JPH10193486A - 複合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短繊維を熱可塑性固定材で固定した芯材を使
用して耐熱性良好な複合材を提供する。 【解決手段】 芯材２と、この芯材２の周囲を皮膚靴し
ている熱可塑性樹脂３とからなる複合材１である。そし
て、この芯材２は短繊維２１をランダムに配向させ、こ
の短繊維２１を熱可塑性固定材２２で固定させた帯状体
であり、この熱可塑性固定材２２は熱可塑性樹脂３と融
着可能で、熱可塑性樹脂３の成形温度より高い融を有す
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は芯材とこの芯材の周
囲を被覆している熱可塑性樹脂とからなる複合材に関す
る。特に、軒樋に好適な複合材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属板、シート等の芯材とこの芯
材の周囲を被覆している熱可塑性樹脂とからなる複合材
は、軒樋等に多く使用されている。例えば、特開昭５７
−３３６６０号公報、実公昭６１−４３８７３号公報、
実公昭６１−２７３９７号公報には、金属板とこの金属
板の周囲を被覆した熱可塑性樹脂とからなる複合材で製
造した軒樋が記載されている。かかる複合材の製造方法
は、通常、クロスヘッド金型を使用して、金型内を通過
している芯材の周囲に溶融した熱可塑性樹脂を押し出し
て、芯材の周囲に熱可塑性樹脂を被覆させるものであ
る。

【０００３】例えば、特公平６−９８６９１号公報に
は、多数本並行した長繊維を熱可塑性樹脂（熱可塑性固
定材）で固定させたプリプレグシートを芯材とし、熱可
塑性固定材と同じ種類の熱可塑性樹脂で芯材を被覆する
複合材の製造方法が記載されている。又、特公平７−１
１０５１４号公報には、このプレプレグシートを芯材と
し、熱可塑性固定材と同じ種類の熱可塑性樹脂で芯材を
被覆した複合材を軒樋形状に成形した軒樋の製造方法が
記載されている。

【０００４】一方、通常の軒樋は、実公昭６０−８００
４号公報に記載あるように、塩化ビニル樹脂等の熱可塑
性樹脂や金属等を軒樋形状に成形したものが多く使用さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記熱可塑性
樹脂を軒樋形状に成形した軒樋は、これを軒先に取り付
けて使用していると、直接日光に照射されて軒樋が高温
になり、軟化したり膨張して、軒樋が折れたり曲がると
いうように変形したり、ひび割れが生ずるという問題が
発生する。例えば、熱可塑性樹脂の中の代表的な硬質塩
化ビニル樹脂は耐水性、難燃性に優れ、機械的強度もよ
いので軒樋として最もよく使用されているが、この硬質
塩化ビニル樹脂の耐熱温度は６０ー７０℃であるから、
直射日光等の熱により軟化し易い。又、線膨張係数が
７．０×１０^-5（１／℃）と大きい。そのためこの両者
が重なってひび割れや曲がったり折れたりすることが多
い。

【０００６】又、金属を軒樋形状に成形した軒樋は変形
しないが錆び易いという問題がある。又、金属板からな
る芯材と、この芯材の周囲を被覆した熱可塑性樹脂とか
らなる複合材で製造した軒樋は耐熱性がよく、膨張収縮
が小さく、表面が錆び難く好ましいが、切断面に金属が
露出するために、この露出した部分から錆びるという問
題がある。

【０００７】又、長繊維を熱可塑性樹脂（熱可塑性固定
材）で固定させたプリプレグシートを芯材とし、熱可塑
性固定材と同じ種類の熱可塑性樹脂で芯材を被覆した複
合材で製造した軒樋は、耐熱性がよく膨張収縮が小さ
く、錆びにくいので極めて好ましいが、高価であるとい
う問題がある。そこで、本発明者が長繊維を熱可塑性樹
脂で固定させたプリプレグシートに替えて安価な短繊維
を熱可塑性樹脂（熱可塑性固定材）で固定させたシート
を芯材にすると安価になることに気づき、この短繊維を
熱可塑性固定材で固定させた芯材を、この熱可塑性固定
材と同じ種類の熱可塑性樹脂でクロスヘッドダイを使用
して芯材を被覆したところ、短繊維がバラバラになり、
耐熱性のよい良好な複合材が製造できなかった。

【０００８】更に、本発明者が更に研究した結果、安価
な短繊維を熱可塑性固定材で固定させた芯材を使用して
耐熱性の良好な複合材を発明したのである。即ち、本発
明の目的は、短繊維を熱可塑性固定材で固定した芯材を
使用して耐熱性良好な複合材を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するためになされたものであって、芯材とこの芯材の
周囲を被覆している熱可塑性樹脂とからなる複合材であ
って、前記芯材は短繊維をランダムに配向させ、この短
繊維を熱可塑性固定材で固定させた帯状体であり、この
熱可塑性固定材は熱可塑性樹脂と融着可能で、熱可塑性
樹脂の成形温度より高い融点を有するものである。

【００１０】本発明に使用する短繊維としては、熱可塑
性樹脂の成形温度に耐える繊維であればいかなる繊維で
も使用できるが、カーボン繊維、金属繊維、ガラス繊維
等の無機繊維、ケプラー、綿繊維等の有機繊維等が好適
に使用できる。又、この短繊維の径および長さは芯材の
必要性能に応じて適宜選択されるが、長さが１００μｍ
〜１００ｍｍ、径が５〜５０μｍが多く用いられる。本
発明に使用する熱可塑性樹脂としては種々な熱可塑性樹
脂が使用できるが、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、お
よび、塩化ビニルと他のモノマーとの共重合体、アクリ
ル系モノマーと他のモノマーとの共重合体等が好適であ
る。

【００１１】本発明に使用する熱可塑性固定材として
は、熱可塑性樹脂と融着可能で、熱可塑性樹脂の成形温
度より高い融点を有するものであれば如何なるものでも
使用可能である。従って、使用する熱可塑性樹脂の種類
によって異なるが、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン
等がよく使用される。

【００１２】（作用）本発明複合材に使用する芯材は、
短繊維を熱可塑性固定材で固定させた帯状体であり、こ
の熱可塑性固定材は熱可塑性樹脂と融着可能で、熱可塑
性樹脂の成形温度より高い融点を有するものであるか
ら、例えばクロスヘッドダイの中を芯材を通過させ、こ
の芯材の周囲に成形温度に加熱され溶融した熱可塑性樹
脂を押し出して複合材を製造しても、熱可塑性固定材で
固定された短繊維がばらばらにならず、しかも、熱可塑
性樹脂が熱可塑性固定材に融着した複合材となる。

【００１３】又、本発明複合材は芯材とこの芯材の周囲
を被覆している熱可塑性樹脂とからなり、しかも、上記
のように短繊維がバラバラになってないから、この複合
材を軒樋と使用すると、従来のプリプレグシートを芯材
とし、この芯材を熱可塑性固定材と同じ種類の熱可塑性
樹脂で被覆した複合材で製造した軒樋と同様に、耐熱性
がよく膨張収縮が小さく、錆び難いので極めて好まし
い。従って、この複合材を軒樋形状に成形すると理想的
な軒樋となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、
図１（イ）は複合材の一部切欠斜視図、（ロ）は芯材の
一部を示す斜視図、図２は複合材からなる軒樋を製造し
ている状態を説明図、図３は軒樋を製造しているときの
クロスヘッドダイの断面図、図４は図２の製造方法で製
造した軒樋の断面を示す説明図である。

【００１５】図１〜図４において、１は複合材であり、
この複合材１は芯材２と、この芯材２の周囲を被覆して
いる熱可塑性樹脂３とからなるものである。芯材２はカ
ーボン繊維の短繊維（繊維長さ１〜４０ｍｍ、繊維径１
０μｍ）２１とＰＥＴ繊維を短繊維化した熱可塑性固定
材２２とをエアーで飛ばして層状に堆積させ、ＰＥＴ繊
維の軟化温度以上の温度で加熱加圧して、短繊維２１を
熱可塑性固定材で固定してシート状に一体に成形して製
造したものであり、この芯材２は、図１（ロ）に示すよ
うに、短繊維２１がランダムに配向し、この短繊維２１
が熱可塑性固定材で固定された帯状体である。

【００１６】熱可塑性樹脂３は塩化ビニル樹脂である。
尚、この熱可塑性固定材２２であるＰＥＴは融点は２５
６℃であり、熱可塑性樹脂３である塩化ビニル樹脂の成
形温度（ダイ温度）１８０℃前後より高く、しかも、こ
の塩化ビニル樹脂によく融着するものである。４は軒樋
であり、この軒樋４は、図４に示すように、複合材１を
軒樋形状に成形したものである。５は押出機であり、こ
の押出機５はホッパー５１と、バレルと、このバレルの
中に設けられているスクリューとからなる。

【００１７】６は芯材２を軒樋４形状に成形するプレフ
ォーミング装置である。７はクロスヘッドダイからなる
金型であり、この金型７は押出機５の先端に取り付けら
れている。この金型７は軒樋４とほぼ同じ形状の隙間７
１がある。この金型７の使用方法は、この隙間７１の中
をプレフォーミング装置６で軒樋４とほぼ同じ形状に成
形された芯材２を通過させ、上下の樹脂通路７２、７２
から溶融した熱可塑性樹脂３を押し出すことにより、芯
材２の周囲が熱可塑性樹脂３で被覆され、この熱可塑性
樹脂３と熱可塑性固定材２２とが融着した複合材１がほ
ぼ軒樋４の形状になって押し出されるものである。

【００１８】６５は金型７からほぼ軒樋４形状に押し出
された複合材１をほぼ正確な軒樋４形状に成形するサイ
ジング装置である。８は上下にキャタピラー８１、８１
が設けられている引取装置であり、この引取装置５で
は、金型７から出て、サイジング装置６５でほぼ正確な
軒樋４の形状に成形された複合材１を上下のキャピラー
５１、５１で挟んで引き取るようになっている。

【００１９】次に、この複合材１で軒樋４を製造する製
造方法および作用について説明する。芯材２をプレフォ
ーミング装置６でほぼ軒樋４形状に成形して金型７の隙
間７１の中を通過させる。一方、押出機５のホッパー５
１に熱可塑性樹脂３を入れて押出機５を稼働させる。す
ると、スクリューの回転により、このホッパー５１の中
の熱可塑性樹脂３がバレルの中を金型７の方向に進む。

【００２０】この熱可塑性樹脂３はバレルの中を進んで
いる間にバレルの周囲に取り付けられているヒーターに
より溶融され、金型７内の樹脂通路７２を通って芯材３
の上下から押し出され、芯材３の周囲を被覆する。その
結果、芯材２の周囲が熱可塑性樹脂３で被覆され、ほぼ
軒樋４形状に成形された複合材１となって押し出され
る。

【００２１】このようにして押し出された複合材１は、
芯材２が、短繊維２１を熱可塑性固定材２２で固定させ
た帯状体であり、しかも、この熱可塑性固定材２２が熱
可塑性樹脂３と融着可能で、熱可塑性樹脂３の成形温度
より高い融点を有するものであるから、金型７の中を芯
材２を通過させ、この芯材２の周囲に溶融した熱可塑性
樹脂３を押し出して複合材１を製造しても、熱可塑性固
定材２２で固定された短繊維２１がばらばらにならず、
しかも、熱可塑性樹脂３が熱可塑性固定材２２に融着
し、軒樋４形状に成形された複合材１となる。

【００２２】この複合材１は芯材２の周囲を被覆してい
る熱可塑性樹脂３とからなり、しかも、この芯材２の短
繊維がばらばらになってないから、耐熱性がよく膨張収
縮が小さく、錆び難いので極めて好ましい軒樋となる。
しかも、この複合材１の芯材２は、ランダムに配向させ
た安価な短繊維２１を熱可塑性固定材２２で固定させた
帯状体であるから、従来の高価な長繊維を使用したプリ
プレグシートより安価であり、従って、軒樋が安価にな
る。

【００２３】このようにして押し出された複合材１はサ
イジング装置６５でほぼ正確な軒樋４の形状になり、上
下のキャピラー５１、５１で挟んで引き取られ、定尺に
切断されて軒樋４となる。

【００２４】（比較例）次に、実施例と同様の形状の軒
樋を塩化ビニル樹脂のみで押し出し成形して製造した。
実施例で製造した軒樋と比較例で製造した軒樋とを軒先
に取り付けて、夏期１ケ月経過した後の変形の有無を調
べた。実施例で製造した軒樋は変形が全くなかったが、
比較例で製造した軒樋は屋外側壁が外側に倒れるように
変形した。変形の程度を調べた結果、高さの５％以上外
側に倒れていた。又、熱伸縮によるソリ、割れが発生し
ていた。この結果から判明するように、熱可塑性樹脂と
融着可能で、熱可塑性樹脂の成形温度より高い融点を有
する熱可塑性固定材を使用した実施例は耐熱性が極めて
優れていることが判る。

【００２５】

【発明の効果】本発明複合材に使用する芯材は、短繊維
を熱可塑性固定材で固定させた帯状体であり、この熱可
塑性固定材は熱可塑性樹脂と融着可能で、熱可塑性樹脂
の成形温度より高い融点を有するものであるから、熱可
塑性固定材で固定された短繊維がばらばらにならず、し
かも、熱可塑性樹脂が熱可塑性固定材に融着した耐熱性
の良好な複合材となる。

【００２６】従って、この複合材を軒樋形状に成形して
軒樋と使用すると、耐熱性がよく膨張収縮が小さく、錆
び難いので極めて好ましい軒樋となるので極めて価値あ
る複合材である。しかも、本発明複合材の芯材は、ラン
ダムに配向させた短繊維を熱可塑性固定材で固定させた
帯状体であるから、従来のプリプレグシートより安価で
ある。従って、この複合材を軒樋に成形した軒樋は安価
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、（イ）は複合
材の一部切欠斜視図、（ロ）は芯材の一部を示す斜視図
である。

【図２】複合材からなる軒樋を製造している状態を説明
図である。

【図３】クロスヘッドダイの断面図である。

【図４】図２の製造方法で製造した軒樋を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 複合材 ２ 芯材 ２１ 短繊維 ２２ 熱可塑性固定材 ３ 熱可塑性樹脂 ４ 軒樋 ５ 押出機 ６ プレフォーミング装置 ６５ サイジング装置 ７ クロスヘッドダイ ８ 引取装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材とこの芯材の周囲を被覆している熱
   可塑性樹脂とからなる複合材であって、前記芯材は短繊
   維をランダムに配向させ、この短繊維を熱可塑性固定材
   で固定させた帯状体であり、この熱可塑性固定材は熱可
   塑性樹脂と融着可能で、熱可塑性樹脂の成形温度より高
   い融点を有するものであることを特徴とする複合材。