JP5086900B2 - 発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法及び熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法 - Google Patents
発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法及び熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法 Download PDFInfo
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Description
特許文献1には、分子量Mwが170000g/モルを超える発泡スチレンポリマーを製造する方法であって、少なくとも120℃の温度を有する発泡剤含有スチレンポリマー溶融物を、ダイ出口の孔径が1.5mm以下の孔を有するダイプレートを介して搬送し、次いで押出物を顆粒化することを特徴とする方法が開示されている。
しかし、ダイス内部から表面に向けて温度勾配が生じており、特許文献1,2に開示された従来技術のように、ダイス内部で測温してダイス先端面の温度をコントロールしようとしても、温度調節のフィードバックが十分に機能せず、ダイス先端面の温度がばらつきやすくなり、目詰まりを生じやすかった。
また、ノズル目詰まりを防ぐため、ダイスを高温に加熱した場合、得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子は微発泡し易くなる。微発泡した発泡性熱可塑性樹脂粒子は、予備発泡して発泡粒子とし、さらに型内発泡成形して発泡成形体を得る場合に、得られた発泡成形体の気泡径にバラツキが生じて発泡成形体の機械強度を低下させる可能性がある。
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程とを有する発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法であって、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となり、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法を提供する。
また本発明は、造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法であって、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となり、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法を提供する。
また本発明は、造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程と、
前記熱可塑性樹脂発泡粒子を型内発泡成形して熱可塑性樹脂発泡成形体を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法であって、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となり、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法を提供する。
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程とを有する発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法であって、
前記造粒用ダイスには、前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置の温度を測定する測温体と、前記樹脂吐出面、前記ノズル、及び前記樹脂流路を加熱する複数のカートリッジヒータとが設けられ、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となるように前記カートリッジヒーターを個別にオンオフ制御して前記造粒用ダイスを温度制御し、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法を提供する。
また本発明は、造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法であって、
前記造粒用ダイスには、前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置の温度を測定する測温体と、前記樹脂吐出面、前記ノズル、及び前記樹脂流路を加熱する複数のカートリッジヒータとが設けられ、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となるように前記カートリッジヒーターを個別にオンオフ制御して前記造粒用ダイスを温度制御し、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法を提供する。
また本発明は、造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程と、
前記熱可塑性樹脂発泡粒子を型内発泡成形して熱可塑性樹脂発泡成形体を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法であって、
前記造粒用ダイスには、前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置の温度を測定する測温体と、前記樹脂吐出面、前記ノズル、及び前記樹脂流路を加熱する複数のカートリッジヒータとが設けられ、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となるように前記カートリッジヒーターを個別にオンオフ制御して前記造粒用ダイスを温度制御し、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法を提供する。
図1及び図2は、本発明の製造方法において使用される造粒装置の一例を示す構成図、図2はその造粒用ダイスの一例を示す側断面図、図3は図2のダイス本体の樹脂吐出面を示す側面図、図4はノズルの配置状態を示す図である。
本造粒装置Tは、造粒用ダイス1が先端に取り付けられた押出機2(樹脂供給装置)と、造粒用ダイス1のノズル15から吐出される樹脂(本実施の形態では発泡剤含有樹脂20)を切断するカッター3が収容されるとともに、造粒用ダイス1の樹脂吐出面13に水流を接触させるためのチャンバー4とを備えている。チャンバー4には、循環する水などの冷却媒体(以下、水と記す)を流すための管路5が接続され、この管路5の一端(チャンバー4より上流側)が、送水ポンプ6を介して水槽7に接続されている。また、管路5の他端(チャンバー4より下流側)には、循環水から発泡性熱可塑性樹脂粒子を分離し、脱水・乾燥する脱水処理部8が設けられている。この脱水処理部8で分離され、脱水・乾燥した発泡性熱可塑性樹脂粒子は、容器9に送られるようになっている。そして、符号21はホッパー、22は発泡剤供給口、23は高圧ポンプである。
なお、造粒装置Tおよび造粒用ダイス1において、樹脂が吐出される側を「先方」、「先端」とし、その反対側を「後方」、「後端」として以下の説明では統一して用いる。
ダイホルダ11は、押出機2のシリンダに連通して設けられ、後端側から先端側に向けて後端側流路11a、先端側流路11bがその順で形成されている。ダイス本体10は、後端面中央部において、後方側に突出してなる円錐状凸部10aが形成され、ダイス本体10とダイホルダ11とが接続した状態で、ダイホルダ11の先端側流路11b内に、所定隙間をもって円錐状凸部10aが挿入されている。すなわち、ダイホルダ11の後端側流路11aを通過した発泡剤含有樹脂20は先端側流路11aにおいて円錐状凸部10aの周面に沿って流れ、ダイス本体10の後端面に開口する複数の樹脂流路14、14、…(後述する)に連通する構成となっている。
カートリッジヒーター17および短ヒーター18は、従来周知のカートリッジヒーターの中からダイス本体10の大きさや形状に応じて適宜選択して使用できる。つまり、カートリッジヒーター17および短ヒーター18としては、例えば棒状のセラミックに巻き付けた発熱線(ニクロム線)をパイプ(耐熱ステンレス鋼)の中に挿入し、発熱線とパイプの隙間を高熱伝導性と高絶縁性に優れた材料(MgO)で封じ込めた、電力密度の高い棒状ヒーターを用いることができる。
カートリッジヒーター17、17、…は、樹脂流路14の前記円周の周方向両側に配置されるとともに、長手方向を円周の径方向に向けてその円周を横切った状態で配置され、樹脂吐出面13の近傍において、樹脂吐出面13、ノズル15、及び樹脂流路14を加熱する機能を有している。本実施の形態のカートリッジヒーター17、17、…は、それぞれが円周方向に所定の中心角(ここでは、45°の角度)をもって8本設けられている。つまり、個々のノズル15は、2本のカートリッジヒーター17、17によって前記円周の周方向から挟み込まれるようにして配置されている。
そして、カートリッジヒーター17の長さ寸法は、ダイス本体10の半径方向で、配置されるノズル15より中心側に延びる位置(すなわち、少なくともカートリッジヒーター17の先端部がノズル15より中心側となる位置)からダイス本体10の略外周までの位置とされる。
さらに、短ヒーター18の近くに、短ヒーター18の温度制御用に別の測温体19´(図2参照)を設けることが望ましい。
図1に示す造粒装置Tに用いる押出機2(樹脂供給装置)は、従来周知の各種押出機の中から造粒する樹脂の種類等に応じて適宜選択して使用でき、例えばスクリュを用いる押出機またはスクリュを用いない押出機のいずれも用いることができる。スクリュを用いる押出機としては、例えば、単軸式押出機、多軸式押出機、ベント式押出機、タンデム式押出機などが挙げられる。スクリュを用いない押出機としては、例えば、プランジャ式押出機、ギアポンプ式押出機などが挙げられる。また、いずれの押出機もスタティックミキサーを用いることができる。これらの押出機のうち、生産性の面からスクリュを用いた押出機が好ましい。また、カッター3を収容したチャンバー4も、ホットカット法において用いられている従来周知のものを用いることができる。
ここで、「熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度」とは、JIS K7206に基づいて測定した値を言う。
図5は本実施の形態の変形例によるノズルの配置状態を示す図であって、図4に対応する図である。
図5に示す変形例による樹脂流路14Aは、その断面形状が台形状をなし、その台形状の範囲内に複数の単体ノズル15a、15b、15c、…が任意に配置されたノズル15が設けられている。そして、樹脂流路14Aの外郭をなす斜面14a、14b(直線部)がカートリッジヒーター17の長手方向と略平行に配置された構成となっている。本変形例では、台形状をなす断面の樹脂流路14Aの斜面14a、14bがカートリッジヒーター17に対して等距離となっているので、カートリッジヒーター17によって均等に加熱される面積が増え、円形断面の樹脂流路と比べて均等に加熱され、ノズルの詰まりをより低減させることができる。
実施例1では、図1に示した造粒装置Tに、図2および図3に示した造粒用ダイス1を取り付けて、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造した。
口径90mm(L/D=35)の単軸押出機に、図2に示す構造の造粒用ダイス、すなわち、直径0.6mm、ランド長さ3.0mmのノズルを15個もつ目皿(ノズルユニット)が8個樹脂吐出面の円周上に配置され、樹脂吐出面側にノズルユニットに通じる各樹脂流路を両側から挟むように8本のカートリッジヒーター(直径12mm)がヒーター深さ(樹脂吐出面からの距離、図2の符号Lに相当)15mmの位置に前記円周を横切って放射状に配置され、表面中央部に断熱材を装着したダイスを取り付け、ダイス温度測定用センサー(図3に示す様に樹脂流路の中間の位置にダイス表面から2mmの深さに配置した測温体19B(流入側)と19A(流出側)の2本)を用いて、ダイスの循環水流入側(下側、図2の符号4a側)のヒーター4本と循環水流出側(上側、図2の符号4b側)のヒーター4本にエリアを2分割して制御して、ダイスを117℃に保持した。
ポリスチレン樹脂(東洋スチレン社製、商品名「HRM10N」、ビカット軟化点温度102℃)100質量部に微粉末タルク0.3質量部を予めタンブラーミキサーにて均一に混合したものを、毎時130kgの割合で押出機内へ供給した。押出機内の最高温度を220℃に設定し、樹脂を溶融させた後、発泡剤として樹脂100質量部に対して6質量部のペンタン(イソペンタン/ノルマルペンタン=20/80混合物)を押出機途中より圧入した。
そして、押出機内で樹脂と発泡剤を混練しつつ、押出機先端部での樹脂温度が170℃となるように冷却しながら、185℃に保持したダイバーター(押出機とダイスの連結部)を通して発泡剤含有溶融樹脂を117℃に保持した前記ダイスに輸送し、30℃の冷却水が循環するチャンバー内に押し出すと同時に、円周方向に10枚の刃を有する高速回転カッターをダイスに密着させて、毎分3300回転で切断し、脱水乾燥して球形の発泡性ポリスチレン樹脂粒子を得た。この時のダイス導入部の樹脂温度(DRT)は183℃であり、発泡性スチレン樹脂粒子の吐出量は138kg/hであった。
この実施例1では、押出開始1時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は17.0MPa、乾燥後の樹脂粒子100粒の質量は0.0724gであり、ダイスの開孔率は80.2%と良好であった。
押出開始48時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は17.0MPa、100粒の質量は0.0724g、ダイスの開孔率は80.2%と変わらず、48時間以上安定して押出可能なことが確認でき、微発泡なく均一な粒径の良好な発泡性スチレン樹脂粒子が得られた。
押出48時間目に採取した発泡性スチレン樹脂粒子について、後述する方法にて嵩発泡倍数50倍(嵩密度0.02g/cm3)の予備発泡粒子を作製し、この予備発泡粒子を用いて発泡倍数50倍(密度0.02g/cm3)の発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体を目視により観察して、予備発泡粒子の成形金型への充填性を評価した。
開孔率(ダイス表面の吐出ノズルの押出時開孔率)=開孔数/ダイス全ノズル数×100(%)。
吐出量(kg/h)=1hあたり、カッターで切り出される全発泡性粒子の総質量
=開孔数×切り出し個数×1粒質量
=開孔数×カッター刃数×カッター回転数×1粒質量。
よって開孔数は、
開孔数=吐出量(kg/h)/〔カッター刃数×カッター回転数(rph) ×1粒質量(kg/個)〕となるため、開孔率は次式で算出できる。
開孔率(E)= 開孔数/全吐出ノズル数×100(%)
=〔Q/(N×R×60×(M/100)/1000)〕/H×100(%)(式中、Qは吐出量(kg/h)、Nはカッター刃の枚数、Rはカッター回転数(rpm)、Mは100粒質量(g)(発泡性粒子から任意の100粒を選び、最小目盛0.0001gの電子天秤で計量した値を100粒質量とした)、Hはダイスの全ノズル数をそれぞれ表す。)
開孔率(E)は、以下の基準で評価した(後述する表1参照)。
◎:50%≦E、
○:40%≦E<50%、
△:30%≦E<40%、
×:E<30%。
前述の様にして押出48時間目に得られた発泡性スチレン樹脂粒子を20℃で1日放置した後、発泡性スチレン樹脂粒子100質量部に対して、ステアリン酸亜鉛0.1質量部、ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド0.05質量部、ステアリン酸モノグリセライド0.05質量部を添加、混合して樹脂粒子表面に被覆した後、小型バッチ式予備発泡機(内容積40L)に投入して、撹拌しながら、吹込み圧0.05MPa(ゲージ圧)の水蒸気により加熱して、嵩発泡倍数50倍(嵩密度0.02g/cm3)の予備発泡粒子を作製した。
続いて、得られた予備発泡粒子を23℃で1日熟成させた後、外形寸法300×400×100mm(肉厚30mm)で内部に肉厚5mm、10mm、25mmの中仕切部を有する金型を取り付けた自動成形機(積水工機製作所製、ACE−3SP型)を用いて、下記成形条件で成形して発泡倍数50倍(密度0.02g/cm3)の発泡成形体を得た。 成形条件(ACE−3SP QS成形モード)
成形蒸気圧 0.08MPa(ゲージ圧)
金型加熱 3秒
一方加熱(圧力設定) 0.03MPa(ゲージ圧)
逆一方加熱 2秒
両面加熱 12秒
水冷 10秒
設定取出し面圧 0.02MPa
上記発泡成形体を目視により観察し、下記により金型充填性を評価した。
◎:肉厚5mm中仕切部分まできっちり充填されている。
○:肉厚5mm中仕切部分の充填が甘く過大発泡粒が認められるが、 中仕切部は形成されている。
△:肉厚5mm中仕切部分に、充填不良による粒子欠損が見られ、中仕切部が完全には形成されていない。
×:肉厚5mm中仕切部分は充填不良であり、中仕切部が全く形成されていない。
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子においては、任意に選んだ粒子100粒の合計質量が0.02〜0.09gの範囲であることが好ましい。0.09gを超えると、成形金型細部への充填が困難となり、成形可能な金型が単純形状のものに限定されるおそれがある。また、0.02g未満では粒子の生産性が劣るおそれがある。より好ましい範囲は0.04〜0.06gである。なお、ポリスチレン系樹脂以外の樹脂では、上記範囲に樹脂の比重を乗じた値が好ましい粒子100粒の合計質量の範囲となる。
十分乾燥した予備発泡粒子をメスシリンダー(例えば、500ml容量)内に、漏斗を用いて自然落下させた後、予備発泡粒子の容積が一定となるまで、メスシリンダーの底をたたいて予備発泡粒子を充填する。そのときの予備発泡粒子の容積と質量を測定し次式により算出した。なお容積は1ml単位で読みとり、質量は最小目盛0.01gの電子天秤にて測定した。スチレン系樹脂の樹脂比重は1.0として計算し、嵩発泡倍数は小数点以下1桁目を四捨五入した。
嵩発泡倍数(倍)=予備発泡粒子の容積(ml)/予備発泡粒子の質量(g)×樹脂比重
十分に乾燥させた発泡成形体から、測定用試験片(例300×400×30mm)を切出し、この試験片の寸法と質量を測定し、測定した寸法を基に試験片の体積を算出し、次式により算出した。なお、スチレン系樹脂の樹脂比重は1.0とした。
発泡倍数(倍)=試験片体積(cm3)/試験片質量(g)×樹脂比重
東芝機械社製射出成形機(IS−80CNV)を用いて、シリンダー温度220℃で12.7mm×64mm×6.4mm寸法の試験片を成形した。
この試験片を用い、JIS K7206に準拠して、荷重50Nの条件で測定した(単位:℃)。
実施例2では、実施例1で用いたダイスのノズルユニットへ連通する樹脂流路を拡張(断面積が増加)し、ノズルユニットあたりのノズル数を15個から25個に増加させたダイスを取り付け、ダイスを107℃に保持した以外は、実施例1と同様にして、吐出量138kg/hで球形の発泡性スチレン樹脂粒子を得た。この時のダイス導入部の樹脂温度(DRT)は182℃であった。
この実施例2では、押出開始1時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は13.0MPa、乾燥後の樹脂粒子100粒の質量は0.0410gであり、ダイスの開孔率は85.0%と良好であった。
押出開始48時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は13.0MPa、100粒の質量は0.0410g、ダイスの開孔率は85.0%と変わらず、48時間以上安定して押出可能なことが確認でき、微発泡なく均一な粒径の良好な発泡性スチレン樹脂粒子が得られた。
押出48時間目に採取した発泡性スチレン樹脂粒子について、実施例1と同様にして嵩発泡倍数50倍(嵩密度0.02g/cm3)の予備発泡粒子を作製し、この予備発泡粒子を用いて発泡倍数50倍(密度0.02g/cm3)の発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体を目視により観察して、予備発泡粒子の成形金型への充填性を評価した。
実施例3では、ダイスを75℃に保持した以外は実施例2と同様にして、吐出量138kg/hで球形の発泡性スチレン樹脂粒子を得た。この時のダイス導入部の樹脂温度(DRT)は180℃であった。
この実施例2では、押出開始1時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は16.5MPa、乾燥後の樹脂粒子100粒の質量は0.0668gであり、ダイスの開孔率は52.2%と良好であった。
押出開始48時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は18.8MPa、100粒の質量は0.0871g、ダイスの開孔率は40.0%で、48時間以上安定して押出可能なことが確認でき、微発泡なく均一な粒径の良好な発泡性スチレン樹脂粒子が得られた。
押出48時間目に採取した発泡性スチレン樹脂粒子について、実施例1と同様にして嵩発泡倍数50倍(嵩密度0.02g/cm3)の予備発泡粒子を作製し、この予備発泡粒子を用いて発泡倍数50倍(密度0.02g/cm3)の発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体を目視により観察して、予備発泡粒子の成形金型への充填性を評価した。
比較例1では、ダイスを125℃に保持し、循環水温を35℃にした以外は、実施例2と同様にして、吐出量138kg/hで球形の発泡性スチレン樹脂粒子を得た。この時のダイス導入部の樹脂温度(DRT)は187℃であった。
この比較例1では、押出開始1時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は12.2MPa、乾燥後の樹脂粒子100粒の質量は0.0400gであり、ダイスの開孔率は87.1%と良好であったが、得られた発泡性スチレン樹脂粒子には微発泡して大粒化したものが多数認められた。
押出開始48時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は12.1MPa、100粒の質量は0.0401g、ダイスの開孔率は87.1%と変わらず、48時間以上安定して押出は可能であったが、微発泡粒子が多量に混入した粒子しか得られず、粒子の品質を含めた総合評価では×であり、発泡成形評価は行わなかった。
比較例2では、ダイスを69℃に保持した以外は、実施例2と同様にして、吐出量138kg/hで球形の発泡性スチレン樹脂粒子を得た。この時のダイス導入部の樹脂温度(DRT)は179℃であった。
この比較例2では、押出開始1時間目のダイスへの樹脂導入部の圧力は18.5MPaと高く、乾燥後の樹脂粒子100粒の質量は0.0910gであり、ダイスの開孔率は38.3%であった。押出経時とともに、樹脂導入部の圧力上昇が認められ、
押出開始12時間目にダイスの耐圧上限(25MPa)に到達したため、12時間で押出を打ち切った。
表1の結果から、本発明によれば、ノズルの目詰まりが生じ易い樹脂吐出面近傍の温度を直接測温して温度調節のフィードバックを行うことによって、効率よくノズルの目詰まりを防ぐことができ、均一な粒径の粒子を長期間に渡って生産できることが実証された。
2 押出機(樹脂供給装置)
3 カッター
4 チャンバー
6 発泡剤含有樹脂
10 ダイス本体
11 ダイホルダ
13 樹脂吐出面
14、14A 樹脂流路
14a、14b 斜面(直線部)
15 ノズル
16 断熱材
17 カートリッジヒーター
18 短ヒーター
19 測温体
T 造粒装置
Claims (6)
- 造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程とを有する発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法であって、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となり、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法。 - 造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法であって、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となり、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。 - 造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程と、
前記熱可塑性樹脂発泡粒子を型内発泡成形して熱可塑性樹脂発泡成形体を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法であって、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となり、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。 - 造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程とを有する発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法であって、
前記造粒用ダイスには、前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置の温度を測定する測温体と、前記樹脂吐出面、前記ノズル、及び前記樹脂流路を加熱する複数のカートリッジヒータとが設けられ、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となるように前記カートリッジヒーターを個別にオンオフ制御して前記造粒用ダイスを温度制御し、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法。 - 造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法であって、
前記造粒用ダイスには、前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置の温度を測定する測温体と、前記樹脂吐出面、前記ノズル、及び前記樹脂流路を加熱する複数のカートリッジヒータとが設けられ、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となるように前記カートリッジヒーターを個別にオンオフ制御して前記造粒用ダイスを温度制御し、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。 - 造粒用ダイスを取り付けた樹脂供給装置に熱可塑性樹脂を供給して溶融混練させる工程と、
前記熱可塑性樹脂を前記造粒用ダイスに向けて移動させながら前記熱可塑性樹脂に発泡剤を注入して発泡剤含有樹脂を形成する工程と、
前記造粒用ダイスの樹脂吐出面に開孔したノズルから吐出される前記発泡剤含有樹脂をカッターにより冷却媒体中で切断して発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る工程と、
前記発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して熱可塑性樹脂発泡粒子を得る工程と、
前記熱可塑性樹脂発泡粒子を型内発泡成形して熱可塑性樹脂発泡成形体を得る工程とを有する熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法であって、
前記造粒用ダイスには、前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置の温度を測定する測温体と、前記樹脂吐出面、前記ノズル、及び前記樹脂流路を加熱する複数のカートリッジヒータとが設けられ、
前記冷却媒体と接する前記造粒用ダイスの樹脂吐出面から前記発泡剤含有樹脂の吐出方向と逆向きの方向に2〜3mmの位置でのダイス温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化点温度のマイナス30℃〜プラス20℃の範囲となるように前記カートリッジヒーターを個別にオンオフ制御して前記造粒用ダイスを温度制御し、且つ前記冷却媒体の温度が10〜60℃の範囲となるように温度制御しつつ、発泡性熱可塑性樹脂粒子を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
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