以下,図面を参照しながら本発明の実施の 形態について説明する。

 押出成形装置
 図1~図9に,本発明による押出成形装置の一実 施の形態を示す。

 本実施の形態の押出成形装置1は,図1に示� ��ように,スクリュー型押出機2と,該スクリュ� ��型押出機2に着脱可能に取り付けられる押出 ダイ10及び成形ダイ15を備え,前記押出機2の押 出方向前方に装着される押出ダイ10と,該押出 ダイ10に着脱可能に設けられるブレーカープ� ��ート12と,前記成形ダイ15に着脱可能に設け� �れる中子20とを備える。

 押出機
 前記スクリュー型押出機2は,混合原料25,例� �ば,木質合成粉の原料である木粉,樹脂,顔料,� ��化剤の混合物を溶融し,ゲル化混練した後,� �却,破砕,整粒して成る原料ペレット26a及び発 泡剤26b,並びに必要に応じて他の添加剤を所� �の配合比で配合したものを加熱混練して溶� �可塑化し,この溶融可塑化した成形生地25aを� ��し出すスクリュー5を備える押出機である。  

 なお,本実施の形態においては,本発明に� �る押出成形装置1を単軸型のスクリュー型押� ��機2に適用した場合について説明しているが ,二軸型,多軸型,それらを組み合わせたスクリ ュー型押出機等の各種のスクリュー型押出機 に本発明を適用してもよい。

 単軸型のスクリュー型押出機2(以下,「押� ��機2」という。)は,バレル3と,該バレル3内に� ��転可能に設けられるスクリュー5と,該スク� �ュー5を回転駆動させる減速機,モータ等から なる駆動源(図示せず)とを備え,バレル3の先� �側(押出方向前方,図1中左方)に後述する押出� ��イ10及び成形ダイ15が着脱可能に取り付けら れている。

 バレル3は,押出方向先端が開放され,後端( 押出方向後方,図1中右方)が閉塞された円筒状 をなすものであって,後端の上部にバレル3の� ��外を貫通するホッパ4が設けられ,このホッ� �4を介してバレル3の内部に木質合成粉から成 る原料ペレット26aと発泡剤26bの混合物である 混合原料25が供給される。

 バレル3の外周部には,バンドヒータ等の� �熱手段(図示せず)がバレル3の全長に亘って� �レル3を巻回ないしは,外環するように設けら れ,この加熱手段によってバレル3の内部に供� ��された混合原料25が加熱される。バレル3は, 全長が複数のゾーン(例えば,供給ゾーン,圧縮 ゾーン,計量ゾーン)に分けられ,加熱手段によ り,各ゾーン毎に個別に温度制御可能に構成� �れている。

 スクリュー5は,バレル3の中心に回転可能� ��設けられる丸棒状の回転軸5aと,該回転軸5a� �周囲に螺旋状に一体に設けられるスクリュ� �部5bとから構成されている。回転軸5aは,後端 (図1中右方)がバレル3の後端から後方に突出� �,その突出している部分が駆動源に連結され, 駆動源の作動により,回転軸5aとスクリュー部 5bとが一体に回転駆動するように構成されて� ��る。

 スクリュー5のバレル3内に位置する部分� �,図1中右方に配置される混合原料25を供給す� ��供給部6と,該供給部6の図1中左方に配置され る供給部6から供給される混合原料25を加熱混 練して圧縮する圧縮部7と,該圧縮部7の図1中� �方に配置される圧縮部7から供給される混合� ��料25を計量する計量部8とから構成されてい� ��。

 駆動源の作動によってスクリュー5を回転 駆動させることにより,スクリュー5の供給部6 と圧縮部7と計量部8との協働により,ホッパ4� �らバレル3内に供給された混合原料25が加熱� �練されながらスクリュー5のスクリュー部5b� �の溝5cに沿ってスクリュー5の先端方向に圧� �され,溶融可塑化状態の成形生地25aとなって, 成形生地に対して加えられる押出力により,� �クリュー5の先端からバレル3外に押し出され る。

 押出ダイ
 押出ダイ10は,スクリュー5の先端から押し出 された成形生地25aを整流すると共に,成形生� �25aに所望の断面形状を付与するものであっ� �,バレル3の先端側にボルト等によって着脱可 能に取り付けられている。

 押出ダイ10の内部には,後述ブレーカープ� ��ート12に成形生地25aを整流して送る整流部10 aが嵌合装着されている。整流部10aは,後述,ブ レーカープレート12の凹部12cにそれぞれ圧密� ��に嵌装される対応する外周形状の小径部10c� ��大径部10bと一体に形成されており,成形生地 25aの押出方向後方の押出ダイ10の入口部11aか� ��押出方向前方の整流部出口10dに容積を徐々� ��減少する断面形状に構成され,この整流部10a の幅方向の寸法は,後述,ブレーカープレート1 2の凹部12cの底面に開口する複数のスリット12 d(121d~121d)全長の導入口12eの幅方向長さと略同 様で,整流部出口10dの高さ方向は,前記導入口1 2eの高さと同一に形成されている(図3(B),図3(C) )。

 そして,前記押出ダイ10の入口部11aがバレ� ��3の先端の開口部に連通し,出口部11bが後述� �る成形ダイ15の入口部15aに連通する押出孔11� ��設けられ,この押出孔11を介してスクリュー5 の先端から押し出された成形生地25aが後述す る成形ダイ15に押し出される。

 押出ダイ10の押出孔11は,バレル3から成形� ��イ15方向に徐々に絞られた断面形状(本実施� ��形態では断面台形状)に容積が減少するよう 形成され,この押出ダイ10の押出孔11の出口部1 1bにブレーカープレート12が装着されている� �

 ブレーカープレート
 ブレーカープレート12は,図2~図5に示すよう� ��,周面が小径部12aと大径部12bの2段に形成さ� �る円板状をなすものであって,押出方向後方( 図2の紙面裏面側)がスクリュー5方向に配置さ れ,押出方向前方(同図紙面表面側)が後述する 成形ダイ15方向に配置されるように,バレル3� �先端側に取り付けられている。

 ブレーカープレート12の押出方向後方(図3 (A)紙面右方)の中央部には,図3~図5に示すよう� ��,所定の深さの円形状の凹部12cが設けられ,� �の凹部12cの中心部に凹部12cの底面とブレー� �ープレート12の表面(図3(A)中紙面左方)に至る 押出方向に貫通する複数のメッシュ,孔ない� �はスリット12d(本実施の形態では8つのスリッ ト12d(,121d)が設けられ,この複数のスリット12d� ��介してスクリュー5から押し出された成形生 地25aが成形ダイ15に押し出される。この場合, スクリュー5から押し出された成形生地25aは,� ��レーカープレート12の凹部12c内に押出ダイ10 の前記整流部10aで整流され,各スリット12dに� �かれ,各スリット12dを介して成形ダイ15に押� �出される。

 各スリット12dは,押出ダイ10の整流部出口1 0dに連通するブレーカープレート12の凹部12c� �底面に開口する導入口12eから押出方向前方� �押出口11の出口部11bに向かって徐々に容積が 減少する断面形状に形成され,これらのスリ� �ト12dは,ブレーカープレート12の前記成形生� �押出方向後方のスクリュー5方向に背圧を付� ��し,バレル3内で溶融可塑化された成形生地25 aに含まれる発泡剤26bが発泡してガス化する� �を抑制する減容部13として機能している。

 この場合,8つのスリット12dのうちの両端� �2つのスリット121d,121dを除く6つのスリット12d は,図3(A)中上下面が傾斜面,図5中両側面が垂� �面,すなわち,断面矩形で平面台形状に形成さ れ,両端の2つのスリット121d,121dは,それぞれ,� �3(A)中の上下面が傾斜面,図5中左側面又は右� �面がアール面の断面略矩形の平面台形状に� �成されている。

 ブレーカープレート12の周縁部には,前記� ��形生地押出方向前後方向を貫通する挿孔12f� ��複数箇所に設けられ,この複数の挿孔12fを利 用してボルト等によりブレーカープレート12� ��押出ダイ10の押出孔11の出口部11bに着脱可能 に取り付けられている。

 なお,図2及び図3(A)中,符号14は,ピンで,ブ� �ーカープレート12の押出ダイ10端壁に設けた� ��ン孔に挿着してこれに対する相対的な取付� ��置を位置決めするための部材である。12gは, ブレーカープレート12に設けたピン孔で,整流 部10aのピン10eを挿着して位置決めする(図3(B)) 。

 なお,本実施の形態では,ブレーカープレ� �ト12に,前述のように,8つのスリット12d(12d,121d )を設けているが,8つ以下のスリット又は9つ� �上のスリットを設けてもよい。また,各スリ� ��トを断面台形状に形成しているが,断面台形 状に限らず,押出方向後方から押出方向前方� �徐々に容積が減少する形状であればよい。� �らに,スリットに限らず,前記方向に徐々に容 積が減少する円形,楕円形状等の孔としても� �い。

 成形ダイ
 成形ダイ15は,押出ダイ10の押出孔11の出口部 11bのブレーカープレート12を介して押し出さ� ��た成形生地25aを更に整流すると共に,所望の 断面形状を付与するものであって,図1に示す� ��うに,押出ダイ10の押出孔11の出口部11bにボ� �ト等によって着脱自在に取り付けられてい� �。

 この場合,成形ダイ15は,入口部15aが押出ダ イ10の押出孔11の出口部11bに連通するように,� ��出ダイ10の押出孔11の出口部11bに取り付けら れている。成形ダイ15の内部には,同一矩形の 断面が連続する成形室15cが設けられ,押出ダ� �10からブレーカープレート12を介して押し出� ��れた成形生地25aをこの成形室15c内に導くこ� ��により,成形生地25aに所望の断面形状,本実� �形態では,成形室15cと同様,同一矩形の断面が 連続する平板形状に成形される。

 成形ダイ15の入口部15aは,押出ダイ10の押� �孔11の出口部11bに設けられているブレーカー プレート12の前記押出方向前方に連通する矩� ��断面形状に形成され,この入口部15aに連続し て成形ダイ15の内部に,縦寸法が入口部15aと略 同一,横寸法が入口部15aよりも大きい矩形断� �形状の成形室15cが形成され,この成形室15cの� ��口部15bに対峙して後述する引取機35が設け� �れている。

 成形ダイ15の入口部15aの周囲には,入口部1 5aを囲むようにヒータ等からなる加熱手段16� �設けられ,この加熱手段16によって押出ダイ10 から成形ダイ15の入口部15aに供給された成形� ��地25aが加熱され,成形生地25aが所望の溶融可 塑化状態に保たれる。

 成形ダイ15の成形室15cの周囲には,成形室1 5cを囲むように冷却媒体を流通させる冷却管� ��からなる冷却手段17が設けられ,この冷却手� ��17により成形室15c内に押し出された成形生� �25aが冷却され,成形室15cの断面形状に合致し� ��発泡成形品に成形される。

 中子
 成形ダイ15の入口部15aには中子20が設けられ ている。

 中子20は,成形ダイ15の入口部15aの断面形� �に合致した断面形状の平板状の本体部21と,� �本体部21に設けられる制限部22及び図示の実� ��形態では,導入部23と,該本体部21に一体に設� ��られて本体部21を成形ダイ15の入口部15aに固 定する固定部24とを備えている(図9)。

 本体部21の押出方向後方には,所定の深さ� ��断面長方形状の凹部21aが設けられ,前記凹部 21aの底面には,凹部21aの底面と本体部21の押出 方向前方,同図左側面間を貫通する複数の孔21 bが設けられ,前記凹部21aにより押出ダイ10か� �の成形生地25aを導入する導入部23が構成され ,前記複数の孔21bにより前記導入部23から供給 される成形生地25aに再度圧力を付与し,押出� �イ10方向に背圧を付与する制限部22が構成さ� ��ている。

 制限部22の複数の孔21bは,本体部21の厚さ� �向に3段の列状に並設され,各列にそれぞれ水 平方向に等間隔ごとに複数の孔21b(21c,21c,21d)� �設けられている。この場合,中段の各孔21dは, 同一鉛直線上に設けられ,紙面表裏面方向に� �置する上段の各孔21c及び下段の各孔21cは,そ� ��ぞれ,各孔21c,21cを対峙して,隣接する中段の� ��21d間に配置されるよう,それぞれ,中段が18個 ,上下段が17個に穿設形成されている(図7)。

 なお,本実施の形態においては,本体部21に 複数の孔21bを3段に設けているが,2段以下又は 4段以上に並設してもよい。また,孔の代わり� ��スリットを設け,複数のスリットにより制限 部22を構成してもよい。

 固定部24は,円柱状をなすものであって,本 体部21の上下側面の中央部及びその両側に間� ��をおいて一体に設けられると共に,上面の固 定部24に対応するように,本体部21の下面の右� ��部の中央部及びその両側に一体に設けられ, これらの固定部24を成形ダイ15の入口部15aに� �設した固定用孔(図示せず)内に嵌合させるこ とで,本体部21が成形ダイ15の入口部15aに固定� ��れる。

 なお,本実施の形態においては,本体部21を 平板状に形成しているが,本体部21は,成形ダ� �15の入口部15aの断面形状に応じて,円形状,楕� ��形状,半円形状等の各種の形状に形成するこ とができる。

 本実施形態において,上記のような構成の 押出成形装置1は,原料ペレット26aである木質� ��成粉製造ライン40に連続して,前記原料ペレ� ��ト26aと発泡剤の配合物を処理する発泡木質� ��成成形品製造ライン60として,図10に示すラ� �ンに組み込まれて使用される。

 混合原料
 原料ペレット
 この木質合成粉製造ライン40は,溶融ミキサ� ��30と,冷却ミキサー31と,整粒機32と,バッファ� ��ンク33とから成り,発泡木質合成成形品製造� ��イン60は,ブレンダー34と,本実施の形態によ� ��押出成形装置1と,引取機35とをそれらの順に 配置したものである。

 このような構成の製造ライン60により所� �の発泡成形品を成形するには,本実施形態に� ��ける木質合成粉製造ライン40において,原料� ��レット26aを製造する。

 すなわち,溶融ミキサー30に木質合成粉の� ��料である木粉,樹脂,顔料,及び強化剤等を所� ��の配合比で投入して溶融混合し,溶融ミキサ ー30で溶融混合した原料25を冷却ミキサー31で 冷却し,冷却ミキサー31で冷却した混合物を整 粒機32で粉砕して所定の粒度に整粒し,整粒機 32で所定の粒度に整粒した木質合成粉を成す, 原料ペレット26aをバッファタンク33にストッ� ��する。

 ついで,バッファタンク33から発泡木質合� ��成形品製造ライン60のブレンダー34(傾胴ミ� �サー等)に原料ペレット26aを投入し,ブレンダ ー34に別系統から発泡剤26bを投入し,原料ペレ ット26aと発泡剤26bとを所定の配合比でドライ ブレンドし,混合原料25として準備し,これを� �実施の形態の押出成形装置1に供給する。

 ここで,表1に示すように,木質合成粉の原� ��として,木粉(50~200μm);51~53%,樹脂(熱可塑性樹� ��)(ランダムポリプロピレン;18~20%,HDPE;25%),顔� �(酸化鉄系);3%,強化剤(マレイン酸変性ポリプ� ��ピレン);0.5%,及び発泡剤(無機系発泡剤マス� �ーパッチ);0.5%の配合比のものを用いている� �

 なお,樹脂として,ホモポリプロピレン,ブ� ��ックポリプロピレン,容リ法ポリプロピレン を用いても良いし,強化剤として,樹脂の溶融� ��度および溶融張力を上げる添加剤であるメ� ��ブレン(商品名,三菱レイヨン株式会社)を用� ��ても良いし,発泡剤として,MB3064(三協化成株� ��会社製),ポリスレンEE405F(永和化成工業株式� ��社製)を用いても良い。

 押出成形工程
 そして,図1に示すように,押出成形装置1の押 出機2のバレル3内にホッパ4を介して混合原料 25を供給し,駆動源の作動によってスクリュー 5を回転駆動させ,ホッパ4からバレル3内に混� �原料25を供給し,加熱手段の作動とスクリュ� �5との協働により,混合原料25を加熱混練しな� ��らスクリュー5のスクリュー部5bの溝5cに沿� �てスクリュー5の先端方向に押出力を加えて� ��送し,溶融可塑化した成形生地25aに形成する 。

 そして,この溶融可塑化した成形生地25aを スクリュー5の先端から押出ダイ10の押出孔11� ��に押し出し,押出孔11の出口部11bのブレーカ� ��プレート12の複数のスリット12dを介して成� �ダイ15に押し出し,成形ダイ15の入口部15aの中 子20の複数の孔21bを介して成形ダイ15の成形� �15c内に導き,成形室15cの出口部15bから成形ダ� ��15の外部に押し出し,押出機2に隣接して設け られている引取機35に移送し,引取機35により� ��定の引き取り速度として,成形室15c内での成 形品の密度を調整して所望の発泡成形品を成 形する。

 この場合,スクリュー5の先端から押出ダ� �10の押出孔11内に押し出された成形生地25aは, 押出孔11を介して出口部11bのブレーカープレ� ��ト12に導かれ,ブレーカープレート12の押出� �向後方の凹部12c内から,減容部13の複数のス� �ット12dに導かれ,複数のスリット12dを介して� ��形ダイ15の入口部15aに押し出され,この際に, 減容部13の複数のスリット12dによってバレル3 の内部に背圧が付与され,バレル3の内部の圧� ��が高められる。従って,バレル3内部及び押� �ダイ10の押出孔11の内部で成形生地25aに含ま� ��る発泡剤26bが発泡するのが抑制され,安定し た性状の成形生地25aを押出ダイ10から成形ダ� ��15に供給することができる。

 また,ブレーカープレート12の複数のスリ� ��ト12dを介して成形ダイ15の入口部15aに押し� �された成形生地25aは,成形ダイ15の入口部15a� �設けられている中子20の本体部21に導かれ,本 体部21の凹部21aから成る導入部23から制限部22 の複数の孔21bに導かれ,複数の孔21bを介して� �形ダイ15の成形室15cの内部に押し出され,こ� �際に,制限部22の複数の孔21bによって押出ダ� �10方向のブレーカープレート12の複数のスリ� ��ト12dから押し出された成形生地25aに背圧が� ��与され,その部分に位置する成形生地25aの圧 力が高められる。従って,その部分に位置す� �成形生地25aに含まれる発泡剤が発泡するの� �抑制される。

 さらに,中子20の本体部21とブレーカープ� �ート12との間で発泡剤26bの発泡が抑制された 成形生地25aは,中子20の本体部21の制限部22の� �数の孔21bを介して成形ダイ15の成形室15c内に 押し出されることにより,中子20と,該中子20の 成形生地25aの押出方向後方に位置するブレー カープレート12との間で,押出生地の押出力が 制限されて圧力が再び高められ,この圧力が� �められた状態の成形生地25aが成形室15c内に� �し出され,成形室15c内で圧力が相対的に開放� ��れて成形室15cの全体に成形生地25aが均一に� ��散される。

 この場合,本体部21に均一に配置された複� ��の孔21bを介して成形生地25aが成形室15c内に� ��し出されることになるので,成形室15c内で成 形生地25aの圧力が相対的に開放されて発泡剤 が発泡する際に,成形室15c内に成形される発� �成形品の全体に気泡が略均一に分散される� �とになる。

 従って,成形室15c内に成形される発泡成形 品の芯部(中心部)に気泡が集中して,内部空隙 Gを発生することなく,全体に亘って均一に気� ��が分散された所望の未発泡体と同等の強度� ��有する発泡成形品が得られることになる。

 また,成形室15c内に押し出される成形生地 25aは,圧力が高められた状態で成形室15c内に� �し出されることになるので,成形室15cへの成� ��生地25aの押し出し速度を高めることができ, 発泡成形品の成形速度を高めることができ,� �産効率を大幅に高めることができる。

 なお,前記の説明においては,混合原料25と して,木粉と熱可塑性樹脂と顔料と強化剤と� �泡剤とを混合したものを用いたが,これに限� ��ず,他の各種の発泡剤を含む材料の押出成形 に本発明を適用してもよい。