JPH03281638A - 熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ・）産業上の利用分野 この発明は、熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法に関する
。さらに詳しくはその改良に関する。

（ロ）従来の技術及び課題 熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法として種々の方法が廃
案されており、例えば揮発性発泡剤を含有する熱可塑性
！を脂粒子を耐圧容器内で水に分散させ、これを高温・
高圧の状態にした後、窒素カスにより該容器内圧を一定
に保持しながら樹脂粒子と水とを低圧域に放出して予備
発泡する方法が知られている（特公昭５６−１３４４号
）。

しかし、この方法によって得られる発泡粒子は、倍率の
変動の大きなものとなってしまう。その理由としては、
第１に外部より温度の低い窒素ガス（通常、常ｆｊＬ）
が容器内に導入される為、容器内１変が発泡の進行とと
もに低下し、発泡倍率が低下する。第２に放出に伴い容
器内空間の容積が大キくするにつれ、容器内空間におけ
る揮発性発泡剤の分圧が低下し、樹脂粒子内の発泡剤が
逸脱することに起因し、予備発泡の進行に伴い発泡倍率
が次第に低下すると考えられる。また、このようにして
得られた種々の倍率の混在した予備発泡粒子から得られ
た成形体は、比重ムラの大きいものとなるばかりでなく
、部分的な融着不良や収縮が生してしまい商品価値の低
いものとなってしまう。

そこで、この発泡倍率の変動を押さえる方法として、耐
圧容器内へ加熱無機ガスを導入しながら放出を行うこと
乙提案されている（特開昭６４−６５１４１号）。

しかしこの方法によれば、導入される無機ガスは加圧の
用途のみに使用されるガスであり、この無機ガスの導入
により上記放出に伴う容器内容物の温度低下に起因する
発泡倍率の低下は防げるか、容器内空間における揮発性
発泡剤の分圧の低下に伴う樹脂粒子内からの発泡剤の逸
脱に起因する発泡倍率の低下は、依然として解消されて
いない。

一方、容器内に揮発性発泡剤を導入しつつ樹脂粒子の放
出を行うことにより、容器内空間における揮発性発泡剤
の分圧を一定に保持し、得られる予備発泡粒子の発泡倍
率を略一定にする方法が提案されている（特開昭５９−
３０８３６号）。

しかしこの方法は、容器内容物の放出中に非常に低温の
液状発泡剤を圧入するものであるから、容器内液面の低
下に伴い、大量の低温発泡剤か液中に巻き込まれ容器内
容物の、Ｅ、Ｋか低下する為、発泡温度を一定に保つの
か困難である。従って放出に伴う予備発泡粒子の倍率低
下は、避けられない乙のであっに。

以上のような従来の予備発泡方法によって得られる予備
発泡粒子は、倍率の変動か大きく、このような倍率変動
の大きな予備発泡粒子を用いて成形を行った場合、部分
的な融着不良や収縮等が生し、満足な成形品は得られな
い。にとえ外観上−応満足のゆく成形品が得られｆコと
しても一個の成形品内で部分毎に成形品の比重が異なる
為、たとえば緩衝材として使用する場合、部分毎に強度
等が異なってしまい、保護されるべき内容物が外部から
の衝撃によって破損するという大きな問題か生しる。

本発明者らは上記問題点に鑑みて、揮発性発泡剤を含有
する熱可塑性樹脂粒子と水及び／又は親水性有機溶媒と
の混合物を耐圧容器内より低圧域に放出し、予備発泡粒
子を得る際に、発泡倍率の低下を防ぐ方法について鋭意
研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

（ハ）課題を解決するための手段及び作用かくしてこの
発明によれば、ご閉可能な耐圧容器内で揮発性発泡剤を
含有する熱可塑性樹脂粒子を水渋び／又は親水性有機溶
媒に分散させ、該粒子の軟化温度以上の温度に加熱し、
上記発泡剤の蒸気圧以上の加圧下で上記樹脂粒子と水及
び／又は親水性有機溶媒との混合物を低圧域に放出する
熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法において、容器内に上
記樹脂粒子に含有される発泡剤と同し発泡剤を、該容器
内と同エンタルピーとして導入しながら放出を行うこと
を特徴とする熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法が提供さ
れる。

この発明に用いられる熱可塑性＋Ｍ指粒子としては、ス
チレン又はメチルスチレンの単独重合体、スチレン−ア
クリロニトリル及びスチレン−メチルメタアクリレート
又はメチルアクリレート等のごときスチレンとアクリル
酸エステルとの共重合体、エチレン単独重合体、エチレ
ン−酢酸ビニルのごときエチレン共重合体、プロピレン
重合体またはスチレン重合体とエチレンまたはプロピレ
ン重合体の混合樹脂等からなる樹脂粒子が挙げられ、ブ
Ｃピレン系＃脂泣子か好ましい。

上記熱可塑性樹脂粒子に含灯される揮発性発泡剤として
は、プロパノ、ブタン、ペンタン　ヘキサン、ヘプタン
等の脂肪族炭化水素、ンクロブタン、ノクロペンタン等
の環式脂肪族炭化水素、トリクロロフルオロメタン、ノ
クロロフルオロメタン、ノクロロノフルオロメタノ、ノ
クロロテトラフルオロエタン、メチルクロライド１エチ
ルクロライド等のハロゲン化炭化水素等が挙げられる。

この発明に用いられる分散媒としては、水、エチレング
リコール　グリセリン　メタノール　エタノール等の１
種又は２種以上の混合物か挙げられるか、通常は水が用
いられる。また、必要に応して酸化アルミニウム、酸化
チタン、炭酸カルシウム等の分散剤を用いることもてき
る。

この発明の方法においては、上記熱可塑性樹脂粒子には
上記揮発性発泡剤が含浸される。この含浸は当該分野で
通常の方法により行われる。すなわち、密閉可能な耐圧
容器内で上記熱可塑性樹脂粒子と上記揮発性発泡剤とを
上記分散剤に分散させ、加熱・加圧保持することにより
なされる。この加熱は上記樹脂粒子の軟化温度以上の温
度に調節され、加圧は上記発泡剤の蒸気圧以上の圧力に
調節される。

上記加熱・加圧状態で分散媒中に分散保持された揮発性
発泡剤含浸熱可塑性樹脂粒子は、次いて該耐圧容器内よ
りも低圧の雰囲気下に放出されるが、この発明において
この放出の方法が最ら重要となる。すなわち、熱可塑性
樹脂粒子及び分散媒の放出は、耐圧容器内への揮発性発
泡剤の導入下に行われる。ここで用いられる揮発性発泡
剤は、既に熱可塑性樹脂粒子に含有されている揮発性発
泡剤と同種のものが選択される。これは、放出に伴って
耐圧容器内の空間部分が増加し、これに伴って熱可塑性
樹脂粒子内に含有されている発泡剤の上記容器内での分
圧が低下するのを防ぐためである。また、上記放出の為
に導入される揮発性発泡剤は、この耐圧容器内と同エン
タルピーの状態て導入される。これにより、容器内容物
の温度及び圧力の低下を防止することかできる。

上記同エンタルピーへの設定には当該分野で公知のそり
、エル線図を利用することかできる。詳しくは後述する
実施例の記載か参照される。

この発明において、揮発性発泡剤のエンタルピーを調節
して耐圧容器へ導入する方法としては、例えば、１）発
泡剤が充填されたホンへ又はタンクと耐圧容器とを熱交
換器を介して管路接続する方法、２）上記発泡剤を別の
耐圧容器に貯留しこの耐圧容器と上記耐圧容器とを調圧
弁等を介して管路接続しておき、発泡剤を貯留し１こ耐
圧容器を加熱して導入する方法、等が挙げられる。

以上のように同種の揮発性発泡剤を同エンタルピーで導
入することにより、熱可塑性樹脂粒子の温度低下及び容
器内の圧力低下による発泡倍率の低下が防止され、発泡
開始から終了までの間に亙って均一性の高い発泡倍率の
予備発泡粒子が得られることとなる。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（ニ）実施例 実施例！ 内容積５００１２の耐圧容器内にエチレン−プロピレン
ランダム共重合体（エチレン含存量５０重量％、ＭＩ値
１９）のベレット１００重量部を、分散剤（第三リン酸
カルノウム３０重１１部とトデノルヘンゼンスルホン酸
ナトリウム０．０５重１部）と共に水３００重１部に分
散さけた後、撹拌下、発泡剤としてジクロロジフルオロ
メタン３０重量部を加え１３５℃（含浸温度）まて昇温
し、その後約１時間保持した。この時、該耐圧容器内の
圧力（含浸圧力）は３０ｋｇ／ｃｍ’を示し、エンタル
ピーはモリエル線図より　１５３ｋｃａｌ／ｋｇであッ
１コ。

また、別の耐圧容器内（内容積１ｍ３）でジクロロジフ
ルオロメタンを１５１℃に加熱した。この時、圧力は４
４ｋｇ／ｃｍ！を示し、モリエル線図よりエンタルピー
は１５３ｋｃａｌ／ｋｇであった。この加熱したジクロ
ロジフルオロメタンをバルブを調整しなから前者の発泡
用耐圧容器内へ圧入し、圧力及び温度を保持しながらこ
の耐圧容器内の発泡剤含有樹脂粒子と水との混合物を常
圧雰囲気下へ約２０分かけて放出した。この時、該発泡
用耐圧容器内の圧力及び゛温度の低下はなく、まｆ二発
泡倍率の変動ら極めて少ない良好な発泡粒か得られた。

放出開始から終了までの各時間毎にサンプリングし、発
泡倍率を測定し几結果を表２に示す。

実施例２〜５ 各内容積５００Ｑの耐圧容器内に、表１に示す樹脂粒子
１００重量部を、それぞれ分散剤（第三リン酸力ルンウ
ム３．０ｉｉｔｓとドデンルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム０．０５重量部）と共に水３００重量部に分散させ
た後、撹拌下、表１に示すそれぞれの発泡剤をＺ要量加
え、表中の含浸温度まで昇温し、約１時間保持した。そ
の後、該耐圧容器内と同種かつ同エンタルピーの発泡剤
を実施例１と同様の方法で圧入し、耐圧容器内の圧力、
温度を保持しながら、容器内の発泡剤含有樹脂粒子と水
との混合物を常圧雰囲気へ約２０分かけて放出した。

このとき実施例１と同様、該発泡用耐圧容器内の圧力及
び温度の低下はなかった。放出開始から終了までの各時
間毎のサンプリング結果を表２に示す。

比較例１ 実施例１における放出時の圧力保持を、温度１３５°Ｃ
，エンタルピー１４３ｋｃａｌ／ｋｇの気体状態のジク
ロロジフルオロメタンを圧入することによって行った以
外は全く同様にして約２０分間、予備発泡を行った。実
施例１と同様、各時間毎のサンプリングをし、発泡倍率
を測定した結果を表２に示す。

上記結果、耐圧容器内の圧力は保持されたが温度は１３
５℃から１３０℃まで低下し、得られた発泡粒も少し倍
率変動のあるものでありに。

比較例２ 実施例１における圧力保持を、液状のジクロロジフルオ
ロメタンを圧入することによって行った以外は、全く同
様にして約２０分間予備発泡を行った。これについても
実施例１と同様に各時間毎にサンプリングし、発泡倍率
を測定した結果を表２に示す。

上記結果、耐圧容器内の圧力は保持されたか、温度はＨ
５℃から１２０℃まで低下し、また得られた発泡粒も倍
数変動の大きなものであった。

比較例３ 実施例１における圧力保持を、加熱窒素（１３５℃）を
圧入することによって行った以外は全く同様にして約２
０分間予備発泡を行った。放出開始から終了までの各時
間毎にサンプリングし、発泡倍率を測定した結果を表２
に示す。

（以下余白） 表１ 表２ （ホ）発明の効果 この発明によれば、発泡倍率の均一性が極めて高い予備
発泡粒子か得られる。この予備発泡粒子を金型内に充填
し加熱水蒸気等によって成形すれず、密度分布の均一で
かつ部分的に収縮等の生じない、外観及び融着の良好な
成形体を得ることができる。

まｆこ、特にオレフィン系樹脂粒子を用いた場合、予備
発泡粒子の倍率が均一でないと、内圧付与をしｆこ後成
形する時、内圧が粒子毎に異なり良好な成形品が得られ
にくいが、この発明の方法により得られる予備発泡粒子
はこの点を解消することかできる。

またさらに、予備発泡粒子を容器内で圧縮空気等によっ
て体積を減少させた後、そのままで金型に充填し成形す
る、いわゆる圧縮充填成形方法においても、この発明の
方法により得られる予備発泡粒子を用いることにより、
粒子毎に圧縮率が均一で外観や融着が良好で密度分布の
均一な成形体を得ることができる。

この発明の方法は、ことに従来のビーズ発泡法では、高
倍率発泡粒子が得られにくかったポリプロピレン系樹脂
粒子に好適なものとなる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉可能な耐圧容器内で揮発性発泡剤を含有する熱
   可塑性樹脂粒子を水及び／又は親水性有機溶媒に分散さ
   せ、該粒子の軟化温度以上の温度に加熱し、上記発泡剤
   の蒸気圧以上の加圧下で上記樹脂粒子と水及び／又は親
   水性有機溶媒との混合物を低圧域に放出する熱可塑性樹
   脂粒子の予備発泡方法において、 容器内に上記樹脂粒子に含有される発泡剤と同じ発泡剤
   を、該容器内と同エンタルピーとして導入しながら放出
   を行うことを特徴とする熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方
   法。