JP2002355816A

JP2002355816A - 筒付き絞り盤

Info

Publication number: JP2002355816A
Application number: JP2001163931A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yanagihara; 豊柳原
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-10
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP4815696B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂発泡粒子の倍率バラツキを少な
くする。【解決手段】耐圧容器中で熱可塑性樹脂粒子を水性分
散媒に分散させ、発泡剤を含浸させてから低圧域に放出
させて発泡粒子を製造する際に放出部に使用する筒付き
絞り盤であって、筒体の開口部がスリット状または円形
であり、その正面の幅または短径をＨ_a、筒長さをＬと
したとき、Ｈ_a≧２ｍｍ、Ｌ≧５ｍｍの筒体を１個以上
有する絞り盤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐圧容器中で熱可
塑性樹脂粒子を水性分散媒に分散させ、発泡剤を含浸さ
せてから低圧域に放出させて発泡粒子を製造する際に放
出部に使用する筒付き絞り盤に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、耐圧容器中で水性分散媒に分散させた熱可塑性粒
子を加熱し、発泡剤を含浸させたのち、加圧下の熱可塑
性樹脂粒子と水性分散媒との混合物を低圧域に放出する
ことによって熱可塑性樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を
製造する方法が一般に行われている。

【０００３】熱可塑性樹脂粒子の放出は、通常は放出部
に取り付けられたオリフィス型またはノズル型の絞り盤
に設けられたオリフィス（スリットまたは孔）を１回通
して行われる（たとえば特開昭５８−１９７０２７号公
報）。

【０００４】前記熱可塑性樹脂としては、たとえばスチ
レン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などがあげら
れ、これらの樹脂から、球状、円柱状、楕円柱状、立方
体状などの所望の形状の粒子が製造され、用いられてい
る。

【０００５】前記発泡剤としては、揮発性発泡剤、無機
ガス、水（たとえば国際公開第９７／３８０４８号パン
フレット（１９９７））などが使用されている。

【０００６】前記放出部に設けられたオリフィス型また
はノズル型の絞り盤としては、一般に幅が４〜２０ｍ
ｍ、高さが４〜２０ｍｍで、最狭部の奥行きが５〜２０
０ｍｍのスリットを１〜１０個有するものや、面積が１
０〜４００ｍｍ２、最狭部の奥行きが５〜２００ｍｍの
孔を１〜１０個有するものが使用されている。

【０００７】前記絞り盤を用いて発泡倍率が２〜１５倍
の低発泡粒子を製造する際、（数１）で表される倍率バ
ラツキが２０％以上と高くなり、良好な特性の発泡粒子
を得ることができない。

【０００８】

【数１】

【０００９】発泡粒子の倍率バラツキが大きくなると、
製造工程での倍率管理が難しく収率が悪化してしまうこ
とと、発泡粒子を原料とする型内発泡成形体の重量バラ
ツキが悪化し、良好な特性を有する型内発泡成形体を製
造することが難しくなり、不良品が増加してしまう問題
がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、前
記のごとき実状に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、放出部
に使用する絞り盤の形状を従来とは異なる特定のものに
することにより、倍率バラツキが１０％以下である発泡
粒子を得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１１】すなわち、本発明は、耐圧容器中で熱可塑
性樹脂粒子を水性分散媒に分散させ、発泡剤を含浸させ
てから低圧域に放出させて発泡粒子を製造する際に放出
部に使用する筒付き絞り盤であって、オリフィス開口面
積の３倍以上の開口面積を有する筒体がオリフィス板の
放出側に一体的に立設されてなることを特徴とする筒付
き絞り盤（請求項１）、筒体（スリットまたは円）の正
面の幅または短径をＨ_a、筒長さをＬとしたとき、Ｈ_a
≧２ｍｍ、Ｌ≧５ｍｍの筒を１個以上有する請求項１記
載の筒付き絞り盤（請求項２）、Ｈ_a＝３〜２５ｍｍ、
Ｌ＝５〜３００ｍｍである請求項２記載の筒付き絞り盤
（請求項３）、熱可塑性樹脂粒子がポリオレフィン系樹
脂粒子である請求項１乃至３記載の筒付き絞り盤（請求
項４）に関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の筒付き絞り盤（以下単に
絞り盤ともいう）は、耐圧容器中で熱可塑性樹脂粒子を
水性分散媒に分散させ、発泡剤を含浸させてから低圧域
に放出させて発泡粒子を製造する際に、放出部に使用さ
れるものである。

【００１３】前記熱可塑性樹脂発泡粒子を製造する際に
使用される耐圧容器は、絞り盤が本発明のものである以
外に特別な限定はなく、従来から使用されているものを
そのまま使用することができる。

【００１４】前記熱可塑性樹脂粒子としては、発泡粒子
の製造に使用されるものである限りとくに限定はなく、
たとえばスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミ
ド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂
などがあげられるが、ポリオレフィン系樹脂が、発泡
性、成形性、得られる成形体の機械強度、耐熱性、柔軟
性のバランスに優れた発泡粒子を得ることができる点か
ら好ましい。

【００１５】前記のごとき特徴を有するポリオレフィン
系樹脂としては、オレフィン単量体単位を５０〜１００
重量％（以下、％という）、さらには７０〜１００％含
有し、オレフィン単量体と共重合可能な単量体単位を０
〜５０％、さらには０〜３０％含有する樹脂である。オ
レフィン単量体単位を５０％以上含有するため、軽量で
機械的強度、加工性、電気絶縁性、耐水性、耐薬品性に
すぐれた成形体がえられる。

【００１６】前記オレフィン単量体と共重合可能な単量
体単位は、接着性、透明性、耐衝撃性、ガスバリア性な
どの改質のために使用される成分であり、使用すること
による効果を得るためには２％以上、さらには５％以上
使用するのが好ましい。

【００１７】前記オレフィン単量体の具体例としては、
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、
ヘプテン、オクテンなどの炭素数２〜８のα−オレフイ
ン単量体やノルボルネン系モノマーなどの環状オレフィ
ンなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２
種以上を併用してもよい。これらのうちではエチレン、
プロピレンが安価であり、得られる重合体の物性が良好
になる点から好ましい。

【００１８】前記オレフィン単量体と共重合可能な単量
体の具体例としては、酢酸ビニルなどのビニルアルコー
ルエステル、メチルメタクリレート、エチルアクリレー
ト、ヘキシルアクリレートなどのアルキル基の炭素数が
１〜６の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ビニル
アルコール、メタクリル酸、塩化ビニルなどがあげられ
る。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用して
もよい。これらのうちでは、酢酸ビニルが接着性、柔軟
性、低温特性の点から好ましく、メチルメタクリレート
が接着性、柔軟性、低温特性、熱安定性の点から好まし
い。

【００１９】前記ポリオレフィン系樹脂のメルトインデ
ックス（ＭＩ）としては、たとえばポリプロピレン系樹
脂では０．２〜５０ｇ／１０分、さらには１〜３０ｇ／
１０分のものが好ましく、また曲げ弾性率（ＪＩＳＫ
７２０３）としては、たとえばポリプロピレン系樹脂
では５０００〜２００００ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、さらには８
０００〜１６０００ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、融点としては、た
とえばポリプロピレン系樹脂では１２５〜１６５℃、さ
らには１３０〜１６０℃のものが好ましい。前記ＭＩが
０．２ｇ／１０分未満の場合、溶融粘度が高すぎて高発
泡倍率の発泡粒子が得られにくく、５０ｇ／１０分をこ
える場合、発泡時の樹脂の伸びに対する溶融粘度が低く
破泡しやすくなり、高発泡倍率の予備発泡粒子が得られ
にくくなる傾向にある。また、前記曲げ強度が５０００
ｋｇ／ｃｍ²Ｇ未満の場合、機械的強度、耐熱性が不十
分となり、２００００ｋｇ／ｃｍ²Ｇをこえる場合、得
られる発泡成形体の柔軟性、緩衝特性が不十分となる傾
向にある。さらに、融点が１２５℃未満の場合、耐熱性
が不足し、１６５℃をこえる場合、成形時の融着性、二
次発泡力不足となる傾向にある。

【００２０】前記ポリオレフィン系樹脂の具体例として
は、たとえばエチレン−プロピレンランダム共重合体、
エチレン−プロピレン−ブテンランダム３元共重合体、
ポリエチレン−ポリプロピレンブロック共重合体、ホモ
ポリプロピレンなどのポリプロピレン系樹脂、低密度ポ
リエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体な
どのポリエチレン系樹脂、ポリブテン、ポリペンテンな
どがあげられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、無
架橋の状態で用いてもよく、パーオキサイドや放射線な
どにより架橋させて用いてもよい。これらのポリマーは
単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００２１】これらのうちでは、ポリプロピレン系樹脂
が、他のポリオレフィン系樹脂と比べて、倍率バラツキ
が小さく、高発泡倍率の発泡粒子が得られやすく、ま
た、得られた発泡粒子から製造された成形体の機械的強
度や耐熱性が良好であるため好ましい。

【００２２】後述する如く発泡剤として水を使用する場
合には、ポリオレフィン系樹脂粒子を軟化温度以上の温
度に加熱した場合の含水率が１〜５０％の含水樹脂粒子
とし、発泡しやすくするために、ポリオレフィン系樹脂
１００重量部（以下、部という）に対して親水性ポリマ
ー０．０５〜２０部を含有するポリオレフィン系樹脂組
成物からなる樹脂粒子として使用するのが好ましい。

【００２３】前記親水性ポリマーとは、ＡＳＴＭＤ５
７０に準拠して測定された吸水率が０．５％以上のポリ
マーのことであり、いわゆる吸湿性ポリマー、吸水性ポ
リマ一（水に溶けることなく、自重の数倍から数百倍の
水を吸収し、圧力がかかっても脱水されがたいポリマ
ー）および水溶性ポリマー（常温ないし高温状態で水に
溶解するポリマー）を含有する概念である。前記親水性
ポリマーの分子内には、カルボキシル基、水酸基、アミ
ノ基、アミド基、エステル基、ポリオキシエチレン基な
どの親水性基が含有される。

【００２４】前記吸湿性ポリマーの例としては、たとえ
ばカルボキシル基含有ポリマー、ポリアミド、熱可塑性
ポリエステル系エラストマー、セルロース誘導体などが
あげられる。

【００２５】前記カルボキシル基含有ポリマーの具体例
としては、たとえばエチレン−アクリル酸−無水マレイ
ン酸３元共重合体（吸水率０．５〜０．７％）、エチレ
ン−（メタ）アクリル酸共重合体のカルボン酸基をナト
リウムイオン、カリウムイオンなどのアルカリ金属イオ
ンで塩にし、分子間を架橋させたアイオノマー系樹脂
（吸水率０．７〜１．４％）、エチレン−（メタ）アク
リル酸共重合体（吸水率０．５〜０．７％）などがあげ
られる。また、前記ポリアミドの具体例としては、たと
えばナイロン−６（吸水率１．３〜１．９％）、ナイロ
ン−６，６（吸水率１．１〜１．５％）、共重合ナイロ
ン（ＥＭＳ−ＣＨＥＭＩＥＡＧ社製、商品名グリルテ
ックスなど）（吸水率１．５〜３％）などがあげられ
る。さらに、前記熱可塑性ポリエステル系エラストマー
の具体例としては、たとえばポリブチレンテレフタレー
トとポリテトラメチレングリコールとのブロック共重合
体（吸水率０．５〜０．７％）などがあげられる。そし
て、前記セルロース誘導体の具体例としては、たとえば
酢酸セルロース、プロピオン酸セルロースなどがあげら
れる。これらは単独で用いてもよく２種以上を併用して
もよい。

【００２６】前記吸湿性ポリマーのうちでは、アイオノ
マー系樹脂が、ポリオレフィン系樹脂中での分散性にす
ぐれ、比較的少量で高含水率の含水ポリオレフィン系樹
脂組成物が得られ、所望の発泡倍率を有し倍率バラツキ
の小さい発泡粒子を得られるため好ましい。

【００２７】前記吸水性ポリマーの例としては、たとえ
ば架橋ポリアクリル酸塩系重合体、澱粉−アクリル酸グ
ラフト共重合体、架橋ポリビニルアルコール系重合体、
架橋ポリエチレンオキサイド系重合体、イソブチレン−
マレイン酸系共重合体などがあげられる。

【００２８】前記架橋ポリアクリル酸塩系重合体の具体
例としては、たとえば（株）日本触媒製のアクアリック
（商品名）、三菱化学（株）製のダイヤウェット（商品
名）などで代表される架橋ポリアクリル酸ナトリウム系
重合体などがあげられる。前記架橋ポリビニルアルコー
ル系重合体の具体例としては、たとえば日本合成化学工
業（株）製のアクアリザーブＧＰ（商品名）などで代表
される種々の架橋ポリビニルアルコール系重合体があげ
られる。また、前記架橋ポリエチレンオキサイド系重含
体の具体例としては、たとえば住友精化（株）製のアク
アコーク（商品名）などで代表される架橋ポリエチレン
オキサイド系重合体があげられる。そして、前記イソブ
チレン−マレイン酸系共重合体の具体例としては、たと
えば（株）クラレ製のＫＩゲル（商品名）などで代表さ
れるイソブチレン−マレイン酸系共重合体があげられ
る。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用して
もよい。

【００２９】前記吸水性ポリマーのうちでは、架橋ポリ
エチレンオキサイドがポリオレフィン系樹脂中での分散
性、比較的少量で高含水率がえられる点から好ましい。

【００３０】前記水溶性ポリマーの例としては、たとえ
ばポリ（メタ）アクリル酸系重合体、ポリ（メタ）アク
リル酸塩系重合体、ポリビニルアルコール系重合体、ポ
リエチレンオキサイド系重合体、水溶性セルロース誘導
体などがあげられる。

【００３１】前記ポリ（メタ）アクリル酸系重合体の具
体例としては、たとえばポリアクリル酸、アクリル酸−
アクリル酸エチル共重合体、ポリメタクリル酸２−ヒド
ロキシエチルなどがあげられる。また、前記ポリ（メ
タ）アクリル酸塩系重合体の具体例としては、たとえば
ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウ
ム、ポリアクリル酸カリウム、ポリメタクリル酸カリウ
ムなどがあげられる。また、前記ポリビニルアルコール
系重合体の具体例としては、たとえばポリビニルアルコ
ール、ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体などがあ
げられる。さらに、前記ポリエチレンオキサイド系重合
体の具体例としては、たとえば分子量数万〜数百万のポ
リエチレンオキサイドなどがあげられる。そして、前記
水溶性セルロース誘導体の具体例としては、たとえばカ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
スなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２
種以上を併用してもよい。

【００３２】前記吸湿性ポリマー、吸水性ポリマーおよ
び水溶性ポリマーは単独で用いてもよく、２種以上を併
用してもよい。

【００３３】前記親水性ポリマーの使用量は、前記親水
性ポリマーの種類によって異なるが、ポリオレフィン系
樹脂組成物からなる樹脂粒子を密閉容器内で水系分散媒
に分散させ、ポリオレフィン系樹脂組成物の軟化温度以
上で軟化温度＋２０℃以下の温度に加熱したときの含水
率が１〜５０％になるポリオレフィン系樹脂組成物をえ
るためには、通常、ポリオレフィン系樹脂１００部に対
して、０．０１部以上、好ましくは０．１部以上であ
る。また、発泡粒子の製造時の生産安定性や発泡特性を
良好にし、発泡粒子からえられる成形体にすぐれた機械
的強度や耐熱性を付与するとともに、吸水時の寸法変化
を小さくする点からは、２０部以下、好ましくは１０部
以下である。

【００３４】本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂
組成物には、充填剤、すなわち無機充填剤および（また
は）有機充填剤を含有せしめるのが、倍率バラツキが小
さく、かつ気泡が均一で比較的高発泡倍率の発泡粒子を
えることができるという点から好ましい。

【００３５】前記無機充填剤の具体例としては、たとえ
ばタルク、炭酸カルシウム、水酸化カルシウムなどがあ
げられる。これらの無機充填剤のなかでは、タルクが、
倍率バラツキが小さく、気泡が均一で、比較的高発泡倍
率の発泡粒子を与える点から好ましい。

【００３６】前記有機充填剤としては、前記ポリオレフ
ィン系樹脂の軟化温度以上の温度で固体状のものであれ
ばよく、とくに限定はない。前記有機充填剤の具体例と
しては、たとえばフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉
末、熱可塑性ポリエステル樹脂粉末などがあげられる。
前記充填剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用し
てもよい。

【００３７】前記充填剤の平均粒子径は、気泡が均一で
比較的高発泡倍率を有する発泡粒子を得ることができ、
また、該予備発泡粒子から機械的強度や柔軟性などにす
ぐれた成形体を得ることができる点から、５０μｍ以
下、さらには１０μｍ以下であるのが好ましく、２次凝
集や取扱作業性の点から０．１μｍ以上、さらには０．
５μｍ以上であるのが好ましい。

【００３８】前記充填剤を使用する場合の使用量は、比
較的高発泡倍率の発泡粒子をうる点から、ポリオレフィ
ン系樹脂１００部に対して０．００１部以上、さらには
０．００５部以上にするのが好ましく、また発泡粒子を
成形する際に、すぐれた融着性を発現させ、該発泡粒子
から機械的強度や柔軟性などにすぐれた成形体をえる点
から、３部以下、好ましくは２部以下である。

【００３９】前記ポリオレフィン系樹脂、親水性ポリマ
ー、必要により充填剤などを含有する前記ポリオレフィ
ン系樹脂組成物は、通常、押出機、ニーダー、バンバリ
ーミキサー、ロールなどを用いて溶融混練し、ついで円
柱状、楕円柱状、球状、立方体状、直方体状など発泡に
利用しやすい所望の粒子形状に成形するのが好ましい。
前記粒子を製造する際の条件、樹脂粒子の大きさなどに
もとくに限定はないが、たとえば押出機中で溶融混練し
てえられる粒子は、通常０．５〜５ｍｇ／粒である。

【００４０】前記のごとき樹脂粒子を密閉容器内で水系
分散媒に分散させ、前記樹脂粒子を前記ポリオレフィン
系樹脂の軟化温度以上の温度に加熱し、発泡剤を樹脂粒
子に含浸せしめる。

【００４１】前記樹脂粒子を分散させる水系分散媒は、
前記ポリオレフィン系樹脂を溶解させない溶媒であれば
よく、通常水または水とエチレングリコール、グリセリ
ン、メタノール、エタノールなどのうちの１種類または
それらの２種以上との混合物が例示されるが、環境面、
経済性などから水が好ましい。

【００４２】前記分散剤の具体例としては、たとえば第
三リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性
炭酸亜鉛、炭酸カルシウムなどの無機塩やベントナイ
ト、カオリンなどの粘土類があげられる。これらのうち
で第三リン酸カルシウムが、分散力が強く好ましい。ま
た、前記界面活性剤としては、たとえばドデシルベンゼ
ンスルホン酸ソーダ、n−パラフィンスルホン酸ソー
ダ、α−オレフィンスルホン酸ソーダ、アルキルナフタ
レンスルホン酸ソーダなどのアニオン性界面活性剤、塩
化ベンザルコニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニ
ウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウムなどのカチ
オン性界面活性剤があげられる。これらのうちでn−パ
ラフィンスルホン酸ソーダが良好な分散力を与え、生分
解されやすいことから好ましい。

【００４３】前記水系分散媒に分散させる樹脂粒子の量
としては、水系分散媒１００部に対して樹脂粒子３〜１
００部、さらには１０〜５０部が好ましい。樹脂粒子の
量が３部未満になると生産性が低下し、経済的でなく、
１００部をこえると加熱中に容器内で樹脂粒子同士が融
着する傾向が生じる。

【００４４】また、難水溶性無機化合物（無機分散
剤）、および界面活性剤（分散助剤）の使用量について
は、特別な限定はなく、一般に使用される量を使用すれ
ばよいが、難水溶性無機化合物（無機分散剤）は、樹脂
粒子１００部に対して０．０５〜１０部が好ましく、界
面活性剤（分散助剤）は、樹脂粒子１００部に対して
０．０００５〜１部が好ましい。

【００４５】前記樹脂粒子を分散させて加熱する温度
は、使用するポリオレフィン系樹脂組成物の軟化温度以
上の温度、具体的には融点以上、好ましくは融点＋５℃
以上で、好ましくは融点＋２０℃以下、さらに好ましく
は融点＋１５℃以下の温度であり、たとえば融点１４５
℃のエチレン−プロピレン共重合体の場合、１４５〜１
６５℃、さらには１５０〜１６０℃が好ましく、１４５
℃未満では発泡しにくくなり、１６５℃をこえると、え
られる発泡粒子の機械的強度、耐熱性が充分でなく、容
器内で粒子が融着しやすくなる。

【００４６】前記発泡剤が水の場合、樹脂粒子を水系分
散媒に分散させて加熱し、たとえば３０分〜１２時間攪
拌することにより、樹脂粒子の含水率を１〜５０％の含
水樹脂粒子にしたのち、無機ガスを耐圧容器内に導入し
て耐圧容器の圧力を６〜７５ｋｇ／ｃｍ²Ｇとし、この
圧力を保持しつつ前記耐圧容器の内圧よりも低圧の雰囲
気中に筒付き絞り盤を通したのち放出させ、前記含水樹
脂粒子を発泡させることにより、ポリオレフィン系樹脂
発泡粒子が製造される。

【００４７】前記含水率の調整は、加熱温度、加熱時間
などを調整することによって行うことができる。含水率
が１％未満のばあい、発泡倍率が２倍末満となりやす
い。好ましい含水率は３％以上である。また、５０％を
こえると、樹脂粒子の水系分散媒に対する分散性が低下
し、予備発泡粒子製造時に密閉容器内で樹脂粒子が塊状
になり、均一に発泡させることができなくなりやすい。
好ましい含水率は３０％以下である。なお、親水性ポリ
マーの吸水率は常温で測定する値であり、前記含水率は
高温（樹脂融点）で測定する値であるため、たとえば用
いた親水性ポリマーの吸水率が０．５％以上であれば、
１％以上の含水率がえられる。

【００４８】前記粒子をポリオレフィン系樹脂組成物の
軟化温度以上の温度に加熱して含水率を１〜５０％にす
るため、本発明の筒付き絞り盤を用いた場合には発泡倍
率を約２〜４３倍、さらには約３〜２０倍で倍率バラツ
キが小さい発泡粒子にすることができ、また、発泡粒子
製造時に密閉容器内で樹脂粒子が塊状にならず均一な発
泡粒子にすることができる。

【００４９】なお、前記ポリオレフィン系樹脂の軟化温
度は、ＤＳＣ（示差走査熱量計）によって１０℃／分の
昇温速度で測定したときの、融解ピークの頂点の温度よ
り求められる。また、含水率はその温度以上における水
蒸気圧下での含水率であり、以下のようにして求められ
る。

【００５０】すなわち、３００ｃｃ耐圧アンプル中に前
記ポリオレフィン系樹脂組成物からなる粒子５０ｇ、水
１５０ｇ、難水溶性無機化合物（無機分散剤）としてパ
ウダー状塩基性第三リン酸カルシウム０．５ｇ、界面活
性剤としてｎ−パラフィンスルホン酸ソーダ０．０３ｇ
を入れ、密閉後に前記ポリオレフィン系樹脂組成物の軟
化温度以上の温度に設定した油浴中で３時間加熱処理す
る。さらに室温まで冷却後、取り出し、充分水洗して難
水溶性無機化合物（無機分散剤）を除去したのち、得ら
れたポリオレフィン系樹脂組成物の含水粒子の表面付着
水分を除去したものの重量（Ｘ）を求め、ついでその樹
脂粒子の融点よりも２０℃高い温度に設定されたオ一ブ
ン中で３時間乾燥させ、デシケータ中で室温まで冷却さ
せたあとの重量（Ｙ）を求め、（数２）にしたがって求
められる。ポリオレフィン系樹脂組成物からの粒子中に
充填剤などを含むばあいの含水率は、ポリオレフィン系
樹脂組成物および親水性ポリマーの合計量に対する含水
率である。

【００５１】

【数２】

【００５２】前記耐圧容器内の圧力の調整に用いる無機
ガスとしては、チッ素、空気またはこれらを主体（通
常、５０容量％以上、さらには７０容量％以上）とし、
アルゴン、ヘリウム、キセノンなどの不活性ガスや水蒸
気、酸素、水素、オゾンなどを少量（５０容量％以下、
さらには３０容量％以下）含む無機ガスなどが使用でき
るが、経済性、生産性、安全性、環境適合性などの点か
らチッ素、空気が好ましい。

【００５３】前記無機ガスによる保持圧力は、６〜７５
ｋｇ／ｃｍ²Ｇが好ましく、１０〜３０ｋｇ／ｃｍ²Ｇが
より好ましい。保持圧力が６ｋｇ／ｃｍ²Ｇ未満では樹
脂粒子はほとんど発泡せず、所望とする発泡倍率を有す
る発泡粒子がえられない。また７５ｋｇ／ｃｍ²Ｇをこ
えるとえられる発泡粒子の気泡が小さくなりすぎ、独立
気泡率が低下して成形品の収縮、形状安定性、機械的強
度、耐熱性が損われる傾向にある。

【００５４】また、前記無機ガスで加圧して所定の圧力
に到達後、含水樹脂粒子を水系分散媒とともに低圧雰囲
気中に放出するまでの時間にはとくに限定はないが、生
産性向上の観点からできるだけ短いことが好ましい。な
お、放出中の容器内圧力は前記到達圧力を維持すること
が好ましい。

【００５５】前記低圧雰囲気中の低圧とは、容器内圧力
よりも低い圧力のことであるが、通常は大気圧付近の圧
力が選ばれる。また、雰囲気とは、放出された粒子と水
の混合物の飛散軌跡を包含する空間を意味する。

【００５６】前記放出は、放出部に取り付けられた本発
明の筒付き絞り盤を通して行われる。

【００５７】発泡剤として揮発性発泡剤または無機ガス
（たとえば二酸化炭素）を使用する場合には、ポリオレ
フィン系樹脂粒子に含水させる必要がないから、親水性
ポリマーを含有させる必要はない。親水性ポリマーを使
用しない以外は前記と同様にしてポリオレフィン系樹脂
粒子を製造し、水系分散媒に分散させ、加熱し、発泡剤
を添加・含浸させればよい。発泡剤添加後の圧力として
は１５〜７５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、保持時間としては２０〜
６０分が一般的である。

【００５８】前記揮発性発泡剤の具体例としては、たと
えばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪
族炭化水素類；シクロペンタン、シクロブタンなどの脂
環式炭化水素類；トリクロロモノフルオロメタン、ジク
ロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタ
ン、トリクロロトリフルオロエタン、メチルクロライ
ド、メチレンクロライド、エチルクロライドなどのハロ
ゲン化炭化水素類などがあげられる。これらは単独で用
いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの発泡
剤の使用量は通常、ポリオレフィン系樹脂１００部に対
して５〜５０部である。

【００５９】ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造は、
好ましくは耐圧容器の内圧を保持しつつ耐圧容器の内圧
よりも低圧の雰囲気中に筒付き絞り盤（以下絞り盤とも
いう）を通したのち内容物を放出させることにより行わ
れる。

【００６０】前記絞り盤は、一般に放出時間の調整、発
泡倍率の均一化のために使用されるものであるが、本発
明ではオリフィス板に筒体を付けることにより、放出さ
れた粒子と水の混合物の飛散軌跡を小さくさせることが
でき、粒子を均一な大きさに発泡させて倍率バラツキを
少なくできることを見出している。

【００６１】前記オリフィス板とは、オリフィス型、ノ
ズル型、ベンチュリ型などを含む概念であり、またこれ
らを組み合わせても使用できるが、オリフィス型が流出
速度を一定に保持でき、倍率バラツキの少ない発泡粒子
をえることができ構造が簡単であるる点から好ましい。

【００６２】オリフィス板を使用する場合、オリフィス
の口径は２．０〜６．０ｍｍ、さらには２．５〜４．０
ｍｍが好ましい。口径が２．０ｍｍ未満では、樹脂によ
り開孔部が閉塞しやすくなり、６．０ｍｍをこえると、
放出時の流出速度を一定に保持するのが困難となり、え
られる予備発泡粒子の倍率バラツキが悪化する。

【００６３】また、オリフィス板の厚みは０．２〜１０
ｍｍ、さらには０．５〜５ｍｍが好ましい。厚みが０．
２ｍｍ未満では、放出時の圧力により、オリフィス板が
破損するおそれが大きく、１０ｍｍをこえると、えられ
る予備発泡粒子の発泡倍率が低下して、所望とする発泡
倍率を有する予備発泡粒子をえるのが困難になると共
に、樹脂により開孔部が閉塞するおそれがある。

【００６４】前記オリフィス板に取り付ける該筒体と
は、オリフィスの放出側に一体的に立設される。該筒体
の材質は特に限定されるものではないが一般的には金属
が用いられ、オリフィス板と一体化されるのであるが、
一体化する方法は溶接、嵌合、螺合、接着等を問わない
し、場合によっては同一物として作られても差し支えは
ない。

【００６５】該筒体がオリフィス板に取り付けられる反
対側の開口面積は、筒体の大きさや長さによっても一概
には言えないが、一般的にはオリフィス開口面積の３倍
以上であれば十分である。３倍以下の場合は、放出され
る粒子と水の混合物の飛散軌跡が乱されて粒子の凝集や
詰まりが起こりやすくなる。筒体の長さが短ければ上記
のような問題は起こらないが、筒体の効果は起こり難く
なる。

【００６６】該筒体の形状は角柱や円柱状であってもよ
く、この場合該筒体の開口部形状はスリットまたは円と
なるが、その正面の幅または短径Ｈ_aが２ｍｍ以上、好
ましくは３〜２５ｍｍ、筒長さＬが５ｍｍ以上、好まし
くは５〜３００ｍｍの形状のものである。筒体のスリッ
トまたは円の正面の幅または短径Ｈ_aが２ｍｍ未満にな
るとスリットまたは孔が閉塞しやすくなる。筒長さＬが
５ｍｍ未満の場合は、放出された粒子と水の混合物の飛
散軌跡が筒の付いていない絞り盤を使用した場合と差が
なくて倍率バラツキの低減効果がなく、３００ｍｍより
長い場合は筒内部で粒子同士が衝突して融着し、発泡粒
子が得られなくなる場合がある。

【００６７】また、前記筒付き絞り盤には、オリフィス
板のオリフィス（開孔数）と同数以下の筒体を設けられ
るが、絞り盤の開孔が複数個の場合には、生産速度が大
きくなるので有利である。

【００６８】つぎに、筒付き絞り盤の筒体のスリット形
状または円の形状の正面の幅または短径Ｈ_a、筒長さＬ
の求め方について図１乃至図３に従って説明するが、筒
体の寸法は筒体の内径寸法である。

【００６９】本明細書におけるスリット形状とは、矩
形、正方形、菱形、台形、平行四辺形、他の四角形、三
角形、五角形、六角形などの多角形の形状の貫通孔のこ
とを意味し、円形孔とは円形、楕円形、矩形や正方形の
相対する２辺に該辺を直径とする半円がつけ加えられた
形状のものなどの形状の貫通孔のことを意味する。矩形
の幅または長径および高さまたは短径はそれぞれ長辺お
よび短辺（正方形の場合は同じ）、台形の場合は底辺と
高さのうち大きい方が幅または長径で小さい方が高さま
たは短径、その他の場合、開口部形状の重心点を通る直
線で辺によって切りとられた線分のうち最も長いものが
長径、最も短いものが短径となる。また、楕円形の場合
は長軸と短軸がそれぞれ幅または長径および高さまたは
短径、その他の場合、開口部形状の重心点を通る直線で
辺によって切りとられた線分のうち最も長いものが長
径、最も短いものが短径となる。

【００７０】前記筒付き絞り盤の筒を２個以上設ける場
合、複数個の筒体はスリット形状または円形状であっ
て、すべて同じ形状のものであってもよく、すべて異な
る形状のものであってもよく、一部が同じで一部が異な
る形状のものであってもよい。

【００７１】前記筒付き絞り盤１はたとえば図４に示す
ように、通常放出配管６の出口に設置して使用される
が、耐圧容器７の下部のバルブ８と耐圧容器７の間に設
置してもよい。また、放出配管６の出口に限らず、放出
配管６の途中に設置してもよい。なお、図４中の９は樹
脂粒子、１０は水性分散媒、１１は発泡粒子を表す。

【００７２】このようにして得られるポリオレフィン系
樹脂粒子からの発泡粒子は、発泡倍率約２〜４３倍、好
ましくは約３〜２０倍で倍率バラツキが１０％以下（従
来の絞り盤を用いた場合は発泡倍率３．５倍で倍率バラ
ツキが約２０％）、独立気泡率８０〜１００％、好まし
くは９０〜１００％、および平均気泡径１０〜５００μ
ｍ、好ましくは５０〜３００μｍを有し、従来の絞り盤
を使用した場合と比較して倍率バラツキが半減の良好な
発泡粒子を得ることができる。

【００７３】ここにいう発泡粒子の倍率バラツキとは、
前記（数１）に示される式によって求められるのであ
り、当然、数値が小さいほど倍率バラツキが少ないこと
を意味する。

【００７４】前記発泡倍率が約２倍未満の場合、得られ
る成形体の柔軟性、緩衝特性などが不充分となり、ま
た、約４３倍をこえる場合、得られる成形体の機械的強
度、耐熱性などが不充分となる。また、前記倍率バラツ
キが１０％以下になると成形体の重量バラツキが少なく
なり製品収率が向上する。また、前記独立気泡率が８０
％未満の場合、２次発泡力が不足するため、成形時に融
着不良が発生し、得られる成形体の機械的な強度などが
低下する。また、前記平均気泡径が１０μｍ未満の場
合、得られる成形体の形状が歪むなどの問題が生じ、５
００μｍをこえる場合、得られる成形体の機械的強度が
低下する。

【００７５】前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子は、８
０％以上の独立気泡率を有するので、要すればこの発泡
粒子を耐圧容器中で加熱加圧下、一定時間処理すること
によって空気含浸を行ったのちに成形用金型に充填し、
蒸気加熱することにより型内発泡成形して金型どおりの
成形体を製造してもよい。

【００７６】かくして得られる発泡成形体は、柔軟性、
緩衝性にすぐれ、しかも寸法収縮率が小さく、形状変形
が小さいため、きわめて商品価値が高い。

【００７７】本発明の筒付き絞り盤の第２の実施形態に
ついて以下説明する。ここで用いられる筒体は、角柱や
円柱形状ではなく角錐又は円錐形状の一部をなすもので
あり、オリフィス板と接する部分の面積はオリフィスの
開口面積に近い狭いものであるが、筒体を通ってから分
散液が放出される時点の筒体の開口面積は広くなってい
るものである。

【００７８】即ち粒子と水の混合物である分散液は、オ
リフィスを通過すると圧力が解放されて一挙に断熱膨張
を始めるのであるが、その場合筒体の形状を放出液の飛
散軌跡に沿った形、即ち角錐形や円錘形にしておくこと
によって、デッドスペースが少なくなるので粒子の付着
や乱流の発生が少なく、飛散軌跡に沿った安定した流れ
とすることが可能となり、これが粒子の発泡倍率のバラ
ツキ減少に寄与するものと考えられる。

【００７９】この場合角錐や円錘の最適角度は一概に決
まるものではなく、粒子と水の分散液の組成や添加物、
耐圧容器内の温度や圧力、オリフィス開口面積等などの
条件によって影響される飛散軌跡にマッチしたものを実
験的に決定すればよいことである。

【００８０】

【実施例】つぎに、本発明の絞り盤を実施例に基づいて
説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるも
のではない。

【００８１】実施例１〜５ポリオレフィン系樹脂であるエチレン−プロピレンラン
ダム共重合体（密度０．９１ｇ／ｃｍ³、エチレン含有
率３重量％、融点１４５℃、ＭＩ＝５．５ｇ／１０分、
曲げ弾性率１００００ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）１００部に対
し、親水性ポリマー（エチレン−メタクリル酸共重合体
のカルボキシル基をナトリウムイオンで中和させたアイ
オノマー（エチレン単位８５重量％とメタクリル酸単位
１５重量％とからなり、メタクリル酸単位の６０重量％
が塩を形成しているもの、ＭＩ＝０．９ｇ／１０分、融
点８９℃、吸水率１重量％））２部および無機充填剤と
してタルク（平均粒径７μｍ）０．３部を添加し、５０
ｍｍφ単軸押出機に供給し、溶融混練したのち、直径
１．５ｍｍφの円筒ダイより押し出し、水冷後カッター
で切断し、円柱状のポリオレフィン系樹脂組成物からの
粒子（ペレット）（１．８ｍｇ／粒）をえた。得られた
粒子の融点は１４５℃、ＪＩＳＫ７１１２により測
定した密度０．９０ｇ／ｃｍ³であった。

【００８２】得られた粒子（前記含水率の測定方法で油
浴の温度を１５４．５℃として測定した含水率は５．０
重量％）１００部（１．５ｋｇ）、難水溶性無機化合物
（無機分散剤）として第三リン酸カルシウム０．５部お
よび界面活性剤（分散助剤）としてｎ−パラフィンスル
ホン酸ソーダ０．０１部を、水３００部と共に図４に示
す装置の耐圧容器７内に仕込んだのち、容器内容物を攪
拌しながら、１５５．０℃まで加熱した。このときの耐
圧容器内の圧力は約５ｋｇ／ｃｍ²Ｇであった。そのの
ち、空気加圧により耐圧容器の内圧を１０ｋｇ／ｃｍ²
Ｇとし、すぐに耐圧容器下部のバルブ８を開いて水分散
物（樹脂粒子および水系分散媒）を表１に示す寸法のオ
リフィス型筒付き絞り盤を通じて大気圧下に放出して独
立気泡構造を有する発泡粒子を得た。この際、放出中は
耐圧容器内の圧力が低下しないように、空気で圧力を保
持した。

【００８３】また、比較例１〜２として従来のオリフィ
ス型絞り盤を用いて前記と同様にして発泡粒子を得た。

【００８４】得られた発泡粒子の発泡倍率を下記の方法
にしたがって測定した。結果を表１に示す。（発泡倍率）発泡粒子３〜１０ｇ程度をはかりとり、６
０℃で６時間以上乾燥した後、重量ｗを測定後、水没法
にて体積ｖを測定し、発泡粒子の真比重ρ_b＝ｗ／ｖを
求め、原料組成物の密度ρ_rとの比により、発泡倍率Ｋ
＝ρ_r ／ρ_bを求めた。

【００８５】

【表１】

【００８６】

【発明の効果】本発明の筒付き絞り盤を用いることによ
り、倍率バラツキが１０％以下と非常に少ない発泡粒子
を得ることができる。この結果、製造工程での倍率的中
率が向上し、発泡粒子を原料とする型内発泡成形体の重
量バラツキが少なくなり、良好な特性を有する型内発泡
成形体を製造することができる。

【００８７】又角錐又は円錘形状の一部を利用した筒体
とすることによって、分散液が放出されるときの飛散軌
跡を絞り加減にして乱流の発生を抑え、粒子の付着を少
なくできることからより工程が安定し、且つ均一な発泡
倍率を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スリット（角柱）タイプの筒体を有する筒付き
絞り盤を正面からみた説明図。

【図２】円柱タイプの筒を有する筒付き絞り盤を正面か
らみた説明図。

【図３】オリフィス型の筒付き絞り盤の軸方向の断面の
一例を示す説明図。

【図４】本発明の筒付き絞り盤が取り付けられた発泡粒
子製造装置の説明図。

【符号の説明】

１筒付き絞り盤２筒体３オリフィス板４スリットタイプの筒体５オリフィス６放出配管７耐圧容器８バルブ９樹脂粒子１０水性分散媒１１発泡粒子１２筒付き絞り盤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐圧容器中で熱可塑性樹脂粒子を水性分
散媒に分散させ、発泡剤を含浸させてから低圧域に放出
させて発泡粒子を製造する際に放出部に使用する筒付き
絞り盤であって、オリフィス開口面積の３倍以上の開口
面積を有する筒体がオリフィス板の放出側に一体的に立
設されてなることを特徴とする筒付き絞り盤。
【請求項２】オリフィス板に設けられた該筒体の正面
の幅または短径をＨ _a、筒長さをＬとしたとき、Ｈ_a≧
２ｍｍ、Ｌ≧５ｍｍの筒形を１個以上有する請求項１記
載の筒付き絞り盤。
【請求項３】Ｈ_a＝３〜２５ｍｍ、Ｌ＝５〜３００ｍ
ｍである請求項２記載の筒付き絞り盤。
【請求項４】熱可塑性樹脂粒子がポリオレフィン系樹
脂粒子である請求項１乃至３記載の筒付き絞り盤。