WO2023162962A1 - 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 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/16—Making expandable particles
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/16—Making expandable particles
- C08J9/18—Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
Definitions
- the present invention relates to a method and apparatus for producing expanded thermoplastic resin particles, and expanded thermoplastic resin particles.
- thermoplastic resin expanded particles used to obtain thermoplastic resin expanded molded articles (hereinafter sometimes referred to as “expanded molded articles”)
- a depressurized foaming method is known as a manufacturing method.
- fusion (blocking) between thermoplastic resin particles (hereinafter sometimes referred to as “resin particles”) is reduced in the foaming process. and also reduce blocking between the resulting expanded particles. Therefore, it is desired to foam resin particles by blending a surfactant, a dispersant, or the like.
- polyolefin-based resin particles are impregnated with a foaming agent under heating and pressurized conditions in a pressure-resistant container, and then discharged into a foaming chamber having a lower pressure than the internal pressure of the pressure-resistant container to produce a polyolefin-based resin.
- a manufacturing method for obtaining expanded beads a target expansion ratio of the polyolefin resin expanded beads and a measured expansion ratio of the expanded beads sampled in the expansion chamber while the polyolefin resin beads are released.
- a method for producing polyolefin-based resin expanded particles is disclosed, which is characterized by comparing the expansion ratio and adjusting the temperature of the expansion chamber by feeding back so that the expansion ratio becomes constant.
- the conventional technology as described above has room for improvement from the viewpoint of blocking between the thermoplastic resin foam particles.
- An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method and apparatus for producing expanded thermoplastic resin particles, and expanded thermoplastic resin particles, in which blocking between expanded particles is reduced.
- the inventors of the present invention found that the atmosphere immediately after releasing the thermoplastic resin foamed particles from the pressure container (hereinafter sometimes referred to as the "immediately after foaming atmosphere".
- the temperature in the vicinity of the inlet of the foam tube has a correlation with the rate of occurrence of blocking of the thermoplastic resin foam particles. Therefore, by adjusting the temperature of the atmosphere immediately after foaming, it becomes possible to reduce blocking of the obtained thermoplastic resin expanded beads, leading to the present invention.
- thermoplastic resin particles are impregnated with a foaming agent under heating and pressurizing conditions in a pressure vessel, and then A manufacturing method for obtaining expanded thermoplastic resin particles by discharging them into a foaming cylinder having a pressure lower than the internal pressure of the pressure vessel, wherein the temperature of the atmosphere immediately after expansion is lowered immediately after the expanded thermoplastic resin particles are discharged from the pressure vessel. It has a temperature adjustment step to allow
- the apparatus for producing expanded thermoplastic resin particles includes a pressure vessel in which the thermoplastic resin particles are impregnated with a foaming agent under heating and pressurizing conditions, and an internal pressure of the pressure vessel. and a low-pressure foaming cylinder, and a temperature control unit for lowering the temperature of the atmosphere immediately after foaming immediately after the thermoplastic resin foamed particles are released from the pressure-resistant container. Prepare.
- the expanded thermoplastic resin beads according to one aspect of the present invention have a shrinkage rate of less than 5% and a blocking occurrence rate of less than 1.0%.
- thermoplastic resin expanded beads and thermoplastic resin expanded beads that cause little blocking between expanded particles.
- FIG. 1 is a flow diagram schematically showing the entire manufacturing apparatus for thermoplastic resin expanded beads according to one embodiment of the present invention.
- BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram schematically showing part of an apparatus for producing expanded thermoplastic resin beads according to an embodiment of the present invention;
- FIG. 3 is a diagram showing the blocking state of the thermoplastic resin foamed beads according to one embodiment of the present invention when the ambient temperature is 90° C. immediately after foaming.
- FIG. 3 is a diagram showing the blocking state of the thermoplastic resin foamed beads according to one embodiment of the present invention when the ambient temperature is 95° C. immediately after foaming.
- FIG. 4 is a diagram showing the blocking state of the expanded thermoplastic resin beads according to one embodiment of the present invention when the ambient temperature is 98° C. immediately after expansion.
- 1 is a diagram schematically showing a part of a manufacturing apparatus using an orifice among manufacturing apparatuses for thermoplastic resin expanded beads according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a manufacturing apparatus using a flush valve as a pressure release valve, among manufacturing apparatuses for thermoplastic resin expanded beads according to an embodiment of the present invention.
- the inventors of the present application have attempted to develop a new technology for manufacturing expanded thermoplastic resin beads that can prevent mutual blocking of expanded beads from a method other than the prescription aspect, that is, from the viewpoint of the configuration of an expanded bead manufacturing apparatus. I studied earnestly for the purpose. Then, attention was focused on the temperature immediately after being released from the pressure vessel into the low-pressure foaming chamber.
- the temperature immediately after being released from the pressure vessel into the low-pressure foaming chamber is usually about 100°C.
- the resin particles are released together with the dispersion medium (water) to atmospheric pressure, the resin particles are cooled.
- the crystallization temperature of the resin is low, it takes a long time to crystallize, and the foamed particles tend to stick to each other immediately after foaming. Therefore, the inventors of the present application have paid attention to the temperature immediately after foaming discharged from the pressure container into the low-pressure foaming chamber. They also found that when the temperature immediately after foaming is lowered, the crystallization of the resin is accelerated, and blocking between foams immediately after foaming is suppressed.
- a method for producing expanded thermoplastic resin particles according to an embodiment of the present invention comprises heating and pressurizing thermoplastic resin particles in a pressure vessel.
- a manufacturing method for obtaining expanded thermoplastic resin particles by impregnating a foaming agent with a foaming agent and then discharging it into a foaming tube having a pressure lower than the internal pressure of the pressure vessel, wherein the foamed thermoplastic resin particles are obtained from the pressure vessel.
- An apparatus for producing expanded thermoplastic resin particles according to one embodiment of the present invention expands thermoplastic resin particles under heating and pressurizing conditions.
- An apparatus for producing expanded thermoplastic resin particles comprising: a pressure vessel impregnated with an agent; and a foam cylinder having a lower pressure than the internal pressure of the pressure vessel, wherein the expanded thermoplastic resin particles are discharged from the pressure vessel.
- a temperature control unit is provided for lowering the ambient temperature immediately after foaming. According to this configuration, there is an advantage that it is possible to obtain expanded thermoplastic resin particles with little blocking between expanded particles.
- the expanded thermoplastic resin beads according to one embodiment of the present invention have a shrinkage rate of less than 5% and a blocking occurrence rate of less than 1.0%.
- the thermoplastic resin expanded beads according to one embodiment of the present invention are, for example, thermoplastic resin expanded beads manufactured by the manufacturing method or manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a flow diagram schematically showing the entire apparatus for producing expanded thermoplastic resin beads according to this embodiment.
- an apparatus for producing expanded thermoplastic resin beads includes a pressure-resistant container 1, a pressure release valve 2, an atmosphere immediately after foaming 3, a control valve 4, a temperature measuring It has a body 5 (temperature measuring section), an expanded particle transport blower 6 , an ejector 7 , a dehydrator 8 and a dryer 9 .
- the pressure-resistant container 1 is a container for producing foamed particles by the depressurized foaming method.
- the foamed particles are produced by charging an aqueous dispersion containing thermoplastic resin particles, an inorganic dispersant and a dispersing aid, and a volatile foaming agent together with water in a pressure vessel 1, and heating the vessel to a constant pressure and temperature to foam the resin particles. After being impregnated with the agent, it is released under a low-pressure atmosphere (depressurized foaming method) and dried.
- the pressure release valve 2 is a valve for releasing the foaming agent-impregnated resin particles in the pressure-resistant container 1 into a low-pressure atmosphere. By opening the pressure release valve 2, the foaming agent-impregnated resin particles in the pressure vessel 1 are released into the immediately after foaming atmosphere 3, which is a low-pressure atmosphere.
- the pressure release valve 2 is not particularly limited as long as it can release the foaming agent-impregnated resin particles in the pressure vessel 1 to the low-pressure atmosphere. Examples thereof include a flush valve and a combination of an orifice and a valve. .
- the pressure-resistant container 1, foamed particle transport blower 6, ejector 7, dehydrator 8, and dryer 9 are connected via transport pipes (pipes).
- the foamed particle transport blower 6 is a member that takes in outside air and sends the air into the transport pipe leading to the dehydrator 8 and the dryer 9 .
- the foamed particle transport blower 6 supplies transport air (air) for transporting the foamed particles from the atmosphere 3 immediately after foaming to various facilities such as the dehydrator 8 and the dryer 9 .
- the ejector 7 is arranged after the atmosphere 3 immediately after foaming. Further, the foamed particle transport blower 6 is arranged so that the immediately after-foaming atmosphere 3 and the piping join together. Then, the immediately after foaming atmosphere 3 and the transport air from the expanded particle transport blower 6 join together via the ejector 7 . That is, the immediately after foaming atmosphere 3 joins the transport pipe connecting the foamed particle transport blower 6 and the dehydrator 8, and the ejector 7 is provided at the junction.
- the pressure vessel 1 and the immediately after-foaming atmosphere 3 are connected to the ejector 7 . In other words, the transport pipe from the expanded particle transport blower 6 merges with the atmosphere 3 immediately after foaming, and the ejector 7 is provided at the junction.
- the temperature measuring element 5 constitutes a thermometer that measures the temperature in the atmosphere 3 immediately after foaming.
- a temperature sensor 5 is provided in the atmosphere 3 immediately after foaming between the pressure release valve 2 and the ejector 7 . That is, the temperature measuring element 5 functions as a temperature measuring portion that measures the temperature of the immediately after-expansion atmosphere 3 immediately after the foamed thermoplastic resin particles are released from the pressure container 1 .
- the manufacturing apparatus includes the temperature control section X for lowering the ambient temperature immediately after foaming immediately after the foamed thermoplastic resin particles are discharged from the pressure container 1 .
- the temperature control unit X includes a transport air supply unit that supplies transport air to the foamed thermoplastic resin particles immediately after being released from the pressure container 1 .
- the transport air supplied to the temperature control section X is supplied from the expanded particle transport blower 6 .
- the temperature control section X includes a control valve 4, a control section 4a, and the temperature sensing element 5 described above.
- the foamed particle transport blower 6 is branched from the dehydrator 8 and the dryer 9 and connected to the atmosphere 3 immediately after foaming. More specifically, in this manufacturing apparatus, a branched transport pipe is provided that branches from a transport pipe that connects the foamed particle transport blower 6, the dehydrator 8, and the dryer 9, and connects to the atmosphere 3 immediately after foaming. . As a result, the transport air from the expanded particle transport blower 6 is also supplied to the atmosphere 3 immediately after foaming.
- the transport air supply unit includes at least a branch transport pipe branching from the expanded particle transport blower 6 to the dehydrator 8 and the dryer 9 and connecting to the atmosphere 3 immediately after foaming.
- the branched transport pipe is provided with a control valve 4 for adjusting the transport air to be supplied to the atmosphere 3 immediately after foaming.
- the control unit 4a controls the amount of transport air supplied to the foamed thermoplastic resin particles. More specifically, the data of the temperature setting value of the atmosphere 3 immediately after bubbling is recorded in the control unit 4a. The controller 4a inputs the temperature measurement value of the atmosphere 3 immediately after bubbling measured by the temperature measuring element 5 . Then, the valve opening degree of the regulating valve 4 is adjusted based on the result of comparison between the temperature measurement value and the temperature setting value recorded in the control section 4a.
- the range of the transport pipes and equipment for the foamed particles located near the pressure release valve 2 is defined as the atmosphere 3 immediately after foaming.
- the post-foaming atmosphere 3 that lowers the temperature of the expanded beads is preferably within 100 cm, more preferably within 50 cm, from the pressure release valve 2 .
- FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the atmosphere immediately after expansion of the production apparatus for thermoplastic resin expanded beads according to one embodiment of the present invention.
- the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 includes a foaming tube 12.
- the foam cylinder 12 is a bottomless cylinder, and constitutes the low-pressure atmosphere.
- the pressure relief valve 2 is connected to the foam cylinder 12 via the discharge pipe 11 . Therefore, by opening the pressure relief valve 2, the foaming agent-impregnated resin particles in the pressure vessel 1 are discharged into the discharge pipe 11 and the foaming cylinder 12, which are in a low-pressure atmosphere, to become foamed particles. Then, the expanded particles are transported to the dehydrator and the dryer together with the transport air U from the expanded particle transport blower.
- the atmosphere immediately after foaming is the space of the discharge pipe 11 connected to the pressure release valve 2 and the space near the discharge pipe 11 in the foaming cylinder 12 . Therefore, the temperature sensor 5 measures the temperature inside the foaming tube 12 , preferably near the inlet of the foaming tube 12 near the discharge tube 11 .
- This configuration has an advantage that the temperature of the atmosphere immediately after foaming can be adjusted to an appropriate temperature.
- the discharge pipe 11 is provided with a transport air blowing port 10 for supplying transport air from the expanded particle transport blower 6 .
- the above-described branched transport pipe branched from the expanded particle transport blower to the dehydrator and the dryer is connected to the discharge pipe 11 via the transport air blowing port 10 .
- the controller controls the valve opening of the regulating valve 4 based on the measured value of the ambient temperature immediately after foaming measured by the temperature measuring element 5. is regulated. Then, the temperature of the atmosphere immediately after foaming is lowered to a predetermined set temperature by adjusting the air volume of the transport air by the control unit.
- the immediately after-foaming atmosphere 3 (or the foaming tube 12) and the foamed particle transport blower 6 join through the ejector 7. That is, the piping extending from the foamed particle transport blower 6 merges with the piping extending to the immediately after-foaming atmosphere 3 (or the foaming cylinder 12 ) at the position where the ejector 7 is provided, and extends to the dehydrator 8 .
- the ejector 7 shown in FIG. 1 or 2 is a device that ejects transport air U from the expanded particle transport blower 6 toward the dehydrator 8 at high speed with a nozzle.
- a low-pressure space (depressurized space) is generated inside the ejector 7 by jetting the transport air U at high speed in this way.
- the foamed particles in the atmosphere 3 (or the foaming tube 12) immediately after foaming are sucked into the ejector 7 by the low-pressure space. Since the foamed particles are sucked into the ejector 7 in this manner, the foamed particles reach the dehydrator together with the transport air U without backflow.
- the pressure vessel 1 when the pressure vessel 1 is heated before foaming the foamed particles, the water added into the pressure vessel 1 is also heated and becomes hot water inside the pressure vessel 1 . Therefore, when the foamed particles are foamed under atmospheric pressure, the hot water is turned into steam and discharged out of the container. Therefore, if the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming is not adjusted, the temperature of the foaming tube 12 becomes high due to the released steam.
- the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming is set lower than the crystallization temperature.
- the temperature of the atmosphere 3 immediately after bubbling is adjusted by the temperature adjuster X. That is, the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming is adjusted by adjusting the opening degree of the regulating valve 4 to adjust the transport air supplied to the transport air blowing port 10 .
- the method of adjusting the temperature is not limited to the above-described method of supplying the transport air from the transport air blowing port 10 to the atmosphere 3 immediately after foaming.
- Other methods for adjusting the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming include a method of supplying cooling water to the outside of the foaming tube 12 to cool it. method is preferred.
- the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming is controlled to a temperature lower than the crystallization temperature of the thermoplastic resin particles (less than 100°C), preferably 95°C or lower, more preferably 85°C or lower. Therefore, the set temperature recorded by the control unit 4a is a temperature lower than the crystallization temperature of the thermoplastic resin particles (less than 100°C), preferably 95°C or less, more preferably 85°C or less. .
- the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming is controlled to preferably 50° C. or higher, more preferably 60° C. or higher. When the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming is 60° C. or higher, it is possible to suppress the deterioration of the expandability of the expanded beads, which is preferable.
- FIG. 6 is a diagram schematically showing part of a production apparatus using an orifice among the production apparatuses for thermoplastic resin expanded beads according to one embodiment of the present invention.
- the pressure release valve 2 is arranged as a valve for releasing the foaming agent-impregnated resin particles P0 in the pressure vessel 1 into the low-pressure atmosphere.
- the foaming agent-impregnated resin particles in the pressure vessel 1 are discharged from the foaming discharge portion 13A (orifice) into the low-pressure foaming tube 12 to become the foamed particles P.
- the transport air U is supplied to the foam tube 12 from the transport air blowing port 10 .
- a manufacturing apparatus using an orifice as shown in FIG. 6 is described, for example, in WO2020/170694.
- the “atmosphere immediately after foaming” is the space inside the foaming tube 12 .
- FIG. 7 is a diagram schematically showing part of a manufacturing apparatus for thermoplastic resin expanded beads according to an embodiment of the present invention, which uses a flush valve 14 as the pressure release valve 2. As shown in FIG.
- the flush valve 14 is provided in the lower portion of the pressure vessel 1 via a control section 18.
- the adjustment section 18 includes a shaft 20 and a tubular section 21 .
- the shaft 20 is a rod-shaped member that extends upward and is connected to the tip portion of the valve body 16 of the flush valve 14 .
- the shaft 20 moves vertically in conjunction with the vertical movement of the valve body 16 .
- the tubular portion 21 connects the outlet 1a of the pressure vessel 1 and the inlet 15a of the flush valve 14 (valve body 15).
- the cylindrical portion 21 has a communication port 21 a (first communication port) communicating with the pressure vessel 1 and a communication port 21 b (second communication port) communicating with the flush valve 14 .
- the communication port 21 a has a diameter smaller than that of the outlet 1 a of the pressure vessel 1 .
- the communication port 21b is located above the inlet 15a of the valve body 15 and has a smaller diameter than the inlet 15a. Therefore, the valve body 16 opens or closes the communication port 21b by moving up and down within the valve body 15 .
- the manufacturing apparatus by changing the lowering distance of the valve body 16, the area occupied by the gap between the communication port 21b and the valve body 16 is changed, and the valve opening can be adjusted.
- the valve body 16 is operated by the operating portion 17 . By operating the operating portion 17, the valve body 16 moves in the vertical direction.
- the shaft 20 is inserted into the tubular portion 21 .
- the flush valve 14 is closed (the communication port 21b is blocked by the valve body 16), the shaft 20 protrudes from the communication port 21a.
- the end portion 20 a of the shaft 20 on the side of the pressure vessel 1 is arranged at the second position II inside the pressure vessel 1 .
- the shaft 20 is configured to move toward the communication port 21a in conjunction with the opening of the flush valve 14. More specifically, when the valve body 16 descends to open the communication port 21b, the end portion 20a of the shaft 20 moves downward and stops at the first position I, which is the position of the communication port 21a. That is, the end portion 20a does not move below the first position I in the expansion process of the resin particles P0 by pressure-releasing expansion. Further, in the adjusting portion 18, a gap 19 through which the resin particles P0 pass is formed by the shaft 20 and the communication port 21a. During the foaming process, the end 20a of the shaft 20 moves from the second position II to the first position I in conjunction with the opening of the flush valve 14 . Further, the end portion 20a of the shaft 20 moves from the first position I to the second position II in conjunction with the closing operation of the flush valve 14 after the foaming process.
- the valve body 16 is lowered from the valve main body 15 by the operation of the operation portion 17, and the communication port 21b is opened from the closed state.
- the resin particles P0 pass through the cylindrical portion 21 of the adjusting portion 18 together with the aqueous dispersion medium, and flow into the low-pressure valve main body 15 from the communication port 21b.
- the resin particles P0 are discharged into the discharge pipe 11 from the expansion/discharge portion 13B to become the expanded particles P.
- the lower end of the valve main body 15 forms a slope that is inclined with respect to the axis E of the valve body 16, and the slope is arranged so that the foam release portion 13B side faces downward.
- a foam tube 12 is connected to the lower side of the discharge tube 11.
- the foam discharge portion to the foam cylinder is a communication port that communicates the valve body 15 and the discharge pipe 11 .
- the "atmosphere immediately after foaming" is the space of the discharge pipe 11 and the space in the vicinity of the discharge pipe 11 in the foaming cylinder.
- the transport air blowing port 10 is preferably arranged at a distance of 0 mm to 800 mm from the foam discharge portion 13A or 13B to the foam tube 12.
- the distance L from the foaming/discharging portion 13A or 13B of the foaming tube 12 to the transport air blowing port (transport air supply portion) 10 (in this specification, may be referred to as "distance L") is It is preferably 0 mm to 800 mm.
- the distance L is preferably 0 mm to 800 mm, more preferably 0 mm to 700 mm, still more preferably 0 mm to 600 mm, and particularly preferably 0 mm to 500 mm. According to this configuration, by lowering the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming, it is possible not only to reduce the incidence of blocking of the thermoplastic resin expanded beads, but also to reduce the shrinkage rate of the obtained expanded beads. have advantages.
- the transport air U is preferably supplied at an angle of 0° to 70° with respect to the discharge direction F of the thermoplastic resin foam particles P into the foam cylinder 12.
- the angle in this specification, ⁇ , which may be referred to as a “transport wind blowing angle”, is preferably 0° to 70°.
- thermoplastic resin particles are impregnated with a foaming agent under the heating and pressurizing conditions in the pressure vessel 1, and then the foaming tube 12 is applied at a pressure lower than the internal pressure of the pressure vessel 1. It is preferable to obtain the thermoplastic resin foamed particles by discharging using a flush valve.
- the method of manufacturing expanded thermoplastic resin particles using the expanded particle manufacturing apparatus is as follows. First, thermoplastic resin particles, an inorganic gas (for example, carbon dioxide, nitrogen, air, etc.) as a foaming agent, water, a dispersant, and, if necessary, a dispersing aid such as a surfactant are introduced into the pressure vessel 1 . Next, after heating the pressure vessel 1 to adjust the mixture in the pressure vessel 1 to a predetermined temperature, the pressure inside the pressure vessel 1 is adjusted to a predetermined pressure.
- an inorganic gas for example, carbon dioxide, nitrogen, air, etc.
- the pressure release valve 2 of the pressure vessel 1 is opened and the pressure is released through the transport pipe into the foaming cylinder 12 having a lower pressure than the internal pressure of the pressure vessel 1 (depressurized foaming method) to expand thermoplastic resin particles to obtain expanded particles.
- the temperature of the foaming tube 12 is adjusted to an arbitrary temperature according to the target expansion ratio and quality of the thermoplastic resin foamed particles.
- the thermoplastic resin serving as the base resin for the expanded thermoplastic resin particles includes polyolefin-based resins, polyester-based resins, polystyrene-based resins, polyphenylene ether-based resins, polyamide-based resins, and mixtures thereof. etc.
- the thermoplastic resin is preferably a polyolefin resin.
- a polyolefin resin is a resin containing 50% by weight or more, preferably 80% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more of olefin units.
- polyolefin resins include 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; ⁇ -olefin-propylene random copolymers such as ethylene-propylene-1-butene random copolymers and propylene-1-butene random copolymers, and polypropylenes such as ⁇ -olefin-propylene block copolymers; propylene homopolymers, other polyolefin homopolymers such as polybutene; and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
- ethylene-propylene random copolymers ethylene-propylene-1-butene random copolymers, and propylene-1-butene random copolymers exhibit good foamability when made into expanded particles. , is preferably used.
- the base resin in one embodiment of the present invention is a polyolefin resin
- other thermoplastic resins such as polystyrene, polybutene, polystyrene, polybutene, etc.
- An ionomer or the like may be mixed.
- thermoplastic resin in one embodiment of the present invention is usually melted using an extruder, a kneader, a Banbury mixer, a roll, or the like so as to facilitate the production of foamed particles, and has a cylindrical, elliptical, spherical, or cubic shape. It is preferable to process in advance into resin particles having a shape such as a rectangular parallelepiped shape. The resin particles are also called pellets.
- thermoplastic 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.
- additives include cell nucleating agents (also simply referred to as nucleating agents).
- the nucleating agent may be an inorganic foam such as talc, silica, calcium carbonate, kaolin, titanium oxide, bentonite, barium sulfate, or the like. Nucleating agents are commonly used.
- the amount of the cell nucleating agent to be added varies depending on the type of the thermoplastic resin used and the type of the cell nucleating agent, so it cannot be defined unconditionally. , 2 parts by weight or less.
- thermoplastic resin is impregnated with water, and the impregnated water acts as a foaming agent together with or alone as a foaming agent.
- the hydrophilic substance acts to increase the amount of water impregnated into the thermoplastic resin.
- hydrophilic substances include inorganic substances such as sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, borax, and zinc borate; alternatively, glycerin, melamine, isocyanuric acid, melamine/isocyanuric acid condensates; polyethylene glycol, or polyethylene oxide; polyethers, adducts of polyethers to polypropylene, etc., and polymer alloys thereof; ethylene-(meth)acrylic acid copolymer alkali metal salts, butadiene-(meth)acrylic acid copolymer alkali metal salts, Alkali metal salts of carboxylated nitrile rubber, alkali metal salts of isobutylene-maleic anhydride copolymer, polymers such as alkali metal salts of poly(meth)acrylic acid; and organic substances. These hydrophilic substances may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the hydrophilic substance added is preferably 0.005 parts by weight or more and 2 parts by weight or less, and is preferably 0.005 parts by weight or more and 1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin. more preferred.
- the average cell diameter of the expanded thermoplastic resin particles can be adjusted.
- thermoplastic resin particles when producing thermoplastic resin particles, if necessary, colorants, antistatic agents, antioxidants, phosphorus processing stabilizers, lactone processing stabilizers, metal deactivators, benzotriazole ultraviolet absorbers, benzoate light Additives such as stabilizers, hindered amine light stabilizers, flame retardants, flame retardant aids, acid neutralizers, crystal nucleating agents, and amide additives are added to the extent that the properties of the thermoplastic resin are not impaired. be able to.
- foaming agent it is possible to use volatile hydrocarbon-based foaming agents such as propane, isobutane, butane, pentane, and hexane, and inorganic gases such as air, nitrogen, carbon dioxide, and water.
- volatile hydrocarbon-based foaming agents such as propane, isobutane, butane, pentane, and hexane
- inorganic gases such as air, nitrogen, carbon dioxide, and water.
- carbon dioxide is preferable because expanded particles with a relatively high expansion ratio can be easily obtained.
- foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
- Water is preferable as the aqueous dispersion medium.
- a dispersion medium obtained by adding methanol, ethanol, ethylene glycol, glycerin, or the like to water can also be used as an aqueous dispersant.
- a dispersant in order to prevent fusion between the thermoplastic resin particles.
- dispersants include inorganic dispersants such as tricalcium phosphate, trimagnesium phosphate, titanium oxide, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, barium sulfate, kaolin, talc, and clay.
- tribasic calcium phosphate, barium sulfate, and kaolin are more preferable because they can stably disperse the thermoplastic resin particles in the water-based dispersion in the pressure vessel even when used in small amounts.
- dispersing aids include carboxylate types such as N-acylamino acid salts, alkyl ether carboxylates, acylated peptides; alkylsulfonates, alkylbenzenesulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, and sulfosuccinates.
- Sulfonate types such as acid salts; Sulfate ester types such as sulfated oils, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkylamide sulfates; and alkyl phosphates, polyoxyethylene phosphates, alkyl allyl ether sulfates Phosphate ester type such as salts; and anionic surfactants such as;
- Sulfonate types such as acid salts
- Sulfate ester types such as sulfated oils, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkylamide sulfates; and alkyl phosphates, polyoxyethylene phosphates, alkyl allyl ether sulfates Phosphate ester type such as salts
- anionic surfactants such as;
- maleic acid copolymer salts as polycarboxylic acid-type polymer surfactants such as polyacrylic acid
- a dispersing aid it is preferable to use a sulfonate-type anionic surfactant, and more preferably one or a mixture of two or more selected from alkylsulfonates and alkylbenzenesulfonates. .
- a sulfonate-type anionic surfactant it is more preferable to use an alkylsulfonate, and using an alkylsulfonate having a linear carbon chain of 10 to 18 carbon atoms as a hydrophobic group adheres to the foamed particles of the thermoplastic resin. It is particularly preferable because the amount of dispersant can be reduced.
- one or more selected from tribasic calcium phosphate, trimagnesium phosphate, barium sulfate, or kaolin as a dispersant and sodium n-paraffin sulfonate as a dispersing aid are used in combination. is particularly preferred.
- the amount of dispersant and dispersing aid used varies depending on the type, or the type and amount of thermoplastic resin used.
- the dispersant is preferably blended in an amount of 0.1 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, and may be blended in an amount of 0.2 parts by weight or more and 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium. more preferred.
- the dispersion aid is preferably blended in an amount of 0.001 part by weight or more and 0.3 part by weight or less, and is blended in an amount of 0.001 part by weight or more and 0.1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium. is more preferable.
- the thermoplastic resin particles are preferably used in an amount of 20 parts by weight or more and 100 parts by weight or less per 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium. With this configuration, the thermoplastic resin particles can be stably dispersed in the aqueous dispersion medium within the pressure container.
- the foamed thermoplastic resin particles thus obtained are separated from water containing dispersants and the like in the dehydrator 8 and sent to the dryer 9 .
- the method for producing a molded body of thermoplastic resin expanded beads is a method for molding the thermoplastic resin expanded beads obtained by the above-described production method.
- the expanded thermoplastic resin particles can be molded by a known method.
- the manufacturing method according to this embodiment is not particularly limited as long as it has a temperature adjustment step of lowering the temperature of the immediately after-expansion atmosphere 3 immediately after releasing the thermoplastic resin expanded particles from the pressure container 1 .
- transport air is supplied to the foamed thermoplastic resin particles immediately after being discharged from the pressure vessel 1 .
- the transport air is the transport air branched from the foamed particle transport blower 6 for the thermoplastic resin foamed particles.
- this production method includes a temperature measurement step of measuring the temperature of the immediately after-expansion atmosphere 3 immediately after the thermoplastic resin expanded particles are released from the pressure container 1, and the temperature of the immediately-after-expansion atmosphere 3 measured in the temperature measurement step. and a transport wind control step of controlling the amount of the transport wind based on the temperature.
- the temperature measuring step the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming is measured using the temperature sensor 5 while the foamed thermoplastic resin particles are released.
- the transport wind control step the amount of transport wind supplied from the transport wind blowing port 10 is adjusted by adjusting the opening degree of the regulating valve 4 based on the measured value of the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming, The temperature of the atmosphere 3 is kept constant immediately after foaming.
- the present inventors have found that there is a correlation between the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming immediately after releasing the thermoplastic resin foamed particles from the pressure container 1 and the rate of occurrence of blocking of the foamed particles. I found Therefore, by measuring the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming and adjusting the air volume of the transport air, the blocking occurrence rate of the thermoplastic resin expanded particles can be reduced by lowering the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming.
- the time interval for measuring the temperature of the immediately after-foaming atmosphere 3 with the temperature measuring element 5 should be as short as possible in order to grasp the temperature behavior of the immediately after-foaming atmosphere 3 immediately after the polyolefin foamed particles are released from the pressure vessel 1 in detail. 5 minutes or less is preferable, and 3 minutes or less is more preferable.
- the blocking occurrence rate and the foamed bead shrinkage rate can be measured by a known method, for example, by the method described in Examples described later.
- An embodiment of the present invention may have the following configuration.
- Thermoplastic resin particles are impregnated with a foaming agent under heating and pressurizing conditions in a pressure vessel, and then released into a foaming cylinder having a pressure lower than the internal pressure of the pressure vessel.
- a manufacturing method for obtaining expanded resin beads comprising a temperature adjustment step of lowering the temperature of an atmosphere immediately after expansion immediately after releasing the expanded thermoplastic resin beads from the pressure vessel.
- the temperature adjustment step includes a step of supplying transport air to the expanded thermoplastic resin particles immediately after being discharged from the pressure container.
- ⁇ 3> The production method according to ⁇ 2>, wherein the transport air is a transport air branched from a blower for transporting thermoplastic resin foamed particles.
- a temperature measuring step of measuring the temperature of the atmosphere immediately after foaming immediately after the thermoplastic resin expanded particles are released from the pressure container, and based on the temperature of the atmosphere immediately after foaming measured in the temperature measuring step and a transport wind control step of controlling the amount of the transport wind.
- ⁇ 5> The manufacturing method according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 4>, wherein the transport air is supplied from a position at a distance of 0 mm to 800 mm from the foaming discharge portion of the foaming tube.
- thermoplastic resin particles are impregnated with the foaming agent under heating and pressurizing conditions in the pressure vessel, a flush valve is installed in the foaming tube having a pressure lower than the internal pressure of the pressure vessel.
- thermoplastic resin foam molded article comprising molding the thermoplastic resin expanded particles obtained by the production method according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>.
- Thermoplastic resin expanded particles comprising a pressure container for impregnating the thermoplastic resin particles with a foaming agent under heating and pressurizing conditions, and a foam cylinder having a pressure lower than the internal pressure of the pressure container.
- An apparatus for producing expanded thermoplastic resin beads comprising a temperature control section for lowering the temperature of an atmosphere immediately after expansion immediately after releasing the expanded thermoplastic resin beads from the pressure vessel.
- a temperature control section for lowering the temperature of an atmosphere immediately after expansion immediately after releasing the expanded thermoplastic resin beads from the pressure vessel.
- the transportation air supply unit includes a temperature measurement unit that measures the temperature of the atmosphere immediately after the expansion of the thermoplastic resin expanded particles from the pressure container, and
- An ejector disposed after the immediately after-foaming atmosphere and a pipe are arranged to merge the immediately after-foaming atmosphere, and a transport wind for transporting the thermoplastic resin foam particles coming out of the immediately-after-foaming atmosphere to various facilities.
- thermoplastic resin according to any one of ⁇ 10> to ⁇ 13>, further comprising a transport blower for supplying, wherein the atmosphere immediately after foaming and the transport air from the transport blower are merged via the ejector.
- Equipment for manufacturing foamed particles ⁇ 15>
- the angle between the transport air supplied from the transport air supply unit and the direction in which the thermoplastic resin foamed particles are discharged immediately after being discharged from the pressure container is 0° to 70°.
- the apparatus for producing expanded thermoplastic resin beads according to any one of ⁇ 11> to ⁇ 15>.
- Expanded thermoplastic resin particles having a shrinkage rate of less than 5% and a blocking rate of less than 1.0%.
- ⁇ Blocking rate> The resulting expanded particles were processed with a vibrating sieve to screen coarse particles including blocked expanded particles. The weight of the selected coarse particles containing the blocked foamed particles was measured, the ratio of the foamed particles to the total weight of the foamed particles was determined, and the obtained value was taken as the blocking incidence.
- Expanded bead shrinkage (BD-VBD)/VBD x 100
- BD is the bulk density of the expanded thermoplastic resin beads at 23° C. and 0.1 MPa (under standard atmospheric pressure)
- VBD is the bulk density of the expanded thermoplastic resin beads at 23° C. and a reduced pressure of 0.002 MPa or less. is bulk density.
- Parts, 0.05 parts by weight of talc as a cell nucleating agent, and 0.1 parts by weight of glycerin were weighed, and supplied to a 26 mm ⁇ twin-screw extruder [TEM26-SX, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.] to obtain a resin. Melt-kneading was carried out at a temperature of 200°C. Then, it was extruded through a cylindrical die with a diameter of 1.2 mm, cooled with water, and then cut with a cutter to obtain cylindrical thermoplastic resin particles (pellets) (1.2 mg/particle) containing a thermoplastic resin.
- thermoplastic resin expanded bead was obtained in the same manner as in Example 1, except that it was set to be Table 1 shows the blocking rate of the obtained expanded thermoplastic resin particles.
- glycerin glycerin resin.
- a 26 mm diameter twin-screw extruder [TEM26-SX manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. ] and melt-kneaded at a resin temperature of 200°C. Then, it was extruded through a cylindrical die with a diameter of 1.2 mm, cooled with water, and then cut with a cutter to obtain cylindrical thermoplastic resin particles (pellets) (1.2 mg/particle) containing a thermoplastic resin.
- carbon dioxide gas was additionally injected to raise the pressure inside the pressure vessel 1 to a foaming pressure of 2.5 MPa.
- the aqueous dispersion in the pressure vessel 1 is discharged from the pressure vessel 1 into the low-pressure foaming cylinder 12 through the orifice, and the foaming ratio is about 13. ⁇ 14 times larger expanded beads were obtained.
- the transport air was supplied from the transport air blowing port 10 while being adjusted by the regulating valve 4 so that the temperature of the atmosphere 3 immediately after foaming was 85°C.
- the distance L from the transport air blowing port 10 to the foaming/discharging portion 13A was set to 10 mm, and the transport air blowing angle ⁇ was set to 40°.
- Example 3 Expanded beads were obtained in the same manner as in Example 2, except that, in the transport air blowing step, the distance L from the transport air blowing port 10 to the foaming and discharging portion 13A was 150 mm, and the transport air blowing angle ⁇ was 40°.
- Example 4 Expanded beads were obtained in the same manner as in Example 2, except that, in the transport air blowing step, the distance L from the transport air blowing port 10 to the foaming/discharging portion 13A was 500 mm, and the transport air blowing angle ⁇ was 40°.
- Example 5 Expanded beads were obtained in the same manner as in Example 2, except that in the transport air blowing step, the distance L from the transport air blowing port 10 to the foaming and releasing part 13A was 150 mm, and the transport air blowing angle ⁇ was 60°.
- Example 6 Expanded beads were obtained in the same manner as in Example 2, except that, in the transport air blowing step, the distance L from the transport air blowing port 10 to the foaming/releasing portion 13A was 150 mm, and the transport air blowing angle ⁇ was 0°.
- Example 7 Through the flush valve, the aqueous dispersion in the pressure vessel 1 is discharged from the pressure vessel 1 to the low-pressure foaming tube 12, and in the transport air blowing step, the distance L from the transport air blowing port 10 to the foaming discharge part 13B is 10 mm, Expanded beads were obtained in the same manner as in Example 2, except that the transport air blowing angle ⁇ was changed to 40°.
- Example 8 Through the flush valve, the aqueous dispersion in the pressure vessel 1 is discharged from the pressure vessel 1 to the low-pressure foaming cylinder 12, and in the transport air blowing step, the distance L from the transport air blowing port 10 to the foaming discharge part 13B is 150 mm, Expanded beads were obtained in the same manner as in Example 2, except that the transport air blowing angle ⁇ was changed to 40°.
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Abstract
発泡粒子同士のブロッキングの少ない、熱可塑性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を課題とする。耐圧容器(1)の内圧よりも低い圧力の発泡筒(12)に放出させる際に、耐圧容器(1)から熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気(3)の温度を低下させる温度調整工程を有する、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法とする。
Description
本発明は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に関する。
従来、熱可塑性樹脂発泡成形体(以後、「発泡成形体」と称することがある。)を得るために使用される熱可塑性樹脂発泡粒子(以後、「発泡粒子」と称することがある。)を製造する方法として、除圧発泡法が知られている。除圧発泡法を用いて熱可塑性樹脂発泡粒子を製造する際には、発泡工程において、熱可塑性樹脂粒子(以後、「樹脂粒子」と称することがある。)同士の融着(ブロッキング)を低減し、かつ、得られる発泡粒子同士のブロッキングをもまた低減することが重要である。そのため、樹脂粒子に対して界面活性剤や分散剤等を配合したものを発泡させることが望まれている。
しかしながら、ブロッキングの低減を目的として分散剤等を多量に使用すると、発泡成形体を製造する成形工程において、熱可塑性樹脂発泡粒子同士の融着が阻害されることにより、成形性が悪化し、発泡成形体の成形不良が生じる場合があった。このため、分散剤の種類や添加量を適切な値に調節することが重要である。
そこで、分散剤に関する種々の発明が開示されている一方で、発泡工程後の熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキングの低減に関する設備およびプロセスはほとんど知られていなかった。
特許文献1には、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、を特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法が開示されている。
しかしながら、上述のような従来技術は、熱可塑性樹脂発泡粒子同士のブロッキングの観点から、改善の余地があった。
本発明は、前記問題点を解決し、発泡粒子同士のブロッキングの少ない、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を提供することである。
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、耐圧容器から熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の雰囲気(以後、「発泡直後雰囲気」と称することがある。換言すれば、発泡筒の入口近傍。)の温度が、熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率と相関があることを見出した。したがって、発泡直後雰囲気の温度を調整することにより、得られる熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキングを低減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熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法は、熱可塑性樹脂粒子に対して、耐圧容器内の加熱および加圧条件下で、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筒に放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整工程を有する。
また、本発明の一態様に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置は、熱可塑性樹脂粒子に対して、加熱および加圧条件下で、発泡剤を含浸させる耐圧容器と、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡筒と、を備える熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整部を備える。
また、本発明の一態様に係る熱可塑性樹脂発泡粒子は、収縮率が5%未満であり、かつ、ブロッキング発生率が1.0%未満である。
本発明の一態様によれば、発泡粒子同士のブロッキングの少ない、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を提供することができる。
本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。本明細書中、数値範囲に関して「A~B」と記載した場合、当該記載は「A以上B以下」を意図する。
一般的に、発泡粒子を製造する際には、発泡粒子相互のブロッキングを防止することが重要である。従来、界面活性剤や無機系のブロッキング防止剤等を配合するといった処方面でブロッキングを防止することが知られている。
しかし、処方面でブロッキングを抑制するために、ブロッキング防止剤等を多量に使用する場合、発泡成形体を製造する成形工程において、発泡粒子同士の融着が阻害され、成形性が悪化する場合がある。このため、処方面以外の方法で発泡粒子相互のブロッキングを防止し得る技術の開発が要求される。
そこで、本願発明者らは、処方面以外の方法、すなわち発泡粒子の製造装置の構成の観点から、発泡粒子相互のブロッキングを防止し得る、新たな熱可塑性樹脂発泡粒子の製造技術を開発することを目的として鋭意検討した。そして、耐圧容器から低圧の発泡室に放出された直後の温度に着目した。
耐圧容器から低圧の発泡室に放出された直後の温度は通常約100℃となる。大気圧下へ分散媒(水)と共に樹脂粒子を放出するに際し、樹脂粒子が冷却される。このとき、樹脂の結晶化温度が低いと、結晶化するまでの時間が長くなり、発泡直後に発泡粒子同士が引っ付きやすくなる。そこで、本願発明者らは、耐圧容器から低圧の発泡室に放出された発泡直後の温度に着目した。そして、発泡直後の温度を低くすると樹脂の結晶化が早くなり、発泡直後で発泡同士のブロッキングが抑制されることを見出した。
本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法(以後、「本製造方法」と称することがある。)は、熱可塑性樹脂粒子に対して、耐圧容器内の加熱および加圧条件下で、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筒に放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気温度を低下させる温度調整工程を有する。当該構成によれば、発泡粒子同士のブロッキングの少ない、熱可塑性樹脂発泡粒子を得ることができるという利点を有する。
本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置(以後、「本製造装置」と称することがある。)は、熱可塑性樹脂粒子に対して、加熱および加圧条件下で、発泡剤を含浸させる耐圧容器と、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡筒と、を備える熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気温度を低下させる温度調整部を備える。当該構成によれば、発泡粒子同士のブロッキングの少ない、熱可塑性樹脂発泡粒子を得ることができるという利点を有する。
本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子は、収縮率が5%未満であり、かつ、ブロッキング発生率が1.0%未満である。本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子は、例えば、本発明の一実施形態に係る製造方法または製造装置により製造された熱可塑性樹脂発泡粒子である。
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熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法および製造装置を図1および図2に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る熱可塑性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、本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置は、耐圧容器1と、圧力開放弁2と、発泡直後雰囲気3と、調整弁4と、測温体5(測温部)と、発泡粒子輸送ブロワ6と、エジェクター7と、脱水機8と、乾燥機9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内に熱可塑性樹脂粒子、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。
圧力開放弁2は、耐圧容器1内の発泡剤含浸樹脂粒子を低圧雰囲気へ放出するための弁である。圧力開放弁2を開とすることによって、耐圧容器1内の発泡剤含浸樹脂粒子は、低圧雰囲気である発泡直後雰囲気3へ放出される。圧力開放弁2は、耐圧容器1内の発泡剤含浸樹脂粒子を低圧雰囲気へ放出することが可能な構成であれば、特に限定されないが、例えばフラッシュ弁および、オリフィスと弁との組み合わせが挙げられる。
耐圧容器1、発泡粒子輸送ブロワ6、エジェクター7、脱水機8、および乾燥機9は、輸送管(配管)を介して接続している。発泡粒子輸送ブロワ6は、外気を取り込んで脱水機8および乾燥機9へ向かう輸送管内へエアーを送る部材である。発泡粒子輸送ブロワ6は、発泡直後雰囲気3から出た発泡粒子を脱水機8および乾燥機9といった各種設備へ輸送する輸送風(エアー)を供給する。
本発明の一実施形態に係る製造装置では、エジェクター7は、発泡直後雰囲気3の後段に配されている。また、発泡粒子輸送ブロワ6は、発泡直後雰囲気3と配管が合流して配されている。そして、エジェクター7を介して、発泡直後雰囲気3と発泡粒子輸送ブロワ6からの輸送風は合流している。すなわち、発泡粒子輸送ブロワ6と脱水機8とを繋ぐ輸送管に発泡直後雰囲気3が合流しており、合流点にはエジェクター7が設けられている。そして、耐圧容器1および発泡直後雰囲気3は、当該エジェクター7に接続している。さらに換言すれば、発泡粒子輸送ブロワ6からの輸送管は、発泡直後雰囲気3と合流しており、合流点にはエジェクター7が設けられている。
測温体5は、発泡直後雰囲気3内の温度を測定する温度計を構成する。圧力開放弁2とエジェクター7との間の発泡直後雰囲気3に測温体5が設けられている。すなわち、測温体5は、耐圧容器1から熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気3の温度を測定する測温部として機能する。
上述したように、本発明の一実施形態に係る製造装置では、耐圧容器1から熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気温度を低下させるための温度調整部Xを備える。温度調節部Xは、耐圧容器1から放出させた直後の熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、輸送風を供給する輸送風供給部を備えている。ここで、温度調節部Xに供給される輸送風は、発泡粒子輸送ブロワ6から供給されたものである。
図1に示すように、温度調整部Xは、調整弁4と、制御部4aと、上記測温体5と、を備えている。発泡粒子輸送ブロワ6は、脱水機8および乾燥機9と配管分岐して、発泡直後雰囲気3と配管接続している。より具体的には、本製造装置においては、発泡粒子輸送ブロワ6と脱水機8および乾燥機9とを繋ぐ輸送管と分岐して、発泡直後雰囲気3に連結する分岐輸送管が設けられている。これにより、発泡粒子輸送ブロワ6からの輸送風は、発泡直後雰囲気3へも供給される。上記輸送風供給部は、少なくとも、発泡粒子輸送ブロワ6から脱水機8および乾燥機9と配管分岐して発泡直後雰囲気3に接続する分岐輸送管を備えている。当該分岐輸送管には、発泡直後雰囲気3へ供給する輸送風を調節するための調整弁4が設けられている。
制御部4aは、測温体5で計測した発泡直後雰囲気3の温度に基づいて、熱可塑性樹脂発泡粒子に対して供給する輸送風の量を制御する。より具体的には、制御部4aには、発泡直後雰囲気3の温度設定値のデータが記録されている。制御部4aは、測温体5で計測した発泡直後雰囲気3の温度測定値を入力する。そして、当該温度測定値と制御部4aに記録された温度設定値との比較結果に基づき、調整弁4の弁開度を調整する。
ここで、圧力開放弁2からエジェクター7までの区間において、圧力開放弁2近傍に位置する発泡粒子の輸送配管および設備の範囲を発泡直後雰囲気3と定義する。発泡粒子の温度を低下させる発泡直後雰囲気3は、圧力開放弁2から100cm以内にあることが好ましく、50cm以内にあることがより好ましい。
図2は、本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置の発泡直後雰囲気の構成の一例を模式的に示した図である。
図2に示す本製造装置は、発泡筒12を備えている。発泡筒12は、無底筒体であり、上記低圧雰囲気を構成する。そして、圧力開放弁2は、放出管11を介して発泡筒12と接続している。このため、圧力開放弁2を開とすることにより、耐圧容器1内の発泡剤含浸樹脂粒子は、低圧雰囲気である、放出管11および発泡筒12へ放出されて発泡粒子となる。そして、当該発泡粒子は、発泡粒子輸送ブロワからの輸送風Uと共に、脱水機および乾燥機へ輸送される。
図2に示す本製造装置において、上記発泡直後雰囲気は、圧力開放弁2に接続する放出管11の空間、および発泡筒12内の放出管11近傍の空間である。このため、測温体5は、発泡筒12内の温度、好ましくは放出管11に近い発泡筒12の入口近傍の温度を測定する。当該構成によれば、発泡直後雰囲気の温度を適切な温度に調整できるという利点を有する。
また、放出管11には、発泡粒子輸送ブロワ6からの輸送風を供給する輸送風吹込口10が設けられている。上述した、発泡粒子輸送ブロワから脱水機および乾燥機と配管分岐した分岐輸送管は、輸送風吹込口10を介して、放出管11と接続している。耐圧容器から放出直後の熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、輸送風吹込口10から吹き込まれる輸送風が供給されることによって、上記発泡直後雰囲気の温度が低下する。なお、測温体5によって測定された発泡直後雰囲気温度の測定値に基づいて上記制御部が調整弁4の弁開度を制御することにより、輸送風吹込口10に供給される輸送風の風量は調節される。そして、当該制御部による輸送風の風量調節によって、上記発泡直後雰囲気の温度は、所定の設定温度に低下する。
当該構成によれば、発泡温度雰囲気の温度を所定の温度に制御可能であるという利点を有する。
また、図1または図2に示す本製造装置によれば、発泡直後雰囲気3(または発泡筒12)と発泡粒子輸送ブロワ6とは、エジェクター7と介して、合流する。すなわち、発泡粒子輸送ブロワ6から伸びる配管は、発泡直後雰囲気3(または発泡筒12)へ伸びる配管と、エジェクター7が設けられた位置で合流して、脱水機8へ伸びる。
図1または図2に示すエジェクター7は、ノズルにより、発泡粒子輸送ブロワ6からの輸送風Uを脱水機8へ向けて高速噴射する装置である。このように輸送風Uを高速噴射することにより、エジェクター7内部に低圧空間(減圧空間)は生成される。そして、当該低圧空間により、発泡直後雰囲気3(または発泡筒12)内の発泡粒子がエジェクター7へ吸引される。このように、発泡粒子がエジェクター7へ吸引されるので、発泡粒子が逆流することなく、輸送風Uと共に脱水機へ到達する。
ここで、発泡粒子を発泡させる前に耐圧容器1を加熱する際、耐圧容器1中に添加された水も同様に加熱され、耐圧容器1内で熱水となっている。そのため、発泡粒子が大気圧下に発泡される際に、熱水が蒸気となって容器外へと放出される。したがって、発泡直後雰囲気3の温度を調整しなければ、放出された蒸気によって発泡筒12の温度は高温となる。
発泡粒子のブロッキングを生じさせないためには、発泡直後雰囲気3の温度が結晶化温度より低く設定されることが求められる。
図3~5に示すように、発泡直後雰囲気3の温度が90℃、95℃、98℃の場合において、発泡粒子のブロッキングの度合いが異なり、発泡直後雰囲気3の温度が低いほど、ブロッキングが生じていないことが明らかである。
上述したように、発泡直後雰囲気3の温度は温度調整部Xにより調整する。すなわち、調整弁4の弁開度を調節することにより輸送風吹込口10へ供給される輸送風を調整することによって、発泡直後雰囲気3の温度を調整する。ただし、温度の調整方法は、上述した、輸送風吹込口10から発泡直後雰囲気3へと輸送風を供給する方法に限定されない。その他の発泡直後雰囲気3の温度調整方法としては、冷却水を発泡筒12の外部に供給して冷却する方法等が挙げられるが、設備の簡便性から、輸送風吹込口10から輸送風を供給する方法が好ましい。
また、発泡直後雰囲気3の温度は、熱可塑性樹脂粒子の結晶化温度よりも低い温度(100℃未満の温度)、好ましくは95℃以下、より好ましくは85℃以下に制御される。このため、上記制御部4aにて記録される設定温度は、熱可塑性樹脂粒子の結晶化温度よりも低い温度(100℃未満の温度)、好ましくは95℃以下、より好ましくは85℃以下である。発泡直後雰囲気3の温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上に制御される。発泡直後雰囲気3の温度が60℃以上である場合、発泡粒子の発泡性の低下を抑制することができるため、好ましい。
図6は、本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置のうち、オリフィスを用いた製造装置の一部を模式的に示した図である。
図6に示すように、圧力開放弁2は、耐圧容器1内の発泡剤含浸樹脂粒子P0を低圧雰囲気へ放出するための弁として配置される。圧力開放弁2を開とすることによって、耐圧容器1内の発泡剤含浸樹脂粒子は、発泡放出部13A(オリフィス)から低圧である発泡筒12に放出され、発泡粒子Pとなる。この際、輸送風吹込口10から、発泡筒12に対して輸送風Uが供給される。図6に示すような、オリフィスを用いた製造装置は、例えばWO2020/170694号に記載されている。図6に示す構成において、「発泡直後雰囲気」は、発泡筒12内の空間である。
図7は、本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置のうち、圧力開放弁2としてフラッシュ弁14を用いた製造装置の一部を模式的に示した図である。
図7に示すように、フラッシュ弁14は、耐圧容器1の下部に調節部18を介して設けられている。具体的には、調節部18は、シャフト20と、筒状部21と、を備えている。
シャフト20は、上方に伸びる棒状部材であり、フラッシュ弁14の弁体16の先端部分に連結している。そして、シャフト20は、弁体16の上下方向の移動に連動して、上下方向に移動する。
筒状部21は、耐圧容器1の出口1aとフラッシュ弁14(弁本体15)の入口15aとを連結する。筒状部21は、耐圧容器1と連通する連通口21a(第1連通口)と、フラッシュ弁14と連通する連通口21b(第2連通口)を有する。連通口21aは、耐圧容器1の出口1aよりも口径が小さくなっている。
また、連通口21bは、弁本体15の入口15aの上側に位置しており、入口15aよりも口径が小さくなっている。このため、弁体16は、弁本体15内の上下移動により、連通口21bを開放または閉塞する。製造装置では、弁体16の降下距離を変えることによって、連通口21bと弁体16との隙間が占める面積が変化し、弁開度が調節可能である。弁体16は、操作部17により操作される。操作部17を操作することにより、弁体16が上下方向に移動する。
シャフト20は、筒状部21に挿入されている。フラッシュ弁14が閉じている状態(弁体16により連通口21bが閉塞している状態)では、シャフト20は、連通口21aに対して、突出している。具体的には、シャフト20の耐圧容器1側の端部20aが、耐圧容器1内部の位置である第2位置IIに配されている。
そして、シャフト20は、フラッシュ弁14の開放に連動して連通口21aへ向かって移動するように構成されている。より具体的には、弁体16が降下して連通口21bが開放されたとき、シャフト20の端部20aは下方へ移動し、連通口21aの位置である第1位置Iにて停止する。すなわち、除圧発泡による樹脂粒子P0の発泡過程においては、端部20aは、第1位置Iよりも下側に移動しないようになっている。また、調節部18では、シャフト20と連通口21aとにより、樹脂粒子P0が通過する間隙19が形成されている。上記発泡過程中、フラッシュ弁14の開動作に連動して、シャフト20の端部20aは、第2位置IIから第1位置Iへ移動する。また、上記発泡過程後のフラッシュ弁14の閉動作に連動して、シャフト20の端部20aは、第1位置Iから第2位置IIへ移動する。
上記発泡過程では、操作部17による操作により、弁体16が、弁本体15から降下し、連通口21bが閉塞状態から開放状態になる。そして、これにより、樹脂粒子P0は、水系分散媒とともに、調節部18の筒状部21を通過し、連通口21bから低圧の弁本体15内に流入する。そして、樹脂粒子P0は、発泡放出部13Bより放出管11に放出されて発泡粒子Pとなる。図7では示していないが、弁本体15の下側の端部は、弁体16の軸Eに対して傾斜した斜面となっており、当該斜面は、発泡放出部13B側が下側となるように傾斜している。当該構成によれば、樹脂粒子P0が当該斜面に当接して、スムーズに発泡放出部13Bへと到達するため、樹脂粒子P0が互いに衝突しにくくなる、または樹脂粒子P0が圧縮しにくくなる。なお、図7において、図示はされていないが、放出管11の下側には、発泡筒12が接続されている。図7に示す構成において、発泡筒への発泡放出部は、弁本体15と放出管11とを連通する連通口である。また、「発泡直後雰囲気」は、放出管11の空間および発泡筒内の放出管11近傍の空間である。
本発明の一実施形態において、輸送風吹込口10は、発泡筒12への発泡放出部13Aまたは13Bから、0mm~800mmの距離の位置に配置されることが好ましい。換言すれば、発泡筒12の発泡放出部13Aまたは13Bから、輸送風吹込口(輸送風供給部)10への距離L(本明細書中において、「距離L」と称する場合がある)は、0mm~800mmであることが好ましい。距離Lは、0mm~800mmであることが好ましく、0mm~700mmであることがより好ましく、0mm~600mmであることがさらに好ましく、0mm~500mmであることが特に好ましい。当該構成によれば、発泡直後雰囲気3の温度を下げることにより、熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率を低減させることができるだけでなく、得られる発泡粒子の収縮率を低減させることができるとの利点を有する。
本発明の一実施形態において、輸送風Uは、熱可塑性樹脂発泡粒子Pの発泡筒12への放出方向Fに対して、0°~70°の角度で供給されることが好ましい。換言すれば、発泡放出部13Aまたは13Bから供給される熱可塑性樹脂発泡粒子Pの放出方向Fに対して、輸送風吹込口10から放出される輸送風Uがなす角度(本明細書中において、「輸送風吹込角度」と称する場合がある)θは、0°~70°であることが好ましい。当該構成によれば、発泡直後雰囲気3の温度を下げることにより、熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率を低減させることができるだけでなく、得られる発泡粒子の収縮率を低減させることができるとの利点を有する。
本発明の一実施形態において、熱可塑性樹脂粒子に対して、耐圧容器1内の加熱および加圧条件下で、発泡剤を含浸させた後、耐圧容器1の内圧よりも低い圧力の発泡筒12にフラッシュ弁を用いて放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得ることが好ましい。
発泡粒子の製造装置により熱可塑性樹脂発泡粒子を製造する方法は以下の通りである。まず、熱可塑性樹脂粒子、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。こうして熱可塑性樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、耐圧容器1の圧力開放弁2を開いて、輸送管を通して耐圧容器1の内圧よりも低い圧力の発泡筒12に放出させる方法(除圧発泡法)により、熱可塑性樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を得る。熱可塑性樹脂粒子を耐圧容器1から放出するまでに、発泡筒12の温度は、目標とする熱可塑性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熱可塑性樹脂発泡粒子の基材樹脂となる熱可塑性樹脂とは、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアミド系樹脂、およびこれらの混合物等が挙げられる。前記熱可塑性樹脂は、好ましくは、ポリオレフィン系樹脂である。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がポリオレフィン系樹脂である場合、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熱可塑性樹脂は、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熱可塑性樹脂粒子は、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。
熱可塑性樹脂に添加剤を加える場合には、前記熱可塑性樹脂粒子の製造前に、ブレンダー等を用いて熱可塑性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、使用する熱可塑性樹脂の種類、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、熱可塑性樹脂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、熱可塑性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、熱可塑性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、熱可塑性樹脂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、熱可塑性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、熱可塑性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、熱可塑性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、熱可塑性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熱可塑性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、熱可塑性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、または用いる熱可塑性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、熱可塑性樹脂粒子は、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、熱可塑性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熱可塑性樹脂発泡粒子は、脱水機8で分散剤等を含んだ水と分離され、乾燥機9に送られる。
なお、本実施形態に係る熱可塑性樹脂発泡粒子の成形体の製造方法は、上述の製造方法で得た熱可塑性樹脂発泡粒子を成形する方法である。熱可塑性樹脂発泡粒子の成形体を製造するために、上記熱可塑性樹脂発泡粒子は、公知の方法によって成形することができる。
次に熱可塑性樹脂発泡粒子を耐圧容器1から放出する間の熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキングを低減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は、耐圧容器1から熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気3の温度を低下させる温度調整工程を有する方法であれば特に限定されない。
好ましくは、前記温度調整工程では、耐圧容器1から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、輸送風を供給する。ここで、輸送風は、熱可塑性樹脂発泡粒子の発泡粒子輸送ブロワ6から配管を分岐させた輸送風である。
また、本製造方法は、耐圧容器1から熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の前記発泡直後雰囲気3の温度を測定する測温工程と、前記測温工程にて計測した発泡直後雰囲気3の温度に基づいて、前記輸送風の量を制御する輸送風制御工程と、を有することが好ましい。熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させている間、前記測温工程では、測温体5を用いて発泡直後雰囲気3の温度を測定する。そして、輸送風制御工程では、発泡直後雰囲気3の温度の測定値に基づいて、調整弁4の弁開度を調整することにより、輸送風吹込口10から供給する輸送風の風量を調整し、発泡直後雰囲気3の温度を一定にする。
ここで、上述したように、本発明者は、耐圧容器1から熱可塑性樹脂発泡粒子を放出した直後の発泡直後雰囲気3の温度と発泡粒子のブロッキング発生率との間には相関関係があることを見出した。それゆえ、発泡直後雰囲気3の温度を測定し、輸送風の風量を調整すれば、発泡直後雰囲気3の温度を下げることにより、熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率を低減させることができる。
また、測温体5により発泡直後雰囲気3の温度を測定する時間間隔は、耐圧容器1からポリオレフィン系発泡粒子を放出した直後の発泡直後雰囲気3の温度挙動を詳細に把握するため短いほど良く、5分以下が好ましく、3分以下がさらに好ましい。
また、ブロッキング発生率および発泡粒子収縮率は、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。
本発明の一実施形態は、以下の様な構成であってもよい。
<1>熱可塑性樹脂粒子に対して、耐圧容器内の加熱および加圧条件下で、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筒に放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整工程を有する、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。
<2>前記温度調整工程では、前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、輸送風を供給する工程を有する、<1>に記載の製造方法。
<3>前記輸送風は、熱可塑性樹脂発泡粒子の輸送ブロワから配管を分岐させた輸送風である、<2>に記載の製造方法。
<4>前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の前記発泡直後雰囲気の温度を測定する測温工程と、前記測温工程にて計測した前記発泡直後雰囲気の温度に基づいて、前記輸送風の量を制御する輸送風制御工程と、を有する、<2>または<3>に記載の製造方法。
<5>前記輸送風は、前記発泡筒への発泡放出部から0mm~800mmの距離の位置から供給される、<2>~<4>のいずれか1つに記載の製造方法。
<6>前記輸送風は、前記熱可塑性樹脂発泡粒子の前記発泡筒への放出方向に対して、0°~70°の角度で供給される、<2>~<5>のいずれか1つに記載の製造方法。
<7>前記熱可塑性樹脂粒子に対して、前記耐圧容器内の加熱および加圧条件下で、前記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筒にフラッシュ弁を用いて放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得る、<1>~<6>のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。
<8>前記発泡直後雰囲気の温度は、95℃以下である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。
<9><1>~<8>の何れか1つに記載の製造方法で得られた熱可塑性樹脂発泡粒子を成形する、熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
<10>熱可塑性樹脂粒子に対して、加熱および加圧条件下で、発泡剤を含浸させる耐圧容器と、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡筒と、を備える熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整部を備える、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<11>前記発泡直後雰囲気から出た熱可塑性樹脂発泡粒子を各種設備へ輸送する輸送風を供給する輸送ブロワを備え、前記温度調整部は、前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、前記輸送風を供給する輸送風供給部を備える、<10>に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<12>前記温度調整部に供給される前記輸送風は、前記輸送ブロワから供給された輸送風である、<11>に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<13>前記輸送風供給部は、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の前記発泡直後雰囲気の温度を測定する測温部と、
前記測温部で計測した前記発泡直後雰囲気の温度に基づいて、前記輸送風の量を制御する制御部と、を備える、<11>または<12>に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<14>前記発泡直後雰囲気の後段に配されたエジェクターと、前記発泡直後雰囲気と配管が合流して配され、前記発泡直後雰囲気から出た熱可塑性樹脂発泡粒子を各種設備へ輸送する輸送風を供給する輸送ブロワと、を備え、前記エジェクターを介して、前記発泡直後雰囲気と前記輸送ブロワからの前記輸送風は合流する、<10>~<13>の何れか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<15>前記輸送風供給部は、前記発泡筒への発泡放出部から0mm~800mmの距離の位置に配置される、<11>~<14>の何れか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<16>前記輸送風供給部から供給される前記輸送風と、前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子の放出方向と、のなす角度は、0°~70°である、<11>~<15>の何れか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<17>収縮率が5%未満であり、かつ、ブロッキング発生率が1.0%未満である、熱可塑性樹脂発泡粒子。
<1>熱可塑性樹脂粒子に対して、耐圧容器内の加熱および加圧条件下で、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筒に放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整工程を有する、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。
<2>前記温度調整工程では、前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、輸送風を供給する工程を有する、<1>に記載の製造方法。
<3>前記輸送風は、熱可塑性樹脂発泡粒子の輸送ブロワから配管を分岐させた輸送風である、<2>に記載の製造方法。
<4>前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の前記発泡直後雰囲気の温度を測定する測温工程と、前記測温工程にて計測した前記発泡直後雰囲気の温度に基づいて、前記輸送風の量を制御する輸送風制御工程と、を有する、<2>または<3>に記載の製造方法。
<5>前記輸送風は、前記発泡筒への発泡放出部から0mm~800mmの距離の位置から供給される、<2>~<4>のいずれか1つに記載の製造方法。
<6>前記輸送風は、前記熱可塑性樹脂発泡粒子の前記発泡筒への放出方向に対して、0°~70°の角度で供給される、<2>~<5>のいずれか1つに記載の製造方法。
<7>前記熱可塑性樹脂粒子に対して、前記耐圧容器内の加熱および加圧条件下で、前記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筒にフラッシュ弁を用いて放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得る、<1>~<6>のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。
<8>前記発泡直後雰囲気の温度は、95℃以下である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。
<9><1>~<8>の何れか1つに記載の製造方法で得られた熱可塑性樹脂発泡粒子を成形する、熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
<10>熱可塑性樹脂粒子に対して、加熱および加圧条件下で、発泡剤を含浸させる耐圧容器と、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡筒と、を備える熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置であって、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整部を備える、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<11>前記発泡直後雰囲気から出た熱可塑性樹脂発泡粒子を各種設備へ輸送する輸送風を供給する輸送ブロワを備え、前記温度調整部は、前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、前記輸送風を供給する輸送風供給部を備える、<10>に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<12>前記温度調整部に供給される前記輸送風は、前記輸送ブロワから供給された輸送風である、<11>に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<13>前記輸送風供給部は、前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の前記発泡直後雰囲気の温度を測定する測温部と、
前記測温部で計測した前記発泡直後雰囲気の温度に基づいて、前記輸送風の量を制御する制御部と、を備える、<11>または<12>に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<14>前記発泡直後雰囲気の後段に配されたエジェクターと、前記発泡直後雰囲気と配管が合流して配され、前記発泡直後雰囲気から出た熱可塑性樹脂発泡粒子を各種設備へ輸送する輸送風を供給する輸送ブロワと、を備え、前記エジェクターを介して、前記発泡直後雰囲気と前記輸送ブロワからの前記輸送風は合流する、<10>~<13>の何れか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<15>前記輸送風供給部は、前記発泡筒への発泡放出部から0mm~800mmの距離の位置に配置される、<11>~<14>の何れか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<16>前記輸送風供給部から供給される前記輸送風と、前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子の放出方向と、のなす角度は、0°~70°である、<11>~<15>の何れか1つに記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
<17>収縮率が5%未満であり、かつ、ブロッキング発生率が1.0%未満である、熱可塑性樹脂発泡粒子。
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。
<ブロッキング発生率>
得られた発泡粒子を振動篩機で処理し、ブロッキングした発泡粒子を含む、粗粒子を選別した。選別された、ブロッキングした発泡粒子を含む粗粒子の重量を測定し、発泡粒子の全重量に対する割合を求め、得られた値をブロッキング発生率とした。
得られた発泡粒子を振動篩機で処理し、ブロッキングした発泡粒子を含む、粗粒子を選別した。選別された、ブロッキングした発泡粒子を含む粗粒子の重量を測定し、発泡粒子の全重量に対する割合を求め、得られた値をブロッキング発生率とした。
<発泡粒子収縮率>
発泡粒子収縮率=(BD-VBD)÷VBD×100
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における熱可塑性樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa以下の減圧下における熱可塑性樹脂発泡粒子の嵩密度である。
発泡粒子収縮率=(BD-VBD)÷VBD×100
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における熱可塑性樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa以下の減圧下における熱可塑性樹脂発泡粒子の嵩密度である。
(実施例1)
(熱可塑性樹脂粒子の製造)
熱可塑性樹脂であるエチレン-プロピレンランダム共重合体(密度0.90g/cm3、融点148℃、MI=7.5g/10分)100重量部に対して、カーボンブラックマスターバッチを7.5重量部、セル造核剤としてタルクを0.05重量部、グリセリンを0.1重量部となるように計量し、26mmφ二軸押出機[東芝機械株式会社製、TEM26-SX]に供給し、樹脂温度200℃にて溶融混練した。その後、直径1.2mmφの円筒ダイから押し出し、水冷後カッターで切断することにより、熱可塑性樹脂を含む、円柱状の熱可塑性樹脂粒子(ペレット)(1.2mg/粒)を得た。
(熱可塑性樹脂粒子の製造)
熱可塑性樹脂であるエチレン-プロピレンランダム共重合体(密度0.90g/cm3、融点148℃、MI=7.5g/10分)100重量部に対して、カーボンブラックマスターバッチを7.5重量部、セル造核剤としてタルクを0.05重量部、グリセリンを0.1重量部となるように計量し、26mmφ二軸押出機[東芝機械株式会社製、TEM26-SX]に供給し、樹脂温度200℃にて溶融混練した。その後、直径1.2mmφの円筒ダイから押し出し、水冷後カッターで切断することにより、熱可塑性樹脂を含む、円柱状の熱可塑性樹脂粒子(ペレット)(1.2mg/粒)を得た。
(熱可塑性樹脂発泡粒子の製造)
得られた熱可塑性樹脂粒子100重量部、分散剤としてカオリン(ASP-170、BASF社製)を0.3重量部、および分散助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオペレックス G-15、花王社製)を0.05重量部、水200重量部と共に耐圧容器1内に仕込んだ。その後、発泡剤として炭酸ガスを3.6重量部添加し、耐圧容器1内にて水系分散液を撹拌しながら、151℃まで加熱した。このときの耐圧容器1内の圧力は約2.2MPaであった。その後、炭酸ガスを追加圧入して耐圧容器1内を発泡圧力2.5MPaまで昇圧した。所定の発泡温度150℃、発泡圧力2.6MPaで20分間保持した後、圧力開放弁2を通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、発泡倍率約14倍の発泡粒子を得た。この時、圧力開放弁2から30cmの発泡直後雰囲気3の温度が85℃になるように、輸送風吹込口10より輸送風を調整弁4で調整しながら供給した。得られた熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率を表1に示す。
得られた熱可塑性樹脂粒子100重量部、分散剤としてカオリン(ASP-170、BASF社製)を0.3重量部、および分散助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオペレックス G-15、花王社製)を0.05重量部、水200重量部と共に耐圧容器1内に仕込んだ。その後、発泡剤として炭酸ガスを3.6重量部添加し、耐圧容器1内にて水系分散液を撹拌しながら、151℃まで加熱した。このときの耐圧容器1内の圧力は約2.2MPaであった。その後、炭酸ガスを追加圧入して耐圧容器1内を発泡圧力2.5MPaまで昇圧した。所定の発泡温度150℃、発泡圧力2.6MPaで20分間保持した後、圧力開放弁2を通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、発泡倍率約14倍の発泡粒子を得た。この時、圧力開放弁2から30cmの発泡直後雰囲気3の温度が85℃になるように、輸送風吹込口10より輸送風を調整弁4で調整しながら供給した。得られた熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率を表1に示す。
(比較例1)
熱可塑性樹脂発泡粒子を耐圧容器1から発泡筒12へ放出する際に、輸送風吹込口10より輸送風を供給せず、また、圧力開放弁2の直後の発泡直後雰囲気3の温度が100℃になるように設定したこと以外は、実施例1と同じ方法により、熱可塑性樹脂発泡粒子を得た。得られた熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率を表1に示す。
熱可塑性樹脂発泡粒子を耐圧容器1から発泡筒12へ放出する際に、輸送風吹込口10より輸送風を供給せず、また、圧力開放弁2の直後の発泡直後雰囲気3の温度が100℃になるように設定したこと以外は、実施例1と同じ方法により、熱可塑性樹脂発泡粒子を得た。得られた熱可塑性樹脂発泡粒子のブロッキング発生率を表1に示す。
(実施例2)
(熱可塑性樹脂粒子の製造)
熱可塑性樹脂のうち、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(密度0.90g/cm3、融点148℃、MI=7.5g/10分)100重量部に対して、カーボンブラックマスターバッチを7.5重量部、セル造核剤としてタルクを0.05重量部、グリセリンを0.1重量部となるように計量し、26mmφ二軸押出機[東芝機械株式会社製、TEM26-SX]に供給し、樹脂温度200℃にて溶融混練した。その後、直径1.2mmφの円筒ダイから押し出し、水冷後カッターで切断することにより、熱可塑性樹脂を含む、円柱状の熱可塑性樹脂粒子(ペレット)(1.2mg/粒)を得た。
(熱可塑性樹脂粒子の製造)
熱可塑性樹脂のうち、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(密度0.90g/cm3、融点148℃、MI=7.5g/10分)100重量部に対して、カーボンブラックマスターバッチを7.5重量部、セル造核剤としてタルクを0.05重量部、グリセリンを0.1重量部となるように計量し、26mmφ二軸押出機[東芝機械株式会社製、TEM26-SX]に供給し、樹脂温度200℃にて溶融混練した。その後、直径1.2mmφの円筒ダイから押し出し、水冷後カッターで切断することにより、熱可塑性樹脂を含む、円柱状の熱可塑性樹脂粒子(ペレット)(1.2mg/粒)を得た。
(熱可塑性樹脂発泡粒子の製造)
得られた熱可塑性樹脂粒子100重量部、分散剤としてカオリン(ASP-170、BASF社製)0.3重量部、および分散助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオペレックスG-15、花王社製)0.05重量部を、水200重量部と共に耐圧容器1内に添加した。その後、発泡剤として炭酸ガスを3.6重量部添加し、耐圧容器1内にて水系分散液を撹拌しながら、151℃まで加熱した。このときの耐圧容器1内の圧力は約2.2MPaであった。その後、炭酸ガスを追加圧入して耐圧容器1内を発泡圧力2.5MPaまで昇圧した。所定の発泡温度150℃、発泡圧力2.6MPaで20分間保持した後、オリフィスを通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、発泡倍率約13~14倍の発泡粒子を得た。この時、発泡直後雰囲気3の温度が85℃になるように、輸送風吹込口10より輸送風を調整弁4で調整しながら供給した。この輸送風吹込み工程では、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを10mm、輸送風吹込角度θを40°とした。
得られた熱可塑性樹脂粒子100重量部、分散剤としてカオリン(ASP-170、BASF社製)0.3重量部、および分散助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオペレックスG-15、花王社製)0.05重量部を、水200重量部と共に耐圧容器1内に添加した。その後、発泡剤として炭酸ガスを3.6重量部添加し、耐圧容器1内にて水系分散液を撹拌しながら、151℃まで加熱した。このときの耐圧容器1内の圧力は約2.2MPaであった。その後、炭酸ガスを追加圧入して耐圧容器1内を発泡圧力2.5MPaまで昇圧した。所定の発泡温度150℃、発泡圧力2.6MPaで20分間保持した後、オリフィスを通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、発泡倍率約13~14倍の発泡粒子を得た。この時、発泡直後雰囲気3の温度が85℃になるように、輸送風吹込口10より輸送風を調整弁4で調整しながら供給した。この輸送風吹込み工程では、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを10mm、輸送風吹込角度θを40°とした。
(実施例3)
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
(実施例4)
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを500mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを500mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
(実施例5)
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを60°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを60°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
(実施例6)
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを0°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
輸送風吹込み工程で、輸送風吹込口10から発泡放出部13Aまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを0°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
(実施例7)
フラッシュ弁を通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、輸送風吹込み工程で輸送風吹込口10から発泡放出部13Bまでの距離Lを10mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
フラッシュ弁を通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、輸送風吹込み工程で輸送風吹込口10から発泡放出部13Bまでの距離Lを10mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
(実施例8)
フラッシュ弁を通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、輸送風吹込み工程で輸送風吹込口10から発泡放出部13Bまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
フラッシュ弁を通して、耐圧容器1内の水系分散液を、前記耐圧容器1から低圧の発泡筒12へ放出させ、輸送風吹込み工程で輸送風吹込口10から発泡放出部13Bまでの距離Lを150mm、輸送風吹込角度θを40°とした以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
実施例2~8では、耐圧容器から放出させた直後の熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、40℃程度の輸送風を供給した。これにより、発泡直後の発泡筒内の温度が99℃から85℃程度へと低下した。
(比較例2)
熱可塑性樹脂発泡粒子を耐圧容器1から発泡筒12へ放出する際に、輸送風吹込口10より輸送風を供給しなかったこと以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
熱可塑性樹脂発泡粒子を耐圧容器1から発泡筒12へ放出する際に、輸送風吹込口10より輸送風を供給しなかったこと以外は、実施例2と同じ方法で発泡粒子を得た。
(比較例3)
熱可塑性樹脂発泡粒子を耐圧容器1から発泡筒12へ放出する際に、輸送風吹込口10より輸送風を供給しなかったこと以外は、実施例7と同じ方法で発泡粒子を得た。
熱可塑性樹脂発泡粒子を耐圧容器1から発泡筒12へ放出する際に、輸送風吹込口10より輸送風を供給しなかったこと以外は、実施例7と同じ方法で発泡粒子を得た。
1 耐圧容器
2 圧力開放弁
3 発泡直後雰囲気
4 調整弁
4a 制御部
5 測温体(測温部)
6 発泡粒子輸送ブロワ(輸送ブロワ)
7 エジェクター
8 脱水機(各種設備)
9 乾燥機(各種設備)
10 輸送風吹込口(輸送風供給部)
11 放出管
12 発泡筒
13A、13B 発泡放出部
14 フラッシュ弁
15 弁本体
16 弁体
17 操作部
18 調節部
19 間隙
20 シャフト
21 筒状部
21a 連通口(第1連通口)
21b 連通口(第2連通口)
X 温度調整部
U 輸送風
F 放出方向
L 距離
P0 樹脂粒子
P 発泡粒子
θ 角度
2 圧力開放弁
3 発泡直後雰囲気
4 調整弁
4a 制御部
5 測温体(測温部)
6 発泡粒子輸送ブロワ(輸送ブロワ)
7 エジェクター
8 脱水機(各種設備)
9 乾燥機(各種設備)
10 輸送風吹込口(輸送風供給部)
11 放出管
12 発泡筒
13A、13B 発泡放出部
14 フラッシュ弁
15 弁本体
16 弁体
17 操作部
18 調節部
19 間隙
20 シャフト
21 筒状部
21a 連通口(第1連通口)
21b 連通口(第2連通口)
X 温度調整部
U 輸送風
F 放出方向
L 距離
P0 樹脂粒子
P 発泡粒子
θ 角度
Claims (15)
- 熱可塑性樹脂粒子に対して、耐圧容器内の加熱および加圧条件下で、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筒に放出させることにより熱可塑性樹脂発泡粒子を得る製造方法であって、
前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整工程を有する、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造方法。 - 前記温度調整工程では、
前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、輸送風を供給する工程を有する、請求項1に記載の製造方法。 - 前記輸送風は、熱可塑性樹脂発泡粒子の輸送ブロワから配管を分岐させた輸送風である、請求項2に記載の製造方法。
- 前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の前記発泡直後雰囲気の温度を測定する測温工程と、
前記測温工程にて計測した前記発泡直後雰囲気の温度に基づいて、前記輸送風の量を制御する輸送風制御工程と、を有する、請求項2または3に記載の製造方法。 - 前記輸送風は、前記発泡筒への発泡放出部から0mm~800mmの距離の位置から供給される、請求項2~4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記輸送風は、前記熱可塑性樹脂発泡粒子の前記発泡筒への放出方向に対して、0°~70°の角度で供給される、請求項2~5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 請求項1~6の何れか1項に記載の製造方法で得られた熱可塑性樹脂発泡粒子を成形する、熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
- 熱可塑性樹脂粒子に対して、加熱および加圧条件下で、発泡剤を含浸させる耐圧容器と、
前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力の発泡筒と、を備える熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置であって、
前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の発泡直後雰囲気の温度を低下させる温度調整部を備える、熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。 - 前記発泡直後雰囲気から出た熱可塑性樹脂発泡粒子を各種設備へ輸送する輸送風を供給する輸送ブロワを備え、
前記温度調整部は、
前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子に対して、前記輸送風を供給する輸送風供給部を備える、請求項8に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。 - 前記温度調整部に供給される前記輸送風は、前記輸送ブロワから供給された輸送風である、請求項9に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
- 前記輸送風供給部は、
前記耐圧容器から前記熱可塑性樹脂発泡粒子を放出させた直後の前記発泡直後雰囲気の温度を測定する測温部と、
前記測温部で計測した前記発泡直後雰囲気の温度に基づいて、前記輸送風の量を制御する制御部と、を備える、請求項9または10に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。 - 前記発泡直後雰囲気の後段に配されたエジェクターと、
前記発泡直後雰囲気と配管が合流して配され、前記発泡直後雰囲気から出た熱可塑性樹脂発泡粒子を各種設備へ輸送する輸送風を供給する輸送ブロワと、を備え、
前記エジェクターを介して、前記発泡直後雰囲気と前記輸送ブロワからの前記輸送風は合流する、請求項8~11の何れか1項に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。 - 前記輸送風供給部は、前記発泡筒への発泡放出部から0mm~800mmの距離の位置に配置される、請求項9~12の何れか1項に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
- 前記輸送風供給部から供給される前記輸送風と、前記耐圧容器から放出させた直後の前記熱可塑性樹脂発泡粒子の放出方向と、のなす角度は、0°~70°である、請求項9~13の何れか1項に記載の熱可塑性樹脂発泡粒子の製造装置。
- 収縮率が5%未満であり、かつ、ブロッキング発生率が1.0%未満である、熱可塑性樹脂発泡粒子。
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