(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材ロ−ルから芯材を巻き戻し、この芯材を金型内を通過させ、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付着させて、芯材の周囲に熱可塑性樹脂を被覆させて押し出す複合材の製造方法において、
芯材ロ−ルの重量を測定し、この芯材ロ−ルの重量減少量によって、芯材の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値より小さいと、金型内を通過する芯材の引取速度を遅くし、厚みが基準値より大きいと、金型内を通過する芯材の引取速度を速くして、製品の全体の厚みをほぼ等しくすることを特徴とす複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属板、金属線、シ−ト等の芯材を熱可塑性樹脂で被覆した複合材は軒樋や電線等で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、金属板を熱可塑性樹脂で被覆した複合材で製造した軒樋が記載されている。
一般に、かかる複合材の製造方法は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付着させて、芯材の周囲に熱可塑性樹脂を被覆させ押し出すものである。
【０００３】
又、特開昭６０−７２１１３号公報には、電線からなる芯材に溶融した熱可塑性樹脂を被覆する複合材の製造方法において、芯材に付着した熱可塑性樹脂の量を測定して押出機の押出速度や引取速度を制御する方法が記載されている。
又、特公平６−９８６９１号公報には、多数本並行した長繊維と熱可塑性樹脂とからなるプリプレグシ−トを芯材とし、この芯材に熱可塑性樹脂を被覆する複合材の製造方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記複合材では、全体の厚みがほぼ均一であることが重要であり、全体の厚みが異なると、種々な問題が発生する。
均一な厚みの複合材を製造するには、均一な厚みの芯材を使用し、この均一な厚みの芯材に熱可塑性樹脂を被覆することが必要である。
ところが、通常の芯材は、芯材の製造時の誤差等で、均一な厚みの芯材を作ることは難しい。そして、この不均一な厚みの芯材に溶融した熱可塑性樹脂を付着させる時、芯材の厚みが厚いと、金型内で溶融した熱可塑性樹脂の流出する間隙が小さくなり、樹脂圧が上昇し、せん断応力も増加し、樹脂表面にメルトフラクチュア現象が起こり、複合材の表面がサメ肌状になり、又、芯材の厚みが薄いと、金型内で溶融した熱可塑性樹脂の流出する間隙が大きくなり、樹脂圧が下がり、空気等が巻き込まれて、複合材の表面が凹凸状になり、いずれも複合材の表面が損なわれるという問題がある。
【０００５】
又、熱可塑性樹脂を被覆した複合材の使用面において、複合材を軒樋に使用する場合には、複合材の全体の厚みが不均一であると、外観が悪いばかりでなく、軒樋の中を通過する雨水がスム−スに流れ難く、又、軒樋が夏冬等の温度差によって伸縮を繰り返している間に、軒樋の厚みが薄い場所では、機械的強度が小さいため、折れ曲がったりするという問題がある。
【０００６】
上記の特開昭６０−７２１１３号公報に記載のものは、電線のような断面形状が点対称で、比較的凹凸のない芯材では、芯材に付着する熱可塑性樹脂の量を測定し、押出機の押出速度や引取速度を制御することにより、比較的良好に押し出すことができるが、断面形状が点対称でない金属板やプリプレグシ−ト等においては、熱可塑性樹脂の量の測定による押出機の押出速度や引取速度の制御では、ほぼ均一な厚みの複合材を押し出すことができないという問題があった。
【０００７】
又、上記の特公平６−９８６９１号公報に記載のものは、多数本並行した長繊維と熱可塑性樹脂とからなるプリプレグシ−トは、プリプレグシ−ト自体の厚みが不均一になっており、付着する熱可塑性樹脂の量が均一であっても、複合材全体の厚みが均一にならないため、複合材全体をほぼ均一な厚みにして押し出すことができないという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記のような問題に着目し、ほぼ均一な厚みに押し出して、外観のよい複合材を製造する複合材の製造方法を提供する事にある。
【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、芯材ロ−ルから芯材を巻き戻し、この芯材を金型内を通過させ、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付着させて、芯材の周囲に熱可塑性樹脂を被覆させて押し出す複合材の製造方法において、芯材ロ−ルの重量を測定し、この芯材ロ−ルの重量減少量によって、芯材の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値より小さいと、金型内を通過する芯材の引取速度を遅くし、厚みが基準値より大きいと、金型内を通過する芯材の引取速度を速くして、製品の全体の厚みをほぼ等しくするものである。
【００１０】
本発明に使用する芯材の材質としては、押出温度に耐えるものであればいかなるものでもよいが、鉄、アルミニウム等の金属や合成繊維、天然繊維等の繊維類等が好適である。
又、芯材の形状としては、長尺体であればいかなるものでもよいが、パイプ、シ−ト、棒状体等が好適である。
又、本発明に使用する熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル樹脂、メチルメタクリレ−ト、スチレン樹脂等が好適である。
又、本発明で製造される複合材としては種々あるが、芯材に凹凸が多いものや、芯材が被覆する熱可塑性樹脂に対して大きな割合を占める複合材が特に適している。
【００１１】
本発明において、芯材ロ−ルの重量の測定は、芯材ロ−ルから芯材を巻き戻し、この芯材ロ−ルの重量減少量が測定できれば、適宜な測定方法でよい。
例えば、芯材ロ−ル全体を芯材ロ−ル重量計の上に置いて、芯材ロ−ルから芯材を巻き戻し、この芯材ロ−ルの重量減少量を測定するようにすると、簡単な装置であるので好ましい。
【００１２】
又、芯材ロ−ルの重量減少量による引取速度の調整は、芯材ロ−ルの重量減少量から、芯材の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値の大小によって、金型内を通過する芯材の引取速度が調整できれば、適宜な方法でよい。
例えば、芯材ロ−ル重量計と処理部とを直結し、処理部と制御部とを直結し、この処理部で芯材ロ−ルの重量減少量から、芯材の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値を外れた場合、制御部で金型内を通過する芯材の引取速度を調整できるようにすると、簡単な装置であるので好ましい。
【００１３】
更に、上記の場合、芯材ロ−ル重量計と処理部と制御部は、芯材ロ−ルの芯材を巻き戻し、押出機、引取機、切断機、反転機の一連のラインの中に、インラインで組み入れられても、オフラインにしてもよい。インラインで組み入れられると、一連のラインがコンパクトになるので、好ましい。
【００１４】
（作用）
芯材ロ−ルの重量を測定し、この芯材ロ−ルの重量減少量によって、芯材の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値より小さいと、金型内を通過する芯材の引取速度を遅くし、厚みが基準値より大きいと、金型内を通過する芯材の引取速度を速くして、製品の全体の厚みをほぼ等しくするから、金型内に入る前に、芯材ロ−ルの重量減少量によって、芯材の厚みが推定され、この厚みが予め定めた基準値より小さいと、金型内を通過する芯材の引取速度が遅くなる。一方、溶融した熱可塑性樹脂がほぼ一定の速度で金型内に入り、芯材に付着する。その結果、厚みが予め定めた基準値より小さい芯材が、金型内を通過するときには、芯材に溶融した熱可塑性樹脂が多く付着する。反対に、金型内を芯材の厚みが基準値より大きいと、金型内を通過する芯材の引取速度を速くなり、芯材に溶融した熱可塑性樹脂が少ししか付着しない。
従って、芯材ロ−ルの全体がほぼ均一な厚みで、表面の良好な複合材が製造できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施例を図面を用いて詳述する。
図１は複合材の製造ラインを示す説明図、図２は本発明の製造方法で得られた複合材の一部を示す断面説明図である。
【００１６】
図１において、１は押出機であり、この押出機１は、ホッパ−１１と、バレル１２と、このバレル１２の中に設けられているスクリュ−１３とからなる。
２はクロスヘッドダイからなる金型であり、この金型２は、押出機１の先端に取り付けられている。
３は芯材３１がロ−ル状に巻かれた芯材ロ−ルである。
そして、この芯材ロ−ル３から芯材３１を巻き戻し、芯材３１を金型２を通過させながら、押出機１のホッパ−１１に熱可塑性樹脂を入れて、押出機１を稼働させると、スクリュ−１３の回転により、この熱可塑性樹脂がバレル１２の中を金型２の方向に進む。
【００１７】
この熱可塑性樹脂がバレル１２の中を進んでいる間に、バレル１２の周囲に取り付けられているヒ−タ−（図示省略）により溶融された熱可塑性樹脂３２が、金型２内を通過している芯材３１の上下から芯材３１の周囲に付着し、金型２から芯材３１の周囲が溶融された熱可塑性樹脂３２で被覆された複合材３３となって押し出されるようになっている。
【００１８】
４は芯材ロ−ル重量計であり、５は処理部であり、６は制御部である。
芯材ロ−ル重量計４で、芯材ロ−ルの重量減少量を測定し、測定デ−タ−を処理部５に送り、処理部５で、芯材３１の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値を外れているかチェックし、このデ−タ−が制御部６に送られ、基準値を外れている場合、制御部６で引取機７（後述説明）の引取速度を調整する指示を出して、金型２内を通過する芯材３１の引取速度が調整されるようになっている。即ち、芯材３１の厚みが予め定めた基準値より大きいと、芯材３１の引取速度を速め、芯材３１の厚みが予め定めた基準値より小さいと、芯材３１の引取速度を遅くする。
【００１９】
７は引取機であり、８は切断機であり、９は反転機である。
引取機７は制御部６から出された指示で引取速度が調整できるように、制御部６と直結されて、金型２と切断機８の間に置かれている。
切断機８で、芯材３１の周囲が溶融された熱可塑性樹脂３２で被覆された複合材３３を定尺毎に切断し、反転機９で反転され製品台車（図示省略）の上に複合材３３が重ねられる。
【００２０】
次に、この複合材３３の製造方法と作用について説明する。
芯材３１を金型２内を通過させながら、押出機１のホッパ−１１に熱可塑性樹脂を入れて、押出機１を稼働させる。
すると、スクリュ−１３の回転により、このホッパ−１１の中の熱可塑性樹脂がバレル１２の中を金型２の方向に進む。
次に、この熱可塑性樹脂がバレル１２の中を進んでいる間に、バレル１２の周囲に取り付けられているヒ−タ−（図示省略）により溶融された熱可塑性樹脂３２が、金型２内を通過している芯材３１の上下から芯材３１の周囲に付着し、金型２から芯材３１の周囲が溶融した熱可塑性樹脂３２で被覆された複合材３３となって押し出される。
【００２１】
この際、芯材３１が金型２の中に入る前に、芯材ロ−ル重量計４で、芯材ロ−ルの重量減少量が測定され、測定デ−タ−が処理部５に送られ、処理部５で、芯材３１の厚みが推定され、この厚みが予め定めた基準値を外れているかチェックされ、このデ−タ−が制御部６に送られる。
この厚みが予め定めた基準値から外れている場合、制御部６で引取機７（後述説明）の引取速度を調整する指示を出して、金型２内を通過する芯材３１の引取速度が調整される。
【００２２】
例えば、芯材３１の厚みが予め定めた基準値より大きいと、制御部６が引取機７の引取速度を速くするように指示する。すると、引取機７の引取速度が速くなる。その結果、金型２内を通過する芯材３１の速度が速くなり、芯材３１の肉厚の大きい場所に溶融した熱可塑性樹脂３２が少なく付着する。
又、芯材３１の厚みが予め定めた基準値より小さいと、制御部６が引取機７の引取速度を遅くするように指示する。すると、引取機７の引取速度が遅くなる。その結果、金型２内を通過する芯材３１の速度が遅くなり、芯材３１の肉厚の小さい場所に溶融した熱可塑性樹脂３２が多く付着する。
【００２３】
このように芯材３１の厚みが大きい場所３１１には溶融した熱可塑性樹脂３２が少なく付着し、厚みが小さい場所３１２には溶融した熱可塑性樹脂３２が多く付着する。
その結果、図２に示すように、全体の厚みがほぼ均一な複合材３３となって押し出される。
【００２４】
このようにして押し出された複合材３３は引取機７で引き取られ、切断機８で定尺毎に切断され、反転機９で反転され製品台車の上に複合材３３が重ねられる。
【００２５】
次に、実際に、芯材ロ−ル重量計４で計測し、処理部５で処理し、制御部６で制御を行った時と、行わない時を交互にして、芯材３１としてガラス繊維に熱可塑性樹脂を含浸させた厚み０．５ｍｍ、幅４９０ｍｍ、重量４１０ｇ／ｍ、比重１．４９ｇ／ｃｍ3 のプリプレグシ−トを使用し、熱可塑性樹脂として塩化ビニル樹脂を使用し、被覆層の厚みを０．５ｍｍ、比重１．４９ｇ／ｃｍ3 の複合材３３として押し出し、幅１８５ｍｍ、高さ１２５ｍｍ、厚みを１．５ｍｍの軒樋を製造した。
【００２６】
次に、本発明の特徴を説明するために、本発明品の実施例１、２及び３と比較例１及び２の成形条件と複合材３３の面の凹凸状況についてのデーターを表１に示す。尚、今回、複合材３３の表面を平滑にして凹凸による不良を減少させるのが目的であるから、実施例では、芯材ロ−ル重量計４で計測し、処理部５で処理し、制御部６で制御を行い、複合材３３の厚みが一定になるようにし、比較例では、制御部６で制御を行っていない。
【００２７】
【表１】
0003689220.tif 000002
【００２８】
表１から判るように、制御を行ったときは、外観不良率が１．０％以下であり、極めて良好な結果が得られたが、制御を行わないときは、外観不良率が５．９〜６．２％と極めて悪かった。
【００２９】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明してきたように，本発明の複合材の製造方法は、芯材ロ−ルの重量を測定し、この芯材ロ−ルの重量減少量によって、芯材の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値より小さいと、金型内を通過する芯材の引取速度を遅くし、厚みが基準値より大きいと、金型内を通過する芯材の引取速度を速くして、製品の全体の厚みをほぼ等しくするから、金型内に入る前に、芯材ロ−ルの重量減少量によって、芯材の厚みを推定し、この厚みが予め定めた基準値より小さいと、金型内を通過する芯材の引取速度が遅くなる。一方、溶融した熱可塑性樹脂がほぼ一定の速度で金型内に入り、芯材に付着する。その結果、厚みが予め定めた基準値より小さい芯材が、金型内を通過するときには、芯材に溶融した熱可塑性樹脂が多く付着する。反対に、金型内を芯材の厚みが基準値より大きいと、金型内を通過する芯材の引取速度を速くなり、芯材に溶融した熱可塑性樹脂が少ししか付着しない。
従って、芯材ロ−ルの全体がほぼ均一な厚みで、表面の良好な複合材が製造できる。
【００３１】
【図面の簡単な説明】
【図１】複合材の製造ラインを示す説明図である。
【図２】本発明の製造方法で得られた複合材の一部を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１            押出機
１１          ホッパ−
１２          バレル
１３          スクリュ−
２            金型
３            芯材ロ−ル
３１          芯材
３１１        芯材の厚みが大きい場所
３１２        芯材の厚みが小さい場所
３２          溶融された熱可塑性樹脂
３３          複合材
４            芯材ロ−ル重量計
５            処理部
６            制御部
７            引取機
８            切断機
９            反転機
【図１】
0003689220.tif 000003
【図２】
0003689220.tif 000004