JP2004351781A - 棒状発泡体 - Google Patents

Abstract

【課題】熱硬化性樹脂からなる棒状本体部と、該棒状本体部を被覆する熱可塑性樹脂からなる外被とが一体化している棒状発泡体を提供する。すなわち、例えば棒状発泡体に関して、その硬軟状態、気泡の大きさ、気泡分布等の物性につき広範なバリエーションが望まれる場合において、棒状本体部を構成する熱硬化性樹脂および外被を構成する熱可塑性樹脂の種類を適宜変更することで、そのような要請に容易に応じ得る棒状発泡体を提供する。
【解決手段】熱硬化性樹脂１４を材質とする棒状本体部４６と、この棒状本体部４６を被覆し、熱可塑性樹脂１０を材質とする外被１２とを一体成形し、容易に剥離し得ないよう構成される。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は棒状発泡体に関し、更に詳細には、熱硬化性樹脂からなる棒状本体部と、該棒状本体部を被覆する熱可塑性樹脂からなる外被とが一体化している棒状発泡体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コピー機やファクシミリ等の画像処理機器には、潜像転写や送紙・給紙等を行なうロールが多数設けられている。このロールは、例えばマイクロセル構造を有する高機能ウレタン素材を所要長の丸棒体として成形し、これにシャフトを同軸的に挿通配置した構造になっている。前記ロールを構成するマイクロセル構造のウレタン素材を製造するには、ウレタン原料に水や発泡材を添加せず、乾燥エアーや窒素等の造泡用ガスを該原料に混合しながら機械的に攪拌して発泡体とする方法（所謂「メカニカルフロス法」）が好適に採用されている。このメカニカルフロス法の採用により得られるロールは、その内部に含まれる気泡の大きさが略同一で、しかも均質に分散している等の優れた構造的特徴を有している。このため最終製品としてのロールは、例えば紙等のシート状の被搬送物を給送する際に要求される外周面の押圧力、すなわちニップ圧（ニップ量）が一定となって、スリップすることなく円滑に給送をなし得る等の利点を有する。
【０００３】
前記メカニカルフロス法によってウレタン発泡体のロールを製造する従来方法を、その製造装置との関係で以下に説明する。このロールは、前述した造泡用ガスとウレタン原料とを混合した流動性のある流動性樹脂原料Ｍを、図８〜図１１に示すように、得るべき製品の外部輪郭形状に略合致するキャビティ２１８を有する成形型２１６内に注入することで成形される。すなわち成形型２１６は、図１０に示す如く、複数のキャビティ半体２２０を分割面上に凹設した一対の金型半体２２２，２２２を開閉自在に蝶番軸支したもので、各成形型２１６は搬送ライン上に所要間隔で多数載置されている。また成形型２１６の所定位置には、流動性樹脂原料Ｍを注入するための注入孔２２４が、夫々のキャビティ２１８に連通するよう開設されている。更に夫々の金型半体２２２には、各キャビティ半体２２０の中心軸線に沿った部位に断面が半円状をなす溝２２６が形成されており、該成形型２１６が開放された際に、この溝２２６に丸棒状の中子２２８が装着されるようになっている。
【０００４】
前記成形型２１６は、図１０に示す工程で使用されて、樹脂ロールＲの製造がなされる。すなわち、製造ラインＭＬの所定位置に設けた中子装着ステーションＣＳにおいて、上流側から到来した成形型２１６は停止する。そして成形型２１６の一方の金型半体２２２を上方へ回動させて、キャビティ半体２２０を開放させる。この状態で、他方の金型半体２２２における夫々のキャビティ半体２２０に、前記半丸状の溝２２６を介して中子２２８を夫々装着する。この中子２２８は、最終製品となる樹脂ロールＲに同心的に挿通配置されるシャフトと同じ外径寸法で、かつ該ロールＲに要求される軸方向の長さより充分大きい長さに設定した棒状部材である。すなわち中子２２８は、前記溝２２６に装着されることでキャビティ半体２２０の中心軸心に整列して延在する。
【０００５】
前記中子２２８が装着された成形型２１６は、上方の金型半体２２２を回動させることで型閉めがなされ、次いで１ブロック分だけ製造ラインＭＬに沿って下流側の原料注入ステーションＲＳへ移動される。また、上流側に位置していた別の成形型２１６が下流側に搬送され、前記中子装着ステーションＣＳに到来すると、同様にして各キャビティ２１８への中子２２８の装着がなされる。製造ラインＭＬの原料注入ステーションＲＳに到来した成形型２１６へは、原料注入装置２３２からの流動性樹脂原料Ｍが、前記注入孔２２４を介して注入される。この流動性樹脂原料Ｍが注入された成形型２１６は、製造ラインＭＬの下流側に設けたトンネル加熱炉２３４により加熱される。この加熱により流動性樹脂原料Ｍは、成形型２１６のキャビティ２１８内で反応・硬化し、該キャビティ２１８の内部輪郭形状を外部輪郭形状とするロールＲに成形される。なおトンネル加熱炉２３４は、製造ラインＭＬに沿って設けた所要長の加熱炉であって、内部温度が流動性樹脂原料Ｍの反応・硬化に必要な所要温度に制御・保持されている。
【０００６】
トンネル加熱炉２３４での反応・硬化終了後、前記成形型２１６は更に下流側に位置する脱型ステーションＤＳに搬送される。この脱型ステーションＤＳで成形型２１６は、上方の金型半体２２２を回動させることで開放される。この状態下に、前記中子２２８を前記溝２２６から持上げることで、発泡体の樹脂ロールＲがキャビティ半体２２０から脱型される。そして、中子２２８をロールＲから引き抜くことで中空の成形品が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した画像処理機器に使用されるロールに代表される棒状発泡体は、前記の如く例えば造泡用ガスとウレタン原料とを混合した流動性樹脂原料を固化させて得られるものであって、該棒状発泡体の硬軟状態、気泡の大きさ、気泡分布等の物性は、該ウレタン原料が固化時に呈する物性のみに依存する。このため、各種物性に関してもっと広範なバリエーションが望まれる場合であっても、それには自ら限界があるのが現状であった。一例として、画像処理機器用ロールの表面硬度と、ロール本体中心付近の内部硬度とに所要の有意差を設定したものが望まれるときは、或る種類のウレタン原料を使用して或る硬度を有するロール本体を作成すると共に、他の種類のウレタン原料を使用して別の硬度を有する筒状体を作成し、このロール本体に該筒状体を外挿被着することで２重構造のロールを製造する外なかった。しかし、このような２重構造のロールは、その製造工程が複雑になって製造コストも嵩むと共に、使用中にロール本体と筒状体との接合が緩くなって位置ズレを生じたり変形し易くなる、等の難点を有している。
【０００８】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来技術に内在している課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、熱硬化性樹脂からなる棒状本体部と、該棒状本体部を被覆する熱可塑性樹脂からなる外被とが一体化している棒状発泡体を提供することを目的とする。すなわち、例えば棒状発泡体に関して、その硬軟状態、気泡の大きさ、気泡分布等の物性につき広範なバリエーションが望まれる場合において、棒状本体部を構成する熱硬化性樹脂および外被を構成する熱可塑性樹脂の種類を適宜変更することで、そのような要請に容易に応じ得る、という優れた効果が奏される棒状発泡体を取得することを目的とする。
【０００９】
【発明を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係る棒状発泡体は、熱硬化性樹脂を材質とする棒状本体部と、前記棒状本体部を被覆し、熱可塑性樹脂を材質とする外被とが一体成形されて、容易に剥離し得ない状態となっていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る棒状発泡体について、これを製造する好適な装置を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。この棒状発泡体は、後述の如く、メカニカルフロス法による発泡体であっても、また化学的発泡法による発泡体であってもよく、主として事務用機器等の各種シャフト付きロールとして使用されるが、用途はこれに限定されるものではない。更に棒状発泡体の横断面は、円形とされるが、前記外被は後述するサイジングスリーブによって、それ以外の楕円形や多角形にもなし得るものである。
【００１１】
図１〜図６は、棒状発泡体を好適に製造し得る装置の一例を示し、図１は該製造装置の全体的な構成を示す概略図で、棒状体から熱可塑性樹脂の外被を剥ぎ取る装置を付加したものであり、図２は同様の概略全体図であるが、前記外被の剥ぎ取り装置を備えていない。また、本実施例に係る棒状発泡体には、その中心にシャフト８０が挿通されているが、このシャフト８０を設けることは本発明の要件ではない。
【００１２】
図１において、符号Ａは熱可塑性および熱硬化性樹脂の供給機構、符号Ｂは棒状体の加熱領域、符号Ｃは棒状体の引張り機構、符号Ｄは棒状体の定尺切断機構を示している。また図２は、図１の熱可塑性および熱硬化性樹脂の供給機構Ａを示し、図４および図５は、図１の棒状体の加熱領域Ｂを示し、図６は、図１の棒状体の引張り機構Ｃを示している。
【００１３】
【全体構成について】
（１） 図１の全体略図において、上流側に位置する樹脂供給機構Ａでは、熱可塑性樹脂が筒状の外被として連続成形されると共に、この外被中に流動状態にある熱硬化性樹脂（発泡性の樹脂）が充填供給される。筒状に成形された外被はここで冷却固化され、得るべき棒状体の外部輪郭形状に略合致する外部輪郭形状に規定される。また、前記筒状に成形された外被の内部には、心出し部材を着脱自在に外挿したシャフトが中心軸線を整列させて供給される。
（２） 筒状をなす外被中に供給された熱硬化性樹脂は未だ流動状態を保持しているので、外被と共に下流側に給送された該熱硬化性樹脂は、加熱領域Ｂにおいて加熱がなされて硬化する。この加熱領域Ｂにおける加熱手段としては、後述する如く、誘導加熱原理や誘電加熱原理その他輻射加熱原理が各単体で、または適宜の組合わせとして用いられる。
（３） 加熱領域Ｂの下流側には引張り機構Ｃが設けられ、硬化した熱硬化性樹脂の本体部を外被で被覆したシャフト付き棒状体を引張って下流へ連続的に移送する。
（４） 熱硬化性樹脂のシャフト付き本体部は、定尺切断機構Ｄにおいて所定長に切断される。
【００１４】
【熱可塑性および熱硬化性樹脂の供給機構Ａについて】
図２は、熱可塑性樹脂１０を供給して筒状の外被１２に成形すると共に、流動状態にある熱硬化性樹脂１４を該外被１２の内部に供給する機構Ａの概略断面図である。すなわち樹脂供給機構Ａは、可塑化された熱可塑性樹脂１０を筒状の外被１２として連続押出しするクロスヘッドダイ１６と、筒状の外被１２の外部輪郭形状を規制しつつ該外被１２を冷却固化させるサイジングスリーブ１８と、前記外被１２の内部に熱硬化性樹脂１４を充填供給する供給管２０とから基本的に構成される。なお、この樹脂供給機構Ａには、後述する心出し部材９０が着脱自在に外挿されたシャフト８０を、前記筒状外被１２の内部へ中心軸線に整列させて順次供給するシャフト供給装置８２が付帯されている。
【００１５】
図２において、ホッパ２２に貯留したペレット等の熱可塑性樹脂１０は、外周に電熱ヒータ２４が巻回配置され、内部に撹拌押出し用のオーガ２６を同軸的に備えたシリンダ２８に供給され、ここで加熱されて溶融し可塑化状態となる。前記シリンダ２８の出口は、クロスヘッド３０を介して前記クロスヘッドダイ１６に連通接続され、該シリンダ２８中の可塑化状態となった熱可塑性樹脂１０は、モータ３２により回転されるオーガ２６により撹拌されつつ、該クロスヘッドダイ１６から水平方向へ円錐台状に押出される。このクロスヘッドダイ１６は外型１６ａと心型１６ｂとからなり、２つの型１６ａ，１６ｂの間に画成した円錐台状のキャビティ３４は、その開口部を図２の右方（下流側）へ指向させている。このキャビティ３４の開口部は、得るべき棒状体の断面輪郭形状に相似した大なる輪郭形状（例えばリング状）となっている。また、クロスヘッドダイ１６には、必要に応じて熱可塑性樹脂１０の可塑化状態を温度調整するヒータが適宜設けられている。なお、前記熱可塑性樹脂１０は、後述する如く棒状体の外被１２となるものであって、例えばポリアミド等が好適に使用される。
【００１６】
本実施例では、中心にシャフト８０を予め挿通した棒状体４８が製造され、従って若干の仕上げ工程を経ることで、例えばシャフト付きの事務用ロールを簡単かつ大量に生産することができる。すなわち図１および図２において、前記クロスヘッドダイ１６の上流側にシャフト供給装置８２が配設され、このシャフト供給装置８２から所要寸法長のシャフト８０が間欠的に落下供給されるようになっている。このシャフト８０は、前記サイジングスリーブ１８により外部輪郭形状を規制された前記筒状の外被１２の内部へ、中心軸線を整列させて所定間隔で順次供給されるようになっている。なお前記シャフト８０を筒状外被１２の内部へ中心軸線を整列させて供給するには、例えば所要間隔で進退運動を行なうプッシャー（図示せず）が使用される。
【００１７】
前記クロスヘッドダイ１６は、その心型１６ｂの中央に所要径の開口部８４が設けられ、この開口部８４に先に述べた熱硬化性樹脂１４を供給する供給管２０が、中心軸線を上方へ偏位させた形で挿入されている。また開口部８４の内部開口寸法は、後述する心出し部材を備えたシャフト８０が、前記供給管２０と干渉することなく挿入され得る寸法に設定してある。なお図２において符号８６は、シャフト８０における心出し部材（後述）を水平に支持する水平支持板を示している。
【００１８】
前記クロスヘッドダイ１６の下流側、すなわち図２の右方にはサイジングスリーブ１８が水平に配設され、その中心軸線を該クロスヘッドダイ１６の中心軸線に略整列させている。このサイジングスリーブ１８は、クロスヘッドダイ１６の前記リング状開口部から円錐台状に押出された熱可塑性樹脂１０を筒状の外被１２となすべく収束させて外部輪郭形状を規制し、筒状に成形された外被１２の冷却固化を行なうものである。例えばサイジングスリーブ１８は、ドーナツ状に構成されると共に、その中央に所要径で軸方向に貫通する円筒孔３６を有し、かつスリーブ本体の内部には環状空間をなすジャケット３８が画成されている。このサイジングスリーブ１８は、中心軸線を整列させて複数個（図示例では３基）が配設され、その一列をなす各円筒孔３６の内周面は筒状外被１２の外部輪郭形状を規制する。従って円筒孔３６の内部輪郭形状は、得るべき棒状体の外部輪郭形状に略合致するよう設定してある。
【００１９】
前記サイジングスリーブ１８のジャケット３８は、以下の如く冷却水が循環供給されたり、負圧に保持されたりするチャンバーとして機能する。例えば、図２において第１列目および第３列目に位置する各サイジングスリーブ１８のジャケット３８は、図示しない水等の冷却媒体供給部に接続し、該供給部から該ジャケット３８へ冷却媒体の循環供給がなされる。そして、前記クロスヘッドダイ１６から円錐台状に収束供給され、サイジングスリーブ１８の円筒孔３６により筒状に成形された熱可塑性樹脂１０（可塑状態）を、前記夫々のジャケット３８により冷却固化させる。なお、熱可塑性樹脂１０を冷却固化させる手段としては、サイジングスリーブ１８の外周に多数の放熱用フィンを形成し、該フィンをファンで強制冷却する空冷式としてもよい。
【００２０】
また第２列目、すなわち中間に位置するサイジングスリーブ１８のジャケット３８には、前記円筒孔３６に連通する細孔４０が所要間隔で周方向に穿設され、該ジャケット３８は図示しない負圧源に接続されている。従って、前記負圧源からの真空吸引によりジャケット３８を負圧に保持すれば、前記細孔４０を介して前記筒状をなす外被１２を吸引して前記円筒孔３６の内面に密着させることができる。但し、筒状をなす外被１２および該外被１２の内側に供給される熱硬化性樹脂１４（後述）は、同じく後述する引張り機構Ｃにより下流側へ給送されるので、前記細孔４０を介する負圧吸引の程度は該外被１２の給送を妨げない強さに設定される。
【００２１】
図２において、前記クロスヘッドダイ１６には、流動状態にある熱硬化性樹脂１４を前記筒状をなす外被１２の内部に充填供給する供給管２０が配設されている。すなわち供給管２０は、流動状態にある熱硬化性樹脂１４を貯留した供給タンク４２に一端部が接続されると共に、その他端部を前記クロスヘッドダイ１６を貫通して前記外被１２の内側に臨ませている。前記供給タンク４２と供給管２０との間には、例えばスラリーポンプ４４が設けられ、流動状態にある熱硬化性樹脂１４の供給を容易化している。この熱硬化性樹脂１４は、例えばウレタンを公知のメカニカルフロス法に供して得た樹脂発泡体であるが、先にも述べた如く、化学的発泡法により得た樹脂発泡体であってもよい。そして前記熱硬化性樹脂１４および熱可塑性樹脂１０として互いに接着性を有する樹脂原料を使用することで、該熱硬化性樹脂１４を材質とし、かつ連通気泡構造を有する棒状本体部４６と、該棒状本体部４６を被覆し、該熱可塑性樹脂１０を材質とする外被１２とは、容易に剥離し得ない状態で一体的に構成される。
【００２２】
前記供給管２０を介して筒状外被１２の内部に供給された熱硬化性樹脂１４は、該外被１２の内側において軸方向に充満して行き、この外被１２はサイジングスリーブ１８における円筒孔３６の内周面により規制されると共に、該サイジングスリーブ１８を通過した後は冷却固化されている。従って供給後の熱硬化性樹脂１４が、筒状外被１２を半径方向外方へ膨隆することはなく、結果として流動状態にある熱硬化性樹脂１４を外被１２が被覆することになる。但し、図２に示す時点では、筒状外被１２の内部に供給された熱硬化性樹脂１４は未だ流動状態を保持しているので、該熱硬化性樹脂１４を図４に示す加熱領域Ｂに通過させて、その熱硬化を進行させる。なお、後述の如く熱硬化性樹脂１４は熱硬化させられるので、本明細書では、外被１２により被覆された熱硬化性樹脂１４の熱硬化した棒状部分を本体部４６と称し、また該本体部４６および外被１２からなる棒状部分を全体として棒状体４８と称する。
【００２３】
【棒状体の加熱領域Ｂについて】
図４は、前記筒状の外被１２の内側に充填された流動性を有する熱硬化性樹脂１４を加熱硬化させる加熱領域Ｂを示している。すなわち加熱領域Ｂは、図１に示すように、前記サイジングスリーブ１８の下流側に中心軸線を整列させて水平に配置した加熱装置５０から基本的に構成され、この加熱装置５０により流動状態にある前記熱硬化性樹脂１４を加熱硬化させ、該熱硬化性樹脂１４を棒状をなす発泡体の本体部４６とするようになっている。
【００２４】
前記加熱装置５０は、筒状の外被１２の内側に充填供給された流動性を有する熱硬化性樹脂１４を、該外被１２と共に下流側へ給送する途次において加熱硬化させるものであるから、そのような目的に適うものであれば、加熱原理としては、例えば誘導加熱、誘電加熱、輻射加熱等の各種提案がなされる。すなわち図４は、一例として、誘導加熱装置５２と誘電加熱装置５８とをその順序で直列に配設した状態を示す概略断面図であって、個々の装置の詳細は以下に説明される通りである。なお、これら各種の加熱原理による装置は、所要に応じて単独使用としても、複数基の使用としても、また配列順序を逆にするようにしてもよい。
【００２５】
（誘導加熱装置について）
図４において符号５２は、誘導加熱の原理により流動状態にある熱硬化性樹脂１４を加熱硬化させる装置を示している。この誘導加熱装置５２は、流動状態にある熱硬化性樹脂１４が内部に充填供給された筒状の外被１２を内部通過させる、例えば鉄系金属のような磁性材質のパイプ５４と、該パイプ５４の外周に所要回数だけ巻回した誘導コイル５６とから構成される。誘導コイル５６は、図示しない高周波電流供給源に接続され、該誘導コイル５６に所要の高周波電流を流すことで、該コイル５６が巻回された前記磁性材質のパイプ５４に誘導電流が生起される。このため前記パイプ５４が自己発熱して所定温度まで昇温され、該パイプ５４の内側を通過する筒状外被１２が下流側へ給送される間に、該外被１２中の熱硬化性樹脂１４を加熱して硬化させるものである。
【００２６】
すなわち筒状外被１２に充填された熱硬化性樹脂１４は、誘導加熱されたパイプ５４の内部を通過するにつれて、該外被１２により被覆された樹脂１４の外側から中心軸（半径方向内方）へ向けて、次第にその硬化が進行することになる。なお、前述した如く外被１２は、前記サイジングスリーブ１８において熱可塑性樹脂１０を冷却固化させて得られたものであるから、この誘導加熱されたパイプ５４を通過するに際し、該外被１２が熱損傷することのないよう、該パイプの温度上昇が抑制されていることは勿論である。
【００２７】
（誘電加熱装置について）
図４において符号５８は、誘電加熱の原理により流動状態にある熱硬化性樹脂１４を加熱硬化させる装置を示している。この誘電加熱装置５８は、流動状態にある熱硬化性樹脂１４が充填された前記外被１２を通過させる、例えば塩化ビニル等の非金属を材質とするパイプ６０と、該パイプ６０の外周に所要数で配設した電極６２とから構成されている。この電極６２は、図示しないマグネトロン等の高周波供給源に接続され、該電極から例えば３，０００ＭＨｚの極超短波（マイクロウェーブ）を発生させる。この極超短波は、非金属材質のパイプ６０を透過して、外被１２により被覆されている熱硬化性樹脂１４に照射される。すなわち流動状態にあった熱硬化性樹脂１４は、前記パイプ６０の内側を通過する筒状外被１２と共に下流側へ給送される間に、所謂分子振動を生じて摩擦熱を発生することで硬化される。
【００２８】
この誘電加熱装置５８によれば、筒状外被１２に充填された熱硬化性樹脂１４が前記パイプ６０の内部を通過する際に、該熱硬化性樹脂１４に照射された極超短波が樹脂全体を均一に分子振動させて、次第にその硬化を進行させるものである。なお、このように誘電加熱装置５８によって熱硬化性樹脂１４を誘電加熱させる場合も、前記外被１２が過度に誘電加熱されて熱損傷することのないよう、該誘電加熱装置５８に対する調節制御がなされている。
【００２９】
（養生装置について）
図４において符号６４は、加熱硬化後の熱硬化性樹脂１４を引続き熱エネルギーの損失の少ない環境を通過させて、その硬化を更に緩徐に進行させるための養生装置を示している。この養生装置６４は、例えば塩化ビニル等を材質とするパイプ６６の外側に充分な断熱被覆６８を施した断熱領域を構成するものである。すなわち、上流側に設けた前記加熱装置５２，５８を通過して硬化した直後の熱硬化性樹脂１４に関して、該熱硬化性樹脂１４からの急激な熱逃失を養生装置６４により防止することで、前記本体部４６（熱硬化性樹脂の発泡体からなる）における気泡の分散状態を均一かつ安定化させることができる。図示例の養生装置６４では、充分な断熱処理を施した構成としたが、このように厳密に施した断熱構造に加えて、所要の電熱ヒータ等の積極加熱手段を設けるようにしてもよい。
【００３０】
また図４では、上流側から下流側に向けて誘導加熱装置５２，誘電加熱装置５８および養生装置６４の順で配列したが、この配列関係は本発明を限定するものでないことは勿論である。例えば、養生装置６４は必須の構成部材ではないし、また誘導加熱装置５２および誘電加熱装置５８は選択的に１基だけとしてもよいし、更に配設順序は誘電加熱装置５８を上流側に設け、その下流側に誘導加熱装置５２を設けるようにしてもよい。
【００３１】
（輻射加熱装置について）
図４には示さないが、前記加熱装置としては、流動状態にある熱硬化性樹脂１４が充填された前記外被１２を通過させる耐熱性に富む非金属材質のパイプと、該パイプの外周に巻回した電熱ヒータとから構成し、該ヒータに通電して輻射加熱を行なうことで、前記熱硬化性樹脂１４を硬化させて前記本体部４６とする輻射加熱装置を採用してもよい。
【００３２】
【棒状体の引張り機構Ｃについて】
図６の（ａ）は、前記加熱領域Ｂを経た棒状体４８（すなわち熱硬化性樹脂１４が硬化した棒状の本体部４６と、該本体部４６を被覆した外被１２）を引張って下流側へ移送する棒状体引張り機構Ｃを示す概略斜視図である。すなわち引張り機構Ｃは、長尺の棒状体４８における給送軌跡を挟んで対向する一対のベルトコンベヤ７０，７０からなり、各ベルトコンベヤ７０は、所要間隔だけ長手方向に離間させたプーリ７２，７２に巻掛けられている。対向し合う両ベルトコンベヤ７０，７０の間隙寸法は、給送すべき棒状体４８の断面寸法より僅かに小さい程度に設定され、各コンベヤ７０における少なくとも１つのプーリ７２を回転駆動することで、該棒状体４８を両側から押圧した状態下に下流側へ強制的に引張り移送し得るものである。従って図示例に係る引張り機構Ｃは、所謂サンドイッチコンベアを基本とし、この機構Ｃによって、最上流側に位置する前記樹脂供給機構Ａにおける外被１２の下流側への給送および加熱領域Ｂにおける棒状体４８の下流側への給送が達成されている。
【００３３】
（棒状体の定尺切断機構Ｄについて）
図１および図２には、前記サンドイッチコンベヤからなる移送装置７０の下流側に切断装置７６が配設されている。すなわち切断装置７６は上下一対のカッタ７８，７８からなり、両カッタ７８，７８はオリジナルポジションとなる切断待機位置で相互に大きく離間待機しているが、前記本体部４６（棒状体４８）が下流側へ給送されるのに同期して、相互に近接しつつ下流側へ所要距離だけ移動して該本体部４６を切断し、次いで相互に離間した後上流側へ所要距離だけ移動して切断待機位置に復帰する所謂ブロックモーションを行なうようになっている。この切断装置７６によって、外被１２で本体部４６を被覆した棒状発泡体４８の定尺切断がなされる。定尺切断後の棒状発泡体４８は、図６（ｂ）に縦断面として示す如く、熱硬化性樹脂１４を材質とする発泡体をなす本体部４６と、熱可塑性樹脂１０を材質とし、かつ該本体部４６を被覆する筒状外被１２とが接着されて一体化している。なお、所定長さでの切断がなされた棒状発泡体４８は、図示しない次の工程に移送され、シャフト８０から後述する支持部材９０を取り除いた後、例えば事務用機器のロール等に仕上げられる。
【００３４】
（心出し装置について）
本実施例では、筒状の外被１２に充填されて流動状態となっている熱硬化性樹脂１４に、シャフト８０が送り込まれるようになっている。このシャフト８０は、最終製品たる事務用機器のロールにおける回転軸として機能するのが殆どであるので、該シャフト８０は棒状体４８の中心に軸線を整列させて挿入位置している必要がある。図２および図３は、心出し装置８８として機能する一例を示すもので、前記シャフト８０の両端部に円形状の支持部材９０が着脱自在に外挿されている。
【００３５】
図３の（ａ）に示す如く、前記支持部材９０は円形の外部輪郭形状を有し、その中心部分に前記シャフト８０が着脱自在に内挿される中心孔９０ａが穿設されている。また支持部材９０の内側で、かつ中心孔９０ａの穿設部位以外の部分に貫通開口部９０ｂが形成されている。従って、筒状をなす外被１２の内側に供給された流動状の熱硬化性樹脂１４は、図２に示すように、支持部材９０の貫通開口部９０ｂを通過し、該外被１２の内側に沿いながら供給される。図３の（ｂ）は、円板状の部材９０の周辺に、例えばＵ字状の切欠き９０ｃを凹設したものであって、前記シャフト８０をクロスヘッドダイ１６に向けて供給した際に、前記供給管２０は前記切欠き９０ｃに位置するので、該供給管２０と支持部材９０とが干渉することがない。
【００３６】
この心出し装置によれば、所要長のシャフト８０の両端部に円形状の支持部材９０，９０が外挿されており、この状態で該シャフト８０はシャフト供給装置８２から間欠的に前記水平支持板８６に向け供給される。この水平支持板８６に到来したシャフト８０は、図示しないプッシャー等の押込み手段により、図２に示すクロスヘッドダイ１６の開口部８４へ押し込まれ、該クロスヘッドダイ１６により円錐台状に収束された筒状の外被１２の内側へ供給される。このとき、筒状の外被１２に挿入された供給管２０からは、流動性を有する熱硬化性樹脂１４が充填されるので、前記支持部材９０，９０により該外被１２に対する心出しがなされたシャフト８０は、該熱硬化性樹脂１４と共に下流側へ移送される。なお、夫々の支持部材９０には貫通開口部９０ｂが開設されているので、この貫通開口部９０ｂを介して熱硬化性樹脂１４は筒状外被１２の内部に均一に流動して充満する。また各支持部材９０は、最終工程において、シャフト８０から自動的にまたは手作業により除去される。
【００３７】
【棒状体の加熱領域Ｂについて】
図５は、シャフト８０を有する棒状体４８を加熱する領域Ｂを示すものであって、前述した誘導加熱装置５２、誘電加熱装置５８または代替的に輻射加熱装置が、棒状体４８（外被１２で被覆された本体部４６）の給送方向に沿って直列に適宜の配設パターンで設けられている。また棒状体４８の給送経路には、前述した養生装置６４も適宜配設してある。但し、棒状体４８はシャフト８０を備えているので、該シャフト８０が鉄系金属のような磁性材質で構成されている場合は、次に述べる誘導加熱原理による加熱装置が好適に使用される。
【００３８】
図５の棒状体加熱領域Ｂにおける誘導加熱装置５２の上流側には、該誘導加熱装置５２とは若干構成を異にする別の誘導加熱装置１００が配設されている。すなわち誘導加熱装置１００は、前記筒状の外被１２（熱硬化性樹脂１４が充填されている）を通過させる塩化ビニル等の非磁性体を材質とするパイプ１０２と、この非磁性材質のパイプ１０２の外周に巻回した誘導コイル１０４とから構成されている。前記誘導コイル１０４は、図示しない高周波電流供給源に接続してある。そして前記非磁性体を材質とするパイプ１０２中を、前記磁性材質のシャフト８０を熱硬化性樹脂１４と共に給送する過程で、前記誘導コイル１０４に通電すると、該シャフト８０に誘導電流が生起される。このためシャフト８０が自己発熱して所定温度まで昇温され、該シャフト８０を取り囲んでいる熱硬化性樹脂１４が加熱されて、棒状体４８の中心側からの硬化が進行する。
【００３９】
このように中心側から加熱されて硬化が進行し始めた棒状体４８は、更に下流側の前記誘導加熱装置５２に送られ、ここで該棒状体４８における外周側の硬化を進行させる。なお、図５の実施例では、前記誘導加熱装置５２の下流側にも、前記別の誘導加熱装置１００が配設されている。この下流側の誘導加熱装置１００は、前記誘導加熱装置５２を通過する間に棒状体４８の中心付近の温度が降下することがあるので、再度別の誘導加熱装置１００を通過させることで、シャフト８０の再加熱を行ない、これにより棒状体４８の全体に亘る均一な加熱を達成するものである。また図５の例では、更に下流側に誘電加熱装置５８および養生装置６４が設けられており、これらの装置も、棒状体４８における均一な径の気泡分布の確保に大きく貢献する。なお、下流側に誘導加熱装置１００を設置することは必ずしも要件でなく、これは実際の稼働状況に応じて設ければ足りる。
【００４０】
この加熱領域Ｂを通過した後の棒状体４８は、図１に示す如く、所定寸法長または任意の長さに切断される。これらの工程は、先に説明したところと全く同じなので、詳細説明は省略する。但し、棒状体４８はシャフト８０を備えているので、該棒状体４８は図示しない後工程で、例えば事務機器用のシャフト付きロールとして仕上げられる。
【００４１】
（シャフト付き棒状体の製造工程について）
次に、前述した各機構（領域）Ａ〜Ｄを経由してシャフト付き棒状体４８を製造する工程を概略的に説明する。図７は、実施例に係る製造工程の一連の流れを示す概略図であって、経時的に樹脂供給機構Ａ→棒状体の加熱領域Ｂ→棒状体の引張り機構Ｃ→棒状体の定尺切断機構Ｄに大別される。すなわち各工程は、上流側から下流側へ向けて、熱可塑性樹脂の押出し工程（１）と、筒状外被の成形・冷却工程（２）と、流動状態にある熱硬化性樹脂の充填工程（３）と、シャフトの整列供給工程（４）と、熱硬化性樹脂の熱硬化工程（５）と、棒状体の引張り移送工程（６）と、棒状体等の定尺切断工程（７）とから構成されている。
【００４２】
図７の熱可塑性樹脂の押出し工程（１）では、前記ホッパ２２中の熱可塑性樹脂１０はオーガ２６を備えたシリンダ２８に供給され、該シリンダ２８中で加熱されて溶融し可塑化状態となる。可塑化された熱可塑性樹脂１０は、クロスヘッドダイ１６から円錐台状に連続的に押出される。そして前記円錐台状に押出された熱可塑性樹脂１０は、筒状外被の成形・冷却工程（２）へ送られ、サイジングスリーブ１８を通過して外部輪郭形状が規制され、筒状の外被１２として成形されると共に、該外被１２の冷却固化がなされる。次いで熱硬化性樹脂の充填工程（３）では、前記筒状をなす外被１２の内部へ流動状態にある熱硬化性樹脂１４が、前記供給管２０を介して供給される。前記供給管２０から外被１２の内部に供給された熱硬化性樹脂１４は、該外被１２の内側において軸方向へ次第に充満して行く。なお、熱硬化性樹脂１４が充填された筒状外被１２は、前記サイジングスリーブ１８における円筒孔３６の内周面により半径方向外方への拡開が規制阻止されている。
【００４３】
このとき前記熱硬化性樹脂１４および熱可塑性樹脂１０としては、前述した如く、互いに接着性を有する樹脂原料、例えばウレタンおよびポリアミドが使用される。そして前記熱硬化性樹脂１４を材質とする棒状本体部４６と、該棒状本体部４６を被覆し、前記熱可塑性樹脂１０を材質とする外被１２とは一体成形されて、容易に剥離し得ない状態となっている。
【００４４】
また図７のシャフトの整列供給工程（４）では、心出し部材９０を着脱自在に外挿したシャフト８０が、前記筒状をなす外被１２の内部へ中心軸線を整列させて供給される。この心出し部材９０は、例えば、前記外被１２の内部輪郭形状に略合致する外部輪郭形状を有する円板状部材であって、前記流動状態にある熱硬化性樹脂１４を外被１２の内側に沿って流通させる開口部９０ｂが開設されている。なお図７では、熱硬化性樹脂の充填工程（３）の下流側にシャフトの整列供給工程（４）が位置付けられているが、この順序は必須のものでなく、両工程を逆にするようにしてもよい。
【００４５】
筒状外被１２に充填供給された熱硬化性樹脂１４は、未だ流動状態を保持しているので、これを硬化させるために次の熱硬化工程（５）へ送られる。すなわち加熱領域５０には、前述した誘導加熱原理、誘電加熱原理および輻射加熱原理等を適宜選択的または併合的に採用した加熱装置５２，５８および必要に応じて養生装置６４が配設され、流動状態にあった熱硬化性樹脂１４を熱硬化させることで、得るべきシャフト付き棒状体４８における本体部４６を製造する。なお、シャフト付き棒状体４８は、先に述べた如く、筒状外被１２および該外被１２により被覆された本体部４６の全体を指称するものである。前記引張り移送工程（６）では、前記各工程の最下流側に配設した移送装置７０、例えば一対の対向配置したサンドイッチコンベヤによって、前記棒状体４８の本体部４６を、外被１２と共に引張って下流側へ連続的に移送する工程が実施される。
【００４６】
前記棒状体４８（本体部４６を筒状外被１２で被覆したもの）は、必要に応じて定尺切断工程（７）に送られ、前記切断装置７６に設けたカッタ７８により所要長に順次切断される。所要長に切断された棒状体４８は、必要に応じて仕上げ工程に送られ、例えば表面の研削加工がなされて事務機器用ロールとして仕上げられる。なお、本体部４６を外被１２で被覆してなるシャフト付き棒状体４８にあっては、前記切断工程（８）で切断することは必ずしも要件でなく、そのまま別工程へ送り出したり、一般のユーザーへ長尺物として出荷したりしてもよい。
【００４７】
本実施例では、所謂メカニカルフロス法により機械的に発泡させた熱硬化性樹脂１４を使用して、微細かつ気泡径が長手方向に均一に揃った気泡（セル）を有する発泡体のシャフト付き棒状体４８を製造する例を挙げ、かつ断面が円形で事務機器用ロールとして最適な棒状体４８を想定したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば断面が楕円形であったり、多角形であったりする発泡体の棒状体４８を製造することもできる。
【００４８】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る棒状発泡体によれば、熱硬化性樹脂からなる棒状本体部と、該棒状本体部を被覆する熱可塑性樹脂からなる外被とが一体化している棒状発泡体が得られる。従って、例えば棒状発泡体の硬軟状態、気泡の大きさ、気泡分布等の物性に関して広範なバリエーションが望まれる場合に、棒状本体部を構成する熱硬化性樹脂および外被を構成する熱可塑性樹脂の種類を適宜変更することで、そのような要請に容易に応じ得るという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る棒状発泡体を好適に製造し得る装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】熱可塑状態にある熱可塑性樹脂および流動状態にある熱硬化性樹脂を供給する機構並びにシャフト供給装置の概略断面図である。
【図３】心出し装置として機能する支持部材の平面図である。
【図４】一例として、誘導加熱装置と誘電加熱装置とを直列に配設した状態を示す概略断面図である。
【図５】別の実施例に係る加熱領域の概略断面図である。
【図６】（ａ）は、加熱領域を経た棒状発泡体を引張って下流側へ移送する棒状体引張り機構の概略斜視図であり、（ｂ）は所要寸法長に切断した後の棒状発泡体の縦断面図である。
【図７】棒状発泡体の製造方法を概略的に示す工程図である。
【図８】従来技術に係る樹脂ロールの製造において、流動性樹脂原料の発泡に使用するロール成形金型を示す平面図である。
【図９】図８に示すロール成形金型に樹脂ロールが成形された際の内部状態を示す断面図である。
【図１０】従来技術に係る樹脂ロールの製造において、ロール成形金型による樹脂ロール製造装置および工程を概略的に示す斜視図である。
【図１１】図８に示すロール成形金型に流動性樹脂原料を注入した際の、該原料の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 熱可塑性樹脂 １２ 外被
１４ 熱硬化性樹脂 １６ ダイ（クロスヘッドダイ）
１６ａ 外型 １６ｂ 心型
１８ サイジングスリーブ ２０ 供給管
２２ ホッパ ２４ 電熱ヒータ
２６ オーガ ２８ シリンダ２８
３０ クロスヘッド ３２ モータ
３４ キャビティ ３６ 円筒孔（スリーブ内面）
３８ ジャケット ４０ 細孔
４２ 供給タンク（供給源） ４４ スラリーポンプ
４６ 本体部 ４８ 棒状体
５０ 加熱装置 ５２ 誘導加熱装置
５４ パイプ（磁性材質） ５６ 誘導コイル
５８ 誘電加熱装置 ６０ パイプ（非金属材質）
６２ 電極 ６４ 養生装置
６６ パイプ（塩化ビニル） ６８ 断熱被覆
７０ ベルトコンベヤ ７２ プーリ
７６ 切断装置 ７８ カッタ
８０ シャフト ８２ シャフト供給装置
８４ 開口部 ８６ 水平支持板
８８ 心出し装置 ９０ 支持部材
９０ａ 中心孔 ９０ｂ 貫通開口部
９０ｃ 切欠き（Ｕ字状） ９２ 流体吹出し孔
９４ ピン部材 ９６ 支持ローラ
９８ シャフト支持体 １００ 誘導加熱装置
１０２ パイプ（非磁性材質） １０４ 誘導コイル
Ａ 樹脂供給機構 Ｂ 棒状体の加熱領域
Ｃ 棒状体の引張り機構 Ｄ 棒状体の定尺切断機構

Claims (4)

1. 熱硬化性樹脂（１４）を材質とする棒状本体部（４６）と、前記棒状本体部（４６）を被覆し、熱可塑性樹脂（１０）を材質とする外被（１２）とが一体成形されて、容易に剥離し得ない状態となっている
   ことを特徴とする棒状発泡体。
2. 前記熱硬化性樹脂（１４）と熱可塑性樹脂（１０）とは互いに接着性を有し、両樹脂（１４，１０）は接着により一体化されている請求項１記載の棒状発泡体。
3. 前記熱硬化性樹脂（１４）としてウレタンが好適に使用され、また熱可塑性樹脂（１０）としてポリアミドが好適に使用される請求項１記載の棒状発泡体。
4. 前記熱硬化性樹脂（１４）は、機械的または化学的に発泡させられている請求項１記載の棒状発泡体。

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