JP2010006958A - 脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 実質的に水分を含有しないポリオレフィン樹脂発泡粒子をコンパクトな設備であって少ないエネルギーで製造する方法を提供すること。
【解決手段】 円筒スクリーンと、前記円筒スクリーン内に配置され、被処理物に遠心力を付与し且つ被処理物を円筒スクリーンの軸方向に移動させるプロペラ状羽根を有する回転ロータを含む遠心脱水機を用いる脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法において、被処理物が、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子スラリーであり、円筒スクリーン内に加熱した空気を流通させることを特徴とする脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法に関する。

ポリオレフィン系樹脂発泡粒子は、耐圧容器内で水等の分散媒中にポリオレフィン系樹脂粒子を分散させ、ついで発泡剤を添加し、高圧下にポリオレフィン系樹脂の融点付近の一定温度に保って発泡剤を含浸させたのち、低圧雰囲気下に放出する方法により製造できる。このような方法は除圧発泡法あるいはオートクレーブ法と呼ばれている。

このようにして得られたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を金型内に充填し、水蒸気等で加熱成形して得られる型内発泡成形体は、型内発泡成形体の長所である形状の任意性、軽量性、断熱性などの特徴を持つ。この型内発泡成形体はポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて得られる型内発泡成形体に比べて、耐薬品性、耐熱性、圧縮後の歪回復率に優れている。これらの特徴により、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を用いて得られる型内発泡成形体は、断熱材、緩衝包装材、自動車内装部材、自動車バンパー用芯材など様々な用途に用いられている。

水を分散媒に使用した除圧発泡法において、低圧雰囲気下に放出されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子は水との混合物の状態（スラリー）で得られる。従って、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を水から分離し、乾燥する必要がある。

水分を含む樹脂ペレット等の樹脂粒子の脱水は、特許文献１の図１や図２に記載されている脱水装置により可能である。また、樹脂粒子の脱水は、特許文献２や特許文献３に記載されている円筒スクリーンと、前記スクリーン内に配置され、プロペラ状羽根を有する回転ロータを含む遠心脱水機によっても可能である。さらに特許文献４に開示されているように特許文献２や特許文献３に記載されている遠心脱水機において円筒スクリーン内に空気を流通させることにより、高レベルの脱水が可能である。

樹脂ペレットの水分は主にその表面に存在する。ペレットの表面は滑らかであるので、水分の除去は容易である。特に特許文献２〜４に開示されている遠心脱水機を使用すると小さい水分含有量の樹脂ペレットを得ることができる。

しかし、樹脂発泡粒子は樹脂ペレットに比べて表面積が大きく比重が軽いので、付着した水分の除去は容易ではない。さらに、樹脂発泡粒子は樹脂ペレットに比べて体積が大きいため、大型の脱水乾燥設備が必要となる。従って、樹脂発泡粒子の脱水乾燥は、樹脂ペレットに比較し容易ではない。樹脂ペレットの場合、特許文献４に開示された遠心脱水機と同様の遠心脱水機を使用すると水分含有量を０．１重量％以下にできる。しかし、樹脂発泡粒子の場合、水分含有量は概ね５〜１０重量％程度にしか低下させることができず、樹脂ペレットの場合に比較し多量の水分が残存している。この場合、さらに乾燥室における乾燥や、フラッシュ乾燥機による乾燥等、別途乾燥工程が必要である。
特開２００２−３０１３１３号公報 特開２００３−２００４２２号公報 特開２００６−１４２８１４号公報 米国特許第４，５６５，０１５号公報

本発明の課題は、実質的に水分を含有しないポリオレフィン樹脂発泡粒子を製造する方法を提供することである。本発明の他の課題は別途乾燥工程を必要としない実質的に含有水分を有しないポリオレフィン樹脂発泡粒子を製造する方法を提供することである。

本発明者は、米国特許第４，５６５，０１５号公報に開示されているような、円筒スクリーンと、前記スクリーン内に配置され、被処理物に遠心力を付与し且つ被処理物を円筒スクリーンの軸方向に移動させるプロペラ状羽根を有する回転ロータを含み、円筒スクリーン内に空気を流通させた遠心脱水機を用い、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子スラリーから脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する際、流通させる空気を加熱することにより、容易に実質的に水分を含有しないポリオレフィン樹脂発泡粒子を製造することができることを見いだした。

すなわち本発明は、円筒スクリーンと、前記円筒スクリーン内に配置され、被処理物に遠心力を付与し且つ被処理物を円筒スクリーンの軸方向に移動させるプロペラ状羽根を有する回転ロータを含む遠心脱水機を用いる脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法において、被処理物が、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子スラリーであり、円筒スクリーン内に加熱した空気を流通させることを特徴とする脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法に関する。

好ましい態様としては、
（１）円筒スクリーン内の空気の流通が遠心脱水機に取り付けられたブロア、または、遠心脱水機と別に設置されたブロアによってなされる、
（２）円筒スクリーン内に流通させる加熱した空気が、熱交換器により４０℃以上に加熱された空気である、
（３）ポリオレフィン系樹脂発泡粒子がポリプロピレン系樹脂発泡粒子である、
前記記載の脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法に関する。

本発明の製造方法によれば、実質的に水分を含有しないポリオレフィン樹脂発泡粒子を非常にシンプルな脱水乾燥機によって製造することができる。

本発明によるポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法を図に従って説明する。図１は、本発明によるポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法に用いる脱水乾燥機を示す図である。

脱水乾燥機１は、多数の孔があけられた円筒スクリーン２の内部に配されたプロペラ状羽根３が取り付けられた回転ロータ４を有し、回転ロータ４はモーター５によって回転される。水分含有発泡粒子６を含むスラリーは水分含有発泡粒子入口７から脱水乾燥機に入れられ、プロペラ状羽根３が回転することで生じる遠心力により発泡粒子６は円筒スクリーン２にぶつかり、発泡粒子６に含まれる水が分離される。プロペラ状羽根３は発泡粒子６を上方に押し上げて発泡粒子出口８から脱水・乾燥した発泡粒子９を排出する。なお、脱水乾燥機中の発泡粒子は図示していない。分離された水は、円筒スクリーン２の孔から円筒スクリーン２の外に排出され、排水口１０から矢印で示すように脱水乾燥機１の外に排出される。

なお、発泡粒子はスラリー状態で得られるので、脱水乾燥機１に投入される前に簡単な脱水スクリーンなどにより予め分離しやすい水分を除去してもよい。

ブロア１１によって脱水乾燥機内に空気が流通する。脱水乾燥機に流入する空気は空気加熱器１２によって加熱され、加熱空気入口１３を経て脱水乾燥機に流入する。加熱空気入口１３における温度は４０℃以上１２０℃以下が好ましく、５０℃以上１００℃以下がさらに好ましく、６０℃以上９０℃以下が特に好ましい。プロペラ状羽根３の作用により脱水された発泡粒子は加熱空気によって乾燥する。水分を含む加熱空気は円筒スクリーン２の孔から円筒スクリーン２の外に排出され、空気出口１４から排出される。ブロアは脱水機に取り付けられていてもよいし、脱水機と別に設置されていてもよい。

このようにして脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得ることができるが、水分は完全に０％になっていなくても、２％以下、好ましくは１％以下であれば、別途乾燥工程を設けなくても輸送や貯蔵や計量梱包などに支障が無く、実質的に水分を含有しないと見なすことができる。なお、ここでいう水分とは、発泡粒子表面に付着した水分を指す。発泡粒子は内部に空隙があるので、一般的に、発泡粒子表面だけでなく内部にも概ね０．１％〜３％程度の水分を含んで製品となる場合が多いが、このような内部水分は本発明では考慮の対象としない。

本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂となるポリオレフィン系樹脂は、オレフィン単位を５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上含む樹脂のことであり、その具体例としては、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、低分子量ポリエチレンなどのポリエチレン類、プロピレンホモポリマー、α−オレフィンープロピレンランダム共重合体、α−オレフィンープロピレンブロック共重合体などのポリプロピレン類、ポリブテンなどのその他のポリオレフィンホモポリマー類などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。特に、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−１−ブテンランダム共重合体、プロピレン−１−ブテンランダム共重合体が良好な発泡性を示すため、好適に使用し得る。

前記ポリオレフィン系樹脂は、発泡性、成形性に優れている。型内発泡成形体としたときに機械的強度、耐熱性に優れるポリオレフィン系予備発泡粒子を得るには、ポリオレフィン系樹脂の融点は、１１０℃以上１６５℃以下であることが好ましく、更に好ましくは１１５℃以上１６０℃以下である。ポリオレフィン系樹脂のメルトインデックス（以下、ＭＩ値〉は、０．５ｇ／１０分以上３０ｇ／１０分以下であることが好ましく、更に好ましくは１／１０分以上１０／１０分以下である。

前記融点が１１０℃以上１６５℃以下のポリオレフィン系樹脂を用いた場合、十分な耐熱性、機械的強度と、型内発泡成形時の融着を確保することできる。前記ＭＩ値が０．５／１０分以上３０ｇ／１０分以下のポリオレフィン系樹脂を用いた揚合、発泡セルが破泡しにくく、高発泡倍率のポリオレフィン系予備発泡粒子が得られる傾向にある。

ここで、融点とは、示差走査熱量計によってポリオレフィン系樹脂１〜１０ｍｇを４０℃から２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温し、その後４０℃まで１０℃／分の速度で冷却し、再度２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温した時に得られるＤＳＣ曲線における吸熱曲線のピーク温度をいう。また、ＭＩ値とはＪＩＳＫ７２１０に準拠して測定した値である。

本発明で使用するポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂の場合、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は５以下であることが好ましい。Ｍｗ／Ｍｎが５を越えると二次発泡力が低下し成形体の融着性や収縮回復性が劣る傾向がある。Ｍｗ／Ｍｎは４．５以下であることがより好ましく、さらには４．０以下、特には１．５以上４．０以下が好ましい。なお、本発明で使用するポリプロピレン系樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）は、１万以上であることが好ましく、さらには３万以上２０万以下、さらには５万以上１５万以下、特には７万以上１３万以下であることが好ましい。

重量平均分子量（Ｍｗ）や数平均分子量（Ｍｎ）は以下の条件において測定される。
測定機器：Ｗａｔｅｒｓ社製Ａｌｌｉａｎｃｅ ＧＰＣ ２０００型 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）
カラム：ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨ６−ＨＴ ２本、ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨ６−ＨＴＬ ２本（それぞれ、内径７．５ｍｍ×長さ３００ｍｍ、東ソー社製）
移動相：ｏ−ジクロロベンゼン（０．０２５％ＢＨＴ含有）
カラム温度：１４０℃流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料濃度：０．１５％（Ｗ／Ｖ）−ｏ−ジクロロベンゼン
注入量：５００μＬ分子量較正：ポリスチレン換算（標準ポリスチレンによる較正）

また、ポリオレフィン系樹脂以外に、他の熱可塑性樹脂、例えばポリスチレン、ポリブテン、アイオノマー等をポリプロプレン系樹脂の特性が失われない範囲で混合使用しても良い。

上記ポリオレフィン系樹脂は通常、発泡粒子を製造し易いように、押し出し機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて溶融し、円柱状、楕円状、球状、立方体状、直方体状等の樹脂粒子形状に加工しておくことが好ましい。樹脂粒子の大きさは、一粒の重量が０．１ｍｇ〜３０ｍｇであることが好ましく、０．３ｍｇ〜１０ｍｇがより好ましい。ポリオレフィン系樹脂粒子の一粒の重量は、ランダムに選んだ１００粒の樹脂粒子から得られる平均樹脂粒子重量であり、ｍｇ／粒で表示する。

ポリオレフィン系樹脂に添加剤を加える場合、上記ポリオレフィン系樹脂粒子の製造前にブレンダー等を用いポリオレフィン系樹脂と混合することが好ましい。添加剤の例としてセル造核剤が挙げられる。プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素系発泡剤を使用する場合は、タルク、シリカ、炭酸カルシウムのような無機造核剤をポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．００５重量部以上０．５重量部以下添加することが好ましい。また、空気、窒素、炭酸ガス、水等の無機発泡剤を使用する場合は、前記無機造核剤および／または吸水物質を使用することが好ましい。水を分散媒として使用する場合、ポリオレフィン系樹脂中に水が含浸し、含浸した水は他の発泡剤と共にあるいは単独で発泡剤として作用する。吸水物質は含浸水分量を多くするように作用する。

吸水物質の具体例として、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硼砂、硼酸亜鉛等の水溶性無機物、メラミン、イソシアヌル酸、メラミン・イソシアヌル酸縮合物等の吸水性有機物、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル、ポリエーテルのポリオレフィン等への付加物やこれらのアロイ、エチレン（メタ）アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、ブタジエン（メタ）アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、カルボキシル化ニトリルゴムのアルカリ金属塩、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体のアルカリ金属塩及びポリ（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩等の親水性ポリマーが挙げられる。

吸水物質の添加量は、目的とする発泡倍率、使用する発泡剤、使用する吸水物質の種類によって異なるが、水溶性無機物を使用する場合、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上１重量部以下であることが好ましく、親水性ポリマーを使用する場合、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．１重量部以上５重量部以下であることが好ましい。また、これら、水溶性無機物、親水性ポリマーを２種以上併用してもよい。無機造核剤や吸水物質の種類や量を調整することによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子の平均気泡径を調整することができる。

更に、ポリオレフィン系樹脂粒子の製造の際、必要により着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、リン系加工安定剤、ラクトン系加工安定剤、金属不活性剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾエート系光安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤、難燃剤、難燃助剤、酸中和剤、結晶核剤、アミド系添加剤等の添加剤を、ポリオレフィン系樹脂の特性を損なわない範囲内で添加することができる。

前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、従来から知られている方法を利用してポリオレフィン系樹脂発泡粒子とすることが出来る。例えば次の方法をあげることができる。

ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で水に分散させ、発泡剤を添加する。次にポリオレフィン系樹脂粒子が軟化する温度以上、好ましくはポリオレフィン系樹脂粒子の融点−２５℃以上でポリオレフィン系樹脂粒子の融点＋２５℃以下、更に好ましくはポリオレフィン系樹脂粒子の融点−１５℃以上でポリオレフィン系樹脂粒子の融点＋１５℃以下の範囲の温度に加熱し、加圧して、ポリオレフィン系樹脂粒子内に発泡剤を含浸させる。この後、耐圧容器の一端を開放してポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内よりも低圧の雰囲気中に放出することによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する。加熱温度、加圧圧力や放出する雰囲気の温度、圧力を調整することにより発泡ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を調整できる。

ポリオレフィン系樹脂粒子を分散させる耐圧容器には特に制限はなく、発泡粒子製造時における容器内圧力、容器内温度に耐えられるものであればよいが、例えばオートクレーブ型の耐圧容器があげられる。

水中、ポリオレフィン系樹脂粒子同士の合着を防止するために、分散剤を使用することが好ましい。分散剤として、第三リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、タルク、クレー等の無機系分散剤が例示できる。

また、分散剤と共に分散助剤を使用することが好ましい。分散助剤の例としては、Ｎ−アシルアミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド等のカルボン酸塩型、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩等のスルホン酸塩型、硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩等の硫酸エステル型、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンリン酸塩、アルキルアリルエーテル硫酸塩等のリン酸エステル型等の陰イオン界面活性剤をあげることができる。また、マレイン酸共重合体塩、ポリアクリル酸塩等のポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ポリスチレンスルホン酸塩、ナフタルスルホン酸ホルマリン縮合物塩などの多価陰イオン高分子界面活性剤も使用することができる。

分散助剤として、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩から選ばれた１種もしくは２種以上の混合物を用いるのが好ましく、アルキルスルホン酸塩を使用することがより好ましく、疎水基として炭素数１０〜１８の直鎖状の炭素鎖を持つアルキルスルホン酸塩を使用することが、発泡粒子に付着する分散剤を低減できるため特に好ましい。

これらの中でも、分散剤として第三リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、硫酸バリウムまたはカオリンから選ばれる一種以上、分散助剤としてｎ−パラフィンスルホン酸ソーダを併用することが好ましい。分散剤や分散助剤の使用量は、その種類や、用いるポリオレフィン系樹脂の種類と使用量によって異なるが、通常、水１００重量部に対して分散剤０．２重量部以上３重量部以下を配合することが好ましく、分散助剤０．００１重量部以上０．１重量部以下を配合することが好ましい。また、ポリオレフィン系樹脂粒子は、水中での分散性を良好なものにするために、通常、分散媒１００重量部に対して、２０重量部以上１００重量部以下使用するのが好ましい。

なお、特開２００２−１６７４６０号公報に記載されているようにポリオレフィン系樹脂粒子分散時に過酸化物などにより樹脂粒子の表面を改質することもできる。

ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造するに当たり、発泡剤として、安全性が高い二酸化炭素、空気、窒素等の無機ガスを使用することが好ましい。特に二酸化炭素が好ましい。無機ガス以外の発泡剤を併用して用いてもよい。無機ガス以外の発泡剤としては、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の脂肪族炭化水素それらの混合物を例示できる。

以上のようにポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で水に分散させ、ポリオレフィン系樹脂粒子が軟化する温度以上に加熱加圧し、発泡剤を樹脂粒子に含浸させた後、耐圧容器の一端を開放してポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内よりも低圧の雰囲気中に放出することにより発泡粒子の水スラリーが得られる。このスラリーを上記の脱水乾燥機を用いて乾燥発泡粒子を得ることができる。

本発明で得られるポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率は、特に限定されないが、２〜６０倍であることが好ましく、より好ましくは３〜４０倍である。さらに２０〜４０倍、さらに２５〜３５倍、さらに２５〜３３倍、さらに２６〜３３倍の範囲が好ましい。嵩倍率を用いた場合、本発明で用いる発泡粒子の発泡倍率は３〜９０倍であることが好ましく、より好ましくは４〜６０倍である。さらに３０〜６０倍、さらに３５〜５５倍、さらに３５〜５０倍、さらに４０〜５０倍の範囲が好ましい。

高発泡倍率の発泡粒子は本発明によってえられた発泡粒子をさらに発泡して製造することができる。具体的には空気等を使用して発泡粒子に内圧を付与し、内圧を付与された発泡粒子を蒸気等により加熱しもとの発泡粒子をさらに発泡させ高発泡倍率の発泡粒子を得る。

本発明によって得られるポリオレフィン系樹脂発泡粒子は、その示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において、４０℃から２２０℃まで１０℃／分の昇温速度で昇温して得られるＤＳＣ曲線において、低温側と高温側に２つの融解ピークを有することが好ましい。２つの融解ピークを有すると、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形行う際、加熱温度範囲等の成形条件の幅が広くなる傾向にある。

ＤＳＣ曲線の２つの融解ピークに対応する、低温側融解熱（ＱＬ）と高温側融解熱（ＱＨ）から算出できる、高温側融解熱の比率（ＱＨ／（ＱＨ＋ＱＬ）×１００）（以下、ＤＳＣ比という場合がある）が１０％以上４０％以下であることが好ましい。ここで、低温側融解熱（ＱＬ）は、低温側融解ピークと高温側融解ピークの間の極大点から融解開始温度付近のベースラインへ引いた接線と低温側融解ピークで囲まれる領域に相当する熱量である。また、高温側融解熱（ＱＨ）は、前記極大点から融解終了温度付近のベースラインへ引いた接線と高温側融解ピークで囲まれる領域に相当する熱量である。

ＤＳＣ比が１０％未満では、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の独立気泡率が低く、ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体の収縮回復性が低下する傾向にある。ＤＳＣ比が４０％を超えると、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の型内発泡成形する際の二次発泡力が十分得られない場合があり、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子同士の融着の劣るポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体が得られる場合がある。

ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形に用いる場合には次のような公知の方法が使用しうる。イ）そのまま用いる方法、ロ）あらかじめ発泡粒子中に空気等の無機ガスを圧入して、発泡能を付与する方法、ハ）発泡粒子を圧縮状態で金型内に充填し成形する方法。これらの中でも、あらかじめ発泡粒子中に空気等の無機ガスを圧入して、発泡能を付与するロ）の方法が好適である。

具体的には次の成形法によって型内発泡成形体を得ることが出来る。
１）ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を耐圧容器内で空気加圧し、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子中に空気を圧入することにより発泡能を付与する。
２）得られた発泡粒子を２つの金型からなる、閉鎖しうるが密閉し得ない成形空間内に充填する。
３）水蒸気などを加熱媒体として０．２〜０．４ＭＰａ程度のスチーム圧で３〜３０秒程度の加熱時間で成形し、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子同士を融着させる。
４）金型を水冷する。
５）金型を開いて、型内発泡成形体を取り出す。

得られる型内発泡成形体の発泡倍率は、特に限定されないが、３〜９０倍であることが好ましく、より好ましくは４〜６０倍である。

本発明の製造方法により得られる型内発泡成形体は、断熱材、緩衝包装材、自動車内装部材、自動車バンパー用芯材などの用途に用いることができる。

つぎに、本発明を実施例及び比較例に基づき説明する。なお、断りのない限り「部」「％」は重量基準である。

（実施例）
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（プライムポリマー製Ｅ−２２７、融点１４３℃、ＭＩ値６ｇ／１０分）１００部に対し、吸水物質としてメラミン１．０部と、無機充填剤としてタルク（平均粒径８μｍ）０．１５部と、着色剤としてカーボンブラック２．６部とを添加し、５０ｍｍφ単軸押出機で溶融混練した後、直径２．２ｍｍφの円筒ダイよりストランド状に押出し、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樹脂ペレット（１．２ｍｇ／粒）を得た。

前記の得られた樹脂ペレット１００部（７５ｋｇ）と、無機分散剤として第三リン酸カルシウム０．７５部と、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２００部と共に、耐圧容器１（容量３００Ｌ）に仕込んだ後、攪拌下で発泡剤として炭酸ガス６．０部を耐圧容器内に入れ、温度を１４８℃まで加熱した。このとき耐圧容器内の圧力は３．０ＭＰａであった。該容器内温度で３０分間保持した後、耐圧容器の放出バルブを開き、水分散物（樹脂ペレットおよび水系分散媒）を直径３．６ｍｍφのオリフィスを通じて約１１分間かけて大気圧下に放出して、発泡倍率２５倍の発泡粒子スラリーを得た。この際、放出中は耐圧容器内の圧力が低下しないように、炭酸ガスで圧力を保持した。発泡粒子スラリーは簡単な脱水スクリーンにより水分１００％まで水分を除去した後に、図１の脱水乾燥機に投入した。

図１の脱水乾燥機１として遠心脱水機（ガーラ製、形式 ３０１６ＢＦ）を使用した。円筒スクリーン２として、孔径０．８ｍｍ、開口率１６面積％の多孔板を使用した。次の運転条件で発泡粒子の脱水乾燥を行った。
発泡粒子供給速度：４００Ｋｇ／Ｈｒ
発泡粒子スラリーの水分：１００％（水分含有量０％の発泡粒子を基準として）
回転ロータ４の回転速度：８５０ｒｐｍ
加熱空気供給速度：２０００ｍ３／Ｈｒ
加熱空気温度 ： ８５℃
空気加熱に必要な蒸気量： ９０Ｋｇ／Ｈｒ（圧力０．４０ＭＰａＧ）
但し発泡粒子供給速度における発泡粒子は水分含有量０％換算である。
得られた発泡粒子の水分含有量は０．５％以下であった。

（水分含有量の測定）
水分を含む発泡粒子Ｗ（ｇ）を、常温の圧縮空気を約１分間ブローすることによって表面に付着した水分を完全に吹き飛ばし、水分を含まない発泡粒子Ｂ（ｇ）を得た。水分含有量Ｘ（％）＝（Ｗ−Ｂ）÷Ｂ×１００、と求めた。

（比較例）
供給空気温度を常温（３０℃）にした以外は実施例を同じ装置と条件で脱水乾燥を行った。得られた発泡粒子の水分含有量は１０％であった。この発泡粒子を気流乾燥機を用いて乾燥し、水分含有量は０．５％以下の乾燥発泡粒子を得た。気流乾燥機の運転条件は次のとおりである。
発泡粒子供給速度：４００Ｋｇ／Ｈｒ
加熱空気供給速度：２４００ｍ３／Ｈｒ
加熱空気温度 ： ８５℃
空気加熱に必要な蒸気量：１１０Ｋｇ／Ｈｒ（圧力０．４０ＭＰａＧ）

以上のように実施例においては比較例と同等あるいは比較例以下の蒸気使用量で乾燥発泡粒子を得ることができる。実施例の脱水乾燥機は単純な気流乾燥器に比較し、加熱部分が多いにもかかわらず、蒸気使用量が同等あるいは同等以下であるという優れた効果を有する。この理由は、実施例の脱水乾燥機において、発泡粒子がプロペラ状羽根によって衝撃を受けるため、発泡粒子の表面や内部の水分がより揮散しやすくなるためと推定される。このように実施例においては別の乾燥機を必要とせずに効率的に発泡粒子の脱水乾燥が可能である。

本発明に用いる脱水乾燥機の一態様を示す図である。

符号の説明

１ 脱水乾燥機
２ 円筒スクリーン
３ プロペラ状羽根
４ 回転ロータ
５ モーター
６ 水分含有発泡粒子
７ 水分含有発泡粒子入口
８ 発泡粒子出口
９ 脱水・乾燥した発泡粒子
１０ 排水口
１１ ブロア
１２ 空気加熱器
１３ 加熱空気入口
１４ 空気出口

Claims (4)

1. 円筒スクリーンと、前記円筒スクリーン内に配置され、被処理物に遠心力を付与し且つ被処理物を円筒スクリーンの軸方向に移動させるプロペラ状羽根を有する回転ロータを含む遠心脱水機を用いる脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法において、被処理物が、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子スラリーであり、円筒スクリーン内に加熱した空気を流通させることを特徴とする脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法。
2. 円筒スクリーン内の空気の流通が遠心脱水機に取り付けられたブロア、または、遠心脱水機と別に設置されたブロアによってなされる請求項１記載の脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法。
3. 円筒スクリーン内に流通させる加熱した空気が、熱交換器により４０℃以上に加熱された空気である請求項１または２記載の脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法。
4. ポリオレフィン系樹脂発泡粒子がポリプロピレン系樹脂発泡粒子である請求項１〜３の何れか一項に記載の脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法。