JPH0432852B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水中に分散せしめた揮発性発泡剤を
含有する熱可塑性樹脂粒子の予備発泡において、
該粒子から揮発する揮発性発泡剤の回収方法に関
する。

従来から揮発性発泡剤を含有する熱可塑性樹脂
粒子をオートクレーブなどの耐圧容器中にて水に
分散させ、これを高温高圧下で撹拌したのち、低
圧域に放出することにより、熱可塑性樹脂粒子を
予備発泡させる方法が知られており、たとえば西
独公開特許公報第2107683号、特公昭56−1344号
公報などに記載されている。

前記文献には、予備発泡させた熱可塑性樹脂粒
子をうるところまでは開示されているが、工業的
規模で予備発泡粒子を製造するばあいの揮発性発
泡剤の回収方法に関しては開示されておらず、予
備発泡粒子の製造により生ずる揮発性発泡剤は回
収されることなく、大気中に放出されているのが
実情である。それゆえ、前記揮発性発泡剤を大気
中に放出することより、大気汚染がおこる、作業
環境がわるくなるなどの問題が生ずるとともに、
原料コストが上昇するというような経済上の問題
も生ずる。

本発明者らは前記のごとき実情に鑑み鋭意研究
を重ねた結果、耐圧容器中で、揮発性発泡剤を含
有する熱可塑性樹脂粒子を水に分散させ、加圧下
で加熱後、水分散物を低圧域に放出させる熱可塑
性樹脂粒子の予備発泡において、耐圧容器中の水
分散物を、耐圧容器内部に連通する放出口から、
耐圧容器内部の圧力によつて耐圧容器内部の圧力
より低く大気圧以上の圧力に密封された低圧容器
内の空間へ放出し、揮発性発泡剤を含有する放出
された熱可塑性樹脂粒子から揮発した発泡剤を、
該低圧容器内空間部の一部から流出させることに
より、該低圧容器内空間部の圧力を耐圧容器内部
の圧力より低く大気圧以上の圧力に保持しながら
発泡剤を回収することによつて、前記諸欠点を解
消しうることを見出し、本発明を完成するに至つ
た。

すなわち、本発明においては耐圧容器内部の圧
力より低く大気圧以上の圧力に密封された低圧の
容器内空間へ放出された熱可塑性樹脂粒子から揮
発した発泡剤を該低圧容器内空間部の一部から流
出させ、回収することにより、大気汚染や作業環
境の悪化をまねき、原料コストの上昇を引きおこ
す発泡剤の大気中への放出を実質的にやめること
ができるという顕著な効果がえられる。

本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、揮発性
発泡剤を含有でき、加熱することにより発泡に好
適な粘弾性状態となるような熱可塑性樹脂であれ
ばとくに制限はない。たとえばポリスチレン、ハ
イインパクトポリスチレン、ポリ−α−メチルス
チレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポ
リフエニレンオキサイド−ポリスチレンブレンド
ポリマー、ポリフエニレンオキサイドのスチレン
グラフトポリマー、スチレン−アクリロニトリル
共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチ
レン３元共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体などのポリスチレン系重合体；低密度ポリエチ
レン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重
合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン
−メチルメタクリレート共重合体などのポリオレ
フイン系重合体；塩化ビニル系重合体；メチルメ
タクリレート系重合体などがあげられ、これらの
重合体を単独で使用してもよく、２種以上ブレン
ドして使用してもよい。ポリオレフイン系重合体
はそのまま使用してもよいが、パーオキサイドま
たは放射線などにより架橋させて用いてもよい。

本発明において、前記熱可塑性樹脂は粒子とし
たのち使用される。該粒子の通常の方法、たとえ
ば懸濁重合、押出機やカレンダーロールなどによ
るペレツト化シート、棒などの粉砕などの方法に
より製造される。該粒子の形状としては、球状、
楕円形状、円柱状、立方体状、直方体状などが用
いられ、均一発泡粒子をうるためには大きさのそ
ろつているものが好ましく、該粒子の型内成形用
寸法としては、0.5〜６mm救のものが好ましい。

本発明に用いる揮発性発泡剤としては、沸点が
−50〜100℃の炭化水素またはハロゲン化炭化水
素などがあげられ、たとえばプロパン、ブタン、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペンタ
ン、シクロヘキサン、モノクロロメタン、ジクロ
ロメタン、モノクロロエタン、トリクロロモノフ
ルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジク
ロロモフルオロメタン、トリクロロトリフルオロ
エタン、ジクロロテトラフルオロエタンなどがあ
げられ、これらを単独で使用してもよく、２種以
上混合して使用してもよい。

本発明において、前記揮発性発泡剤は熱可塑性
樹脂粒子に含有されたのち揮発させられる。熱可
塑性樹脂粒子に揮発性発泡剤を含有させる方法と
しては、耐圧容器中で、揮発性発泡剤と熱可塑性
樹脂粒子とを水に分散させ、加圧、加熱するなど
の方法があげられ、該粒子100部（重量部、以下
同様）に対し揮発性発泡剤２〜50部、好ましくは
５〜40部使用される。該使用量が２部未満になる
と回収の経済的意味がなくなり、50部をこえて使
用すると樹脂粒子に含有される限度をこえ圧力上
昇がおこるのみで無駄となる。

揮発性発泡剤を含有させた熱可塑性樹脂粒子
（以下、発泡剤含有粒子という）は水に分散させ
られる。水への分散は、通常発泡剤含有粒子が前
記のようにして製造されるため、耐圧容器内で行
なうことが好ましく、この際少量の分散剤を使用
し、加熱時の発泡剤含有粒子同士の融着を防止す
ることが望ましい。この目的に使用される分散剤
としては、たとえばポリビニルアルコール、メチ
ルセルロース、Ｎ−ポリビニルピロリドンなどの
水溶性高分子、リン酸カルシウム、ピロリン酸マ
グネシウム、炭酸亜鉛などの水に難溶性の無機物
質またはこれらの無機物質と少量のドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレフインスル
ホン酸ナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤を
併用したものなどが用いられる。

水100部に対して分散させる前記発泡剤含有粒
子の量は15〜100部、好ましくは25〜70部である。
前記量が15部未満になると生産性がわるく、エネ
ルギーコストも上昇し、100部をこえると樹脂粒
子が融着しやすくなる。

前記のようにしてえられた水分散物は耐圧容器
中で加熱後の圧力が５〜50Kg／cm²−Ｇ、好ましく
は10〜40Kg／cm²−Ｇになるように加圧され、撹拌
下に加熱される。該圧力が５Kg／cm²−Ｇ未満にな
ると放出に時間がかかり、50Kg／cm²−Ｇをこえる
と耐圧容器費用が高価になる。前記加熱は、使用
される樹脂のMIなどによつて異なるが、通常水
分散物の温度が樹脂の軟化点以上になるまで行な
われ、そののちその温度に維持される。

加圧下に加熱された水分散物は、そののち耐圧
容器内の圧力を維持するように、チツ素ガスや揮
発性発泡剤などを導入しながら低圧域に放出され
る。該水分散物の放出は耐圧容器内部に連通する
耐圧ラインの他端に設けられた放出口、たとえば
オリフイス板、ノズルなどから耐圧容器内部の圧
力より低く大気圧以上の圧力に密封された低圧容
器内の空間へ行なわれる。放出された発泡剤含有
粒子は、該粒子に含有されている発泡剤の圧力変
化による揮発により発泡する。

本発明では、このとき揮発する揮発性発泡剤が
前記低圧容器内の空間の一部から、該容器内圧を
耐圧容器内部の圧力より低く大気圧以上の圧力に
維持するように流出し、回収される。揮発性発泡
剤の流出は、たとえば水分散物の放出により発生
する圧力上昇を用いて行なつてもよく、ポンプな
どの手段を用いた吸引などによつて行なつてもよ
い。このばあいに必要とされることは、低圧容器
内を耐圧容器内部の圧力より低く大気圧以上の圧
力に維持し、粒子の発泡倍率を所定にし、揮発し
た揮発性発泡剤が回収のために低圧容器内から流
出することである。なお、低圧容器内の圧力を耐
圧容器内部の圧力より低く大気圧以上の圧力に維
持する方法としては、たとえば密閉された容器を
圧力センサー、ポンプおよびマイクロコンピユー
タなどを使用して自動的に圧力を調整したり、低
圧容器内圧力が一定圧をこえると自動的に開放す
るバルブを揮発性発泡剤流出ランインに設けるな
どの方法がある。

発泡剤含有粒子とともに放出される水または水
溶液の多くは低圧容器下部に液体としてためられ
る。該液体はバルブ操作により容器外へ放出させ
ることができる。該液体の上に発泡粒子がたま
る。

低圧容器から流出した揮発性発泡剤は、通常気
体の精製、分離、捕集に使用される装置に導かれ
たのち、つぎに発泡剤として使用されてもよく、
コンプレツサーなどを用いて液化させたのち貯蔵
してもよい。前記装置としては、たとえばコンデ
ンサーにて気体の発泡剤を圧縮し、冷却液化させ
る方法などが用いられる。

つぎに本発明に用いる装置の一例の概略説明図
である第１図にもとづいて、本発明の方法を説明
する。

第１図において、１は耐圧容器であり、該耐圧
容器１には内圧を高圧に保持するためのバルブを
有するガスライン４、発泡剤含有粒子２および水
溶液３からなる水分散物を撹拌するための撹拌
器、水分散物を加熱するためのヒータＨおよび水
分散物を放出するためのバルブ５が設けられてお
り、バルブ５の開放により耐圧容器１から放出さ
れた水分散物はバルブ５に連通された耐圧ライン
により放出口６に導かれる。放出口６は密封され
た低圧容器７に末広がりのラツパ状結合部位を介
して連通されており、放出口６に導かれた水分散
物は該部位を通つて低圧容器７内に放出される。

低圧容器７に放出された水分散物の発泡剤含有
粒子２から、含有されている揮発性発泡剤が圧力
変化にともなつて揮発し、このとき軟化点以上ま
で加熱されている粒子が発泡する。予備発泡粒子
８は低圧容器７内を落下する。一方、揮発した発
泡剤は低圧容器７内の圧力が所定圧に維持される
ようにライン１１から流出する。このばあいに、
たとえばナツシユポンプなどで吸引してもよい。
流出した揮発性発泡剤は含有されている水蒸気が
水に吸収されたのち捕集器１３に捕集される。

第１図に示す捕集器１３は水中におわんをひつ
くりがえして置いたようなものであり、この中に
水Ｗを満し、この水を発泡剤で置換することによ
り捕集するものであるが、このような捕集器に限
定されるものではなく、通常気体の捕集に使用さ
れるものは使用しうる。第１図に示す捕集器１３
において、捕集器１３の内圧は、その中の水面の
高さを変化させることにより調節することができ
る。このようにして内圧を調節すると、低圧容器
７から発泡剤を流出させるためにポンプなどを使
用しなくでも、容器７から流出する発泡剤の量を
コントロールすることができる。

発泡剤含有粒子２とともに放出される水溶液３
は、一部は水蒸気となり発泡剤とともに捕集器に
導かれるが、大部分は液体となり低圧容器７にた
められる。予備発泡粒子および該液体により容器
７が満され、水分散物の放出、粒子発泡に支障を
きたすようなときはバルブ１０から液体を放出す
ればよい。なお容器７の空間は発泡剤の回収およ
び設備費という観点からすればなるべく小さい方
が好ましい。

第２図に容器７の別の実施態様を示す。第２図
に示す容器７には圧力センサーＳが設けられてお
り、該センサーＳがマイクロコンピユータＭに接
続されており、設定された所定の圧力に低圧容器
７の圧力を維持するようにポンプＰを制御する。
揮発性発泡剤はポンプＰによりライン１１をへて
バルブ１２を介して捕集器１３へ送られ、捕集さ
れる。

捕集器１３は、その中の水面の高さを変化さ
せ、圧力を維持するため力Ｆにて上下させること
のできるような構造であつてもよく、第３図に示
すように固定された容器であり、該容器内の水Ｗ
を揮発性発泡剤の導入により貯水槽１４に排除
し、捕集器１３と貯水槽１４との水圧差を用いて
内圧を調整してもよい。このとき捕集器１３の内
圧を調整するため、コンプレツサーＣを用いて揮
発性発泡剤を圧縮し、回収してもよい。

前記のごとき方法により、発泡剤含有粒子の製
造に使用された揮発性発泡剤の約80〜95％を回収
することができる。このことにより、大気汚染や
作業環境の悪化をまねき、原料コストの上昇を引
きおこす発泡剤の大気中への放出の大部分をやめ
ることができる。

つぎに本発明の方法を実施例にもとづき説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

実施例 １ 本実施例は第１図にその概略を示す装置を用い
て行なつた。

撹拌機を有する耐圧容器（内容積150）に水
300部（75Kg）を仕込み、エチレン−プロピレン
ランダム共重合体（密度0.9ｇ／cm³、MI＝９、エ
チレン含有率4.5％（重量％、以下同様））ペレツ
ト（楕円形状）100部（25Kg）を、分散剤として
パウダー状塩基性第３リン酸カルシウム0.5部お
よびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
0.025部を使用して分散させ、撹拌しながらジク
ロロジフルオロメタン30部（7.5Kg）を圧入し、
136℃まで加熱した。このときの圧力は26Kg／m²
−Ｇであつた。そののち容器内の圧力を30Kg／m²
−Ｇにチツ素ガスで保持しながら、水分散物を放
出するバルブにより水分散物を耐圧容器から放出
し、オリフイス板におけた口径３mmφの孔を通し
て水分散物を密封した1000の低圧容器中に放出
し、ペレツトを発泡させ、予備発泡粒子をえた。
その際ペレツトから揮発したジクロロジフルオロ
メタンなどにより低圧容器の内圧は上昇するため
バルブ１２を開放し、低圧容器内をほぼ大気圧を
維持した。捕集器と低圧容器との内圧差により、
発泡剤は低圧容器から捕集器へ送られた。予備発
泡終了時、低圧容器内には約70の水溶液と約
800の予備発泡粒子が存在し、25℃であつた。
また捕集器には4.1Kgのジクロロジフルオロメタ
ンが回収されていた。そのうちコンデンサーＣを
用いてジクロロジフルオロメタンを液化回収し
た。

なお耐圧容器中に2.5Kgのジクロロジフルオロ
メタンが残存しており、前記と同様にして回収し
た。前記回収量と合せて計6.6Kg回収できた。ま
た低圧容器中には回収可能なジクロロジフルオロ
メタンが約0.65Kg残存しており、実質的に大気中
に放出されたジクロロジフルオロメタンの量は約
0.25Kgであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる装置の一例の概
略説明図、第２図は本発明の方法に用いる装置の
低圧容器部分の他の例の概略説明図、第３図は本
発明の方法に用いる装置の捕集部分の他の例の概
略説明図である。 （図面の主要符号）、１：耐圧容器、２：発泡
剤含有粒子、６：放出口、７：密封された低圧容
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐圧容器中で、揮発性発泡剤を含有する熱可
   塑性樹脂粒子を水に分散させ、加圧下で加熱後、
   水分散物を低圧域に放出させる熱可塑性樹脂粒子
   の予備発泡において、耐圧容器中の水分散物を、
   耐圧容器内部に連通する放出口から、耐圧容器内
   部の圧力によつて耐圧容器内部の圧力より低く大
   気圧以上の圧力に密封された低圧容器内の空間へ
   放出し、揮発性発泡剤を含有する放出された熱可
   塑性樹脂粒子から揮発した発泡剤を、該低圧容器
   内空間部の一部から流出させることにより、該低
   圧容器内空間部の圧力を耐圧容器内部の圧力より
   低く大気圧以上の圧力に保持しながら発泡剤を回
   収することを特徴とする揮発性発泡剤の回収方
   法。