JPS5933123A - 熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法およびその装置 - 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】 本発明は、．熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法およびそ
の装置に関する？ものである。・更に詳しくは、加圧加
熱下にある水に分散した揮発性発泡剤を含有する熱可塑
性樹脂粒子を圧力解放ずることによ？シ予備発泡させる
方法及びその装置に関するものである。・ 従来、熱可塑性樹脂粒子と揮発性発泡剤をオートクレー
プ等の耐圧容器中で水に分散させ、高温高圧の条件にて
、発泡に適した状態にした後、低圧域に放出する方法は
知られており、例えば西独公開公報第２．１０ｑ．ｒＳ
ａ号や特公昭５６−１３４４号等に記載されて因る。し
かし外から、これらの方法によれば、高温高圧下で発泡
を抑制され、可塑状態にある熱可塑性樹脂粒子が低圧域
に放出されるので、放出時、該粒子は発泡によシ急激に
膨張しながら水と共に高速度で放出される。このため、
これら方法によれば、予備発泡までの工綽が簡単で極め
て高倍率に発泡した予備発泡粒子が得？られるというメ
リットがある反面、圧力解放以降に粒子同志の融着によ
るプロツキングが生じたり、極めて大きな放出容器を必
要とするなどの放出，回収工程に於て実用」二の難点が
あった。

これらの問題を改善するために、従来の方法では、水と
粒子の混合物を低圧に保持？した放出管の内に放出し、
更に該放出管内に永を導入し冷却しながら発泡粒子を回
収することや、大気圧に保持された必要かつ充分なる自
由空間を有する容器申に放出ずるこ．とが提案されてい
るが、前記問題点を解決するに至っていない。

本発明者らは、これらの問題点に鑑み鋭意研究した結果
、本発明に到達したものであって、本発明によれば、従
来のプロセス上の問題点が解決出来たばかシでなく、実
用上極めて優れた特性を有する熱可塑性樹脂の予備発泡
粒子が得られるものである。

すなわち本発明は、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、′？該揮発性発
泡剤の蒸気圧以上の加圧下で該熱可塑性樹脂粒子の軟７
１蝉．臀以」二に加熱した後、該粒子と水との混合物を
低圧域に放出するにあたり、該粒子と水との混合物を前
記耐庁蓉器内の症力よりも低圧に保持した水中に放出し
、水中を浮力上昇させた後回収することを特徴とする熱
可塑性樹脂粒子の予備梶泡方法及びそあ装置を提供する
ものであ？る。″？ 本発明において用いられる熱可塑性樹脂粒子の種類は、
揮発性発卒．剤を含有でき、加熱するこどにより発泡に
好適な粘弾性μｓ態となるような熱可塑性樹脂であれば
特に制限は・ない。例えば、ボリスチレン、ハイインイ
くクトポリスチレン、ポリーα−メチルスチレン、スチ
レンー無水マレイン酸コボリマー、ポリフエニレンオキ
サイドーボリスチレンブレンドないしグラフトポリマー
、スチレンーアクリロニトリルコポリマー、アクリロニ
トリルーブタジェンースチレンターボリマー、スチレン
ーブタジエンコボリマー等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、ボリブロビレン、エチレンープロピレンコポリ
マー、エチレンー酢酸ビニルコポリマー、エチレンーメ
チルメタクリレートコポリマー等のポリオレフイン系重
合体；ポリ塩化ビニル系重合体およびポリメ．チルメタ
クリレート系重合体等があげられこれらの重合体を単独
または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、パーオキサイド又は放射線により架
橋してもよいが、架橋を行わなくても使用できる。これ
らの熱可塑性樹脂は、本発明に於では例えば懸濁重合に
よって得られた樹脂粒子や押出ペレット化された樹脂粒
子が使用されるが、粒子の大きさに特に制限はない。通
常球体積換算直径が０．２５〜１０．０ｍｍのものがあ
９、０．５〜６．０ｍｍのものが型内成形用として好適
に使用される。

本発明で使用される揮発性発泡剤としては一沸点が−５
０〜１２０℃の炭化水素ま・たはノ−ロゲン化炭化水素
、例えばプロパン、ブタ．ン、ベンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、モノクロル
メタン、ジクロルメタン、モノクロルエタン、ドリクロ
ルモノフルオルメタン、ジクロルジフルオルメタン、ジ
クロルモノフルオルメタン、トリクロルトリフルオルメ
タン、ジクロルテトラフルオルエタン等があげられ、こ
れらを単独あるいは２種以上・混合して使用してもよい
。

本発明に於て熱可塑性樹脂粒？子を水に分散させる際に
は、少量の分散剤を使用し、加熱時の熱可塑性樹脂粒子
同志の融着を防止することが望まし匹．。分散剤として
はポリビ三ルアルコール、メチルセルロース、．Ｎ−ポ
リビニル？ビロリドン等の水溶性高分子、リン酸カルシ
ウム、ビロリン酸マグネシウム、？炭酸亜鉛等の・水に
難溶性の無機物質またはこれらめ無機物質と少量のドデ
シルベンゼンスルボン酸−ＰトＩＪウ？ム、α１−オレ
フインスルホン酸ナトリウム等のアニオン．界面活性剤
を併用したものが用いられる。？ 本発明の方法に於ける加熱温度は、発泡剤を含んだ状態
での熱可塑？性樹脂の軟化温度以上で通常該軟化温度＋
５０℃以下程度が適当である。加熱温度は樹脂の種類お
よび・発泡剤の種類および量等によって」二記範囲内で
適切拓調整され、発泡剤の使用量と加熱温度の設定によ
シ所望の発泡倍率の予備発泡粒子を得ることができる。

本発明の方法において、低圧に保持された水中へ粒子を
放出するときの耐圧容器内の圧力は、使用する揮発性発
泡剤の蒸気圧以上に保持される。

ここで言う揮発性発泡剤の蒸気圧とは、熱可塑性樹脂粒
子に発泡剤を加熱、加圧条件下で含浸させた系での蒸気
圧であ９、放出時に耐圧容器内の圧力を揮発性発泡剤の
蒸気圧以上に保持するためには、揮発性発泡剤（液状又
は気体状）および／またはＮ２などの不活性ガスを導入
して加圧すればよい。

次いで、上記した温度及び圧力に保持しながら耐圧容器
中の混合物を該容器内下部に放出バルブを介して連通ず
る、１個又はそれ以上の放出開口部から連続的又は断続
的に水中に放出される。該放出開口部は、水槽を有する
予備発泡装置の水面下部に位置させ、放出され発泡した
熱可塑性樹脂粒子は、浮力上昇・し、水槽表面に茗積し
、通常オーバーフローによシ予備発泡装置外部べ連続的
又は断続的に回収される。尚、放出開口部は、例えばオ
リフイス等の使用によ，！ｌ）．０．’２〜３００Ｊ、
好ましくは“０．８〜ｌ’２（１ｍｍ２の大きさとする
開口であるのが好捷しい（とれは、発泡性熱可塑性樹脂
粒子の球体積換算直径をｄとして計算した約πｄ２／４
乃至約πｄ／２の範囲の面積に相当する）又、放出され
る水中の圧力は、放出時の耐圧容器内の圧力より低い圧
力であればよいが、大気に連通した系で行う場合には、
圧力は概ね、大気圧に水圧を加えた圧力である。

この方法により、？高速で放出される粒子は、水中で発
泡すると同時に急激に減速されそのま丑浮力で水中を上
昇して冷却される。従って、この方法によれば、大気中
などに放出する方法に比べて装置が極めてコンパクトに
なり、冷却効果が大きくプロツキングなどが効果的に防
止出来、かつ発泡粒が連続的又は断続的に系外に回収出
来て有利である。

更には、本発明方法に於て、粒子の除圧放出時発泡粒子
中から発散される発泡剤や、耐圧容器気相中に存在する
発泡剤を回収することが好ましいが、その場合、士発明
に基づく装置、・例えば第１図又は第２図に示す如き装
置により、発泡剤を発泡粒子と容易に分離して回収する
ことが出来る。

また本発明に：於で、前記したような分散剤を使用する
場合、従来の方法では予備発泡粒子の表面に分散剤が付
着し、該予備発泡粒子を使用して型内成形を行う際に、
粒子同志の一着を明害することがある。しかるに本発明
の方法によれば、水中を浮力」―弄する際に、予備発泡
粒子に付着した分散剤が洗浄除去されるので粒子同志の
融着性が改善される。

また、本発明によれば、大気圧中に放出するときに．発
生するような騒音臥皆無であり、騒音防止、，安全操業
」二での寄与も大きい。

」二記のよう彦プロセス上のメリットに加え、驚くべき
ことに、本発明の方法によれば、耐圧容器内の温度、圧
力や予備発泡装置内の水深や水温等の条件を選ぶことに
より、得られる発泡粒子の球状化が達成出来ることが解
シ、発泡粒子の成形性や物性の改良面からも極めて有利
な方法が提供出来るものである。

次に、本発明に係わる装置について図面に記載の例に基
づいて説明する。

第１図に於て、耐圧容器（１）内で加圧、加熱された揮
発性発泡剤を含有する熱可塑性樹脂粒子は、放出管（２
）、放出バルブ（３）、オリフイス（４）を通って予備
発泡装置（５）内の貯水（７）中に放出され、急激に膨
張し浮力により貯水中を上昇し冷却された後、水面上か
らオーバーフローにより排出口（６）より回収される。

又、装置内に水管（９）などにより水を導入する等の方
法により、貯水中に水流を生じせしめて粒子に流動性を
付与したり、貯水の温度を調整することも出来る。この
場合には、粒子は水と共にオーバーフローにより、排出
口（６）より回収するか、又は、水は、別の排水口（１
１）から排出してもよい。又、耐圧容器（１）内を揮発
性発泡剤を導入すすることによシ加圧しなか．ら放出す
る：場合には、該発泡剤は貯水（７）を経由して予備発
泡？装置１（５）内」二部空間に捕集され排気ライン（
８）を経て回収される。

・尚、発泡剤回収を容易にするためには、第２図に例示
さ・れる如き装置により、粒子とガス状の発泡剤を発泡
粒を通さないメッシュのｌｉｔ＠．．ＯＩにより分離し
てから回収することも出来る。・ 以下、実施例によシ、更に説明するが、本発明は、これ
らに限定されるものでは々い。

実施例１′ 内容積３．５４のオートクレープ内に，エチレンープロ
ピレンランダムコポリマー〔住友化学（株）社製住友ノ
ーブレン、ＷＦ−８１６０，．ＭＩｄ７〕の無架橋重合
体粒子（球体積換算直径約２ｋｎｍ）１．００重量部（
７００．！ｉ＋）及びジクロｐジフルオロメタン４０重
量部、更に第３リン酸カルシウム０．５重量部、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ンーダ００２５重量部を水３００
重量部に分散させ、攪拌・しながら１３６℃まで昇温し
た。次いで、オートクレープ内にジクロロジフルオロメ
タンを導入し、内圧”ｔ．’２２’ｋｌ？／ｃｔ＆・に
保持しながら、オートクレープ下部・に接続された放出
バルブ（口径′１・イン．チ）を開き放出バルプの後に
取付けた約７．：．０７ｍｍ２（直径３ｍｍ−）の断面
積を有する開？孔を１個有するオリフイスから粒子と水
どを含む混合物を予備発泡装置内貯水中、水面下Ｌ’Ｏ
ｃｍのところから放出した。

放出．中のオートクレープ内の内温は１３６℃に保持し
、．予備発泡装置内貯水の水温は３２゜Ｃであった？。

放出中、粒子は全くブロッキングを起さなかった。水中
を浮上してオーバーン自一する粒子を回収したところ表
面光沢を有する球状化した予備発泡粒子が得・られた。

発泡倍率を測定したところ１０．３倍であった。

実施例２． オー１・クレープ内の圧力を２７ｋｇ／ｃｍ２にし、ジ
クロロジフルオロ・メタンを５０重絹部にし、・水を導
入して、粒子の放出操作中、貯水内に水流を生せしめて
、水面下Ｌ５’ｃｍのところから放出した以外は、実施
例１と同一条件下で実施した。放出中、粒子は全くプロ
ツキングを起さず、得られた粒子は、球状化するには到
らなかったが、．角のとれた丸味のある粒子が得られた
。発泡倍率を測定したところ２８倍であった。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明装置の例・である説明用断
面図である。・・．・ （】）・・・耐圧容器、（２）・・・放出管、・（３）
・・・放出ハルフ、［４）・・・オリフィス、（５）・
・・予備発泡装置、（６）・・・排出口．、（７）・・
・貯水，（８）・・・排気ライン、・．３（９）・・・
水管、００・．・・網、．．（１１）・・・排水管。 特許出願人鐘淵化学工業株式会社 代理人弁理士浅野真一

Claims (2)

【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、該揮発性発？泡．剤の蒸気
   圧以上の加圧下で、該熱可塑性樹脂粒子の軟化温度以上
   に加熱した後、該粒子と水との混合物を低圧域に放出す
   るにあたシ、該粒子と水との混合物を前記耐圧容器？内
   の圧力よ９も低圧に保持した水中に放出し、水中を浮力
   上昇させた後回収す．ることを特徴とする熱可塑性樹脂
   粒子の予備発泡方法。
2. （２）耐圧容器中で、加圧加熱下にある水に分散させた
   揮発性発泡剤を含有する熱可塑性樹脂粒子を圧力開放し
   、熱可塑性樹脂を予備発泡させる装置に於で、該耐圧容
   器下部に放出バルブを介して連通ずる放出開口部を水面
   下に位置させ、放出バルブの開放により、圧力解放され
   放出開口部から水中を経由して水而１二に浮」ニした予
   備発泡粒子を連続的捷たは断続・的に回収するよ？うに
   なした熱可塑性樹脂粒子の予備発泡装置。