JP2023116286A

JP2023116286A - 押出成形体の製造方法

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Publication number: JP2023116286A
Application number: JP2022019012A
Authority: JP
Inventors: 弘行山路; Hiroyuki Yamaji; 智弘星野; Toshihiro Hoshino; 直文太田; Naofumi Ota
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2022-02-09
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2023-08-22
Also published as: EP4227063A1

Abstract

【課題】中空状に押出成形された表皮層と、かかる表皮層により形成された中空部内に充填された発泡粒子を融着してなる発泡芯材とを備える押出成形体を良好に製造する。
【解決手段】熱可塑性樹脂をダイ２２から押出して、表皮層２を中空状に押出成形するとともに、表皮層２により形成された中空部４内に配置された発泡粒子導入路３１から表皮層２の押出方向に向けて、表皮層２の中空部に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填しながら、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置されたスチーム供給管３５のスチーム供給部３５０からスチームを供給しつつ、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置されたスチーム排出管３６のスチーム排出部３６０からスチームを排出して、前記発泡粒子同士を融着させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、中空状に押出成形された表皮層と、かかる表皮層により形成された中空部内に充填された発泡粒子を融着してなる発泡芯材とを備える押出成形体の製造方法に関する。

従来、熱可塑性樹脂を中空状に押出成形してなる中空成形品が知られている。かかる中空成形品は、軽量性が求められる種々の用途に利用されているが、中空であるが故の強度面での不利は避けられない。このため、特許文献１には、軽量性を維持しつつ、強度面での不利を解消するという観点から、中空押出成形された熱可塑性樹脂よりなる押出表皮層（１１）により形成された中空部内に、熱可塑性樹脂よりなる発泡体粒子（２１）を互いに融着させて一体化してなる芯体（２）が充填された発泡体充填押出成形品（１）が提案されている。
なお、特許文献１に関する説明の括弧内の符号は、特許文献１で付された符号を援用する。

特開平１０－２９１２４４号公報

しかしながら、特許文献１の実施形態例１にあっては、溶融状態にある高温の押出表皮層（１１）からの伝熱により発泡体粒子（２１）を互いに融着させているが、芯体（２）の中心部にまで十分に伝熱させるのは実際には難しく、芯体（２）の中心部で発泡体粒子（２１）の融着不良が生じたり、発泡体粒子（２１）の二次発泡が不十分となってしまったりする虞があった。一方、発泡体粒子（２１）を十分に融着させようとするとした場合には、蒸気導入管（８８７）によって、成形体の内部を蒸気加熱することが記載されているが、蒸気導入管（８８７）が溶融樹脂の流動を妨げ、押出表皮層（１１）の外観が低下するなどの課題を残していた。

そこで、本発明者らは、上記の如き課題に鑑みて、中空状に押出成形された表皮層と、かかる表皮層により形成された中空部内に充填された発泡粒子を融着してなる発泡芯材とを備える押出成形体を良好に製造すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

本発明に係る押出成形体の製造方法は、中空状に押出成形された表皮層と、前記表皮層により形成された中空部内に充填された発泡粒子を融着してなる発泡芯材とを備える押出成形体の製造方法であって、熱可塑性樹脂をダイから押出して、前記表皮層を中空状に押出成形する工程と、前記表皮層により形成された中空部内に配置された発泡粒子導入路から前記表皮層の押出方向に向けて、前記表皮層により形成された中空部に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填する工程と、前記表皮層により形成された中空部内に前記表皮層の押出方向に沿って配置されたスチーム供給管のスチーム供給部からスチームを供給しつつ、前記表皮層により形成された中空部内に前記表皮層の押出方向に沿って配置されたスチーム排出管のスチーム排出部から前記スチームを排出して、前記発泡粒子同士を融着させる工程とを備える方法としてある。

本発明によれば、中空状に押出成形された表皮層と、かかる表皮層により形成された中空部内に充填された発泡粒子を融着してなる発泡芯材とを備える押出成形体を良好に製造することができる。

本発明の実施形態に係る押出成形体の製造方法によって製造される押出成形体の一例を示す説明図である。図１に示す押出成形体の製造方法において、表皮層のみを形成した状態を示す説明図である。本発明の実施形態に係る押出成形体の製造方法を実施するのに好適な製造装置の一例を模式的に示す説明図である。スチーム供給管のスチーム供給部と、スチーム排出管のスチーム排出部との好ましい位置関係を示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係る押出成形体の製造方法によって製造される押出成形体１の一例を示しており、押出成形体１は、中空状に押出成形された表皮層２と、表皮層２により形成された中空部４に充填された発泡芯材３とを備えている。

本実施形態において、表皮層２は、中空状に押出成形可能な任意の熱可塑性樹脂を用いて成形することができる。より具体的には、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ），高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ），直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ），ポリプロピレン（プロピレン単独重合体：ｈ－ＰＰ），プロピレン－エチレンランダム共重合体（ｒ－ＰＰ），プロピレン－エチレンブロック共重合体（ｂ－ＰＰ）などのポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン（スチレン単独重合体：ＧＰＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ），スチレン－メチルメタクリレート共重合体（ＭＳ），アクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ）、ポリスチレン変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ），アクリロニトリル－スチレン－ブタジエン共重合体（ＡＢＳ）などのポリスチレン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリ乳酸（ＰＬＡ）などのポリエステル系樹脂；ビスフェノール型ポリカーボネート（ＰＣ）などのポリカーボネート系樹脂；又はこれらの混合物が挙げられるが、これに限定されない。押出成形体１に要求される強度等の機械的物性や、耐熱性などを考慮して、表皮層２を押出成形することができる熱可塑性樹脂から適宜選択することができる。

また、表皮層２を形成する熱可塑性樹脂には、各種の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、導電性付与剤、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、紫外線防止剤、難燃剤、無機充填剤、抗菌剤、電磁波遮蔽剤、ガスバリヤー剤、帯電防止剤、ガラス繊維や炭素繊維などの強化繊維等が挙げられる。これらの添加剤は、その目的、効果が発揮し得る範囲で添加され、添加量は概ね熱可塑性樹脂１００重量部に対して、３０重量部以下、好ましくは２０重量部以下、更に好ましくは１０重量部以下である。

発泡芯材３は、熱可塑性樹脂発泡粒子の融着体であり、発泡粒子同士を融着させてなる。また、発泡芯材３は、表皮層２により形成された中空部４内で、表皮層２の内周面と融着されて一体化されていることが好ましい。

発泡粒子に用いる熱可塑性樹脂としては、表皮層２と良好に融着させて、押出成形体１の強度を高める上で、表皮層２を形成する熱可塑性樹脂との相溶性が高い樹脂が好ましく、特に、表皮層２を形成する熱可塑性樹脂と同種又は同一の熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。このような観点から、表皮層２を形成する熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂が選択された場合、発泡芯材３を形成する発泡粒子には、ポリオレフィン系樹脂を用いるのが好ましい。また、表皮層２を形成する熱可塑性樹脂としてポリスチレン系樹脂が選択された場合、発泡芯材３を形成する発泡粒子には、ポリスチレン系樹脂、又はポリスチレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との複合樹脂を用いるのが好ましい。

発泡芯材３を形成する発泡粒子は、例えば、市販の発泡粒子、株式会社ジェイエスピー製のポリプロピレン系樹脂発泡体である商品名「ピーブロック（登録商標）」の内、嵩密度が１５～９０ｋｇ／ｍ^３のもの、株式会社ジェイエスピー製のポリエチレン系樹脂発泡体である商品名「エルブロック（登録商標）」の内、嵩密度が１５～８０ｋｇ／ｍ^３のもの、株式会社ジェイエスピー製のポリ乳酸系樹脂発泡粒子である商品名「ＬＡＣＴＩＦ（登録商標）」で嵩密度が１５～８０ｋｇ／ｍ^３のもの、株式会社ジェイエスピー製の発泡性ポリスチレン樹脂粒子である商品名「スチロダイヤ（登録商標）」を予備発泡機で所定の嵩密度に発泡させたポリスチレン樹脂発泡粒子、株式会社ジェイエスピー製の商品名「エレンポールＮＥＯ（登録商標）」を予備発泡機で所定の嵩密度に発泡させた複合樹脂（ポリエチレン／ポリスチレン）発泡粒子などが例示される。また、従来から公知の、特公昭５３－１３１３号公報、ＷＯ２０１２／０８６３０５号公報、特開２０１２－０２５８６９号公報などを参照して、発泡粒子を得ることもできる。

発泡粒子の形状は、円柱状、球状、角柱状、楕円球状などの任意の形状とすることができ、その大きさも任意に設定することができる。充填性の観点からは、発泡粒子の形状は、球状又は円柱状であることが好ましい。

本実施形態で用いる発泡粒子の嵩密度は、特に限定されないが、一般には、嵩密度が１０～１００ｋｇ／ｍ^３の発泡粒子を用いるのが好ましい。特に、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子やポリスチレン系樹脂発泡粒子の場合には、スチームによる二次発泡能の制御が容易となる観点からは、嵩密度が１５～５０ｋｇ／ｍ^３の発泡粒子を用いるのがより好ましい。

次に、本実施形態に係る押出成形体の製造方法を実施するのに好適な製造装置の一例について説明する。
なお、図３は、当該製造装置の一例を模式的に示している。

図３に示す製造装置１０は、熱可塑性樹脂を中空状に押出して、表皮層２を押出成形する表皮層成形ユニット２０と、中空状に押出成形された表皮層２により形成された中空部４内に、発泡粒子を導入する発泡粒子導入ユニット３０と、サイジングダイ４１を含む冷却ユニット４０と、コンベア５１を含む引き取りユニット５０とを備えている。また、図中の矢印Ｘは押出方向を示す。

表皮層成形ユニット２０は、押出機２１内で溶融、混練された熱可塑性樹脂が供給され、かかる軟化状態の熱可塑性樹脂を中空状に押出して、表皮層２を押出成形するダイ２２を備えている。図示する一例において、表皮層２を押出成形するダイ２２は、ダイ本体２３と、ダイ本体２３の内部に配設された樹脂流路部２４とを備えている。そして、押出機２１から供給された熱可塑性樹脂が、樹脂流路部２４を通って、前記樹脂流路部２４から開口する吐出口２４ａから中空状に押出されるように構成されている。

図示する一例では、表皮層２が円筒状に押出成形されるように、樹脂流路部２４が形成されているが、これに限定されない。樹脂流路部２４から開口する吐出口２４ａの形状を適宜変更することによって、楕円筒状、又は角筒状に押出成形することもできる。その外にも、断面半円形状、断面扇形状、断面台形状、又はその他の断面異形状とされた中空状に押出成形することもできる。

発泡粒子導入ユニット３０は、中空状に押出成形される表皮層２により形成された中空部４内に配置された発泡粒子導入路３１を備えている。図示する一例において、発泡粒子導入路３１は、表皮層２を押出成形するダイ２２が備える樹脂流路部２４の内周側を軸方向に貫通して、表皮層２の押出方向に突出する、筒胴部３２に形成されている。そして、筒胴部３２の上流側に設けられたホッパー３４から供給される発泡粒子が、発泡粒子導入路３１内に配設されたスクリューフィーダー３３によって搬送され、さらに、発泡粒子導入路３１の先端部に開口する吐出口３１ａから、表皮層２の押出方向に向けて吐出されるように構成されている。また、筒胴部３２の先端部に開口する発泡粒子吐出口３１ａは、表皮層２を形成する樹脂流路２４の表皮吐出口２４ａよりも、表皮層２の押出方向側に配置されている。
なお、この際、発泡粒子は、表皮層２により形成された中空部４内に押し詰められて圧縮された状態で充填されるのが好ましく、発泡粒子が押し詰められていく方向は、表皮層３の押出方向と一致するのが好ましい。ここで、圧縮された状態とは、少なくとも、発泡粒子の嵩密度測定時よりも発泡粒子が密に充填されていることを示す。具体的には、発泡粒子の嵩密度に対して、１．０１～１．５倍程度密に充填されていることが好ましく、１．０２～１．２倍程度密に充填されていることがより好ましい。
なお、作図上、図３では、スクリューフィーダー３３内を搬送される発泡粒子、発泡粒子導入路３１の発泡粒子吐出口３１ａから吐出される発泡粒子などの図示を省略している。

発泡粒子導入路３１をこのような構成とするにあたり、発泡粒子導入路３１が備えるスクリューフィーダー３３のスクリュー形状は、表皮層２により形成された中空部４に発泡粒子が充填されるように適宜選択できるが、中央軸の周りにスクリュー羽根が形成されたスクリュー形状のもの（有軸スクリュー）や、螺旋状の羽根のみで構成されたスクリュー形状のもの（無軸スクリュー）が好ましい。例えば、無軸スクリューを用いた場合には、発泡粒子が搬送される際に、発泡粒子導入路３１の先端側で発泡粒子が詰まっても、空回りしながら一定圧で搬送できるというメリットがある。よって、有機発泡剤を含有しており、二次発泡性に優れるポリスチレン系樹脂発泡粒子を低圧スチ－ムで成形するケースに適している。一方、比較的高圧のスチ－ムで成形するオレフィン系樹脂発泡粒子の場合には、蒸気が凝縮して発生するドレン水が、発泡粒子の搬送を阻害することがあるため、有軸スクリューを用いることが好適である。いずれにしても、スクリュー形状を適宜選択することで、発泡粒子がより圧縮された状態で表皮層２により形成された中空部４に充填されるようにすることができる。

また、筒胴部３２には、発泡粒子導入路３１の先端部に開口する吐出口３１ａの周囲から突出しており、表皮層２の押出方向に沿って配置された、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とが設けられている。スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とが、表皮層２の押出方向に沿って配置されていることにより、表皮層２の形成状態に影響を与えることがないので、表皮層２に凹凸が無く、外観に優れる押出発泡体が形成できる。
スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とを筒胴部３２に設けるに際しては、例えば、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とをそれぞれ一つずつ、筒胴部３２の径方向に対向させて設けてもよく、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６との一方又は両方を複数として、これらを筒胴部３２の周方向に沿って任意の間隔で設けてもよい。
なお、筒胴部３２には、発泡粒子導入路３１の周囲に、スチーム供給管３５やスチーム排出管３６が挿入される穴が形成され、スチーム供給管３５やスチーム排出管３６が挿入されていることが好ましい。また、筒胴部３２の円柱の先端部分である底面は、発泡粒子導入路３１を形成する穴やスチーム供給管３５、スチーム排出管３６が挿入される穴部分以外は、平面状となっており、充填された発泡粒子の逆流を阻止することができることが好ましい。

スチーム供給管３５とスチーム排出管３６は、スチームの供給と排出が可能な金属管であることが好ましく、その管の外径は、５～３０ｍｍであることが好ましい。また、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６は、いずれも先端部が閉塞されているとともに、スチーム供給管３５の側面にはスチーム供給部３５０が設けられており、スチーム排出管３６の側面にはスチーム排出部３６０が設けられていることが好ましい。スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０と、スチーム排出管３６のスチーム排出部３６０とは、管内に発泡粒子が入り込んだりしない形状、大きさで、例えば、スリット状又は長孔状の細孔を、スチーム供給管３５の側面と、スチーム排出管３６の側面とのそれぞれに穿孔することによって設けることができる。

このようにして、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とに、それぞれスチーム供給部３５０とスチーム排出部３６０とを設けるにあたり、穿孔する細孔の数は特に限定されない。複数の細孔を穿孔する場合の配列も特に限定されず、長手方向に沿って一列若しくは複数列に、又は千鳥状若しくはランダムに列設させてもよい。一例を挙げると、スチーム供給部３５０とスチーム排出部３６０とは、例えば、幅０．１～０．５ｍｍ、長さ５～２０ｍｍのスリット状として、それぞれの管３５，３６の先端部側の三箇所に、周方向に沿って三箇所ずつ、合計九個の細孔を穿孔することによって設けることができる。穿孔する細孔の幅、長さは、細孔の開口面積の合計が１０～１００ｍｍ^２となるように適宜調整することが好ましい。スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とに穿孔する細孔は、それぞれの管３５，３６の周壁部分に穿孔されていることが好ましい。かかる細孔は、スチームの供給や排出を均等にする観点から、管３５，３６の周壁部分に均等に穿孔されていることが好ましい。

スチーム供給管３５とスチーム排出管３６の配置（例えば、筒胴部３２の先端部から突出する長さ）、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６のそれぞれに穿孔する細孔の数や配列は、適宜設定することができるが、スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０から、表皮層２により形成された中空部４に充填された発泡粒子に対してスチームを供給しつつ、かかるスチームがダイ２２側に向かって移動していきながら、スチーム排出管３６のスチーム排出部３６０から排出されるようにすることが好ましい。

例えば、図４に示すように、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６の先端部側に、同様の配列で細孔を穿設し、それぞれにスチーム供給部３５０とスチーム排出部３６０を設けた場合には、筒胴部３２の先端部から突出する長さが、スチーム排出管３６の方がスチーム供給管３５よりも短くなるように、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とを表皮層２の押出方向に沿って配置するのが好ましい。図中の矢印Ｘは押出方向を示す。

特に、本実施形態にあっては、スチーム供給管３５の先端部からダイ２２側に最も離れた位置にあるスチーム供給部３５０ｃに対して、スチーム排出管３６の最も先端部側に位置するスチーム排出部３６０ａがダイ２２側に離れて位置するように、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とを配置するのが好ましいが、これについては後述する。

本実施形態に係る押出成形体の製造方法にあっては、以上のような製造装置１０を好適に用いて、まず、熱可塑性樹脂をダイ２２から押出して、表皮層２を中空状に押出成形する。これとともに、熱可塑性樹脂発泡粒子を、表皮層２により形成された中空部４内に配置された発泡粒子導入路３１から表皮層２の押出方向に向けて、表皮層２により形成された中空部４内に充填する。
なお、表皮層２の押出温度は、表皮層２を形成する熱可塑性樹脂の融点又は軟化点に対して、５～４０℃高いことが好ましく、１０～３０℃高いことがより好ましい。

そして、これらの工程を継続しながら、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置された、スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０からスチームを供給しつつ、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置された、スチーム排出管３６のスチーム排出部３６０からスチームを排出する。この際、表皮層２により形成された中空部４内で、発泡粒子が押し詰められて圧縮された状態で、スチームが供給されるようにするのが好ましい。スチームの供給により、発泡粒子が加熱されて軟化するとともに、二次発泡することによって、発泡粒子同士が融着して、融着体となり、発泡芯材３が形成される。

このような工程において、スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０から供給されるスチームの圧力（スチーム供給管３５内の圧力）は、ゲージ圧で０．１～０．５ＭＰａ（Ｇ）であるのが好ましい。一方、スチーム排出部３６０からスチームを排出するに際しては、スチーム排出管３６を吸引ポンプに接続するなどして、スチーム排出管３６内を減圧（好ましくは、０．０１～０．１ＭＰａ（Ｇ））してスチームが吸引されるようにすることで、スチーム排出部３６０から効率よくスチームが排出されるようにするのが好ましい。

なお、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とは、その取り回しを考慮して、図示するように、発泡粒子導入路３１内に配設されたスクリューフィーダー３３と平行に、筒胴部３２を押出方向に貫通するように設けることができる。その際、発泡粒子の二次発泡を容易とするために、筒胴部３２は、必要に応じて温調機構を備えることができる。特に、筒胴部３２は、５０～１００℃に温調されるのが好ましく、これによって、発泡粒子が予め加温されるようにすることで、スチーム加熱による二次発泡が容易となり、限られた成形空間での成形がより容易となる。

上記各工程を連続して行うことによって、連続的に成形される押出成形体１は、サイジングダイ４１によって冷却されながら、コンベア５１によって引き取られた後に、必要に応じて所定の長さに切断される。

このような本実施形態によれば、表皮層２により形成された中空部４に充填された発泡粒子のうち、表皮層２の近傍に位置する発泡粒子は、押出成形後の軟化状態にある表皮層２からの熱によって隣接する発泡粒子と融着するとともに、表皮層２の内周面にも融着して一体化される。

さらに、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とを特定の配置として、スチームにより発泡粒子を加熱することによって発泡粒子の二次発泡させることにより、充填された発泡粒子の間の隙間を埋めつつ発泡粒子同士を融着させることが可能となる。また、発泡粒子同士を融着してなる発泡芯材３の高倍化を図ったり、発泡芯材３の発泡倍率や融着度合いの均一を図ったりすることもできる。

したがって、本実施形態によれば、中空状に押出成形された表皮層２と、かかる表皮層２により形成された中空部４内に充填された発泡粒子を融着してなる発泡芯材３とを備える押出成形体１を良好に製造することができる。特に、本実施形態にあっては、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置された、スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０から供給されるスチームよって、発泡芯材３の中心部にある発泡粒子同士も良好に融着させることができる。このため、厚みのある押出成形体１を製造するのに適しており、最大厚みが１００ｍｍ以上の押出成形体１であっても、発泡芯材３の部分を良好に製造することができ、特に、発泡芯材３の融着率を向上させることができる。
なお、押出成形体１が円柱である場合には、その最大厚みは直径となる。

また、発泡粒子が二次発泡して発泡粒子の間の隙間が埋まると、スチームが、表皮層２により形成された中空部４に充填された発泡粒子に行き渡り難くなってしまったり、スチーム排出管３６のスチーム排出部３６０まで到達できずに局所的に加熱が不足してしまったりする虞がある。このような不具合を有効に回避するために、スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０から供給されたスチームがダイ２２側に向かって移動していきながら、スチーム排出管３６のスチーム排出部３６０から排出されるように、スチームを供給するのが好ましい。

本実施形態において、表皮層２により形成された中空部４に充填された発泡粒子は、表皮層２の押出方向に向かって、表皮層２とともに移動していきながら、発泡粒子同士が融着される。このため、未だ融着されていない後続の発泡粒子が順次、スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０に向かって移動してくる。したがって、表皮層２の押出方向に逆行して、スチーム供給管３５のスチーム供給部３５０から供給されたスチームがダイ２２側に向かって移動するようにすることで、当該スチームが、後続の発泡粒子の間の隙間を通って、後続の発泡粒子同士を二次発泡させて融着させながら、スチーム排出管３６のスチーム排出部３６０まで到達して排出されるようにすることができる。その結果、発泡粒子の二次発泡が安定して起こり、中空部４内の発泡粒子が均一に融着する。さらに、発泡芯材３の内部に残留するスチームはスチーム排出部３６０により効率的に排出されるので、スチームが凝縮して生成するドレン水が発泡芯材３内に残存してしまうのを抑制することもできる。

このような観点から、前述したように、スチーム供給管３５の先端部からダイ２２側に最も離れた位置にあるスチーム供給部３５０ｃに対して、スチーム排出管３６の最も先端部側に位置するスチーム排出部３６０ａがダイ２２側に離れて位置するように、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６を配置するのが好ましい。このような態様とする場合には、コンベア５１による押出成形体１の引き取り速度などを考慮して、スチーム供給管３５の先端部からダイ２２側に最も離れた位置にあるスチーム供給部３５０ｃと、スチーム排出管３６の最も先端部側に位置するスチーム排出部３６０ａとの間の表皮層２の押出方向に沿った離間距離Ｄを２０～５００ｍｍとするのが好ましく、２０～２００ｍｍとするのがより好ましい。このようにして、スチーム供給部３５０とスチーム排出部３６０との間に一定の距離が設けられるように、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とを配置することにより、表皮層２の押出方向に逆行してダイ２２側に向かうスチームの流れを良好に生じせしめて、発泡粒子をより容易に融着させることができる。
なお、スチーム供給管３５にスチーム供給部３５０が一つしかない場合には、スチーム供給管３５の先端部からダイ２２側に最も離れた位置にあるスチーム供給部３５０は、その一つ存在するスチーム供給部３５０となり、スチーム排出管３６においても同様である。

上記のような態様とするにあたり、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６との一方又は両方を複数設ける場合には、表皮層２の押出方向に逆行してダイ２２側に向かうスチームの流れを生じさせることができれば、全てのスチーム供給管３５とスチーム排出管３６とが、上記の関係を満足するように配置されていなくてもよい。少なくとも一つのスチーム供給管３５と、少なくとも一つのスチーム排出管３６との間で、上記の関係を満足していればよく、最も押出方向側に存在するスチーム供給管３５と、少なくとも一つのスチーム排出管３６との間で、上記の関係を満足することが好ましい。

また、オレフィン系樹脂発泡粒子を用いて発泡芯材３を形成する場合には、オレフィン系樹脂発泡粒子の二次発泡温度が高く、成形温度が高くなることに起因して、スチーム供給管３５から供給するスチーム圧を高く設定する必要がある。このような場合には、スチームが凝縮して生成するドレン水を積極的に吸引する目的で、一つのスチーム供給管３５に対して上記の関係を満足するように配置されたスチーム排出管３６に加えて、当該スチーム供給部３５０のスチーム供給部３５０の近くに、スチーム排出部３６０が位置するように、スチーム排出管３６を別途設けることが好ましい。

また、発泡芯材３には、発泡芯材３の内部に残留するスチームが凝縮して生成するドレン水を排出するためのドレン穴を形成するのが好ましい。本実施形態にあっては、スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とが、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置されることから、これらの管３５，３６が、表皮層２の中空部に充填された発泡粒子同士の融着を妨げ、成形された発泡芯材３に、これらの管３５，３６の痕跡として、押出方向（長手方向）に沿った貫通穴を容易に形成することができ、かかる貫通孔をドレン穴として利用することができる。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

［実施例１］
押出機２１内で溶融、混練されたポリスチレン系樹脂を、１９０℃の樹脂温度でダイ２２から押出して、表皮層２を中空状に押出成形した。この際、ダイ２２は円形状であり、直径は１００ｍｍであった。これとともに、嵩密度３６ｋｇ／ｍ^３のポリスチレン／ポリエチレンの複合樹脂発泡粒子を、表皮層２により形成された中空部４内に配置された発泡粒子導入路３１から表皮層２の押出方向に向けて、表皮層２により形成された中空部４内に充填した。発泡粒子を充填するに際しては、発泡粒子導入路３１の筒胴部３２内に配設された無軸スクリュー式のスクリューフィーダー３３の回転数を４７ｒｐｍとし、筒胴部３２を８０℃に温調した。
なお、スチーム供給部３５０やスチーム排出部３６０が存在する部分における発泡粒子は、圧縮されて中空部４内に充填された状態となっていた。

そして、これらの工程を継続しながら、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置されたスチーム供給管３５のスチーム供給部３５０からスチームを供給しつつ、表皮層２により形成された中空部４内に表皮層２の押出方向に沿って配置されたスチーム排出管３６のスチーム排出部３６０からスチームを排出して、中空部４内にスチームを供給した。供給されたスチームにより、前記発泡粒子を加熱することにより軟化させるとともに、二次発泡させて、前記発泡粒子同士を融着させた。このとき、スチーム供給管３５の本数は２本、スチーム供給管３５内の圧力は０．３５ＭＰａ（Ｇ）とし、スチーム排出管３６の本数は２本、スチーム排出管３６内の圧力は－０．０５ＭＰａ（Ｇ）とした。スチーム供給管３５とスチーム排出管３６とは、ダイ２２側から最も離れた位置にあるスチーム供給管３５の先端部から最も離れた位置にあるスチーム供給部３５０ｃと、ダイ２２側から最も離れた位置にあるスチーム排出管３６の最も先端部側に位置するスチーム排出部３６０ａとの間の表皮層２の押出方向に沿った離間距離Ｄが１００ｍｍとなるように配置した。

上記各工程を連続して行うことによって、連続的に成形される押出成形体１をサイジングダイ４１によって冷却しながら、コンベア５１によって引き取り速度０．３５ｍ／分で引き取っていった。
なお、サイジングダイ４１は円形状であり、その直径は１２０ｍｍである。また、ダイ２２とサイジングダイ４１との間には、１５ｍｍ程度の隙間が設けられていた。

このようにして製造された押出成形体１の表皮層２の肉厚は２．５ｍｍ、単位長さ当たりの重量は１．３ｋｇ／ｍ、発泡芯材３の密度は３８ｋｇ／ｍ^３、押出成形体１の厚み（円柱の直径）は１２０ｍｍであった。
また、製造された押出成形体１を長手方向に直交する方向に切断し、その切断面を観察したところ、ドレン水の漏れは認められなかった。

［嵩密度］
本発明に用いた発泡粒子の嵩密度は、以下の方法により算出した値である。まず、５００個以上の発泡粒子を気温２３℃、相対湿度５０％、１ａｔｍの環境中で２４時間以上放置する。このようにして得られる発泡粒子群をメスシリンダー内に自然に堆積するようにして充填し、メスシリンダーの目盛から発泡粒子群の嵩体積（単位：Ｌ）を読み取る。そして、メスシリンダー内の発泡粒子群の質量（単位：ｇ）を前述した嵩体積で除した値を単位換算することにより、発泡粒子の嵩密度（単位：ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［成形体重量］
押出成形体の押出方向長さが１ｍとなるように、押出成形体を切り出し、その成形体の重量を測定した。この測定を、計５箇所以上行った。測定された厚みの値を算術平均し、成形体重量とした。

［表皮肉厚］
押出成形体の押出方向に対して垂直な円断面を切り出し、その断面の表皮層部分の厚みを、表皮層の周方向に沿って等間隔に６箇所測定した。この測定を、押出方向の異なる計５箇所（５断面）以上において行った。測定された厚みの値を算術平均し、表皮材の肉厚とした。

［表皮層の表面状態の評価］
表皮層の表面状態を目視にて評価した。
○；表皮層２の表面に、過度な凹凸が見られない。
×；表皮層２の表面に、成形不良に起因する深さ１ｍｍ以上の凹凸が形成されている。

［発泡芯材の融着性の評価］
発泡芯材の融着率は、以下のようにして測定した。まず、押出成形体から発泡芯材部分を切り出し、試験片を採取した。この試験片を概ね等分となるように割り、破断面を露出させた。この破断面に存在する発泡粒子の総数と、発泡粒子の内部において破断している発泡粒子の総数とを数える。そして、前者の値に対する後者の値の比を百分率（％）で表した値を、試験片の融着率とした。

［実施例２～５、比較例１］
表１に示すように条件を変更した以外は、実施例１と同様にして押出成形体１を作製した。

［実施例６、比較例２］
表２に示すように条件を変更し、芯材の発泡粒子として二次発泡性に優れるポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして押出成形体１を作製した。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

１押出成形体
２表皮層
３発泡芯材
４中空部
２２ダイ
３１発泡粒子導入路
３５スチーム供給管
３５０（３５０ａ，３５０ｂ，３５０ｃ）スチーム供給部
３６スチーム排出管
３６０（３６０ａ，３６０ｂ，３６０ｃ）スチーム排出部
３３スクリューフィーダー

Claims

中空状に押出成形された表皮層と、前記表皮層により形成された中空部内に充填された発泡粒子を融着してなる発泡芯材とを備える押出成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂をダイから押出して、前記表皮層を中空状に押出成形する工程と、
前記表皮層により形成された中空部内に配置された発泡粒子導入路から前記表皮層の押出方向に向けて、前記表皮層により形成された中空部に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填する工程と、
前記表皮層により形成された中空部内に前記表皮層の押出方向に沿って配置されたスチーム供給管のスチーム供給部からスチームを供給しつつ、前記表皮層により形成された中空部内に前記表皮層の押出方向に沿って配置されたスチーム排出管のスチーム排出部から前記スチームを排出して、前記発泡粒子同士を融着させる工程と
を備えることを特徴とする押出成形体の製造方法。
少なくとも一つの前記スチーム供給管の先端部からダイ側に最も離れた位置にある前記スチーム供給部に対して、少なくとも一つの前記スチーム排出管の最も先端部側に位置する前記スチーム排出部が前記ダイ側に離れて位置するように、前記スチーム供給管と前記スチーム排出管とを配置する請求項１に記載の押出成形体の製造方法。
少なくとも一つの前記スチーム供給管の先端部からダイ側に最も離れた位置にある前記スチーム供給部と、少なくとも一つの前記スチーム排出管の最も先端部側に位置する前記スチーム排出部との間の前記表皮層の押出方向に沿った離間距離を２０～５００ｍｍとした請求項１に記載の押出成形体の製造方法。
前記発泡粒子導入路がスクリューフィーダーを備え、前記スクリューフィーダーによって前記発泡粒子が圧縮された状態で、前記発泡粒子が前記表皮層により形成された中空部内に充填される請求項１～３のいずれか一項に記載の押出成形体の製造方法。
前記押出成形体の最大厚みが、１００ｍｍ以上である請求項１～４のいずれか一項に記載の押出成形体の製造方法。