JP5230014B2

JP5230014B2 - 合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法およびこの方法で形成された雨樋

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Publication number: JP5230014B2
Application number: JP2009174320A
Authority: JP
Inventors: 晴次松本
Original assignee: Otis Inc
Current assignee: Otis Inc
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: JP2011025553A

Description

本発明は、硬質合成樹脂材料と軟質合成樹脂材料とを成形ダイ内で接合させて押出成形して雨樋を製造する合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法、および、この方法で形成された雨樋の改良発明に関する。

従来、硬軟同時押出成形方法によって形成された硬軟同時成形品として、長尺状の合成樹脂成形品、例えば角形または円筒形の竪樋や軒樋等の雨樋が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。これらの雨樋は、主材料を硬質合成樹脂材料とし、一部を軟質合成樹脂材料で形成してあるので、その軟質合成樹脂部分で折り曲げて畳み込んだり、扁平にしたりして、嵩を小さくした状態で輸送、保管ができる。

特公昭４８−４２８８７号公報

ところで、この種の雨樋は、軟質合成樹脂部分が硬質合成樹脂部分間に長手方向に帯状に形成されており、その切断面には硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分とが交互に表れる。すなわち、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分とは、薄板状の各合成樹脂部分を横に並べて側端面同士を突き合わせるように接合されており、その接合境界面は、成形された硬軟同時成形品の表裏面に対してほぼ垂直で、高さを硬軟同時成形品の厚み寸法とした帯状の面となっている。

このように、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分とは、それらの帯状の側端面同士を結合して接合されるものであるから接合面積はきわめて小さく、従来では接合力の弱さが指摘されていた。特に近年、材料の軽減を目的として、あるいは押出成形技術の進展にともなって、薄肉化が進んでいるが、薄肉になればなるほど接合力が弱くなることはいうまでもない。

本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分との接合強度を高められる硬軟同時押出成形方法、および、この方法で形成された雨樋を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法は、硬質合成樹脂材料と軟質合成樹脂材料とを、材料ごとに、成形ダイの対応したレーンに供給してから一体的に接合させて、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分との接合境界面を有した長尺状の雨樋を製造する、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法において、硬質合成樹脂材料、軟質合成樹脂材料のうちで一方の合成樹脂材料を、迂回接合境界面を形成するための迂回接合境界面形成部を有した対応したレーンを通過させてレーンの供給部に溶融状態で供給し、レーンの供給部では、他方の合成樹脂材料を溶融状態で供給するも、一方の合成樹脂材料には合流させずに、その供給部の下流側において、他方の合成樹脂材料を、迂回接合境界面形成主部に連設され、迂回接合境界面を形成するための形状が両面に形成された、仕切り壁形状の迂回接合境界面形成補助部を通過させてから、一方の合成樹脂材料と合流させることによって、硬軟同時成形品に、該硬軟同時成形品の厚さ分よりも接合面積の大きい迂回接合境界面を形成することを特徴とする。

請求項２に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法は、迂回接合境界面が斜面とされる。

請求項３に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法は、迂回接合境界面が曲面とされる。

請求項４に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法は、迂回接合境界面が雌雄実構造面とされる。

請求項５に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法は、迂回接合境界面が折れ面とされる。

請求項６に記載の雨樋は、請求項１〜５のいずれかに記載された、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法によって形成されている。

請求項１に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法によれば、成形ダイに硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分との接合境界面を形成するための迂回接合境界面形成主部と迂回接合境界面形成補助部とより構成された迂回接合境界面形成部を設けて、硬軟同時成形品に硬軟同時成形品の厚さ分よりも接合面積の大きい迂回接合境界面を形成するようにしているので、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分との接合面積を増大させ、接合強度を高くできる。

請求項２に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法によれば、迂回接合境界面を斜面としているため、迂回接合境界面形成主部と迂回接合境界面形成補助部とより構成された迂回接合境界面形成部を簡易な形状とすることができる。

請求項３に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法によれば、迂回接合境界面を曲面としているため、簡易な形状の迂回接合境界面形成主部と迂回接合境界面形成補助部とより構成された迂回接合境界面形成部でもって、接合面積を大きくできる。

請求項４に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法によれば、迂回接合境界面を雌雄実構造面としているため、実構造により接合力を増強できる。

請求項５に記載の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法によれば、迂回接合境界面を折れ面としているため、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分との噛合によって接合強度を高められる。

請求項６に記載の雨樋によれば、高い接合強度が得られるため、出荷前には扁平状態で保管し、現場で立体状態に形成する雨樋等の長尺状の製品に利用できる。

本発明の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法の原理説明図の参考例で、（ａ）は成形ダイの概略横断面図、（ｂ）は成形ダイの成形品出口側の概略正面図である。図１に示した成形ダイによって成形された硬軟同時成形品の部分斜視図である。本発明の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法の原理説明図の一例で、（ａ）は成形ダイの概略横断面図、（ｂ）は成形ダイの成形品出口側の概略正面図である。（ａ）〜（ｇ）は、硬軟同時成形品の軟質合成樹脂部分の断面形状の種々の例を示した概略縦断面図であり、（ａ）は軟質合成樹脂部分と硬質合成樹脂樹脂部分との接合境界面の対比説明図である。（ａ）は同硬軟同時押出成形方法によって形成された硬軟同時成形品の一例である角形竪樋の成形時の縦断面図、（ｂ）は同硬軟同時成形品の部分拡大図、（ｃ）は（ｂ）に示した部分を変形させた状態を示す部分拡大図である。（ａ）は同角形竪樋の施工時の縦断面図、（ｂ）は同斜視図である。同硬軟同時押出成形方法によって形成された硬軟同時成形品の他例である軒樋の縦断面図である。

以下に、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法の原理説明図の参考例であり、図１（ａ）は同方法を実施するための成形ダイの概略横断面図、図１（ｂ）は成形ダイの成形品出口側の概略正面図である。図２は、図１に示した成形ダイによって成形された硬軟同時成形品の部分斜視図である。

図１に示した成形ダイ１０は、硬質合成樹脂材料１と軟質合成樹脂材料２をそれぞれ加熱溶融させた状態で同時に通過させて、断面が一様で、長尺状の硬軟同時成形品２０（図２参照）を製造するための押出成形型である。成形ダイ１０には、硬質合成樹脂材料１および軟質合成樹脂材料２のそれぞれに対応したレーン（本流レーン１１および支流レーン１２）が設けられている。なお、合成樹脂材料を押し出す押出機については、汎用の装置であるため図示を省略している。

この成形ダイ１０によって成形される硬軟同時成形品２０は、図２に示すように、断面に硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２とが交互に表れるものである。原理図（図１）では、Ｌ字形の硬質合成樹脂部分２１と平板形の硬質合成樹脂部分２１との間に軟質合成樹脂部分２２が表れる硬軟同時成形品２０（図２参照）を例示している。すなわち、成形ダイ１０内には、Ｌ字形の硬質合成樹脂部分２１と平板形の硬質合成樹脂部分２１のそれぞれに対応した２つの本流レーン１１と、軟質合成樹脂部分２２に対応した支流レーン１２とが形成されている。

なお、原理説明図の例では、硬質合成樹脂材料１が主材料で、その主材料間に副材料である軟質合成樹脂材料２を介在させて、成形された軟質合成樹脂部分２２で折り曲げ自在とした硬軟同時成形品２０を製造するものを示しているが、逆の配列でもよい。また、本流レーン１１に軟質合成樹脂材料２を、支流レーン１２に硬質合成樹脂材料１を通過させる構成でもよい。

また、合成樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート等が使用できる。なお、硬質合成樹脂材料１、軟質合成樹脂材料２の接合強度を考慮すれば、主原料である合成樹脂材料を共通とし、添加物を異ならせることで、硬質合成樹脂材料１および軟質合成樹脂材料２を製することが望ましい。

図２に示すように、硬軟同時成形品２０の断面には、硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２との曲線状の接合境界部（以下、接合境界線２３という）が表れており、押出成形であるから、硬軟同時成形品の長手方向には、この接合境界線２３が連なってできた迂回接合境界面２４（図中には、接合境界線２３とともに符号を付記）が形成されている。

本発明方法は、この接合境界線２３が硬軟同時成形品２０の成形品の厚さ方向の最短直線ではなく、図例のように、実のごとく曲面状に迂回した迂回接合境界面２４でもって両合成樹脂材料が仕切られていることを特徴としている。

原理図の例では、平板形の硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２との間、およびＬ字形の硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２との間のそれぞれに長手方向に沿って接合境界面が形成されるが、それらの接合境界面はともに迂回接合境界面２４となっている。

以下、このような迂回接合境界面２４が形成された硬軟同時成形品２０の製造方法について具体的に説明する。

まず、加熱溶融させた主材料である硬質合成樹脂材料１を、成形ダイ１０の主材料に対応した本流レーン１１の供給口（不図示。図１（ａ）の上部側に位置される。）より供給し、成形ダイ１０内を通過させる。成形ダイ１０内の、供給口から図中Ａ部までの部分には、硬軟同時成形品２０に迂回接合境界面２４を形成させるための迂回接合境界面形成部１４が設けられており、流れてきた硬質合成樹脂材料１は、その迂回接合境界面形成部１４の終端部１４ａを通過し、その終端部１４ａに隣接する合流部１３（図中のＡ部）に到達したときには、迂回接合境界面２４の形状が保持できる程度の溶融状態となっているようにコントロールされている。

その一方で、加熱溶融させた副材料である軟質合成樹脂材料２を、本流レーン１１の側方にある支流レーン１２の供給口１２ａより供給し、溶融状態で、硬質合成樹脂材料１と並流を開始するＡ部に到達させ、溶融状態で合流部１３に供給された硬質合成樹脂材料１の端部に形成された迂回接合境界面２４に接するように合流させ、硬質合成樹脂材料１とともに下流側へと通過させるようにしている。

こうして、硬質合成樹脂材料１と軟質合成樹脂材料２とが、一定の形状を保持した迂回接合境界面２４を境界として溶融状態で接合し、接合した状態で成形ダイ１０の成形品出口より押し出されて、サイジングで冷却固化された後、硬軟同時成形品２０が形成される。

このように、成形ダイ１０内で迂回接合境界面２４でもって両合成樹脂材料を接合、固化させるようにしているが、そのように制御するためには、その制御要素となる、供給時の合成樹脂材料の溶融温度、レーンの長さ、迂回接合境界面形成部１４の終端位置、合流部１３の位置、通過速度等を調整しなければならない。Ａ部で合流できるように調整がなされず、例えば、Ａ部において、硬質合成樹脂材料１に迂回接合境界面２４が形成されないような場合には、図３の原理説明図に示した方法で調整することができる。

図３の原理説明図に示した成形ダイ１０では、図１の成形ダイ１０と同様、本流レーン１１の供給口（不図示）から、図中Ａ部（供給部）までには、硬軟同時成形品２０に迂回接合境界面２４を形成させるための迂回接合境界面形成主部１４Ａが設けられ、支流レーン１２も同様の位置に設けられているが、Ａ部（供給部）より下流側には、さらに迂回接合境界面形成補助部１４Ｂが設けられている。

すなわち、支流レーン１２の供給口１２ａから供給された軟質合成樹脂材料２は、Ａ部（供給部）では硬質合成樹脂材料１に迂回接合境界面２４が保持できる程度にコントロールされていないため、硬質合成樹脂材料１に合流はさせず、迂回接合境界面形成主部１４Ａに連設された迂回接合境界面形成補助部１４Ｂを介して並流させるようにしている。つまり、本原理説明図においては、迂回接合境界面形成部１４は迂回接合境界面形成主部１４Ａと、迂回接合境界面形成補助部１４Ｂとによって構成されている。なお、図３においては、連続波形形状の迂回接合境界面２４を図示している。

この迂回接合境界面形成補助部１４Ｂは、その両側に硬質合成樹脂材料１と軟質合成樹脂材料２とが溶融状態で並流できるように、迂回接合境界面２４を形成するための形状が両面に形成された仕切り壁形状となっている。

そして、この迂回接合境界面形成部１４の終端部１４ａつまり迂回接合境界面形成補助部１４Ｂの終端部では、硬質合成樹脂材料１に迂回接合境界面２４が形成され、その終端部１４ａを過ぎたところで、両合成樹脂材料が溶融状態で合流する。その合流部１３では、溶融状態の硬質合成樹脂材料１に形成された迂回接合境界面２４に対して軟質合成樹脂材料２が密着し、その後、溶融状態で接合し、接合した状態で成形ダイ１０の成形品出口より押し出されて、サイジングで冷却固化された後、硬軟同時成形品２０が形成される。

このように、図３に示した成形ダイ１０は、迂回接合境界面形成補助部１４Ｂを迂回接合境界面形成主部１４Ａに継ぎ足し形成することで、合流部１３の位置が調整されたものである。また、このように両側に形成面を有した迂回接合境界面形成補助部１４Ｂを設けた成形ダイ１０によれば、溶融状態の軟質合成樹脂材料２に迂回接合境界面２４を形成させて、その迂回接合境界面２４に硬質合成樹脂材料１を接合させることもできる。なお、図３の原理説明図の例において、迂回接合境界面形成主部１４Ａについても仕切り壁形状としてもよい。

ついで、上記のように形成した硬軟同時成形品２０の迂回接合境界面２４について、図４を参照しながら説明する。

図４（ａ）には、迂回接合境界面２４を有した硬軟同時成形品２０の断面斜視図を示している。この迂回接合境界面２４は斜面状に形成されており、その接合面積は、図４（ａ）の右側に示した、硬軟同時成形品２０の厚さＬ分に対応した接合境界面Ｓの面積よりも大きく、そのため硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２との接合強度も高くなっている。

図４（ａ）に示した例では、軟質合成樹脂部分２２が左右対称となるように斜面の迂回接合境界面２４が形成されているが、図４（ｂ）の例では、軟質合成樹脂部分２２の両側の迂回接合境界面２４が平行に形成されている。これらによれば、成形ダイ内の迂回接合境界面形成部を簡易な形状とすることができる。

また、図４（ｃ）の例には、図３の原理説明図の例と同様の、連続した曲面による迂回接合境界面２４を示している。

また、図４（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）では、硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２とが雌雄実構造により接合されており、図４（ｄ）の硬軟同時成形品２０は軟質合成樹脂部分２２が２つの雄実部を有し、図４（ｅ）の硬軟同時成形品２０は軟質合成樹脂部分２２が２つの雌実部を有し、図４（ｆ）の硬軟同時成形品２０は軟質合成樹脂部分２２が雄実部、雌実部をともに備えている。これらによれば、実接合なので接合力を強化できる。

さらに、図４（ｇ）の硬軟同時成形品２０は、迂回接合境界面２４が連続した折れ面で形成されている。

図４に示した例はいずれも、迂回接合境界面２４が形成されているため、接合面積を硬軟同時成形品２０の厚さＬ分の接合境界面Ｓの面積（図４（ａ）参照）よりも大きくでき、確実に接合力を強化できる。図４（ａ）〜（ｃ）の例では、迂回接合境界面２４の接合面積を、図４（ａ）に示した接合境界面Ｓの面積の約１．４倍に大きくでき、また図４（ｄ）〜（ｇ）の例では約２倍に大きくできる。もちろん、さらに大きくすることもできる。

このように種々の形状の迂回接合境界面２４が想定できるが、例えば、一方を折れ面、他方を実構造とする等、異なる形状の迂回接合境界面２４を有したものでもよい。

以上のような迂回接合境界面２４を有した硬軟同時成形品２０として、長尺状の製品に形成するための硬軟同時成形品が挙げられる。このような成形方法で製された硬軟同時成形品２０は、軟質合成樹脂部分２２を断面の適所に配置するように製すれば、成形後に、その軟質合成樹脂部分２２を変形させることで、所望の形状の製品に形成することができる。

図５（ａ）は、上記の硬軟同時押出成形方法によって成形された硬軟同時成形品の一例である角形竪樋の成形時の縦断面図である。

この角形竪樋５は、成形ダイ１０（例えば図１参照）から押し出された状態では、硬質合成樹脂材料を主材料として形成された２枚の略平板状の成形部分が重合した形状となっており、それぞれの成形部分の両端同士が軟質合成樹脂部分２２でつながっており、それぞれの略平板状の成形部分の中央部にも軟質合成樹脂部分２２が形成されている。つまり、硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２の組み合わせが４組連続して、扁平リング状に形成されている。なお、図中の５ａは補強リブである。

図５（ｂ）、（ｃ）には、４組のうちの一部の軟質合成樹脂部分２２の拡大図を示している。この軟質合成樹脂部分２２が折り曲げ自在であるため、成形時の図５（ｂ）の形状から図５（ｃ）の形状に変形させ、あるいは図５（ｃ）の形状から図５（ａ）の形状に変形させることができる。なお、本図例における硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２との迂回接合境界面２４は、両方の端部に突起と凹所が形成されている簡易実構造面となっている。

このように、他の軟質合成樹脂部分２２も同様に自在に変形でき、そうすることで扁平状態から立体状態にして、図６（ａ）、（ｂ）に示すような角形竪樋５に成形することができる。なお、この軟質合成樹脂部分２２は、変形させて所定の製品を形成する場合に、その変形後の形状が保持できるように弾性復帰力の小さいものが望ましいが、図例で示した角形竪樋５の場合、樋支持具（不図示）によって形状を保持できるので、弾性復帰力の大きいものであってもよい。

図７は、上記の硬軟同時押出成形方法によって成形された硬軟同時成形品の他例である軒樋の成形時の縦断面図である。

この軒樋６は、樋支持具（不図示）と係止するための前端係止部６ｄを備えた前部６ａと、底部６ｂと、樋支持具と係止するための後端係止部６ｅを備えた後部６ｃとが硬質合成樹脂材料で形成され、それら硬質合成樹脂材料で形成された硬質合成樹脂部分２１の間には軟質合成樹脂部分２２が形成されている。本図例における硬質合成樹脂部分２１と軟質合成樹脂部分２２との迂回接合境界面２４は、両方の端部に突起と凹所が形成されている簡易実構造面となっている。

この軒樋６の成形時の状態は、想像線で示すように、前部６ａ、底部６ｂ、後部６ｃが平板（扁平）状態に連なっており、前部６ａと後部６ｃをそれぞれ矢印方向に折り曲げることで、立体状態の軒樋６が形成される。

以上のように、角形竪樋５や軒樋６を、上記硬軟同時押出成形方法によって形成した硬軟同時成形品によって形成すれば、倉庫に保管しておくときやトラックで運搬するときは、かさばらないように扁平状態に保持しておくことができ、それによって省スペース化が図れるし、梱包材も少なくできる。

また、１回の運搬における個数が増え運搬回数が減るので、二酸化炭素の排出量の低減化にも寄与できる。排出量は角形竪樋の場合、１／３程度に、軒樋の場合、２／３程度に軽減できることが、実験によって証明されている。

また、このような硬軟同時押出成形方法による硬軟同時成形品２０は、迂回接合境界面２４が形成されることで、従来のものより接合強度が高くなっているので、立体化と扁平化を何度も繰り返す必要のある製品に、特に適している。例えば、寒冷地で使用する雨樋は、積雪時期に積雪による損傷を避けて取り外して保管し、積雪時期を過ぎれば再取り付けすることがあるが、保管時には扁平化できるので多くの保管スペースを必要としないし、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分との間に迂回接合境界面が形成されて接合強度がいちだんと高くなっているので、シーズンごとに立体化と扁平化を繰り返しても損傷せず、長寿命化を期待できる。

１硬質合成樹脂材料
２軟質合成樹脂材料
１０成形ダイ
１１本流レーン
１２支流レーン
Ａ供給部
１３合流部
１４迂回接合境界面形成部
１４Ａ迂回接合境界面形成主部
１４Ｂ迂回接合境界面形成補助部
２０硬軟同時成形品
２１硬質合成樹脂部分
２２軟質合成樹脂部分
２３接合境界線
２４迂回接合境界面
５角形竪樋
６軒樋

Claims

硬質合成樹脂材料と軟質合成樹脂材料とを、材料ごとに、成形ダイの対応したレーンに供給してから一体的に接合させて、硬質合成樹脂部分と軟質合成樹脂部分との接合境界面を有した長尺状の雨樋を製造する、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法において、
上記硬質合成樹脂材料、軟質合成樹脂材料のうちで一方の合成樹脂材料を、迂回接合境界面を形成するための迂回接合境界面形成主部を有した上記対応したレーンを通過させてレーンの供給部に溶融状態で供給し、
上記レーンの供給部では、他方の合成樹脂材料を溶融状態で供給するも、上記一方の合成樹脂材料には合流させずに、その供給部の下流側において、上記他方の合成樹脂材料を、上記迂回接合境界面形成主部に連設され、迂回接合境界面を形成するための形状が両面に形成された、仕切り壁形状の迂回接合境界面形成補助部を通過させてから、上記一方の合成樹脂材料と合流させることによって、硬軟同時成形品に、該硬軟同時成形品の厚さ分よりも接合面積の大きい迂回接合境界面を形成することを特徴とする、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法。
請求項１において、
上記迂回接合境界面は斜面である、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法。
請求項１において、
上記迂回接合境界面は曲面である、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法。
請求項１において、
上記迂回接合境界面は折れ面である、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法。
請求項１において、
上記迂回接合境界面は雌雄実構造面である、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法。
請求項１〜５のいずれかに記載された、合成樹脂材料の硬軟同時押出成形方法によって形成された雨樋。