JP2021528329A - 低密度カーカスを備えた複合手すり - Google Patents

低密度カーカスを備えた複合手すり Download PDF

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Abstract

カーカス、上記カーカス内の伸長抑制材、及び上記カーカスに結合されたスライダ層を含む手すりにおいて、上記カーカスの少なくとも一部分は、固体ポリマーマトリックス中に分散された気相を有する。上記気相は、上記ポリマーマトリックスの密度と比較して、カーカスの密度を少なくとも5%若しくは10%、又は約15%低減できる。上記カーカスは、上記ポリマーマトリックス中に、気泡の概ね均一な分布を有することができ、これは、ポリマーマトリックス中の概ね独立セル構造を画定できる。上記気相は、上記ポリマーマトリックス中に分散されたシンタクチックフォームの粒子で形成できる。上記手すりはカバーを更に含むことができる。上記カーカス及び上記カバーは熱可塑性材料で形成でき、上記カバーは、上記手すりに必要なTPU全体の10〜30%に相当し得る。
【選択図】図17

Description

本開示は一般に、エスカレータ、動く歩道、及び/又は他の輸送装置と共に使用するために好適な手すりに関する。
これ以降の段落は、これらの段落中に記載されたいずれの事項が先行技術又は当業者に公知の技術の一部であることを認めるものではない。
特許文献1は、エスカレータ、動く歩道、及び他の輸送装置のための、移動手すり構造を記載しており、手すりは概ねC字型の断面を有し、内部の概ねT字型のスロットを画定する。手すりは押出成形によって形成され、T字型スロットの周囲に延在する第1の熱可塑性材料の層を備える。第2の熱可塑性材料の層は、上記第1の層の外側の周囲に延在して、手すりの外側プロファイルを画定する。スライダ層はT字型スロットを裏張りし、第1の層に結合される。伸長抑制材は、第1の層内に延在する。第1の層は、第2の層よりも硬質な熱可塑性材料から形成され、これは改善された特性をリップ(lip)に与え、改善された駆動特性をリニアドライブに与えることが分かっている。
特許文献2は、物品の押出成形のための方法及び装置を記載している。ダイアセンブリは、熱可塑性材料の流れを強化ケーブルのアレイに供給して、複合押出成形物を形成できる。スライダ織物は、複合押出成形物の片側に結合できる。ダイアセンブリを出た後、スライダ織物は、押出成形材料が細長マンドレルに沿って移動する際に押出成形材料を支持する役割を果たすことができ、これにより、スライダ織物の基部を、平坦なプロファイルから物品の最終内側プロファイルへと変化させることができる。その後、押出成形済みの物品を冷却して、材料を固化させる。ダイアセンブリは、スライダ織物のための冷却手段と、強化ケーブルに熱可塑性材料が侵入するのを促進するための手段とを含むことができる。
特許文献3は、エスカレータ、動く歩道、及び他の輸送装置で使用するための、改造された手すりを記載している。手すりは、苛烈な曲げ条件下でのケーブルの座屈を軽減するための伸長抑制材としての、ケーブルアレイのための構成を含むことができる。また手すりは、リップ部分に第1及び第2の熱可塑性層のための構成も含むことができ、これは、繰り返し荷重条件下における歪み及び曲げ応力を軽減し、疲労破壊寿命を増大させる。また手すりは、伸長抑制材に関して、大きな外側ストランド及び小さな内側ストランドを備えたケーブルを使用することも含むことができ、これにより、第1の層内での侵入及び接着が可能となり、またフレッティング又は腐食の発生を低減できる。
特許文献4は、押出成形された手すりのためのスライダ層の予備処理のための方法及び装置を記載しており、これは:スライダ層ソース;上記スライダ層を滞留時間にわたって高温に曝露する加熱モジュールへと上記スライダ層を搬送する手段;及び押出成形ダイヘッドへと上記スライダ層を搬送する手段を有する。スライダ層がスライダ層ソースから押出成形ダイヘッドへと搬送される際に、スライダ層の複数の部分を、張力が略存在しないループの状態に維持するための、1つ以上の制御フィーダが実装されていてよい。加熱モジュールと押出成形ダイヘッドとの間での十分な冷却を保証するために、冷却ゾーンを含めてよい。押出成形ダイヘッドとスライダ層との間の熱伝達を低減するための手段も設けられる。
特許文献5は、カーカス、上記カーカス内に配設された伸長抑制材、上記カーカスに結合されたカバー、及び上記カーカスに固定されたスライド層を含む、手すりを記載している。手すりの幅方向中心軸において、カバーの上側外表面とスライド層の底面との間の面高さは、約8.0mm未満であってよい。カーカスは第1の熱可塑性材料で形成されていてよく、カバーは第2の熱可塑性材料で形成されていてよく、第1の熱可塑性材料は第2の熱可塑性材料より硬質であってよい。第1の熱可塑性材料は、100%伸長時の弾性が10〜16MPaであってよく、ショアA硬度が93〜96であってよい。
特許文献6は、均一な断面の物品を押出成形するための方法及び装置を記載しており、上記物品は、熱可塑性材料と、上記物品の伸長を阻止するための少なくとも1つのケーブルとを含む。ケーブルはそれぞれのチューブへと供給されて、上流端部と下流端部との間で搬送される。熱可塑性材料は、チューブの下流端部へと供給されてよい。熱可塑性材料をケーブルと一体として、ケーブルを熱可塑性材料内に埋め込むことにより、複合押出成形材料を形成する。チューブは少なくとも、緩く巻かれたケーブルが下流端部から上流端部に向かって動くのを妨げるよう構成され、これにより、「鳥かご型変形(birdcaging)」の発生を防止、又は少なくとも低減できる。
国際公開公報第2000/001607A1号 国際公開公報第2009/033270A1号 国際公開公報第2009/033272A1号 国際公開公報第2009/033273A1号 国際公開公報第2016/176778A1号 国際公開公報第2016/201578A1号
導入
以下の段落は、以下の更に詳細な説明に読者を導入することを目的としたものであり、請求対象の主題を定義又は限定することを目的としたものではない。
本開示の一態様によると、手すりは、カーカス、上記カーカス内の伸長抑制材、及び上記カーカスに結合されたスライダ層を含むことができる。上記カーカスの少なくとも一部分は、固体ポリマーマトリックス中に分散された気相を含むことができる。
上記気相は、上記カーカスの上記少なくとも一部分の密度を、上記ポリマーマトリックスの密度に比べて少なくとも5%低減できる。上記気相は、上記カーカスの上記少なくとも一部分の上記密度を、上記ポリマーマトリックスの上記密度に比べて少なくとも10%低減できる。上記気相は、上記カーカスの上記少なくとも一部分の上記密度を、上記ポリマーマトリックスの上記密度に比べて約15%低減できる。
上記カーカスは、上記ポリマーマトリックス中に、気泡の概ね均一な分布を有することができる。上記気泡は、上記ポリマーマトリックス中に、概ね独立セル構造を画定できる。上記気相は、上記ポリマーマトリックス中に分散されたシンタクチックフォームの粒子で形成できる。上記粒子は、Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを含むことができる。上記カーカスは、およそ1%(重量)の上記Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを有することができる。
上記ポリマーマトリックスは、第1の熱可塑性材料で形成できる。上記第1の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなってよい。上記第1の熱可塑性材料は、約92〜98のショアA硬度、又は約95のショアA硬度を有することができる。
上記カーカスは、第1の側方カーカス部分、上記第1の側方カーカス部分から離間した第2の側方カーカス部分、及び上記第1の側方カーカス部分と上記第2の側方カーカス部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カーカス部分を含むことができる。上記中央カーカス部分は上側内表面を画定でき、上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、上記上側内表面の各側に隣接する第1の凹状内表面及び第2の凹状内表面を画定できる。上記伸長抑制材は、上記中央カーカス部分内とすることができる。上記スライダ層は、少なくとも上記上側内表面並びに上記第1の凹状内表面及び上記第2の凹状内表面に結合できる。
上記手すりは、上記カーカスに結合されたカバーを含むことができる。上記カバーは、上記第1の側方カーカス部分を覆う第1の側方カバー部分、上記第2の側方カーカス部分を覆う第2の側方カバー部分、及び上記中央カーカス部分に隣接して上記第1の側方カバー部分と上記第2の側方カバー部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カバー部分を含むことができる。上記中央カバー部分は上側外表面を画定でき、上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、上記上側外表面の各側に隣接する第1の凸状外表面及び第2の凸状外表面を画定できる。上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、第1の下側内表面及び第2の下側内表面を更に画定でき、これらはそれぞれ、上記第1の凹状内表面及び上記第2の凹状内表面に隣接し、またそれぞれ第1の側方内表面及び第2の側方内表面に概ね対向する。上記カバーは、第2の熱可塑性材料で形成できる。
上記カーカスは、上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを漸減させることができ、上記カバーはこれに対応して、上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分の付近で厚さを増大させることができる。上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面を更に画定できる。
上記カバーは、上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分の付近で厚さを漸減させることができ、上記カーカスはこれに対応して、上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを増大させることができる。上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面を更に画定できる。上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面における上記カバーのリップの高さは、約0.1〜約1.0mmとすることができる。上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面に対して外側にオフセットされた位置において終端させることができる。幅方向中心軸における上記カバーの高さは、約0.5〜約1.5mmとすることができる。高さ方向中心軸における上記カバーの横幅は、約0.5〜約1.5mmとすることができる。上記カバーは、上記手すりの上記熱可塑性材料の約10〜約30%を必要とするようにサイズ設定できる。
上記第2の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなるものとすることができる。上記第2の熱可塑性材料は、約85〜92のショアA硬度、又は約86のショアA硬度を有することができる。
本開示の一態様によると、手すりは、カーカス、上記カーカスに結合されたカバー、上記カーカス内の伸長抑制材、及び上記カーカスに結合されたスライダ層を含むことができる。上記カーカスの少なくとも一部分は、第1の熱可塑性材料中に分散された気相を含むことができる。
上記カーカスは、第1の側方カーカス部分、上記第1の側方カーカス部分から離間した第2の側方カーカス部分、及び上記第1の側方カーカス部分と上記第2の側方カーカス部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カーカス部分を含むことができる。上記中央カーカス部分は上側内表面を画定でき、上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、上記上側内表面の各側に隣接する第1の凹状内表面及び第2の凹状内表面を画定できる。
上記カバーは、上記第1の側方カーカス部分を覆う第1の側方カバー部分、上記第2の側方カーカス部分を覆う第2の側方カバー部分、及び上記中央カーカス部分に隣接して上記第1の側方カバー部分と上記第2の側方カバー部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カバー部分を含むことができる。上記中央カバー部分は上側外表面を画定でき、上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、上記上側外表面の各側に隣接する第1の凸状外表面及び第2の凸状外表面を画定できる。上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、第1の下側内表面及び第2の下側内表面を更に画定でき、これらはそれぞれ、上記第1の凹状内表面及び上記第2の凹状内表面に隣接し、またそれぞれ第1の側方内表面及び第2の側方内表面に概ね対向する。上記カバーは、第2の熱可塑性材料で形成できる。
上記伸長抑制材は、上記中央カーカス部分内とすることができる。上記スライダ層は、少なくとも上記上側内表面並びに上記第1の凹状内表面及び上記第2の凹状内表面に結合できる。
上記カーカスは、上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを漸減させることができ、上記カバーはこれに対応して、上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分の付近で厚さを増大させることができる。上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面を更に画定できる。
上記カバーは、上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分の付近で厚さを漸減させることができ、上記カーカスはこれに対応して、上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを増大させることができる。上記第1の側方カーカス部分及び上記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面を更に画定できる。上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面における上記カバーのリップの高さは、約0.1〜約1.0mmとすることができる。上記第1の側方カバー部分及び上記第2の側方カバー部分はそれぞれ、上記第1の側方内表面及び上記第2の側方内表面に対して外側にオフセットされた位置において終端させることができる。幅方向中心軸における上記カバーの高さは、約0.5〜約1.5mmとすることができる。高さ方向中心軸における上記カバーの横幅は、約0.5〜約1.5mmとすることができる。上記カバーは、上記手すりの上記熱可塑性材料の約10〜約30%を必要とするようにサイズ設定できる。
上記第2の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなるものとすることができる。上記第2の熱可塑性材料は、約85〜92のショアA硬度、又は約86のショアA硬度を有することができる。
上記気相は、上記カーカスの上記少なくとも一部分の密度を、上記第1の熱可塑性材料の密度に比べて少なくとも5%低減できる。上記気相は、上記カーカスの上記少なくとも一部分の上記密度を、上記第1の熱可塑性材料の上記密度に比べて少なくとも10%低減できる。上記気相は、上記カーカスの上記少なくとも一部分の上記密度を、上記第1の熱可塑性材料の上記密度に比べて約15%低減できる。
上記カーカスは、上記第1の熱可塑性材料中に、気泡の概ね均一な分布を有することができる。上記気泡は、上記第1の熱可塑性材料中に、概ね独立セル構造を画定できる。上記気相は、上記第1の熱可塑性材料中に分散されたシンタクチックフォームの粒子によって形成できる。上記粒子は、Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを含むことができる。上記カーカスは、およそ1%(重量)の上記Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを有することができる。
上記第1の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなってよい。上記第1の熱可塑性材料は、約92〜98のショアA硬度、又は約95のショアA硬度を有することができる。
上記手すりの製造方法は、上記伸長抑制材及び上記スライダ層をダイアセンブリに供給するステップ、上記第1の熱可塑性材料を溶融状態で上記ダイアセンブリに供給するステップ、上記気相を上記第1の熱可塑性材料中に分散させて、上記カーカスを形成するステップ、上記第1の熱可塑性材料を上記伸長抑制材と一体とすることによって、上記伸長抑制材を上記第1の熱可塑性材料内に埋め込むステップ、上記スライダ層を上記第1の熱可塑性材料と一体とすることによって、上記第1の熱可塑性材料、上記伸長抑制材、及び上記スライダ層が複合押出成形材料を形成するステップ、並びに上記複合押出成形材料を上記ダイアセンブリから押出成形するステップを含むことができる。
上記分散させるステップは、化学的又は物理的な膨張剤を上記第1の熱可塑性材料に導入するステップを含むことができる。上記導入するステップは、粒子を上記ポリマーマトリックスに添加して、シンタクチックフォームを形成するステップを含むことができる。上記粒子は、Expancel(商標)未膨張マイクロスフェアを含むことができる。
上記手すりの製造方法は:上記伸長抑制材及び上記スライダ層をダイアセンブリに供給するステップ;上記第1の熱可塑性材料を溶融状態で上記ダイアセンブリに供給するステップ;上記気相を上記第1の熱可塑性材料中に分散させて、上記カーカスを形成するステップ;上記第1の熱可塑性材料を上記伸長抑制材と一体とすることによって、上記伸長抑制材を上記第1の熱可塑性材料内に埋め込むステップ、上記スライダ層を上記第1の熱可塑性材料と一体とするステップ、上記第2の熱可塑性材料を溶融状態で別個の流れとして上記ダイアセンブリに供給し、上記第2の熱可塑性材料の上記流れを、上記スライダ層に対して反対側において、上記第1の熱可塑性材料と一体とすることによって、カバーを形成し、上記第1の熱可塑性材料及び上記第2の熱可塑性材料、上記伸長抑制材、並びに上記スライダ層が複合押出成形材料を形成するステップ、並びに上記複合押出成形材料を上記ダイアセンブリから押出成形するステップを含むことができる。
上記分散させるステップは、化学的又は物理的な膨張剤を上記第1の熱可塑性材料に導入するステップを含むことができる。上記導入するステップは、粒子を上記ポリマーマトリックスに添加して、シンタクチックフォームを形成するステップを含むことができる。上記粒子は、Expancel(商標)未膨張マイクロスフェアを含むことができる。
本開示の一態様によると、一定の断面の物品を押出成形する方法は、第1の熱可塑性材料を溶融状態で供給するステップ、気相を上記第1の熱可塑性材料のポリマーマトリックス中に分散させて、不均質な混合物を形成するステップ、及び上記混合物をダイアセンブリから押出成形するステップを含むことができる。
上記分散させるステップは、化学的又は物理的な膨張剤を上記第1の熱可塑性材料に導入するステップを含むことができる。上記導入するステップは、粒子を上記ポリマーマトリックスに添加して、シンタクチックフォームを形成するステップを含むことができる。上記粒子は、Expancel(商標)未膨張マイクロスフェアを含むことができる。
本明細書で開示される教示の他の態様及び特徴は、本開示の具体例に関する以下の説明を精査することにより、当業者には明らかになるだろう。
本明細書に含まれる図面は、本開示の装置及び方法の様々な例を例示するためのものであり、教示の範囲の限定は全く意図されていない。
図1及び2は、手すりの第1の例の断面図である。 図3及び4は、手すりの第2の例の断面図である。 図5及び6は、手すりの第3の例の断面図である。 図7及び8は、手すりの第4の例の断面図である。 図9及び10は、手すりの第5の例の断面図である。 図11及び12は、手すりの第6の例の断面図である。 図13は、押出成形装置の例の概略図である。 図14は、2つの押出機を含む押出成形装置の例の概略図である。 図15は、発泡材料の画像を示す。 図16は、様々なレベルの発泡剤を用いて作製された材料に関する、180℃での粘度を示す。 図17は、1重量%発泡剤を伴わないTPU材料及び1重量%の発泡剤を伴うTPU材料に関する、応力対歪みを示す。 図18は、固体及び発泡材料中の手すりの伸長抑制材のケーブルの高さを示す。 図19は、発泡材料中に置かれたケーブルの画像である。 図20及び21はそれぞれ、固体材料及び発泡材料中に置かれたケーブルの拡大画像である。
請求対象の発明それぞれの実施形態の例を提供するために、様々な装置又は方法を以下に記載する。以下に記載のいずれの実施形態も、いずれの請求対象の発明を限定するものではなく、またいずれの請求対象の発明は、以下に記載されているものとは異なる装置及び方法を包含し得る。請求対象の発明は、以下に記載のいずれか1つの装置又は方法の特徴全てを有する装置及び方法、あるいは以下に記載の装置又は方法のうちの複数又は全てに共通する特徴に限定されるものではない。以下に記載の装置又は方法は、いずれの請求対象の発明の実施形態ではない場合がある。本文書で請求されていない、以下に記載の装置又は方法において開示されるいずれの発明は、別の保護手段、例えば継続中の特許出願の主題である場合があり、出願人、発明者、及び/又は所有者は、いずれのこのような発明を、本文書中でのその開示によって破棄する、放棄する、又は公共に開放することを意図していない。
図1を参照すると、手すりが全体として参照番号110で示されている。手すり110は、カーカス112、伸長抑制材114、カバー116、及びスライダ層118を含む。手すり110は全体としてC字型断面を有すると説明でき、この断面は内部の概ねT字型のスロットを画定する。
現行の手すりの一部は、熱機械的損傷を抑止する観点から、伸長抑制材114を包み、支持するために、固体のポリエステル系熱可塑性ポリウレタンカーカス112を、これもまたポリエステル系熱可塑性ポリウレタンで形成されたカバー116の下側に採用する。
熱可塑性ポリウレタン(TPU)は、硬質セグメント及び軟質セグメントで構成された、直線状にセグメント化されたブロックコポリマーからなる、熱可塑性エラストマである。Bayerによって1937年に紹介されたが、TPUは、ジイソシアネートとジオールとの重付加反応によって合成された。このポリマーの最終的な樹脂構造は、非晶質の可撓性軟質セグメントと、結晶質の剛性硬質セグメントとの、直線状ポリマー鎖で構成される。軟質ブロックは、ポリマーの弾性及び可撓性を向上させる。硬質ブロックは、TPUの強度及び剛性を提供する。熱可塑性エラストマ中には化学的架橋は一般に存在しない。TPU中の物理的架橋により、TPUは熱的可逆性を得る。
TPUは主に、軟質セグメントの成分に基づく3つのグループ、ポリエステル系TPU、ポリエーテル系TPU、及びポリカプロラクトンTPUにカテゴライズできる。ポリエステル系TPUは、良好な耐摩耗性及び機械的特性を提供できる。ポリエーテル系TPUは、低温可撓性及び加水分解耐性を提供できる。ポリカプロラクトンTPUは、ポリエステル系TPUと同様の靭性及び耐久性を有することができるが、良好な低温性能及び比較的高い加水分解耐性も特徴とし得る。
いくつかの例では、手すり110は、特許文献2、特許文献3、特許文献4、及び/又は特許文献6の教示による押出成形方法及び装置を用いて製造でき、各上記文献の内容は、参照によりその全体が本出願に援用される。押出成形中、(カーカス112及びカバー116のための)2つのTPU、(伸長抑制材114のための)鋼鉄製コード、並びに(スライダ層118のための)織物を供給して、単一のダイを通して押し出し、手すり110を形成できる。一般に、手すりの最終的な性能特性は、これらの成分それぞれの特性の組み合わせである。カーカス112及びカバー116の部分は、手すり構造内での役割が異なるため、異なる機械的特性を有する異なるTPU材料で形成できる。
いくつかの例では、カーカス112は第1の熱可塑性材料を含んでよく、カバー116は第2の熱可塑性材料で形成されていてよい。カーカス112の第1の熱可塑性材料は一般に、カバー116の第2の熱可塑性材料よりも剛性が高くかつ硬質なものであってよく、所望のリップ剛性を提供するために手すり110の開口幅を保持する役割を果たす。カーカス112はまた、この場合はケーブル176で形成される伸長抑制材114を保護する役割も果たし、ケーブル176とカーカス112の第1の熱可塑性材料との間の結合は、接着剤(図示せず)によって改善できる。伸長抑制材は複数のケーブルとして図示されているが、伸長抑制材は他の形態を取ることができることが理解されるだろう。例えば、金属製テープ、又はポリマーに埋め込まれた金属製ケーブルを含むテープを使用してよい。他の例では、少なくとも1つの複合部材を伸長抑制材として実装でき、上記複合部材は、米国特許出願公開第2018/0022005A1号で開示されているように、ポリマーバインダ中の複数の連続したファイバを有する「テープ(tape)」として形成できる(上記文献の内容は、その全体が参照により本出願に援用される)。
本開示は、カーカス112が低密度材料で形成された手すりを対象とする。物理的特性、耐化学性、耐摩耗性、良好な接着性、及び加工の容易さにより、TPUは本出願のための良好な選択肢となる。しかしながら、TPUのコストは他の熱可塑性ポリマーよりも高くなる傾向があるため、カーカス112の密度を低減することによって、現行の手すり上に材料を配置する効率を向上させる可能性が得られる。
いくつかの例では、カーカス112は、発泡によって、密度が低くなるように形成できる。発泡は、気相をポリマーマトリックスに導入することによって材料内にセル/気泡をもたらすプロセスである。固体材料を上回る発泡体の利点の1つは、改善された性能‐コスト比である。更に、気体が充填されたセルの存在により、材料の質量が削減されるだけでなく、より高いクッション性/機械的減衰も提供でき、これは用途によっては望ましい場合がある。
本明細書中で使用される場合、用語「気体(gas)」は、気相状態の、臨界温度未満の温度にある、蒸気状物質を含むことが意図されていることを理解されたい。
いくつかの例では、セルがマトリックス構造内で均一に分布していることを保証できると有益である。これにより、荷重の局所的な集中及び破損の可能性を低減しながら重量を削減できる。しかしながら、発泡は熱力学的に複雑な現象であり、所与の材料系に関して、複数のパラメータを要する最適化プロセスを伴う場合がある。
ポリマー発泡体は、気体が固体ポリマーマトリックス中に分散した2相材料である。2つの相が迅速に組み合わされることにより、気泡又は空所が形成され、固体マトリックス中に組み込まれる。セルの形態に基づいて、ポリマー発泡体は、開放セル又は独立セルとしてカテゴライズできる。開放セル発泡体は可撓性がより高くなる傾向を有し、セルは破壊されたセルの壁によって部分的に接続される。独立セル発泡体は、剛性がより高くなる傾向を有し、セルは、完全な状態で十分に接続されたセルの壁によって隔てられる。ポリマー‐気体混合物の均一性は、系の圧力の空間分布プロファイル、温度、及びポリマーマトリックス中での気体の拡散に左右される。従って、系の圧力は、溶解していない気体のポケットの形成を回避するため、及びプロセスの速度を上げるために、溶解圧力よりも高くなければならない。シンタクチックフォームは、ポリマー発泡体の一種であり、2つの成分:充填剤として機能する、膨張可能な粒子;及び結合剤として機能する樹脂系で構成される。発泡体マトリックス中に充填剤成分を添加すると、系の弾性率が低下し、また充填剤が割れの伝播のための曲がりくねった経路を形成するため、破断特性が改善され得る。
いくつかの例では、カーカス112は、押出成形中に発泡/膨張剤をTPUポリマー溶融物に導入することによって発泡させられたTPU材料で形成されていてよく、ポリマー溶融物と分布する気泡との不均質な混合物が存在する。膨張剤の均一な分散、及びこれらの混合物の流動学的挙動の理解は、手すり製造ラインの加工条件の開発及び最適化にとって重要となり得る。
Expancel(商標)マイクロスフェアは、熱可塑性材料、コーティング、紙、及びテキスタイル産業において添加剤として適用されてきた。未膨張マイクロスフェアは、揮発性飽和炭化水素の液滴を格納した熱可塑性シェルであり、上記炭化水素は加熱時に揮発する。マイクロスフェアのシェルは、異なるガラス転移温度を有する複数のコポリマーで作製される。これらの温度に達すると、マイクロスフェア内の揮発した炭化水素に起因する気体圧により、シェルが膨張する。マイクロスフェアは、液相中での機械的撹拌によってモノマーを小さな液滴に分割する懸濁重合によって製造される。次に蒸気液滴を、シリカ粒子及びMg(OH)2等の界面活性剤で安定化して、液滴の凝集及び合体を防止する。膨張Expancel(商標)のサイズは20〜150μmであってよく、密度は1000kg/m3から膨張時に30kg/m3へと低減でき、これは多くの場合、80〜190℃において発生し得る。Expancel(商標)を加熱すると、炭化水素が蒸発し、気体圧が熱可塑性シェルを軟化させ、これはマイクロスフェアの膨張につながる。冷却するとシェルは硬化し、形状を安定化して維持する。Expancel(商標)は、膨張形態及び未膨張形態の2つの形態で市販されている。膨張Expancel(商標)は、プラスチック及びエラストマ中で充填剤としての役割を果たし、未膨張のものは、押出成形及び射出成形による発泡時に膨張剤として適用される。
本発明者らは、手すりの製造において、膨張剤としてExpancel(商標)マイクロスフェアを使用してTPUを作製することについて調査した。実験結果に基づくと、Expancel(商標)は、図1に示すような手すり110内のカーカス112の密度を低減するための化学的な膨張剤として有用となり得る。好適なExpancel(商標)含有量を決定し、発泡させた手すりの様々な特性を試験した。以下で更に詳細に説明するように、その結果により、Expancel(商標)マイクロスフェアを含む手すりの製造のために、様々な手すり押出成形加工パラメータを変化させる必要はない可能性があることが示唆された。発泡カーカスの使用により、TPUカーカス材料の使用はおよそ14重量%削減され、発泡手すりは様々な機械的試験に合格した。
これより、手すりの構造を更に詳細に説明する。
再び図1を参照すると、図示されている例では、カーカス112は、第1の側方カーカス部分120と、第1の側方カーカス部分120から離間した第2の側方カーカス部分122と、第1の側方カーカス部分120と第2の側方カーカス部分122との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カーカス部分124とを含む。伸長抑制材114は、中央カーカス部分124内に配設された状態で示されている。図示されている例では、伸長抑制材114は、中央カーカス部分124内の中央平面に沿って配置された複数の長手方向ケーブル176で形成されたものとして図示されている。中央カーカス部分124は、上側内表面126の形状をたどる。第1の側方カーカス部分120及び第2の側方カーカス部分122はそれぞれ、第1の凹状内表面128及び第2の凹状内表面130の形状をたどる。第1の凹状内表面128及び第2の凹状内表面130は、上側内表面126の各側に隣接する。
図示されている例では、カバー116は、境界面においてカーカス112に直接結合されて、連続体を形成する。カバー116は、第1の側方カーカス部分120を覆う第1の側方カバー部分132と、第2の側方カーカス部分122を覆う第2の側方カバー部分134と、中央カーカス部分124に隣接して第1の側方カバー部分132と第2の側方カバー部分134との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カバー部分136とを含む。中央カバー部分136は、上側外表面178の形状をたどる。上側外表面178は、図示されているように、わずかな凸状の曲線を呈してよい。
図示されている例では、第1の側方カバー部分132及び第2の側方カバー部分134はそれぞれ、第1の凸状外表面138及び第2の凸状外表面140の形状をたどる。第1の凸状外表面138及び第2の凸状外表面140は、上側外表面178の各側に隣接する。
図示されている例では、C字型断面によって、第1の側方カーカス部分120及び第2の側方カーカス部分122はT字型スロットの周囲に延在して、概ね対向する第1の側方内表面142及び第2の側方内表面144それぞれの形状をたどる半円状リップ部分を画定する。第1の側方カーカス部分120及び第2の側方カーカス部分122、並びに第1の側方カバー部分132及び第2の側方カバー部分134は、それぞれ、第1の側方内表面142及び第2の側方内表面144に向かって概ね均一な厚さを有してよい。
図示されている例では、第1の側方カーカス部分120及び第2の側方カーカス部分122は更に、第1の下側内表面146及び第2の下側内表面148の形状をたどる。第1の下側内表面146は、第1の凹状内表面128及び第1の側方内表面142に隣接したものとして図示されており、また第2の下側内表面148は、第2の凹状内表面130及び第2の側方内表面144に隣接したものとして図示されている。
図示されている例では、スライダ層118は、上側内表面126、第1の凹状内表面128及び第2の凹状内表面130、第1の下側内表面146及び第2の下側内表面148、並びに第1の側方内表面142及び第2の側方内表面144に結合されているか、又は他の方法で固定されている。スライダ層118は、図示されているように、第1の側方内表面142及び第2の側方内表面144に隣接してカバー116内に埋め込まれた湾曲端部を含んでよい。
手すりは、特許文献1、特許文献3、及び/又は特許文献5の教示による寸法を含む様々な寸法を有するように製造でき、各上記文献の内容は、参照によりその全体が本出願に援用される。図1及び2に示されている手すり110は、特許文献1の教示に概ね対応する。
手すり110の様々な寸法を図2に示す。本明細書で言及される寸法の一部は、手すりのTPU構成部品、即ちカーカス及びカバーだけを指し、一方で他の寸法は、スライダ層及び/又は伸長抑制材を含む全体的な構造を指す場合があることを理解されたい。このことは、図面、特に図2、4、6、8、10、及び12を参照すると明らかであるはずである。
図示されている例では、手すり110は、面高さ152及び横幅154を有する。面高さ152は、スライダ層118の底面158と上側外表面178との間の、手すり110の幅方向中心軸156における垂直方向寸法である(表面158、178は図1に示されている)。横幅154は、スライダ層118の内側表面160と第2の凸状外表面140との間の、手すり110の高さ方向中心軸150における水平方向寸法である(表面160、140は図1に示されている)。手すり110は、図示されているように、幅方向中心軸156に対して概ね対称であってよく、従って上記横幅は、手すり110の各側において同一であってよい。
手すり110の垂直方向寸法としては、手すり高さ162、スロット高さ164、リップ高さ166、カバー高さ180、及びカバーリップ高さ184が更に挙げられる。手すり110の水平方向寸法としては、手すり幅168、スロット幅170、開口幅172、伸長抑制材幅174、及びカバー横幅182が更に挙げられる。
手すり110に関する寸法を表1で提供する。これらの寸法は例示を意図したものであり、限定的なものではない。
Figure 2021528329
この例によると、カバー116及びカーカス112の断面表面積は、それぞれおよそ306mm2(26%)及び872mm2(74%)となり得る。
発泡剤を手すりの設計に多数の方法で適用することにより、密度及びコストを低減し、製造を改善できる。いくつかの例では、発泡剤は、いずれの既存のTPU手すりの内側部分、即ちカーカス112に添加できる。実際に、本発明者らは、既存のエスカレータの代替品として供給できる、図1及び2に示されている例のような比較的大型の手すりに、発泡剤を適用すると、大幅な改善を達成できることを発見した。これらの製品の断面が比較的大きいことは、より多くのTPU材料を発泡させることができることを意味する。
図1及び2に示されている例では、カーカス112は、例えば1重量%のExpancel(商標)950 MB 80を添加することによって発泡させることができる。いくつかの例では、カーカスの密度を約15%低減でき、これにより、必要な総TPUが約11%削減される。
しかしながら、カーカスに使用されるTPU材料の変更により、満足のいく製品性能を維持するためには手すりの設計の修正が必要となり得る。具体的には、発泡剤の適用により、一般にTPU材料の弾性率が低下する。手すりは、必要な軸方向剛性及び曲げ時の寸法安定性を、断面の剛性、及び主にカーカスから達成する。一部の既存の手すりでは、カーカスは、ショアA硬度92のLubrizol Estane 58226(商標)等で形成できる。所望量の発泡剤をこの材料に添加すると、製品が曲げ時に過度の歪みを生じる可能性があり、そしてエスカレータユニットから脱線する可能性があるようなレベルまで、剛性率が低減される可能性がある。従って、1重量%の発泡剤の添加後もEstane 58226(商標)と同様の剛性を有する代替的なTPUカーカス材料を選択した。この材料はCovestro Texin 1215(商標)であり、これは発泡剤の添加後、95のショアA硬度と、Estane 58226(商標)と同様の引張特性とを有していた。結果を表2及び図17に示す。
Figure 2021528329
発泡剤を適用できる第2の手すりタイプは、特許文献3で教示されているような、輸送及び商用用途のために供給されている現行の大量生産製品の中に存在する。例が図3、4、5及び6に図示されている。これらの例では、発泡剤を適用できる材料は全体として比較的少ないものの、依然として大きな効果を得ることができる。本発明者らは、これらの例のカーカスに発泡TPUを実装すると、手すりに関してTPUの必要量を全体の7%超だけ削減できることを発見した。
図3を参照すると、手すりは全体として参照番号210で示されている。手すり210は、カーカス212、伸長抑制材214、カバー216、及びスライダ層218を含む。
図示されている例では、カーカス212は、第1の側方カーカス部分220と、第1の側方カーカス部分220から離間した第2の側方カーカス部分222と、第1の側方カーカス部分220と第2の側方カーカス部分222との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カーカス部分224とを含む。伸長抑制材214は、中央カーカス部分224内に配設された状態で示されている。図示されている例では、伸長抑制材214は、中央カーカス部分224内の中央平面に沿って配置された複数の長手方向ケーブル276で形成されたものとして図示されている。この例では、カーカス212は、第1の側方カーカス部分220及び第2の側方カーカス部分222の付近で厚さが漸減しているものとして図示されている。中央カーカス部分224は、上側内表面226の形状をたどる。第1の側方カーカス部分220及び第2の側方カーカス部分222はそれぞれ、第1の凹状内表面228及び第2の凹状内表面230の形状をたどる。第1の凹状内表面228及び第2の凹状内表面230は、上側内表面226の各側に隣接する。
図示されている例では、カバー216は、境界面においてカーカス212に直接結合されて、連続体を形成する。カバー216は、第1の側方カーカス部分220を覆う第1の側方カバー部分232と、第2の側方カーカス部分222を覆う第2の側方カバー部分234と、中央カーカス部分224に隣接して第1の側方カバー部分232と第2の側方カバー部分234との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カバー部分236とを含む。中央カバー部分236は、上側外表面278の形状をたどる。上側外表面278は、図示されているように、わずかな凸状の曲線を呈してよい。
図示されている例では、第1の側方カバー部分232及び第2の側方カバー部分234はそれぞれ、第1の凸状外表面238及び第2の凸状外表面240の形状をたどる。第1の凸状外表面238及び第2の凸状外表面240は、上側外表面278の各側に隣接する。
図示されている例では、C字型断面によって、第1の側方カバー部分232及び第2の側方カバー部分234はT字型スロットの周囲に延在して、概ね対向する第1の側方内表面242及び第2の側方内表面244それぞれの形状をたどる半円状リップ部分を画定する。第1の側方カバー部分232及び第2の側方カバー部分234はそれぞれ、第1の側方内表面242及び第2の側方内表面244に向かって厚さが増大してよく、これにより、カーカス212の厚さの漸減を補償する。
図示されている例では、第1の側方カバー部分232及び第2の側方カバー部分234は更に、第1の下側内表面246及び第2の下側内表面248の形状をたどる。第1の下側内表面246は、第1の凹状内表面228及び第1の側方内表面242に隣接したものとして図示されており、また第2の下側内表面248は、第2の凹状内表面230及び第2の側方内表面244に隣接したものとして図示されている。
図示されている例では、スライダ層218は、上側内表面226、第1の凹状内表面228及び第2の凹状内表面230、第1の下側内表面246及び第2の下側内表面248、並びに第1の側方内表面242及び第2の側方内表面244に結合されているか、又は他の方法で固定されている。スライダ層218は、図示されているように、第1の側方内表面242及び第2の側方内表面244に隣接してカバー216内に埋め込まれた湾曲端部を含んでよい。
手すり210の様々な寸法を図4に示す。図示されている例では、手すり210は、面高さ252及び横幅254を有する。面高さ252は、スライダ層218の底面258と上側外表面278との間の、手すり210の幅方向中心軸256における垂直方向寸法である(表面258、278は図3に示されている)。横幅254は、スライダ層218の内側表面260と第2の凸状外表面240との間の、手すり210の高さ方向中心軸250における水平方向寸法である(表面260、240は図3に示されている)。手すり210は、図示されているように、幅方向中心軸256に対して概ね対称であってよく、従って上記横幅は、手すり210の各側において同一であってよい。
手すり210の垂直方向寸法としては、手すり高さ262、スロット高さ264、リップ高さ266、カバー高さ280、及びカバーリップ高さ284が更に挙げられる。手すり210の水平方向寸法としては、手すり幅268、スロット幅270、開口幅272、伸長抑制材幅274、及びカバー横幅282が更に挙げられる。
図3及び4を参照すると、伸長抑制材214は、中央カーカス部分224内の中央平面に沿って配置された複数の長手方向ケーブル276で形成されたものとして図示されている。図示されている例では、ケーブル276のうち端にあるものは、第1の側方内表面242及び第2の側方内表面244に対して内側にオフセットされている。換言すれば、伸長抑制材の幅274は、開口幅272より大幅に小さい。動作時、ケーブル276のうち端にあるものを、部分220、222、232、234内の応力の領域から離間させることにより、屈曲中に伸長抑制材214が中立平面を保持する能力に影響を及ぼすことができる。
手すり210に関する寸法を表3で提供する。これらの寸法は例示を意図したものであり、限定的なものではない。
Figure 2021528329
この例によると、カバー216及びカーカス212の断面表面積は、それぞれおよそ430mm2(48%)及び460mm2(52%)となり得る。
図5を参照すると、同様の手すりが全体として参照番号310で示されている。手すり310は、カーカス312、伸長抑制材314、カバー316、及びスライダ層318を含む。カーカス312は、第1の側方カーカス部分320及び第2の側方カーカス部分322の付近で厚さが漸減するものとして図示されている。手すり210と比較すると、第1の側方カーカス部分320及び第2の側方カーカス部分322の厚さはより急峻に漸減し、これに対応して、第1の側方カバー部分332及び第2の側方カバー部分334それぞれの厚さが、第1の側方内表面342及び第2の側方内表面344に向かって増大する。その他の点については、手すり310の構造は図3及び4に示されている手すり210の構造と同様であり、特徴の説明は繰り返さない。
手すり310の様々な寸法を図6に示す。手すり310に関する寸法を表4で提供する。これらの寸法は例示を意図したものであり、限定的なものではない。
Figure 2021528329
この例によると、カバー316及びカーカス312の断面表面積は、それぞれおよそ500mm2(52%)及び460mm2(48%)となり得る。
発泡カーカスを有する手すり110、210、310をそれぞれ試験し、満足のいく性能で機能することを示した。具体的な試験については以下で詳細に説明する。コストの削減に加えて、これらの製品の発泡バージョンを使用すると、製造プロセスにおいて複数の利点を得ることができることも示された。
発泡剤を適用できる更なる手すりタイプは、特許文献5で教示されているような小型の手すり設計の中に存在する。図7を参照すると、手すりが全体として参照番号410で示されている。手すり410は、カーカス412、伸長抑制材414、カバー416、及びスライダ層418を含む。手すり410の構造は特許文献5で教示されている構造と同様であり、特徴の説明は繰り返さない。
手すり410の様々な寸法を図8に示す。手すり410に関する寸法を表5で提供する。これらの寸法は例示を意図したものであり、限定的なものではない。
Figure 2021528329
この例によると、カバー416及びカーカス412の断面表面積は、それぞれおよそ310mm2(47%)及び350mm2(53%)となり得る。
手すり410の小型構成により、手すり410の駆動に必要な電力を削減できる。例えば手すり410は、交換対象である従来の手すり製品よりも重量がおよそ30〜40%少なくなり得る。この重量の削減は、エスカレータ、動く歩道、及び/又は他の輸送装置における、より少ない電力消費につながる。
この小型の手すり設計に発泡材料を実装することにより、TPUの要件の同様の低減を達成できる。しかしながら、手すりの断面が小さくなることは、満足のいく製品性能を維持するために修正が必要となり得ることを意味する。材料の選択が1つの選択肢であるが、この製品は既に、カーカスのためにショアA硬度95のTPUを使用している場合がある。より硬質なバージョンのTPUは、押出成形プロセスでの使用が困難である可能性があり、密度及び価格を可能な限り低減するために発泡剤の使用を最大化することが望まれていた。その結果、新規の手すり構造が開発された。これらを図9、10、11、及び12に示す。
図9を参照すると、手すりが全体として参照番号510で示されている。手すり510は、カーカス512、伸長抑制材514、カバー516、及びスライダ層518を含む。
図示されている例では、カーカス512は、第1の側方カーカス部分520と、第1の側方カーカス部分520から離間した第2の側方カーカス部分522と、第1の側方カーカス部分520と第2の側方カーカス部分522との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カーカス部分524とを含む。伸長抑制材514は、中央カーカス部分524内に配設された状態で示されている。図示されている例では、伸長抑制材514は、中央カーカス部分524内の中央平面に沿って配置された複数の長手方向ケーブル576で形成されたものとして図示されている。中央カーカス部分524は、上側内表面526の形状をたどる。第1の側方カーカス部分520及び第2の側方カーカス部分522はそれぞれ、第1の凹状内表面528及び第2の凹状内表面530の形状をたどる。第1の凹状内表面528及び第2の凹状内表面530は、上側内表面526の各側に隣接する。
図示されている例では、カバー516は、境界面においてカーカス512に直接結合されて、連続体を形成する。カバー516は、第1の側方カーカス部分520を覆う第1の側方カバー部分532と、第2の側方カーカス部分522を覆う第2の側方カバー部分534と、中央カーカス部分524に隣接して第1の側方カバー部分532と第2の側方カバー部分534との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カバー部分536とを含む。中央カバー部分536は、上側外表面578の形状をたどる。上側外表面578は、図示されているように、わずかな凸状の曲線を呈してよい。
図示されている例では、第1の側方カバー部分532及び第2の側方カバー部分534はそれぞれ、第1の凸状外表面538及び第2の凸状外表面540の形状をたどる。第1の凸状外表面538及び第2の凸状外表面540は、上側外表面578の各側に隣接する。
図示されている例では、C字型断面によって、第1の側方カーカス部分520及び第2の側方カーカス部分522はT字型スロットの周囲に延在して、概ね対向する第1の側方内表面542及び第2の側方内表面544それぞれの形状をたどる半円状リップ部分を画定する。
第1の側方カバー部分532及び第2の側方カバー部分534は、第1の側方カーカス部分520及び第2の側方カーカス部分522の付近で厚さがわずかに漸減するものとして示されている。第1の側方カーカス部分520及び第2の側方カーカス部分522はそれぞれ、第1の側方内表面542及び第2の側方内表面544に向かってわずかに増大する厚さを有してよく、これにより、カバー516の厚さの漸減を補償する。
図示されている例では、第1の側方カーカス部分520及び第2の側方カーカス部分522は更に、第1の下側内表面546及び第2の下側内表面548の形状をたどる。第1の下側内表面546は、第1の凹状内表面528及び第1の側方内表面542に隣接したものとして図示されており、また第2の下側内表面548は、第2の凹状内表面530及び第2の側方内表面544に隣接したものとして図示されている。
図示されている例では、スライダ層518は、上側内表面526、第1の凹状内表面528及び第2の凹状内表面530、第1の下側内表面546及び第2の下側内表面548、並びに第1の側方内表面542及び第2の側方内表面544に結合されているか、又は他の方法で固定されている。スライダ層518は、図示されているように、第1の側方内表面542及び第2の側方内表面544に隣接してカーカス512内に埋め込まれた湾曲端部を含んでよい。
手すり510の様々な寸法を図10に示す。図示されている例では、手すり510は、面高さ552及び横幅554を有する。面高さ552は、スライダ層518の底面558と上側外表面578との間の、手すり510の幅方向中心軸556における垂直方向寸法である(表面558、578は図9に示されている)。横幅554は、スライダ層518の内側表面560と第2の凸状外表面540との間の、手すり510の高さ方向中心軸550における水平方向寸法である(表面560、540は図9に示されている)。手すり510は、図示されているように、幅方向中心軸556に対して概ね対称であってよく、従って上記横幅は、手すり510の各側において同一であってよい。
手すり510の垂直方向寸法としては、手すり高さ562、スロット高さ564、リップ高さ566、カバー高さ580、及びカバーリップ高さ584が更に挙げられる。手すり510の水平方向寸法としては、手すり幅568、スロット幅570、開口幅572、伸長抑制材幅574、及びカバー横幅582が更に挙げられる。
手すり510では、カバー516の断面積が減少している。いくつかの例では、カバー高さ580は約0.5〜約1.5mmであってよく、カバー横幅582は約0.5〜約1.5mmとすることができ、カバーリップ高さ584は約0.1mm〜約1.0mmとすることができる。
手すり510の様々な寸法が図10に図示されている。手すり510に関する寸法を表6で提供する。これらの寸法は例示を意図したものであり、限定的なものではない。
Figure 2021528329
この例によると、カバー516及びカーカス512の断面表面積は、それぞれおよそ172mm2(26%)及び488mm2(74%)となり得る。カーカス構成要素の断面積とカバー構成要素の断面積との間の関係は様々となり得る。様々な例では、カバーは、手すりに必要なTPU全体の10〜30%に相当し得る。
手すり510では、カバー516は薄くすることができ、いくつかの例では約1.5mm以下であり、これにより、全体的にTPU密度をより大きく低下させるために、手すり510のうちのより多くの割合を発泡させることができる。いくつかの例では、カーカス512は、ショアA硬度90〜98のTPU、例えばショアA硬度95のTexin 1215(商標)から形成できる。材料の弾性率、従って製品の剛性は、発泡剤の添加によって低下し得る。いくつかの例では、発泡剤を添加すると、密度を15〜30%低減できる。カバー516は、カーカスに使用したTPUと同一であるものの発泡剤を伴わないTPUで形成できる。
カバー516がカーカス512より高い引張弾性率を有する例では、リップ強度、即ち押し広げる動作にプロファイルが耐えられる能力が、カバー516によって、特許文献3及び特許文献5で開示されている発泡剤を用いない手すりにおいてよりも高いレベルで提供される。そのため、図示されているように、第1の側方カバー部分532及び第2の側方カバー部分534は、第1の側方カーカス部分520及び第2の側方カーカス部分522の付近で、スライダ層518との接触領域に向かって厚さが漸減するものとして示されている。この構成により、曲げ時に手すり510が硬すぎる状態となるのを防止できる。
あるいは、最大およそ20%の密度低減レベルにおいて、カーカスの基材よりも低い弾性率を有するカバー材料を使用できる。一例では、ショアA硬度95のTexin 1215(商標)をカーカス512の基材として使用し、ショアA硬度86のDesmopan 385 E(商標)(Covestro)をカバー516の材料として使用した。カーカス512の密度は、発泡TPUの使用によって約15%低減され、得られた製品は、許容可能なリップ強度及び曲げ特性を示した。
図11を参照すると、同様の手すりが全体として参照番号610で示されている。手すり610は、カーカス612、伸長抑制材614、カバー616、及びスライダ層618を含む。第1の側方カバー部分632及び第2の側方カバー部分634は、第1の側方カーカス部分620及び第2の側方カーカス部分622の付近で厚さが漸減するものとして示されている。手すり610と比較すると、第1の側方カバー部分632及び第2の側方カバー部分634の厚さはより急峻に漸減し、それぞれ第1の側方カーカス部分620及び第2の側方カーカス部分622に沿って終端する。第1の側方カバー部分632及び第2の側方カバー部分634はそれぞれ、第1の側方内表面642及び第2の側方内表面644に対して外側にオフセットされた位置で終端する。
この例によると、カバー616及びカーカス612の断面表面積は、それぞれおよそ150mm2(23%)及び510mm2(77%)となり得る。その他の点については、手すり610の構造は図10及び11に示されている手すり510の構造と同様であり、特徴の説明は繰り返さない。
手すり610では、製品のリップ強度及び曲げ特性は、構成部品の特性及びその構成によって最適化できる。図示されている例では、リップ剛性及び曲げ特性を最大化するために、第1の側方カバー部分632及び第2の側方カバー部分634の厚さは漸減して、リップ領域においてゼロになる。
これより、発泡材料を用いた手すりの製造について更に詳細に説明する。
図13を参照すると、押出成形装置の一例が、全体として参照番号700で示されている。本発明者らは、装置700を用いて、発泡TPUの実験的製造を実施した。装置700は、カーカス用の乾燥TPUを貯蔵するための一次ホッパ702、押出成形プロセスのためにTPUを引き出すための一次ホッパ702に連結された真空チャンバ704、及び膨張剤をTPUに導入するためのサイドフィーダ706を含むものとして示されている。そして、膨張剤を含む溶融TPUをスクリュ押出機708に供給し、このスクリュ押出機708は、TPUを一連のダイ710、712、714に通す。冷却システム716を設けてよく、また装置700を、オペレータが制御パネル718を介して制御してよい。
発泡体マトリックス用のTPUは、ショアA硬度が95、比重が1.16、Tmが181℃の粉末化Texin 1215(商標)TPU(Covestro)であった。発泡剤は、比重が0.4〜0.5kg/L、粒径がおよそ20〜40μmの未膨張マイクロスフェアの状態のExpancel(商標)950 MB 80(Akzo Nobel N.V.)であった。熱機械分析によると、Expancel(商標)マイクロスフェアは、およそ210℃で最大体積に達することができる。
TPUペレットを20inHg未満の圧力の真空チャンバ704内で4時間超にわたって乾燥させた。スクリュ押出機708(例えばHarrel Geartruder(商標)押出機)を位置決めし、3つの同一のダイ710、712、714を取り付けた。押出成形中、まず、マトリックス及び充填剤によって単相系がサイドフィーダ706の近傍に形成される。この時点でTPUの発泡が開始される。下流では、スクリュ押出機708内の圧力は比較的高いレベルで維持される。気泡の形成は、混合物のせん断応力に影響を及ぼし得る。従って混合物の圧力は、混合物がダイ710、712、714の入り口に向かって進むにつれて、ダイの軸に沿って増大し得る。
スクリュ押出機708のバレル温度をおよそ185℃に維持し、膨張済みTPUを、スクリュ速度およそ5rpmで加工した。ダイ710、712、714において2つの温度プロファイルを選択した。低温設定では、ダイ710をおよそ165℃に維持し、ダイ712をおよそ150℃に維持し、ダイ714をおよそ140℃に維持した。高温設定では、ダイ710をおよそ180℃に維持し、ダイ712をおよそ170℃に維持し、ダイ714をおよそ160℃に維持した。Expancel(商標)マイクロスフェアをサイドフィーダ706から供給し、TPUとの混合物中のExpancel(商標)マイクロスフェアのある重量百分率を、サイドフィーダ706からの材料の供給と一次ホッパ702からの材料の供給とを協調させることによって達成した。直径約5〜7mmの発泡体試験ストリップを製造し、冷却システム716において環境温度の水で冷却した。
図14を参照すると、押出成形装置の一例が参照番号800で示されている。装置800は、参照番号802で示されているカーカスのための第1の押出機と、参照番号804で示されているカバーのための第2の押出機とを含む。各押出機は、上で説明されている、図13に図示されている装置700と同様である。押出機802は、カーカスTPUのためのインレット806と、膨張剤をカーカスTPUに導入するためのサイドフィーダ808とを含む。押出機804は、カバーTPUのためのインレット810と、カラーコンセントレートをカバーTPUに導入するために使用できるサイドフィーダ812とを含む。各押出機802、804は、各容積型ポンプを駆動するための押出機ドライバ814、816をそれぞれ含むものとして示されている。溶融物ポンプ818、820、並びに溶融物ポンプ及びダイカート826に連結された溶融物ポンプドライバ822、824も示されている。カーカス及びカバーのためのTPUを、押出機802、804によってダイアセンブリ828に供給して、例えば特許文献2の教示に従って手すりを製造する。
発泡ポリマーの内部構造が主に、物理的特性、機械的特性、熱特性及び/又は音響特性を含むその特性を決定する。従って、コンピュータ断層撮影(CT)を用いた発泡ポリマーの形態の分析は、より包括的な情報を提供するため、2次元撮像技法よりも優れたものとなる可能性がある。様々な加工条件下で発泡させたExpancel(商標)マイクロスフェアを含む発泡TPU試料の形態を、CTスキャン(SkyScan 1172(商標)、Bruker Corp.(ベルギー))を用いて研究した。図15は、およそ1重量%のExpancel(商標)マイクロスフェアを含む押出成形発泡TPUの画像を示す。これらの画像は、発泡TPUが独立セル構造と、おおよそ均一なセル分布とを有することを示している。
加工の観点からすると、発泡プロセス中のポリマー溶融物の粘度の理解は重要となり得る。というのは、粘度によって、既存のTPU押出成形プロセスに比べて加工パラメータを変化させる必要があるかどうかが判断され得るためである。様々な含有量のExpancel(商標)マイクロスフェアを含むTPU溶融物の粘度を測定するために、押出成形ラインに連続流毛細管を採用した。結果を図16に示す。0.1重量%、0.4重量%、0.7重量%、及び1重量%のExpancel(商標)マイクロスフェアをTPUに添加しても、180℃での粘度は大きく変化しなかった。これは、TPU発泡プロセスに関する加工パラメータを、例えば特許文献2、特許文献3、特許文献4、及び/又は特許文献6で教示されている押出成形方法及び装置を含む既存のTPU押出成形プロセスから変化させる必要がない可能性があることを示唆している。しかしながら、発泡材料を含むカーカスの密度の低下により、材料がダイアセンブリに適切に送達されることを保証するために、既存のTPU押出成形プロセスに若干の修正が必要となる場合がある。上記修正としては例えば、ダイアセンブリの上流でカーカスTPUを供給する役割を果たす容積型ポンプ(即ち図13に示されているスクリュ押出機708)のギア速度の低減が挙げられ、この低減は、結果的な発泡カーカスの密度の低下に対応する。
発泡手すりの製造プロセスに加えて、手すりの継ぎ合わせも重要な考慮事項となり得る。というのは、継ぎ合わせ接合部は、所与の手すりシステムの最も弱い部分となり得るためである。一般に、手すりの継ぎ合わせには、(手すり組み立て場所における)現場での継ぎ合わせと工場での継ぎ合わせとの2種類があり、これらは異なる技法及び構造を伴い得る。これら両方のタイプの継ぎ合わせ接合部を、発泡カーカスを有する手すりを用いて準備した。手すりの継ぎ合わせに関する更なる詳細は、米国特許第6,086,806号、米国特許出願公開第62/591,954号、及び/又は米国特許出願公開第62/591,971号を参照して確認でき、各文献の内容は参照によりその全体が本出願に援用される。発泡カーカス材料を使用すると、はみ出しが減少することによって継ぎ合わせ手順をより容易にすることができ、また発泡材料の膨張によって、継ぎ合わせ用鋳型の充填に要求される精度を低くすることができることが分かった。
発泡材料のカーカスを有する手すりを、上記手すりが機械的特性試験に合格することを保証するために、以下のようにして評価した。
1.屋内及び屋外での手すりの動的(疲労)寿命試験
発泡カーカスを有する手すりは、現場での継ぎ合わせ接合の場合は1,400時間の屋外寿命試験に合格し、また工場での継ぎ合わせ接合の場合は800時間の屋内寿命試験に合格した。この試験は、現場でのおよそ5年間の手すり寿命に相当する。
2.引張弾性率
手すりカーカスに対して引張強度試験を実施して、発泡カーカスTPUの伸び及び引張応力を決定した。手すりの下側の織物を剥離し、剥離切断機でレールカットを行い、(ダイを用いて)ダンベル状に切断することにより、試験対象の試料を準備した。カーカスTPU材料の伸び及び引張応力の比較を表7に示す。
Figure 2021528329
3.ワイヤ引き抜き及び織物剥離試験
伸長抑制材のケーブルとカーカスとの間の良好な接着は、手すりの故障を回避するために重要となり得る。標準的な1インチ(2.54cm)ワイヤ引き抜き試験を、1000時間の屋内疲労試験の前後に発泡手すりに対して実施し、また織物剥離試験も実施した。1インチ(2.54cm)ワイヤ引き抜き試験及び織物剥離試験の結果を表8に示す。
Figure 2021528329
4.伸長抑制材の高さ及び位置
いくつかの例では、伸長抑制材のケーブルは、手すりの荷重の約99%までに耐えることができる。カーカス内のケーブルの位置は、ケーブルの内部応力に影響されやすい可能性がある。カーカスへのExpancel(商標)膨張剤の添加がケーブルの高さ及び位置に影響を及ぼし得るかどうかを決定するために、手すりの断面に沿ったケーブルの高さを測定した。図16に示すように、ケーブルの平均高さは、Expancel(商標)の添加によっておよそ1.3%増加した。これは、Expancel(商標)膨張剤の添加が高さの大幅な変化につながらず、むしろこの差分が、恐らく実行ごとの変動性によって説明されるものである可能性があることを示唆している。
図17は、発泡カーカス内に位置決めされた伸長抑制材のケーブルを示す。
図18及び19はそれぞれ、複数のストランドからなるケーブルのうちの1本の周囲における、固体カーカス材料及び発泡カーカス材料の侵入を示す。Expancel(商標)膨張剤の添加は、ケーブルの周囲におけるTPUの侵入に影響を及ぼし得ないように思われる。マイクロスフェアのサイズはケーブル間の距離より大きいようであり、従ってマイクロスフェアは複数のケーブルのグループの周囲に位置決めされ、ケーブルの間には位置決めされない。
表9を参照すると、1重量%のExpancel(商標)膨張剤を用いて製造された手すりに基づく例示的なコストの計算が提供されている。この計算は例示を意図したものであり、非限定的なものである。発泡材料によってカーカスTPUの重量の14%が削減されたが、Expancel(商標)膨張剤のコストはTPUのコストのおよそ4倍であるため、全体としての削減はおよそ10%しか実現できない。手すり中のカーカス材料の比率が上昇すると、更なるコスト削減の可能性が上昇する。材料コストの削減に加えて、カーカスに発泡材料を使用すると、発泡カーカスの密度及び熱容量の低下によって、製造速度も上昇させることができる。これにより、押出成形プロセス中の冷却及びセットアップがより迅速になり、これは製造コストの低減を意味し得る。
Figure 2021528329
要約すると、1重量%のExpancel(商標)マイクロスフェアを添加することによって、手すりにおいて、カーカスTPUのコストを10%削減でき、またカーカスTPUの重量を14%削減できる。
本出願の関心対象である主題は必ずしも手すりに限定されず、断面が一定である他の物品にも更に幅広く適用できる。
更に、本明細書中では、発泡について、手すりカーカスの密度の低減のための特定のアプローチとして記述し、Expancel(商標)を特定の化学的な膨張剤として挙げているが、密度が低下した部分を有しながら許容可能な機械的特徴を有する複合手すりを得るために、他の技法及び作用剤を使用することも可能であり得る。限定を意図するものではないが例えばInfinergy(商標)(BASF)といった他の化学的な膨張剤を使用でき、又は場合によっては、押出成形用の溶融物の流れに気体を機械的に注入することによって発泡を達成することも可能であり得る。
更に、幾何学的又は数学的関係を伝えるために本明細書中で使用されている用語は、絶対的に正確なものとして必ずしも解釈されない。例えば用語「凹状(concave)」及び「凸状(convex)」は、本明細書中で使用される場合、正確に円形の局面を有する構造を意味するものとして必ずしも解釈されない。これらの用語、及び本明細書中の他の用語は、当業者には理解されるように、数学的定義に厳密に従わず、ある程度柔軟に解釈してよい。また、「垂直(vertical)」、「水平(horizontal)」、「幅(width)」、及び「高さ(height)」を含む、配向を暗示するために本明細書中で使用されている用語は、図面に図示された状態の手すりに対応し、理解を助けることを意図したものであり、製造及び/又は使用中の様々な構成部品の配向を必ずしも指すわけではない。
以上の説明は、1つ以上の装置又は方法の例を提供しているが、他の装置又は方法も添付の請求項の範囲内となり得ることが理解されるだろう。

Claims (61)

  1. カーカス;
    前記カーカス内の伸長抑制材;及び
    前記カーカスに結合されたスライダ層
    を備える、手すりであって、
    前記カーカスの少なくとも一部分は、固体ポリマーマトリックス中に分散された気相を含む、手すり。
  2. 前記気相は、前記カーカスの前記少なくとも一部分の密度を、前記ポリマーマトリックスの密度に比べて少なくとも5%低減する、請求項1に記載の手すり。
  3. 前記気相は、前記カーカスの前記少なくとも一部分の前記密度を、前記ポリマーマトリックスの前記密度に比べて少なくとも10%低減する、請求項2に記載の手すり。
  4. 前記気相は、前記カーカスの前記少なくとも一部分の前記密度を、前記ポリマーマトリックスの前記密度に比べて約15%低減する、請求項3に記載の手すり。
  5. 前記カーカスは、前記ポリマーマトリックス中に、気泡の概ね均一な分布を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の手すり。
  6. 前記気泡は、前記ポリマーマトリックス中に、概ね独立セル構造を画定する、請求項5に記載の手すり。
  7. 前記気相は、前記ポリマーマトリックス中に分散されたシンタクチックフォームの粒子で形成される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の手すり。
  8. 前記粒子は、Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを含む、請求項7に記載の手すり。
  9. 前記カーカスは、およそ1%(重量)の前記Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを有する、請求項8に記載の手すり。
  10. 前記ポリマーマトリックスは、第1の熱可塑性材料で形成される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の手すり。
  11. 前記第1の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなる、請求項10に記載の手すり。
  12. 前記第1の熱可塑性材料は、約92〜98のショアA硬度を有する、請求項11に記載の手すり。
  13. 前記第1の熱可塑性材料は、約95のショアA硬度を有する、請求項12に記載の手すり。
  14. 前記カーカスは、第1の側方カーカス部分、前記第1の側方カーカス部分から離間した第2の側方カーカス部分、及び前記第1の側方カーカス部分と前記第2の側方カーカス部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カーカス部分を備え、前記中央カーカス部分は上側内表面を画定し、前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、前記上側内表面の各側に隣接する第1の凹状内表面及び第2の凹状内表面を画定し;
    前記伸長抑制材は、前記中央カーカス部分内にあり;
    前記スライダ層は、少なくとも前記上側内表面並びに前記第1の凹状内表面及び前記第2の凹状内表面に結合される、請求項1〜13のいずれか1項に記載の手すり。
  15. 前記手すりは、前記カーカスに結合されたカバーを備え、
    前記カバーは、前記第1の側方カーカス部分を覆う第1の側方カバー部分、前記第2の側方カーカス部分を覆う第2の側方カバー部分、及び前記中央カーカス部分に隣接して前記第1の側方カバー部分と前記第2の側方カバー部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カバー部分を備え、
    前記中央カバー部分は上側外表面を画定し、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、前記上側外表面の各側に隣接する第1の凸状外表面及び第2の凸状外表面を画定し、
    前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、第1の下側内表面及び第2の下側内表面を更に画定し、前記第1の下側内表面及び前記第2の下側内表面はそれぞれ、前記第1の凹状内表面及び前記第2の凹状内表面に隣接し、またそれぞれ第1の側方内表面及び第2の側方内表面に概ね対向し、
    前記カバーは、第2の熱可塑性材料で形成される、請求項14に記載の手すり。
  16. 前記カーカスは、前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを漸減させ、前記カバーはこれに対応して、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分の付近で厚さを増大させ、
    前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面を更に画定する、請求項15に記載の手すり。
  17. 前記カバーは、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分の付近で厚さを漸減させ、前記カーカスはこれに対応して、前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを増大させ、
    前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面を更に画定する、請求項15に記載の手すり。
  18. 前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面における前記カバーのリップの高さは、約0.1〜約1.0mmである、請求項17に記載の手すり。
  19. 前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面に対して外側にオフセットされた位置において終端する、請求項17に記載の手すり。
  20. 幅方向中心軸における前記カバーの高さは、約0.5〜約1.5mmである、請求項17〜19のいずれか1項に記載の手すり。
  21. 高さ方向中心軸における前記カバーの横幅は、約0.5〜約1.5mmである、請求項17〜20のいずれか1項に記載の手すり。
  22. 前記カバーは、前記手すりの前記熱可塑性材料の約10〜約30%を必要とするようにサイズ設定される、請求項17〜21のいずれか1項に記載の手すり。
  23. 前記第2の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなる、請求項15〜22のいずれか1項に記載の手すり。
  24. 前記第2の熱可塑性材料は、約85〜92のショアA硬度を有する、請求項23に記載の手すり。
  25. 前記第2の熱可塑性材料は、約86のショアA硬度を有する、請求項24に記載の手すり。
  26. カーカス;
    前記カーカスに結合されたカバー;
    前記カーカス内の伸長抑制材;及び
    前記カーカスに結合されたスライダ層
    を備える、手すりであって、
    前記カーカスの少なくとも一部分は、第1の熱可塑性材料中に分散された気相を含む、手すり。
  27. 前記カーカスは、第1の側方カーカス部分、前記第1の側方カーカス部分から離間した第2の側方カーカス部分、及び前記第1の側方カーカス部分と前記第2の側方カーカス部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カーカス部分を備え、前記中央カーカス部分は上側内表面を画定し、前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、前記上側内表面の各側に隣接する第1の凹状内表面及び第2の凹状内表面を画定し;
    前記カバーは、前記第1の側方カーカス部分を覆う第1の側方カバー部分、前記第2の側方カーカス部分を覆う第2の側方カバー部分、及び前記中央カーカス部分に隣接して前記第1の側方カバー部分と前記第2の側方カバー部分との間に延在する、概ね均一な厚さの中央カバー部分を備え、前記中央カバー部分は上側外表面を画定し、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、前記上側外表面の各側に隣接する第1の凸状外表面及び第2の凸状外表面を画定し、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、第1の下側内表面及び第2の下側内表面を更に画定し、前記第1の下側内表面及び前記第2の下側内表面はそれぞれ、前記第1の凹状内表面及び前記第2の凹状内表面に隣接し、またそれぞれ第1の側方内表面及び第2の側方内表面に概ね対向し、前記カバーは、第2の熱可塑性材料で形成され;
    前記伸長抑制材は、前記中央カーカス部分内にあり;
    前記スライダ層は、少なくとも前記上側内表面並びに前記第1の凹状内表面及び前記第2の凹状内表面に結合される、請求項26に記載の手すり。
  28. 前記カーカスは、前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを漸減させ、前記カバーはこれに対応して、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分の付近で厚さを増大させ、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面を更に画定する、請求項27に記載の手すり。
  29. 前記カバーは、前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分の付近で厚さを漸減させ、前記カーカスはこれに対応して、前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分の付近で厚さを増大させ、前記第1の側方カーカス部分及び前記第2の側方カーカス部分はそれぞれ、前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面を更に画定する、請求項27に記載の手すり。
  30. 前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面における前記カバーのリップの高さは、約0.1〜約1.0mmである、請求項29に記載の手すり。
  31. 前記第1の側方カバー部分及び前記第2の側方カバー部分はそれぞれ、前記第1の側方内表面及び前記第2の側方内表面に対して外側にオフセットされた位置において終端する、請求項29に記載の手すり。
  32. 幅方向中心軸における前記カバーの高さは、約0.5〜約1.5mmである、請求項29〜31のいずれか1項に記載の手すり。
  33. 高さ方向中心軸における前記カバーの横幅は、約0.5〜約1.5mmである、請求項29〜32のいずれか1項に記載の手すり。
  34. 前記カバーは、前記手すりの前記熱可塑性材料の約10〜約30%を必要とするようにサイズ設定される、請求項29〜33のいずれか1項に記載の手すり。
  35. 前記第2の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなる、請求項27〜34のいずれか1項に記載の手すり。
  36. 前記第2の熱可塑性材料は、約85〜92のショアA硬度を有する、請求項35に記載の手すり。
  37. 前記第2の熱可塑性材料は、約86のショアA硬度を有する、請求項36に記載の手すり。
  38. 前記気相は、前記カーカスの前記少なくとも一部分の密度を、前記第1の熱可塑性材料の密度に比べて少なくとも5%低減する、請求項26〜37のいずれか1項に記載の手すり。
  39. 前記気相は、前記カーカスの前記少なくとも一部分の前記密度を、前記第1の熱可塑性材料の前記密度に比べて少なくとも10%低減する、請求項38に記載の手すり。
  40. 前記気相は、前記カーカスの前記少なくとも一部分の前記密度を、前記第1の熱可塑性材料の前記密度に比べて約15%低減する、請求項39に記載の手すり。
  41. 前記カーカスは、前記第1の熱可塑性材料中に、気泡の概ね均一な分布を有する、請求項26〜40のいずれか1項に記載の手すり。
  42. 前記気泡は、前記第1の熱可塑性材料中に、概ね独立セル構造を画定する、請求項41に記載の手すり。
  43. 前記気相は、前記第1の熱可塑性材料中に分散されたシンタクチックフォームの粒子によって形成される、請求項26〜42のいずれか1項に記載の手すり。
  44. 前記粒子は、Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを含む、請求項43に記載の手すり。
  45. 前記カーカスは、およそ1%(重量)の前記Expancel(商標)膨張マイクロスフェアを有する、請求項44に記載の手すり。
  46. 前記第1の熱可塑性材料は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンからなる、請求項26〜45のいずれか1項に記載の手すり。
  47. 前記第1の熱可塑性材料は、約92〜98のショアA硬度を有する、請求項46に記載の手すり。
  48. 前記第1の熱可塑性材料は、約95のショアA硬度を有する、請求項47に記載の手すり。
  49. 前記伸長抑制材及び前記スライダ層をダイアセンブリに供給するステップ;
    前記第1の熱可塑性材料を溶融状態で前記ダイアセンブリに供給するステップ;
    前記気相を前記第1の熱可塑性材料中に分散させて、前記カーカスを形成するステップ;
    前記第1の熱可塑性材料を前記伸長抑制材と一体とすることによって、前記伸長抑制材を前記第1の熱可塑性材料内に埋め込むステップ;
    前記スライダ層を前記第1の熱可塑性材料と一体とすることによって、前記第1の熱可塑性材料、前記伸長抑制材、及び前記スライダ層が複合押出成形材料を形成するステップ;並びに
    前記複合押出成形材料を前記ダイアセンブリから押出成形するステップ
    を含む、請求項1〜48のいずれか1項に記載の手すりを製造する方法。
  50. 前記分散させるステップは、化学的又は物理的な膨張剤を前記第1の熱可塑性材料に導入するステップを含む、請求項49に記載の方法。
  51. 前記導入するステップは、粒子を前記ポリマーマトリックスに添加して、シンタクチックフォームを形成するステップを含む、請求項50に記載の方法。
  52. 前記粒子は、Expancel(商標)未膨張マイクロスフェアを含む、請求項51に記載の方法。
  53. 前記伸長抑制材及び前記スライダ層をダイアセンブリに供給するステップ;
    前記第1の熱可塑性材料を溶融状態で前記ダイアセンブリに供給するステップ;
    前記気相を前記第1の熱可塑性材料中に分散させて、前記カーカスを形成するステップ;
    前記第1の熱可塑性材料を前記伸長抑制材と一体とすることによって、前記伸長抑制材を前記第1の熱可塑性材料内に埋め込むステップ;
    前記スライダ層を前記第1の熱可塑性材料と一体とするステップ;
    前記第2の熱可塑性材料を溶融状態で別個の流れとして前記ダイアセンブリに供給し、前記第2の熱可塑性材料の前記流れを、前記スライダ層に対して反対側において、前記第1の熱可塑性材料と一体とすることによって、前記カバーを形成し、前記第1の熱可塑性材料及び前記第2の熱可塑性材料、前記伸長抑制材、並びに前記スライダ層が複合押出成形材料を形成するステップ;並びに
    前記複合押出成形材料を前記ダイアセンブリから押出成形するステップ
    を含む、請求項15〜25及び27〜48のいずれか1項に記載の手すりを製造する方法。
  54. 前記分散させるステップは、化学的又は物理的な膨張剤を前記第1の熱可塑性材料に導入するステップを含む、請求項53に記載の方法。
  55. 前記導入するステップは、粒子を前記ポリマーマトリックスに添加して、シンタクチックフォームを形成するステップを含む、請求項54に記載の方法。
  56. 前記粒子は、Expancel(商標)未膨張マイクロスフェアを含む、請求項55に記載の方法。
  57. 一定の断面の物品を押出成形する方法であって、
    前記方法は:
    第1の熱可塑性材料を溶融状態で供給するステップ;
    気相を前記第1の熱可塑性材料のポリマーマトリックス中に分散させて、不均質な混合物を形成するステップ;及び
    前記混合物をダイアセンブリから押出成形するステップ
    を含む、方法。
  58. 前記分散させるステップは、化学的又は物理的な膨張剤を前記第1の熱可塑性材料に導入するステップを含む、請求項57に記載の方法。
  59. 前記導入するステップは、粒子を前記ポリマーマトリックスに添加して、シンタクチックフォームを形成するステップを含む、請求項58に記載の方法。
  60. 前記粒子は、Expancel(商標)未膨張マイクロスフェアを含む、請求項59に記載の方法。
  61. 上で説明されている及び/又は図面で図示されている特徴のうちの1つ以上のいずれの組み合わせを含む、装置及び/又は方法。
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