JP2006231549A - 樹脂、樹脂の製造方法及び樹脂の製造 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産効率良く樹脂を冷却し、粉砕が容易な形状に成形することが可能な樹脂の製造方法、樹脂の製造装置及びその製造方法で製造された樹脂を提供する。
【解決手段】 樹脂を準備する工程、樹脂をベルトコンベアーに供給する工程、前記樹脂をベルトコンベアーで移送し、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付け冷却する工程、を有する樹脂の製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂、樹脂の製造方法及び樹脂の製造装置に関する。

従来、フェノール樹脂を合成し、合成したフェノール樹脂を冷却する場合には、フェノール樹脂をベルトコンベアー上部に乗せ、前記ベルトコンベアー下部から水等の冷媒を、前記ベルトコンベアー下部にスプレーして冷却している。またフェノール樹脂成形材料等は、フェノール樹脂にガラス繊維等の無機充填材や木粉等の有機充填材等を配合し、均一に混合・混練した後に、押出し装置を用いて、シート状やペレット状に押出される。そして押出し装置から取出されたフェノール樹脂成形材料は、冷却コンベアー上に載置して、冷風を当てて冷却しながら、粉砕等の次工程に移動するなどの方法が特許文献１に開示されている。
特開２００２−２６４１９８号公報

従来のフェノール樹脂はベルト上部に乗せ、前記ベルト下部から水等の冷媒を前記ベルト下部にスプレーして冷却している。この方法では冷却能力が低く、フェノール樹脂の持つ余熱によりベルト上で融着し、粉砕時に塊状化するのが困難であるという欠点があった。一方、フェノール樹脂成形材料等に冷風を当てて冷却する場合は、冷風を当てる時間が長い程、冷却効果が高いが、製造工程においては、冷却コンベアーの距離を長くするのも限度があり、また、コンベアー速度を遅くすると、生産効率が低下するなどの問題があった。

すなわち本発明は、前記問題を解決し、生産効率良く樹脂を冷却し、粉砕が容易な形状に成形することが可能な樹脂の製造方法、樹脂の製造装置及びその製造方法で製造された樹脂を提供するものである。

すなわち、本発明は以下の通りである。
１．樹脂を準備する工程、樹脂をベルトコンベアーに供給する工程、前記樹脂をベルトコンベアーで移送し、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付け冷却する工程、を有する樹脂の製造方法。
２．更にベルトコンベアー下部に冷媒を吹き付ける工程、を有する項１に記載の樹脂の製造方法。
３．冷媒が水である項２に記載の樹脂の製造方法。
４．不活性物質が液体窒素を気化した窒素ガスである項１〜３いずれかに記載の樹脂の製造方法。
５．樹脂が熱硬化性樹脂である項１〜４いずれかに記載の樹脂の製造方法。
６．熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である項５に記載の樹脂の製造方法。
７．項１〜６いずれかに記載の樹脂の製造方法で製造された樹脂。
８．樹脂をベルトコンベアーに供給する装置と、前記樹脂を移送するベルトコンベアーと、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付ける装置と、を備えた樹脂の製造装置。
９．ベルトコンベアーのベルトが、金属製のベルトである項８に記載の樹脂の製造装置。
１０．金属製のベルトが、ステンレススチールのベルトである項９に記載の樹脂の製造装置。
尚、本発明において、樹脂とは、樹脂及び樹脂成形材料を指す。

本発明により、生産効率良く樹脂を冷却し、粉砕が容易な形状に成形することが可能な樹脂の製造方法、樹脂の製造装置及びその製造方法で製造された樹脂を提供することが可能になった。

以下、図面に示す実施の形態により、本発明を詳細に説明する。
本発明の樹脂の製造方法は、樹脂を準備する工程、樹脂をベルトコンベアーに供給する工程、前記樹脂をベルトコンベアーで移送し、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付け冷却する工程を有している。本発明の樹脂としては、特に限定しないが、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが挙げられる。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの有機系の樹脂のみでもよいが、有機系の樹脂にガラス繊維等の無機充填材や木粉等の有機充填材等が、混合されていてもよい。樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましく、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられるが、本発明はフェノール樹脂に特に好適である。なお本発明の樹脂の製造方法は、例えば各種材料を混合攪拌し、溶融した高温の樹脂に好適である。

樹脂をベルトコンベアーに供給する工程、あるいは樹脂をベルトコンベアーに供給する装置としては、樹脂を均一に連続的に供給できるのであれば、いかなる手法や装置を用いてもよい。一般的な手法として、所定の配合量の樹脂をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロールや押出機等によって供給してもよい。また図１に示したように、樹脂供給タンク１を用い供給してもよい。

樹脂供給タンク１や押出機等によって供給される樹脂は、例えば各種材料を混合攪拌し、溶融した高温の樹脂であるため、次工程が冷却工程の点から、冷却されやすい形状で供給されることが望ましい。冷却されやすい形状としては特に限定しないが、棒状あるいはシート状などが挙げられる。シート状であれば厚みは５ｍｍ以下１ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以下１ｍｍ以上であることが更に好ましい。また棒状であれば最大直径で１０ｍｍ以下が好ましく、１〜８ｍｍがより好ましい。冷却の効率性や均一性、あるいは例えば冷却後の樹脂の粉砕が容易な点から、棒状で供給されることが特に好ましい。

前記樹脂をベルトコンベアーで移送し、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付け冷却する工程において、ベルトコンベアーのベルト３の材質、形状は特に限定しないが、金属製のベルトが好ましく、ステンレススチールのベルトがより好ましい。またベルト表面が平滑であることが望ましい。また図１に示したように、ベルトコンベアーが、筐体１８等で覆われていることが、冷却の効率性及び作業性の点から好ましい。また樹脂のベルトコンベアーでの移送速度、移送量、あるいは移送時間は、作業性や経済性に支障がない範囲であれば特に制限はない。移送量としては、５００〜３０００ｋｇ／時間が好ましい。

不活性物質としては、樹脂を酸化しない気体であればよいが、低温の窒素ガス、低温の炭酸ガスなどが挙げられ、効率性及び作業性の点から低温の窒素ガスが好ましい。なお低温の窒素ガスは液体窒素を気化し得ることができ、また低温の炭酸ガスはドライアイスなどから得ることができる。そして不活性物質で樹脂を冷却する工程で、樹脂に不活性物質を吹き付けて冷却する。なお樹脂２は、ベルトコンベアーにて移送されながら、樹脂出口６の段階で、０〜５０℃まで冷却されることが好ましく、１０〜３０℃まで冷却されることがより好ましい。

また不活性物質の温度としては、５℃以下が好ましく、−２００〜０℃がより好ましく、−１００〜−１０℃が特に好ましい。温度が５℃を超えると樹脂２の冷却効果が得られず、筐体１８、ベルトコンベアー及び窒素ガス（不活性物質）供給装置４を必要以上に長く設置する必要が出てくる。また樹脂に不活性物質を吹き付け冷却するため、不活性物質は、一定の風速があることが好ましく、不活性物質の風速としては１〜５０ｍ／秒が好ましい。なお不活性物質の温度及び風速は、例えば、窒素ガス（不活性物質）供給装置４近傍で測定することができる。また、窒素ガス（不活性物質）供給装置４と樹脂２の距離は、樹脂２への冷却効果が得られれば特に制限しないが、１０〜１００ｃｍが好ましく、２０〜６０ｃｍがより好ましい。また不活性物質は、樹脂に直接吹き付ける以外、ベルトコンベアー下部から吹き付けてもよい。

更にベルトコンベアー下部に冷媒を吹き付ける工程を有することが好ましく、冷媒が水であることがより好ましい。冷媒である水の温度は、３０℃以下が好ましく、１〜２０℃がより好ましく、１〜１０℃が特に好ましい。

本発明の樹脂の製造装置は、樹脂をベルトコンベアーに供給する装置と、前記樹脂を移送するベルトコンベアーと、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付ける装置とを備えている。ベルトコンベアーのベルトの材質、形状は特に限定しないが、金属製のベルトが好ましく、ステンレススチールのベルトがより好ましい。またベルト表面が平滑であることが望ましい。また図１に示したように、ベルトコンベアーが、筐体１８等で覆われていることが、冷却の効率性及び作業性の点から好ましい。

本発明の樹脂の製造装置は、例えば図１に示すようにベルトコンベアーに付帯した樹脂供給タンク１と、樹脂供給タンク１より連続的に供給される樹脂２を樹脂出口６に移送するベルトコンベアーと、ベルトコンベアーのベルト３上において液体窒素を気化した窒素ガスを樹脂２に吹き付ける窒素ガス（不活性物質）供給装置４と、かつベルト３下部より水を吹き付ける冷却水供給装置５とで構成されていることが好ましい。

樹脂供給タンク１としては樹脂を連続で供給できることが望ましく、樹脂を複数の溝に伝わせて棒状に供給できるものが望ましい。窒素ガス（不活性物質）供給装置４は液体窒素を窒素ガスの状態で連続供給できることが望ましい。冷却水供給装置５は水を連続供給できる装置が望ましく、一定温度の冷却水が供給できる装置が望ましい。

以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ステンレス製フラスコをマントルヒ−タ−で８０℃まで加熱した。熱硬化性フェノール樹脂１００ｇを３回に分けてステンレス製フラスコに投入し、１２０℃に昇温しながらスパチラ−で攪拌を行い、熱硬化性フェノール樹脂を溶融した。図２に示したように溶融後、熱電対７を取り付けたポリ四フッ化エチレンバット８（１５５×１２４×２５）に熱硬化性フェノール樹脂９を流し出し、室温２５℃の条件下で４０℃まで放冷した。更に放冷実験では熱硬化性フェノール樹脂９が２５℃になるまで放冷を行い、冷却する際、熱硬化性フェノール樹脂９の中心の温度、時間を測定した。図３に示した窒素冷却実験では熱硬化性フェノール樹脂１７を有するポリ四フッ化エチレンバット１４を冷却庫１５（２００×２００×２００）内に投入した。窒素ガス１１による冷却下において冷却庫１５内を平均２℃に温度保持し、熱硬化性フェノール樹脂１７の温度が２０℃になるまで、熱硬化性フェノール樹脂１７の中心の温度、時間を測定した。この結果を、図４に示した。

（実施例２）
ベルトコンベアーに付帯した樹脂供給タンク１から、連続した棒状の最大直径が８ｍｍの熱硬化性フェノール樹脂をステンレススチールのベルトのベルトコンベアーに供給した。樹脂供給タンク１より連続的に供給される樹脂２である熱硬化性フェノール樹脂の温度は８０℃であり、これを樹脂出口６まで移送した。その際、ベルトコンベアーのベルト３上において液体窒素を気化した不活性物質である−５０℃の窒素ガスを、窒素ガス（不活性物質）供給装置４から風速１０ｍ／秒で吹き付け、熱硬化性フェノール樹脂の直接冷却を行なった。なお窒素ガス（不活性物質）供給装置４と樹脂２である熱硬化性フェノール樹脂の距離は、３０ｃｍであった。更に冷却水供給装置５からベルト３下部より５℃の水を吹き付け間接冷却を行なった。熱硬化性フェノール樹脂の移送時間は、３分間であり、樹脂出口６の段階で、１０℃まで冷却した。

（比較例１）
液体窒素を気化した不活性物質である窒素ガスを、吹き付けなかった以外は、実施例２と同様に行なった。熱硬化性フェノール樹脂の移送時間は、３分間であり、樹脂出口６の段階で、６０℃まで冷却した。

図４に示したように、放冷実験では４０℃から２５℃まで冷却されるのに約９０分要したが、窒素冷却実験では４０℃から２５℃まで冷却されるのに約１０分であり、不活性物質である窒素ガスによる冷却効果はあきらかである。また実施例２と比較例１の冷却した熱硬化性フェノール樹脂を粉砕した結果、実施例２の熱硬化性フェノール樹脂は、容易に塊状に粉砕できたが、比較例１の熱硬化性フェノール樹脂は、一部がベルト上に融着するなど、塊状に粉砕するのが困難であった。

…本発明に係る製造装置の概略図である。 …実施例の放冷実験の概略図である。 …実施例の窒素冷却実験の概略図である。 …実施例の放冷実験と窒素冷却実験の実験結果を冷却時間と樹脂中心温度についてグラフに表したものである。

符号の説明

１…樹脂供給装置、２…樹脂、３…ベルト、４…窒素ガス（不活性物質）供給装置、５…冷却水供給装置、６…樹脂出口、７…熱電対（樹脂中心温度測定用）、８…ポリ四フッ化エチレンバット、９…熱硬化性フェノール樹脂、１０…液体窒素供給口、１１…窒素ガス、１２…熱電対（樹脂中心温度測定用）、１３…熱電対（冷却庫内温度測定用）、１４…ポリ四フッ化エチレンバット、１５…冷却庫、１６…窒素ガス噴霧口、１７…熱硬化性フェノール樹脂、１８…筐体、１９…ベルト移動方向

Claims (10)

1. 樹脂を準備する工程、樹脂をベルトコンベアーに供給する工程、前記樹脂をベルトコンベアーで移送し、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付け冷却する工程を有する樹脂の製造方法。
2. 更にベルトコンベアー下部に冷媒を吹き付ける工程、を有する請求項１に記載の樹脂の製造方法。
3. 冷媒が水である請求項２に記載の樹脂の製造方法。
4. 不活性物質が液体窒素を気化した窒素ガスである請求項１〜３いずれかに記載の樹脂の製造方法。
5. 樹脂が熱硬化性樹脂である請求項１〜４いずれかに記載の樹脂の製造方法。
6. 熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である請求項５に記載の樹脂の製造方法。
7. 請求項１〜６いずれかに記載の樹脂の製造方法で製造された樹脂。
8. 樹脂をベルトコンベアーに供給する装置と、前記樹脂を移送するベルトコンベアーと、ベルトコンベアーで移送される樹脂に不活性物質を吹き付ける装置と、を備えた樹脂の製造装置。
9. ベルトコンベアーのベルトが、金属製のベルトである請求項８に記載の樹脂の製造装置。
10. 金属製のベルトが、ステンレススチールのベルトである請求項９に記載の樹脂の製造装置。
    
    
    

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