JP3279991B2 - 冷却用熱交換器 - Google Patents
冷却用熱交換器Info
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- JP3279991B2 JP3279991B2 JP05599499A JP5599499A JP3279991B2 JP 3279991 B2 JP3279991 B2 JP 3279991B2 JP 05599499 A JP05599499 A JP 05599499A JP 5599499 A JP5599499 A JP 5599499A JP 3279991 B2 JP3279991 B2 JP 3279991B2
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- Molding Of Porous Articles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願は、発泡ポリスチレンの
成形工程において機械的特性の優れた発泡成形体を得る
ために押出機直後に設置される冷却用熱交換器に関す
る。
成形工程において機械的特性の優れた発泡成形体を得る
ために押出機直後に設置される冷却用熱交換器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックフィルムの最も一般的な成
形方法の一つに、プラスチックを熱で溶融して、その後
Ｔ型ダイスから押出してフラットなフィルムを成形する
方法がある。すなわち、プラスチック原料をホッパーか
らスクリュウ溝に供給し、スクリュウを電動機により回
転させることによりプラスチック原料を押出す。ここ
で、スクリュウ溝に沿って輸送される間に、プラスチッ
ク原料はバレルヒーターにより加熱され溶融していく。
この溶融プラスチックスは、スクリーン・ブレーカープ
レート及びアダプタを経てダイから押出されてフィルム
となる。ダイから押出された溶融プラスチックはダイリ
ップ幅の例えば１／１０〜１／１００の厚さに熱間延伸
され、その後強制的に冷却され、硬化してフィルムとな
る。
形方法の一つに、プラスチックを熱で溶融して、その後
Ｔ型ダイスから押出してフラットなフィルムを成形する
方法がある。すなわち、プラスチック原料をホッパーか
らスクリュウ溝に供給し、スクリュウを電動機により回
転させることによりプラスチック原料を押出す。ここ
で、スクリュウ溝に沿って輸送される間に、プラスチッ
ク原料はバレルヒーターにより加熱され溶融していく。
この溶融プラスチックスは、スクリーン・ブレーカープ
レート及びアダプタを経てダイから押出されてフィルム
となる。ダイから押出された溶融プラスチックはダイリ
ップ幅の例えば１／１０〜１／１００の厚さに熱間延伸
され、その後強制的に冷却され、硬化してフィルムとな
る。
【０００３】同様に、プラスチック発泡体を製造する場
合には、プラスチック原料と共に、加熱により分解して
気体を発生する化合物（分解型発泡剤）を押出機に投入
し、押出機内で樹脂を溶融し、発泡剤を分解温度以上に
加熱した後、押し出す方法が使われる。上記方法にて、
発泡シートを成形する場合種々の問題があった。すなわ
ちは、押出機からダイに入ってきた発泡剤入りプラスチ
ック材料がダイに入った段階では加熱後であっても内部
の圧力が高いため未だ発泡しない状態である。しかしな
がら、プラスチック材料がダイの出口から大気中に押出
されることによりプラスチック材料が発泡して３次元的
に膨張する。この発泡現象は急激であるため、形状歪み
による不規則な波打ちや厚みの変動の原因になったり、
過剰膨張によるフィルム材料の強度低下の原因となった
りする。このような問題が発生する理由としては、押出
機出口後の発泡ガスを含むプラスチック材料が高温高圧
の状態でダイから大気開放状態で放出することにより急
激に発泡するためであり、これを防ぐ手段としてはダイ
へ送る前に冷却することが非常に有効である。しかしな
がら、実際には、高粘性、高温のプラスチック材料を移
送中に効率良く冷却する手段が見当たらず、ダイからで
たフィルムを冷却水槽、冷却ロール、ファンによる強制
空冷等にて冷やしているのが現状であった。
合には、プラスチック原料と共に、加熱により分解して
気体を発生する化合物（分解型発泡剤）を押出機に投入
し、押出機内で樹脂を溶融し、発泡剤を分解温度以上に
加熱した後、押し出す方法が使われる。上記方法にて、
発泡シートを成形する場合種々の問題があった。すなわ
ちは、押出機からダイに入ってきた発泡剤入りプラスチ
ック材料がダイに入った段階では加熱後であっても内部
の圧力が高いため未だ発泡しない状態である。しかしな
がら、プラスチック材料がダイの出口から大気中に押出
されることによりプラスチック材料が発泡して３次元的
に膨張する。この発泡現象は急激であるため、形状歪み
による不規則な波打ちや厚みの変動の原因になったり、
過剰膨張によるフィルム材料の強度低下の原因となった
りする。このような問題が発生する理由としては、押出
機出口後の発泡ガスを含むプラスチック材料が高温高圧
の状態でダイから大気開放状態で放出することにより急
激に発泡するためであり、これを防ぐ手段としてはダイ
へ送る前に冷却することが非常に有効である。しかしな
がら、実際には、高粘性、高温のプラスチック材料を移
送中に効率良く冷却する手段が見当たらず、ダイからで
たフィルムを冷却水槽、冷却ロール、ファンによる強制
空冷等にて冷やしているのが現状であった。
【０００４】高粘性、高温のプラスチック材料を移送中
に冷却する手段としては、二重管式熱交換器、多管式熱
交換器を用いて外管に冷媒（水、空気等）を流して冷却
する方法がある。通常は二重管式熱交換器もしくは特開
昭５３−８６６８で提示されているようなダイ直前に水
槽を設置する方法が用いられる。なぜならば、多管式熱
交換器を用いて高粘性流体の冷却を行うと後述する偏流
の問題があるため使用に適さないからである。しかしな
がら二重管式熱交換器は有効伝熱面積が限れるために必
要な熱交換を行うには、非常に大きなものとなり、使用
上大きな課題があった。
に冷却する手段としては、二重管式熱交換器、多管式熱
交換器を用いて外管に冷媒（水、空気等）を流して冷却
する方法がある。通常は二重管式熱交換器もしくは特開
昭５３−８６６８で提示されているようなダイ直前に水
槽を設置する方法が用いられる。なぜならば、多管式熱
交換器を用いて高粘性流体の冷却を行うと後述する偏流
の問題があるため使用に適さないからである。しかしな
がら二重管式熱交換器は有効伝熱面積が限れるために必
要な熱交換を行うには、非常に大きなものとなり、使用
上大きな課題があった。
【０００５】多管式熱交換器は小さなスペースで有効伝
熱面積が大きくとれる特徴があるが本願で用いる溶融プ
ラスチックスのような高粘性の流体を冷却する場合には
偏流の問題があり使用出来ない。偏流とは、被冷却流体
が二つ以上の内管の全ての内管に同じ流量が流れずにあ
る内管のみを流れる現象をいう。多管式熱交換器を用い
た時に生じる偏流は下記理由より生じる。
熱面積が大きくとれる特徴があるが本願で用いる溶融プ
ラスチックスのような高粘性の流体を冷却する場合には
偏流の問題があり使用出来ない。偏流とは、被冷却流体
が二つ以上の内管の全ての内管に同じ流量が流れずにあ
る内管のみを流れる現象をいう。多管式熱交換器を用い
た時に生じる偏流は下記理由より生じる。
【０００６】最初、高温の高粘性流体は多管式熱交換器
のそれぞれの内管に等分されて流れるがそれぞれの流量
は全く同じでなく少しずつ異なる。逆に熱交換器から冷
媒によって与えられる冷却量はそれぞれの内管に対して
同等である。流量の少ない内管においては、同じ冷却条
件では流量が少ない分冷えやすいことに加え、流速が遅
いため、通過時間（冷却時間）が長くなる。この理由に
より他の内管より速く温度が下がる。温度が下がるとそ
れに伴い流体の粘性が増加し、それだけ流れにくくな
る。従って、後から流れてきた高温流体は当然流れやす
い（抵抗の少ない）管に流れるため、この内管に流れる
流量はさらに少なくなる。この繰り返しにより、この内
管は最終的には閉塞してしまう。従ってこの問題を解決
しない限りこの工程における多管式熱交換器の使用は事
実上出来なかった。
のそれぞれの内管に等分されて流れるがそれぞれの流量
は全く同じでなく少しずつ異なる。逆に熱交換器から冷
媒によって与えられる冷却量はそれぞれの内管に対して
同等である。流量の少ない内管においては、同じ冷却条
件では流量が少ない分冷えやすいことに加え、流速が遅
いため、通過時間（冷却時間）が長くなる。この理由に
より他の内管より速く温度が下がる。温度が下がるとそ
れに伴い流体の粘性が増加し、それだけ流れにくくな
る。従って、後から流れてきた高温流体は当然流れやす
い（抵抗の少ない）管に流れるため、この内管に流れる
流量はさらに少なくなる。この繰り返しにより、この内
管は最終的には閉塞してしまう。従ってこの問題を解決
しない限りこの工程における多管式熱交換器の使用は事
実上出来なかった。
【０００７】この問題を回避する方法の一つは、二重管
型の熱交換器を用いることであるが先に述べたように、
同じ容積の場合熱交換を行う有効面積は極端に少なくな
り、充分な冷却が行えない。逆に充分な冷却性能を確保
しようとすると、多管式熱交換器に比べ非常に大きなも
のとなり、コスト・設置スペース等の理由から現実的で
なくなる。多管式熱交換器の編流を防止するための方法
として、熱交換器内の流体の移動を２パス、４パスにす
る方法や、レジューサー内に混合を目的とした種々の邪
魔板等の充填物を入れることが検討されているが、圧力
損失の増大等の問題に加え充分な効果も得られないのが
現状であった。
型の熱交換器を用いることであるが先に述べたように、
同じ容積の場合熱交換を行う有効面積は極端に少なくな
り、充分な冷却が行えない。逆に充分な冷却性能を確保
しようとすると、多管式熱交換器に比べ非常に大きなも
のとなり、コスト・設置スペース等の理由から現実的で
なくなる。多管式熱交換器の編流を防止するための方法
として、熱交換器内の流体の移動を２パス、４パスにす
る方法や、レジューサー内に混合を目的とした種々の邪
魔板等の充填物を入れることが検討されているが、圧力
損失の増大等の問題に加え充分な効果も得られないのが
現状であった。
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】本発明は上記問題を鑑
みてなされたものであり、高温の高粘性流体の冷却に対
して偏流現状を生じない多管式熱交換器の構造を提供す
ることである。
みてなされたものであり、高温の高粘性流体の冷却に対
して偏流現状を生じない多管式熱交換器の構造を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題達成のための手
段として、外管と、該外管内に空隙をもって配設される
内管二以上とからなる多管式熱交換器において、外管の
流れ方向に対して垂直方向の断面円の中心位置と同心円
をなす円柱物が流れ方向に平行に、外管内に配設され、
該外管の内側と該円柱物の外側との間に被冷却流体が流
れる内管を２つ以上配置することである。さらに、熱交
換器における被加熱流体の入口部は被加熱流体が流れる
内管を有する該外管の断面円より小さく、その断面積は
流れ方向に従い外管の取付け部において外管断面円と同
形状になるように広がっている略円錐状のパイプとその
内側に略平行に取付けられた円錐状の突起物とで構成さ
れたレジューサーとなっている。このようにすることに
よって流体は該円錐状の突起物と略円錐状のパイプの間
に有する隙間を通って押出される。さらに内管と接続用
プレートの取付部位は、流れ方向に対して逆テーパ状に
加工されている。これにより流体が内管に流れ込む時の
滞留を防止することができる。
段として、外管と、該外管内に空隙をもって配設される
内管二以上とからなる多管式熱交換器において、外管の
流れ方向に対して垂直方向の断面円の中心位置と同心円
をなす円柱物が流れ方向に平行に、外管内に配設され、
該外管の内側と該円柱物の外側との間に被冷却流体が流
れる内管を２つ以上配置することである。さらに、熱交
換器における被加熱流体の入口部は被加熱流体が流れる
内管を有する該外管の断面円より小さく、その断面積は
流れ方向に従い外管の取付け部において外管断面円と同
形状になるように広がっている略円錐状のパイプとその
内側に略平行に取付けられた円錐状の突起物とで構成さ
れたレジューサーとなっている。このようにすることに
よって流体は該円錐状の突起物と略円錐状のパイプの間
に有する隙間を通って押出される。さらに内管と接続用
プレートの取付部位は、流れ方向に対して逆テーパ状に
加工されている。これにより流体が内管に流れ込む時の
滞留を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい形態を説
明する。まず、本発明に基づく好ましい製造工程の一つ
は、発泡ポリスチレンのフイルム製造工程である。発泡
ポリスチレン業界では、ロースタック（Ｌｏｗ−ｓｔａ
ｃｋ）化すなわち積載時の高さを従来の約２／３にする
動きが始まり、「シートの厚みを薄くし、かつ強度を従
来通り保つ」という品質改良が必要となっている。改良
のポイントは発泡の泡径の制御であり、それには温度コ
ントロールが要求される。すなわち押出成形から押出さ
れたポリスチレン原液がダイに送り込まれる間での正確
な冷却が要求される。しかしながらこの状態における冷
却は上述した理由により、適切な方法がなかった。本発
明においては、上記目的を達成するために、伝熱性能の
よい熱交換器と、編流防止機能を有するレジューサー
と、熱交換器を通過により生じた熱履歴を改善するため
の混合器とで構成されている。
明する。まず、本発明に基づく好ましい製造工程の一つ
は、発泡ポリスチレンのフイルム製造工程である。発泡
ポリスチレン業界では、ロースタック（Ｌｏｗ−ｓｔａ
ｃｋ）化すなわち積載時の高さを従来の約２／３にする
動きが始まり、「シートの厚みを薄くし、かつ強度を従
来通り保つ」という品質改良が必要となっている。改良
のポイントは発泡の泡径の制御であり、それには温度コ
ントロールが要求される。すなわち押出成形から押出さ
れたポリスチレン原液がダイに送り込まれる間での正確
な冷却が要求される。しかしながらこの状態における冷
却は上述した理由により、適切な方法がなかった。本発
明においては、上記目的を達成するために、伝熱性能の
よい熱交換器と、編流防止機能を有するレジューサー
と、熱交換器を通過により生じた熱履歴を改善するため
の混合器とで構成されている。
【００１１】図１に本発明で使用する熱交換器の断面図
を示す。熱交換器は多管式熱交換器を用いている。通常
の多管式熱交換器の伝熱管（１−１）接続用のプレート
（１−２）の取付け位置は熱交換器の粘性流体の進行方
向に垂直な断面に対して例えば三角配列（図２）のよう
に断面上で均一になるように配列されているが、本願に
おいては、外管の断面円の中心位置と同心円上に流体が
通過する空間部を有しない円柱物（１−３）を配設し、
外管と円柱物の間のみに、内管すなわち伝熱管を配列す
ようにしてある（図３）。これにより、それぞれ伝熱管
に対する抵抗の差を極力生じないよう出来る。それぞれ
の伝熱管の内部には通過する流体に攪拌作用を与えるこ
とにより伝熱効率を上げる目的で混合素子（１−４）を
充填している。この混合素子は例えば特開平３−２０４
５９２で開示した１８０°捻りの旋回エレメントを９０
°の接続角をもって逆向きに交互接続したいわゆるスタ
ティックミキサ（図４）や、上記１８０°捻りの旋回エ
レメントを０°の接続角をもって逆向きもしくは、同じ
向きに接続した低抵抗タイプの混合素子（図５）を用い
る。通常の混合素子はその捻り度すなわちＬ／Ｄ（Ｌ：
混合素子の流れ方向の長さ，Ｄ：伝熱管の内径）を１〜
２で設計するのが熱交換性能の観点から適しているが本
願では高粘性の流体を流すことによる抵抗（圧力損失）
の増加とそれによるそれぞれの伝熱管の抵抗値のバラツ
キを最小限にする目的で捻り度を２〜３で設計してい
る。熱交換器の前後に取付けるレジューサー（１−６）
は上記熱交換器に配列されたそれぞれの伝熱管（１−
３）へ粘性流体が、効率良く流れ込むように設計されて
いる。すなわちレジューサー（１−６）の傾きに対して
略平行になるように、円錐状の突起物（１−７）が接続
用のプレート（１−２）に取付けられている。これによ
りレジューサー内を流れる粘性流体は進行に従いレジュ
ーサーの傾き角に沿って外管（１−８）側へ広がってい
く。
を示す。熱交換器は多管式熱交換器を用いている。通常
の多管式熱交換器の伝熱管（１−１）接続用のプレート
（１−２）の取付け位置は熱交換器の粘性流体の進行方
向に垂直な断面に対して例えば三角配列（図２）のよう
に断面上で均一になるように配列されているが、本願に
おいては、外管の断面円の中心位置と同心円上に流体が
通過する空間部を有しない円柱物（１−３）を配設し、
外管と円柱物の間のみに、内管すなわち伝熱管を配列す
ようにしてある（図３）。これにより、それぞれ伝熱管
に対する抵抗の差を極力生じないよう出来る。それぞれ
の伝熱管の内部には通過する流体に攪拌作用を与えるこ
とにより伝熱効率を上げる目的で混合素子（１−４）を
充填している。この混合素子は例えば特開平３−２０４
５９２で開示した１８０°捻りの旋回エレメントを９０
°の接続角をもって逆向きに交互接続したいわゆるスタ
ティックミキサ（図４）や、上記１８０°捻りの旋回エ
レメントを０°の接続角をもって逆向きもしくは、同じ
向きに接続した低抵抗タイプの混合素子（図５）を用い
る。通常の混合素子はその捻り度すなわちＬ／Ｄ（Ｌ：
混合素子の流れ方向の長さ，Ｄ：伝熱管の内径）を１〜
２で設計するのが熱交換性能の観点から適しているが本
願では高粘性の流体を流すことによる抵抗（圧力損失）
の増加とそれによるそれぞれの伝熱管の抵抗値のバラツ
キを最小限にする目的で捻り度を２〜３で設計してい
る。熱交換器の前後に取付けるレジューサー（１−６）
は上記熱交換器に配列されたそれぞれの伝熱管（１−
３）へ粘性流体が、効率良く流れ込むように設計されて
いる。すなわちレジューサー（１−６）の傾きに対して
略平行になるように、円錐状の突起物（１−７）が接続
用のプレート（１−２）に取付けられている。これによ
りレジューサー内を流れる粘性流体は進行に従いレジュ
ーサーの傾き角に沿って外管（１−８）側へ広がってい
く。
【００１２】ここで上述しているように、この時の粘性
流体の周状に広がるときの流量、圧力が均一であること
が要求される。これらは当然それぞれ流れる方向への抵
抗の違いに起因するものではあるが、その始発原因とな
のは、粘性流体の性状不均一性である。その大きな要因
の一つに粘性流体の流れ方向における速度変化が挙げら
れる。一般に各通過位置における容積は断面積Ａと速度
Ｕの積ＡＵで与えられる。ここで取り扱う粘性流体は非
圧縮流体であるので容積変化は生じない。従ってそれぞ
れの通過地点において速度変化を生じないようにするに
はそれぞれの通過地点において通過断面を一定にする必
要がある。そのためには、レジューサー（１−６）内の
通過する断面の高さＨは進行に従い小さくならなければ
ならない。すなわちレジューサー（１−６）の勾配θ２
に対して、円錐状の突起物（１−７）の勾配θ１は急勾
配にしなければならない。経験的には、θ２に対してθ
１が５°〜１０°大きくするのが適している。また、熱
交換器の断面プレートと伝熱管の取付け部位がテーパ状
に加工されている（図６）。これにより、断面プレート
部位における粘性流体の滞留を極力防ぐことが出来る。
流体の周状に広がるときの流量、圧力が均一であること
が要求される。これらは当然それぞれ流れる方向への抵
抗の違いに起因するものではあるが、その始発原因とな
のは、粘性流体の性状不均一性である。その大きな要因
の一つに粘性流体の流れ方向における速度変化が挙げら
れる。一般に各通過位置における容積は断面積Ａと速度
Ｕの積ＡＵで与えられる。ここで取り扱う粘性流体は非
圧縮流体であるので容積変化は生じない。従ってそれぞ
れの通過地点において速度変化を生じないようにするに
はそれぞれの通過地点において通過断面を一定にする必
要がある。そのためには、レジューサー（１−６）内の
通過する断面の高さＨは進行に従い小さくならなければ
ならない。すなわちレジューサー（１−６）の勾配θ２
に対して、円錐状の突起物（１−７）の勾配θ１は急勾
配にしなければならない。経験的には、θ２に対してθ
１が５°〜１０°大きくするのが適している。また、熱
交換器の断面プレートと伝熱管の取付け部位がテーパ状
に加工されている（図６）。これにより、断面プレート
部位における粘性流体の滞留を極力防ぐことが出来る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図７に
本発明の一実施例である発泡ポリスチレンのフィルム成
形の模式図を示す。プラスチック原料をホッパー（７−
１）からスクリュウ溝（７−２）に供給し、スクリュウ
（７−３）を電動機により回転させることによりプラス
チック原料を押出す。ここで、スクリュウ溝にそって輸
送される間に、プラスチック原料はバレルヒーター（７
−８）により加熱され溶融していく。この溶融プラスチ
ックスは混合器（７−４）で均一にした後熱交換器（７
−５）へ送られ冷却される。熱交換器から出た溶融プラ
スチックスは再度混合器（７−６）で均一化された後、
スクリーン・ブレーカープレート及びアダプタを経てダ
イ（７−７）から押出されてフィルムとなる。
本発明の一実施例である発泡ポリスチレンのフィルム成
形の模式図を示す。プラスチック原料をホッパー（７−
１）からスクリュウ溝（７−２）に供給し、スクリュウ
（７−３）を電動機により回転させることによりプラス
チック原料を押出す。ここで、スクリュウ溝にそって輸
送される間に、プラスチック原料はバレルヒーター（７
−８）により加熱され溶融していく。この溶融プラスチ
ックスは混合器（７−４）で均一にした後熱交換器（７
−５）へ送られ冷却される。熱交換器から出た溶融プラ
スチックスは再度混合器（７−６）で均一化された後、
スクリーン・ブレーカープレート及びアダプタを経てダ
イ（７−７）から押出されてフィルムとなる。
【００１４】（製造例）以下に本発明の製造例を詳細に
説明する。本発明はスチレン系樹脂を発泡して成形する
方法であって、適用するスチレン系樹脂としては、特に
限られるものではなく、例えば、スチレン単独重合体な
らびにプロピレンとエチレン及び／又は炭素数が４〜１
２個のα−オレフィンとのランダム共重合体ならびにブ
ロック共重合体が挙げられる。
説明する。本発明はスチレン系樹脂を発泡して成形する
方法であって、適用するスチレン系樹脂としては、特に
限られるものではなく、例えば、スチレン単独重合体な
らびにプロピレンとエチレン及び／又は炭素数が４〜１
２個のα−オレフィンとのランダム共重合体ならびにブ
ロック共重合体が挙げられる。
【００１５】これらのスチレン系樹脂は、広く知られた
製造方法によるもので良く、例えば、チタン化合物など
の遷移金属化合物あるいは、例えばマグネシウム化合物
などの担体に担持された遷移金属化合物と、例えば有機
アルミニウム化合物などの有機金属化合物から得られる
触媒系の存在下で重合するもの等が挙げられる。
製造方法によるもので良く、例えば、チタン化合物など
の遷移金属化合物あるいは、例えばマグネシウム化合物
などの担体に担持された遷移金属化合物と、例えば有機
アルミニウム化合物などの有機金属化合物から得られる
触媒系の存在下で重合するもの等が挙げられる。
【００１６】本発明においては、発泡成形性を高めるた
めとしては特に必要とはしないが、スチレンに各種の熱
可塑性樹脂を１種または２種以上ブレンドして用いるこ
とができる。例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、
エチレン−酢酸ビニル共重合体等の重合体または共重合
体を用いることができる。また、顔料、酸化防止剤、滑
剤、帯電防止剤、耐侯性向上剤、充填剤等を周知の使用
量の範囲内で適宜添加することができる。また、発泡
剤、添加剤の樹脂に対する分散性向上のために流動パラ
フィンなどの添着剤を添加して用いることができる。
めとしては特に必要とはしないが、スチレンに各種の熱
可塑性樹脂を１種または２種以上ブレンドして用いるこ
とができる。例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、
エチレン−酢酸ビニル共重合体等の重合体または共重合
体を用いることができる。また、顔料、酸化防止剤、滑
剤、帯電防止剤、耐侯性向上剤、充填剤等を周知の使用
量の範囲内で適宜添加することができる。また、発泡
剤、添加剤の樹脂に対する分散性向上のために流動パラ
フィンなどの添着剤を添加して用いることができる。
【００１７】本発明においては、こうしたポリスチレン
系樹脂が、一般的なブレンダー、ミキサー等を用いて発
泡剤と混合して押出機に投入される。本発明で使用され
る発泡剤は加熱により分解し気体を発生する分解型発泡
剤である。加熱分解型発泡剤は、有機系及び無機系の各
種加熱分解型発泡剤の１種または２種以上の混合物であ
り、有機系発泡剤としては例えばアゾジカルボンアミ
ド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、
Ｐ−Ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等
である。また、無機系発泡剤としては重炭酸ナトリウ
ム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、カルシウ
ムアジド等である。また、分解型発泡剤は、その分解温
度が１５０℃〜２１０℃のものが好ましいが、押出機内
の温度で分解するものである必要がある。発泡剤の添加
量は樹脂１００重量部に対して０．１〜６重量部、好ま
しくは０．３〜５重量部が適量である。０．３重量部以
下では、発泡倍率が上がらず、６重量部以上では樹脂が
気泡を保持することができずに気泡が潰れるため、従っ
て発泡倍率が低下する。
系樹脂が、一般的なブレンダー、ミキサー等を用いて発
泡剤と混合して押出機に投入される。本発明で使用され
る発泡剤は加熱により分解し気体を発生する分解型発泡
剤である。加熱分解型発泡剤は、有機系及び無機系の各
種加熱分解型発泡剤の１種または２種以上の混合物であ
り、有機系発泡剤としては例えばアゾジカルボンアミ
ド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、
Ｐ−Ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等
である。また、無機系発泡剤としては重炭酸ナトリウ
ム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、カルシウ
ムアジド等である。また、分解型発泡剤は、その分解温
度が１５０℃〜２１０℃のものが好ましいが、押出機内
の温度で分解するものである必要がある。発泡剤の添加
量は樹脂１００重量部に対して０．１〜６重量部、好ま
しくは０．３〜５重量部が適量である。０．３重量部以
下では、発泡倍率が上がらず、６重量部以上では樹脂が
気泡を保持することができずに気泡が潰れるため、従っ
て発泡倍率が低下する。
【００１８】本発明においては均一で高倍率の発泡体を
製造するために、成形押出機の原料投入口からダイ出口
までの間での融解した樹脂の温度を、その樹脂の融解終
了温度＋１５℃以下の範囲にする必要があり、融解終了
温度＋１０℃以下であればより好ましく、融解終了温度
＋６℃以下であればさらに好ましい。融解終了温度は成
形に用いる樹脂材料の種類によって異なるが、本発明で
は成形温度をポリスチレンの単独重合体およびブロック
共重合体では、１７５〜１８５℃に保つことが好まし
い。尚、上述した分解型発泡剤についても、その分解温
度がこの範囲内にあるものを適用する。
製造するために、成形押出機の原料投入口からダイ出口
までの間での融解した樹脂の温度を、その樹脂の融解終
了温度＋１５℃以下の範囲にする必要があり、融解終了
温度＋１０℃以下であればより好ましく、融解終了温度
＋６℃以下であればさらに好ましい。融解終了温度は成
形に用いる樹脂材料の種類によって異なるが、本発明で
は成形温度をポリスチレンの単独重合体およびブロック
共重合体では、１７５〜１８５℃に保つことが好まし
い。尚、上述した分解型発泡剤についても、その分解温
度がこの範囲内にあるものを適用する。
【００１９】従来、発砲体の押出成形時の温度に関して
は、樹脂を溶融混練することと発泡剤を分解することが
重要視され、押出機においてはホッパーからガスが散逸
しない範囲内で温度を高くし、ダイ付近でのみ樹脂温度
を下げることが良いとされている。本発明は、押出機の
出口に冷却用熱交換器を取付けて溶融プラスチックの温
度を１１０℃に制御している。
は、樹脂を溶融混練することと発泡剤を分解することが
重要視され、押出機においてはホッパーからガスが散逸
しない範囲内で温度を高くし、ダイ付近でのみ樹脂温度
を下げることが良いとされている。本発明は、押出機の
出口に冷却用熱交換器を取付けて溶融プラスチックの温
度を１１０℃に制御している。
【００２０】なお、成形時の樹脂温度は必ずしも押出機
のシリンダーやダイの設定温度と等しくはならず樹脂の
混練条件によって左右される。また、一般的な成形機で
は押出機内の樹脂温度は測定が出来ないものが多いの
で、予めシリンダー部分に温度計を挿入する等して、樹
脂温度と押出し条件を把握しておくことが望ましい。
のシリンダーやダイの設定温度と等しくはならず樹脂の
混練条件によって左右される。また、一般的な成形機で
は押出機内の樹脂温度は測定が出来ないものが多いの
で、予めシリンダー部分に温度計を挿入する等して、樹
脂温度と押出し条件を把握しておくことが望ましい。
【００２１】本発明において、樹脂温度をより均一にす
る手段として、図７に示すように、押出機後の冷却器と
ダイの間にスタティックミキサー（７−６）を設ける方
法が有効である。ここで用いられるスタティックミキサ
は、樹脂の温度をさらに均一にする手段として用いるも
のである。
る手段として、図７に示すように、押出機後の冷却器と
ダイの間にスタティックミキサー（７−６）を設ける方
法が有効である。ここで用いられるスタティックミキサ
は、樹脂の温度をさらに均一にする手段として用いるも
のである。
【００２２】適用するスタティックミキサーは、一般に
知られているものでよく、図８に示すように、円筒状の
管状ハウジング（８−１）内に、所定角度ねじられたバ
ッフル板の形成された複数個の螺旋状エレメント（８−
２）が配列して概略構成されるもので、隣り合う螺旋状
エレメントの一方の後端と他方の前端とが互いに通常９
０°捻れて配置され、可動部分をもたないものである。
樹脂は、押出機からの加圧力によってスタティックミキ
サーの管状ハウジング内を複数個の螺旋状エレメントに
沿って流動し、その間に温度が均一化される。
知られているものでよく、図８に示すように、円筒状の
管状ハウジング（８−１）内に、所定角度ねじられたバ
ッフル板の形成された複数個の螺旋状エレメント（８−
２）が配列して概略構成されるもので、隣り合う螺旋状
エレメントの一方の後端と他方の前端とが互いに通常９
０°捻れて配置され、可動部分をもたないものである。
樹脂は、押出機からの加圧力によってスタティックミキ
サーの管状ハウジング内を複数個の螺旋状エレメントに
沿って流動し、その間に温度が均一化される。
【００２３】冷却器から押し出された樹脂の温度は、幅
・厚み方向ともに温度が均一でないと、均一な発泡状態
の発泡体が得られず、また、発泡状態が悪化し発泡倍率
が低下する。冷却器から押し出された樹脂の温度が不均
一である原因は、主に押出機からダイに流入する際の樹
脂の温度が不均一であることと冷却における各伝熱管に
よる違いによるもので前記のスタティックミキサ（８−
１）の取付が有効である。
・厚み方向ともに温度が均一でないと、均一な発泡状態
の発泡体が得られず、また、発泡状態が悪化し発泡倍率
が低下する。冷却器から押し出された樹脂の温度が不均
一である原因は、主に押出機からダイに流入する際の樹
脂の温度が不均一であることと冷却における各伝熱管に
よる違いによるもので前記のスタティックミキサ（８−
１）の取付が有効である。
【００２４】本発明における発泡体の発泡倍率は、１．
８倍以上、気泡径１．２ｍｍ以下のものである。このよ
うなものは強度が強く弾力性に優れている。本発明の発
泡体は板状、シート状、棒状、チューブ状等各種形状に
成形され、断熱材、包装材、防音材、浮力材等として用
いられる。例えば、バインダーの表紙、壁・床の保護
材、通い箱、仕切り板、食品容器、建材、断熱パイプ等
の用途に用いられる。
８倍以上、気泡径１．２ｍｍ以下のものである。このよ
うなものは強度が強く弾力性に優れている。本発明の発
泡体は板状、シート状、棒状、チューブ状等各種形状に
成形され、断熱材、包装材、防音材、浮力材等として用
いられる。例えば、バインダーの表紙、壁・床の保護
材、通い箱、仕切り板、食品容器、建材、断熱パイプ等
の用途に用いられる。
【００２５】
【効果】上記構造の熱交換器を用いることにより、高温
の高粘性流体の冷却に対して偏流の発生を防止し効率的
な冷却を行うことが出来る。
の高粘性流体の冷却に対して偏流の発生を防止し効率的
な冷却を行うことが出来る。
【図１】冷却用熱交換器断面図
【図２】従来の伝熱管配置図
【図３】本願の伝熱管配置図
【図４】スタティックミキサ
【図５】混合素子
【図６】断面プレート
【図７】発泡ポリエスチレンのフィルム成形の模式図
【図８】従来の発泡ポリエスチレンのフィルム成形の模
式図
式図
（１−１）伝熱管 （１−２）接続用のプレート （１−３）空間部を有しない円柱物 （１−４）混合素子 （１−５）冷媒入口 （１−６）レジューサー （１−７）円錐状の突起物 （１−８）外管 （７−１）ホッパー （７−２）スクリュウ溝 （７−３）スクリュウ （７−４）混合器 （７−５）熱交換器 （７−６）混合器 （７−７）ダイ （７−８）バレルヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 (72)発明者 松原 章 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番 36号 株式会社ノリタケカンパニーリミ テド内 審査官 佐野 遵 (56)参考文献 特開 昭60−33421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−8668（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204592（ＪＰ，Ａ) 実開 昭47−15662（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−65772（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−38572（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−140169（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭46−31713（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28D 7/10 B29C 47/88 B29K 25:00 B29K 105:04 B29L 7:00
Claims (4)
- 【請求項１】外管と該外管内に空隙をもって配設される
内管二以上とからなる多管式熱交換器において、外管の
流れ方向に対して垂直方向の断面円の中心位置と同心円
をなす円柱物が流れ方向に平行に、外管内に配設され、
該外管の内側と該円柱物の外側との間に被冷却流体が流
れる内管を２つ以上配置することを特徴とする冷却用熱
交換器。 - 【請求項２】熱交換器における被冷却流体の入口部は被
冷却流体が流れる内管を有する該外管の断面円より小さ
く、その断面積は流れ方向に従い外管との取付け部にお
いて外管断面円と同形状になるように広がっている略円
錐状のパイプとその内側に略平行に取付けられた円錐状
の突起物とで構成されたレジューサーであることを特徴
とする請求項１の冷却用熱交換器。 - 【請求項３】内管と接続用プレートとの取付部位は、流
れ方向に対して逆テーパ状に加工されていることを特徴
とする請求項１の冷却用熱交換器。 - 【請求項４】請求項１の冷却用熱交換器を用いることを
特徴とするポリスチレンフィルムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05599499A JP3279991B2 (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 冷却用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05599499A JP3279991B2 (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 冷却用熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213876A JP2000213876A (ja) | 2000-08-02 |
| JP3279991B2 true JP3279991B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=13014648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05599499A Expired - Fee Related JP3279991B2 (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 冷却用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3279991B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003022415A3 (en) * | 2001-09-13 | 2003-09-25 | Holl Technologies Company | Methods and apparatus for transfer of heat energy between a body surface and heat transfer fluid |
| US6742774B2 (en) | 1999-07-02 | 2004-06-01 | Holl Technologies Company | Process for high shear gas-liquid reactions |
| US6752529B2 (en) | 2001-03-07 | 2004-06-22 | Holl Technologies Company | Methods and apparatus for materials processing |
| US6787246B2 (en) | 2001-10-05 | 2004-09-07 | Kreido Laboratories | Manufacture of flat surfaced composites comprising powdered fillers in a polymer matrix |
| US6830806B2 (en) | 2001-04-12 | 2004-12-14 | Kreido Laboratories | Methods of manufacture of electric circuit substrates and components having multiple electric characteristics and substrates and components so manufactured |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098360B2 (en) | 2002-07-16 | 2006-08-29 | Kreido Laboratories | Processes employing multiple successive chemical reaction process steps and apparatus therefore |
| JP6591201B2 (ja) * | 2015-05-28 | 2019-10-16 | 出光興産株式会社 | 軟質樹脂の造粒方法 |
| CN109760258A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-17 | 南京法宁格节能科技股份有限公司 | 一种聚亚苯基砜物理发泡片材的生产方法及其生产系统 |
| CN109813154A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-28 | 南京法宁格节能科技股份有限公司 | 一种铝焊接热交换器 |
-
1999
- 1999-01-25 JP JP05599499A patent/JP3279991B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US6742774B2 (en) | 1999-07-02 | 2004-06-01 | Holl Technologies Company | Process for high shear gas-liquid reactions |
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| US6830806B2 (en) | 2001-04-12 | 2004-12-14 | Kreido Laboratories | Methods of manufacture of electric circuit substrates and components having multiple electric characteristics and substrates and components so manufactured |
| WO2003022415A3 (en) * | 2001-09-13 | 2003-09-25 | Holl Technologies Company | Methods and apparatus for transfer of heat energy between a body surface and heat transfer fluid |
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|---|---|
| JP2000213876A (ja) | 2000-08-02 |
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