JP4203802B2 - シームレス棒状体およびその製造方法 - Google Patents
シームレス棒状体およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4203802B2 JP4203802B2 JP2003155745A JP2003155745A JP4203802B2 JP 4203802 B2 JP4203802 B2 JP 4203802B2 JP 2003155745 A JP2003155745 A JP 2003155745A JP 2003155745 A JP2003155745 A JP 2003155745A JP 4203802 B2 JP4203802 B2 JP 4203802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoplastic resin
- rod
- resin
- cylindrical
- thermosetting resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シームレス棒状体およびその製造方法に関し、更に詳細には、流動状態にあった熱硬化性樹脂を加熱硬化させた棒状発泡体から、該棒状発泡体を被覆している熱可塑性樹脂の外被を容易に剥離可能として、均一な気泡径が達成されたシームレス棒状体と、該シームレス棒状体を連続的に効率良く製造し得る方法と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９〜図１２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１１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１１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】
前記成形型２１６を使用した製造装置によれば、キャビティ２１８の内部で流動性樹脂原料Ｍに熱が加えられ、反応・硬化の過程を経ることで所期の樹脂ロールＲが得られる。しかしこの製造装置は、以下の問題点を内在している。
▲１▼ 成形型２１６の開閉によるバッチ処理を基本とするので、樹脂ロールＲを連続的に製造することができず、従って製造効率が低く製造コストも嵩む難点がある。
▲２▼ 流動性樹脂原料Ｍの加熱は、基本的に成形型２１６を介して外部から行なう外ない。従って、キャビティ２１８中における流動性樹脂原料Ｍの反応・硬化に部分的なバラツキを生じ、得るべき樹脂ロールＲの物性が不均質になってしまう。殊に、樹脂ロールＲの材質たるウレタン発泡体は良好な断熱体であり、先に反応・硬化する表面側の部位が断熱作用を発揮するので、該反応・硬化後の表面部位より更に内側への熱の効率的な伝達ができなくなる。このため樹脂ロールＲの物性が、半径方向に亘って大きく不均質となってしまう。
▲３▼ そこで前記加熱による弊害を少なくすると共に、前記反応・加熱に必要な時間を短縮するために、成形型２１６および中子２２８に予熱を施すことが行なわれる。この場合、成形型２１６へ流動性樹脂原料Ｍを注入するに先立ち前述の加熱が施されるが、該原料Ｍは該成形型２１６の所定部位に設けた注入孔２２４(図９および図１０参照)から注入される。このため、図１２に示す如く、注入孔２２４近傍の流動性樹脂原料Ｍが最も速く接触する部位から順次反応・硬化が始まってしまう。その結果、得られた樹脂ロールＲの物性は、流動性樹脂原料Ｍの注入経路(樹脂ロールＲの軸方向)に沿って異なってしまう、という重大な欠点が指摘される。
▲４▼ 前述の▲２▼および▲３▼で述べた問題を回避するために、流動性樹脂原料Ｍを低温から長い時間を掛けて昇温させ、該原料Ｍ内の温度差を解消する手段が考えられる。この場合は、所要の加熱を完了するのに長い時間を要するが、しかるにバッチ処理はサイクルタイムが短い方が良いので、この手法は工業的量産に適していないことが明らかである。
【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、流動状態にあった熱硬化性樹脂を加熱硬化させた棒状発泡体から、該棒状発泡体を被覆している熱可塑性樹脂の外被を容易に剥離可能として、均一な気泡径が達成されたシームレス棒状体と、該シームレス棒状体を連続的に効率良く製造し得る方法とを提供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シームレス棒状体の製造方法は、加熱して可塑化させた第１の主たる熱可塑性樹脂をダイに供給すると共に、加熱して可塑化させた第２の従たる熱可塑性樹脂を該ダイの内部で該第１の熱可塑性樹脂に合流させた後、該ダイから第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を共に押し出すことで筒状部分を形成する工程と、前記押出された筒状部分をサイジングスリーブに通過させ、その外部輪郭形状を規制して筒状の外被に成形すると共に該外被を冷却固化させる工程と、流動状態にある熱硬化性樹脂を、前記筒状に成形した外被の内部に供給管を介して充填供給する工程と、前記各工程の最下流側に配設した移送装置により、前記熱硬化性樹脂を硬化させた棒状体の本体部を外被と共に引張り移送する工程と、前記外被の筒状部分を形成する第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面を開裂させて、前記筒状部分を前記棒状体から剥離することにより前記本体部を露出させる工程とからなることを特徴とする。
【００１０】
同じく前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の別の発明に係るシームレス棒状体の製造方法は、加熱して可塑化させた第１の主たる熱可塑性樹脂をダイに供給すると共に、加熱して可塑化させた第２の従たる熱可塑性樹脂を該ダイの内部で該第１の熱可塑性樹脂に合流させた後、該ダイから第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を共に押し出すことで筒状部分を形成する工程と、前記押出された筒状部分をサイジングスリーブに通過させ、その外部輪郭形状を規制して筒状の外被に成形すると共に該外被を冷却固化させる工程と、流動状態にある熱硬化性樹脂を、前記筒状に成形した外被の内部に供給管を介して充填供給する工程と、前記外被の内部に供給されて流動状態にある前記熱硬化性樹脂を加熱領域に通過させ、該熱硬化性樹脂を硬化させて得るべき棒状体の本体部となす工程と、前記各工程の最下流側に配設した移送装置により、前記棒状体の本体部を外被と共に引張り移送する工程と、前記外被の筒状部分を形成する第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面を開裂させて、前記筒状部分を前記棒状体から剥離して前記本体部を露出させる工程とからなることを特徴とする。
【００１１】
更に前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の別の発明に係るシームレス棒状体は、熱硬化性樹脂を材質とする棒状本体部と、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を材質とし、前記棒状本体部を被覆する外被とが一体成形され、この外被は前記第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面において開裂可能な状態になっていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るシームレス棒状体およびその製造方法について、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。本発明に係るシームレス棒状体は、熱硬化性樹脂を硬化させた棒状本体部と、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を材質とし、該棒状本体部を被覆する外被とが一体成形されたものとして製造されるが、この外被は第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面において容易に開裂し得る状態になっている。硬化した熱硬化性樹脂の本体部は、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。そして棒状体の本体部をなす発泡体は、連通気泡構造であっても、独立気泡構造の何れであってもよいが、従来技術の如く分割金型を使用することなく製造されるため、金型合わせ面に起因するシーム(継ぎ目)を有しない所謂シームレスの発泡体となる。更に棒状体または該棒状体から外被を剥ぎ取った本体部の横断面は、一般に円形とされるが、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。
【００１３】
図１〜図７は、シームレス棒状体の製造方法を好適に実施し得る製造装置の一例を示し、図１は該製造装置の全体的な構成を示す概略図でる。なお、図示例の装置により製造された外被剥ぎ取り後の本体部には、その中心にシャフト８０が挿通されているが、該シャフト８０を備えることは本実施例に係る製造方法の要件となるものではない。
【００１４】
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は外被の巻取り機構、符号Ｅ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５は、図１の棒状体の加熱領域Ｂを示し、図７は、図１の棒状体の引張り機構Ｃおよび外被の巻取り機構Ｄを示している。
【００１５】
【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。前記熱可塑性樹脂は、互いに接合性を有する第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂として個別に供給され、この第１の熱可塑性樹脂から主として形成される筒状部分に、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して形成された界面が長手方向に延在している。そして前記界面に沿って切れ目を入れることにより、前記外被を長手方向に容易に開裂させることができる。すなわち前記界面は、第１の熱可塑性樹脂の端面と第２の熱可塑性樹脂の端面とが接合して長手方向に延在する領域であって、該界面が所謂スプリットライン(縦裂き線条)として機能し得るものである。例えば、第２の熱可塑性樹脂からなる所要幅の帯状分離部(分離帯)が第１の熱可塑性樹脂からなる筒状部分に設けられて長手方向に延在する場合は、該分離帯の両側に前記界面が夫々存在することになる。なお、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ームレス棒状体を引張って下流へ連続的に移送する。(4) 引張り機構Ｃの下流側には外被の巻取り機構Ｄが設けられ、前記シームレス棒状体から外被を長手方向に剥ぎ取って巻取ることで、中味たる硬化後の熱硬化性樹脂の本体部を露出させる。このとき、第１の熱可塑性樹脂で形成される筒状部分から、第２の熱可塑性樹脂で形成される分離帯を剥離することで、外被の容易な剥ぎ取りがなされる。
(5) 外被が剥ぎ取られて露出した熱硬化性樹脂のシャフト付き本体部は、定尺切断機構Ｅにおいて所定長に切断される。
【００１６】
【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、加熱して可塑化させた第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１を共に連続的に押出して筒状の外被１２と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。
【００１７】
図２において、ホッパ２２に貯留したペレット等の第１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第１の熱可塑性樹脂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。前記クロスヘッドダイ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３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。
【００１８】
また、前記シリンダ２８と同じ構成を要する別のシリンダ２９からは、第２の熱可塑性樹脂１１が別のクロスヘッド３１を介して前記クロスヘッドダイ１６に連通接続されるようになっている。すなわちクロスヘッドダイ１６に画成される前記キャビティ３４には、図２に示すように連通孔３３が穿設され、この連通孔３３に前記別のクロスヘッド３１が連通接続されるようになっている。従って、前記シリンダ２８から加熱により可塑化状態となって到来する第１の熱可塑性樹脂１０および別のシリンダ２９から加熱により可塑化状態となって到来する第２の熱可塑性樹脂１１は、前記クロスヘッドダイ１６の内部で合流した後、該クロスヘッドダイ１６から共に水平方向へ連続的に押出されて筒状部分(図示例では円錐台状をなしている)を形成し、後述するサイジングスリーブ１８へ送り込まれる。なお、前記２つの熱可塑性樹脂１０,１１は、可塑化状態で接触させた際に接合性を呈すると共に、冷却硬化した後の分離を容易になし得る特性を有するものが適宜選定使用される。例えば、第１の熱可塑性樹脂１０としては、ポリエチレンが好適に使用され、また第２の熱可塑性樹脂１１としては、ポリプロピレンが好適に使用される。しかしこれとは逆に、例えば第１の熱可塑性樹脂１０としてポリプロピレンを使用し、また第２の熱可塑性樹脂１１としてポリエチレンを使用するようにしてもよい。
【００１９】
このように第１の熱可塑性樹脂１０は可塑化状態でクロスヘッドダイ１６へ供給されるが、その際に前記別のクロスヘッド３１および連通孔３３を介して第２の熱可塑性樹脂１１も該クロスヘッドダイ１６に供給されるため、両熱可塑性樹脂１０,１１は内部で合流した後、該クロスヘッドダイ１６から筒状に連続的に押出されることになる。そして図３に示すように、クロスヘッドダイ１６から押出された第１の熱可塑性樹脂１０により主として形成される円錐台状部分の表面には、第２の熱可塑性樹脂１１を材質として長手方向に延在する分離帯１３が線状に設けられる。換言すれば、第１の熱可塑性樹脂１０は、後述する如く棒状体を被覆する筒状外被１２の主たる部分を構成するものであり、また第２の熱可塑性樹脂１１は、該外被１２の表面に設けられて長手方向に延在する例えば線状の分離帯１３となるものである。この分離帯１３は、例えば該分離帯１３の材質をなす第２の熱可塑性樹脂１１が、前記筒状部分をなす第１の熱可塑性樹脂１０の全厚さまたは略全厚さに亘って形成されている。また、図３の実施例では、分離帯１３は所要の横幅と厚みとを有するものとして描かれているが、第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１とが合流して長手方向に延在する極細の線状界面であってもよい。
【００２０】
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。但し、本発明に係るシームレス棒状体の製造方法では、当該シームレス棒状体がシャフトを有していることは要件でない。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から所要長さのシャフト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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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１０,１１(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１０,１１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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２において、前記クロスヘッドダイ１６には、流動状態の熱硬化性樹脂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、流動状態の熱硬化性樹脂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、流動状態の熱硬化性樹脂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。
【００２６】
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くが、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５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。
【００２７】
【棒状体の加熱領域Ｂについて】
図５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。
【００２８】
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５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。
【００２９】
(誘導加熱装置について)
図５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。
【００３０】
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により被覆された熱硬化性樹脂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１０,１１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。
【００３１】
(誘電加熱装置について)
図５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。
【００３２】
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。
【００３３】
(養生装置について)
図５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。
【００３４】
また図５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。
【００３５】
(輻射加熱装置について)
図５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。
【００３６】
【棒状体の引張り機構Ｃについて】
図７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ヤを基本としており、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。
【００３７】
図７には、前記引張り機構Ｃの下流側において外被１２の巻取りを行なう外被巻取り機構Ｄが設けられている。この巻取り機構Ｄは、引張り機構Ｃにより下流側へ引張り移送される棒状体４８(熱硬化性樹脂１４を硬化させた発泡体の本体部４６および外被１２)から、外被１２を長手方向に剥ぎ取ってリール等の巻取体７４に巻取るもので、これにより前記棒状体４８の中味をなす発泡体としての本体部４６が全面的に露出される。なお、棒状体４８から外被１２を剥ぎ取るに際しては、筒状外被１２の表面に長手方向に延在するよう形成した前記分離帯１３を別のリール等の巻取体７５に巻取ることによって行なわれる。すなわち筒状外被１２を主として構成する第１の熱可塑性樹脂１０と、分離帯１３を構成する第２の熱可塑性樹脂１１とは、前述した如く互に接合してはいるが、必要に応じて容易に分離し得る特質のものが予め選定使用されている。従って、前記引張り機構Ｃの下流側へ到来した棒状体４８に関して、その筒状外被１２の一部となっている第１および第２の熱可塑性樹脂１０,１１の長手方向に延在している界面に左右方向への拡開力を与えたり、ナイフ等で僅かに切れ目を入れたりすることで、該筒状外被１２は次第に長手方向に開裂するに至る。また前記界面が、第１の熱可塑性樹脂１０からなる筒状部分に沿って延在する第２の熱可塑性樹脂１１の分離帯１３で形成されるときは、この分離帯１３にナイフ等で僅かに切れ目を入れてから上方へ引き起こせば、筒状外被１２は次第に長手方向に開裂させられる。そして分離帯１３は、前記別の巻取体７５に巻取られると共に、前記棒状体４８から剥ぎ取った外被１２は巻取体７４に巻取られる。
【００３８】
なお、前記筒状外被１２を棒状体４８の中味をなす本体部４６から剥離することは要件ではなく、この外被１２が該本体部４６を一体的に被覆した状態で、これを中間製品または最終製品として出荷するようにしてもよいことは勿論である。この場合におけるシームレス棒状体は、熱硬化性樹脂１４を材質とする棒状本体部４６と、第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１を材質とし、前記棒状本体部４６を被覆する外被１２とが一体成形されており、かつ外被１２は、前記第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１が合流して長手方向に延在する界面において容易に開裂し得る状態になっている。従って、外被１２付きの状態で出荷または次工程へ送られたシームレス棒状体は、必要に応じて該外被１２を剥離して棒状本体部４６を露出させるときも、前記界面(分離帯１３)において容易に開裂させることができて便利である。
【００３９】
(棒状体の定尺切断機構Ｅについて)
図１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、図１に示す実施例では、外被１２が剥ぎ取られた本体部４６の定尺切断がなされる。なお、所定寸法長での切断がなされた本体部４６または棒状体４８は、図示しない次の工程に移送されて事務用機器のロール等に仕上げられる。
【００４０】
(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４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。
【００４１】
図４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３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下流側へ向けて供給される。図４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。
【００４２】
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に軸線を整列させて挿入された供給管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。
【００４３】
【棒状体の加熱領域Ｂについて】
図６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。
【００４４】
図６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。
【００４５】
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６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６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。
【００４６】
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、外被１２の剥ぎ取りを行なって、または外被１２の剥ぎ取りを行なうことなく、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。
【００４７】
(シームレス棒状体の製造工程について)
次に、前述した各機構(領域)Ａ〜Ｅを経由してシームレス棒状体４８を製造する工程を概略的に説明する。図８は、実施例に係る製造方法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→外被の巻取り機構Ｄ(この巻取り機構Ｄは省かれる場合もある)→棒状体の定尺切断機構Ｅ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、流動状態の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、外被の剥ぎ取り工程(7)と、棒状体等の定尺切断工程(8)とから構成されている。但し、前述した工程の順序は説明の便宜から参考的に並べたに過ぎず、厳密な時係列に従ったものではない。従って、各工程が部分的に重複したり、また前後したりする場合もあることは勿論である。
【００４８】
図８の熱可塑性樹脂の押出し工程(1)では、前記ホッパ２２中の第１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。同じく第２の熱可塑性樹脂１１は、別のシリンダ２９に供給され、該シリンダ２９中で加熱されて溶融し可塑化状態となる。そして前記クロスヘッドダイ１６の内部で、第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１が合流した後、該クロスヘッドダイ１６から両熱可塑性樹脂１０,１１は連続的に押出されて円錐台状の筒体となった後、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。なお、筒状外被１２には、第２の熱可塑性樹脂１１からなる線状の分離帯１３が長手方向に形成されて延在している。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。
【００４９】
また図８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８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。
【００５０】
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、得るべきシームレス棒状体４８における本体部４６を製造する。なお、シームレス棒状体４８は、先に述べた如く、筒状外被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り前記棒状体４８を引張って、下流側へ連続的に移送する工程が実施される。
【００５１】
図８に示す外被の剥ぎ取り工程(7)において、硬化した熱硬化性樹脂の本体部４６を被覆している筒状外被１２から、前記分離帯１３を分離させることで長手方向への開裂がなされる。そして開裂された筒状外被１２は、図１および図７に示すリール等の巻取体７４にロール状に巻取られる。同じく分離帯１３も別の巻取体７５にロール状に巻取られる。棒状体４８から外被１２が剥ぎ取られると、長尺な棒状の本体部４６が露出する。この本体部４６は、前述の如く熱硬化性樹脂１４を熱硬化させた発泡体であるが、前記外被１２の剥ぎ取りにより該本体部４６の表面には全く継目が存在せず、所謂シームレスの棒状発泡体が得られることになる。なお、先に説明した如く、外被１２の剥ぎ取りは必ずしも要件ではなく、外被１２が本体部４６を一体的に被覆した状態の下で、これを中間製品または最終製品として出荷したり、その他次工程へ送るようにしてもよい。この場合におけるシームレス棒状体の外被１２は、第１および第２の熱可塑性樹脂１０,１１により長手方向に延設される界面において容易に開裂可能である。
【００５２】
前記剥ぎ取り工程(7)を経たシームレスの棒状発泡体からなる本体部４６は、必要に応じて定尺切断工程(8)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本体部４６または棒状体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。
【００５３】
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ームレス棒状体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。更にシームレス棒状体４８は、定尺寸法物であっても、任意寸法長のものであってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係るシームレス棒状体およびその製造方法によれば、流動状態にあった熱硬化性樹脂を加熱硬化させた棒状発泡体から、該棒状発泡体を被覆している熱可塑性樹脂の外被を容易に剥離可能として、均一な気泡径が達成されたシームレス棒状発泡体が得られると共に、該シームレス棒状体を連続的に効率良く製造し得る、という優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法を好適に実施し得る棒状体製造装置の全体的な構成を示す概略図であって、シームレス棒状体から熱可塑性樹脂の外被を剥ぎ取る装置が付加されている。
【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】クロスヘッドから円錐台状に第１の熱可塑性樹脂が押出されると共に、該円錐台状部分の表面に第２の熱可塑性樹脂からなる線状の分離帯が接合した状態で設けられ、下流側のサイジングスリーブへ送り込まれる状態を示す概略説明斜視図である。
【図４】心出し装置として機能する支持部材の平面図である。
【図５】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６】別の実施例に係る加熱領域の概略断面図である。
【図７】加熱領域を経たシームレス棒状体(中味をなす本体部と外側の外被)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る。
【図８】実施例に係るシームレス棒状体の製造方法を概略的に示す工程図である。
【図９】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１０】図９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１１】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１２】図９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 第１の熱可塑性樹脂 １１ 第２の熱可塑性樹脂
１２ 外被 １３ 分離帯
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
２９ シリンダ(別の) ３０ クロスヘッド
３１ クロスヘッド(別の) ３２ モータ
３３ 連通孔 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 ７４ 巻取体(リール)
７５ 巻取体(リール) 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 外被の巻取り機構
Ｅ 棒状体の定尺切断機構
【発明の属する技術分野】
この発明は、シームレス棒状体およびその製造方法に関し、更に詳細には、流動状態にあった熱硬化性樹脂を加熱硬化させた棒状発泡体から、該棒状発泡体を被覆している熱可塑性樹脂の外被を容易に剥離可能として、均一な気泡径が達成されたシームレス棒状体と、該シームレス棒状体を連続的に効率良く製造し得る方法と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９〜図１２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１１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１１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】
前記成形型２１６を使用した製造装置によれば、キャビティ２１８の内部で流動性樹脂原料Ｍに熱が加えられ、反応・硬化の過程を経ることで所期の樹脂ロールＲが得られる。しかしこの製造装置は、以下の問題点を内在している。
▲１▼ 成形型２１６の開閉によるバッチ処理を基本とするので、樹脂ロールＲを連続的に製造することができず、従って製造効率が低く製造コストも嵩む難点がある。
▲２▼ 流動性樹脂原料Ｍの加熱は、基本的に成形型２１６を介して外部から行なう外ない。従って、キャビティ２１８中における流動性樹脂原料Ｍの反応・硬化に部分的なバラツキを生じ、得るべき樹脂ロールＲの物性が不均質になってしまう。殊に、樹脂ロールＲの材質たるウレタン発泡体は良好な断熱体であり、先に反応・硬化する表面側の部位が断熱作用を発揮するので、該反応・硬化後の表面部位より更に内側への熱の効率的な伝達ができなくなる。このため樹脂ロールＲの物性が、半径方向に亘って大きく不均質となってしまう。
▲３▼ そこで前記加熱による弊害を少なくすると共に、前記反応・加熱に必要な時間を短縮するために、成形型２１６および中子２２８に予熱を施すことが行なわれる。この場合、成形型２１６へ流動性樹脂原料Ｍを注入するに先立ち前述の加熱が施されるが、該原料Ｍは該成形型２１６の所定部位に設けた注入孔２２４(図９および図１０参照)から注入される。このため、図１２に示す如く、注入孔２２４近傍の流動性樹脂原料Ｍが最も速く接触する部位から順次反応・硬化が始まってしまう。その結果、得られた樹脂ロールＲの物性は、流動性樹脂原料Ｍの注入経路(樹脂ロールＲの軸方向)に沿って異なってしまう、という重大な欠点が指摘される。
▲４▼ 前述の▲２▼および▲３▼で述べた問題を回避するために、流動性樹脂原料Ｍを低温から長い時間を掛けて昇温させ、該原料Ｍ内の温度差を解消する手段が考えられる。この場合は、所要の加熱を完了するのに長い時間を要するが、しかるにバッチ処理はサイクルタイムが短い方が良いので、この手法は工業的量産に適していないことが明らかである。
【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、流動状態にあった熱硬化性樹脂を加熱硬化させた棒状発泡体から、該棒状発泡体を被覆している熱可塑性樹脂の外被を容易に剥離可能として、均一な気泡径が達成されたシームレス棒状体と、該シームレス棒状体を連続的に効率良く製造し得る方法とを提供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シームレス棒状体の製造方法は、加熱して可塑化させた第１の主たる熱可塑性樹脂をダイに供給すると共に、加熱して可塑化させた第２の従たる熱可塑性樹脂を該ダイの内部で該第１の熱可塑性樹脂に合流させた後、該ダイから第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を共に押し出すことで筒状部分を形成する工程と、前記押出された筒状部分をサイジングスリーブに通過させ、その外部輪郭形状を規制して筒状の外被に成形すると共に該外被を冷却固化させる工程と、流動状態にある熱硬化性樹脂を、前記筒状に成形した外被の内部に供給管を介して充填供給する工程と、前記各工程の最下流側に配設した移送装置により、前記熱硬化性樹脂を硬化させた棒状体の本体部を外被と共に引張り移送する工程と、前記外被の筒状部分を形成する第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面を開裂させて、前記筒状部分を前記棒状体から剥離することにより前記本体部を露出させる工程とからなることを特徴とする。
【００１０】
同じく前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の別の発明に係るシームレス棒状体の製造方法は、加熱して可塑化させた第１の主たる熱可塑性樹脂をダイに供給すると共に、加熱して可塑化させた第２の従たる熱可塑性樹脂を該ダイの内部で該第１の熱可塑性樹脂に合流させた後、該ダイから第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を共に押し出すことで筒状部分を形成する工程と、前記押出された筒状部分をサイジングスリーブに通過させ、その外部輪郭形状を規制して筒状の外被に成形すると共に該外被を冷却固化させる工程と、流動状態にある熱硬化性樹脂を、前記筒状に成形した外被の内部に供給管を介して充填供給する工程と、前記外被の内部に供給されて流動状態にある前記熱硬化性樹脂を加熱領域に通過させ、該熱硬化性樹脂を硬化させて得るべき棒状体の本体部となす工程と、前記各工程の最下流側に配設した移送装置により、前記棒状体の本体部を外被と共に引張り移送する工程と、前記外被の筒状部分を形成する第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面を開裂させて、前記筒状部分を前記棒状体から剥離して前記本体部を露出させる工程とからなることを特徴とする。
【００１１】
更に前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の別の発明に係るシームレス棒状体は、熱硬化性樹脂を材質とする棒状本体部と、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を材質とし、前記棒状本体部を被覆する外被とが一体成形され、この外被は前記第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面において開裂可能な状態になっていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るシームレス棒状体およびその製造方法について、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。本発明に係るシームレス棒状体は、熱硬化性樹脂を硬化させた棒状本体部と、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を材質とし、該棒状本体部を被覆する外被とが一体成形されたものとして製造されるが、この外被は第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して長手方向に延在する界面において容易に開裂し得る状態になっている。硬化した熱硬化性樹脂の本体部は、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。そして棒状体の本体部をなす発泡体は、連通気泡構造であっても、独立気泡構造の何れであってもよいが、従来技術の如く分割金型を使用することなく製造されるため、金型合わせ面に起因するシーム(継ぎ目)を有しない所謂シームレスの発泡体となる。更に棒状体または該棒状体から外被を剥ぎ取った本体部の横断面は、一般に円形とされるが、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。
【００１３】
図１〜図７は、シームレス棒状体の製造方法を好適に実施し得る製造装置の一例を示し、図１は該製造装置の全体的な構成を示す概略図でる。なお、図示例の装置により製造された外被剥ぎ取り後の本体部には、その中心にシャフト８０が挿通されているが、該シャフト８０を備えることは本実施例に係る製造方法の要件となるものではない。
【００１４】
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は外被の巻取り機構、符号Ｅ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５は、図１の棒状体の加熱領域Ｂを示し、図７は、図１の棒状体の引張り機構Ｃおよび外被の巻取り機構Ｄを示している。
【００１５】
【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。前記熱可塑性樹脂は、互いに接合性を有する第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂として個別に供給され、この第１の熱可塑性樹脂から主として形成される筒状部分に、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が合流して形成された界面が長手方向に延在している。そして前記界面に沿って切れ目を入れることにより、前記外被を長手方向に容易に開裂させることができる。すなわち前記界面は、第１の熱可塑性樹脂の端面と第２の熱可塑性樹脂の端面とが接合して長手方向に延在する領域であって、該界面が所謂スプリットライン(縦裂き線条)として機能し得るものである。例えば、第２の熱可塑性樹脂からなる所要幅の帯状分離部(分離帯)が第１の熱可塑性樹脂からなる筒状部分に設けられて長手方向に延在する場合は、該分離帯の両側に前記界面が夫々存在することになる。なお、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ームレス棒状体を引張って下流へ連続的に移送する。(4) 引張り機構Ｃの下流側には外被の巻取り機構Ｄが設けられ、前記シームレス棒状体から外被を長手方向に剥ぎ取って巻取ることで、中味たる硬化後の熱硬化性樹脂の本体部を露出させる。このとき、第１の熱可塑性樹脂で形成される筒状部分から、第２の熱可塑性樹脂で形成される分離帯を剥離することで、外被の容易な剥ぎ取りがなされる。
(5) 外被が剥ぎ取られて露出した熱硬化性樹脂のシャフト付き本体部は、定尺切断機構Ｅにおいて所定長に切断される。
【００１６】
【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、加熱して可塑化させた第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１を共に連続的に押出して筒状の外被１２と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。
【００１７】
図２において、ホッパ２２に貯留したペレット等の第１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第１の熱可塑性樹脂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。前記クロスヘッドダイ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３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。
【００１８】
また、前記シリンダ２８と同じ構成を要する別のシリンダ２９からは、第２の熱可塑性樹脂１１が別のクロスヘッド３１を介して前記クロスヘッドダイ１６に連通接続されるようになっている。すなわちクロスヘッドダイ１６に画成される前記キャビティ３４には、図２に示すように連通孔３３が穿設され、この連通孔３３に前記別のクロスヘッド３１が連通接続されるようになっている。従って、前記シリンダ２８から加熱により可塑化状態となって到来する第１の熱可塑性樹脂１０および別のシリンダ２９から加熱により可塑化状態となって到来する第２の熱可塑性樹脂１１は、前記クロスヘッドダイ１６の内部で合流した後、該クロスヘッドダイ１６から共に水平方向へ連続的に押出されて筒状部分(図示例では円錐台状をなしている)を形成し、後述するサイジングスリーブ１８へ送り込まれる。なお、前記２つの熱可塑性樹脂１０,１１は、可塑化状態で接触させた際に接合性を呈すると共に、冷却硬化した後の分離を容易になし得る特性を有するものが適宜選定使用される。例えば、第１の熱可塑性樹脂１０としては、ポリエチレンが好適に使用され、また第２の熱可塑性樹脂１１としては、ポリプロピレンが好適に使用される。しかしこれとは逆に、例えば第１の熱可塑性樹脂１０としてポリプロピレンを使用し、また第２の熱可塑性樹脂１１としてポリエチレンを使用するようにしてもよい。
【００１９】
このように第１の熱可塑性樹脂１０は可塑化状態でクロスヘッドダイ１６へ供給されるが、その際に前記別のクロスヘッド３１および連通孔３３を介して第２の熱可塑性樹脂１１も該クロスヘッドダイ１６に供給されるため、両熱可塑性樹脂１０,１１は内部で合流した後、該クロスヘッドダイ１６から筒状に連続的に押出されることになる。そして図３に示すように、クロスヘッドダイ１６から押出された第１の熱可塑性樹脂１０により主として形成される円錐台状部分の表面には、第２の熱可塑性樹脂１１を材質として長手方向に延在する分離帯１３が線状に設けられる。換言すれば、第１の熱可塑性樹脂１０は、後述する如く棒状体を被覆する筒状外被１２の主たる部分を構成するものであり、また第２の熱可塑性樹脂１１は、該外被１２の表面に設けられて長手方向に延在する例えば線状の分離帯１３となるものである。この分離帯１３は、例えば該分離帯１３の材質をなす第２の熱可塑性樹脂１１が、前記筒状部分をなす第１の熱可塑性樹脂１０の全厚さまたは略全厚さに亘って形成されている。また、図３の実施例では、分離帯１３は所要の横幅と厚みとを有するものとして描かれているが、第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１とが合流して長手方向に延在する極細の線状界面であってもよい。
【００２０】
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。但し、本発明に係るシームレス棒状体の製造方法では、当該シームレス棒状体がシャフトを有していることは要件でない。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から所要長さのシャフト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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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１０,１１(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１０,１１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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２において、前記クロスヘッドダイ１６には、流動状態の熱硬化性樹脂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、流動状態の熱硬化性樹脂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、流動状態の熱硬化性樹脂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。
【００２６】
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くが、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５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。
【００２７】
【棒状体の加熱領域Ｂについて】
図５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。
【００２８】
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５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。
【００２９】
(誘導加熱装置について)
図５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。
【００３０】
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により被覆された熱硬化性樹脂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１０,１１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。
【００３１】
(誘電加熱装置について)
図５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。
【００３２】
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。
【００３３】
(養生装置について)
図５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。
【００３４】
また図５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。
【００３５】
(輻射加熱装置について)
図５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。
【００３６】
【棒状体の引張り機構Ｃについて】
図７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ヤを基本としており、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。
【００３７】
図７には、前記引張り機構Ｃの下流側において外被１２の巻取りを行なう外被巻取り機構Ｄが設けられている。この巻取り機構Ｄは、引張り機構Ｃにより下流側へ引張り移送される棒状体４８(熱硬化性樹脂１４を硬化させた発泡体の本体部４６および外被１２)から、外被１２を長手方向に剥ぎ取ってリール等の巻取体７４に巻取るもので、これにより前記棒状体４８の中味をなす発泡体としての本体部４６が全面的に露出される。なお、棒状体４８から外被１２を剥ぎ取るに際しては、筒状外被１２の表面に長手方向に延在するよう形成した前記分離帯１３を別のリール等の巻取体７５に巻取ることによって行なわれる。すなわち筒状外被１２を主として構成する第１の熱可塑性樹脂１０と、分離帯１３を構成する第２の熱可塑性樹脂１１とは、前述した如く互に接合してはいるが、必要に応じて容易に分離し得る特質のものが予め選定使用されている。従って、前記引張り機構Ｃの下流側へ到来した棒状体４８に関して、その筒状外被１２の一部となっている第１および第２の熱可塑性樹脂１０,１１の長手方向に延在している界面に左右方向への拡開力を与えたり、ナイフ等で僅かに切れ目を入れたりすることで、該筒状外被１２は次第に長手方向に開裂するに至る。また前記界面が、第１の熱可塑性樹脂１０からなる筒状部分に沿って延在する第２の熱可塑性樹脂１１の分離帯１３で形成されるときは、この分離帯１３にナイフ等で僅かに切れ目を入れてから上方へ引き起こせば、筒状外被１２は次第に長手方向に開裂させられる。そして分離帯１３は、前記別の巻取体７５に巻取られると共に、前記棒状体４８から剥ぎ取った外被１２は巻取体７４に巻取られる。
【００３８】
なお、前記筒状外被１２を棒状体４８の中味をなす本体部４６から剥離することは要件ではなく、この外被１２が該本体部４６を一体的に被覆した状態で、これを中間製品または最終製品として出荷するようにしてもよいことは勿論である。この場合におけるシームレス棒状体は、熱硬化性樹脂１４を材質とする棒状本体部４６と、第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１を材質とし、前記棒状本体部４６を被覆する外被１２とが一体成形されており、かつ外被１２は、前記第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１が合流して長手方向に延在する界面において容易に開裂し得る状態になっている。従って、外被１２付きの状態で出荷または次工程へ送られたシームレス棒状体は、必要に応じて該外被１２を剥離して棒状本体部４６を露出させるときも、前記界面(分離帯１３)において容易に開裂させることができて便利である。
【００３９】
(棒状体の定尺切断機構Ｅについて)
図１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、図１に示す実施例では、外被１２が剥ぎ取られた本体部４６の定尺切断がなされる。なお、所定寸法長での切断がなされた本体部４６または棒状体４８は、図示しない次の工程に移送されて事務用機器のロール等に仕上げられる。
【００４０】
(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４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。
【００４１】
図４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３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下流側へ向けて供給される。図４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。
【００４２】
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に軸線を整列させて挿入された供給管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。
【００４３】
【棒状体の加熱領域Ｂについて】
図６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。
【００４４】
図６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。
【００４５】
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６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６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。
【００４６】
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、外被１２の剥ぎ取りを行なって、または外被１２の剥ぎ取りを行なうことなく、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。
【００４７】
(シームレス棒状体の製造工程について)
次に、前述した各機構(領域)Ａ〜Ｅを経由してシームレス棒状体４８を製造する工程を概略的に説明する。図８は、実施例に係る製造方法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→外被の巻取り機構Ｄ(この巻取り機構Ｄは省かれる場合もある)→棒状体の定尺切断機構Ｅ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、流動状態の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、外被の剥ぎ取り工程(7)と、棒状体等の定尺切断工程(8)とから構成されている。但し、前述した工程の順序は説明の便宜から参考的に並べたに過ぎず、厳密な時係列に従ったものではない。従って、各工程が部分的に重複したり、また前後したりする場合もあることは勿論である。
【００４８】
図８の熱可塑性樹脂の押出し工程(1)では、前記ホッパ２２中の第１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。同じく第２の熱可塑性樹脂１１は、別のシリンダ２９に供給され、該シリンダ２９中で加熱されて溶融し可塑化状態となる。そして前記クロスヘッドダイ１６の内部で、第１の熱可塑性樹脂１０および第２の熱可塑性樹脂１１が合流した後、該クロスヘッドダイ１６から両熱可塑性樹脂１０,１１は連続的に押出されて円錐台状の筒体となった後、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。なお、筒状外被１２には、第２の熱可塑性樹脂１１からなる線状の分離帯１３が長手方向に形成されて延在している。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。
【００４９】
また図８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８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。
【００５０】
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、得るべきシームレス棒状体４８における本体部４６を製造する。なお、シームレス棒状体４８は、先に述べた如く、筒状外被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り前記棒状体４８を引張って、下流側へ連続的に移送する工程が実施される。
【００５１】
図８に示す外被の剥ぎ取り工程(7)において、硬化した熱硬化性樹脂の本体部４６を被覆している筒状外被１２から、前記分離帯１３を分離させることで長手方向への開裂がなされる。そして開裂された筒状外被１２は、図１および図７に示すリール等の巻取体７４にロール状に巻取られる。同じく分離帯１３も別の巻取体７５にロール状に巻取られる。棒状体４８から外被１２が剥ぎ取られると、長尺な棒状の本体部４６が露出する。この本体部４６は、前述の如く熱硬化性樹脂１４を熱硬化させた発泡体であるが、前記外被１２の剥ぎ取りにより該本体部４６の表面には全く継目が存在せず、所謂シームレスの棒状発泡体が得られることになる。なお、先に説明した如く、外被１２の剥ぎ取りは必ずしも要件ではなく、外被１２が本体部４６を一体的に被覆した状態の下で、これを中間製品または最終製品として出荷したり、その他次工程へ送るようにしてもよい。この場合におけるシームレス棒状体の外被１２は、第１および第２の熱可塑性樹脂１０,１１により長手方向に延設される界面において容易に開裂可能である。
【００５２】
前記剥ぎ取り工程(7)を経たシームレスの棒状発泡体からなる本体部４６は、必要に応じて定尺切断工程(8)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本体部４６または棒状体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。
【００５３】
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ームレス棒状体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。更にシームレス棒状体４８は、定尺寸法物であっても、任意寸法長のものであってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係るシームレス棒状体およびその製造方法によれば、流動状態にあった熱硬化性樹脂を加熱硬化させた棒状発泡体から、該棒状発泡体を被覆している熱可塑性樹脂の外被を容易に剥離可能として、均一な気泡径が達成されたシームレス棒状発泡体が得られると共に、該シームレス棒状体を連続的に効率良く製造し得る、という優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法を好適に実施し得る棒状体製造装置の全体的な構成を示す概略図であって、シームレス棒状体から熱可塑性樹脂の外被を剥ぎ取る装置が付加されている。
【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】クロスヘッドから円錐台状に第１の熱可塑性樹脂が押出されると共に、該円錐台状部分の表面に第２の熱可塑性樹脂からなる線状の分離帯が接合した状態で設けられ、下流側のサイジングスリーブへ送り込まれる状態を示す概略説明斜視図である。
【図４】心出し装置として機能する支持部材の平面図である。
【図５】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６】別の実施例に係る加熱領域の概略断面図である。
【図７】加熱領域を経たシームレス棒状体(中味をなす本体部と外側の外被)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る。
【図８】実施例に係るシームレス棒状体の製造方法を概略的に示す工程図である。
【図９】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１０】図９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１１】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１２】図９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 第１の熱可塑性樹脂 １１ 第２の熱可塑性樹脂
１２ 外被 １３ 分離帯
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
２９ シリンダ(別の) ３０ クロスヘッド
３１ クロスヘッド(別の) ３２ モータ
３３ 連通孔 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 ７４ 巻取体(リール)
７５ 巻取体(リール) 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 外被の巻取り機構
Ｅ 棒状体の定尺切断機構
Claims (8)
- 加熱して可塑化させた第１の主たる熱可塑性樹脂(10)をダイ(16)に供給すると共に、加熱して可塑化させた第２の従たる熱可塑性樹脂(11)を該ダイ(16)の内部で該第１の熱可塑性樹脂(10)に合流させた後、該ダイ(16)から第１の熱可塑性樹脂(10)および第２の熱可塑性樹脂(11)を共に押し出すことで筒状部分を形成する工程と、
前記押出された筒状部分をサイジングスリーブ(18)に通過させ、その外部輪郭形状を規制して筒状の外被(12)に成形すると共に該外被(12)を冷却固化させる工程と、
流動状態にある熱硬化性樹脂(14)を、前記筒状に成形した外被(12)の内部に供給管(20)を介して充填供給する工程と、
前記各工程の最下流側に配設した移送装置(70)により、前記熱硬化性樹脂(14)を硬化させた棒状体(48)の本体部(46)を外被(12)と共に引張り移送する工程と、前記外被(12)の筒状部分を形成する第１の熱可塑性樹脂(10)および第２の熱可塑性樹脂(11)が合流して長手方向に延在する界面を開裂させて、前記筒状部分を前記棒状体(48)から剥離することにより前記本体部(46)を露出させる工程とからなる
ことを特徴とするシームレス棒状体の製造方法。 - 加熱して可塑化させた第１の主たる熱可塑性樹脂(10)をダイ(16)に供給すると共に、加熱して可塑化させた第２の従たる熱可塑性樹脂(11)を該ダイ(16)の内部で該第１の熱可塑性樹脂(10)に合流させた後、該ダイ(16)から第１の熱可塑性樹脂(10)および第２の熱可塑性樹脂(11)を共に押し出すことで筒状部分を形成する工程と、
前記押出された筒状部分をサイジングスリーブ(18)に通過させ、その外部輪郭形状を規制して筒状の外被(12)に成形すると共に該外被(12)を冷却固化させる工程と、
流動状態にある熱硬化性樹脂(14)を、前記筒状に成形した外被(12)の内部に供給管(20)を介して充填供給する工程と、
前記外被(12)の内部に供給されて流動状態にある前記熱硬化性樹脂(14)を加熱領域(50)に通過させ、該熱硬化性樹脂(14)を硬化させて得るべき棒状体(48)の本体部(46)となす工程と、
前記各工程の最下流側に配設した移送装置(70)により、前記棒状体(48)の本体部(46)を外被(12)と共に引張り移送する工程と、
前記外被(12)の筒状部分を形成する第１の熱可塑性樹脂(10)および第２の熱可塑性樹脂(11)が合流して長手方向に延在する界面を開裂させて、前記筒状部分を前記棒状体(48)から剥離して前記本体部(46)を露出させる工程とからなる
ことを特徴とするシームレス棒状体の製造方法。 - 前記界面は、第１の熱可塑性樹脂(10)を主たる材質とする筒状部分に設けられて長手方向に延在する第２の熱可塑性樹脂(11)の分離帯(13)の端面を構成し、この分離帯(13)に沿って前記筒状部分が長手方向に開裂し得るようになっている請求項１または２記載のシームレス棒状体の製造方法。
- 前記第１の熱可塑性樹脂(10)および第２の熱可塑性樹脂(11)は、加熱した可塑化状態で接触させた際に接合性を呈し、かつ硬化後に分離可能な特性を有している請求項１または２記載のシームレス棒状体の製造方法。
- 前記分離帯(13)の材質をなす第２の熱可塑性樹脂(11)は、前記筒状部分をなす第１の熱可塑性樹脂(10)の全厚さまたは略全厚さに亘って形成されている請求項３記載のシームレス棒状体の製造方法。
- 前記熱硬化性樹脂(14)は機械的または化学的に発泡させた発泡体であって、該熱硬化性樹脂(14)を硬化させて得られた棒状体(48)における本体部(46)は連通気泡構造となっている請求項１〜５の何れかに記載のシームレス棒状体の製造方法。
- 前記熱硬化性樹脂(14)は機械的または化学的に発泡させた発泡体であって、該熱硬化性樹脂(14)が硬化して本体部(46)となる際に、前記第１および第２の熱可塑性樹脂(10,11)からなる外被(12)と該本体部(46)が一体的に成形されて前記棒状体(48)となり、該本体部(46)は連通気泡構造または独立気泡構造となっている請求項１〜５の何れかに記載のシームレス棒状体の製造方法。
- 熱硬化性樹脂(14)を材質とする棒状本体部(46)と、第１の熱可塑性樹脂(10)および第２の熱可塑性樹脂(11)を材質とし、前記棒状本体部(46)を被覆する外被(12)とが一体成形され、この外被(12)は前記第１の熱可塑性樹脂(10)および第２の熱可塑性樹脂(11)が合流して長手方向に延在する界面において開裂可能な状態になっている
ことを特徴とするシームレス棒状体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003155745A JP4203802B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | シームレス棒状体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003155745A JP4203802B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | シームレス棒状体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004351900A JP2004351900A (ja) | 2004-12-16 |
| JP4203802B2 true JP4203802B2 (ja) | 2009-01-07 |
Family
ID=34050050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003155745A Expired - Fee Related JP4203802B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | シームレス棒状体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4203802B2 (ja) |
-
2003
- 2003-05-30 JP JP2003155745A patent/JP4203802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004351900A (ja) | 2004-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS625776B2 (ja) | ||
| JP3674337B2 (ja) | 合成樹脂供給装置 | |
| EP0513391A1 (en) | Joint by electric welding | |
| JPH0470985B2 (ja) | ||
| JPH0399813A (ja) | 圧縮モールド成形装置及び方法 | |
| EP2620268B1 (en) | Line for manufacturing a heat-insulated flexible pipe | |
| CN105295323A (zh) | 一种石墨烯3d打印线材及其制备方法 | |
| CN108698287A (zh) | 模塑机和模塑零件的方法 | |
| JP4235941B2 (ja) | 棒状体の製造装置 | |
| JP4203802B2 (ja) | シームレス棒状体およびその製造方法 | |
| US11660790B2 (en) | Device and method for producing a particle foam part | |
| JP4406765B2 (ja) | 棒状体の製造方法およびその装置 | |
| JP4164404B2 (ja) | シャフト付き棒状体の製造方法 | |
| JP7137228B2 (ja) | 樹脂成形方法 | |
| JP7137229B2 (ja) | 樹脂成形方法 | |
| JP2004351784A (ja) | シャフト付き棒状体の製造方法 | |
| JP2004351781A (ja) | 棒状発泡体 | |
| JP2004351780A (ja) | シャフト付きシームレス棒状体 | |
| JP2004351779A (ja) | シームレス棒状体 | |
| JP2004351786A (ja) | シャフト付き棒状体の製造方法 | |
| CN105500659A (zh) | 一种尼龙托辊管体制造装置及制造工艺 | |
| EP1175292B1 (en) | Apparatus for forming adhesive cartridges | |
| KR100533456B1 (ko) | 폐폴리에틸렌 솔리드 하수관의 제조장치 및 그 제조방법 | |
| KR20190031118A (ko) | 발포 성형장치 및 이에 의한 발포 성형방법 | |
| JP3859342B2 (ja) | 連続発泡樹脂成形品の製造方法及び製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060519 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080528 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080811 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080902 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081001 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111024 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131024 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |