押出成形品の製造方法及び製造装置
【課題】押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品の表面に円形跡が生じることを防止できるようにする。
【解決手段】押出成形品１１を冷却する冷却水として、溶存する気体を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いる。脱気処理を施した脱気冷却水は、脱気処理前の冷却水に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、脱気冷却水が押出成形品１１に接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品１１の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができて、押出成形品１１の表面全体をほぼ同じ冷却速度で冷却することが可能となり、押出成形品１１の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止する。
【解決手段】押出成形品１１を冷却する冷却水として、溶存する気体を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いる。脱気処理を施した脱気冷却水は、脱気処理前の冷却水に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、脱気冷却水が押出成形品１１に接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品１１の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができて、押出成形品１１の表面全体をほぼ同じ冷却速度で冷却することが可能となり、押出成形品１１の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性ポリマー材料を押出成形して押出成形品を製造する押出成形品の製造方法及び製造装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に装着される長尺なモール材等の押出成形品は、押出成形機で熱可塑性樹脂等の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形し、その長尺な押出成形品を冷却水槽等の冷却機で冷却して固化させた後に所定の長さ寸法に切断することで、所定形状の押出成形品を製造するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５４０７９号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、気体を除去する格別の処理が行われていない自然状態の水道水、井戸水、湧き水、湖水、河川水等には、気体（空気）が溶存しているが、溶存可能な気体の飽和量は一定気圧のもとでは水温に反比例し、水温が低いときよりも高いときの方が気体の飽和量が低下する。
【０００４】
このため、加熱状態で押出成形された押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品に接触した冷却水は、押出成形品との接触部分やその近傍において水温が急激に上昇して気体の飽和量が低下する。その結果、冷却水に溶存しきれなくなった気体が泡となって発生して、押出成形品の表面に気泡が付着することがある。
【０００５】
このように、押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品の表面に気泡が付着すると、冷却固化した押出成形品の表面に、直径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度で、深さが数μｍから数百μｍの凹んだ円形の跡（気泡の跡）が生じることがある。この原因は、押出成形品の表面のうちの気泡が付着した部分では、その周辺の気泡が付着していない部分（つまり冷却水と直接接触している部分）よりも冷却速度が遅くなるからと考えられる。このような円形跡の直径が０．２５ｍｍ（気泡の径で概ね１ｍｍ）を越えると、肉眼で視認可能となるため、押出成形品が装飾機能を求められる部分に使用される場合には、装飾性を損なうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、押出成形品を冷却水で冷却する際に押出成形品の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができて、押出成形品の表面に円形跡が生じることを防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形工程と、この押出成形工程で押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却工程とを含む押出成形品の製造方法であって、冷却工程において、冷却水として、溶存する気体を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いるようにしたものである。
【０００８】
脱気処理を施した脱気冷却水は、脱気処理前の冷却水に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、冷却工程で脱気冷却水を用いるようにすれば、脱気冷却水が押出成形品に接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができて、押出成形品の表面全体をほぼ同じ冷却速度で冷却することが可能となり、押出成形品の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止することができる。
【０００９】
また、請求項２のように、冷却工程において、押出成形品の横断面形状を整形するサイジング機を用いて押出成形品を下流方向へ移動させながら押出成形品の横断面形状を整形すると共に押出成形品を脱気冷却水に接触させて冷却するようにしても良い。このようにすれば、押出成形品の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくしながら、押出成形品の横断面形状の整形と冷却を同時に行うことができる。
【００１０】
更に、請求項３のように、冷却工程において、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間に脱気冷却水を流入させるようにしても良い。このようにすれば、押出成形品の横断面形状の整形と冷却を効率良く行うことができる。
【００１１】
この場合、請求項４のように、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間寸法を０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定すると良い。このようにすれば、押出成形品の整形精度を確保しながら、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間に脱気冷却水を確実に流入させることができる。
【００１２】
また、請求項５のように、冷却工程において、脱気冷却水を５０℃以下の温度で供給して押出成形品の表面に接触させ、押出成形品の表面に接触して加熱された脱気冷却水を排出するようにしても良い。このようにすれば、押出成形品の表面付近に加熱された脱気冷却水が滞ることがなく、常に新たに供給されてくる５０℃以下の脱気冷却水で押出成形品を冷却することができ、押出成形品を効果的に冷却することができる。
【００１３】
この場合、請求項６のように、脱気冷却水を３０℃以下の温度で供給するようにしても良い。このようにすれば、押出成形品をより効果的に冷却することができる。
【００１４】
また、押出成形品の製造装置は、請求項７のように、所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形機と、押出成形機により押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却機とを備えた押出成形品の製造装置であって、所定の冷却水に溶存する気体を減少させる脱気処理を施す脱気処理機と、この脱気処理機により脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を冷却機に供給する脱気冷却水供給機とを設けるようにすると良い。このようにすれば、脱気冷却水を用いて押出成形品を冷却することが可能となり、押出成形品の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止できる。
【００１５】
更に、請求項８のように、冷却機には、押出成形品の横断面形状を整形する整形面が形成された通過孔を有するサイジング機を設け、該サイジング機の通過孔内に脱気冷却水を供給するようにすると良い。このようにすれば、脱気冷却水によって押出成形品を冷却しながら、押出成形品の横断面形状を整形することができる。
【００１６】
また、請求項９のように、脱気処理機は、脱気処理として、所定の冷却水にかかる気圧を大気圧よりも低下させて溶存する気体を減少させる処理を行うようにしても良い。或は、請求項１０のように、脱気処理機は、脱気処理として、所定の冷却水を加熱して溶存する気体を減少させた後に冷却する処理を行うようにしても良い。いずれの場合も、市販の脱気処理機を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、車両に装着される長尺なモール材等の押出成形品１１は、押出成形機１４で所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品連続体１１Ａを押出成形し、その押出成形品連続体１１Ａを冷却機１５の冷却水で冷却して固化させた後に切断機４０で所定の長さ寸法に切断することで、所定の長さ寸法の押出成形品１１を製造する。
【００１８】
この押出成形品１１は、車両に装着された場合に、外部に露出して装飾性を要求される装飾部１２（図２参照）と、この装飾部１２の裏面側に突出して車両の被取付部に取り付けられる脚部１３（図２参照）とが一体的に形成されている。この押出成形品１１を押出成形する熱可塑性ポリマー材料は、結晶性の熱可塑性ポリマー材料が用いられる。具体的には、ポリプロピレンやポリエチレン樹脂等のオレフィン系熱可塑性樹脂又はポリアミド樹脂を主体とする樹脂材料や、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体とする材料が用いられる。
【００１９】
ところで、気体を除去する格別の処理が行われていない自然状態の水道水、井戸水、湧き水、湖水、河川水等（以下「自然水」という）には、気体（空気）が溶存しているが、溶存可能な気体の飽和量は一定気圧のもとでは水温に反比例し、水温が低いときよりも高いときの方が気体の飽和量が低下する。
【００２０】
このため、押出成形品の冷却水として自然水を用いると、加熱状態で押出成形された押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品に接触した冷却水は、押出成形品との接触部分やその近傍において水温が急激に上昇して気体の飽和量が低下する。その結果、冷却水に溶存しきれなくなった気体が泡となって発生して、押出成形品の表面に気泡が付着することがある。このように、押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品の表面に気泡が付着すると、冷却固化した押出成形品の表面に、直径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度で、深さが数μｍから数百μｍの凹んだ円形の跡（気泡の跡）が生じることがある。
【００２１】
本発明者らは、押出成形品の冷却水として自然水を用いた場合に、押出成形品の表面に付着した気泡によって円形跡が生じる現象を詳細に観察して調査したところ、次のような事実を発見した。
【００２２】
(1) 加熱して軟化（溶融状態を含む）させた熱可塑性ポリマー材料から所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形し、その長尺な押出成形品を冷却水（自然水）に接触させて冷却する際に、押出成形品の表面に気泡が付着したままの状態で冷却水中を下流側に移動しながら冷却されている部分に円形跡が発生していること。気泡は、押出成形品の重力方向で上側の表面で発生して、そのままの位置に付着するものと、下側の表面で発生して、押出成形品が下流側へ移動している途中で押出成形品の幅方向に移動して上側の表面に付着するものとがある。
【００２３】
(2) 円形跡の発生は、押出成形品を押出成形する熱可塑性ポリマー材料の材質によって程度に相違があること。具体的には、熱可塑性ポリマー材料という同じ範疇に入るポリマー材料であっても、結晶性の熱可塑性ポリマー材料（典型的には、ポリプロピレンやポリエチレン樹脂を代表例とするオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリアミド樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー）の方が、非結晶性の熱可塑性ポリマー材料（典型的には、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂等の熱可塑性樹脂）よりも円形跡（特に凹みを伴う円形跡）が顕著に発生すること。
【００２４】
尚、押出成形直後の押出成形品の横断面形状を整形する整形面が形成された通過孔を有するサイジング機を用いて、このサイジング機の通過孔内（サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間）に冷却水（自然水）を供給して押出成形品を冷却しながら、押出成形品の横断面形状を整形する場合の方が、サイジング機を通過させずに押出成形品を冷却水槽の冷却水（自然水）中に浸漬させて冷却する場合よりも気泡が発生し易い。
【００２５】
本発明者らは、上記(1),(2) から次のような推定をした。
押出成形品を冷却水に接触させて冷却する際に、加熱して軟化した状態から気泡が付着したままの状態で所定時間（通常の押出成形では数十秒から数分）冷却される部分は、気泡が断熱材の役割を果たして冷却水に直接接触していないので、その周辺の気泡が付着していない部分（冷却水と直接接触している部分）よりも冷却速度が遅くなる。このため、押出成形品の表面のうちの気泡が付着した部分（冷却水に直接接触していない部分）は徐冷されるが、その周辺の気泡が付着していない部分（冷却水に直接接触している部分）は急冷されることになる。
【００２６】
また、結晶性の熱可塑性ポリマー材料は、加熱して軟化した非結晶の状態から急冷されるよりも徐冷されるほうが結晶化度が高くなり、結晶化度が高い部分は結晶化度が低い部分よりも密度が高く且つ体積が小さくなることが学術的に知られている。
【００２７】
以上のことから、押出成形品の表面のうちの気泡が付着した部分（徐冷される部分）では、その周辺の気泡が付着していない部分（急冷される部分）と比較して結晶化度が高くなって急冷される部分よりも大きな体積収縮が生じるため、局部的な凹みが発生し、この凹みが円形跡として視認されると推定した。
【００２８】
尚、押出成形直後の押出成形品をサイジング機で整形する場合に気泡が発生し易くなる原因は、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間は、通常で１．５ｍｍ以下と小さいため、その隙間に存在する冷却水の量が少なく、その隙間部分で冷却水の温度が短時間で高温に達して気体が溶存できる飽和量が低下するからであると推定する。
【００２９】
更に、非結晶性の熱可塑性ポリマー材料（典型的には、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂等の熱可塑性樹脂）の場合においても同様の円形跡が生じることがある。この円形跡は、結晶性の熱可塑性ポリマー材料の場合ほど凹みが顕著ではないが、冷却速度の差による徐冷部分と急冷部分とで表面の色や艶に差が生じて円形跡として視認されるものと推定する。
【００３０】
このような円形跡は、直径が０．２５ｍｍを越えると、肉眼で視認可能となるため、押出成形品が装飾機能を求められる部分に使用される場合には、装飾性を損なうという問題がある。
【００３１】
この対策として、本実施例では、後述する冷却機１５の上流部に配置した真空サイジング機１６と一次冷却機１７では、押出成形品連続体１１Ａを冷却する冷却水として、溶存する気体（空気）を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いるようにしている。
【００３２】
脱気処理を施した脱気冷却水は、脱気処理前の冷却水（例えば自然水）に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、冷却工程で脱気冷却水を用いるようにすれば、脱気冷却水が押出成形品連続体１１Ａに接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品連続体１１Ａの表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくするようにしている。
【００３３】
以下、図１乃至図５を用いて押出成形品１１の製造装置及び製造方法を説明する。
図１に示すように、まず、押出成形機１４で、熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品連続体１１Ａを押出成形する押出成形工程を実行する。
【００３４】
この後、押出成形機１４から送り出される押出成形品連続体１１Ａを冷却機１５に供給する。この冷却機１５で、押出成形品連続体１１Ａを冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却工程を実行する。この冷却機１５には、真空サイジング機１６と一次冷却機１７と二次冷却機１８が上流側から下流側に向かって順番に配置されている。また、冷却機１５の近傍には、所定の冷却水（新たに供給される自然水、又は真空サイジング機１６や一次冷却機１７で使用した脱気冷却水）に脱気処理を施す脱気処理機４２と、この脱気処理機４２により脱気処理を施した脱気冷却水を真空サイジング機１６と一次冷却機１７に供給する脱気冷却水供給機１９が配置されている。
【００３５】
冷却機１５は、まず、真空サイジング機１６で、押出成形品連続体１１Ａの冷却と整形を同時に行う。尚、押出成形機１４から送り出される押出成形品連続体１１Ａの温度は、使用する成形材料によって差異はあるが、一般的な熱可塑性ポリマー材料の場合には、１５０〜２５０℃に加熱されて押し出される。典型的な例としてオレフィン系熱可塑性エラストマーの場合には、概ね１８０〜２２０℃に加熱されて押し出される。
【００３６】
図２乃至図５に示すように、真空サイジング機１６には、上側サイジング型２０と下側サイジング型２１が設けられている。下側サイジング型２１には、上側サイジング型２０に向けて突出する位置決めピン２２（図４参照）が複数箇所に設けられ、上側サイジング型２０には、各位置決めピン２２に対応する位置にそれぞれ位置決め孔２３（図４参照）が設けられている。尚、上側サイジング型２０に位置決めピン２２を設けて、下側サイジング型２１に位置決め孔２３を設けるようにしても良い。位置決めピン２２を位置決め孔２３に挿入するように上側サイジング型２０と下側サイジング型２１を嵌め合わせることで上側サイジング型２０と下側サイジング型２１が一体化され、これらの上側サイジング型２０と下側サイジング型２１の合わせ面に、押出成形品連続体１１Ａが通過する通過孔２４が形成されている。
【００３７】
図３乃至図５に示すように、この通過孔２４の内周面に、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を整形するための整形面２５が形成されている。尚、図３乃至図５では下側サイジング型２１側の通過孔２４や整形面２５等の図示を省略している。通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）は、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を相似的に拡大した形状に形成され、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間寸法が０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下になるように設定されている。尚、図３乃至図５では前記隙間を誇張して拡大図示している。これにより、押出成形品連続体１１Ａの整形精度を確保しながら、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に脱気冷却水を確実に流入させることができる。押出成形品連続体１１Ａの横断面形状に対する通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）の拡大割合は、押出成形品１１に要求される横断面形状の寸法精度や横断面形状の大きさによって決定される。
【００３８】
尚、通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）は、押出成形品連続体１１Ａが通過孔２４を通過する際の冷却に伴って体積収縮するのに応じて上流側から下流側に向けて徐々に縮小させるようにしても良い。また、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状の一部だけを整形する場合には、通過孔２４の内周面の一部に整形面２５を形成すれば良い。
【００３９】
図２に示すように、真空サイジング機１６の上側サイジング型２０と下側サイジング型２１には、それぞれ真空サイジング機１６に脱気冷却水を供給するための供給口２６と、真空サイジング機１６から脱気冷却水を吸引するための吸引口２７が設けられている。
【００４０】
図３及び図４に示すように、供給口２６に接続された大径の供給流路２８には、周方向に複数の小径の吐出孔２９が接続されている。これらの複数の吐出孔２９は、押出成形品連続体１１Ａの幅方向に並んで配置されている。また、通過孔２４の内周面には、凹溝３０が押出成形品連続体１１Ａの幅方向に延びるように連続して形成され、この凹溝３０に吐出孔２９が連通している。
【００４１】
一方、図３及び図５に示すように、供給流路２８の下流側には、吸引口２７に接続された吸引室３１が設けられ、この吸引室３１に、複数の小径の吸引孔３２が接続されている。これらの複数の吸引孔３２は、押出成形品連続体１１Ａの幅方向及び長手方向に並んで配置されて通過孔２４に連通している。
【００４２】
真空サイジング機１６の上側サイジング型２０と下側サイジング型２１には、これらの供給流路２８、吐出孔２９、凹溝３０、吸引孔３２、吸引室３１等からなる冷却水路が、押出成形品連続体１１Ａの下流方向への移動経路に沿った複数箇所（２箇所又は３箇所以上）に設けられている。尚、図３乃至図５では下側サイジング型２１の冷却水路（供給流路２８、吐出孔２９、凹溝３０、吸引孔３２、吸引室３１等）の図示を省略している。
【００４３】
図１に示すように、真空サイジング機１６の吸引口２７には、真空ポンプ又は吸引ポンプ（以下「真空ポンプ」という）３６が接続され、この真空ポンプ３６によって真空サイジング機１６内の脱気冷却水が吸引されて脱気処理機４２に戻されるようになっている。脱気処理機４２は、脱気処理として、所定の冷却水（新たに供給される自然水、又は真空サイジング機１６や一次冷却機１７で使用した脱気冷却水）にかかる気圧を大気圧よりも低下させて溶存する気体を減少させる処理を行うように構成されている。或は、脱気処理として、所定の冷却水を加熱して溶存する気体を減少させた後に冷却する処理を行うように構成しても良い。いずれの場合も、市販の脱気処理機を採用することができる。尚、脱気処理機４２の構成を適宜変更しても良いことは言うまでもない。
【００４４】
また、脱気冷却水供給機１９には、脱気処理機４２から供給される脱気冷却水を貯溜するタンク３３と、このタンク３３内の脱気冷却水をフィルタ３４を介して汲み上げるポンプ３５とが設けられている。このポンプ３５から吐出される脱気冷却水が真空サイジング機１６の供給口２６に供給されるようになっている。タンク３３内の脱気冷却水の温度は、押出成形品連続体１１Ａを冷却するのに十分な温度（例えば５０℃以下、より好ましくは３０℃以下）に管理されている。
【００４５】
図３及び図４に示すように、脱気冷却水供給機１９から真空サイジング機１６の供給口２６に供給された脱気冷却水は、供給流路２８から吐出孔２９を通って凹溝３０に吐出され、この凹溝３０に沿って流れて押出成形品連続体１１Ａの幅方向全体に行き渡る。更に、押出成形品連続体１１Ａの幅方向全体に行き渡った脱気冷却水は、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に流入して、押出成形品連続体１１Ａと共に下流側に流れる。これにより、押出成形品連続体１１Ａを冷却するのに十分な温度（例えば５０℃以下、より好ましくは３０℃以下）に管理された脱気冷却水を押出成形品連続体１１Ａの表面に連続して供給する。
【００４６】
この後、図３及び図５に示すように、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に流入して加熱された脱気冷却水は、真空ポンプ３６の吸引力により吸引孔３２から吸引されて吸引室３１に流入し、この吸引室３１から吸引口２７を通って真空サイジング機１６の外部へ排出されて脱気処理機４２に戻される。この際、真空ポンプ３６の吸引力により押出成形品連続体１１Ａの表面を整形面３５側に吸引することで、押出成形品連続体１１Ａの表面を確実に整形面２５に沿って移動させて、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を正確に整形する。
【００４７】
このようにして、真空サイジング機１６の整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に脱気冷却水を流入させた後に排出する処理を押出成形品連続体１１Ａの下流方向への移動経路に沿った複数箇所（２箇所又は３箇所以上）で行うことで、押出成形品連続体１１Ａを効果的に冷却する。
【００４８】
整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に流入した脱気冷却水は、押出成形品連続体１１Ａの表面に接触した部分で加熱されて気体が溶存できる飽和量が下がるが、脱気処理前の冷却水（例えば自然水）に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。
【００４９】
もし、押出成形品連続体１１Ａの表面に小さい気泡が付着したままであったとしても、吐出孔２９の下流側に隣接して設けた吸引孔３２から脱気冷却水と一緒に気泡を吸引して、気泡を押出成形品連続体１１Ａの表面から強制的に離脱させることができる。
【００５０】
また、吸引孔３２付近では、押出成形品連続体１１Ａの表面に接触して加熱された脱気冷却水の一部が吸引孔３２から吸引されて排出されるが、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に残った脱気冷却水で薄膜が形成され、この薄膜を介して押出成形品連続体１１Ａの表面を整形面２５側に真空吸着させながら整形面２５に対して摺動させて押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を整形することで、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状（外形形状）を通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）と同一形状に整形する。
【００５１】
この真空サイジング機１６を通過する押出成形品連続体１１Ａの表面は、通過孔２４の内周面（整形面２５）と接触しながら移動するが、脱気冷却水の薄膜を介して移動するので動摩擦係数が小さくなり、接触部分で押出成形品連続体１１Ａの表面に引っ掛かり等が生じず、引っ掛かり等に起因する擦り傷の発生を防止できる。
【００５２】
図１に示すように、真空サイジング機１６を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の一次冷却機１７に供給される。この際、押出成形品連続体１１Ａの内部は表面に比べて高い温度を保っているが、表面は真空サイジング機１６を通過する際の冷却作用によって固化していると共に、押出成形品連続体１１Ａの外形形状（横断面形状）も整形されて自己保形可能な状態（押出成形品連続体１１Ａに作用する重力では横断面形状が塑性変形しない状態）になっている。
【００５３】
一次冷却機１７は、一次冷却水として脱気冷却水を満たした一次冷却水槽で構成され、一次冷却水（脱気冷却水）中に押出成形品連続体１１Ａを浸漬させて押出成形品連続体１１Ａを冷却する一次冷却を行う。また、脱気冷却水供給機１９から一次冷却機１７の下流側に一次冷却水（脱気冷却水）が供給され、一次冷却機１７の上流側から一次冷却水が排出されて脱気処理機４２に戻されるようになっている。これにより、一次冷却機１７内の一次冷却水は、下流側から上流側に向けて（押出成形品連続体１１Ａの移動方向と反対方向）流れながら排水されるようになっている。
【００５４】
この一次冷却の際に、一次冷却水中に浸漬した状態で下流側に移動する押出成形品連続体１１Ａの表面には気泡がほとんど発生しないが、仮に押出成形品連続体１１Ａの表面に小さい気泡が発生しても、その気泡は押出成形品連続体１１Ａの移動方向と反対方向に流れる一次冷却水の抵抗を受けて短時間のうちに押出成形品連続体１１Ａの表面から容易に離脱する。
【００５５】
一次冷却機１７を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の二次冷却機１８に供給される。この二次冷却機１８は、二次冷却水として脱気処理を施していない冷却水（例えば自然水）を満たした二次冷却水槽で構成され、二次冷却水中に押出成形品連続体１１Ａを浸漬させて押出成形品連続体１１Ａを冷却する二次冷却を行う。この二次冷却で、押出成形品連続体１１Ａは内部が固化されるまで冷却される。
【００５６】
二次冷却機１８を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の洗浄機３７に供給される。この洗浄機３７で、押出成形品連続体１１Ａの表面に向かって洗浄水（例えば自然水を温めた温水）を噴射する洗浄工程を実行して、もし、押出成形品連続体１１Ａの表面に、例えば塵や埃、油滴といった異物等が付着していても、その異物等を洗い流すことができる。この洗浄工程は、後工程で押出成形品連続体１１Ａ（又は押出成形品１１）の表面に塗装、別部品の接着、溶着等の化学的処理が行われる場合で、異物等の残存がその化学的処理に対して何らかの悪影響を与える可能性がある場合に実施すると良い。
【００５７】
洗浄機３７を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の水滴除去機３８に供給される。この水滴除去機３８は、押出成形品連続体１１Ａの表面に全周囲側からエアーを吹き付けるエアーブロー等によって押出成形品連続体１１Ａの表面に付着した洗浄水を吹き飛ばして除去する。
【００５８】
この後、水滴除去機３８を通過した押出成形品連続体１１Ａを引取機３９で引き取りながら、切断機４０に供給し、この切断機４０から所定間隔だけ離れて配置された位置センサ４１で押出成形品連続体１１Ａの先端部を検出する毎に切断機４０で押出成形品連続体１１Ａを切断することで、押出成形品連続体１１Ａを所定の長さ寸法で切断する。これにより、所定の長さ寸法の押出成形品１１の製造が完了する。
【００５９】
以上説明した本実施例では、押出成形品連続体１１Ａを冷却する冷却水として、脱気冷却水を用いるようにしたので、脱気冷却水が押出成形品連続体１１Ａに接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品連続体１１Ａの表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができ、押出成形品１１を押出成形する熱可塑性ポリマー材料として、結晶性の熱可塑性ポリマー材料を用いても、押出成形品連続体１１Ａの表面全体をほぼ同じ冷却速度で冷却して結晶化度に差が生じることを防止することが可能となり、押出成形品１１の表面（特に装飾部１２の表面）に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止することができる。
【００６０】
また、本実施例では、押出成形品連続体１１Ａを下流方向へ移動させながら真空サイジング機１６を用いて押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を整形すると共に押出成形品連続体１１Ａを脱気冷却水に接触させて冷却するようにしたので、押出成形品連続体１１Ａの表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくしながら、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状の整形と冷却を同時に行うことができる。
【００６１】
更に、本実施例では、真空サイジング機１６の整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に脱気冷却水を流入させるようにしたので、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状の整形と冷却を効率良く行うことができる。
【００６２】
また、本実施例では、脱気冷却水を５０℃以下（より好ましくは３０℃以下）の温度で供給して押出成形品連続体１１Ａの表面に接触させると共に、押出成形品連続体１１Ａの表面に接触して加熱された脱気冷却水を排出するようにしたので、押出成形品連続体１１Ａの表面付近に加熱された脱気冷却水が滞ることがなく、常に新たに供給されてくる５０℃以下（より好ましくは３０℃以下）の脱気冷却水で押出成形品連続体１１Ａを冷却することができ、押出成形品連続体１１Ａを効果的に冷却することができる。
【００６３】
尚、上記実施例では、押出成形品連続体１１Ａの全体を脱気冷却水に接触させて冷却するようにしたが、押出成形品連続体１１Ａのうちの使用時に視認される装飾部１２のみを脱気冷却水に接触させて冷却するようにしても良い。このようにしても、押出成形品１１の装飾部１２の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止できる。
【００６４】
また、上記実施例では、押出成形品連続体１１Ａを冷却する際に、真空サイジング機１６を用いるようにしたが、これに限定されず、例えば、通常のサイジング機（真空吸引作用の無いサイジング機）を用いるようにしても良い。或は、押出成形品１１の横断面形状の寸法許容公差が緩い場合には、真空サイジング機１６又は通常のサイジング機を省略して、押出成形機１４から押し出された押出成形品連続体１１Ａを直接に一次冷却機１７に供給するようにしても良い。
【００６５】
また、上記実施例では、結晶性の熱可塑性ポリマー材料で押出成形する押出成形品１１の製造に本発明を適用したが、これに限定されず、非結晶性の熱可塑性ポリマー材料で押出成形する押出成形品の製造に本発明を適用しても良い。
【００６６】
その他、本発明は、押出成形品の形状等を適宜変更しても良い。例えば、車両に装着されるルーフモールディングやベルトモールディング等の他のモール材に限定されず、他の車両用装飾材にも適用可能であり、更に、車両用以外の種々の押出形成品の製造に本発明を適用しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施例における押出成形品の製造装置の概略構成図である。
【図２】真空サイジング機の斜視図である。
【図３】真空サイジング機の縦方向（上流・下流方向）に沿う断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１…押出成形品、１２…装飾部、１３…脚部、１４…押出成形機、１５…冷却機、１６…真空サイジング機、１７…一次冷却機、１８…二次冷却機、１９…脱気冷却水供給機、２４…通過孔、２５…整形面、２８…供給流路、２９…吐出孔、３０…凹溝、３１…吸引室、３２…吸引孔、３３…タンク、３５…ポンプ、３６…真空ポンプ、３７…洗浄機、３８…水滴除去機、４０…切断機、４２…脱気処理機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性ポリマー材料を押出成形して押出成形品を製造する押出成形品の製造方法及び製造装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に装着される長尺なモール材等の押出成形品は、押出成形機で熱可塑性樹脂等の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形し、その長尺な押出成形品を冷却水槽等の冷却機で冷却して固化させた後に所定の長さ寸法に切断することで、所定形状の押出成形品を製造するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５４０７９号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、気体を除去する格別の処理が行われていない自然状態の水道水、井戸水、湧き水、湖水、河川水等には、気体（空気）が溶存しているが、溶存可能な気体の飽和量は一定気圧のもとでは水温に反比例し、水温が低いときよりも高いときの方が気体の飽和量が低下する。
【０００４】
このため、加熱状態で押出成形された押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品に接触した冷却水は、押出成形品との接触部分やその近傍において水温が急激に上昇して気体の飽和量が低下する。その結果、冷却水に溶存しきれなくなった気体が泡となって発生して、押出成形品の表面に気泡が付着することがある。
【０００５】
このように、押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品の表面に気泡が付着すると、冷却固化した押出成形品の表面に、直径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度で、深さが数μｍから数百μｍの凹んだ円形の跡（気泡の跡）が生じることがある。この原因は、押出成形品の表面のうちの気泡が付着した部分では、その周辺の気泡が付着していない部分（つまり冷却水と直接接触している部分）よりも冷却速度が遅くなるからと考えられる。このような円形跡の直径が０．２５ｍｍ（気泡の径で概ね１ｍｍ）を越えると、肉眼で視認可能となるため、押出成形品が装飾機能を求められる部分に使用される場合には、装飾性を損なうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、押出成形品を冷却水で冷却する際に押出成形品の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができて、押出成形品の表面に円形跡が生じることを防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形工程と、この押出成形工程で押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却工程とを含む押出成形品の製造方法であって、冷却工程において、冷却水として、溶存する気体を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いるようにしたものである。
【０００８】
脱気処理を施した脱気冷却水は、脱気処理前の冷却水に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、冷却工程で脱気冷却水を用いるようにすれば、脱気冷却水が押出成形品に接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができて、押出成形品の表面全体をほぼ同じ冷却速度で冷却することが可能となり、押出成形品の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止することができる。
【０００９】
また、請求項２のように、冷却工程において、押出成形品の横断面形状を整形するサイジング機を用いて押出成形品を下流方向へ移動させながら押出成形品の横断面形状を整形すると共に押出成形品を脱気冷却水に接触させて冷却するようにしても良い。このようにすれば、押出成形品の表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくしながら、押出成形品の横断面形状の整形と冷却を同時に行うことができる。
【００１０】
更に、請求項３のように、冷却工程において、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間に脱気冷却水を流入させるようにしても良い。このようにすれば、押出成形品の横断面形状の整形と冷却を効率良く行うことができる。
【００１１】
この場合、請求項４のように、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間寸法を０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定すると良い。このようにすれば、押出成形品の整形精度を確保しながら、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間に脱気冷却水を確実に流入させることができる。
【００１２】
また、請求項５のように、冷却工程において、脱気冷却水を５０℃以下の温度で供給して押出成形品の表面に接触させ、押出成形品の表面に接触して加熱された脱気冷却水を排出するようにしても良い。このようにすれば、押出成形品の表面付近に加熱された脱気冷却水が滞ることがなく、常に新たに供給されてくる５０℃以下の脱気冷却水で押出成形品を冷却することができ、押出成形品を効果的に冷却することができる。
【００１３】
この場合、請求項６のように、脱気冷却水を３０℃以下の温度で供給するようにしても良い。このようにすれば、押出成形品をより効果的に冷却することができる。
【００１４】
また、押出成形品の製造装置は、請求項７のように、所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形機と、押出成形機により押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却機とを備えた押出成形品の製造装置であって、所定の冷却水に溶存する気体を減少させる脱気処理を施す脱気処理機と、この脱気処理機により脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を冷却機に供給する脱気冷却水供給機とを設けるようにすると良い。このようにすれば、脱気冷却水を用いて押出成形品を冷却することが可能となり、押出成形品の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止できる。
【００１５】
更に、請求項８のように、冷却機には、押出成形品の横断面形状を整形する整形面が形成された通過孔を有するサイジング機を設け、該サイジング機の通過孔内に脱気冷却水を供給するようにすると良い。このようにすれば、脱気冷却水によって押出成形品を冷却しながら、押出成形品の横断面形状を整形することができる。
【００１６】
また、請求項９のように、脱気処理機は、脱気処理として、所定の冷却水にかかる気圧を大気圧よりも低下させて溶存する気体を減少させる処理を行うようにしても良い。或は、請求項１０のように、脱気処理機は、脱気処理として、所定の冷却水を加熱して溶存する気体を減少させた後に冷却する処理を行うようにしても良い。いずれの場合も、市販の脱気処理機を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、車両に装着される長尺なモール材等の押出成形品１１は、押出成形機１４で所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品連続体１１Ａを押出成形し、その押出成形品連続体１１Ａを冷却機１５の冷却水で冷却して固化させた後に切断機４０で所定の長さ寸法に切断することで、所定の長さ寸法の押出成形品１１を製造する。
【００１８】
この押出成形品１１は、車両に装着された場合に、外部に露出して装飾性を要求される装飾部１２（図２参照）と、この装飾部１２の裏面側に突出して車両の被取付部に取り付けられる脚部１３（図２参照）とが一体的に形成されている。この押出成形品１１を押出成形する熱可塑性ポリマー材料は、結晶性の熱可塑性ポリマー材料が用いられる。具体的には、ポリプロピレンやポリエチレン樹脂等のオレフィン系熱可塑性樹脂又はポリアミド樹脂を主体とする樹脂材料や、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体とする材料が用いられる。
【００１９】
ところで、気体を除去する格別の処理が行われていない自然状態の水道水、井戸水、湧き水、湖水、河川水等（以下「自然水」という）には、気体（空気）が溶存しているが、溶存可能な気体の飽和量は一定気圧のもとでは水温に反比例し、水温が低いときよりも高いときの方が気体の飽和量が低下する。
【００２０】
このため、押出成形品の冷却水として自然水を用いると、加熱状態で押出成形された押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品に接触した冷却水は、押出成形品との接触部分やその近傍において水温が急激に上昇して気体の飽和量が低下する。その結果、冷却水に溶存しきれなくなった気体が泡となって発生して、押出成形品の表面に気泡が付着することがある。このように、押出成形品を冷却水で冷却する際に、押出成形品の表面に気泡が付着すると、冷却固化した押出成形品の表面に、直径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度で、深さが数μｍから数百μｍの凹んだ円形の跡（気泡の跡）が生じることがある。
【００２１】
本発明者らは、押出成形品の冷却水として自然水を用いた場合に、押出成形品の表面に付着した気泡によって円形跡が生じる現象を詳細に観察して調査したところ、次のような事実を発見した。
【００２２】
(1) 加熱して軟化（溶融状態を含む）させた熱可塑性ポリマー材料から所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形し、その長尺な押出成形品を冷却水（自然水）に接触させて冷却する際に、押出成形品の表面に気泡が付着したままの状態で冷却水中を下流側に移動しながら冷却されている部分に円形跡が発生していること。気泡は、押出成形品の重力方向で上側の表面で発生して、そのままの位置に付着するものと、下側の表面で発生して、押出成形品が下流側へ移動している途中で押出成形品の幅方向に移動して上側の表面に付着するものとがある。
【００２３】
(2) 円形跡の発生は、押出成形品を押出成形する熱可塑性ポリマー材料の材質によって程度に相違があること。具体的には、熱可塑性ポリマー材料という同じ範疇に入るポリマー材料であっても、結晶性の熱可塑性ポリマー材料（典型的には、ポリプロピレンやポリエチレン樹脂を代表例とするオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリアミド樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー）の方が、非結晶性の熱可塑性ポリマー材料（典型的には、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂等の熱可塑性樹脂）よりも円形跡（特に凹みを伴う円形跡）が顕著に発生すること。
【００２４】
尚、押出成形直後の押出成形品の横断面形状を整形する整形面が形成された通過孔を有するサイジング機を用いて、このサイジング機の通過孔内（サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間）に冷却水（自然水）を供給して押出成形品を冷却しながら、押出成形品の横断面形状を整形する場合の方が、サイジング機を通過させずに押出成形品を冷却水槽の冷却水（自然水）中に浸漬させて冷却する場合よりも気泡が発生し易い。
【００２５】
本発明者らは、上記(1),(2) から次のような推定をした。
押出成形品を冷却水に接触させて冷却する際に、加熱して軟化した状態から気泡が付着したままの状態で所定時間（通常の押出成形では数十秒から数分）冷却される部分は、気泡が断熱材の役割を果たして冷却水に直接接触していないので、その周辺の気泡が付着していない部分（冷却水と直接接触している部分）よりも冷却速度が遅くなる。このため、押出成形品の表面のうちの気泡が付着した部分（冷却水に直接接触していない部分）は徐冷されるが、その周辺の気泡が付着していない部分（冷却水に直接接触している部分）は急冷されることになる。
【００２６】
また、結晶性の熱可塑性ポリマー材料は、加熱して軟化した非結晶の状態から急冷されるよりも徐冷されるほうが結晶化度が高くなり、結晶化度が高い部分は結晶化度が低い部分よりも密度が高く且つ体積が小さくなることが学術的に知られている。
【００２７】
以上のことから、押出成形品の表面のうちの気泡が付着した部分（徐冷される部分）では、その周辺の気泡が付着していない部分（急冷される部分）と比較して結晶化度が高くなって急冷される部分よりも大きな体積収縮が生じるため、局部的な凹みが発生し、この凹みが円形跡として視認されると推定した。
【００２８】
尚、押出成形直後の押出成形品をサイジング機で整形する場合に気泡が発生し易くなる原因は、サイジング機の整形面と押出成形品の表面との間の隙間は、通常で１．５ｍｍ以下と小さいため、その隙間に存在する冷却水の量が少なく、その隙間部分で冷却水の温度が短時間で高温に達して気体が溶存できる飽和量が低下するからであると推定する。
【００２９】
更に、非結晶性の熱可塑性ポリマー材料（典型的には、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂等の熱可塑性樹脂）の場合においても同様の円形跡が生じることがある。この円形跡は、結晶性の熱可塑性ポリマー材料の場合ほど凹みが顕著ではないが、冷却速度の差による徐冷部分と急冷部分とで表面の色や艶に差が生じて円形跡として視認されるものと推定する。
【００３０】
このような円形跡は、直径が０．２５ｍｍを越えると、肉眼で視認可能となるため、押出成形品が装飾機能を求められる部分に使用される場合には、装飾性を損なうという問題がある。
【００３１】
この対策として、本実施例では、後述する冷却機１５の上流部に配置した真空サイジング機１６と一次冷却機１７では、押出成形品連続体１１Ａを冷却する冷却水として、溶存する気体（空気）を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いるようにしている。
【００３２】
脱気処理を施した脱気冷却水は、脱気処理前の冷却水（例えば自然水）に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、冷却工程で脱気冷却水を用いるようにすれば、脱気冷却水が押出成形品連続体１１Ａに接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品連続体１１Ａの表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくするようにしている。
【００３３】
以下、図１乃至図５を用いて押出成形品１１の製造装置及び製造方法を説明する。
図１に示すように、まず、押出成形機１４で、熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品連続体１１Ａを押出成形する押出成形工程を実行する。
【００３４】
この後、押出成形機１４から送り出される押出成形品連続体１１Ａを冷却機１５に供給する。この冷却機１５で、押出成形品連続体１１Ａを冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却工程を実行する。この冷却機１５には、真空サイジング機１６と一次冷却機１７と二次冷却機１８が上流側から下流側に向かって順番に配置されている。また、冷却機１５の近傍には、所定の冷却水（新たに供給される自然水、又は真空サイジング機１６や一次冷却機１７で使用した脱気冷却水）に脱気処理を施す脱気処理機４２と、この脱気処理機４２により脱気処理を施した脱気冷却水を真空サイジング機１６と一次冷却機１７に供給する脱気冷却水供給機１９が配置されている。
【００３５】
冷却機１５は、まず、真空サイジング機１６で、押出成形品連続体１１Ａの冷却と整形を同時に行う。尚、押出成形機１４から送り出される押出成形品連続体１１Ａの温度は、使用する成形材料によって差異はあるが、一般的な熱可塑性ポリマー材料の場合には、１５０〜２５０℃に加熱されて押し出される。典型的な例としてオレフィン系熱可塑性エラストマーの場合には、概ね１８０〜２２０℃に加熱されて押し出される。
【００３６】
図２乃至図５に示すように、真空サイジング機１６には、上側サイジング型２０と下側サイジング型２１が設けられている。下側サイジング型２１には、上側サイジング型２０に向けて突出する位置決めピン２２（図４参照）が複数箇所に設けられ、上側サイジング型２０には、各位置決めピン２２に対応する位置にそれぞれ位置決め孔２３（図４参照）が設けられている。尚、上側サイジング型２０に位置決めピン２２を設けて、下側サイジング型２１に位置決め孔２３を設けるようにしても良い。位置決めピン２２を位置決め孔２３に挿入するように上側サイジング型２０と下側サイジング型２１を嵌め合わせることで上側サイジング型２０と下側サイジング型２１が一体化され、これらの上側サイジング型２０と下側サイジング型２１の合わせ面に、押出成形品連続体１１Ａが通過する通過孔２４が形成されている。
【００３７】
図３乃至図５に示すように、この通過孔２４の内周面に、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を整形するための整形面２５が形成されている。尚、図３乃至図５では下側サイジング型２１側の通過孔２４や整形面２５等の図示を省略している。通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）は、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を相似的に拡大した形状に形成され、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間寸法が０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下になるように設定されている。尚、図３乃至図５では前記隙間を誇張して拡大図示している。これにより、押出成形品連続体１１Ａの整形精度を確保しながら、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に脱気冷却水を確実に流入させることができる。押出成形品連続体１１Ａの横断面形状に対する通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）の拡大割合は、押出成形品１１に要求される横断面形状の寸法精度や横断面形状の大きさによって決定される。
【００３８】
尚、通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）は、押出成形品連続体１１Ａが通過孔２４を通過する際の冷却に伴って体積収縮するのに応じて上流側から下流側に向けて徐々に縮小させるようにしても良い。また、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状の一部だけを整形する場合には、通過孔２４の内周面の一部に整形面２５を形成すれば良い。
【００３９】
図２に示すように、真空サイジング機１６の上側サイジング型２０と下側サイジング型２１には、それぞれ真空サイジング機１６に脱気冷却水を供給するための供給口２６と、真空サイジング機１６から脱気冷却水を吸引するための吸引口２７が設けられている。
【００４０】
図３及び図４に示すように、供給口２６に接続された大径の供給流路２８には、周方向に複数の小径の吐出孔２９が接続されている。これらの複数の吐出孔２９は、押出成形品連続体１１Ａの幅方向に並んで配置されている。また、通過孔２４の内周面には、凹溝３０が押出成形品連続体１１Ａの幅方向に延びるように連続して形成され、この凹溝３０に吐出孔２９が連通している。
【００４１】
一方、図３及び図５に示すように、供給流路２８の下流側には、吸引口２７に接続された吸引室３１が設けられ、この吸引室３１に、複数の小径の吸引孔３２が接続されている。これらの複数の吸引孔３２は、押出成形品連続体１１Ａの幅方向及び長手方向に並んで配置されて通過孔２４に連通している。
【００４２】
真空サイジング機１６の上側サイジング型２０と下側サイジング型２１には、これらの供給流路２８、吐出孔２９、凹溝３０、吸引孔３２、吸引室３１等からなる冷却水路が、押出成形品連続体１１Ａの下流方向への移動経路に沿った複数箇所（２箇所又は３箇所以上）に設けられている。尚、図３乃至図５では下側サイジング型２１の冷却水路（供給流路２８、吐出孔２９、凹溝３０、吸引孔３２、吸引室３１等）の図示を省略している。
【００４３】
図１に示すように、真空サイジング機１６の吸引口２７には、真空ポンプ又は吸引ポンプ（以下「真空ポンプ」という）３６が接続され、この真空ポンプ３６によって真空サイジング機１６内の脱気冷却水が吸引されて脱気処理機４２に戻されるようになっている。脱気処理機４２は、脱気処理として、所定の冷却水（新たに供給される自然水、又は真空サイジング機１６や一次冷却機１７で使用した脱気冷却水）にかかる気圧を大気圧よりも低下させて溶存する気体を減少させる処理を行うように構成されている。或は、脱気処理として、所定の冷却水を加熱して溶存する気体を減少させた後に冷却する処理を行うように構成しても良い。いずれの場合も、市販の脱気処理機を採用することができる。尚、脱気処理機４２の構成を適宜変更しても良いことは言うまでもない。
【００４４】
また、脱気冷却水供給機１９には、脱気処理機４２から供給される脱気冷却水を貯溜するタンク３３と、このタンク３３内の脱気冷却水をフィルタ３４を介して汲み上げるポンプ３５とが設けられている。このポンプ３５から吐出される脱気冷却水が真空サイジング機１６の供給口２６に供給されるようになっている。タンク３３内の脱気冷却水の温度は、押出成形品連続体１１Ａを冷却するのに十分な温度（例えば５０℃以下、より好ましくは３０℃以下）に管理されている。
【００４５】
図３及び図４に示すように、脱気冷却水供給機１９から真空サイジング機１６の供給口２６に供給された脱気冷却水は、供給流路２８から吐出孔２９を通って凹溝３０に吐出され、この凹溝３０に沿って流れて押出成形品連続体１１Ａの幅方向全体に行き渡る。更に、押出成形品連続体１１Ａの幅方向全体に行き渡った脱気冷却水は、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に流入して、押出成形品連続体１１Ａと共に下流側に流れる。これにより、押出成形品連続体１１Ａを冷却するのに十分な温度（例えば５０℃以下、より好ましくは３０℃以下）に管理された脱気冷却水を押出成形品連続体１１Ａの表面に連続して供給する。
【００４６】
この後、図３及び図５に示すように、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に流入して加熱された脱気冷却水は、真空ポンプ３６の吸引力により吸引孔３２から吸引されて吸引室３１に流入し、この吸引室３１から吸引口２７を通って真空サイジング機１６の外部へ排出されて脱気処理機４２に戻される。この際、真空ポンプ３６の吸引力により押出成形品連続体１１Ａの表面を整形面３５側に吸引することで、押出成形品連続体１１Ａの表面を確実に整形面２５に沿って移動させて、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を正確に整形する。
【００４７】
このようにして、真空サイジング機１６の整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に脱気冷却水を流入させた後に排出する処理を押出成形品連続体１１Ａの下流方向への移動経路に沿った複数箇所（２箇所又は３箇所以上）で行うことで、押出成形品連続体１１Ａを効果的に冷却する。
【００４８】
整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に流入した脱気冷却水は、押出成形品連続体１１Ａの表面に接触した部分で加熱されて気体が溶存できる飽和量が下がるが、脱気処理前の冷却水（例えば自然水）に比べて溶存する気体（空気）の量が極めて少ないため、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。
【００４９】
もし、押出成形品連続体１１Ａの表面に小さい気泡が付着したままであったとしても、吐出孔２９の下流側に隣接して設けた吸引孔３２から脱気冷却水と一緒に気泡を吸引して、気泡を押出成形品連続体１１Ａの表面から強制的に離脱させることができる。
【００５０】
また、吸引孔３２付近では、押出成形品連続体１１Ａの表面に接触して加熱された脱気冷却水の一部が吸引孔３２から吸引されて排出されるが、整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に残った脱気冷却水で薄膜が形成され、この薄膜を介して押出成形品連続体１１Ａの表面を整形面２５側に真空吸着させながら整形面２５に対して摺動させて押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を整形することで、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状（外形形状）を通過孔２４の横断面形状（整形面２５の形状）と同一形状に整形する。
【００５１】
この真空サイジング機１６を通過する押出成形品連続体１１Ａの表面は、通過孔２４の内周面（整形面２５）と接触しながら移動するが、脱気冷却水の薄膜を介して移動するので動摩擦係数が小さくなり、接触部分で押出成形品連続体１１Ａの表面に引っ掛かり等が生じず、引っ掛かり等に起因する擦り傷の発生を防止できる。
【００５２】
図１に示すように、真空サイジング機１６を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の一次冷却機１７に供給される。この際、押出成形品連続体１１Ａの内部は表面に比べて高い温度を保っているが、表面は真空サイジング機１６を通過する際の冷却作用によって固化していると共に、押出成形品連続体１１Ａの外形形状（横断面形状）も整形されて自己保形可能な状態（押出成形品連続体１１Ａに作用する重力では横断面形状が塑性変形しない状態）になっている。
【００５３】
一次冷却機１７は、一次冷却水として脱気冷却水を満たした一次冷却水槽で構成され、一次冷却水（脱気冷却水）中に押出成形品連続体１１Ａを浸漬させて押出成形品連続体１１Ａを冷却する一次冷却を行う。また、脱気冷却水供給機１９から一次冷却機１７の下流側に一次冷却水（脱気冷却水）が供給され、一次冷却機１７の上流側から一次冷却水が排出されて脱気処理機４２に戻されるようになっている。これにより、一次冷却機１７内の一次冷却水は、下流側から上流側に向けて（押出成形品連続体１１Ａの移動方向と反対方向）流れながら排水されるようになっている。
【００５４】
この一次冷却の際に、一次冷却水中に浸漬した状態で下流側に移動する押出成形品連続体１１Ａの表面には気泡がほとんど発生しないが、仮に押出成形品連続体１１Ａの表面に小さい気泡が発生しても、その気泡は押出成形品連続体１１Ａの移動方向と反対方向に流れる一次冷却水の抵抗を受けて短時間のうちに押出成形品連続体１１Ａの表面から容易に離脱する。
【００５５】
一次冷却機１７を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の二次冷却機１８に供給される。この二次冷却機１８は、二次冷却水として脱気処理を施していない冷却水（例えば自然水）を満たした二次冷却水槽で構成され、二次冷却水中に押出成形品連続体１１Ａを浸漬させて押出成形品連続体１１Ａを冷却する二次冷却を行う。この二次冷却で、押出成形品連続体１１Ａは内部が固化されるまで冷却される。
【００５６】
二次冷却機１８を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の洗浄機３７に供給される。この洗浄機３７で、押出成形品連続体１１Ａの表面に向かって洗浄水（例えば自然水を温めた温水）を噴射する洗浄工程を実行して、もし、押出成形品連続体１１Ａの表面に、例えば塵や埃、油滴といった異物等が付着していても、その異物等を洗い流すことができる。この洗浄工程は、後工程で押出成形品連続体１１Ａ（又は押出成形品１１）の表面に塗装、別部品の接着、溶着等の化学的処理が行われる場合で、異物等の残存がその化学的処理に対して何らかの悪影響を与える可能性がある場合に実施すると良い。
【００５７】
洗浄機３７を通過した押出成形品連続体１１Ａは、連続して下流の水滴除去機３８に供給される。この水滴除去機３８は、押出成形品連続体１１Ａの表面に全周囲側からエアーを吹き付けるエアーブロー等によって押出成形品連続体１１Ａの表面に付着した洗浄水を吹き飛ばして除去する。
【００５８】
この後、水滴除去機３８を通過した押出成形品連続体１１Ａを引取機３９で引き取りながら、切断機４０に供給し、この切断機４０から所定間隔だけ離れて配置された位置センサ４１で押出成形品連続体１１Ａの先端部を検出する毎に切断機４０で押出成形品連続体１１Ａを切断することで、押出成形品連続体１１Ａを所定の長さ寸法で切断する。これにより、所定の長さ寸法の押出成形品１１の製造が完了する。
【００５９】
以上説明した本実施例では、押出成形品連続体１１Ａを冷却する冷却水として、脱気冷却水を用いるようにしたので、脱気冷却水が押出成形品連続体１１Ａに接触して加熱された際に、気泡がほとんど発生しないか又は発生する気泡のサイズが小さくなる。これにより、押出成形品連続体１１Ａの表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくすることができ、押出成形品１１を押出成形する熱可塑性ポリマー材料として、結晶性の熱可塑性ポリマー材料を用いても、押出成形品連続体１１Ａの表面全体をほぼ同じ冷却速度で冷却して結晶化度に差が生じることを防止することが可能となり、押出成形品１１の表面（特に装飾部１２の表面）に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止することができる。
【００６０】
また、本実施例では、押出成形品連続体１１Ａを下流方向へ移動させながら真空サイジング機１６を用いて押出成形品連続体１１Ａの横断面形状を整形すると共に押出成形品連続体１１Ａを脱気冷却水に接触させて冷却するようにしたので、押出成形品連続体１１Ａの表面に気泡が付着することを防止するか又は付着する気泡のサイズを小さくしながら、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状の整形と冷却を同時に行うことができる。
【００６１】
更に、本実施例では、真空サイジング機１６の整形面２５と押出成形品連続体１１Ａの表面との間の隙間に脱気冷却水を流入させるようにしたので、押出成形品連続体１１Ａの横断面形状の整形と冷却を効率良く行うことができる。
【００６２】
また、本実施例では、脱気冷却水を５０℃以下（より好ましくは３０℃以下）の温度で供給して押出成形品連続体１１Ａの表面に接触させると共に、押出成形品連続体１１Ａの表面に接触して加熱された脱気冷却水を排出するようにしたので、押出成形品連続体１１Ａの表面付近に加熱された脱気冷却水が滞ることがなく、常に新たに供給されてくる５０℃以下（より好ましくは３０℃以下）の脱気冷却水で押出成形品連続体１１Ａを冷却することができ、押出成形品連続体１１Ａを効果的に冷却することができる。
【００６３】
尚、上記実施例では、押出成形品連続体１１Ａの全体を脱気冷却水に接触させて冷却するようにしたが、押出成形品連続体１１Ａのうちの使用時に視認される装飾部１２のみを脱気冷却水に接触させて冷却するようにしても良い。このようにしても、押出成形品１１の装飾部１２の表面に視認できるような大きさの円形跡が生じることを防止できる。
【００６４】
また、上記実施例では、押出成形品連続体１１Ａを冷却する際に、真空サイジング機１６を用いるようにしたが、これに限定されず、例えば、通常のサイジング機（真空吸引作用の無いサイジング機）を用いるようにしても良い。或は、押出成形品１１の横断面形状の寸法許容公差が緩い場合には、真空サイジング機１６又は通常のサイジング機を省略して、押出成形機１４から押し出された押出成形品連続体１１Ａを直接に一次冷却機１７に供給するようにしても良い。
【００６５】
また、上記実施例では、結晶性の熱可塑性ポリマー材料で押出成形する押出成形品１１の製造に本発明を適用したが、これに限定されず、非結晶性の熱可塑性ポリマー材料で押出成形する押出成形品の製造に本発明を適用しても良い。
【００６６】
その他、本発明は、押出成形品の形状等を適宜変更しても良い。例えば、車両に装着されるルーフモールディングやベルトモールディング等の他のモール材に限定されず、他の車両用装飾材にも適用可能であり、更に、車両用以外の種々の押出形成品の製造に本発明を適用しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施例における押出成形品の製造装置の概略構成図である。
【図２】真空サイジング機の斜視図である。
【図３】真空サイジング機の縦方向（上流・下流方向）に沿う断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１…押出成形品、１２…装飾部、１３…脚部、１４…押出成形機、１５…冷却機、１６…真空サイジング機、１７…一次冷却機、１８…二次冷却機、１９…脱気冷却水供給機、２４…通過孔、２５…整形面、２８…供給流路、２９…吐出孔、３０…凹溝、３１…吸引室、３２…吸引孔、３３…タンク、３５…ポンプ、３６…真空ポンプ、３７…洗浄機、３８…水滴除去機、４０…切断機、４２…脱気処理機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形工程と、前記押出成形工程で押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却工程とを含む押出成形品の製造方法であって、
前記冷却工程において、前記冷却水として、溶存する気体を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いるようにしたことを特徴とする押出成形品の製造方法。
【請求項２】
前記冷却工程において、前記押出成形品の横断面形状を整形するサイジング機を用いて前記押出成形品を下流方向へ移動させながら前記押出成形品の横断面形状を整形すると共に前記押出成形品を前記脱気冷却水に接触させて冷却することを特徴とする請求項１に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項３】
前記冷却工程において、前記サイジング機の整形面と前記押出成形品の表面との間の隙間に前記脱気冷却水を流入させることを特徴とする請求項２に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項４】
前記サイジング機の整形面と前記押出成形品の表面との間の隙間寸法が０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項５】
前記冷却工程において、前記脱気冷却水を５０℃以下の温度で供給して前記押出成形品の表面に接触させ、前記押出成形品の表面に接触して加熱された前記脱気冷却水を排出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の押出成形品の製造方法。
【請求項６】
前記冷却工程において、前記脱気冷却水を３０℃以下の温度で供給することを特徴とする請求項５に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項７】
所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形機と、前記押出成形機により押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却機とを備えた押出成形品の製造装置であって、
所定の冷却水に溶存する気体を減少させる脱気処理を施す脱気処理機と、
前記脱気処理機により脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を前記冷却機に供給する脱気冷却水供給機と
を備えていることを特徴とする押出成形品の製造装置。
【請求項８】
前記冷却機には、前記押出成形品の横断面形状を整形する整形面が形成された通過孔を有するサイジング機が設けられ、該サイジング機の通過孔内に前記脱気冷却水が供給されることを特徴とする請求項７に記載の押出成形品の製造装置。
【請求項９】
前記脱気処理機は、前記脱気処理として、所定の冷却水にかかる気圧を大気圧よりも低下させて溶存する気体を減少させる処理を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載の押出成形品の製造装置。
【請求項１０】
前記脱気処理機は、前記脱気処理として、所定の冷却水を加熱して溶存する気体を減少させた後に冷却する処理を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載の押出成形品の製造装置。
【請求項１】
所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形工程と、前記押出成形工程で押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却工程とを含む押出成形品の製造方法であって、
前記冷却工程において、前記冷却水として、溶存する気体を減少させる脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を用いるようにしたことを特徴とする押出成形品の製造方法。
【請求項２】
前記冷却工程において、前記押出成形品の横断面形状を整形するサイジング機を用いて前記押出成形品を下流方向へ移動させながら前記押出成形品の横断面形状を整形すると共に前記押出成形品を前記脱気冷却水に接触させて冷却することを特徴とする請求項１に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項３】
前記冷却工程において、前記サイジング機の整形面と前記押出成形品の表面との間の隙間に前記脱気冷却水を流入させることを特徴とする請求項２に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項４】
前記サイジング機の整形面と前記押出成形品の表面との間の隙間寸法が０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項５】
前記冷却工程において、前記脱気冷却水を５０℃以下の温度で供給して前記押出成形品の表面に接触させ、前記押出成形品の表面に接触して加熱された前記脱気冷却水を排出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の押出成形品の製造方法。
【請求項６】
前記冷却工程において、前記脱気冷却水を３０℃以下の温度で供給することを特徴とする請求項５に記載の押出成形品の製造方法。
【請求項７】
所定の熱可塑性ポリマー材料を加熱して軟化させた状態で所定横断面形状の長尺な押出成形品を押出成形する押出成形機と、前記押出成形機により押出成形された押出成形品を冷却水に接触させて冷却すると共に固化させる冷却機とを備えた押出成形品の製造装置であって、
所定の冷却水に溶存する気体を減少させる脱気処理を施す脱気処理機と、
前記脱気処理機により脱気処理を施した冷却水（以下「脱気冷却水」という）を前記冷却機に供給する脱気冷却水供給機と
を備えていることを特徴とする押出成形品の製造装置。
【請求項８】
前記冷却機には、前記押出成形品の横断面形状を整形する整形面が形成された通過孔を有するサイジング機が設けられ、該サイジング機の通過孔内に前記脱気冷却水が供給されることを特徴とする請求項７に記載の押出成形品の製造装置。
【請求項９】
前記脱気処理機は、前記脱気処理として、所定の冷却水にかかる気圧を大気圧よりも低下させて溶存する気体を減少させる処理を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載の押出成形品の製造装置。
【請求項１０】
前記脱気処理機は、前記脱気処理として、所定の冷却水を加熱して溶存する気体を減少させた後に冷却する処理を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載の押出成形品の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１２６１４（Ｐ２０１０−１２６１４Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７２０２６（Ｐ２００８−１７２０２６）
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００２１９７０５）東海興業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００２１９７０５）東海興業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
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