JPH05286050A - 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加熱発泡により発生した排ガスを利用するとと
もに、発泡体の出口部から流出する排ガスをも完全に捕
集して、大気を汚染したり、その製造装置やその周辺を
汚染することがない熱可塑性樹脂発泡体の製造方法及び
製造装置を提供する。 【構成】発泡室３の出口部３１から流出する排ガスを周
囲の外気とともに捕集し、この捕集ガスを、予熱管路７
の管路入口７１に供給して、加熱発泡室１内にて熱を吸
収させる。この予熱したガスを燃焼装置５の通気性の触
媒エレメント５２を通過させて、昇華物を分解させる。
得られた高温のガスを供給口３２に供給し、発泡体４の
加熱発泡に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡体の
製造方法及び製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂発泡性シートを連続
的に加熱発泡するにあたり、加熱発泡により発生した排
ガスを利用することにより省エネルギー化と大気汚染の
防止を図ることを目的として、例えば、特公平３─３９
４５４号公報に記載され、図４に示す如く、発泡性シー
ト１４１´の加熱発泡により発生する昇華物を燃焼によ
り加熱分解せしめてガス状生成物を得るとともに、この
ガス状生成物を用いて発泡性シート１４１´を連続的に
加熱発泡させる方法、及び、発泡性シート１４１´を供
給する入口部１２１´と発泡を完成したシート１４２´
の出口部１３１´を有し、かつ発泡性シート１４１´の
加熱発泡により発生する昇華物を含んだガスの排出口１
２２´の設けられた予熱室１２´と、加熱ガスの供給口
１３２´の設けられた発泡室１３´を具備し、排出口１
２２´と供給口１３２´とを管路１６´で連結して閉回
路を形成し、この閉回路に昇華物を含んだガスを燃焼す
るための燃焼装置１５´を介在させた装置が提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、加熱発泡によ
り発生した排ガスが発泡室１３´の出口部１３１´から
流出し、大気を汚染するとともに、その排ガス中の昇華
物が冷却固化して製造装置やその周辺を汚染してしまう
という問題点があった。

【０００４】本発明は、上記の如き従来の問題点を解消
し、加熱発泡により発生した排ガスを利用するととも
に、加熱発泡室の出口部から流出する排ガスをも完全に
捕集して、大気を汚染したり、その製造装置やその周辺
を汚染することがない熱可塑性樹脂発泡体の製造方法及
び製造装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の熱可塑性樹脂発
泡体の製造方法は、有機発泡剤を含有する熱可塑性樹脂
発泡性シートを加熱発泡室にて連続的に加熱発泡するに
あたり、加熱発泡室の出口部から流出する排ガスを周囲
の外気とともに捕集し、この捕集ガスを加熱発泡室の熱
により予熱し、加熱発泡室から排出した排ガスと混合
し、この混合ガス中の前記発泡性シートの加熱発泡によ
り発生した昇華物を燃焼により加熱分解せしめて加熱ガ
スを得るとともに、この加熱ガスを加熱発泡室に導き、
熱可塑性樹脂発泡性シートを連続的に加熱発泡せしめる
方法である。

【０００６】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造装置
は、有機発泡剤を含有する熱可塑性樹脂発泡性シートを
供給する入口部と発泡を完了した発泡体の出口部が設け
られ、かつ加熱ガスの供給口と排ガスの排出口が設けら
れた加熱発泡室を具備し、排出口と供給口が管路で連結
されて閉回路が形成され、この閉回路に燃焼装置が介在
された熱可塑性樹脂発泡体の製造装置において、加熱発
泡室内に熱交換可能に予熱管路が設けられ、その予熱管
路の管路入口が加熱発泡室の出口部の外側付近に開口さ
れ、予熱管路の管路出口が閉回路に連結されている装置
である。

【０００７】本発明において、熱可塑性樹脂発泡シート
とは、有機発泡剤を含むヘラット状又はチューブ状のシ
ートを加熱発泡時の粘度特性が発泡に適した状態となる
ように架橋させたものである。

【０００８】使用する熱可塑性樹脂としては、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、ポリプロピレン等のポリオレフィン系重合体、エチ
レン─プロピレン共重合体、エチレン─ブタジエン共重
合体、エチレン─酢酸ビニル共重合体、エチレン─アク
リル酸エステル共重合体、エチレン─アクリル酸共重合
体、エチレン─塩化ビニル共重合体、塩化ビニル─酢酸
ビニル共重合体等の共重合体、及び、エチレン系樹脂に
天然ゴム、ブタジエンゴム、イソブチレンゴム、ニトリ
ルゴム、スチレン─ブタジエンゴム等のゴム状物質を混
入すると、得られるエチレン系樹脂発泡体の引張り強度
や弾性が向上する。

【０００９】又、有機発泡剤としては、アゾジカルボン
アミド（分解温度約１９０℃）、Ｎ・Ｎ´─ジニトロペ
ンタメチレンテトラミン（分解温度約２０４℃）、Ｐ・
Ｐ´─オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（分解
温度約１６４℃）がエチレン系樹脂の溶融温度の関係上
好適に使用される。

【００１０】この有機発泡剤の添加量は、得ようとする
発泡体の発泡倍率によって決定されるものであり、おお
ざっぱにいえば熱可塑性樹脂１００重量部に対し発泡倍
率の１／２重量部の見当で添加される。例えば、発泡倍
率を３０倍にしたいときは、有機発泡剤を約１５重量部
の割合で添加する。

【００１１】尚、上記有機発泡剤の中でも、アゾジカル
ボンアミドは分解が急激に起こり、しかも着色及び爆発
のおそれがなく、更にエチレン系樹脂に対する混練溶融
温度及び発泡樹脂との釣り合いがうまくとれていて起泡
の細かい発泡体が得られ、最も好ましい。

【００１２】尚、熱可塑性樹脂としてエチレン系樹脂、
有機発泡剤としてジアゾカルボンアミドを使用する場合
は、これにステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウ
ム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウ
ム、モノステアリン酸アルミニウム、ジステアリン酸ア
ルミニウム、パルミチル酸アルミニウム、オクト酸アル
ミニウム等の脂肪酸の金属塩を添加すると、エチレン系
樹脂中へアゾジカルボンアミドの分解が急激に起こり、
その結果更に良好な発泡体が得られるのでその使用が望
ましい。脂肪酸の金属塩の添加量は、エチレン系樹脂１
００重量部に対し０．５〜３重量部が好ましい。

【００１３】又、熱可塑性樹脂を架橋させる手段として
電離性放射線を使用する場合は、電子線、ｘ線、β線、
γ線等が使用できるが、工業的観点から電子線の使用が
好ましい。

【００１４】電離性放射線の照射量は０．５〜２０Ｍｒ
ａｄの範囲が好ましく、０．５Ｍｒａｄ未満では、発泡
倍率の低い起泡の不均一な多泡体しか得られず、又、逆
に、２０Ｍｒａｄを越えると架橋度が大きくなり過ぎて
良好に発泡しない。尚、均一に照射させるため、同一線
量の電子線をシートの表と裏から照射する等の工夫を加
える。

【００１５】又、熱可塑性樹脂を架橋させる手段として
架橋剤を用いる場合は、ジクミルパーオキサイド（分解
温度約１６６℃）、２・５─ジメチル─２・５─ジター
シャリーパーオキシヘキサン（分解温度約１５７℃）、
ジターシャリーブチルパーテレフタレート（分解温度約
１４４℃）等の有機過酸化物を使用するに際しては、前
に述べた有機発泡体の分解温度よりも約２０℃以上低い
分解温度を有する有機過酸化物を使用するのが望まし
く、最良の結果が得られる組み合わせは、有機過酸化物
がジアゾカルボン酸アミドであって、有機過酸化物がジ
クミルパーオキサイドの組合わせである。

【００１６】有機過酸化物の添加量は一般にキシレンに
対するゲル分率が３０〜４５重量％のなるように添加す
るのが好ましい。

【００１７】本発明において、昇華物とは、有機発泡剤
を含む熱可塑性樹脂を加熱発泡させた際に発生する発泡
ガス中の成分で、常に硬化した時析出して固体となる物
質であり、主として有機発泡剤の分解物、発泡助剤とし
て使用する樹脂酸の金属塩及び未発泡の有機発泡剤等が
含まれる。

【００１８】

【作用】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、加
熱発泡室の出口部から流出する排ガスを周囲の外気とと
もに捕集し、この捕集ガスを加熱発泡室の熱により予熱
し、加熱発泡室から排出した排ガスと混合し、この混合
ガス中の前記発泡性シートの加熱発泡により発生した昇
華物を燃焼により加熱分解せしめて加熱ガスを得るとと
もに、この加熱ガスを加熱発泡室に導き、熱可塑性樹脂
発泡性シートを連続的に加熱発泡せしめることにより、
消費エネルギーが少なくてすみ、しかも、加熱発泡室の
出口部から流出する排ガスをも完全に捕集して、大気を
汚染したり、排ガス中の昇華物の冷却固化物を析出させ
て製造装置やその周辺を汚染することが全くない。

【００１９】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造装置
は、加熱発泡室内に熱交換可能に予熱管路が設けられ、
その予熱管路の管路入口が加熱発泡室の出口部の外側付
近に開口され、予熱管路の管路出口が閉回路に連結され
ていることにより、消費エネルギーが少なくてすみ、し
かも、大気を汚染したり、製造装置やその周辺を汚染す
ることなく熱可塑性樹脂発泡体を製造する装置として用
いることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により図面を参照して
説明する。図１は本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造装
置の一実施例、及びその製造装置を用いた熱可塑性樹脂
発泡体の製造方法の一実施例の一工程を模式的に示す説
明図である。

【００２１】１１は加熱発泡室であり、予熱室１２の下
に発泡室１３が連設された竪型のものである。予熱室１
２の上部には、発泡性シート１４１を供給する入口部１
２１が設けられ、下部は発泡室１３に連通されている。
発泡室１３の上部は、予熱室１２に連通されており、下
部には発泡を完了した発泡体１４２を引き出す出口部１
３１が設けられている。予熱室１２内及び発泡室１３内
には、それぞれ、輻射型ヒーター１０が取り付けられて
いる。

【００２２】発泡室１３の下部付近には、発泡用の加熱
ガスの供給口１３２が設けられ、予熱室１２の上部付近
には排ガスを排出する排出口１２２が設けられている。
排出口１２２と供給口１３２が管路１６によりブロアー
１９と燃焼装置１５とを介して連結されて閉回路が形成
されている。

【００２３】燃焼装置１５は、例えば、燃焼室１５１、
触媒エレメント１５２、ガス予熱機器１５３、自動制御
装置（図示せず）等から構成されている。燃焼室１５１
には、触媒エレメント１５２とガス予熱機器１５３の一
部が装着され、かつ燃焼前のガスが入る排ガス供給口１
５４と、燃焼後浄化されて排出させる燃焼ガス排出口１
５５が設けられている。

【００２４】排出口１２２からの排ガスは、ブロアー１
９により管路１６を通って燃焼装置１５の排ガス供給口
１５４に入り、ガス予熱機器１５３によって燃料管路１
５６から供給される燃料の燃焼によって予熱される。予
熱されたガスは、通気性の触媒エレメント１５２を通過
する際、酸化燃焼し排ガス中の昇華物が分解される。こ
の際燃焼熱を発生し、昇華物含有量によって決まる温度
上昇がある。このようにして得られた高温のガスは燃焼
ガス排気口１５５から排出されるとともに、管路１６を
通ってブロアー１９により供給口１３２に供給されて発
泡体１４２の加熱発泡に使用される。

【００２５】発泡室１３と予熱室１２内を熱交換可能に
通過する一対の予熱管路１７が設けられ、その予熱管路
１７の管路入口１７１が発泡室１３の出口部１３１の外
側付近に開口され、管路出口１７２が予熱室１２の入口
部１２１の付近に開口されている。予熱管路１７には、
図示しないが、加熱発泡室１１の熱を吸収し易くするた
めに、その周囲にフィンを多数設けるのが好ましい。

【００２６】尚、特に図示しないが、管路出口は、必ず
しも予熱室１２の入口部１２１の付近に開口されている
必要はなく、予熱室１２内の排出口１２２の付近に開口
させて、その開口部から放出される捕集ガスを排出口１
２２から排出されるべき排ガスと合流させるようにして
もよいし、又、予熱室１２内から直接上記の閉回路に連
結させるようにしてもよい。

【００２７】発泡室１３の出口部１３１の外側が、フー
ド１８により、予熱管路１７の管路入口１７１とともに
一体に覆われている。予熱管路１７の管路出口１７２は
ブロアー１１２を介して管路１１１により燃焼装置１５
のガス供給口１５４に連結される如くして、閉回路に連
結されている。そして、ブロアー１１２により、発泡室
１３の出口部１３１から流出する排ガスを周囲の外気と
ともに捕集し、その捕集ガスを予熱管路１７の管路入口
１７１より予熱管路１７内を通過させて、加熱発泡室１
１の熱を吸収させた後、閉回路の加熱装置１５４の排ガ
ス供給口１５４に供給することができるようにされてい
る。

【００２８】次に上記の製造装置を用いた、本発明の熱
可塑性樹脂発泡体の製造方法の一実施例を、図１を参照
して説明する。

【００２９】有機発泡剤を含有する熱可塑性樹脂発泡性
シート１４１を加熱発泡室１１にて連続的に加熱発泡す
るにあたり、ブロアー１９により、排出口１２２から加
熱発泡室１１の排ガスを管路１６を通して燃焼装置１５
の排ガス供給口１５４に入れる。又、同時に、ブロアー
１１２により発泡室１３の出口部１３１から流出する排
ガスを周囲の外気とともに捕集し、この捕集ガスを管路
入口１７１より予熱管路１７を通して加熱発泡室１１の
熱を吸収させる。この予熱したガスを管路出口１７２よ
り管路１１１を通して燃焼装置１５の排ガス供給口１５
４に入れる。

【００３０】そして、これらの排ガスをガス予熱機器１
５３によって燃料管路から供給される燃料の燃焼によっ
て予熱する。予熱したガスを、通気性の触媒エレメント
１５２を通過させて、酸化燃焼し排ガス中の昇華物を分
解させる。この際燃焼熱を発生し、昇華物含有量によっ
て決まる温度上昇がある。このようにして得られた加熱
ガスを燃焼ガス排気口１５５から排出させるとともに、
管路１６を通してブロアー１９により供給口１３２に供
給し、発泡体１４の加熱発泡に使用する。

【００３１】第２図は、本発明の製造装置の別の実施
例、及びその製造装置を用いた熱可塑性樹脂発泡体の製
造方法の別の実施例の一工程を模式的に示す説明図であ
る。２１は加熱発泡室であり、予熱室２２の横に発泡室
２３が連設された横型のものである。予熱室２２の一端
部には、発泡性シート２４１を供給する入口部２２１が
設けられ、他端部は発泡室２３に連通されている。発泡
室２３の一端部は、予熱室２２に連通されており、他端
部には発泡を完了した発泡体２４２を引き出す出口部２
３１が設けられている。予熱室２２内及び発泡室２３内
には、それぞれ、輻射型ヒーター２０が取り付けられて
いる。

【００３２】発泡室２３の出口部２３１付近には、発泡
用の加熱ガスの供給口２３２が設けられ、予熱室２２の
一端部付近の上方には排ガスを排出する排出口２２２が
設けられている。排出口２２２と供給口２３２は図示し
ない管路によりブロアーと燃焼装置とを介して連結され
て閉回路が形成されている。

【００３３】排出口２２２からの排ガスは、図示しない
ブロアーにより管路を通って燃焼装置の触媒エレメント
を通過する際、酸化燃焼し排ガス中の昇華物が分解され
る。この際燃焼熱を発生し、昇華物含有量によって決ま
る温度上昇がある。このようにして得られた高温のガス
は管路を通ってブロアーにより供給口２３２に供給され
て発泡体２４２の加熱発泡に使用される。

【００３４】発泡室２３内を熱交換可能に通過する予熱
管路２７が設けられ、その予熱管路２７の管路入口２７
１が発泡室２３の出口部２３１の外側付近に開口され、
管路出口２７２が発泡室２３の予熱室２２側の端部付近
に開口されている。予熱管路２７には、図３に示す如
く、発泡室２３の熱を吸収し易くするために、その周囲
にフィン２７１が多数設けられている。

【００３５】発泡室２３の出口部２３１の外側が、フー
ド２８により、予熱管路２７の管路入口２７１とともに
一体に覆われている。予熱管路２７の管路出口２７２は
図示しない管路によりブロアーを介して上記の閉回路に
連結されている。そして、ブロアーにより、発泡室２３
の出口部２３１から流出する排ガスを周囲の外気ととも
に捕集し、その捕集ガスを予熱管路２７の管路入口２７
１より予熱管路２７内を通過させて加熱発泡室２１の熱
を吸収させ、これを閉回路に供給して昇華物を分解し、
加熱したガスとして供給口２３２に戻すことができるよ
うにされている。

【００３６】次に上記の製造装置を用いた、本発明の熱
可塑性樹脂発泡体の製造方法の一実施例を、図２を参照
して説明する。

【００３７】有機発泡剤を含有する熱可塑性樹脂発泡性
シート２４１を加熱発泡室２１にて連続的に加熱発泡す
るにあたり、図示しないブロアーにより、排出口２２２
からの排ガスを図示しない管路を通して燃焼装置の排ガ
ス供給口に入れる。又、同時に、図示しないブロアーに
より発泡室２３の出口部２３１から流出する排ガスを周
囲の外気とともに捕集し、この捕集ガスを管路入口２７
１より予熱管路２７を通させて発泡室２３の熱を吸収さ
せる。この予熱したガスを管路出口２７２より図示しな
い管路を通して燃焼装置の排ガス供給口に入れる。

【００３８】そして、これらの排ガスをガス予熱し、予
熱したガスを通気性の触媒エレメントを通過させて、酸
化燃焼し排ガス中の昇華物を分解させる。この際燃焼熱
を発生し、昇華物含有量によって決まる温度上昇があ
る。このようにして得られた加熱ガスを供給口２３２に
供給し、発泡体２４２の加熱発泡に使用する。

【００３９】実施例 低密度ポリエチレン１００重量部、アゾジカルボンアミ
ド１５重量部、ステアリン酸鉛２重量部とからなるシー
トに電子線２．７Ｍｒａｄを照射して架橋した、厚さ
２．２５ｍｍ、幅６５０ｍｍの発泡性シート１４１を、
２．２ｍ／分の速度で図１に示す製造装置の２５０〜４
００℃に加熱された加熱発泡室１に供給して加熱発泡さ
せたところ、厚さ５ｍｍ、幅１，７００ｍｍの発泡シー
ト１４２が得られた。

【００４０】この時、管路入口１７１から吸入されるガ
スの温度は１８０℃未満であったが、管路出口１７２及
び排気口１２２から排出されるガスの温度はともに１８
０℃以上であった。この時の排ガス中の昇華物含有量
は、１，５００〜３，０００ｍｇ／Ｎｍ³ 、排ガスの燃
焼後のガス中の昇華物含有量は３０〜６０ｍｇ／Ｎｍ³
であった。この結果昇華物の除去率は９８％以上であっ
た。又、燃焼後の加熱ガスの温度は３００〜４００℃で
あり、これを加熱発泡用の吸気として吸気口１３２に供
給することができた。

【００４１】又、加熱発泡により発生した排ガスを出口
部１３１から周囲の外気とともに捕集することにより、
大気を汚染することがなく、又硬化物を析出させて装置
やその周辺を汚染してしまうようなことが全くなかっ
た。又、予熱管路１７により、排ガスを加熱発泡室１１
の熱と熱交換を行うので、加熱発泡室１の出口部１３１
から流出する排ガスを周囲の外気とともに捕集したガス
は管路中で目ずまりを起こすことがなかった。

【００４２】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法
は、上記の如き構成とされているので、消費エネルギー
が少なくてすみ、しかも、加熱発泡室の出口部からの流
出する排ガスをも完全に捕集して、大気を汚染したり、
昇華物の冷却固化物を析出させて製造装置やその周辺を
汚染するようなことが全くなかった。

【００４３】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造装置
は、上記の如き構成とされているので、消費エネルギー
が少なくてすみ、しかも、大気を汚染したり、製造装置
やその周辺を汚染することなく熱可塑性樹脂発泡体を製
造する装置として用いることができる。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造装置の一実施例、及びその製造装
置を用いた熱可塑性樹脂発泡体の製造方法の一実施例の
一工程を模式的に示す説明図である。

【図２】本発明の製造装置の別の実施例、及びその製造
装置を用いた熱可塑性樹脂発泡体の製造方法の別の実施
例の一工程を模式的に示す説明図である。

【図３】図２の製造装置に用いる予熱管路の一部を拡大
して示す断面図である。

【図４】従来の熱可塑性発泡体の製造装置の一例を模式
的に示す説明図である。

【符号の説明】

１１，２１ 加熱発泡室 １２，２２ 予熱室 １３，２３ 発泡室 １５ 燃焼装置 １６，１１１ 管路 １７，２７ 予熱管路 １８，２８ フード １９，１１２ ブロアー １２１，２２１ 入口部 １３１，２３１ 出口部 １２２，２２２ 排出口 １３２，２３２ 供給口 １４１，２４１ 発泡性シート １４２，２４２ 発泡体 １７１，２７１ 管路入口 １７２，２７２ 管路出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機発泡剤を含有する熱可塑性樹脂発泡
   性シートを加熱発泡室にて連続的に加熱発泡するにあた
   り、加熱発泡室の出口部から流出する排ガスを周囲の外
   気とともに捕集し、この捕集ガスを加熱発泡室の熱によ
   り予熱し、加熱発泡室から排出した排ガスと混合し、こ
   の混合ガス中の前記発泡性シートの加熱発泡により発生
   した昇華物を燃焼により加熱分解せしめて加熱ガスを得
   るとともに、この加熱ガスを加熱発泡室に導き、熱可塑
   性樹脂発泡性シートを連続的に加熱発泡せしめることを
   特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】 有機発泡剤を含有する熱可塑性樹脂発泡
   性シートを供給する入口部と発泡を完了した発泡体の出
   口部が設けられ、かつ加熱ガスの供給口と排ガスの排出
   口が設けられた加熱発泡室を具備し、排出口と供給口が
   管路で連結されて閉回路が形成され、この閉回路に燃焼
   装置が介在された熱可塑性樹脂発泡体の製造装置におい
   て、加熱発泡室内に熱交換可能に予熱管路が設けられ、
   その予熱管路の管路入口が加熱発泡室の出口部の外側付
   近に開口され、予熱管路の管路出口が閉回路に連結され
   てなる熱可塑性樹脂発泡体の製造装置。