JP6208338B2 - 膨張したマイクロスフィアを生成するための方法及び装置 - Google Patents
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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-
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-
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Description
(a)液体媒体内のこのような膨張性の熱可塑性マイクロスフィアのスラリーを加熱ゾーンに供給すること、
(b)前記膨張性熱可塑性マイクロスフィアが、少なくとも大気圧で膨張を開始する温度に達するように、いかなる流体伝熱媒体とも直接接触することなく、前記加熱ゾーンで前記スラリーを加熱すること、及び前記スラリー内の前記マイクロスフィアが完全には膨張しないように、前記加熱ゾーン内で圧力を十分な高さに維持すること、および
(c)前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーを前記加熱ゾーンから抜き出して、前記マイクロスフィアが膨張するように圧力が十分に低いゾーンの中へ入れる、スラリーを抜き出すことを含む。
AkzoNobel社の膨張性マイクロスフィアExpancel(商標)051−40を、添付の図面に係る装置を使用して膨張させた。温度20℃の15wt%のマイクロスフィアの水性スラリーを、伝熱媒体として熱蒸気に囲まれた、各々の内径が10mm、外径が12mm、長さが1.95メートルの7本のチューブを備える熱交換器を通して、3リットル/分の速度で送り込んだ。ポンプは、熱交換器内で維持される30バールの圧力を生成し、蒸気は、スラリーを130℃に加熱するのに十分な熱エネルギーを伝達した。マイクロスフィアは、1.5mmの開口を有する、ノズルを設けられた出口を通って熱交換器を出て、20℃の外気中に入り、22g/dm3の密度に達するまで膨張した。膨張したマイクロスフィア製品は、15wt%の固形分を有し、顕微鏡調査で、この製品に凝集が全くないことが示された。
AkzoNobel社の膨張性マイクロスフィアExpancel(商標)031を、温度を100℃に維持した熱湯を満たされたタンク内に位置する、5.8mの長さの1本の銅管を備えた装置を使用して膨張させた。銅管は、内径6.3mm、及び外径7.8mmを有していたが、流れ領域の制限は有していなかった。温度20℃の、20wt%のマイクロスフィアの水性スラリーは、伝熱媒体として熱湯に囲まれた銅管を通って、80リットル/時の速度で、ダイアフラムポンプで送り込まれた。ダイアフラムポンプは、6バールの圧力を生成した。マイクロスフィアは、出口を通って銅管熱交換器を出て、最終的な膨張後に、24g/dm3の密度に達した。膨張したマイクロスフィア製品は、20wt%の固形分を有し、顕微鏡調査で、この製品に本質的に凝集がないことが示された。
なお、本発明には、以下の態様が含まれることを付記する。
[1]
発泡剤を内包する熱可塑性ポリマー殻を含む未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアから、膨張した熱可塑性マイクロスフィアを生成する方法であって、
(a)液体媒体内のこのような膨張性熱可塑性マイクロスフィアのスラリーを加熱ゾーンに供給すること、
(b)前記膨張性熱可塑性マイクロスフィアが、少なくとも大気圧で膨張を開始する温度に達するように、いかなる流体伝熱媒体とも直接接触することなく、前記加熱ゾーンで前記スラリーを加熱すること、及び前記スラリー内の前記マイクロスフィアが完全には膨張しないように、前記加熱ゾーン内で圧力を十分な高さに維持すること、並びに
(c)前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーを前記加熱ゾーンから抜き出して、前記マイクロスフィアが膨張するように圧力が十分に低いゾーンの中へ入れる、スラリーを抜き出すこと
を含む前記方法。
[2]
前記加熱ゾーンの前記圧力が、5〜50バールに維持される、[1]に記載の方法。
[3]
前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、前記加熱ゾーンで60〜160℃の温度に加熱される、[1]〜[2]のいずれかに記載の方法。
[4]
前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、加熱ゾーンを流れ、前記加熱ゾーンは、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーと直接接触しない伝熱媒体に囲まれた少なくとも1本のパイプ又はチューブを備える熱交換器である、[1]から[3]のいずれかに記載の方法。
[5]
前記少なくとも1本のパイプ又はチューブが、2〜25mmの内径をそれぞれ有する、[4]に記載の方法。
[6]
熱が電気発熱体によって供給される、[1]〜[3]のいずれかに記載の方法。
[7]
前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、前記加熱ゾーンの出口を通って前記加熱ゾーンから抜き出され、前記出口は、前記加熱ゾーンの内部と前記加熱ゾーンの外部との間の圧力差に対応する圧力低下を発生させる、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
[8]
前記出口には、前記圧力低下を発生させるための流れ領域の制限が設けられている、[7]に記載の方法。
[9]
前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、前記加熱ゾーンから抜き出されて大気圧のゾーンに入る、[1]〜[8]のいずれかに記載の方法。
[10]
前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーは、前記マイクロスフィアが完全に膨張しないように、前記加熱ゾーンに十分な高圧をもたらすポンプによって前記加熱ゾーンに供給される、[1]〜[9]のいずれかに記載の方法。
[11]
発泡剤を内包する熱可塑性ポリマー殻を含む、未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアを膨張させる装置であって、
出口及び入口を有し、少なくとも4バールの圧力に耐えられる加熱ゾーンと、
液体媒体中の前記未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアのスラリーを前記加熱ゾーンに供給する手段であって、前記加熱ゾーンで少なくとも4バールの圧力を生成できる手段と、
いかなる流体伝熱媒体とも直接接触することなく、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーを少なくとも60℃の温度に加熱する手段と
を備えた前記装置。
[12]
前記出口には、前記加熱ゾーンの内部と前記加熱ゾーンの外部との間の圧力差に対応する圧力低下を発生させるのに十分な流れ領域の制限が設けられている、[11]に記載の装置。
[13]
前記加熱ゾーンが、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーと直接接触しない伝熱媒体に囲まれた少なくとも1本のパイプ又はチューブを備える熱交換器である、[11]〜[12]のいずれかに記載の装置。
[14]
前記加熱ゾーンが、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーと直接接触しない伝熱媒体に囲まれた単一のパイプ又はチューブを備える、[11]〜[13]のいずれかに記載の装置。
[15]
前記加熱ゾーンが、少なくとも1本のパイプ又はチューブと、前記少なくとも1本のパイプ又はチューブの内部及び/又は外部に設けられた電気発熱体とを備える、[11]〜[12]のいずれかに記載の装置。
Claims (15)
- 発泡剤を内包する熱可塑性ポリマー殻を含む未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアから、膨張した熱可塑性マイクロスフィアを生成する方法であって、
(a)液体媒体内の前記未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアのスラリーを加熱ゾーンに供給すること、
(b)前記未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアが、少なくとも大気圧で膨張を開始する温度に達するように、前記未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアのスラリーがいかなる流体伝熱媒体とも直接接触することなく、前記加熱ゾーンで前記未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアのスラリーを加熱すること、及び前記スラリー内の前記マイクロスフィアが完全には膨張しないように、前記加熱ゾーン内で圧力を十分な高さに維持すること、並びに
(c)前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーを前記加熱ゾーンから抜き出して、前記マイクロスフィアが膨張するように圧力が十分に低いゾーンの中へ入れること
を含む前記方法。 - 前記加熱ゾーンの前記圧力が、5〜50バールに維持される、請求項1に記載の方法。
- 前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、前記加熱ゾーンで60〜160℃の温度に加熱される、請求項1〜2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、加熱ゾーンを流れ、前記加熱ゾーンは、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーと直接接触しない伝熱媒体に囲まれた少なくとも1本のパイプ又はチューブを備える熱交換器である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1本のパイプ又はチューブが、2〜25mmの内径をそれぞれ有する、請求項4に記載の方法。
- 熱が電気発熱体によって供給される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、前記加熱ゾーンの出口を通って前記加熱ゾーンから抜き出され、前記出口は、前記加熱ゾーンの内部と前記加熱ゾーンの外部との間の圧力差に対応する圧力低下を発生させる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記出口には、前記圧力低下を発生させるための流れ領域の制限が設けられている、請求項7に記載の方法。
- 前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーが、前記加熱ゾーンから抜き出されて大気圧のゾーンに入る、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーは、前記マイクロスフィアが完全に膨張しないように、前記加熱ゾーンに十分な高圧をもたらすポンプによって前記加熱ゾーンに供給される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 発泡剤を内包する熱可塑性ポリマー殻を含む、未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアを膨張させる装置であって、
出口及び入口を有し、少なくとも4バールの圧力に耐えられる加熱ゾーンと、
液体媒体中の前記未膨張の熱膨張性熱可塑性マイクロスフィアのスラリーを前記加熱ゾーンに供給する手段であって、前記加熱ゾーンで少なくとも4バールの圧力を生成できる手段と、
いかなる流体伝熱媒体とも直接接触することなく、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーを少なくとも60℃の温度に加熱する手段と
を備えた前記装置。 - 前記出口には、前記加熱ゾーンの内部と前記加熱ゾーンの外部との間の圧力差に対応する圧力低下を発生させるのに十分な流れ領域の制限が設けられている、請求項11に記載の装置。
- 前記加熱ゾーンが、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーと直接接触しない伝熱媒体に囲まれた少なくとも1本のパイプ又はチューブを備える熱交換器である、請求項11〜12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記加熱ゾーンが、前記膨張性マイクロスフィアの前記スラリーと直接接触しない伝熱媒体に囲まれた単一のパイプ又はチューブを備える、請求項11〜13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記加熱ゾーンが、少なくとも1本のパイプ又はチューブと、前記少なくとも1本のパイプ又はチューブの内部及び/又は外部に設けられた電気発熱体とを備える、請求項11〜12のいずれか一項に記載の装置。
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