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
【０００１】
【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，
【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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