JP5796390B2 - 発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法 - Google Patents
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Description
[1] 熱可塑性樹脂、発泡剤、造核剤および、その他の添加剤を押出機内で溶融混練し、複数の小孔を有するダイから加圧冷却水中に未発泡状態で押出し、ダイに接する回転カッターで切断して小粒化する、発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法であって、
発泡剤として、炭素原子数3あるいは4の脂肪族炭化水素系発泡剤を、熱可塑性樹脂100重量部に対して3〜10重量部圧入し、かつ、加圧冷却水の圧力が2.3MPa以上3.5MPa未満であり、加圧冷却水の温度が40℃〜80℃であることを特徴とする、発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法、
[2] 発泡剤がブタンであることを特徴とする、[1]記載の発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法、
[3] 熱可塑性樹脂のガラス転移温度が100℃〜120℃であることを特徴とする、[1]または[2]記載の発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法、および、
[4] 熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載の発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法
に関する。
発泡助剤としては、発泡性スチレン系樹脂に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、スチレン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族有機化合物、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等の、大気圧下における沸点が200℃以下である溶剤が挙げられる。
造核剤としては、例えば、シリカ、タルク、ケイ酸カルシウム、ワラストナイト、カオリン、クレイ、マイカ、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウムなどの無機化合物などが、代表的なものとして挙げられる。
これらの中でも、本発明の熱可塑性樹脂の加工条件、分解温度と発泡体の燃焼温度との兼ね合いにより発泡体用途における難燃性の点から、ハロゲン系難燃剤が好ましい。
これらの中でも、カーボングラファイト、カーボンブラック、酸化アンチモンまたは硫酸バリウムが、熱伝導率低減効果とコストのバランスが優れる点から、好ましい。
押出機内が局所的でも溶解圧未満あるいは溶解圧付近の圧力になる場合は、その地点で発泡剤の急激な拡散に伴う発泡剤の不分散が発生し、予発・成形時に均一な気泡を有する発泡体が得られず品質の劣化を招く恐れがある。
ここで、圧力開放速度とは、発泡剤を含んだ溶融樹脂がダイから加圧冷却水中に押出される際に、ダイ中での樹脂圧力と加圧冷却水の水圧との差を吐出速度で除した値で、発泡挙動に深く関わるパラメータである。一般的に、圧力開放速度が大きい方が、発泡力も大きくなる。
[発泡性熱可塑性樹脂粒の作製]
ポリスチレン[PSジャパン(株)製、G0002]100重量部に対して、タルク[林化成株式会社製、商品名:TALCAN PAWDER PK−Z]0.2重量部および脱臭ブタン(イソブタン:ノルマルブタン=33:67)5重量部を、単軸押出機(第1押出機)と単軸押出機(第2押出機)が直列に連結したタンデム押出機に、投入した。
第1押出機において、樹脂温度226℃にて溶融混練を行い、第2押出機内で樹脂温度166℃まで冷却した後、第2押出機の先端に取り付けられた直径0.7mm、ランド長3.0mmの小孔を40個有するダイリップから、吐出量50kg/時間で、温度60℃および加圧条件2.3MPaの加圧循環水中に押出した。この際、ダイ圧力は14MPaであった。
押し出された溶融樹脂は、ダイリップに接触する10枚の刃を有する回転カッターを用いて、3400rpmの条件にて切断・小粒化され、遠心脱水機に移送されて、発泡性熱可塑性樹脂粒として回収された。
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒は、白色しているものは無視できるほどの数であり、任意に選んだ粒子をカミソリで切断した後、断面を光学顕微鏡[キーエンス社製、VHX−900]を用いて倍率100倍にて観察した結果、気泡は確認されなかった。
[熱可塑性樹脂予備発泡粒子の作製]
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒100重量部に、ブロッキング防止剤としてステアリン酸亜鉛[川村工業(株)製]0.1部、ハイサイクル化剤としてリケマールVT−50[理研ビタミン製]0.1部をドライブレンドし、加圧予備発泡機[大開工業製、BHP−300]に所定量仕込み、蒸気圧1.2kg/cm2の水蒸気にて、缶内加圧圧力0.02MPaに保持した状態で30秒間加熱して、約60倍の発泡倍率を有する予備発泡粒子を得た。
得られた予備発泡粒子を任意に選んで上記同様の断面観察を行った結果、ボイドや不規則なセルサイズは確認されず、一定の範囲内で均一なセルを有していた。
[熱可塑性樹脂型内発泡成形体の作製]
得られた予備発泡粒子を300mm×450mm×25mmの金型を有する成形機[ダイセン工業製KR−57]を用いて、得られた予備発泡粒子を前記金型内に充填した後、0.06MPa(ゲージ圧)の水蒸気を用いて20秒間加熱して型内成形した結果、問題なく発泡成形体を得ることができた。
[発泡性熱可塑性樹脂粒の作製]
発泡剤としての脱臭ブタン量を7重量部に、ダイ圧力を13MPaに、冷却水の加圧条件を3.3MPaに変更した以外は、実施例1と同様の操作により、発泡性熱可塑性樹脂粒を得た。
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒は、白色しているものは無視できるほどの数であり、任意に選んだ粒子をカミソリで切断した後、断面を光学顕微鏡にて観察した結果、気泡は確認されなかった。
[熱可塑性樹脂予備発泡粒子の作製]
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒を、実施例1と同様の操作を行い、約70倍の発泡倍率を有する予備発泡粒子を得た。
[熱可塑性樹脂型内発泡成形体の作製]
得られた予備発泡粒子を、実施例1と同様の操作を行い、問題なく発泡成形体を得ることができた。
[発泡性熱可塑性樹脂粒の作製]
循環水の圧力を1.5MPaにした以外は、実施例1と同様の操作により、発泡性熱可塑性樹脂粒を得た。
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒は、30%程度の割合で白色化しており、それら白色粒子をカミソリで切断した後、断面を光学顕微鏡にて観察した結果、一部気泡が確認された。
[熱可塑性樹脂予備発泡粒子の作製]
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒を、実施例1と同様の操作を行い、予備発泡粒子を得た。
得られた予備発泡粒子の断面を光学顕微鏡にて観察した結果、粒子内の気泡は不均一なものであった。
[発泡性熱可塑性樹脂粒の作製]
循環水の圧力を1.5MPaにした以外は、実施例2と同様の操作により、発泡性熱可塑性樹脂粒を得た。
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒は殆どが白色しており、それら白色粒子をカミソリで切断した後、断面を光学顕微鏡にて観察した結果、一部気泡が確認された。
[熱可塑性樹脂予備発泡粒子の作製]
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒を、実施例1と同様の操作を行い、予備発泡粒子を得た。
得られた予備発泡粒子の断面を光学顕微鏡にて観察した結果、粒子内の気泡は不均一なものであった。
Claims (4)
- 熱可塑性樹脂、発泡剤、造核剤および、その他の添加剤を押出機内で溶融混練し、複数の小孔を有するダイから加圧冷却水中に未発泡状態で押出し、ダイに接する回転カッターで切断して小粒化する発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法であって、
発泡剤として、炭素原子数3あるいは4の脂肪族炭化水素系発泡剤を、熱可塑性樹脂100重量部に対して3〜10重量部圧入し、
かつ、加圧冷却水の圧力が2.3MPa以上3.5MPa未満であり、加圧冷却水の温度が40℃〜80℃であることを特徴とする、発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法。 - 発泡剤がブタンであることを特徴とする、請求項1記載の発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法。
- 熱可塑性樹脂のガラス転移温度が100〜120℃であることを特徴とする、請求項1または2記載の発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法。
- 熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の発泡性熱可塑性樹脂粒の製造方法。
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