JPS6241442B2

JPS6241442B2 -

Info

Publication number: JPS6241442B2
Application number: JP56084109A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sugawara
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1981-06-01
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1987-09-03
Also published as: JPS57199634A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方
法に関する。

発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡させるに
は、発泡槽内に発泡性熱可塑性樹脂粒子を回分式
に定量宛供給し、該粒子を水蒸気等の加熱媒体に
より加熱膨脹させて予備発泡した粒子を回分式に
取り出す回分式方法と、発泡槽内に発泡性熱可塑
性樹脂粒子を連続的に供給し、該粒子を加熱媒体
により加熱膨脹させて予備発泡した粒子を発泡槽
の上部から連続的に取り出す連続式方法との二通
りの方法があるが、本願発明は、上記の内特に前
者の回分式方法に属するものである。

発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡させて高度
に発泡した発泡粒子を得るためには、該樹脂粒子
を加熱の初期において急速に発泡させる必要があ
る。これは発泡性熱可塑性樹脂粒子に含有させた
発泡剤及び溶剤が、加熱条件等によつて若干異な
るが、第２図に示すように通常加熱開始から30秒
近辺で激しく逸散してしまうために加熱の初期に
急速に発泡させないと粒子を時間をかけて発泡さ
せても発泡には限界があり、必要以上に加熱した
場合むしろ収縮をおこしてしまうからである。

ところで、従来は発泡性熱可塑性樹脂粒子を予
備発泡させるにあたり、所望の発泡倍率の予備発
泡粒子を得るために、加熱媒体の吹込みをタイマ
ーの設定時間によりコントロールしていた。しか
し、この方法では加熱媒体の吹込み時間が一定に
定められても、加熱媒体の温度、雰囲気温度、発
泡槽内の温度上昇具合、粒子の製造ロツト及び製
造後の経過による粒子に含有された発泡剤の量の
変化等によつて発泡倍率に差が生じるため、正確
な発泡倍率の発泡粒子を得ることは困難であつた
ために、従来は発泡倍率をできるだけ設定値に保
つように加熱を徐々に行ない発泡をゆつくりと進
めて加熱媒体の吹込みを停止させることにより直
ちに発泡を止める様にしている結果、発泡サイク
ルに長時間を要することとなり、したがつて高度
に発泡した発泡粒子を得ることができなかつた。

また、本出願人が先に特公昭56−5176号として
出願した方法によれば、発泡粒子の発泡倍率の制
御を発泡粒子層の容積によつて行い、発泡粒子層
が一定の容積に達したときに加熱媒体の吹込みを
減少或は止めることにより発泡を設定の値にて正
確に停止させるようにしたので、ばらつきなく所
望の発泡倍率の発泡粒子を得ることができるばか
りでなく、加熱の初期には発泡槽内に多量の加熱
媒体を吹込み粒子を急速に発泡させることが可能
となつた。したがつてこの方法に従がえば発泡サ
イクルに要する時間は従来法に比してかなり短縮
することができ、その結果従来よりも高度に発泡
した発泡粒子を得ることができるようになつた
が、まだ必ずしも満足できるものではなかつた。

かかる従来の欠点に鑑み本発明者は種々研究を
重ねた結果本発明を完成するに至つたものであ
る。即ち本発明は、発泡槽内に一定量の発泡性熱
可塑性樹脂粒子を供給収納し、該粒子を撹拌しな
がら発泡槽底部から加熱媒体を吹込むことにより
上記粒子を加熱膨脹させて予備発泡せしめる方法
において、まず加熱媒体の吹込みを発泡槽内に内
圧をかけるようにして行い、発泡粒子層の上面が
発泡槽内の設定高さに達したとき加熱媒体の吹込
みを停止させ且つ発泡槽内を大気圧に開放し、続
いて加熱媒体の吹込みを大気圧下で再度行い発泡
粒子層の上面が発泡槽内の最終設定高さに達した
ときに加熱媒体の吹込みを停止させることを特徴
とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法、
を要旨とするものである。

本発明においていう発泡性熱可塑性樹脂粒子と
は、例えばポリスチレン、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、
アクリル酸等との共重合体、ポリエチレン等の熱
可塑性樹脂の粒子に、プロパン、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メチル、
ジクロルジフルオロメタン等のハロゲン化炭化水
素等の発泡剤を含有せしめたものである。また上
記粒子の形状は任意形状と成すことができるが、
特に球形のものが最も好適に使用される。

以下図面を参照して本発明を更に詳細に説明す
る。第１図は本発明の実施に使用する装置の一例
を示すものであつて、図において１は発泡槽、２
は該発泡槽１の中央部に装着され、駆動装置２１
に連結して駆動する撹拌軸、２２は該撹拌軸２に
対して一定間隔をおいて取着された撹拌翼であ
る。３は原料供給用ホツパーであつて、このホツ
パー３から原料である発泡性熱可塑性樹脂粒子を
計量装置（図示せず）により一定量計量した後、
弁３１を開いて上記の発泡槽１内へ供給収納され
る。４は有孔盤であつて、該有孔盤４と発泡槽１
の底面部との間には蒸気室５が形成されていて、
この蒸気室５には調圧弁６１と加熱媒体の供給を
オンオフできる供給弁６２とを備えた加熱媒体供
給用パイプ６が連接されている。６３は発泡槽１
内の圧力を制御するためのフイードバツク管であ
る。なお上記の有孔盤４には、表裏に貫通した多
数の小孔４１が穿設されており、この小孔４１の
大きさは発泡性熱可塑性樹脂粒子の通過は許さな
いが、加熱媒体である水蒸気や空気等の通過は許
す程度とされている。また６４は排気弁、６５は
安全弁、６６はバイパス弁である。７は予備発泡
した粒子を取り出すために発泡槽１の下部側面に
設けられた取出口であつて、シリンダー７１の作
動により開閉するようにされている。８１は発泡
性樹脂粒子が発泡したときの発泡粒子層の上面に
相当する位置を検出する光電管、マイクロスイツ
チ等による第１検出器であり、８２はこの第１検
出器の少し上方に設けられた第２検出器である。
９はドレン弁９１を備えたドレン用パイプ、１０
は一連の操作を自動的に行わせるための制御盤で
ある。

本発明方法においては、まず一定量計量された
発泡性熱可塑性樹脂粒子を、弁３１を開いてホツ
パー３から発泡槽１内へ供給収納する。このとき
撹拌軸２は駆動装置２１により回転しており、撹
拌翼２２が上記樹脂粒子を撹拌する。樹脂粒子を
収納した後弁３１を閉じ、供給弁６２を開いて加
熱媒体供給用パイプ６から加熱媒体を供給する。
この加熱媒体は調圧弁６１で圧力を減じられてか
ら有孔盤４に設けられた小孔４１を通り発泡槽１
内に吹込まれる。なお加熱媒体が蒸気の場合、加
熱媒体の吹込みの初期、即ち発泡開始にあたつて
は、排気弁６４を開いた状態で加熱媒体を発泡槽
１内へ吹込み、発泡槽１内のエアーを排気弁６４
から外部へと積極的に放出して発泡槽１内を予め
加熱媒体で置換することが、蒸気の凝縮を少くす
るという点で好ましい。しかる後発泡槽１内に内
圧がかかるようにして加熱媒体を供給する。発泡
槽１内へ内圧をかけるには、排気弁６４を閉じて
発泡槽１を密閉状態にして加熱媒体を供給する
か、或は排気弁６４を閉じ、バイパス弁６６をわ
ずかに開いてバイパス弁６６から放出する加熱媒
体よりも多量の加熱媒体を供給すればよい。また
内圧は、0.01〜0.5Kg／cm²、より好ましくは0.1〜
0.3Kg／cm²の範囲に設定することが望ましい。圧
力が0.01Kg／cm²より低いと前記従来の問題点を改
善する効果が得られないし、一方圧力が0.5Kg／
cm²より高くなると、加熱媒体の温度も高くなるの
で発泡性熱可塑性樹脂粒子を過度に溶融して樹脂
粒子同志を融着させ、ブロツキングを生じさせる
ので好ましくない。発泡槽１内の圧力は、調圧弁
６１とフイードバツク管６３の働きにより制御で
き、任意圧力の設定並びに一定圧力の保持が可能
とされている。発泡性熱可塑性樹脂粒子は発泡槽
１内で圧力をかけられた状態で加熱膨脹を開始
し、撹拌翼２２にて撹拌されながら急速に発泡
し、発泡粒子層の上面は発泡槽１内において次第
に上昇する。発泡粒子層の上面が一定レベルまで
達して第１検出器が感知すると、加熱媒体の供給
が停止され排気弁６４が開く。すると発泡槽１内
は急激な圧力降下をきたし発泡粒子は速度を早め
て更に発泡する。なお排気弁６４を開いて発泡槽
１内の圧力を急激に降下させると、フイードバツ
ク管６３による調圧弁６１の制御ができなくな
り、調圧弁６１は全開となり、この状態で加熱媒
体を供給すると供給量が大きくなりすぎるので、
供給弁６２として調圧弁６１が作動しているとき
は全開し、発泡槽１内が開放状態になつたときに
は自動的に絞るようになつている構造のものを使
用したり、バイパス弁を使用することが好まし
い。而して排気弁６４を開いて発泡槽１内を大気
圧に開放した後、加熱媒体の吹込みを今度は大気
圧下で行うとともに、発泡粒子層の上面が最終設
定高さに設けられた第２検出器８２により感知さ
れた時点で加熱媒体の供給を停止する。なお、検
出器は第１検出器８１を残し第２検出器８２は省
略することが可能であり、この場合発泡粒子層の
上面が第１検出器８１に感知されると排気弁６４
を開いて発泡槽１内を開放し加熱媒体の供給を停
止する。加熱媒体の供給停止から発泡停止までの
時間は実験的に略一定に定められるので、第１検
出器８１の高さを適当に設定すれば粒子を設定発
泡倍率に発泡させることができる。以上のように
して得られた発泡粒子は発泡槽１の下部側面に設
けられた取出口７から取出される。このようにし
て１サイクルが完了する。

本発明においては、加熱媒体の吹込みを発泡槽
内に内圧がかかるようにして行うので、発泡性熱
可塑性樹脂粒子が樹脂粒子に含まれた発泡剤及び
溶剤が急速に逸散する加熱の初期において急速に
発泡するので、高度に発泡した発泡粒子を得るこ
とができ、発泡に要する時間も短縮される。しか
も発泡粒子の倍率の制御を発泡層の容積を検出し
て行うため、発泡倍率を正確に決定でき、ばらつ
きも生じない利点がある。また加熱媒体が蒸気の
場合、発泡初期において発泡槽内のエアーを外部
へ放出して加熱媒体で置換することにより、蒸気
の凝縮が少なくなり含水率の小さな発泡粒子が得
られる。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例１発泡剤としてブタンを８％含有した発泡性ポリ
スチレン樹脂粒子を、第１図に示す如き有効容積
0.68m²の発泡槽１に6.8Kg供給収納し、元圧6.0
Kg／cm²の水蒸気を調圧弁６１で1.8Kg／cm²まで減
圧して発泡槽１内に吹込み、まず排気弁６４を17
秒間開いて発泡槽１内のエアーを排気弁６４から
外部に放出した後、排気弁６４を閉じ、発泡槽１
を密閉状態にして水蒸気の吹込みを継続し、発泡
槽１内に0.2Kg／cm²の内圧をかけた状態で上記樹
脂粒子の発泡を行い、発泡粒子層の上面が第１検
出器８１に達したとき水蒸気の吹込みを停止し、
排気弁６４を開いた。次いで発泡槽１内を大気圧
に開放した状態で再び水蒸気の吹込みを行い、発
泡粒子層の上面が第２検出器８２に達したとき水
蒸気の吹込みを停止した。発泡槽１内のエアーを
水蒸気で置換した後に排気弁６４を閉じてから第
１検出器８１が発泡粒子層の上面を感知するまで
の水蒸気の吹込時間は１分30秒であり、また第１
検出器８１から第２検出器８２までの水蒸気吹込
時間は15秒であつた。このようにして得られた発
泡粒子は発泡倍率87倍と高度に発泡しており、含
水率は７％であつた。

実施例２実施例１と同種且つ同量の発泡性ポリスチレン
樹脂粒子を実施例１と同一の装置を用い、発泡槽
１は密閉状態とせずに排気弁６４を閉じバイパス
弁６６を開いた状態で発泡槽１内に0.2Kg／cm²の
内圧をかけるようにした以外は実施例１と同様に
して予備発泡を行なつた。発泡槽１内のエアーを
水蒸気で置換した後、排気弁６４を閉じてから第
１検出器８１が発泡粒子層の上面を感知するまで
の水蒸気の吹込時間は１分12秒であり、また第１
検出器８１から第２検出器８２までの水蒸気吹込
時間は18秒であつた。このようにして得られた発
泡粒子は発泡倍率88倍と高度に発泡しており、含
水率は７％であつた。

比較例１実施例１と同種且つ同量の発泡性ポリスチレン
樹脂粒子を実施例１と同じを用い、有効容積を有
した同様の発泡槽を用い発泡槽内を大気開放状態
とし、且つ発泡槽内のエアーを水蒸気で置換しな
かつた以外は実施例１と同様にして予備発泡を行
なつた。水蒸気の供給開始から第１検出器８１が
発泡粒子層の上面を感知するまでの水蒸気の吹込
時間は６分25秒であり、また第１検出器から第２
検出器までの水蒸気の吹込時間は50秒であつた。
このようにして得られた発泡粒子は発泡倍率73倍
までしか上らず、しかも含水率が12％と多かつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用する装置の断面
図、第２図はガス逸散速度と発泡加熱時間の関係
を示すグラフである。図において、１は発泡槽、２は撹拌軸、６１は
調圧弁、６２は供給弁、６３はフイードバツク
管、６４は排気弁、６６はバイパス弁である。

Claims

【特許請求の範囲】１発泡槽内に一定量の発泡性熱可塑性樹脂粒子
を供給収納し、該粒子を撹拌しながら発泡槽底部
から加熱媒体を吹込むことにより上記粒子を加熱
膨脹させて予備発泡せしめる方法において、まず
加熱媒体の吹込みを発泡槽内に内圧をかけるよう
にして行い、発泡粒子層の上面が発泡槽内の設定
高さに達したとき加熱媒体の吹込みを停止させ且
つ発泡槽内を大気圧に開放し、続いて加熱媒体の
吹込みを大気圧下で再度行い発泡粒子層の上面が
発泡槽内の最終設定高さに達したときに加熱媒体
の吹込みを停止させることを特徴とする発泡性熱
可塑性樹脂粒子の予備発泡方法。２発泡槽を密閉状態にして加熱媒体を吹込むこ
とにより発泡槽内に内圧をかけるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の発泡性
熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法。３発泡槽の一部を開口し、該開口部から放出す
る加熱媒体より多量の加熱媒体を吹込むことによ
り発泡槽内に内圧をかけるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の発泡性熱可塑
性樹脂粒子の予備発泡方法。４発泡開始時に発泡槽内のエアーを、発泡槽底
部から加熱媒体を吹込んで外部に放出し、発泡槽
内を予め加熱媒体で置換させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の発泡性熱可塑性樹脂
粒子の予備発泡方法。