と同等以上の性能を示す長繊維補強発
泡成形体が建材等の構造体として使用されているが、従
来の長繊維補強発泡成形体は、原料として高価なガラス
繊維の繊維束と、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂などの合成樹脂とからなるため、天然木材に比べ
非常に高価なものになってしまう。

【０００３】そこで、上記のような問題を解決すること
ができる長繊維補強発泡成形体を製造する方法として、
たとえば、特開昭５４−３７１７２号公報において、一
方向に引き揃えられた長繊維補強材の繊維束に発泡硬化
性樹脂液を振り掛けるとともに、同時に固形充填剤を別
の供給口より繊維束に振り掛けて揉み板で揉みながら発
泡硬化性樹脂液中に固形充填剤を分散させるとともに、
発泡硬化性樹脂液を繊維束を構成する長繊維補強材と長
繊維補強材との間に含浸させたのち、成形用通路に通
し、この通路内で発泡および硬化させて所望の形状に成
形する方法を本発明の出願人が既に提案している。

【０００４】すなわち、この方法によれば、安価な固形
充填剤を振り掛けて成形体中に固形充填剤を分散させる
ことによって、成形体自体の特性を損なうことなく、長
繊維補強材や合成樹脂の使用量を減らすことができ、従
来の成形体に比べて安価な成形体を提供できるようにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法で
は、従来の成形体に比べ低コスト化できるものの、上述
したように、長繊維補強材の繊維束に発泡硬化性樹脂液
を振り掛けるとともに、同時に固形充填剤を別の供給口
より繊維束に振り掛けて揉み板で揉みながら発泡硬化性
樹脂液中に固形充填剤を分散させるとともに、発泡硬化
性樹脂液を繊維束の長繊維補強材と長繊維補強材との間
に含浸させるようにしているため、固形充填剤の添加量
を多くすると、均一含浸性に欠けて製品不良を招く恐れ
があり、固形充填剤の添加量を全体の１〜２％程度まで
に止めなければならなかった。

【０００６】また、固形充填剤を振り掛けるようになっ
ているため、固形充填剤が粉塵となって飛散し作業環境
を悪化させる恐れがある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みて、固形
充填剤が多量にかつ均一に分散されて安価な長繊維補強
発泡成形体を得ることができる長繊維補強発泡成形体の
製造方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる長繊維補
強発泡成形体の製造方法は、このような目的を達成する
ために、多数の長繊維補強材が一方向に引き揃えられて
形成された繊維束を前記一方向に連続的に進行させると
ともに、化合物（Ａ）を少なくとも含む液状原料、およ
び、この化合物（Ａ）と反応する化合物（Ｂ）を少なく
とも含む別の液状原料を少なくとも混合して得られる発
泡硬化性樹脂液を、前記繊維束の進行途中で振り掛ける
工程と、発泡硬化性樹脂液が振り掛けられた繊維束を揉
んで発泡硬化性樹脂液を繊維束を構成する長繊維補強材
と長繊維補強材との間に含浸させる工程と、この発泡硬
化性樹脂液が含浸された繊維束をさらに成形用通路に進
行させてこの通路内で前記発泡硬化性樹脂液を発泡硬化
させつつ所望形状に成形する工程とを備える長繊維補強
発泡成形体の製造方法において、前記２つの液状原料の
うち少なくともいずれか一方の液状原料に固形充填剤が
予め分散混合させておく構成とした。

【０００９】上記構成において、発泡硬化性樹脂液と
は、比較的短時間で泡化し硬化する液状の樹脂を意味
し、たとえば、ポリウレタン樹脂，フェノール樹脂，ポ
リエステル樹脂等が好適に用いられる。固形充填剤と
は、短繊維状ないし粉末状の充填剤を意味し、たとえ
ば、ガラス繊維，アスベスト繊維，鉱物繊維等の無機質
短繊維状物、木綿，麻等の天然繊維、レーヨン等の再生
繊維、ポリアミド，ポリエステル，ポリオレフィンなど
の合成繊維等の有機質短繊維状物、炭酸カルシウム，タ
ルク，クレー，硅砂，シラスバルーン，軽石などの無機
質粉粒体、および木粉，竹粉，澱粉，米ぬかなどの有機
質粉状物、あるいはこれらの混合物、あるいは、長繊維
補強発泡成形体の切削屑などが挙げられる。

【００１０】なお、発泡硬化性樹脂液としてポリウレタ
ン樹脂を用いる場合、一方の液状原料には、化合物
（Ａ）としてのポリオール類化合物が含まれ、他方の液
状原料にこのボリオール類化合物と反応する化合物
（Ｂ）としてのイソシアネート類化合物が含まれている
が、イソシアネート類化合物を含む側の液状原料と固形
充填剤とを混合すると、固形充填剤の水分管理等を厳重
に行わなければ、押出機等で混合して発泡硬化性樹脂液
とする段階で反応が開始される恐れがあるため、管理の
容易さや設備コスト等を考慮すると、固形充填剤はポリ
オール類化合物が含まれる側の液状原料にのみ分散混合
させておくことが好ましい。

【００１１】また、各液状原料には、たとえば、必要に
応じて触媒、着色剤、紫外線吸収剤等の添加剤を添加混
合しておいても構わないし、これらの添加剤を２つの液
状原料を混合する際同時に添加するようにしても構わな
い。

【００１２】上記構成によれば、２つの液状原料のう
ち、少なくともいずれか一方に固形充填剤を混合分散さ
せておく、各液状原料には、反応によって硬化する化合
物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが混合されていないため、多
量の固形充填剤を混合しても均一に分散される。そし
て、２つの液状原料を混合し、発泡硬化性樹脂液を得る
のであるが、液状原料中に固形充填剤が均一に分散され
ているから、得られた発泡硬化性樹脂液中にも固形充填
剤が均一に分散される。

【００１３】つぎに、発泡硬化性樹脂液が繊維束に振り
掛けられるのであるが、発泡硬化性樹脂液とともに、固
形充填剤が飛散することなく繊維束に振り掛けられれ、
発泡硬化性樹脂液を振り掛けた繊維束が、揉み板部分で
揉まれると、繊維束を構成する長繊維補強材と長繊維補
強材との間に発泡硬化性樹脂液が固形充填剤とともに均
一に含浸される。

【００１４】このようにして発泡硬化性樹脂液が長繊維
補強材と長繊維補強材との間に含浸された繊維束が成形
用通路内に進行し、この内部で化合物（Ａ）と化合物
（Ｂ）とが反応し、発泡しながら硬化し所望の形状に連
続的に成形される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照しつつ詳しく説明する。図１は本発明にかかる
長繊維補強発泡成形体の製造方法を実施するのに用いる
製造装置の１実施例を概略的にあらわしている。

【００１６】図１に示すように、この製造装置Ａは、ホ
ッパー１１、ベルトフィーダー１２、混合押出機４、ポ
ンプ２２，４３，５１、タンク２１，３１、散布装置
５、揉み板６１，６１、含浸板６２、成形用通路６３を
備えている。混合押出機４は、図２に示すように、シリ
ンダ４１内に２軸のスクリュー４２，４２を備えてい
る。

【００１７】そして、ホッパー１１内の固形充填剤１を
ベルトフィーダー１２を介して、タンク２１内の第１液
状原料２をポンプ２２を介して押出機４のシリンダ４１
内にそれぞれ供給する。シリンダ４１内に供給された固
形充填剤１と第１液状原料２とは、スクリュー４２，４
２の回転により均一混合されて、吐出口から吐出されポ
ンプ４３を介して散布装置５へ定量供給される。

【００１８】また、同時にタンク３１内の第２液状原料
３もポンプ３２を介して散布装置５へ定量供給される。
そして、散布装置５では、第１液状原料２と第２液状原
料３とが均一に混合され、発泡硬化性樹脂液７が得ら
れ、散布装置５の吐出口から繊維束８の上に振り掛けら
れる。

【００１９】発泡硬化性樹脂液７が振り掛けられた繊維
束８は揉み板６１，６１部分で揉み板６１，６１と含浸
板６２との間で揉まれ、繊維束８を構成する長繊維補強
材８１と長繊維補強材８１との間に発泡硬化性樹脂液７
が均一に含浸される。しかも、発泡硬化性樹脂液７中に
分散された固形充填剤１も同様に均一に分散される。そ
して、このようにして発泡硬化性樹脂液７が含浸された
繊維束８を成形用通路６３までさらに進行させると、成
形用通路７内で発泡硬化性樹脂液７が発泡硬化して、成
形用通路６３の内壁面に沿う断面形状の長繊維補強材８
１および固形充填剤１が均一に分散された棒状の長繊維
補強発泡成形体を連続的に得ることができる。

【００２０】すなわち、得られた長繊維補強発泡成形体
は、その中に均一に分散された長繊維補強材８１で補強
されるとともに、固形充填剤を多量にかつ均一に含有せ
しめることができ、低コストな長繊維補強発泡成形体を
得ることができる。しかも、固形充填剤１が均一に分散
されるため、構造材として要求される機械的特性を損な
うことない、

【００２１】また、固形充填剤１が上述ようにフィーダ
ーから押出機に供給されるために粉塵飛散等の問題がな
く作業環境を良好に保つことができる。

【００２２】

【実施例】つぎに、具体的な実施例として、固形充填剤
１、第１液状原料２、第２液状原料３、繊維束８とし
て、以下のものを用い固定充填剤１の添加割合および繊
維束８を構成する長繊維補強材８１の本数を表１に示す
ように変化させてそれぞれ引取速度１００cm／分で比重
０．５、幅１０cm、厚さ２cmの長繊維補強発泡成形体の
成形し、その成形の可否および得られた成形体の圧縮強
さおよび曲げ強さを調べ、その結果を表１に合わせて示
した。

【００２３】〔固形充填剤〕ガラス繊維補強ウレタン発
泡体の切屑（性状：粉体、粒子径：１０〜７０μｍ） 〔第１液状原料〕官能基数４のプロピレンオキサイド付
加ポリエーテルポリオール１００重量部、蒸留水１重量
部、モノフルオロトリクロロメタン３重量部、シリコン
オイル１重量部、および触媒としてジブチル錫ジラウレ
ート０．２重量部を混合したもの

【００２４】〔第２液状原料〕粗製ジフェニルメタンジ
イソシアネート 〔繊維束〕繊維直径１３μｍのモノフィラメントを表１
の本数引き揃えたガラスロービングであって、３８本引
き揃えた時、１ｍ当たり９．２６ｇの重量となるもの。

【００２５】また、押出機４は、スクリュー外径φ５０
mm、スクリュー長４４５mm、スクリュー回転速度９０rp
m の二軸同方向回転式のものを用いた。さらに、図示し
ていないが、成形用通路６３は、４つの無端ベルトによ
って内壁面が形成されていて、無端ベルトを駆動させる
ことよって成形用通路６３の内壁面が繊維束の進行速度
と略同じ速度で動くようになっている。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から、本発明の製造方法によれば、固
形充填剤１の添加割合が１５％付近になるまでは、固形
充填剤１の添加割合を増やし、繊維束８を構成する長繊
維補強材８１の本数を減らしても、成形が良好に行わ
れ、しかも、圧縮強さや曲げ強さ等の物性も固形充填剤
１を全く充填しないものと略同じになることが分かる。
なお、固定充填剤の添加割合が１５％を越えると、固形
充填剤と第１液状原料とを押出機で混合する際に樹脂温
度上昇と、固形充填剤の分散不良が生じ、良好な成形品
が得られなかった。

【００２８】

【発明の効果】本発明にかかる長繊維補強発泡成形体の
製造方法は、以上のように構成されているので、固定充
填剤の分散不良等の問題がなく、良質な成形体を得るこ
とができる。また、固形充填剤を多量に混入させること
ができ、成形体の製造コストを低減できる。さらに、固
形充填剤の粉塵飛散等がなくなり、作業環境が良好に維
持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる長繊維補強発泡成形体の製造方
法の実施に使用される装置の概略図である。

【図２】図１の装置の押出機の断面図である。

【符号の説明】

１ 固形充填剤 ２ 第１液状原料 ３ 第２液状原料 ７ 発泡硬化性樹脂液 ８ 繊維束 ８１ 長繊維補強材 ６３ 成形用通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の長繊維補強材が一方向に引き揃えら
   れて形成された繊維束を前記一方向に連続的に進行させ
   るとともに、化合物（Ａ）を少なくとも含む液状原料、
   および、この化合物（Ａ）と反応する化合物（Ｂ）を少
   なくとも含む別の液状原料を少なくとも混合して得られ
   る発泡硬化性樹脂液を、前記繊維束の進行途中で振り掛
   ける工程と、発泡硬化性樹脂液が振り掛けられた繊維束
   を揉んで発泡硬化性樹脂液を繊維束を構成する長繊維補
   強材と長繊維補強材との間に含浸させる工程と、この発
   泡硬化性樹脂液が含浸された繊維束をさらに成形用通路
   に進行させてこの通路内で前記発泡硬化性樹脂液を発泡
   硬化させつつ所望形状に成形する工程とを備える長繊維
   補強発泡成形体の製造方法において、前記２つの液状原
   料のうち少なくともいずれか一方の液状原料に固形充填
   剤が予め分散混合させておくことを特徴とする長繊維補
   強発泡成形体の製造方法。