(57)【特許請求の範囲】
【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）としてポリオール類化合物、および、この化合物（Ａ）と反応する化合物（Ｂ）としてイソシアネート類化合物を少なくとも混合して得られる発泡硬化性樹脂液としてのポリウレタン樹脂液を、前記繊維束の進行途中で振り掛ける工程と、
ポリウレタン樹脂液が振り掛けられた繊維束を揉んでポリウレタン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、
このポリウレタン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ポリウレタン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、
固形充填剤を、シリンダ内に２軸のスクリューを備えている混合押出機にて、ポリオール類化合物に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。
【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）としてポリオール類化合物、および、この化合物（Ａ）と反応する化合物（Ｂ）としてイソシアネート類化合物を少なくとも混合して得られる発泡硬化性樹脂液としてのポリウレタン樹脂液を、前記繊維束の進行途中で振り掛ける工程と、ポリウレタン樹脂液が振り掛けられた繊維束を揉んでポリウレタン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、このポリウレタン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ポリウレタン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、固形充填剤を、シリンダ内に２軸のスクリューを備えている混合押出機にて、ポリオール類化合物に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ポリウレタン樹脂を意味する。
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】
また、発泡硬化性樹脂液としてポリウレタン樹脂が使用される。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使用され、他方の液状原料にこのポ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使用されるが、イソシアネート類化合物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、ポリオール類化合物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）としてのポリオール類化合物と化合物（Ｂ）としてのイソシアネート類化合物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、発泡硬化性樹脂液としてのポリウレタン樹脂液を得るのであるが、ポリオール類化合物からなる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としてのポリウレタン樹脂液中にも固形充填剤が均一に分散される。
【００１３】
つぎに、発泡硬化性樹脂液としてのポリウレタン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してのポリウレタン樹脂液とともに、固形充填剤が飛散することなく繊維束に振り掛けられ、発泡硬化性樹脂液としてのポリウレタン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としてのポリウレタン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としてのポリウレタン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）としてのポリオール類化合物と化合物（Ｂ）としてのイソシアネート類化合物とが反応し、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（ポリオール類化合物）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４２，４２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（イソシアネート類化合物）もポンプ５１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（ポリウレタン樹脂液）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６３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８１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がない、
【００２１】
また、固形充填剤１が上述の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を成形し、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φ５０mm、スクリュー長４４５mm、スクリュー回転速度９０rpm 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】
0003670721.tif 000002
【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、固形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おり、固形充填剤を、シリンダ内に２軸のスクリューを備えている混合押出機にて、ポリオール類化合物に予め分散混合させておくことにより、固形充填剤の水分管理等を厳重に行わなくとも、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なく、管理が容易で、設備コストも安価にでき、固形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
【図１】
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【図２】
0003670721.tif 000004