JP3587717B2 - 押出し発泡複合体の製造方法及び発泡複合体 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は,土木,建材等の分野,例えばコンクリート型枠,壁材,床材,天井材,棚材等に使用される発泡複合体,即ち発泡状態にある芯材(発泡芯材)に表皮材を被覆してなる発泡複合体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】
従来より,発泡剤を含有させた熱可塑性樹脂を押出機から押し出し,発泡させて芯材とし,該芯材の外周に表皮材を被覆して,発泡複合体とする方法が知られている。押し出し発泡は連続的に発泡体を製造することができるので生産量,製造コスト面で有利で有り,広く行われている。
【0003】
ところが,押し出し発泡によって,厚みの大きい芯材を所望の形状どおりに作ること,またその芯材に表皮材を被覆することは困難である。
それは,発泡剤を含んだ芯材用発泡性樹脂を正確に板状等の形状に押し出しても,押し出された芯材用発泡性樹脂は押出機のダイスを出た直後に発泡する。そのため,押し出し物は,三次元的に膨れて,目的とする形状から大きく変形湾曲するからである。従って,こうして得られた発泡芯材を所望の形状にするには,切削や熱プレスによってその形状を矯正し,使用することになる。そのため発泡複合体の製造工程が煩雑であると共に材料に無駄が多い。
【0004】
このような煩雑と無駄を解消するために,予め成形した発泡プラスチックの長尺体を押出機に入れ,ダイスを用いて表皮材を被覆し,所望の形状にし,複合体の表面強度,曲げ強度を改善する方法(例えば特開平8−336876号公報)がある。
しかしながら,この方法は,予め成形した発泡体を用いるため工程が2工程になり製造コストが高くなる欠点がある。
【0005】
また,特開平4−282237号公報においては,発泡体の表面にスキン層を得るために,発泡体を押し出しホーミングダイで低温に冷却する,スキン層付き発泡体の製造方法が示されている。
しかし,この方法では,スキン層が非常に薄く0.5mm以上の肉厚のスキン層を得ることは困難である。
【0006】
更に,特開平2−194922号公報においては,内部が発泡樹脂層でその外周全体を非発泡樹脂層で被覆する方法が示されている。しかし,この方法では芯材である発泡体と表皮材がダイス内で合流するために,発泡樹脂の温度が被覆する表皮材の温度近くに上昇する。そのため,発泡樹脂の溶融粘度も下がりダイス内の樹脂圧力も低下し,目標密度0.14〜0.02g/l(リットル)という高発泡倍率の芯材を得ようとしても,発泡体のセルの均一性,独立性が不充分となり,発泡複合体として満足のいくものが得られない。
また,押出し発泡複合体には,軽量であると共に,その使用時における強度確保のため剛性が高いことも要求される。
【0007】
【解決しようとする課題】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,発泡セルの均一性,独立気泡性が良好で,高発泡倍率の芯材を有し,かつ軽量で剛性の高い,押出し発泡複合体及びその製造方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題の解決手段】
請求項1の発明は,発泡剤を含有させたポリスチレン系樹脂よりなる芯材用発泡性樹脂を第1押出機の第1ダイスから押し出し,一方非発泡スチレン系熱可塑性樹脂又は低発泡性スチレン系熱可塑性樹脂よりなる表皮材を第2押出機の第2ダイスから押し出し,
両押出機の先端に設けた上記第1ダイス及び第2ダイスの外部において,上記芯材用発泡性樹脂からなる芯材の外周に上記表皮材を被覆してなる発泡複合体を押出成形する方法であって,
上記第1ダイスからは,複数列かつ複数段に配置したノズルより,上記芯材用発泡性樹脂を押出すと共に発泡させて芯材を形成しながら,一方上記第2ダイスから上記表皮材を上記芯材の外側に押出すと共に該表面材を直ちに冷却サイジングに導き,上記芯材用発泡性樹脂の発泡力によって上記表皮材を上記冷却サイジングの内面に押し当てて,
また,上記芯材用発泡性樹脂によって形成された複数列かつ複数段の芯材よりなる発泡倍率7〜50倍の発泡体の外表面に上記表皮材を被覆してなる押出し発泡複合体を製造することを特徴とし,
上記第1ダイスは,上記第2押出機との間に,上記第1ダイス内における上記芯材用発泡性樹脂の温度が上記表皮材の温度よりも20℃以上低い温度となるように調節するための断熱機構を有することを特徴とする押し出し発泡複合体の製造方法である。
【0009】
本発明において最も注目すべき点は,上記芯材用発泡性樹脂を上記第1ダイスのノズルから複数列かつ複数段に連続的に押し出すと共に,一方上記表皮材を第2押出機の上記第2ダイスから連続的に押し出し,芯材用発泡性樹脂は発泡させて複数列かつ複数段の芯材からなる発泡体となし,一方表皮材は上記発泡体の外周に被覆させていくこと,次いで直ちに冷却サイジングにおいて所望形状に冷却賦形することである。
【0010】
本発明においては,複数列かつ複数段に押出した芯材用発泡性樹脂を第1ダイスの出口において発泡させ,この発泡により得た芯材の周囲に上記表皮材を被覆していく。
そのため,芯材における発泡セルが均一となり,また発泡セル膜が破れることなく独立気泡性を有する,高倍率の発泡体が得られる。
もしも,ダイス内において芯材用発泡性樹脂の周囲に表皮材を合流させて,芯材用発泡性樹脂を表皮材により被覆したり,ダイス内において芯材用発泡性樹脂を発泡させてダイス内で表皮材を被覆する場合には,上記のごとき効果を得ることはできない。
【0011】
また,上記のごとき優れた芯材からなる発泡体の表面に,芯材の発泡と殆ど同時に表皮材を被覆する。そのため,表皮材と発泡体の融着及び芯材同志の融着が確実にできるという効果を得ることができる。
また,各ノズルから押出され発泡した芯材は複数列かつ複数段に形成されると共に互いに隣接する芯材と融着している。そのため,押出し発泡複合体の剛性も向上する。また,押出し発泡複合体は,発泡体と表皮材とからなるので軽量である。
【0012】
したがって,本発明によれば,発泡セルの均一性,独立気泡性が良好で,高発泡倍率の芯材を有し,かつ軽量で剛性の高い,押出し発泡複合体の製造方法を提供することができる。
【0013】
上記冷却サイジングとは,所望の形状を得るための冷却型による成形をいう。また,所望形状に冷却賦形とは,表皮材を冷却サイジングで冷却しながら,芯材用発泡性樹脂の発泡圧で,発泡複合体の冷却サイジングへの密着度を高めることにより,冷却しながら賦形することをいう。
【0014】
上記の表皮材としては,非発泡性スチレン系又は低発泡性スチレン系の熱可塑性樹脂を用いる。上記非発泡性熱可塑性樹脂は発泡剤を用いず,低発泡性熱可塑性樹脂は少量の発泡剤を用いる。
また,これらの樹脂に充填剤例えばタルク,炭酸カルシュウム,マイカ等を添加したり,各種顔料を添加して用いることができる。
【0015】
この発明方法が特に効果を発揮するのは,スチレン系樹脂に充填剤を添加した樹脂である。この場合には,剛性が高く,比較的安価である。また,製品の外観を良好にするために,前述した表皮材に少量の発泡剤を添加して,低発泡体として使用することが好ましい。
【0016】
また,上記の芯材用発泡性樹脂としては,発泡剤を含有させた熱可塑性樹脂を用いる。該熱可塑性樹脂としては,上記表皮材について示した熱可塑性樹脂と同様のものを用いることができる。
また,上記発泡剤としては,プロパン,n−ブタン,i−ブタン,ペンタン,ヘキサン等の脂肪族炭化水素系,或いはシクロブタン,シクロペンタン,シクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素系などの揮発性発泡剤,アゾジカルボンアミド,アゾビスイソブチルニトリル,重炭酸ナトリュム等の分解型発泡剤がある。また,更には無機発泡剤として空気,二酸化炭素,窒素等を用いることができる。又これらの発泡剤を適宜混合して用いることができる。
【0017】
また,芯材用発泡性樹脂に対する発泡剤の添加量は,好ましくは3〜15wt%である。また揮発性の発泡剤の添加の仕方には,含有された発泡樹脂ビーズを用いることもできるし,例えば押出機中で発泡剤を注入することもできる。
なお,発泡体の倍率の調整は,発泡剤の添加量,ノズルの口径,押出機の回転数,温度,引き取り速度によって自由に変えることができる。
【0018】
また,より均一性のある発泡セルを得るために用いる核剤としては,ポリエチレンワックス,エチレンビスアミド,ヘキサブロモシクロドデカン,及びメタクリル酸低級アルキルエステル単位を5重量%以上含むメタクリル酸低級アルキルエステル系重合体等の有機系核剤,タルク,シリカ等の無機系核剤及び水から選ばれる1種以上を用いる。これらの核剤は,芯材用発泡性樹脂に対して0.2〜5wt%好ましくは,0.4〜2.0wt%含有することが好ましい。
【0019】
また,芯材用発泡性樹脂の出口と表皮材の出口の間に間隙を設けておく場合には,例えば7〜50倍という高い発泡倍率の芯材を得ることができる。
【0020】
次に,上記第1ダイスは,上記第2押出機との間に,上記第1ダイス内における上記芯材用発泡性樹脂の温度が上記表皮材の温度よりも20℃以上低い温度となるように調節するための断熱機構を有する。
この場合には,芯材用の発泡性樹脂を低温で押出し,第1ダイス内で極めて高い背圧をかけて押出すことができ,高倍率の発泡セルの均一性,独立性を得ることができる。
【0021】
即ち,芯材用発泡性樹脂に発泡剤を含有させて押出すと,一般的に樹脂の溶融粘度が下がり,押出機内の背圧がかからず,更に第1ダイスの出口の背圧もかからず発泡倍率が上がらない。
しかし,上記のごとく,温度調整して,樹脂温度を低くした場合は,樹脂の溶融粘度が上がるため,上記高い背圧が可能となり,上記効果が得られる。
また,上記断熱機構としては,例えば実施形態例に示すごとき,熱媒チャンバー方式,或いは断熱板方式,空気冷却チャンバー方式などを用いる。
【0022】
次に,請求項2の発明のように,上記芯材用発泡性樹脂は,上記第1ダイスに設けた,ノズル1個の開口面積が30mm2以下の複数列かつ複数段のノズルから押し出すと共に,発泡させることが好ましい。
この場合には,芯材用発泡性樹脂の背圧が上がり発泡倍率を高めることができる。
【0023】
次に,上記ノズルの開口面積が30mm2未満の場合には,同じノズルから,同形状の円柱状発泡体が成形され,1本1本の発泡倍率がより一層均一となる。
なお,上記ノズルから成形される発泡体は,円形状,楕円形状,或いは四角形以上の多角形の形状でも良い。
なお,上記ノズルの開口面積の下限については,加圧困難性,目づまり等の点から0.03mm2とすることが好ましい。
また,上記発泡倍率が7倍未満の場合には軽量化が不充分となり,コストが高くなるおそれがあり,一方50倍を越えると独立気泡性が低下し,強度の弱い発泡体となるおそれがある。
【0024】
次に,請求項3の発明のように,上記芯材用発泡性樹脂は,ポリスチレン系樹脂75〜97.8重量%と発泡剤2〜20重量%と核剤0.2〜5重量%とよりなることが好ましい。
この場合には,ポリスチレン系樹脂は汎用樹脂で比較的原料価格も安く,発泡剤の保持力も高い上成形性が良い。また,核剤を用いることで発泡セルの均一性も良く,発泡倍率も高倍となり,秤量当りの剛性,コスト面も有利となる。
【0025】
上記ポリスチレン系樹脂が75重量%未満では,高発泡となりすぎ強度が弱くなるという問題があり,一方97.8重量%を超えると,発泡倍率が低く軽量化が充分達成できないという問題がある。
【0026】
また,発泡剤が2重量%未満では高発泡倍率が得られず,一方20重量%を超えると発泡倍率が上がりすぎ,強度の弱い芯材となる。また,余分の発泡ガスのために表皮材と芯材間にガス溜りができ,表皮材と芯材とが融着し難いという問題がある。
また,核剤が0.2重量%未満では発泡セルの均一化を図ることが困難となり,一方5重量%を超えても発泡セルの均一化は向上せず,経済的に不利になる。なお,好ましくは1〜4重量%である。
【0027】
次に,上記表皮材はスチレン系熱可塑性樹脂70〜30重量%とオレフィン系熱可塑性樹脂30〜70重量%とからなる主成分と,該主成分100重量%に対して熱可塑性エラストマーを1〜7重量%配合してなることが好ましい。
【0028】
この場合には,オレフィン系熱可塑性樹脂を用いることによりスチレン系熱可塑性樹脂の欠点である耐薬品性が向上する。また,熱可塑性エラストマーを付与することによって,互いに相溶性が向上し,耐薬品性,耐熱性,更に外観の優れた製品を得ることができる。
【0029】
上記スチレン系熱可塑性樹脂が70重量%を超えると耐薬品性,耐熱性が悪くなるという問題があり,一方30重量%未満では芯材との融着不良の問題がある。
また,オレフィン系熱可塑性樹脂が30重量%未満では,耐薬品性,耐熱性が悪くなるという問題があり,一方70重量%を超えると芯材との融着性が不良になるという問題がある。
【0030】
また,熱可塑性エラストマーが1重量%未満の場合は,オレフィン系熱可塑性樹脂とスチレン系熱可塑性樹脂との相溶性が悪くなり外観不良の問題がある。一方7重量%を超えると表皮材の剛性が低下し,出来上がった発泡複合体の剛性が低下するという問題がある。
【0031】
次に,上記熱可塑性エラストマーは,スチレン・ブタジエン・スチレン(SBS)又はスチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン(SEBS)であることが好ましい。
この場合には,相溶性が良く,表皮材の外観性に優れた発泡複合体を得ることができる。
【0032】
次に,請求項4の発明のように,請求項1乃至3のいずれか一の押出し発泡複合体の製造方法により製造された押出し発泡複合体であって,芯材用発泡性樹脂を発泡させてなる複数列かつ複数段の芯材よりなる発泡倍率7〜50倍の発泡体と,該発泡体の周囲を一体的に被覆してなる非発泡スチレン系熱可塑性樹脂又は低発泡スチレン系熱可塑性樹脂よりなる表皮材とよりなり,かつ上記複数列かつ複数段の芯材はその隣接部分が互いに融着していることを特徴とする押出し発泡複合体がある。
【0033】
この場合には,各芯材の発泡性が均一でこれらを表皮材が一体的に被覆してなる,発泡セルの均一性,独立気泡性が良好で高発泡倍率の芯材を有し,かつ軽量で剛性の高い発泡複合体を提供することができる。
かかる押出し発泡複合体は,上記製造方法により得ることができる。
【0034】
次に,請求項5の発明のように,上記表皮材の肉厚は,複数列かつ複数段の芯材よりなる発泡体の肉厚の0.1〜25%であることが好ましい。
この場合には,特に軽くて,剛性が高く,コストが低いという効果を得ることができる。
上記肉厚が0.1%未満では発泡複合体の剛性が低下し,一方25%を超えると剛性は向上するが,複合体が重くなり,コストも高くなるという問題がある。
【0035】
次に,請求項6の発明のように,上記各芯材はその表面に上記芯材用発泡性樹脂によるスキン層を有し,該スキン層は互いに融着していることが好ましい。
この場合には,各芯材が上記スキン層によって覆われ,かつスキン層は互いに融着しているので,特に押出し発泡複合体の剛性が高くなる。
なお,上記スキン層の厚みは0.1〜20μmとすることが好ましい。0.1μm未満では,剛性向上の効果が低く,一方20μmを越えるとスキン層が互いに十分に融着しないおそれがある。
【0036】
次に,上記芯材はポリスチレン系樹脂であり,表皮材はスチレン系熱可塑性樹脂であることが好ましい。
この場合には,剛性の高い発泡複合体となると共に,ポリスチレン系樹脂が汎用樹脂のため比較的安価な発泡複合体を得ることができる。
【0037】
次に,上記表皮材はスチレン系熱可塑性樹脂70〜30重量%とオレフィン系熱可塑性樹脂30〜70重量%とからなる主成分と,該主成分100重量%に対して熱可塑性エラストマーを1〜7重量%配合してなることが好ましい。
この場合には,上記明細書の段落「0028」と同様の効果を得ることができる。
【0038】
次に,上記熱可塑性エラストマーは,スチレン・ブタジエン・スチレン(SBS)又はスチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン(SEBS)であることが好ましい。
この場合には,上記明細書の段落「0031」と同様の効果を得ることができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
実施形態例1
本発明の実施形態例にかかる押出し発泡複合体及びその製造方法につき,図1〜図5を用いて説明する。
まず,本例において得ようとする発泡複合体5は,図5に示すごとく,芯材用発泡性樹脂を発泡させてなる複数列かつ複数段,即ち5列,2段の芯材100と,これらの周囲を一体的に被覆してなる非発泡熱可塑性樹脂又は低発泡性熱可塑性樹脂よりなる表皮材30とよりなる。
【0040】
また,上記複数列かつ複数段の芯材100は,その隣接部分のスキン層15が互いに融着している。即ち,各芯材100は,多数の発泡粒子101からなりその周囲はスキン層15により囲まれている。そして,各スキン層15は互いに融着している。これによって,複数列かつ複数段の芯材が一体化された発泡体104を形成している。上記のスキン層15は,成形時にノズルから吐出される際に形成される。
【0041】
次に,上記発泡複合体5を製造するに当っては,図1,図4に示すごとく,発泡剤を含有させた熱可塑性樹脂よりなる芯材用発泡性樹脂10を第1押出機1の第1ダイス2から押し出し,一方非発泡熱可塑性樹脂又は低発泡性熱可塑性樹脂よりなる表皮材30を第2押出機3の第2ダイス33から押し出す。
そして,両押出機の先端に設けた上記第1ダイス2及び第2ダイス33の外部において,上記芯材用発泡性樹脂からなる芯材100の外周に上記表皮材30を被覆してなる発泡複合体5を押出成形する。
【0042】
そして,上記第1ダイス2からは,複数列かつ複数段に配置したノズル25より,上記芯材用発泡性樹脂10を押出すと共に発泡させて芯材100を形成しながら,一方上記第2ダイス33から上記表皮材30を上記複数列かつ複数段の芯材100の外側に押出すと共に該表面材30を直ちに冷却サイジング4に導く。
このとき,上記芯材用発泡性樹脂の発泡力によって,上記表皮材30を上記冷却サイジング4の内面に押し当てて,上記芯材用発泡性樹脂によって形成された複数列かつ複数段のの芯材5よりなる発泡体104の外表面に上記表皮材30を被覆する。
【0043】
以下,これらにつき詳述する。
まず,上記押出発泡成形を実施するための発泡成形装置は,図1〜図4に示すごとく,第1ダイス2に芯材用発泡性樹脂10を送入する第1押出機1,及び第2ダイス33に表皮材30を送入する第2押出機3とを有する。そして,第1ダイス2の後流側には冷却サイジング4,冷却水槽45,引取機46を順次配設してなる(図4)。
【0044】
第1ダイス2は,図1〜図3に示すごとく,芯材用発泡性樹脂10を押し出す,10個のノズル25と,該ノズル25へ芯材用発泡性樹脂10をガイドするガイド部24とを有する。ガイド部24の間には,これらを区画するマニホールド23が設けてある。
また,図1,図4に示すごとく,上記10個のノズル25の周囲には,これらを取り囲むように,表皮材出口としての環状長方形の,表皮材形成用のスリット28が設けてある。
【0045】
また,第2押出機3は,表皮材30を上記スリット28へガイドするための流路32を有する。
また,図3に示すごとく,第1ダイス2は,第2押出機3の第2ダイス33における装着穴35内に挿入配置される。これにより,第1ダイス2と第2ダイス33との間に上記スリット28が形成される。
【0046】
また,上記第1ダイス2は,上記第2押出機3の第2ダイス33との間に,上記第1ダイス2内における上記芯材用発泡性樹脂10の温度が上記表皮材30の温度よりも20℃以上低い温度となるように調節するための,断熱機構としてのチャンバー22を有する。このチャンバー22は,熱媒流路構造を有し,その内部に熱媒が流通するようになっている。
【0047】
次に図1〜図4を用いて製造方法について詳しく説明する。
第1押出機1から押し出された芯材用発泡性樹脂10は第1押出機1と第1ダイス2を接続するジョイント11を通り第1ダイス2に導かれる。第1ダイス2の空間部21は,幅方向に溶融樹脂を均一に広げるためのコートハンガー形状部で,しかも中央部は外周部に比べ樹脂流路間隙を狭めてある。芯材用発泡性樹脂10は,後方部のマニホールド23に流れ,より均一化され,各ノズル25に導かれ,最終的に第1ダイス2の先端に設けたノズル25からダイス外へ押し出されて発泡して行く。
【0048】
一方,表皮材30は第2押出機3の第2ダイス33から押し出され,流路32で幅方向に広げられ上下両側面に均一に肉厚が分流され,第1ダイス2の出口に導かれる。第1ダイス2の出口は上記スリット28を有し,第2押出機3のスクリュー回転数によって表皮材30の肉厚が芯材肉厚の25%以下になるように調整する。
【0049】
そして,上記複数列かつ複数段の各ノズル25から押し出された芯材用発泡性樹脂10は,そこで発泡して合計10個の芯材100となる。これら芯材100の各スキン層15は互いに融着する。そして,これら10個の芯材100からなる発泡体104の外周を上記表皮材30が覆った成形品が得られる。
【0050】
このとき,上記芯材10の発泡力によって,上記表皮材30は冷却サイジング4の冷却材の内側面に押し当てられる。そして,表皮材30と発泡体104の外周面とが融着される。
なお,上記芯材用発泡性樹脂10の発泡は,上記スリット28により形成された角筒箱状の上記表皮材30の中で行なわれる。この成形品は,冷却サイジング4の内部,冷却水槽45を経てキャタピラ式の引取機46により引き取られていく。
【0051】
以上により,図5に示すごとく,複数列かつ複数段の10個の芯材100が融着して形成された発泡体104とその周囲を一体的に被覆した表皮材30とからなる発泡複合体5が得られる。
そして,各芯材100は,それぞれその外周にスキン層15を有し,このスキン層15の隣接部分は互いに融着している。
【0052】
また,隣接するスキン層15の間,及びスキン層15と表皮材30との間には,菱形状,半菱形三角状又は四角状の小さい間隙16が形成されている(図5)。
この間隙16は,押出し発泡複合体を上記のごとく成形する際に,各芯材100が発泡して,芯材100間の間隔が小さくなっていくとき,これらの間に残存している空気を後方側,即ち第1ダイス2側へスムーズに排出していくガス排出路の役目又は前方側へのガス排出路の役目を果す。これにより,芯材100の発泡が円滑に行なわれ均一に発泡した芯材が得られる。
【0053】
本例においては,複数列かつ複数段に押し出した芯材用発泡性樹脂10を,第1ダイス2の出口において発泡させ,この発泡により得た複数列かつ複数段の芯材100からなる発泡体100の周囲に上記表皮材30を被覆していく。
そのため,芯材100における発泡セルが均一となり,また独立気泡性即ち発泡セル膜が破れることなく,高倍率の発泡体が得られる。
【0054】
もしも,第1ダイス内において芯材用発泡性樹脂10の周囲に表皮材30を合流させて,芯材用発泡性樹脂を表皮材により被覆したり,第1ダイスにおいて芯材用発泡性樹脂を発泡させて第1ダイス内で表皮材30を被覆する場合には,上記のごとき効果を得ることはできない。
【0055】
また,ノズル25を設けた第1ダイス出口面20と,表皮材の出口であるスリット28との間に,環状長方形のスキ間361を設定してある(図2)。そのため,例えば7〜50倍という高い発泡倍率の芯材を得ることができる。
【0056】
また,上記のごとき優れた芯材100からなる発泡体104の表面に,芯材の発泡と殆ど同時に表皮材30を被覆する。そのため,表皮材30と発泡体104との融着及び芯材100同志の融着が確実にできるという効果を得ることができる。
また,各ノズルから押出され発泡した芯材は複数列かつ複数段に形成されると共に互いに隣接する芯材100と融着している。そのため,押出し発泡複合体5の剛性も向上する。また,押出し発泡複合体5は,発泡体と表皮材とからなるので軽量である。
【0057】
実施形態例2
次に,本発明の具体的実施例及び比較例について説明する。
表皮材として,アクリル・ブタジェン・スチレン(ABS)樹脂を用い,第1押出機は,65mm口径,L/D=24,圧縮比=2.4のフルフライトのスクリューを用い,シリンダーの温度は,ホッパー側より,180−190−200−200℃とし,第2ダイスは200℃とした。スクリュー回転数は30RPMとした。第2ダイス出口の樹脂の温度は200℃であった。
【0058】
芯材用発泡性樹脂としては,発泡剤としてのブタン7wt%を含侵したポリスチレン樹脂を用いた。また,ポリスチレン樹脂100wt%に対して核剤としてタルク1.2wt%を混合した。第2押出機は,45mm口径,L/D=20,圧縮比=2.4のフルフライトのスクリューを用い,シリンダーの温度は,ホッパー側より,110−120−120℃とし,ダイスヘッドは130℃とした。断熱チャンバーの熱媒の温度は130℃とし,ポンプで循環した。スクリュー回転数は,35RPMとした。ダイス出口での発泡性樹脂温度は120℃であった。
【0059】
第2ダイス出口における表皮材の温度は195℃,芯材用発泡性樹脂の温度は125℃であつた。表皮材と芯材用発泡性樹脂の温度差(ΔT)は70℃であった。表皮材を押し出すスリットの形状は,内側18mm×193mm,外側20mm×195mmの長方形のスリット状にし,スリットの間隙は,1mmとした。
芯材用発泡性樹脂用の第2ダイスの形状は,縦35mm,横187mmの大きさの縦方向の中央部に,直径2.5mmのノズルをピッチ21.5mmの間隙で配置し,両端は,7.5mmとした。
【0060】
冷却サイジングにおける冷却板の形状は縦50mm,横200mmの箱状とし,中間部から上下に割れる形状にし,温度30℃とし,発泡複合体を冷却した。引き取り速度は1m/分で成形した。
【0061】
得られた発泡複合体は,外観は極めて良好で,表皮材30の平均肉厚は1.0mmで,芯材100の発泡状態は均一で平均発泡倍率は15倍であった。また,表皮材30と発泡体104の外周面とは融着し,10個の芯材の被膜15間の融着も十分であった。上記スキン層15は1〜20μmの厚みであった。
【0062】
実施形態例3
表皮材として,ポリプロピレン樹脂60wt%に充填剤としてタルク40wt%を含有した樹脂を用い,シリンダーの温度は,ホッパー側より,190−200−210−210℃とし,第2ダイスは210℃とした。
第1ダイス出口における表皮材の温度は200℃,芯材用発泡性樹脂の温度は125℃であつた。樹脂温度差(ΔT)は75℃であった。芯材の平均発泡倍率は15倍で発泡状態も均一であった。また,表皮と芯材は異種材料のため融着は不充分であったが,芯材の層間の融着は十分で,発泡複合体の剛性は充分に高かった。
それ以外は,実施形態例2と同じであった。
【0063】
実施形態例4
本例は,図6に示すごとく,芯材100を3列2段毎に,左右に区分するようにリブ305を設けた例を示す。上記リブ305は,発泡複合体5の厚み方向に,1ケ所に設けられ,その材料及び厚みは表皮材30と同じである。
【0064】
この押出し発泡複合体5の成形に当っては,ダイスに上記リブ305を形成するための押出口を設けておく。本例により得られた押出し発泡複合体5は,上記リブ305を有するので,強度が高い。
その他は実施形態例1と同様であり,実施形態例1と同様の効果を得ることができる。
【0065】
実施形態例5
本例は,図7に示すごとく,6列3段の芯材100からなる発泡体104を表皮材30により被覆した押出し発泡複合体5である。
その他は実施形態例1と同様である。
【0066】
実施形態例6
本例は,図8に示すごとく,左方に凹部58,右方に凸部59を有する押出し発泡複合体5を示す。
該押出し発泡複合体5は,複数列かつ複数段の芯材100からなる発泡体104と,その表面に被覆した表皮材30とよりなる。
該押出し発泡複合体5は,図8の左右方向において,上記凹部58に上記凸部59を嵌合して,施工していく,パネル材として用いられる。
その他は,実施形態例1と同様である。
【0067】
実施形態例7
本例は,図9に示すごとく,2段の芯材100を有する押出し発泡複合体5である。そして,上段の6個の芯材100と,下段の複数の芯材100とはその中心が半個分づつズレた状態にある。
その他は実施形態例1と同様である。
【0068】
実施形態例8
本例は,図10に示すごとく,上下2段の芯材100を有する押出し発泡複合体5である。
そして,下段の芯材100は,上段の芯材100の半分の厚みである。また,下段の1つの芯材は,上段の1つの芯材の1.5倍の幅を有している。
その他は実施形態例1と同様である。
【0069】
実施形態例9
本例は,図11に示すごとく,第1ダイスに設ける各種のノズル形状を示している。同図の(A)は円形6,(B)は四隅に円弧部611を有する角形61,(C)は頂部621が半円状の十字形62,(D)は四隅に突出円弧部631を有する四角形63,(E)は二隅に突出円弧部631を有する四角形63,(F)は一隅にに突出円弧部631を有する四角形63,(G)は細長形状の長方形64である。
【0070】
これらの各種ノズル形状は,所望する芯材の断面形状に応じて,適宜選択する。
例えば,(A),(B)のノズル形状の場合は,発泡複合体の内部に位置する芯材の押出し用ノズルに用いることが好ましい。
また,発泡倍率が低く,芯材間の間隙16(図5参照)が大きくなる場合には,(C),(D)のノズルが好ましい。この場合は,上記頂部621,突出円弧部631からの押出発泡部分が間隙16の間の一部分又は全部を埋める。そのため,間隙16が小さい均一な発泡複合体が得られる。
【0071】
また,(E),(F)については多数列,多数段の芯材の中でコーナー部分に位置する芯材を押出す場合のノズルとして好ましい。この場合には,発泡複合体のコーナー部と表皮材との間の間隙を上記突出円弧部631からの押出発泡部分で埋めることができ,コーナー部分の剛性を高めることができる。
なお,上記(A)〜(G)は,代表的なものを例示したもので,これに限定されるものではない。
【0072】
【発明の効果】
本発明によれば,発泡セルの均一性,独立気泡性が良好で,高発泡倍率の芯材を有し,かつ軽量で剛性の高い,押出し発泡複合体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1にかかる,発泡複合体の成形装置の断面説明図。
【図2】実施形態例1にかかる,発泡複合体の成形装置の第1ダイスの先端部の説明図。
【図3】実施形態例1にかかる,発泡複合体の成形装置の第2押出機に第1ダイスを組付ける状態の説明図。
【図4】実施形態例1にかかる,発泡複合体の成形装置の全体平面図。
【図5】実施形態例1において,得られた発泡複合体の断面斜視図。
【図6】実施形態例4において,得られた発泡複合体の断面斜視図。
【図7】実施形態例5において,得られた発泡複合体の断面斜視図。
【図8】実施形態例6において,得られた発泡複合体の断面斜視図。
【図9】実施形態例7において,得られた発泡複合体の断面斜視図。
【図10】実施形態例8において,得られた発泡複合体の断面斜視図。
【図11】実施形態例9における,第1ダイスのノズルの各種断面形状の説明図。
【符号の説明】
1..第1押出機,
10...芯材用発泡性樹脂,
100...芯材,
104...発泡体,
2...第1ダイス,
25...ノズル,
3...第2押出機,
30...表皮材,
305...リブ,
5...発泡複合体,
Claims (6)
- 発泡剤を含有させたポリスチレン系樹脂よりなる芯材用発泡性樹脂を第1押出機の第1ダイスから押し出し,一方非発泡スチレン系熱可塑性樹脂又は低発泡性スチレン系熱可塑性樹脂よりなる表皮材を第2押出機の第2ダイスから押し出し,
両押出機の先端に設けた上記第1ダイス及び第2ダイスの外部において,上記芯材用発泡性樹脂からなる芯材の外周に上記表皮材を被覆してなる発泡複合体を押出成形する方法であって,
上記第1ダイスからは,複数列かつ複数段に配置したノズルより,上記芯材用発泡性樹脂を押出すと共に発泡させて芯材を形成しながら,一方上記第2ダイスから上記表皮材を上記芯材の外側に押出すと共に該表面材を直ちに冷却サイジングに導き,上記芯材用発泡性樹脂の発泡力によって上記表皮材を上記冷却サイジングの内面に押し当てて,
上記芯材用発泡性樹脂によって形成された複数列かつ複数段の芯材よりなる発泡倍率7〜50倍の発泡体の外表面に上記表皮材を被覆してなる押出し発泡複合体を製造することを特徴とし,
また,上記第1ダイスは,上記第2押出機との間に,上記第1ダイス内における上記芯材用発泡性樹脂の温度が上記表皮材の温度よりも20℃以上低い温度となるように調節するための断熱機構を有することを特徴とする押し出し発泡複合体の製造方法。 - 請求項1において,上記芯材用発泡性樹脂は,上記第1ダイスに設けた,ノズル1個の開口面積が30mm2以下の複数列かつ複数段のノズルから押し出すと共に,発泡させることを特徴とする押出し発泡複合体の製造方法。
- 請求項1又は2において,上記芯材用発泡性樹脂は,ポリスチレン系樹脂75〜97.8重量%と発泡剤2〜20重量%と核剤0.2〜5重量%とよりなることを特徴とする押出し発泡複合体の製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれか一の押出し発泡複合体の製造方法により製造された押出し発泡複合体であって,芯材用発泡性樹脂を発泡させてなる複数列かつ複数段の芯材よりなる発泡倍率7〜50倍の発泡体と,該発泡体の周囲を一体的に被覆してなる非発泡スチレン系熱可塑性樹脂又は低発泡スチレン系熱可塑性樹脂よりなる表皮材とよりなり,かつ上記複数列かつ複数段の芯材はその隣接部分が互いに融着していることを特徴とする押出し発泡複合体。
- 請求項4において,上記表皮材の肉厚は,複数列かつ複数段の芯材よりなる発泡体の肉厚の0.1〜25%であることを特徴とする押出し発泡複合体。
- 請求項4又は5において,上記各芯材はその表面に上記芯材用発泡性樹脂によるスキン層を有し,該スキン層は互いに融着していることを特徴とする押出し発泡複合体。
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