JPH0967458A - 予備発泡スチレン系樹脂粒子の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発泡性スチレン系樹脂粒子を加熱して予備発泡
させる方法において、低、中発泡倍率のコントロールを
容易にした予備発泡スチレン系樹脂粒子の製造方法。 【解決手段】発泡性スチレン系樹脂粒子を加熱して予備
発泡させる方法において、加熱媒体に空気を用いて発泡
槽内温度が６０℃以上８０℃未満の加熱により、低、中
発泡倍率の予備発泡粒子を得る予備発泡スチレン系樹脂
粒子の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低、中発泡倍率の
コントロールを容易にした予備発泡スチレン系樹脂粒子
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリスチレン樹脂の予備発泡粒子
を製造するには、例えば発泡槽内圧力０．０１〜０．５
ｋｇ／ｃｍ² Ｇでの水蒸気加熱により加熱発泡させてい
た（特公昭６２−４１４４２号参照）。この方法では、
加熱媒体に水蒸気を用いているので発泡速度が速く、予
備発泡粒子を低、中倍率に発泡させる場合、加熱発泡時
間を短く調整して行うために得られた予備発泡樹脂粒子
の粒径にばらつきが大きく生じ、倍率コントロールは困
難であった。

【０００３】また従来、水蒸気と加熱空気の混合系を用
いて予備発泡を行っている例も報告されている（特公平
７−２５０９０号参照）。しかし、この系においては、
加熱媒体に水蒸気を用いているために予備発泡直後に予
備発泡槽から排出された予備発泡粒子は、水蒸気の蒸発
潜熱により急冷されてしまう為に予備発泡粒子の収縮が
激しくなり、続く熟成工程に要する時間が長くなるとい
う欠点がある。

【０００４】一方、加熱媒体に空気を用いた場合でも、
８０℃以上の雰囲気で加熱発泡を行うには初めに１００
℃以上の熱風を発泡槽内に吹き込むために、熱風に接し
た粒子がブロッキングを起こし易く表面の綺麗な発泡粒
子が得られない。さらに予備発泡粒子の発泡倍率は大き
くばらついてしまう欠点がある。

【０００５】このために、低、中発泡を行う場合、発泡
剤濃度の小さい発泡性樹脂粒子を用いて水蒸気加熱によ
り発泡を行っていた。しかし、この方法では予め発泡剤
濃度の小さい発泡性樹脂粒子を保管しておく際に、発泡
性樹脂粒子中の発泡剤濃度がさらに減少してしまう欠点
があり、保管管理が難しかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、発泡性粒子
の低、中発泡における倍率コントロールを容易にした予
備発泡スチレン系樹脂粒子の製造方法を提供しようとす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するために、発泡槽内の加熱媒体を従来の水蒸
気から空気に変更することで発泡速度の制御を容易に
し、さらに発泡槽内温度が６０℃以上８０℃未満で予備
発泡させることで発泡倍率のばらつきを小さくし、従来
困難とされていた低、中発泡倍率の予備発泡スチレン系
樹脂粒子の製造を容易にした。

【０００８】すなわち、本発明の予備発泡スチレン系樹
脂粒子の製造方法は、発泡性スチレン系樹脂粒子を加熱
して予備発泡させる方法において、加熱媒体に空気を用
い、発泡槽内温度を６０℃以上８０℃未満とすることに
より、発泡倍率５０倍以下の予備発泡粒子を得ることを
特徴とする予備発泡スチレン系樹脂粒子の製造方法であ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明での加熱媒体は空気であ
り、空気を用いることにより、水蒸気の場合には発泡速
度が速くコントロールの難しかった低、中発泡における
発泡倍率を容易にコントロールすることができる。

【００１０】また、空気加熱の場合、予備発泡直後での
予備発泡粒子の収縮が抑制されるために熟成時間を短縮
することができる。

【００１１】予備発泡槽内の温度は７５〜９５℃の加熱
空気により６０〜８０℃、好ましくは６５〜７５℃に保
たれる。予備発泡槽内の温度が６０℃以下の場合、加熱
時間がかなり長くなるために、加熱中に発泡性スチレン
系樹脂粒子中に含有されている発泡剤濃度が減少してし
まったり、樹脂の軟化が起こらず加熱発泡しても未発泡
粒子が生じてしまうことがある。また、８０℃を上回る
発泡槽内温度では初めに１００℃以上の熱風を発泡槽内
に吹き込むために，熱風に接した粒子がブロッキングを
起こし、表面が綺麗な発泡粒子が得られない。さらに発
泡粒子の発泡倍率は大きくばらついてしまう。

【００１２】本発明における発泡倍率は、５０倍以下の
ものに限定されるものである。ここでいう発泡倍率とは
ビーズ直径から算出したものである。５０倍を上回る発
泡倍率の予備発泡粒子を得る場合、通常の加熱媒体であ
る水蒸気を用いてもコントロールが容易である。しか
し、５０倍以下の予備発泡粒子を得る場合に水蒸気加熱
を行った場合、発泡速度が速いために発泡性スチレン系
樹脂粒子の加熱を極短時間で終了せねばならず、発泡性
スチレン系樹脂粒子が受ける熱量が不均一になり発泡倍
率の大きく異なる予備発泡粒子が生じる。

【００１３】本発明の製造方法で用いる原料の発泡性ス
チレン系樹脂粒子としては、種々の重合粒子（たとえば
懸濁重合法で得られたスチレンホモ重合体、スチレンと
α−メチルスチレン、クロルスチレン、アクリロニトリ
ル、メタクリル酸メチルなどとの共重合体、メタクリル
酸メチルとスチレン、α−メチルスチレン、クロルスチ
レン、アクリロニトリルなどとの共重合体の樹脂粒子）
に、常圧下の沸点が６０℃以下の揮発性膨脹剤（例えば
プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭
化水素、塩化メチレン、ジクロロフルオロメタン、トリ
クロロフルオロエタンなどの脂肪族ハロゲン化炭化水素
等）を５〜８重量％含有せしめた樹脂粒子があげられ
る。また、そのスチレン系樹脂粒子には、可塑剤として
トルエン、キシレン、シクロヘキサンなどを０．０１〜
２重量％含有させることもできる。さらにこの樹脂粒子
に帯電防止剤、ブロッキング剤、粒子融着促進剤等を添
加、コーテフィングさせることもできる。

【００１４】添付の図１は、本発明を実施するのに用い
られる発泡槽の一例を切断概略図で示したものである。
図中、１は発泡槽、２は攪拌軸、３は攪拌用モーター、
４攪拌棒、５はジャマ棒であり、攪拌棒４は攪拌軸２に
対して直角に取り付けられている。

【００１５】また、６は原料の発泡性熱可塑性樹脂粒子
のホッパー、７は原料投入弁、８は予備発泡粒子の発泡
レベル検出器、９は予備発泡粒子の排出シリンダー、１
０は発泡槽内温度を検出する温度計、１１は発泡槽内の
圧力を検出する圧力計、１２は発泡槽内温度を検知する
温度センサーである。

【００１６】また、１３は熱媒体供給弁であり、１４は
発泡槽内の温度を調節する温度調節弁であり、この温度
調節弁１４と温度センサー１２によって発泡槽内の温度
を一定に保つことができる。１５は排気弁であり、１６
は排気流量調節弁であり、弁１６のバルブ開度によって
加熱媒体の排気流量を調節することができる。１７は安
全弁である。

【００１７】図１に示す発泡槽を用いて本発明の予備発
泡熱可塑性樹脂粒子を製造する代表的な態様例について
説明すると、まず、発泡粒子排出シリンダー９を閉じ、
排気弁１５を開いた後、熱媒体供給弁１３を開き、発泡
槽１内に７５〜９５℃の熱風を供給し、発泡槽を予熱す
る。原料ホッパー６には発泡性熱可塑性樹脂粒子が所定
量収納してあるから、次いで攪拌モーター３を起動させ
て攪拌しながら、その原料供給弁７を開いて発泡槽内に
発泡性熱可塑性樹脂粒子を供給し、完全に供給を終えた
ら弁７を閉じる。

【００１８】発泡槽１内の温度が温度計１０で測定し
て、所定温度マイナス１０℃に達した時点で排気弁１５
を閉じ発泡槽内の温度を高める。発泡槽内の温度が所定
温度になるように調節弁１４で調節する。この熱風によ
る加熱により原料樹脂粒子が発泡するから、所定時間後
熱媒体供給弁１３を閉じると共に、排気弁１５を開いて
加熱発泡工程を終了する。

【００１９】この加熱発泡工程終了後、排出シリンダー
９を開いて、予備発泡粒子を全量発泡槽外に排出する。
排出された予備発泡粒子は室温または４０℃以下の雰囲
気下に放置し、２〜２４時間、好ましくは４〜８時間熟
成する。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）図１に示す発泡槽を用いて上記の方法で、
ペンタンを５重量％含有する懸濁重合法で得られた原料
の発泡性ポリスチレンビーズを予備発泡させた。すなわ
ち、シリンダー９を閉じ、排気弁２２を開いた状態の発
泡槽内１内に弁１３を開いて９０℃の熱風を供給し、槽
の予熱を開始した。次いで、モーター３を起動させて攪
拌を開始するとともに、原料の前記した発泡性ポリスチ
レンビーズを、弁７を開いて槽内に供給した。原料が供
給された後、弁７を閉じてからも熱風の供給を続け、そ
の間の槽内雰囲気を排気弁１５より排出させた。層内の
温度が６５℃に達した時点で弁１５を閉じてから槽内温
度が７５℃に保持されるように温度調節弁１４を調節し
ながら加熱して発泡させた。所定時間後、弁１３を閉じ
て熱風の供給を停止するとともに弁１５を開いて加熱発
泡工程を終了した。この加熱発泡工程中の加熱発泡に要
した時間は６０秒であった。加熱発泡工程の終了後、直
ちにシリンダー９により層内の予備発泡粒子を全量排出
し、室温空気雰囲気下で４時間放置し、熟成した。熟成
終了後、予備発泡粒子１００個を任意にサンプリング
し、発泡倍率を算出した。得られた予備発泡粒子は平均
発泡倍率が３５倍であり、測定倍率は３３〜３７倍の範
囲に収まっており、ばらつきは小さかった。 （実施例２）実施例１の方法に準じて９５℃の熱風を供
給し、加熱時間を２０秒にセットして加熱発泡を行い、
同様の方法で熟成した。得られた予備発泡粒子は平均発
泡倍率が１９倍であり、測定倍率は１５〜２２倍の範囲
にあった。 （実施例３）８０℃の熱風を供給し、槽内温度を６５℃
に変更したこと以外は実施例１の方法に準じて加熱発泡
させ、同様の方法で熟成した。得られた予備発泡粒子の
平均発泡倍率は２８倍であり、測定倍率は２５〜３３倍
の範囲にあった。 （比較例１）１１０℃の熱風を供給し、槽内温度を９０
℃に変更し、加熱時間を２０秒にセットしたこと以外
は、実施例１の方法に準じて加熱発泡させ、同様の方法
で熟成した。得られた予備発泡粒子の平均発泡倍率は４
０倍であり、測定倍率は２０〜５３倍の範囲にあった。 （比較例２）加熱媒体を水蒸気に変更し、槽内加熱温度
を１０１℃、加熱発泡時間は１５秒にセットし、そのほ
かは実施例１に準じて加熱発泡、熟成を行った。得られ
た予備発泡粒子の平均発泡倍率は４２倍であったが、測
定倍率は３１〜５３倍とばらついていた。 （比較例３）加熱発泡時間を５秒に変更し、そのほかは
比較例１に準じて加熱発泡、熟成を行った。得られた予
備発泡粒子の平均発泡倍率は２５倍であったが、測定倍
率は１１〜４１倍と大きくばらついていた。以上の各実
施例および比較例における予備発泡粒子のビーズ、発泡
条件および得られた予備発泡粒子の発泡倍率及び発泡倍
率のばらつき、粒子の収縮状態を表１にまとめた。な
お、発泡倍率のばらつきと粒子の収縮状態は、下記の基
準でまとめた。 発泡倍率のばらつき ◎…ばらつきが平均±３倍未満 ○…ばらつきが平均±６倍未満 △…ばらつきが平均±１０倍未満 ×…ばらつきが平均±１０倍以上 粒子の収縮状態 ○…粒子の収縮がない ×…粒子の収縮がある

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を実施するのに用いられる発
泡槽の１例を示す切断概略図である。

【符号の説明】

１ 発泡槽 ２ 攪拌軸 ３ 攪拌用モーター ４ 攪拌棒 ５ ジャマ棒 ６ 原料ホッパー ７ 原料投入弁 ８ 発泡レベル検出器 ９ 予備発泡粒子排出シリンダー １０ 温度計 １１ 圧力計 １２ 温度センサー １３ 熱媒体供給弁 １４ 温度調節弁 １５ 排気弁 １６ 排気流量調節弁 １７ 安全弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発泡性スチレン系樹脂粒子を加熱して予備
   発泡させる方法において、加熱媒体に空気を用い、発泡
   槽内温度を６０℃以上８０℃未満とすることにより、発
   泡倍率５０倍以下の予備発泡粒子を得ることを特徴とす
   る予備発泡スチレン系樹脂粒子の製造方法。