WO2019187986A1 - ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置 - Google Patents

ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019187986A1
WO2019187986A1 PCT/JP2019/008139 JP2019008139W WO2019187986A1 WO 2019187986 A1 WO2019187986 A1 WO 2019187986A1 JP 2019008139 W JP2019008139 W JP 2019008139W WO 2019187986 A1 WO2019187986 A1 WO 2019187986A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
particles
temperature
expansion ratio
polyolefin resin
foaming
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/008139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
恭亮 村上
Original Assignee
株式会社カネカ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社カネカ filed Critical 株式会社カネカ
Priority to JP2020510499A priority Critical patent/JP7324189B2/ja
Publication of WO2019187986A1 publication Critical patent/WO2019187986A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • C08J9/18Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for producing polyolefin resin expanded particles.
  • In-mold foam moldings obtained by filling polyolefin resin foam particles into molds and heat-molding with water vapor are the advantages of in-mold foam moldings, such as shape flexibility, lightness, and heat insulation. have. Compared to in-mold foam moldings using similar synthetic resin foam particles, compared with in-mold foam moldings obtained using polystyrene resin foam particles, chemical resistance, heat resistance, strain recovery rate after compression Is excellent. Due to these features, in-mold foam molded articles obtained using polyolefin resin expanded particles are used in various applications such as heat insulating materials, shock-absorbing packaging materials, automobile interior members, and automobile bumper core materials.
  • the discharge atmosphere may be set to a specific steam atmosphere (specific temperature).
  • the measurement result of the expansion ratio of the expanded particles measured during the release is obtained with respect to the expansion ratio of the expanded particles that fluctuate with time while the polyolefin resin particles are discharged from the pressure vessel. It is known that feedback can be performed to “adjust the pressure in the pressure-resistant container” to control the expansion ratio within an appropriate range, that is, to cope with (factor 1).
  • the heat amount peak ratio on the high temperature side calculated by the differential scanning calorimetry of the expanded particles is appropriately set by performing “specific operation on the temperature or pressure of the pressure vessel” during the discharge. It is known that control within a wide range, that is, (factor 2) can be handled.
  • the present invention solves the above-described problems and is a polyolefin-based resin foamed particle capable of adjusting the expansion ratio to a constant without affecting the high-temperature side calorific value peak ratio calculated by the differential scanning calorimetry method. To provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus.
  • the present inventors have found that there is a correlation between the temperature of the foaming chamber for releasing the polyolefin resin foamed particles from the pressure-resistant container and the expansion ratio, and the temperature of the foaming chamber is different. It has been found that there is no influence on the calorific peak ratio on the high temperature side calculated by the scanning calorimeter method. Therefore, by adjusting the temperature of the foaming chamber with respect to fluctuations in the expansion ratio of the expanded foam particles being released, it becomes possible to adjust the expansion ratio to a constant without affecting the high-temperature side heat quantity peak ratio. The present invention has been reached.
  • the polyolefin resin particles are heated in a pressure vessel, impregnated with a foaming agent under a pressurized condition, and then the internal pressure of the pressure vessel is increased.
  • a method for producing polyolefin resin expanded particles by releasing them into a low pressure expansion chamber, wherein the polyolefin resin expanded particles target value and the expansion ratio of the polyolefin resin expanded particles while the polyolefin resin particles are released It is characterized in that the measured value of the expansion ratio of the expanded particles collected in the chamber is compared, feedback is performed so that the expansion ratio is constant, and the temperature of the expansion chamber is adjusted.
  • the polyolefin resin foamed particle manufacturing apparatus includes a polyolefin resin particle heated in a pressure vessel, impregnated with a foaming agent under pressure, and then subjected to an internal pressure of the pressure vessel.
  • a manufacturing apparatus that obtains polyolefin resin expanded particles by releasing them into a low pressure expansion chamber, and in order to make the expansion ratio of the polyolefin resin expanded particles constant while releasing the polyolefin resin particles, A temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the foaming chamber to an arbitrary temperature is provided.
  • the temperature of the foaming chamber can be controlled to a predetermined temperature without being affected by the outside air temperature and the discharge flow rate from the pressure vessel, it is possible to produce foamed particles having a stable foaming ratio.
  • the temperature of the foaming chamber so that the expansion ratio is constant over time while the foamed particles are released from the pressure vessel, the heat peak ratio on the high temperature side calculated by the differential scanning calorimetry method is affected. Therefore, it is possible to produce expanded particles that are stable at a desired expansion ratio.
  • the method for producing expanded polyolefin resin particles comprises heating polyolefin resin particles (hereinafter sometimes simply referred to as resin particles) in a pressure vessel and impregnating the foaming agent under pressure.
  • a polyolefin resin foamed particle (hereinafter sometimes simply referred to as a foamed particle), which is released into a foaming chamber having a pressure lower than the internal pressure of the pressure vessel. This is a production method for stabilizing the expansion ratio and DSC ratio that change while discharging the resin particles from the pressure vessel.
  • FIG. 1 is a flowchart schematically showing the whole manufacturing apparatus for polyolefin resin expanded particles according to this embodiment.
  • the foamed particle manufacturing apparatus includes a pressure vessel 1, a discharge valve 2, a nozzle 3, a filter 4, an outside air intake amount adjustment valve 5, a steam injection amount adjustment valve 6, A foam particle transport blower 7, a thermometer 8, a controller 9 (valve opening degree control unit), a separator 10, a sampling nozzle 11, and a foam particle storage tank 12 are provided.
  • the pressure vessel 1 is a container for producing foamed particles by the decompression foaming method.
  • the foamed particles are prepared by charging polyolefin resin particles, an aqueous dispersion containing an inorganic dispersant and a dispersion aid, and a volatile foaming agent together with water into the pressure-resistant container 1 and foaming the resin particles at a constant pressure and a constant temperature. After impregnating the agent, it is released under a low pressure atmosphere (depressurization foaming method) and further dried.
  • the pressure vessel 1, the foamed particle transport blower 7, the separator 10, and the foamed particle storage tank 12 are connected via a transport pipe.
  • the foamed particle transport blower 7 is a member that takes in outside air and sends air into a transport pipe toward the separator 10 and the foamed particle storage tank 12, and transports the foamed particles together with the air to the separator 10 and the foamed particle storage tank 12.
  • a branched transport pipe is provided in the transport pipe between the expanded particle transport blower 7 and the separator 10, and the pressure vessel 1 is connected to the branched transport pipe.
  • a discharge valve 2 and a nozzle 3 are provided in the branch transport pipe.
  • a thermometer 8 is provided in the transport pipe connecting the expanded particle transport blower 7 and the separator 10.
  • the range of piping and equipment for transporting foam particles from the outlet of the nozzle 3 to the foam particle storage tank 12 is defined as a foam chamber 13.
  • a sampling nozzle 11 is provided in the middle of the piping through which the foam particles from the separator 10 to the foam particle storage tank 12 are transported.
  • the sampling nozzle 11 is for confirming the quality of the expanded particles discharged from the pressure vessel 1.
  • thermometer 8 is provided for measuring the temperature of the foaming chamber 13. As long as the thermometer 8 is in the range of the foaming chamber 13, the installation location is not limited. However, from the viewpoint of reducing the variation in measurement temperature, the thermometer 8 should be installed in the pipe for transporting the foam particles from the nozzle 3 to the separator 10. Is preferred.
  • the manufacturing apparatus is configured such that steam and outside air are supplied to the foaming chamber 13.
  • the filter 4 is provided for filtering outside air sucked into the manufacturing apparatus.
  • the manufacturing apparatus adjusts the temperature of the foaming chamber to an arbitrary temperature in order to make the expansion ratio of the polyolefin resin foam particles constant while releasing the polyolefin resin particles.
  • a temperature adjustment unit 16 is provided.
  • the temperature adjusting unit 16 includes an outside air intake amount adjusting valve 5, a steam blowing amount adjusting valve 6, a thermometer 8 that measures the temperature in the foaming chamber 13, and a controller 9.
  • the outside air intake amount adjustment valve 5 is a valve for adjusting the amount of outside air blown into the foaming chamber 13.
  • the steam blowing amount adjusting valve 6 is a valve for adjusting the amount of steam blown into the foaming chamber 13.
  • the controller 9 controls at least one valve opening degree of the outside air intake amount adjustment valve 5 and the steam injection amount adjustment valve 6.
  • An example of such a controller 9 is a programmable controller (PLC).
  • the amount of steam supplied to the foaming chamber 13 is controlled by the valve opening degree of the steam injection amount adjusting valve 6. Further, the amount of outside air sucked into the manufacturing apparatus is controlled by the opening degree of the outside air suction amount adjusting valve 5.
  • the amount of outside air and the amount of steam supplied into the foaming chamber 13 are controlled by the control of the outside air suction amount adjusting valve 5 and the steam blowing amount adjusting valve 6 by the controller 9. Thereby, the temperature of the foaming chamber 13 can be adjusted to arbitrary temperature.
  • the temperature adjusting unit 16 controls the steam injection by the controller 9 controlling at least one valve opening degree of the outside air intake amount adjusting valve 5 and the steam injection amount adjusting valve 6. An operation for reducing the amount of steam from the amount adjustment valve 6 and / or an operation for increasing the amount of outside air from the outside air intake amount adjustment valve 5 are performed.
  • the temperature adjusting unit 16 is configured so that the controller 9 controls the opening degree of at least one of the outside air intake amount adjusting valve 5 and the steam blowing amount adjusting valve 6, An operation for increasing the amount of steam from the blowing amount adjusting valve 6 and / or an operation for decreasing the amount of outside air from the outside air suction amount adjusting valve, or both of them are performed.
  • the temperature adjustment unit 16 can adjust the temperature of the foaming chamber 13, and any one of the outside air intake amount adjustment valve 5 and the steam injection amount adjustment valve 6.
  • the structure provided with one may be sufficient.
  • the temperature adjusting unit 16 adjusts the temperature of the foaming chamber 13 in order to make the expansion ratio of the polyolefin resin foam particles constant while releasing the polyolefin resin particles. It has a configuration.
  • the temperature adjustment unit 16 compares the expansion ratio of the expanded particles collected from the sampling nozzle 11 with the target expansion ratio, and feeds back the comparison result to the controller 9. For this reason, the temperature adjustment unit 16 includes an expansion ratio measurement unit 14 and a comparison calculation unit 15.
  • the expansion ratio measurement unit 14 may be configured to be able to measure the expansion ratio of the expanded particles collected from the sampling nozzle 11. Further, the measurement value of the expansion ratio measured by the expansion ratio measurement unit 14 is calculated by the comparison calculation unit 15.
  • the comparison calculation unit 15 includes a control unit such as a personal computer or a programmable controller.
  • the comparison calculation unit 15 inputs an electric signal of the measurement value of the foaming magnification output from the foaming magnification measurement unit 14 and performs a comparison operation with the target value of the foaming magnification. Then, based on the comparison result, the set temperature of the foaming chamber 13 is output to the controller 9 so that the measured value of the foaming ratio approaches the target foaming ratio. Thereby, the temperature of the foaming chamber 13 can be automatically adjusted.
  • the temperature adjustment unit 16 used in the present embodiment is not limited to the configuration including the above-described comparison calculation unit 15 and the like, and capable of automatically adjusting the temperature of the foaming chamber 13.
  • the temperature adjusting unit 16 only needs to include a component for adjusting the temperature of the foaming chamber to an arbitrary temperature in order to make the expansion ratio of the polyolefin resin expanded particles constant.
  • the comparison operation unit 15 is not provided, and the measurement of the expansion ratio output from the expansion ratio measurement unit 14 is compared with the target expansion ratio, and the setting temperature of the expansion chamber 13 is determined manually based on the comparison result. It may be configured as described above.
  • the method for producing the polyolefin resin foamed particles by the foamed particle production apparatus is as follows. First, polyolefin resin particles, an inorganic gas (for example, carbon dioxide, nitrogen, air, etc.) as a foaming agent, water, a dispersing agent, and a dispersing aid such as a surfactant as required are put into the pressure vessel 1.
  • an inorganic gas for example, carbon dioxide, nitrogen, air, etc.
  • the pressure in the pressure vessel 1 is adjusted to a predetermined pressure.
  • the discharge valve 2 of the pressure-resistant container 1 is opened and discharged through the nozzle 3 into the foaming chamber 13 having a pressure lower than the internal pressure of the pressure-resistant container 1 (depressurization foaming method) )
  • the temperature of the foaming chamber 13 is adjusted to an arbitrary temperature according to the expansion ratio and quality of the target polyolefin resin foamed particles until the polyolefin resin particles are released from the pressure resistant container 1.
  • the polyolefin resin used as the base resin for the expanded polyolefin resin particles according to an embodiment of the present invention is a resin containing 50 wt% or more, preferably 80 wt% or more, more preferably 90 wt% or more of olefin units. That is.
  • polystyrene resin examples include, for example, polyethylenes such as high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and low-molecular-weight polyethylene; propylene homopolymer; ethylene-propylene random copolymer, Propylene such as ethylene-propylene-1-butene random copolymer, ⁇ -olefin-propylene random copolymer such as propylene-1-butene random copolymer, and ⁇ -olefin-propylene block copolymer; And other polyolefin homopolymers such as homopolymers and polybutenes. These may be used alone or in combination of two or more.
  • ethylene-propylene random copolymer, ethylene-propylene-1-butene random copolymer, and propylene-1-butene random copolymer exhibit good foaming properties when formed into expanded particles. are preferably used.
  • the base resin in one embodiment of the present invention is mixed with other thermoplastic resins such as polystyrene, polybutene, ionomer, etc., as long as the characteristics of the polyolefin resin are not lost. It may be.
  • the polyolefin-based resin in one embodiment of the present invention is usually melted using an extruder, kneader, Banbury mixer, roll, etc. so as to easily produce expanded particles, and is cylindrical, elliptical, spherical, cubic It is preferable to process into resin particles having a shape, a rectangular parallelepiped shape or the like in advance.
  • the resin particles are also called pellets.
  • the polyolefin resin particles in one embodiment of the present invention preferably have a weight of 0.1 to 30 mg, more preferably 0.3 to 10 mg.
  • nucleating agents include inorganic substances such as talc, silica, calcium carbonate, kaolin, titanium oxide, bentonite, barium sulfate, etc. Nucleating agents are generally used.
  • the amount of cell nucleating agent added varies depending on the type of polyolefin resin used and the type of cell nucleating agent, so it cannot be defined unconditionally, but is generally 0.001 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of polyolefin resin.
  • the amount is preferably 2 parts by weight or less.
  • an inorganic foaming agent such as air, nitrogen, carbon dioxide, water, etc.
  • water is used as the dispersion medium of the aqueous dispersion, the polyolefin resin is impregnated with water, and the impregnated water acts as a foaming agent together with other foaming agents.
  • the hydrophilic substance acts to increase the amount of water impregnated in the polyolefin resin.
  • hydrophilic substances include inorganic substances such as sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, borax, and zinc borate; or glycerin, melamine, isocyanuric acid, melamine / isocyanuric acid condensates; polyethylene glycol, polyethylene oxide, etc.
  • Polyethers additions of polyethers to polypropylene and the like, and polymer alloys thereof; alkali metal salts of ethylene- (meth) acrylic acid copolymers, alkali metal salts of butadiene- (meth) acrylic acid copolymers, Examples thereof include organic substances such as alkali metal salts of carboxylated nitrile rubber, alkali metal salts of isobutylene-maleic anhydride copolymer, and alkali metal salts of poly (meth) acrylic acid. These hydrophilic substances may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of hydrophilic substance added is 0% to 100 parts by weight of polyolefin resin. It is preferably 005 parts by weight or more and 2 parts by weight or less, and more preferably 0.005 parts by weight or more and 1 part by weight or less. By adjusting the kind and amount of the hydrophilic substance, the average cell diameter of the polyolefin resin expanded particles can be adjusted.
  • foaming agent volatile hydrocarbon-based foaming agents such as propane, isobutane, butane, pentane, and hexane, and inorganic gases such as air, nitrogen, carbon dioxide, and water can be used.
  • inorganic gases such as air, nitrogen, carbon dioxide, and water
  • carbon dioxide is preferable because expanded particles having a relatively high expansion ratio can be easily obtained.
  • Water is preferable as the aqueous dispersion medium.
  • a dispersion medium in which methanol, ethanol, ethylene glycol, glycerin or the like is added to water can also be used as the aqueous dispersant.
  • a dispersant in order to prevent fusion between the polyolefin resin particles.
  • the dispersant include inorganic dispersants such as tricalcium phosphate, tribasic magnesium phosphate, titanium oxide, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, barium sulfate, kaolin, talc and clay.
  • tricalcium phosphate, barium sulfate, and kaolin are more preferable because the aqueous dispersion containing the polyolefin resin particles in the pressure vessel can be stably dispersed even with a small amount of use.
  • a dispersion aid together with the dispersant.
  • the dispersing aid include, for example, N-acyl amino acid salts, alkyl ether carboxylates, carboxylate types such as acylated peptides; alkyl sulfonates, alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, sulfosuccinates.
  • Sulfate types such as acid salts; sulfates such as sulfated oils, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkylamide sulfates; and alkyl phosphates, polyoxyethylene phosphates, alkyl allyl ether sulfates
  • Anionic surfactants such as phosphate ester types such as salts; Further, as dispersion aids, polyvalent acid surfactants such as maleic acid copolymer salts; polycarboxylic acid type polymer surfactants such as polyacrylates; and polystyrene sulfonates and naphthalsulfonic acid formalin condensate salts; Anionic polymeric surfactants can also be used.
  • the dispersion aid it is preferable to use a sulfonate type anionic surfactant, and it is more preferable to use one or a mixture of two or more selected from alkyl sulfonates and alkylbenzene sulfonates. . Further, it is more preferable to use an alkyl sulfonate, and the use of an alkyl sulfonate having a linear carbon chain having 10 to 18 carbon atoms as a hydrophobic group adheres to the polyolefin resin expanded particles. Since a dispersing agent can be reduced, it is especially preferable.
  • one or more selected from tricalcium phosphate, tribasic magnesium phosphate, barium sulfate or kaolin as a dispersant and n-paraffin sulfonic acid soda as a dispersion aid are used in combination. Is particularly preferred.
  • the amount of the dispersing agent and the dispersing aid varies depending on the type or the type and amount of the polyolefin resin used.
  • the dispersant is preferably blended in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.2 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium. More preferred.
  • the dispersion aid is preferably blended in an amount of 0.001 parts by weight to 0.3 parts by weight and preferably 0.001 parts by weight to 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium. More preferably.
  • the polyolefin resin particles are usually preferably used in an amount of 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium. If it is the said structure, a polyolefin resin particle can be stably disperse
  • the polyolefin resin foamed particles thus obtained are separated from water containing a dispersant or the like by the separator 10 and sent to the foaming chamber 13.
  • the manufacturing method of this embodiment for stabilizing the expansion ratio of the polyolefin resin foamed particles during the release of the polyolefin resin particles from the pressure vessel 1 will be described.
  • the expansion ratio of the polyolefin resin foam particles was sampled at a target value (sometimes referred to as a target expansion ratio) and the foam chamber 13. The measured value of the expanded particles is compared. Then, the comparison result is fed back, and the temperature of the foaming chamber is adjusted so that the measured value of the foaming ratio is constant.
  • the foam particles are collected from the foam chamber 13 at predetermined time intervals, and the expansion ratio is measured.
  • the measurement result of the expansion ratio is compared with the target expansion ratio, and the temperature of the expansion chamber 13 is adjusted so that the expansion ratio of the expanded particles becomes constant at the target expansion ratio. That is, the comparison result between the measurement result of the expansion ratio and the target expansion ratio is fed back to the temperature control of the expansion chamber 13.
  • the present inventors have found that there is a correlation between the temperature of the foaming chamber 13 that discharges the polyolefin resin foam particles from the pressure resistant container 1 and the expansion ratio of the foam particles. Therefore, if the comparison result regarding the expansion ratio is fed back to the temperature control of the expansion chamber 13, the temperature of the expansion chamber 13 can be adjusted to a temperature corresponding to the expansion ratio based on the correlation. By operating in this way, the foaming ratio of the foamed particles can be controlled to a value in the vicinity of the target foaming ratio while the polyolefin resin particles are released from the pressure vessel 1.
  • the foamed particles are adjusted by adjusting the temperature of the foaming chamber 13 which does not affect the high-temperature-side heat quantity peak ratio (hereinafter also referred to as DSC ratio) calculated by the differential scanning calorimeter method.
  • the foaming ratio is controlled to be constant. Therefore, the expansion ratio can be adjusted to be constant without affecting the DSC ratio.
  • the DSC ratio is adjusted by controlling a parameter that does not affect the expansion ratio of the expanded particles.
  • a method for adjusting the DSC ratio is not particularly limited, but it is preferable to adjust the DSC ratio based on control of the temperature or pressure of the pressure-resistant vessel 1.
  • the DSC ratio may be adjusted by controlling at least one of the temperature and pressure of the pressure vessel 1. More specifically, (a) a method of adjusting the DSC ratio by varying both the temperature and pressure in the pressure vessel 1 during discharge, and (b) a method in which the pressure vessel 1 in the pressure vessel 1 is discharged.
  • a method of adjusting the DSC ratio by changing the pressure in the pressure vessel 1 while keeping the temperature constant (c) While keeping the pressure in the pressure vessel 1 constant during discharge, the pressure vessel 1 And a method of adjusting the DSC ratio by changing the temperature inside.
  • a method of adjusting the ratio is preferred.
  • the time interval for collecting the foam particles from the foam chamber 13 is used for grasping in detail the fluctuation behavior of the foam ratio during the release of the polyolefin resin particles from the pressure vessel 1 or from the viewpoint of responsiveness for controlling the foam ratio.
  • the expansion ratio can be measured by a known method, for example, by the method described in Examples described later.
  • the measurement result of the expansion ratio and the target expansion ratio are compared, and the form of feeding back to the temperature control of the expansion chamber 13 so that the expansion ratio of the expanded particles is constant at the target expansion ratio is as follows. There are two.
  • the first form is a feedback method for adjusting the temperature of the foaming chamber 13 by measuring the foaming ratio of the foamed particles collected from the foaming chamber 13 and immediately comparing the measurement result of the foaming ratio with the target foaming ratio. . That is, the first form is a method of feeding back the comparison result between the measured value of the expansion ratio and the target expansion ratio to the temperature control of the expansion chamber 13 in real time.
  • the measurement value of the expansion ratio is smaller than the target expansion ratio, the temperature of the foaming chamber 13 is increased, and when the measurement value of the expansion ratio is higher than the target expansion ratio, the temperature of the expansion chamber 13 is decreased.
  • the change width of the temperature of the foaming chamber 13 with respect to the deviation between the measured value of the foaming ratio and the target foaming ratio varies depending on the prescription, foaming conditions, and the installation position of the thermometer 8.
  • the changing temperature of the foaming chamber 13 is adjusted in the range of 1 to 20 ° C./times, more preferably 5 to 15 ° C. Adjust the value with / times.
  • a preliminary measurement is performed in order to grasp the change over time of the expansion ratio of the foam particles collected in the foam chamber 13 during the release of the polyolefin resin particles.
  • This is a manufacturing method.
  • comparison between the target value of the expansion ratio of the polyolefin resin expanded particles and the measured value of the expanded particles collected in the expansion chamber 13 is performed in the following steps a) to b).
  • the change width of the temperature of the foaming chamber 13 in this production is obtained with respect to the change width of the expansion ratio of the foam particles with the passage of time from the start to the end of the release of the polyolefin resin particles from the pressure resistant container 1 obtained in the preliminary production. decide.
  • This production is carried out under the same conditions as the preliminary production except for the temperature adjustment of the foaming chamber 13 after the release of the resin particles.
  • the range of change in the temperature of the foaming chamber 13 in this production is set in the range of 1 to 20 ° C./times, more preferably 5 to 15 ° C./times, as in the first embodiment.
  • the target value of the expansion ratio of the expanded particles can be set as appropriate within a range of 3 to 25 times.
  • the method for producing expanded polyolefin resin particles according to aspect 1 of the present invention includes heating the polyolefin resin particles in a pressure resistant container, impregnating the foaming agent under pressure, and then A method for producing a polyolefin resin foamed particle by releasing it into a foaming chamber having a pressure lower than the internal pressure, wherein the target value of the expansion ratio of the polyolefin resin foamed particle is released while the polyolefin resin particle is being released. And the measured value of the expansion ratio of the expanded particles collected in the foaming chamber, and the feedback is performed so that the expansion ratio is constant, and the temperature of the foaming chamber is adjusted.
  • the method for producing polyolefin resin expanded particles according to aspect 2 of the present invention is the aspect 1, wherein the target value of the expansion ratio of the polyolefin resin expanded particles is compared with the measured value of the expanded particles collected in the expansion chamber. Is a method performed in situ while the polyolefin resin particles are released.
  • the method for producing a polyolefin resin expanded particle according to Aspect 3 of the present invention is the comparison between the target value of the expansion ratio of the polyolefin resin expanded particle and the measured value of the expanded particle collected in the expansion chamber.
  • the measured value of the expansion ratio of the expanded particles collected in the expansion chamber that changes with the passage of time obtained in the above a) is compared with the target value, and the temperature adjustment with the passage of time of the expansion chamber is determined.
  • the method for producing expanded polyolefin resin particles according to aspect 4 of the present invention is the method for producing expanded polyolefin resin particles according to any one of aspects 1 to 3, wherein the temperature of the foaming chamber is adjusted by controlling at least one of a steam blowing amount and an outside air sucking amount. It is a method to do.
  • the method for producing expanded polyolefin resin particles according to aspect 5 of the present invention is the method for producing expanded polyolefin resin particles according to any one of aspects 1 to 4, wherein when the measured value of the expansion ratio is smaller than the target value, the temperature of the expansion chamber is set. In this method, the temperature of the foaming chamber is lowered when the measured value of the expansion ratio is larger than the target value.
  • the method for producing expanded polyolefin resin particles according to Aspect 6 of the present invention is the method according to any one of Aspects 1 to 5, wherein the blowing agent is carbon dioxide.
  • the method for producing expanded polyolefin resin particles according to aspect 7 of the present invention is a method in which the target value of the expansion ratio is 3 to 35 times in any one of aspects 1 to 6.
  • the method for producing expanded polyolefin resin particles according to aspect 8 of the present invention is the method of maintaining a constant pressure in the pressure vessel while releasing the polyolefin resin particles in any of aspects 1 to 7. It is.
  • An apparatus for producing polyolefin resin expanded particles according to Aspect 9 of the present invention is the apparatus according to any one of Aspects 1 to 7, wherein the polyolefin resin particles are heated in a pressure resistant container and impregnated with a foaming agent under pressure conditions.
  • the temperature adjustment section 16 is provided for adjusting the temperature of the foaming chamber to an arbitrary temperature.
  • the polyolefin resin foamed particle manufacturing apparatus is the aspect 9, wherein the temperature adjusting unit 16 adjusts the amount of steam blown into the foaming chamber, and the foaming. At least one of an outside air intake amount adjustment valve for adjusting the amount of outside air sucked into the room, a valve opening degree control unit for controlling at least one valve opening degree of the steam injection amount adjustment valve and the outside air intake amount adjustment valve, It is the structure provided with.
  • the fluctuation range is less than 1.0 times
  • the difference between the average value (AVE) and the target value is less than 1.0 times
  • the fluctuation range is 1.0 times or more and less than 2.0 times the average value (AVE)
  • Target value difference is 1.0 times or more and less than 2.0 times
  • Fluctuation range is 2.0 times or more
  • the difference between the average value (AVE) and the target value is 1.0 times or more and less than 2.0 times ⁇ DSC ratio of expanded particles> Obtained when a polypropylene resin foamed particle of 5 to 6 mg is heated from 40 ° C. to 220 ° C.
  • DSC ratio (%) Qh / (Ql + Qh) ⁇ 100
  • the measurement result of the DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles collected at intervals of 3 minutes during the release of the polypropylene resin particles from the pressure vessel 1 was evaluated according to the following criteria.
  • the fluctuation range is less than 1.0%
  • the difference between the average value (AVE) and the target value is less than 1.0%
  • the fluctuation range is 1.0% or more and less than 2.0%
  • the average value (AVE) Difference in target value is 1.0% or more and less than 2.0 times
  • fluctuation range is 2.0% or more
  • comparison in which difference between average value (AVE) and target value is 2.0% or more
  • the target value of the expansion ratio of the polypropylene resin expanded particles was 20.0 times, and the target value of the DSC ratio was 23.0%.
  • the dry blended mixture was melt kneaded at a resin temperature of 220 ° C. using a twin screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., TEM26-SX), and the extruded strand was water-cooled in a 2 m long water tank. Cut to produce polypropylene resin particles (1.2 mg / grain).
  • the foaming temperature in the pressure vessel 1 is continuously increased at a rate of 0.3 ° C. over 10 minutes, and at the end of the release, the foaming temperature in the pressure vessel 1 is 150.6 ° C. Met. Further, the foaming pressure in the pressure vessel 1 was kept constant at 3.0 MPa from the start to the end of discharge.
  • the polypropylene resin foam particles obtained by discharging the contents containing the resin particles in the pressure vessel 1 to the foam chamber 13 are sent to the foam particle storage tank 12 through the separator 10. From the start to the end of the release of the resin particles, polypropylene resin foam particles were collected from the sampling nozzle 11 at intervals of 3 minutes. After collecting the polypropylene resin expanded particles, the expansion ratio was measured immediately on the spot. The measurement result of the expansion ratio measured every 3 minutes is compared with the target expansion ratio (20 times). When the measurement result is higher than the target value, the temperature of the foaming chamber 13 is lowered. When the measurement result is lower than the target value, The temperature of the foaming chamber 13 was adjusted by raising the temperature of the foaming chamber 13 so that the expansion ratio of the polypropylene resin foamed particles approximated the target value.
  • the temperature of the foaming chamber 13 from the start to the end of discharge was adjusted to gradually decrease from 95 ° C to 85 ° C.
  • the expansion ratio of polypropylene resin foam particles collected at intervals of 3 minutes during the release of the resin particles is 19.9 to 20.3 times (target 20.0 times), and the DSC ratio is 22.9 to 23.3% ( Polypropylene resin foam particles stable at a target of 23%) were obtained (see Table 1).
  • Example 2 As a preliminary manufacturing step A, the temperature of the foaming chamber 13 is not adjusted by shutting off the supply of steam and outside air to the foaming chamber 13 after adjusting the foaming chamber temperature to 95 ° C. at the start of resin particle discharge.
  • polypropylene resin expanded particles were obtained.
  • the foaming chamber temperature was 95 to 94 ° C. from the start to the end of the release of the resin particles.
  • polypropylene resin expanded particles were collected at intervals of 3 minutes, and the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles were measured. As a result, the DSC ratio was 22.3 to 23.0 (target 23% The foaming ratio fluctuated greatly while gradually increasing in the range of 19.5 to 22.5 times (target 20 times).
  • the temperature condition of the foaming chamber 13 was predicted such that the foaming ratio during discharge was constant with respect to the foaming ratio increase during the release of the resin particles obtained in the preliminary manufacturing step A.
  • Condition B the temperature was decreased continuously at a rate of 5 ° C. over 10 minutes from 95 ° C. at the start of release.
  • Example 1 As Example 1 except that the foaming chamber temperature was adjusted to the condition B from 95 ° C. at the start of discharge to 85 ° C. at the end of discharge by controlling the amount of steam blown in or the amount of outside air taken into the production process B.
  • Polypropylene resin expanded particles were obtained in the same manner. In the same manner as in Example 1, polypropylene resin expanded particles were collected from the sampling nozzle at intervals of 3 minutes, and the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles were measured.
  • the expanded polypropylene resin particles are stable in the range of expansion ratio of 19.4 to 19.9 times (target 20 times) and stable in DSC ratio of 22.8 to 23.3% (target 23%). Obtained (see Table 1).
  • Example 3 The same procedure as in Example 1 was performed except that the foaming temperature in the pressure-resistant container 1 was kept constant at 150 ° C. during the release of the polypropylene resin particles.
  • the polypropylene resin foam particles were collected at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1, and the expansion ratio was immediately measured on the spot to adjust the temperature of the foam chamber 13. .
  • expanded polypropylene resin particles having a stable expansion ratio in the range of 19.2 to 19.9 times (target 20 times) and a DSC ratio of 23.1 to 24.0% (target 23%) were obtained. Obtained (see Table 1).
  • Example 4 While releasing the polypropylene resin particles, the foaming temperature in the pressure-resistant container 1 was kept constant, and the foaming pressure was continuously increased at a rate of 0.03 MPa for 10 minutes. It was.
  • the polypropylene resin foam particles were collected at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1, and the expansion ratio was immediately measured on the spot to adjust the temperature of the foam chamber 13. .
  • expanded polypropylene resin particles having a stable expansion ratio of 20.1 to 20.9 times (target 20 times) and a DSC ratio of 23.2 to 24.1% (target 23%) were obtained. Obtained (see Table 1).
  • Example 1 Polypropylene-based resin expanded particles were obtained by the method described in the preliminary production step A of Example 2. From the start to the end of the release of the resin particles, the polypropylene resin expanded particles were sampled at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles, the DSC ratio was 22 Although stable at .3 to 23.0% (target 23%), the expansion ratio varied greatly while gradually increasing in the range of 20 to 23 times (see Table 2).
  • the polypropylene resin expanded particles were collected at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1, and the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles were measured.
  • the polypropylene resin expanded particles were collected at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1, and the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles were measured.
  • the polypropylene resin expanded particles were collected at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1, and the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles were measured.
  • the polypropylene resin expanded particles were collected at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1, and the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles were measured.
  • Comparative Example 6 The pressure conditions of the pressure-resistant container 1 were predicted so that the expansion ratio during release was constant with respect to the increase in expansion ratio during release of the resin particles obtained in Comparative Example 1. Here, it was set as conditions under which the pressure was continuously reduced at a rate of 0.05 Mpa in 10 minutes from 3.0 Mpa at the start of release. Except for the method of setting the foaming pressure, the same procedure as in Comparative Example 5 was performed.
  • the polypropylene resin expanded particles were collected at intervals of 3 minutes in the same manner as in Example 1, and the expansion ratio and DSC ratio of the polypropylene resin expanded particles were measured.
  • Pressure vessel 2 Pressure vessel discharge valve 3: Nozzle 4: Filter 5: Outside air suction amount adjustment valve 6: Steam injection amount adjustment valve 7: Foamed particle transport blower 8: Thermometer 9: Controller (valve opening control) Part) 10: Separator 11: Sampling nozzle 12: Foamed particle storage tank 13: Foaming chamber 16: Temperature adjusting unit

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造において、耐圧容器(1)からポリオレフィン系樹脂粒子を放出する間、示差走査熱量計法により算出される高温側の熱量ピーク比率に影響を与えることなく、発泡倍率を一定に調整することを目的として、本発明では、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、発泡倍率の目標値と発泡室(13)で採取した発泡粒子の測定値とを比較し発泡倍率が一定になるようにフィードバックし、発泡室(13)の温度を調整する。

Description

ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置
 本発明は、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置に関する。
 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を金型内に充填し、水蒸気で加熱成形して得られる型内発泡成形体は、型内発泡成形体の長所である形状の任意性、軽量性、断熱性などの特徴を持つ。また同様の合成樹脂発泡粒子を用いる型内発泡成形体と比較すると、ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて得られる型内発泡成形体に比べて、耐薬品性、耐熱性、圧縮後の歪回復率に優れている。これらの特徴により、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を用いて得られる型内発泡成形体は、断熱材、緩衝包装材、自動車内装部材、自動車バンパー用芯材など様々な用途に用いられている。
 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子で良好な型内発泡成形体を得るためには、(要因1)ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率、および(要因2)該発泡粒子の示差走査熱量計法により測定される2つの融解ピークのうち高温側の融解ピークの熱量比率、について、それぞれ適正な範囲でコントロールする必要がある。
 特許文献1,2によれば、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器から放出する瞬間に生じる発泡粒子の発泡倍率のバラツキを低減するため、放出する雰囲気を特定の蒸気雰囲気(特定温度)とすることが知られている。
 また、特許文献3によれば、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器から放出する間、時間経過に伴い変動する発泡粒子の発泡倍率に対して、放出途中に測定した発泡粒子の発泡倍率の測定結果をフィードバックして、「耐圧容器内の圧力を調整」して発泡倍率を適正な範囲に制御、つまり(要因1)に対応できることが知られている。
 一方、特許文献4によれば、放出途中に「耐圧容器の温度もしくは圧力に特定の操作を実施」することで、発泡粒子の示差走査熱量計法により算出される高温側の熱量ピーク比率を適正な範囲に制御、つまり(要因2)に対応できることが知られている。
特開2002-069225号公報 特開2002-338724号公報 特開2007-218588号公報 特開2002-226621号公報
 しかしながら、本発明者が検討したところによれば、耐圧容器からポリオレフィン系樹脂粒子を放出する間、特許文献3のように「耐圧容器内の圧力を調整」して(要因1)に対応しようとすると、(要因2)に対応できず、特許文献4のように「耐圧容器内の温度もしくは圧力に特定の操作を実施」して(要因2)対応しようとすると、(要因1)に対応できないことが分かった。
 つまり、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子で良好な型内発泡成形体を得るための(要因1)および(要因2)を同時に満たす製造方法は知られていなかった。
 本発明は、上記問題点を解決し、示差走査熱量計法により算出される高温側の熱量ピーク比率に影響を与えることなく、発泡倍率を一定に調整することが可能なポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置を提供することにある。
 本発明者は、前述の課題解決のために鋭意検討を行った結果、耐圧容器からポリオレフィン系樹脂発泡粒子を放出する発泡室の温度と発泡倍率に相関があること、また発泡室の温度が示差走査熱量計法により算出される高温側の熱量ピーク比率に影響しないことを見出した。従って、放出中の発泡粒子の発泡倍率の変動に対し、発泡室の温度を調節することで、高温側の熱量ピーク比率に影響を及ぼすことなく、発泡倍率を一定に調整することが可能となり、本発明に至った。
 すなわち、本発明の一態様に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で加熱、加圧条件下で発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡室に放出させることによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、前記ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と前記発泡室にて採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値とを比較し発泡倍率が一定になるようにフィードバックし、発泡室の温度を調整すること、を特徴としている。
 また、本発明の他の態様に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造装置は、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で加熱、加圧条件下で発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡室に放出させることによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得る製造装置であって、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を一定にするために、発泡室の温度を任意の温度に調整するための温度調整部を備えている、ことを特徴としている。
 本発明の態様によれば、外気温や耐圧容器からの放出流量の影響を受けることなく、発泡室の温度を所定温度にコントロールできるため、安定した発泡倍率の発泡粒子の製造が可能となる。また発泡粒子を耐圧容器から放出する間、発泡倍率が経時で一定になるよう発泡室の温度を調整することで、示差走査熱量計法により算出される高温側の熱量ピーク比率に影響を与えることなく、所望の発泡倍率で安定した発泡粒子の製造が可能となる。
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造装置全体を模式的に示したフロー図である。
 本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂粒子(以下、単に樹脂粒子と称することもある)を耐圧容器内で加熱、加圧条件下で発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡室に放出させることによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子(以下、単に発泡粒子と称することもある)を得る発泡粒子の製造方法であって、ポリオレフィン系樹脂粒子を前記耐圧容器から放出する間に変動する発泡倍率およびDSC比を安定化させるための製造方法である。
 以下に本発明の実施の一形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 以下、本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法を図1に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造装置全体を模式的に示したフロー図である。
 図1に示されるように、発泡粒子の製造装置は、耐圧容器1と、払い出しバルブ2と、ノズル3と、フィルター4と、外気吸込み量調節弁5と、蒸気吹込み量調節弁6と、発泡粒子輸送ブロワー7と、温度計8と、調節計9(弁開度制御部)と、分離器10と、サンプリングノズル11と、発泡粒子貯槽12と、を備えている。
 耐圧容器1は、除圧発泡法により発泡粒子を製造するための容器である。発泡粒子は、耐圧容器1内にポリオレフィン系樹脂粒子、無機分散剤および分散助剤を含む水性分散液ならびに揮発性発泡剤を水と共に仕込み、昇温して一定圧力、一定温度として樹脂粒子に発泡剤を含浸させたのち、低圧雰囲気下に放出し(除圧発泡法)、さらに乾燥する方法により製造される。
 耐圧容器1、発泡粒子輸送ブロワー7、分離器10、および発泡粒子貯槽12は、輸送管を介して接続している。発泡粒子輸送ブロワー7は、外気を取り込んで分離器10および発泡粒子貯槽12へ向かう輸送管内へエアーを送る部材であり、発泡粒子をエアーとともに分離器10及び発泡粒子貯槽12へ輸送する。
 本実施形態に係る製造装置では、発泡粒子輸送ブロワー7と分離器10との間の輸送管に分岐した分岐輸送管が設けられており、耐圧容器1は、当該分岐輸送管に接続している。また、上記分岐輸送管中に、払い出しバルブ2、およびノズル3が設けられている。さらに、発泡粒子輸送ブロワー7と分離器10とを接続する輸送管中には、温度計8が設けられている。
 ここで、ノズル3の出口から発泡粒子貯槽12までの発泡粒子が輸送される配管および設備の範囲を発泡室13と定義する。
 また、分離器10から発泡粒子貯槽12までの発泡粒子が輸送される配管途中には、サンプリングノズル11が設けられている。サンプリングノズル11は、耐圧容器1から放出された発泡粒子の品質を確認するためのものである。
 温度計8は、発泡室13の温度を測定するために設けられている。温度計8は、発泡室13の範囲であれば設置箇所に制約はないが、測定温度のバラツキを小さくする観点から、ノズル3から分離器10までの発泡粒子を輸送する配管中に設置することが好ましい。
 また、本実施形態に係る製造装置は、発泡室13へ蒸気および外気が供給されるように構成されている。フィルター4は、製造装置内に吸い込まれる外気を濾過するために設けられている。
 ここで、本実施形態に係る製造装置は、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間の、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を一定にするために、発泡室の温度を任意の温度に調整する温度調整部16を備えている。この温度調整部16は、外気吸込み量調節弁5と、蒸気吹込み量調節弁6と、発泡室13内の温度を測定する温度計8と、調節計9と、を備えている。外気吸込み量調節弁5は、発泡室13内へ吹き込む外気の量を調節するための弁である。また、蒸気吹込み量調節弁6は、発泡室13内へ吹き込む蒸気の量を調節するための弁である。また、調節計9は、外気吸込み量調節弁5および蒸気吹込み量調節弁6の少なくとも1つの弁開度を制御する。このような調節計9としては、例えばプログラマブルコントローラ(PLC)が挙げられる。
 発泡室13へ供給される蒸気量は、蒸気吹込み量調節弁6の弁開度により制御される。また、製造装置内に吸い込まれる外気の量は、外気吸込み量調節弁5の弁開度により制御される。本実施形態に係る製造装置では、調節計9による外気吸込み量調節弁5および蒸気吹込み量調節弁6の制御により、発泡室13内に供給される外気量および蒸気量が制御される。これにより、発泡室13の温度を任意の温度に調節することができる。
 発泡室13の温度を低くする場合、温度調整部16は、調節計9が外気吸込み量調節弁5および蒸気吹込み量調節弁6の少なくとも1つの弁開度を制御することにより、蒸気吹込み量調節弁6からの蒸気量を減らす操作、または外気吸込み量調節弁5からの外気量を増やす操作、またはそれら両方の操作を行う。
 また、発泡室13の温度を高くする場合、温度調整部16は、調節計9が外気吸込み量調節弁5および蒸気吹込み量調節弁6の少なくとも1つの弁開度を制御することにより、蒸気吹込み量調節弁6からの蒸気量を増やす操作、または外気吸込み量調節弁からの外気量を減らす操作、またはそれら両方の操作を行う。
 なお、本実施形態に係る製造装置では、温度調整部16が発泡室13の温度を調節することが可能であればよく、外気吸込み量調節弁5および蒸気吹込み量調節弁6の何れか1つを備えた構成であってもよい。
 また、本実施形態に係る製造装置では、温度調整部16は、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を一定にするために発泡室13の温度を調節する構成となっている。温度調整部16は、サンプリングノズル11から採取された発泡粒子の発泡倍率と目標発泡倍率とを比較し、当該比較結果を調節計9にフィードバックする。このため、温度調整部16は、発泡倍率測定部14と、比較演算部15と、を備えている。発泡倍率測定部14は、サンプリングノズル11から採取された発泡粒子の発泡倍率を測定することが可能な構成であればよい。また、発泡倍率測定部14にて測定された発泡倍率の測定値は、比較演算部15にて演算される。比較演算部15は、パソコンやプログラマブルコントローラーといった制御部を備え、発泡倍率測定部14から出力された発泡倍率の測定値の電気信号を入力して、発泡倍率の目標値と比較演算する。そして、当該比較結果に基づき、発泡倍率の測定値が目標発泡倍率に近づくように、発泡室13の設定温度を調節計9へ出力する。これにより、発泡室13の温度の自動調整が可能となる。
 本実施形態にて使用される温度調整部16は、上述した比較演算部15等を備え、発泡室13の温度の自動調整が可能な構成に限定されない。当該温度調整部16は、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を一定にするために、発泡室の温度を任意の温度に調整するための構成要素を備えていればよい。例えば前記比較演算部15を備えておらず、発泡倍率測定部14から出力された発泡倍率の測定値と目標発泡倍率との比較、および当該比較結果に基づく発泡室13の設定温度の決定を人手で行うような構成であってもよい。
 また、本実施形態に係る製造装置の変形例として、蒸気使用量削減の観点から、発泡粒子貯槽12から発泡粒子輸送ブロワー7の吸気側に配管を接続した構成が挙げられる。この構成により、発泡粒子貯槽12に対流する蒸気をリサイクル使用することもできる。(図示せず)
 発泡粒子の製造装置によりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する方法は以下の通りである。まず、ポリオレフィン系樹脂粒子、発泡剤としての無機ガス(例えば、二酸化炭素、窒素、空気等)、水、分散剤、必要に応じて界面活性剤等の分散助剤を耐圧容器1に投入する。次いで、耐圧容器1を加熱して耐圧容器1内の混合物を所定の温度に調整した後、耐圧容器1内の圧力を所定の圧力に調整する。こうしてポリオレフィン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、耐圧容器1の払い出しバルブ2を開いて、ノズル3を通して耐圧容器1の内圧よりも低い圧力の発泡室13に放出させる方法(除圧発泡法)により、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を得る。ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器1から放出するまでに、発泡室13の温度は、目標とするポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率や品質に応じて任意の温度に調整される。
 本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂となるポリオレフィン系樹脂とは、オレフィン単位を50重量%以上、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上含む樹脂のことである。ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低分子量ポリエチレン等のポリエチレン類;プロピレンホモポリマー;エチレン-プロピレンランダム共重合体、エチレン-プロピレン-1-ブテンランダム共重合体、プロピレン-1-ブテンランダム共重合体等のα-オレフィン-プロピレンランダム共重合体、並びに、α-オレフィン-プロピレンブロック共重合体等のポリプロピレン類;プロピレンホモポリマー、ポリブテン等のその他のポリオレフィンホモポリマー類;等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
 これらの内でも、エチレン-プロピレンランダム共重合体、エチレン-プロピレン-1-ブテンランダム共重合体、およびプロピレン-1-ブテンランダム共重合体が、発泡粒子とするときに良好な発泡性を示すため、好適に使用される。
 また、本発明の一実施形態における基材樹脂には、ポリオレフィン系樹脂以外に、該ポリオレフィン系樹脂の特性が失われない範囲で、他の熱可塑性樹脂、例えばポリスチレン、ポリブテン、アイオノマー等が混合されていてもよい。
 本発明の一実施形態におけるポリオレフィン系樹脂は、通常、発泡粒子を製造し易いように、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて溶融し、且つ円柱形状、楕円形状、球形状、立方体形状、直方体形状等の樹脂粒子に予め加工しておくことが好ましい。なお、樹脂粒子はペレットとも称する。
 本発明の一実施形態におけるポリオレフィン系樹脂粒子は、一粒の重量が 0.1~30mgであることが好ましく、0.3~10mgであることがより好ましい。
 ポリオレフィン系樹脂に添加剤を加える場合には、前記ポリオレフィン系樹脂粒子の製造前に、ブレンダー等を用いてポリオレフィン系樹脂と添加剤とを混合することが好ましい。添加剤の具体例としては、セル造核剤(単に造核剤とも称する)が挙げられる。また、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素系発泡剤を使用する場合には、造核剤としては、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、酸化チタン、ベントナイト、硫酸バリウム等のような無機造核剤が一般に使用される。セル造核剤の添加量は、使用するポリオレフィン系樹脂の種類、セル造核剤の種類によって異なるので一概には規定できないが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、概ね0.001重量部以上、2重量部以下であることが好ましい。
 また、空気、窒素、二酸化炭素、水等の無機発泡剤を使用する場合には、前記無機造核剤および/または親水性物質を使用することが好ましい。水系分散物の分散媒として水を使用する場合には、ポリオレフィン系樹脂中に水が含浸し、含浸した水が他の発泡剤と共にあるいは単独で発泡剤として作用する。
 前記親水性物質は、ポリオレフィン系樹脂に含浸される水分量を多くするように作用する。親水性物質の具体例としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硼砂、硼酸亜鉛等の無機物質;あるいは、グリセリン、メラミン、イソシアヌル酸、メラミン・イソシアヌル酸縮合物;ポリエチレングリコール、またはポリエチレンオキシド等のポリエーテル、ポリエーテルのポリプロピレン等への付加物、およびこれらのポリマーアロイ;エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、ブタジエン-(メタ)アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、カルボキシル化ニトリルゴムのアルカリ金属塩、イソブチレン-無水マレイン酸共重合体のアルカリ金属塩、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩等の重合体;等の有機物が挙げられる。これら親水性物質は、単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
 親水性物質の添加量は、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、0 .005重量部以上、2重量部以下であることが好ましく、0.005重量 部以上、1重量部以下であることがより好ましい。親水性物質の種類および量を調整することにより、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の平均気泡径を調整することができる。
 更に、ポリオレフィン系樹脂粒子の製造時には、必要により着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、リン系加工安定剤、ラクトン系加工安定剤、金属不活性剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾエート系光安定剤、ヒンダートアミン系光安定剤、難燃剤、難燃助剤、酸中和剤、結晶核剤、アミド系添加剤等の添加剤を、ポリオレフィン系樹脂の特性を損なわない範囲で添加することができる。
 発泡剤としては、プロパン、イソブタン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の揮発性の炭化水素系発泡剤、および空気、窒素、二酸化炭素、水等の無機ガスを用いることが可能である。無機ガスを用いる場合は、比較的高い発泡倍率の発泡粒子が得られやすいことから、二酸化炭素が好ましい。これら発泡剤は、単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
 水系分散媒としては水が好ましい。メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等を水に添加した分散媒も、水系分散剤として使用することができる。
 水系分散媒においては、ポリオレフィン系樹脂粒子同士の融着を防止するために、分散剤を使用することが好ましい。分散剤の具体例としては、例えば、第三リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、酸化チタン、塩基性 炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、タルク、クレー等の無機系分散剤が挙げられる。これらの中でも、第三リン酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリンが、少ない使用量でも耐圧容器内のポリオレフィン系樹脂粒子を含んでなる水系分散物を安定的に分散させることができるため、より好ましい。
 また、分散剤と共に分散助剤を使用することが好ましい。分散助剤の具体例としては、例えば、N-アシルアミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド等のカルボン酸塩型;アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩等のスルホン酸塩型;硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩等の硫酸エステル型;および、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンリン酸塩、アルキルアリルエーテル硫酸塩等のリン酸エステル型;等の陰イオン界面活性剤が挙げられる。また、分散助剤として、マレイン酸共重合体塩;ポリアクリル酸塩等のポリカルボン酸型高分子界面活性剤;および、ポリスチレンスルホン酸塩、ナフタルスルホン酸ホルマリン縮合物塩;等の多価陰イオン高分子界面活性剤も使用することができる。
 分散助剤として、スルホン酸塩型の陰イオン界面活性剤を使用することが好ましく、さらには、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩から選ばれる1種もしくは2種類以上の混合物を用いることが好ましい。また、アルキルスルホン酸塩を使用することがより好ましく、疎水基として炭素数10~18の直鎖状の炭素鎖を持つアルキルスルホン酸塩を使用することが、ポリオレフィン系樹脂の発泡粒子に付着する分散剤を低減することができるため、特に好ましい。
 そして、本発明の一実施形態においては、分散剤として第三リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、硫酸バリウムまたはカオリンから選ばれる1種以上と、分散助剤としてn-パラフィンスルホン酸ソーダを併用することが特に好ましい。
 分散剤および分散助剤の使用量は、その種類、または用いるポリオレフィン系樹脂の種類および使用量に応じて異なる。通常、分散剤は、水系分散媒100重量部に対して、0.1重量部以上、5重量部以下で配合することが好ましく、0.2重量部以上、3重量部以下で配合することがより好ましい。分散助剤は、水系分散媒100重量部に対して、0.001重量部以上、0.3重量部以下で配合することが好ましく、0.001重量部以上、0.1重量部以下で配合することがより好ましい。また、ポリオレフィン系樹脂粒子は、水系分散媒中での分散性を良好にするため、通常、水系分散媒100重量部に対して、20重量部以上、100重量部以下で使用することが好ましい。前記構成であれば、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で水系分散媒中に安定に分散させることができる。
 このようにして得られたポリオレフィン系樹脂発泡粒子は、分離器10で分散剤等を含んだ水と分離され、発泡室13に送られる。
 次にポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器1から放出する間のポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を安定化させる本実施形態の製造方法を述べる。本実施形態に係る製造方法では、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率について、目標値(目標発泡倍率と称する場合もある)と発泡室13にて採取した発泡粒子の測定値とを比較する。そして、この比較結果をフィードバックして、発泡倍率の測定値が一定になるように発泡室の温度を調整する。
 ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器1から放出する間、発泡室13より発泡粒子を所定の時間間隔で採取し、発泡倍率を測定する。発泡倍率の測定結果と目標発泡倍率とを比較し、発泡粒子の発泡倍率が目標発泡倍率にて一定になるよう発泡室13の温度を調整する。すなわち、発泡倍率の測定結果と目標発泡倍率との比較結果を発泡室13の温度制御にフィードバックする。
 ここで、上述したように、本発明者は、耐圧容器1からポリオレフィン系樹脂発泡粒子を放出する発泡室13の温度と発泡粒子の発泡倍率との間には相関関係があることを見出した。それゆえ、発泡倍率に関する上記比較結果を発泡室13の温度制御にフィードバックすれば、前記相関関係に基づき、発泡室13の温度を発泡倍率に応じた温度に調整できる。そして、このように操作することで、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器1から放出する間、発泡粒子の発泡倍率を目標発泡倍率近傍の値に一定にコントロールすることができる。
 このように本実施形態によれば、示差走査熱量計法により算出される高温側の熱量ピーク比率(以下、DSC比と称することもある)に影響しない発泡室13の温度の調整によって、発泡粒子の発泡倍率を一定にコントロールしている。それゆえ、DSC比に影響を与えることなく、発泡倍率を一定に調整することができる。
 ここで、本実施形態に係る製造方法において、DSC比は、発泡粒子の発泡倍率に影響しないパラメータを制御することによって調整される。DSC比の調整方法としては、特に限定されないが、耐圧容器1の温度もしくは圧力の制御に基づきDSC比を調整することが好ましい。この場合、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間に、耐圧容器1の温度および圧力の少なくとも何れかを制御してDSC比を調整すればよい。より具体的には、(a)放出している間の耐圧容器1内の温度および圧力の両方を変動させてDSC比を調整する方法、(b)放出している間の耐圧容器1内の温度を一定に保持する一方、耐圧容器1内の圧力を変動させてDSC比を調整する方法、(c)放出している間の耐圧容器1内の圧力を一定に保持する一方、耐圧容器1内の温度を変動させてDSC比を調整する方法、が挙げられる。これらの方法の中でも、DSC比の調整の容易性の観点から、(c)放出している間の耐圧容器1内の圧力を一定に保持する一方、耐圧容器1内の温度を変動させてDSC比を調整する方法が好ましい。
 また、発泡粒子を発泡室13から採取する時間間隔は、耐圧容器1からポリオレフィン系樹脂粒子を放出する間の発泡倍率の変動挙動を詳細に把握するため、あるいは発泡倍率をコントロールする応答性の観点から短いほど良く、5分以下が好ましく、3分以下がさらに好ましい。
 また、発泡倍率は、公知の方法で測定でき、例えば後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
 本実施形態に係る製造方法においては、発泡倍率の測定結果と目標発泡倍率を比較し、発泡粒子の発泡倍率が目標発泡倍率で一定になるよう発泡室13の温度制御にフィードバックする形態として、以下の2つが挙げられる。
 一つ目の形態は、発泡室13より採取した発泡粒子の発泡倍率を測定した後、直ちに発泡倍率の測定結果と目標発泡倍率とを比較し、発泡室13の温度を調整するフィードバック方法である。すなわち、一つ目の形態は、発泡倍率の測定値と目標発泡倍率との比較結果をリアルタイムで発泡室13の温度制御にフィードバックする方法である。発泡倍率の測定値が目標発泡倍率よりも小さい場合は発泡室13の温度を上昇させ、発泡倍率の測定値が目標発泡倍率よりも大きい場合は発泡室13の温度を下降させる。
 発泡倍率の測定値と目標発泡倍率との偏差に対する発泡室13の温度の変更幅は、処方や発泡条件および温度計8の設置位置により異なる。発泡剤が二酸化炭素で温度計8の設置位置が分離器10よりも上流側である場合、発泡室13の変更温度は1~20℃/倍の範囲で調整され、より好ましくは5~15℃/倍で調整する。
 二つ目の形態は、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の本製造に先立って、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間の発泡室13で採取した発泡粒子の発泡倍率の経時変化を把握するために予備製造を行う方法である。この形態において、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と発泡室13にて採取した発泡粒子の測定値との比較は、以下のa)~b)工程で実施される。
 a)予備製造として、発泡室13の温度調整を実施しない以外は本製造と同じ条件で、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間の時間経過とともに変化する発泡室13で採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値を取得する。この工程a)では、発泡室13の温度を調整せずに、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器1から放出させている間に時間経過とともに所定時間間隔で発泡室13から採取した発泡粒子の発泡倍率を測定する。そして、樹脂粒子の放出開始から終了までの発泡粒子の発泡倍率の経時変化の傾向を取得する。そして、取得した発泡倍率の経時変化の傾向に対して、放出中の発泡倍率が一定になるような発泡室13の温度条件を予測する。
 b)前記a)で得られた時間経過とともに変化する発泡室13で採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値と目標値とを比較し、発泡室13の時間経過にともなう温度調整を決定する。本製造にて取得した発泡倍率の測定値と発泡倍率の目標値とを比較し、当該比較結果を本製造における発泡室13の時間経過にともなう温度条件にフィードバックする。本製造での発泡室13の温度条件は、前記a)にて予測した発泡室13の温度条件が使用される。
 耐圧容器1から放出させている間の耐圧容器1内の圧力が一定の場合、時間経過とともに得られる発泡粒子の発泡倍率は上昇傾向にある。これは、放出させている間にポリオレフィン系樹脂粒子に含浸される発泡剤や水分量の増加が影響していると考えられる。
 予備製造で得られた、耐圧容器1からポリオレフィン系樹脂粒子の放出開始から終了までの時間経過にともなう発泡粒子の発泡倍率の変化幅に対して、本製造における発泡室13の温度の変更幅を決定する。本製造は、樹脂粒子の放出以降、発泡室13の温度調整を除き、予備製造と同一条件で実施される。本製造での発泡室13の温度の変更幅は、前述した一つ目の形態と同様、1~20℃/倍の範囲で設定され、より好ましくは5~15℃/倍で設定する。
 発泡粒子の発泡倍率の変化は、同一条件での製造において再現性が高いことが分かっている。このため、発泡粒子の発泡倍率上昇の変化幅に応じて、耐圧容器1から放出させている間の発泡室13の温度を徐々に下げる制御を行うことによって、一定の発泡倍率の発泡粒子が得られる。
 本実施形態に係る製造方法において、発泡粒子の発泡倍率の目標値は、3~25倍の範囲内で適宜設定可能である。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
 〔まとめ〕
 以上のように、本発明の態様1に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で加熱、加圧条件下で発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡室に放出させることによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、前記ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と前記発泡室にて採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値とを比較し発泡倍率が一定になるようにフィードバックし、発泡室の温度を調整する方法である。
 本発明の態様2に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、態様1において、前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と前記発泡室にて採取した発泡粒子の前記測定値との比較は、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間に、その場で行われる方法である。
 本発明の態様3に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、態様1において、前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と前記発泡室にて採取した発泡粒子の前記測定値との比較は、以下のa)~b)工程で実施される方法である。
a)発泡粒子製造の予備製造として、発泡室の温度調整を実施しない以外は本製造と同じ条件で、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間の時間経過とともに変化する発泡室で採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値を取得する。
b)前記a)で得られた時間経過とともに変化する発泡室で採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値と前記目標値とを比較し、発泡室の時間経過にともなう温度調整を決定する。
 本発明の態様4に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、態様1~3の何れかにおいて、前記発泡室の温度を、蒸気吹込み量および外気吸込み量の少なくも1つの制御により、調整する方法である。
 本発明の態様5に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、態様1~4の何れかにおいて、前記発泡倍率の前記測定値が前記目標値よりも小さい場合には、前記発泡室の温度を上昇させ、前記発泡倍率の前記測定値が前記目標値よりも大きい場合には、前記発泡室の温度を下降させる、調整を行う方法である。
 本発明の態様6に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、態様1~5の何れかにおいて、前記発泡剤が二酸化炭素である方法である。
 本発明の態様7に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、態様1~6の何れかにおいて、発泡倍率の目標値が、3~35倍である方法である。
 本発明の態様8に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、態様1~7の何れかにおいて、前記ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、前記耐圧容器内の圧力を一定に保持する方法である。
 本発明の態様9に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造装置は、態様1~7の何れかにおいて、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で加熱、加圧条件下で発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡室に放出させることによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得る製造装置であって、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を一定にするために、発泡室の温度を任意の温度に調整するための温度調整部16を備えている構成である。
 本発明の態様10に係るポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造装置は、態様9において、前記温度調整部16は、前記発泡室内へ吹込む蒸気の量を調節する蒸気吹込み量調節弁、および前記発泡室内へ吸込む外気の量を調節する外気吸込み量調節弁の少なくとも1つと、前記蒸気吹込み量調節弁および前記外気吸込み量調節弁の少なくとも1つの弁開度を制御する弁開度制御部と、を備えた構成である。
 以下に本発明によるポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法を、実施例および比較例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
 実施例および比較例にておいて実施した評価方法に関して説明する。
 <発泡粒子の発泡倍率>
 ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量w(g)を測定後、エタノールの入ったメスシリンダー中に沈め、メスシリンダーの水位上昇分(水没法)にて体積v(cm)を測定し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の比重ρb=w/vを算出し、さらに、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子の密度ρrとの比(ρr/ρb)として算出した値である。
また、ポリプロピレン系樹脂粒子を耐圧容器1から放出する間に3分間隔で採取したポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の測定結果を下記の基準で評価した。
○:変動幅が、1.0倍未満
  平均値(AVE)と目標値の差が、1.0倍未満
△:変動幅が、1.0倍以上2.0倍未満
  平均値(AVE)と目標値の差が、1.0倍以上2.0倍未満
×:変動幅が、2.0倍以上
  平均値(AVE)と目標値の差が、1.0倍以上2.0倍未満
 <発泡粒子のDSC比>
 示差走査熱量計[セイコーインスツルメンツ(株)製、DSC6200型]を用いて、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子5~6mgを10℃/minの昇温速度で40℃から220℃まで昇温する際に得られるDSC曲線において、2つのピークを有し、該融解ピークのうち低温側の融解ピーク熱量Qlと、高温側の融解ピーク熱量Qhから次式により算出した。
DSC比(%)=Qh/(Ql+Qh)×100
 また、ポリプロピレン系樹脂粒子を耐圧容器1から放出する間に3分間隔で採取したポリプロピレン系樹脂発泡粒子のDSC比の測定結果を下記の基準で評価した。
○:変動幅が、1.0%未満
  平均値(AVE)と目標値の差が、1.0%未満
△:変動幅が、1.0%以上2.0%未満
  平均値(AVE)と目標値の差が、1.0%以上2.0倍未満
×:変動幅が、2.0%以上
  平均値(AVE)と目標値の差が、2.0%以上
 以下の実施例、比較例において、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値は20.0倍、DSC比の目標値は23.0%とした。
 (実施例1)
 ポリオレフィン系樹脂であるエチレン-プロピレンランダム共重合体[MFR=7.5g/10分、融点146.1℃]100重量部に対して、ポリエチレングリコール0.5重量部、セル造核剤としてタルク0.05重量部、着色剤としてカーボンブラック6重量部をドライブレンドした。ドライブレンドした混合物を、二軸押出機[東芝機械(株)製、TEM26-SX]を用いて、樹脂温度220℃にて溶融混練し、押出されたストランドを長さ2mの水槽で水冷後、切断して、ポリプロピレン系樹脂粒子(1.2mg/粒)を製造した。
 前記の得られた樹脂粒子100部(800kg)と水200重量部、無機分散剤として第三リン酸カルシウム[太平化学産業(株)製]0.5重量部、界面活性剤としてアルキルスルホン酸ナトリウム(n-パラフィンスルホン酸ソーダ)[花王(株)製、ラテムルPS]0.03重量部を耐圧容器1(容量3.0m3)に仕込んだ後、攪拌下、発泡剤として二酸化炭素を5重量部添加した。耐圧容器1内容物を昇温し、耐圧容器1内を発泡温度150.0℃まで加熱した。その後、二酸化炭素を追加圧入して耐圧容器1内を発泡圧力3.0Mpaまで昇圧した。耐圧容器1下部の払い出しバルブ2の下流側に接続する発泡室13は、蒸気を吹込み、放出開始時に発泡室温度が95℃になるように調整した。前記発泡温度、発泡圧力で30分間保持した後、耐圧容器1下部の払い出しバルブ2を開き、ノズル3(開口径φ3.6mm、開口数5穴)を通して、耐圧容器1中の樹脂粒子を含む内容物を発泡室13に放出することによりポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。樹脂粒子の放出時間は21分であった。発泡したポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、分離器10で水と分離し、発泡粒子貯槽12に輸送した。
 樹脂粒子の放出開始から終了までの間、耐圧容器1内の発泡温度は連続的に10分間で0.3℃の割合で上昇させ、放出終了時には耐圧容器1内の発泡温度は150.6℃であった。また耐圧容器1内の発泡圧力は、放出開始から終了まで3.0Mpaで一定になるよう保持した。
 耐圧容器1中の樹脂粒子を含む内容物を発泡室13に放出することにより得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、分離器10を通り、発泡粒子貯槽12に送られる。樹脂粒子の放出開始から終了までの間、サンプリングノズル11からポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取した。ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を採取後は、その場で直ちに発泡倍率を測定した。3分毎に測定した発泡倍率の測定結果と目標発泡倍率(20倍)を比較し、測定結果が目標値より高い場合は発泡室13の温度を低下させ、測定結果が目標値より低い場合は発泡室13の温度を上げて、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率が目標値に近似するように発泡室13の温度を調整した。
 その結果、放出開始から終了までの発泡室13の温度は、95℃から85℃まで徐々に下げる調整となった。
 樹脂粒子の放出の間に3分間隔で採取したポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率は19.9~20.3倍(目標20.0倍)、DSC比は22.9~23.3%(目標23%)で安定したポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られた(表1参照のこと)。
 (実施例2)
 予備製造工程Aとして、発泡室温度を樹脂粒子放出開始時に95℃に調整したあとに発泡室13への蒸気および外気の供給を遮断し、発泡室13の温度調整を行わないようにした以外は、実施例1と同様の方法でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。その結果、樹脂粒子の放出開始から終了までの間、発泡室温度は95~94℃であった。また実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した結果、DSC比は22.3~23.0(目標23%)で安定したが、発泡倍率は19.5~22.5倍(目標20倍)の範囲で徐々に上昇しながら大きく変動した。
 予備製造工程Aで得られた樹脂粒子を放出する間の発泡倍率上昇に対して、放出中の発泡倍率が一定になるような発泡室13の温度条件を予測した。ここでは、放出開始時の95℃から連続的に10分間で5℃の割合で低下させる条件Bとした。
 本製造工程Bとして、発泡室温度を蒸気吹込み量あるいは外気取り込み量を制御して放出開始時の95℃から放出終了時に85℃になるように条件Bに調整した以外は、実施例1と同様の方法でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。実施例1と同様にサンプリングノズルからポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した。
 その結果、発泡倍率は19.4~19.9倍(目標20倍)の範囲で安定し、DSC比は22.8~23.3%(目標23%)で安定したポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られた(表1参照のこと)。
 (実施例3)
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出の間、耐圧容器1内の発泡温度を150℃で一定に保持した以外は実施例1と同様に行った。
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、その場で直ちに発泡倍率を測定し、発泡室13の温度を調整した。その結果、発泡倍率は19.2~19.9倍(目標20倍)の範囲で安定し、DSC比は23.1~24.0%(目標23%)で安定したポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られた(表1参照のこと)。
 (実施例4)
 ポリプロピレン系樹脂粒子を放出する間、耐圧容器1内の発泡温度は一定とし、また発泡圧力は、連続的に10分間で0.03Mpaの割合で上昇させた以外は、実施例1と同様に行った。
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、その場で直ちに発泡倍率を測定し、発泡室13の温度を調整した。その結果、発泡倍率は20.1~20.9倍(目標20倍)の範囲で安定し、DSC比は23.2~24.1%(目標23%)で安定したポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られた(表1参照のこと)。
 (比較例1)
 実施例2の予備製造工程Aに記載の方法でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した結果、DSC比は22.3~23.0%(目標23%)で安定したが、発泡倍率は20~23倍の範囲で徐々に上昇しながら大きく変動した(表2参照のこと)。
 (比較例2)
 ポリプロピレン系樹脂粒子を放出する間、耐圧容器1内の発泡温度は一定とし、また発泡圧力は、連続的に10分間で0.03Mpaの割合で上昇させた以外は、比較例1と同様の方法でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した結果、DSC比は22.6~23.2%(目標23%)で安定したが、発泡倍率は19.5~24.1倍(目標20倍)の範囲で徐々に上昇しながら大きく変動し、平均発泡倍率と目標値との差も2.2倍と大きな乖離が生じた(表2参照のこと)。
 (比較例3)
 ポリプロピレン系樹脂粒子を放出する間、耐圧容器1内の発泡温度は一定とし、また発泡圧力は、サンプリングノズルよりポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、測定したポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の測定結果を目標値と比較し、測定結果が目標値より高い場合は発泡圧力を低下させ、測定結果が目標値より低い場合は発泡圧力を上げて、発泡倍率が目標値に近似するように発泡圧力を調整した以外は、比較例1と同様の方法でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した結果、発泡倍率は19.7~20.4倍(目標20倍)で安定したが、DSC比は22.2~24.6%(目標23%)の範囲で徐々に上昇しながら大きく変動した(表2参照のこと)。
 (比較例4)
 ポリプロピレン系樹脂粒子を放出する間、耐圧容器1内の発泡温度を連続的に10分間で0.3℃の割合で上昇させた以外は、比較例3と同様の方法でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した結果、発泡倍率は19.9~20.4倍(目標20倍)で安定したが、DSC比は22.9~24.7%(目標23%)の範囲で徐々に上昇しながら変動した(表3参照のこと)。
 (比較例5)
 ポリプロピレン系樹脂粒子を放出する間、発泡温度は連続的に10分間で0.6℃の割合で上昇させた以外は比較例4と同様に行った。
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した結果、発泡倍率は19.8~20.4倍(目標20倍)で安定したが、DSC比は23.0~24.1%(目標23%)の範囲で徐々に上昇しながら変動した(表3参照のこと)。
 (比較例6)
 比較例1で得られた樹脂粒子の放出中の発泡倍率上昇に対して、放出中の発泡倍率が一定になるような耐圧容器1の圧力条件を予測した。ここでは、放出開始時の3.0Mpaから連続的に10分間で0.05Mpaの割合で低下させる条件とした。この発泡圧力の設定方法以外は、比較例5と同様に行った。
 ポリプロピレン系樹脂粒子の放出開始から終了までの間、実施例1と同様にポリプロピレン系樹脂発泡粒子を3分間隔で採取し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率とDSC比を測定した結果、発泡倍率は20.2~20.8倍(目標20倍)で安定したが、DSC比は22.6~23.9%(目標23%)の範囲で徐々に上昇しながら変動した(表3参照のこと)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
1:耐圧容器
2:耐圧容器払い出しバルブ
3:ノズル
4:フィルター
5:外気吸込み量調節弁
6:蒸気吹込み量調節弁
7:発泡粒子輸送ブロワー
8:温度計
9:調節計(弁開度制御部)
10:分離器
11:サンプリングノズル
12:発泡粒子貯槽
13:発泡室
16:温度調整部
 
 

Claims (10)

  1.  ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で加熱、加圧条件下で発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡室に放出させることによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、
     前記ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と前記発泡室にて採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値とを比較し発泡倍率が一定になるようにフィードバックし、発泡室の温度を調整すること、を特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法。
  2.  前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と前記発泡室にて採取した発泡粒子の前記測定値との比較は、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間に、その場で行われること、を特徴とする請求項1記載の製造方法。
  3.  前記ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の目標値と前記発泡室にて採取した発泡粒子の前記測定値との比較は、以下のa)~b)工程で実施されること、を特徴とする請求項1記載の製造方法。
     a)発泡粒子製造の予備製造として、発泡室の温度調整を実施しない以外は本製造と同じ条件で、ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間の時間経過とともに変化する発泡室で採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値を取得する。
     b)前記a)で得られた時間経過とともに変化する発泡室で採取した発泡粒子の発泡倍率の測定値と前記目標値とを比較し、発泡室の時間経過にともなう温度調整を決定する。
  4.  前記発泡室の温度を、蒸気吹込み量および外気吸込み量の少なくも1つの制御により、調整することを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載の製造方法。
  5.  前記発泡倍率の前記測定値が前記目標値よりも小さい場合には、前記発泡室の温度を上昇させ、前記発泡倍率の前記測定値が前記目標値よりも大きい場合には、前記発泡室の温度を下降させる、調整を行うことを特徴とする請求項1~4いずれか1項記載の製造方法。
  6.  前記発泡剤が二酸化炭素であることを特徴とする請求項1~5いずれか1項記載の製造方法。
  7.  発泡倍率の目標値が、3~35倍であることを特徴とする請求項1~6いずれか1項記載の製造方法。
  8.  前記ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、前記耐圧容器内の圧力を一定に保持すること、を特徴とする請求項1~7の何れか1項記載の製造方法。
  9.  ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で加熱、加圧条件下で発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡室に放出させることによりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得る製造装置であって、
     ポリオレフィン系樹脂粒子を放出させている間、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の発泡倍率を一定にするために、発泡室の温度を任意の温度に調整するための温度調整部を備えている、ことを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造装置。
  10.  前記温度調整部は、
     前記発泡室内へ吹込む蒸気の量を調節する蒸気吹込み量調節弁、および前記発泡室内へ吸込む外気の量を調節する外気吸込み量調節弁の少なくとも1つと、
     前記蒸気吹込み量調節弁および前記外気吸込み量調節弁の少なくとも1つの弁開度を制御する弁開度制御部と、を備えた、ことを特徴とする請求項9記載の製造装置。
PCT/JP2019/008139 2018-03-26 2019-03-01 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置 WO2019187986A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020510499A JP7324189B2 (ja) 2018-03-26 2019-03-01 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-058844 2018-03-26
JP2018058844 2018-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019187986A1 true WO2019187986A1 (ja) 2019-10-03

Family

ID=68061399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/008139 WO2019187986A1 (ja) 2018-03-26 2019-03-01 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7324189B2 (ja)
WO (1) WO2019187986A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021106354A1 (ja) 2019-11-29 2021-06-03 株式会社カネカ 発泡粒子の製造装置および製造方法
WO2023162963A1 (ja) * 2022-02-22 2023-08-31 株式会社カネカ 発泡粒子の製造方法および製造装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05112666A (ja) * 1991-10-19 1993-05-07 Toyo Mach & Metal Co Ltd 予備発泡粒子の自動倍率測定装置
JPH07188448A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Sekisui Plastics Co Ltd 予備発泡装置
JP2002069225A (ja) * 2000-08-24 2002-03-08 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
JP2005187778A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Kaneka Corp 温度を制御したスチレン系予備発泡粒子の製造方法
JP2009215485A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Kaneka Corp ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体
JP2009226664A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toray Ind Inc シート状発泡体の製造方法およびその装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5216353B2 (ja) * 2008-02-12 2013-06-19 株式会社カネカ ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法
EP2966119B9 (en) * 2013-03-08 2019-01-16 Kaneka Corporation Method for manufacturing foamed polypropylene-resin particles
EP3438171B1 (en) * 2016-03-31 2020-08-19 Kaneka Corporation Polypropylene resin foamable particles, polypropylene resin in-mold foam molded body, and production method therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05112666A (ja) * 1991-10-19 1993-05-07 Toyo Mach & Metal Co Ltd 予備発泡粒子の自動倍率測定装置
JPH07188448A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Sekisui Plastics Co Ltd 予備発泡装置
JP2002069225A (ja) * 2000-08-24 2002-03-08 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
JP2005187778A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Kaneka Corp 温度を制御したスチレン系予備発泡粒子の製造方法
JP2009215485A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Kaneka Corp ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体
JP2009226664A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toray Ind Inc シート状発泡体の製造方法およびその装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021106354A1 (ja) 2019-11-29 2021-06-03 株式会社カネカ 発泡粒子の製造装置および製造方法
WO2023162963A1 (ja) * 2022-02-22 2023-08-31 株式会社カネカ 発泡粒子の製造方法および製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7324189B2 (ja) 2023-08-09
JPWO2019187986A1 (ja) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019187986A1 (ja) ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置
JP2010202752A (ja) 長期保存用発泡性複合樹脂粒子、その予備発泡粒子及び発泡成形体
JP2009256470A (ja) ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、型内発泡成形体および発泡粒子の製造方法
JP5814687B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂発泡粒子とその型内発泡成形体
JP5491083B2 (ja) 倍率バラツキの少ないポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子およびその製造方法
JP2009161738A (ja) 熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法
WO2016158686A1 (ja) ポリエチレン系樹脂発泡成形体の製造方法
US10403416B2 (en) Conductive polypropylene-based foamed resin particles, method for production thereof, and polypropylene-based foamed molding article
WO2023162962A1 (ja) 熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置、並びに熱可塑性樹脂発泡粒子
JP5064745B2 (ja) 摩擦音が低減されたポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子
JP5295730B2 (ja) ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
JP2006297807A (ja) ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体
JP4940688B2 (ja) ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
JP2012077149A (ja) 発泡性樹脂粒子、その製造方法、予備発泡粒子及び発泡成形体
JP2010138226A (ja) 圧縮充填法によるポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法
JP2010006958A (ja) 脱水乾燥されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法
JP4781998B2 (ja) 水を発泡剤としたポリオレフィン系予備発泡粒子の製造方法
JP6847584B2 (ja) 帯電防止性能を有するポリエチレン系樹脂発泡粒子及びポリエチレン系樹脂発泡成形体およびその製造方法
JP2020111697A (ja) ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法
CN114761475B (zh) 聚烯烃系树脂发泡颗粒、其制造方法以及聚烯烃系树脂发泡颗粒成形体
JP2011137172A (ja) ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子、型内発泡成形体およびその製造方法
JP5256664B2 (ja) 付着分散剤量が低減されたポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
JP5248939B2 (ja) ポリプロピレン系樹脂発泡粒子
JP5410080B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂発泡粒子表面に付着した難水溶性無機化合物を低減させる方法
JP2010265424A (ja) ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19775660

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020510499

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19775660

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1