JP3341426B2 - 合成樹脂発泡粒子の製造方法 - Google Patents

合成樹脂発泡粒子の製造方法

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英樹 桑原
和彦 大森
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂発泡粒子の製造
方法に関する。
【従来の技術】
【0002】密閉容器内で、合成樹脂粒子を分散媒に分
散させるとともに、該密閉容器内に発泡剤を導入し、加
熱攪拌して樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、容器内空
間部に加圧ガスを導入して容器内空間部を高圧に保持
し、その圧力によって容器内から樹脂粒子と分散媒とを
同時に低圧下に放出して樹脂粒子を発泡させる方法は、
合成樹脂発泡粒子の製造方法として広く利用されてい
る。
【0003】この方法において得られる発泡粒子の発泡
倍率は、樹脂粒子中に含浸された発泡剤量に大きく左右
され、容器内樹脂粒子の放出が進行して容器内圧力が低
下すると、樹脂粒子中から発泡剤が抜けて樹脂粒子中の
発泡剤含有量が減少して、得られる発泡粒子の発泡倍率
が低下する虞れがある。このため、容器内に加圧ガスを
導入して容器内を高圧に保持し、樹脂粒子中の発泡剤含
有量の減少を防止するとともに、容器内の樹脂粒子と分
散媒とを放出する際に背圧が加わるようにして放出作業
が効率良く行えるようにしている。
【0004】ところで容器内を高圧に保持するために導
入する加圧ガスも発泡剤として作用するが、加圧ガスが
どの程度樹脂粒子中に含浸されるかは容器内の種々の条
件に影響され、加圧ガスにより容器内圧を常に一定圧力
に保ったとしても、樹脂粒子中に含浸される加圧ガスの
量は経時的に変化する。従って、容器内圧力を単に加圧
ガスによって一定圧力に保持しただけでは、発泡倍率の
変動を防止することはできない。このため、発泡開始か
ら発泡終了に至までの間に経時的に発泡倍率を測定し、
発泡粒子の発泡倍率が所望する値よりも低くなってきた
場合には容器内圧力を高くし、所望する発泡倍率よりも
高くなってきた場合には容器内圧力を低くする等、容器
内圧力の微調整を行うことが必要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
法では発泡粒子の発泡倍率が所望する倍率より低くなっ
た場合に、容器内空間に導入する加圧ガスの量を多くし
て容器内圧力を高めても、加圧ガスが樹脂粒子中に含浸
されるまでに時間がかかり、発泡粒子の発泡倍率は短時
間では上昇しない。このため、所望する発泡倍率に戻る
までの間に、低発泡倍率の発泡粒子が多量に製造されて
しまうという問題があった。尚、この問題は、密閉容器
の容積が大きくなるほど、特に200リットル以上の場
合に顕著となることが判明している。
【0006】本発明者等は、上記問題を解決すべく鋭意
研究した結果、従来容器内空間に直接導入していた加圧
ガスを、分散媒中を通過させながら供給することによ
り、上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成
するに至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち本発明の合成樹脂発
泡粒子の製造方法は、密閉容器内で、合成樹脂粒子を分
散媒に分散させるとともに該密閉容器内に発泡剤を導入
して加熱下に攪拌し、密閉容器内の気体相中の発泡剤
を、分散媒中に分散した合成樹脂粒子内に含浸させ、次
いで容器内に加圧ガスを供給して容器内空間を高圧に維
持しつつ、合成樹脂粒子と分散媒とを同時に容器外に放
出して樹脂粒子を発泡させる方法において、容器内を高
圧に維持するための加圧ガス供給口を容器中の分散媒に
位置して設け、加圧ガスを分散媒中を通して容器内に導
入することを特徴とする。
【0008】本発明において使用する合成樹脂粒子の基
材樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチ
レン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹
脂、ポリプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共
重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロ
ピレン−ブテンランダム共重合体、プロピレン−エチレ
ン−ブテンランダム共重合体等のプロピレン系樹脂、ポ
リスチレン、ポリパラメチルスチレン、スチレン−無水
マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重
合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリ
ル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体等のス
チレン系樹脂等が挙げられる。
【0009】上記合成樹脂粒子を密閉容器内において分
散させる分散媒としては、合成樹脂粒子を溶解しないも
のであれば良く、このような分散媒としては例えば、
水、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エ
タノール等が挙げられるが、通常は水が使用される。
【0010】分散媒に対する樹脂粒子の配合割合は、樹
脂粒子の攪拌効率を高めるために、樹脂粒子100重量
部当たり、分散媒150〜500重量部が好ましい。
【0011】分散媒中には、必要に応じて樹脂粒子の融
着を防止するための融着防止剤を添加することができ
る。融着防止剤は分散媒に溶解せず、加熱によって溶融
しないものであれば有機系、無機系を問わず使用可能で
あるが、一般には無機系のものが好ましい。無機系の融
着防止剤としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、水
酸化アルミニウム、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、リン酸三カルシウム、ピロリ
ン酸マグネシウム、タルク、カオリン、クレー等が挙げ
られる。
【0012】融着防止剤は粒径0.001〜100μm、
特に0.001〜30μmのものが好ましい。融着防止剤
の添加量は、樹脂粒子100重量部当たりに対し、通常
は0.01〜10重量部が好ましい。
【0013】上記無機系の融着防止剤は、乳化剤と併用
することが好ましい。乳化剤としてはドデシルベンゼン
スルフォン酸ナトリウム、α−オレフィンスルフォン酸
ナトリウム、アルキルスルフォン酸ナトリウム、オレイ
ン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤が好適であ
る。乳化剤は樹脂粒子100重量部当たり、通常0.00
1〜5重量部添加することが好ましい。
【0014】本発明において、発泡剤としては揮発性発
泡剤、無機ガス系発泡剤をそれぞれ単独または混合して
用いることができ、また揮発性発泡剤と無機ガス系発泡
剤の混合物を用いることもできる。
【0015】揮発性発泡剤としては、例えばプロパン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化
水素類、シクロブタン、シクロペンタン等の環式脂肪族
炭化水素類、トリクロロフロロメタン、ジクロロジフロ
ロメタン、ジクロロテトラフロロエタン、メチルクロラ
イド、エチルクロライド、メチレンクロライド等のハロ
ゲン化炭化水素類等が挙げられる。また無機ガス系発泡
剤としては、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等を用
いることができる。
【0016】発泡剤の添加量は、樹脂粒子や発泡剤の種
類、目的とする発泡倍率等によって異なるが、一般に5
〜60倍程度の発泡粒子を得るために必要な発泡剤量
は、おおむね樹脂粒子100重量部当たり、2〜50重
量部程度である。
【0017】密閉容器内において上記樹脂粒子を分散媒
に分散させるとともに発泡剤を供給し、加熱攪拌して樹
脂粒子に発泡剤を含浸させるが、この温度は通常発泡温
度に設定することが好ましい。発泡温度としては除圧し
た際に樹脂粒子が発泡し得る温度であり、一例を挙げる
と、無架橋ポリオレフィン系樹脂粒子を使用する場合
は、当該樹脂の融点−15℃〜融点+15℃程度の任意
の温度が選択される。また、加熱下に攪拌保持する時間
は、樹脂や発泡剤の種類、配合比等によっても異なる
が、一般に5〜120分程度である。
【0018】上記のようにして樹脂粒子に発泡剤を含浸
させた後、樹脂粒子と分散媒とを同時に容器内よりも低
圧の雰囲気、通常は大気圧下に放出して樹脂粒子を発泡
させるが、樹脂粒子と分散媒とを放出する際に、容器内
容物の量が減少しても容器内圧が低下しないように容器
内に加圧ガスを導入し容器内圧力を高圧に保持する。
【0019】本発明方法では容器内に加圧ガスを導入す
るに際し、加圧ガス導入口が分散媒中に位置して開口す
るように、好ましくは容器の底部あたりに設け、加圧ガ
スを分散媒中を通して容器内に導入することが大きな特
徴である。
【0020】容器内に導入する加圧ガスとしては、通
常、窒素、酸素、空気、二酸化炭素等の無機ガスが使用
される。加圧ガスの導入により容器内圧力を、通常10
〜70kg/cm2(G) 程度で、しかも加圧ガス導入前の容器
内圧力以上に設定するが、発泡粒子の発泡倍率を経時的
に測定しながら適宜容器内圧力を調節する。
【0021】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。
【0022】実施例1〜3及び比較例1〜3 表1に示す樹脂粒子100重量部当たり、表1に示す発
泡剤、分散剤(カオリン)0.3重量部、界面活性剤(ド
デシルベンゼンスルホン酸ソーダ)0.002重量部水3
00重量部とともに、内容積400リットルの密閉容器
に仕込み(空間率10〜20体積%)、攪拌しながら同
表に示す発泡温度に昇温した後、攪拌下に同温度にて1
5分間保持した。次いで各実施例においては容器の底部
より加圧窒素を導入しつつ、また、各比較例においては
容器の上部より加圧窒素を気相中に導入しつつ容器内を
高圧に維持しながら、容器の一端を開放して、容器内容
物を容器外に放出して樹脂粒子を発泡せしめた(発泡開
始から終了までの時間:実施例1、比較例1ともに8
分、実施例2、比較例2ともに10分、実施例3、比較
例3ともに8分)。発泡開始直後の容器内圧、得られた
発泡粒子の嵩発泡倍率(発泡開始直後)、容器内に導入
する加圧窒素の圧力を発泡開始1分後に上昇せしめた際
の容器内圧力、及び容器内の圧力変更30秒後の発泡粒
子の嵩発泡倍率を同表に示した。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法は、発泡
剤を含浸した樹脂粒子を分散媒とともに密閉容器内より
も低圧下に放出して発泡させる際に、放出の間を通して
容器内を高圧に保持するために導入する加圧ガスの供給
口を、容器内の分散媒中に位置して設け、加圧ガスを分
散媒中を通して容器内に導入するようにしたため、発泡
の途中で発泡粒子の発泡倍率が低下した際に容器内圧を
高めた場合、従来の方法よりも短時間で所望する発泡倍
率に戻すことができる。特に、使用する密閉容器の容積
が200リットル以上の大容積となるほど、この効果は
顕著となる。この結果、従来法に比して発泡倍率のバラ
ツキの少ない発泡粒子を得ることができる効果を有す
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉容器内で、合成樹脂粒子を分散媒に
    分散させるとともに該密閉容器内に発泡剤を導入して加
    熱下に攪拌し、密閉容器内の気体相中の発泡剤を、分散
    媒中に分散した合成樹脂粒子内に含浸させ、次いで容器
    内に加圧ガスを供給して容器内空間を高圧に維持しつ
    つ、合成樹脂粒子と分散媒とを同時に容器外に放出して
    樹脂粒子を発泡させる方法において、容器内を高圧に維
    持するための加圧ガス供給口を容器内の分散媒中に位置
    して設け、加圧ガスを分散媒中を通して容器内に導入す
    ることを特徴とする合成樹脂発泡粒子の製造方法。
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