WO2023162963A1 - 発泡粒子の製造方法および製造装置 - Google Patents

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WO2023162963A1
WO2023162963A1 PCT/JP2023/006183 JP2023006183W WO2023162963A1 WO 2023162963 A1 WO2023162963 A1 WO 2023162963A1 JP 2023006183 W JP2023006183 W JP 2023006183W WO 2023162963 A1 WO2023162963 A1 WO 2023162963A1
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WO
WIPO (PCT)
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valve body
expanded beads
valve
flush valve
resin particles
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Application number
PCT/JP2023/006183
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇貴 早瀬
恭亮 村上
Original Assignee
株式会社カネカ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • 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
    • 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 manufacturing expanded beads.
  • Foamed particles made of a thermoplastic resin are prepared by dispersing the thermoplastic resin particles in water containing a dispersing agent in a pressure vessel, then adding a foaming agent, and maintaining the mixture under high temperature and high pressure for impregnation with the foaming agent, followed by a low pressure atmosphere. It is known to be produced by a downward discharging method (hereinafter referred to as depressurized foaming method). As a method for producing expanded beads by the depressurized foaming method, there is a technique described in Patent Document 1, for example.
  • thermoplastic resin particles, an inorganic dispersant, a dispersing aid, and a foaming agent are charged together with water in a pressure vessel. After the pressure vessel is heated to adjust the temperature of the mixture in the pressure vessel to a predetermined temperature, the pressure in the pressure vessel is adjusted to a predetermined pressure. Thereby, the thermoplastic resin particles in the pressure container are impregnated with the foaming agent.
  • thermoplastic resin particles impregnated with a foaming agent are released into a low-pressure atmosphere by opening a flush valve provided at the bottom of a pressure-resistant container.
  • An object of one aspect of the present invention is to provide a technique for suppressing the generation of foamed particles with fine cells and producing foamed particles with uniform cells in a depressurized foaming method using a flush valve.
  • an apparatus for producing expanded beads includes a pressure container for expanding polyolefin resin particles, a valve body, and a valve body, and A flush valve for releasing polyolefin resin particles into a low-pressure container, a release pipe for releasing foamed particles released from the flush valve, and an adjustment for adjusting the amount of polyolefin resin particles supplied to the flush valve. and a portion, wherein the adjustment portion is provided between the pressure vessel and the flush valve.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an expanded bead manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a preferred configuration example of a flush valve and a control unit provided in the manufacturing apparatus shown in FIG. 1
  • 2 is an enlarged cross-sectional view showing another preferred configuration example of a flush valve and a control unit provided in the manufacturing apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a flush valve provided in an expanded bead manufacturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the inventor focused on the amount of resin particles discharged to the flash valve as a method for producing foamed particles with uniform cells in the depressurized foaming method using a flash valve, and made earnest studies. As a result, the present inventors have found that if the amount of resin particles discharged to the flush valve is not controlled at all, the cell diameter of the foamed particles will vary, and the amount of resin particles discharged to the flush valve will depend on the cell structure of the foamed particles. found to affect uniformity. In the depressurized foaming method using a flash valve, by adjusting the discharge amount of the resin particles to the flash valve, the generation of foamed particles with fine cells can be suppressed and the foamed particles with uniform cells can be produced. and arrived at an embodiment of the present invention.
  • an expanded bead manufacturing apparatus includes a pressure-resistant container for foaming polyolefin resin particles, a valve body, and a valve body.
  • a flush valve for releasing the polyolefin resin particles in the pressure vessel into a low-pressure vessel; a discharge pipe for releasing the foamed particles released from the flush valve; and polyolefin resin particles supplied to the flush valve. and an adjusting portion for adjusting the amount of the gas, wherein the adjusting portion is provided between the pressure vessel and the flush valve.
  • the adjustment unit adjusts the amount of polyolefin resin particles discharged from the pressure container so that the amount of polyolefin resin particles supplied to the flush valve is constant.
  • the adjustment part can also be said to be an inflow restriction part that restricts the inflow of the polyolefin-based resin particles into the flush valve.
  • the amount of polyolefin-based resin particles supplied to the flush valve is adjusted by the adjusting unit, the resin particles in the pressure container do not flow into the flush valve all at once, and A regulated amount flows into the flush valve. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suppress the generation of foamed beads with fine cells and to manufacture foamed beads with uniform cells.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an expanded bead manufacturing apparatus 10 according to this embodiment.
  • the manufacturing apparatus 10 includes a pressure vessel 1, a flush valve 20, a discharge pipe 3, and a transport pipe 4 for transporting foamed particles.
  • the flush valve 20 side is the lower side
  • the side opposite to the flush valve 20 is the upper side.
  • the pressure-resistant container 1 is a container for producing foamed particles by the depressurized foaming method.
  • a pressure vessel 1 is charged with polyolefin resin particles P0 (hereinafter sometimes referred to as resin particles P0), a foaming agent, and an aqueous dispersion medium S.
  • resin particles P0 polyolefin resin particles
  • S aqueous dispersion medium
  • the pressure container 1 is heated to adjust the temperature of the content inside the pressure container 1 to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the resin particles P0
  • the pressure inside the pressure container 1 is adjusted to a predetermined pressure.
  • the resin particles P0 in the pressure container 1 are impregnated with the foaming agent.
  • the flush valve 20 is provided at the bottom of the pressure vessel 1.
  • the flush valve 20 is also called a tank valve. By opening the flush valve 20, the resin particles P0 pass through the flush valve 20 and are discharged into the discharge pipe 3 and the transport pipe 4, which are low-pressure spaces, to become expanded particles P.
  • the discharge pipe 3 is a pipe for discharging the foamed particles P discharged from the flush valve 20 to the transport pipe 4 .
  • the discharge pipe 3 is the pipe that connects between the flush valve 20 and the transport pipe 4 .
  • the discharge tube 3 has the shape of a conical cylinder tapering towards the flush valve 20 .
  • the transport pipe 4 is a pipe for transporting the expanded particles P.
  • the foamed particles P are transported together with the transport air, and are stored in a predetermined storage tank after undergoing at least washing treatment, drainage treatment, dehydration treatment, and drying treatment.
  • various equipment other than the pressure vessel 1, the flush valve 20, the discharge pipe 3, and the transport pipe 4 are capable of performing at least the above-described cleaning treatment, drainage treatment, dehydration treatment, and drying treatment.
  • the control unit provided in the manufacturing apparatus 10 is (a) provided between the pressure vessel 1 and the flush valve 20, and (b) has a structure capable of adjusting the amount of the resin particles P0 discharged from the pressure vessel 1. If there is, it is not particularly limited.
  • the control section may be a structure having slits, meshes, or holes provided at the outlet of the pressure vessel 1 through which the resin particles P0 can pass. The resin particles P0 are restricted from flowing into the flush valve 20 by the slits or network structure.
  • the total area of the slits, meshes, or holes of the adjustment part is preferably 1-15%, more preferably 1-10%, of the area of the outlet portion of the pressure vessel. With this configuration, the pressure in the pressure vessel can be kept more constant. From the viewpoint of sufficiently exhibiting the effect of restricting the inflow of the resin particles P0 into the flush valve 20, the slits, meshes, or holes preferably have an area that allows the resin particles P0 to pass through.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a preferred configuration example of the flush valve 20 and the control unit 5 provided in the manufacturing apparatus 10. As shown in FIG. Note that FIG. 2 shows the configuration of the control unit 5 in a state where the flush valve 20 is opened.
  • the flush valve 20 includes a valve body 21 and a valve body 22.
  • the valve body 21 has an inlet 21a, a guide surface 21b, and a connecting port 21c.
  • the inlet 21 a is formed in the upper portion of the valve body 21 .
  • the guide surface 21b is a surface perpendicular to the axis E of the valve body 22, and is configured to guide the resin particles P0 flowing into the valve body 21 to the connection port 21c.
  • the connecting port 21c is formed at the connecting portion between the valve body 21 and the discharge pipe 3 . The valve body 21 and the discharge pipe 3 are communicated with each other through the connection port 21c.
  • the valve body 22 is a piston that moves vertically within the valve body 21 .
  • the tip portion of the valve body 22 on the side of the inlet 21a has a truncated cone shape that narrows toward the inlet 21a.
  • a gap is provided between the inner surface of the valve body 21 and the valve body 22 in the portion between the connecting portion between the discharge pipe 3 and the valve body 21 and the inlet 21 a of the valve body 21 .
  • the gap serves as a flow path for the resin particles P0 flowing from the inlet 21a.
  • no gap is provided between the inner surface of the valve body 21 and the valve body 22 in the portion below the guide surface 21b. That is, in the valve body 21, the resin particles P0 do not flow below the guide surface 21b.
  • the flush valve 20 has an operating portion (corresponding to the operating portion 23 shown in FIG. 4). By operating the operating portion, the valve body 22 moves vertically.
  • the operation unit may be automatically operable or manually operable.
  • the control unit 5 is provided between the pressure vessel 1 and the flush valve 20.
  • the adjustment section 5 includes a shaft 51 and a tubular section 52 .
  • the shaft 51 is a rod-shaped member that extends upward and is connected to the tip portion of the valve body 22 of the flush valve 20 .
  • the shaft 51 moves vertically in conjunction with the vertical movement of the valve body 22 .
  • the cylindrical portion 52 connects the outlet 1a of the pressure vessel 1 and the inlet 21a of the flush valve 20 (valve body 21).
  • the tubular portion 52 has a communication port 52 a (first communication port) communicating with the pressure vessel 1 and a communication port 52 b (second communication port) communicating with the flush valve 20 .
  • the communication port 52 a has a diameter smaller than that of the outlet 1 a of the pressure vessel 1 .
  • the communication port 52b is located above the inlet 21a of the valve body 21 and has a smaller diameter than the inlet 21a. Therefore, the valve body 22 opens or closes the communication port 52b by moving up and down within the valve body 21 . In the manufacturing apparatus 10, by changing the lowering distance of the valve body 22, the area occupied by the gap between the communication port 52b and the valve body 22 is changed, and the valve opening can be adjusted.
  • the shaft 51 is inserted into the tubular portion 52 .
  • the shaft 51 protrudes from the communication port 52a.
  • the end portion 51 a of the shaft 51 on the side of the pressure vessel 1 is arranged at the second position II inside the pressure vessel 1 .
  • the shaft 51 is configured to move toward the communication port 52a in conjunction with the opening of the flush valve 20. More specifically, when the valve body 22 descends to open the communication port 52b, the end portion 51a of the shaft 51 moves downward and stops at the first position I, which is the position of the communication port 52a. That is, the end portion 51a does not move below the first position I during the foaming process of the resin particles P0 by depressurization foaming (in other words, during the opening operation of the flush valve 20). Further, in the adjustment portion 5, the shaft 51 and the communication port 52a form a gap 6 through which the resin particles P0 pass. During the foaming process, the end 51a of the shaft 51 moves from the second position II to the first position I in conjunction with the opening operation of the flush valve 20 . Further, the end portion 51a of the shaft 51 moves from the first position I to the second position II in conjunction with the closing operation of the flush valve 20 after the foaming process.
  • the valve body 22 is lowered from the valve main body 21 by the operation of the operating portion, and the communication port 52b is opened from the closed state.
  • the resin particles P0 pass through the cylindrical portion 52 of the adjusting portion 5 together with the aqueous dispersion medium S, and flow into the low-pressure valve main body 21 from the communication port 52b.
  • the resin particles P0 are guided to the connection port 21c and discharged to the discharge pipe 3 to become the foamed particles P. As shown in FIG.
  • the end portion 51a of the shaft 51 is positioned at the first position I and does not move below the first position I during the foaming process. Therefore, the gap 6 through which the resin particles P0 pass is maintained during the foaming process. Therefore, during the foaming process, the resin particles P0 in the pressure container 1 pass through the gap 6, pass through the cylindrical portion 52, and flow into the valve body 21 from the communication port 52b. As a result, the amount of resin particles P ⁇ b>0 discharged from the pressure vessel 1 to the flush valve 20 is limited to the amount that has passed through the gap 6 by the control unit 5 .
  • the resin particles P0 in the pressure container 1 do not flow into the flush valve 20 at once, but flow into the flush valve 20 after being adjusted to a constant amount. Therefore, according to the apparatus for manufacturing expanded beads according to the present embodiment, it is possible to suppress generation of expanded beads having fine cells and to manufacture expanded beads having uniform cells.
  • valve body 22 is further lowered when the remaining matter inside the pressure vessel 1 is discharged to the outside.
  • the end portion 51a of the shaft 51 moves below the first position I.
  • the gap 6 is not formed between the shaft 51 and the communication port 52a, and the remaining substances in the pressure vessel 1 flow into the flush valve 20 at once from the communication port 52a.
  • the shaft 51 protrudes from the communication port 52a when the flush valve 20 is closed, and (ii) moves toward the communication port 52a in conjunction with the opening of the flush valve 20. It is not limited to the configuration shown in FIG. 2 as long as it is configured so as to move toward it.
  • the shaft 51 may be constructed so that the gap 6 is maintained during the foaming process.
  • shaft 51 may be configured such that end 51a moves from second position II to a position closer to second position II than to first position I during the foaming process. Even with the configuration of the shaft 51, the gap 6 is maintained during the foaming process.
  • the dimension of the gap 6 can be expressed as the difference between the diameter of the shaft 51 and the diameter of the communication port 52a.
  • the size of the gap 6 is not particularly limited as long as it is a size through which the resin particles P0 in the pressure container 1 can pass. From the viewpoint of sufficiently exhibiting the effect of restricting the inflow of the resin particles P0 into the flush valve 20 through the gap 6, the size of the gap 6 is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 resin particles.
  • the dimension is such that P0 can pass through.
  • the dimension of the gap 6 is preferably 0.1 mm to 10 mm, more preferably 0.5 mm to 5 mm.
  • the dimension of the tubular portion 52 in the direction of the axis E of the valve body 22 is not particularly limited. However, from the viewpoint of exhibiting the effect of restricting the inflow of the resin particles P0 into the flush valve 20 through the gap 6 and avoiding an increase in the size of the manufacturing apparatus 10, in the direction of the axis E of the valve body 22, the cylindrical portion 52 is preferably smaller than the size of the flush valve 20, more preferably 40% to 90% of the size of the flush valve 20, even more preferably 50% to 70% of the size of the flush valve 20. Specifically, the dimension of the cylindrical portion 52 in the direction of the axis E of the valve body 22 is preferably 10 mm to 40 mm, more preferably 20 mm to 30 mm.
  • the discharge pipe 3 is connected to the valve body 21 of the flush valve 20 so as to be inclined with respect to the direction in which the valve body 22 extends.
  • the axis F of the discharge tube 3 is inclined with respect to the axis E of the valve body 22 . Therefore, when the flush valve 20 is opened, the resin particles P0 flow together with the aqueous dispersion medium S from the communication port 52b. Then, the resin particles P0 are guided to the connecting port 21c by abutting on the guide surface 21b, and discharged into the discharge pipe 3 to become the foamed particles P. As shown in FIG. In this way, the resin particles P0 abut on the guide surface 21b and change their moving direction until they become the expanded beads P. Therefore, it is possible to obtain good expanded beads with less variation in the expansion ratio.
  • the valve body 22 is lowered from the valve main body 21 by the operation of the operation section.
  • the flush valve 20 by changing the lowering distance of the valve body 22, the area occupied by the gap between the communication port 52b and the valve body 22 is changed, and the opening degree of the valve can be adjusted.
  • the manufacturing apparatus 10 also includes a receiving portion 52c.
  • the receiving portion 52c is in close contact with the valve body 22 when the flush valve 20 is closed.
  • the receiving portion 52 c is provided in the adjusting portion 5 and not provided in the flush valve 20 . More specifically, the receiving portion 52c is provided at the lower end portion of the cylindrical portion 52.
  • a communication port 52b is formed in the receiving portion 52c.
  • the lower surface of the receiving portion 52c of the tubular portion 52 functions as a cover surface that covers the inlet 21a of the valve body 21. As shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing another preferred configuration example of the flush valve 20A and the control section 5A provided in the manufacturing apparatus 10.
  • FIG. 3 The configuration shown in FIG. 3 is different from the configuration shown in FIG. 2 in that the adjustment portion 5A is not provided with a receiving portion that is in close contact with the valve body 22 when the flush valve 20A is closed.
  • the receiving portion 21d is provided on the valve body 21.
  • the receiving portion 21 d is a protruding portion that protrudes inward from the inner wall of the upper end portion of the valve body 21 .
  • An inlet 21a is formed in the receiving portion 21d.
  • the lower surface of the receiving portion 21 d functions as a cover surface for the upper end portion of the valve body 21 .
  • the communication port 52b is positioned above the inlet 21a of the valve body 21, and has a diameter equal to or larger than the inlet 21a.
  • the valve element 22 opens or closes the inlet 21a by moving up and down within the valve body 21 .
  • the shaft 51 protrudes from the communication port 52a.
  • the shaft 51 is configured to move toward the inlet 21a in conjunction with the opening of the flush valve 20A.
  • the valve body 22 is lowered from the valve main body 21 by the operation of the operating portion, and the inlet 21a is opened from the closed state.
  • the resin particles P0 pass through the cylindrical portion 52 of the adjusting portion 5A together with the aqueous dispersion medium S, and flow into the low-pressure valve main body 21 from the communication port 52b.
  • the resin particles P0 are guided to the connection port 21c and discharged to the discharge pipe 3 to become the foamed particles P. As shown in FIG.
  • the end portion 51a of the shaft 51 is positioned at the first position I and does not move below the first position I during the foaming process. Therefore, the gap 6 through which the resin particles P0 pass is maintained during the foaming process. Therefore, during the foaming process, the resin particles P0 in the pressure container 1 pass through the gap 6, pass through the cylindrical portion 52, and flow into the valve body 21 from the inlet 21a.
  • the raw material of the foamed particles P used in the manufacturing apparatus 10 may be any raw material that can be foamed by the depressurized foaming method described above, and includes at least the polyolefin resin particles, the foaming agent, and the aqueous dispersion medium S.
  • various additives can be added as necessary as raw materials for the foamed particles. Examples include flame retardants, heat stabilizers, radical generators, processing aids, weather stabilizers, nucleating agents, foaming aids, antistatic agents, radiation heat transfer inhibitors, and coloring agents. . These additives can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the polyolefin-based resin used in this embodiment is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin-based resins exemplified in International Publication WO2020/158061.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a flush valve 20A provided in the manufacturing apparatus according to this embodiment.
  • this manufacturing apparatus differs from Embodiment 1 in the configuration of the flush valve 20A.
  • the flush valve 20 ⁇ /b>A includes an operation portion 23 and a guide surface 21 e of the valve body 21 is a surface inclined with respect to the axis E of the valve body 22 .
  • the operation unit 23 has the same functions as those of the operation unit described in the first embodiment, so description thereof will be omitted.
  • the guide surface 21e is inclined so that the end 21f on the side of the connection port 21c is the lowest. Therefore, the resin particles P0 come into contact with the guide surface 21e and smoothly reach the connection port 21c. Become. As a result, it is possible to prevent the generation of expanded particles P having finer cells on the surface of the particles and flat expanded particles P.
  • the guide surface 21e is not limited to the configuration in which the end 21f on the side of the connection port 21c is inclined to the lowest side, and any configuration in which the guide surface 21e is inclined to the extent that it can be smoothly guided to the connection port 21c can be used. good.
  • the inclination angle of the guide surface 21e with respect to the plane perpendicular to the axis E is more than 0° and 60° or less. and more preferably 15° or more and 45° or less.
  • a method for producing expanded beads according to an embodiment of the present invention includes a foaming step of obtaining expanded beads by a depressurized foaming method.
  • the expanded particle production apparatus used in the expansion step includes a pressure vessel for expanding the polyolefin resin particles, and a flush valve for discharging the polyolefin resin particles in the pressure vessel to a low pressure vessel. and a discharge pipe for discharging foamed particles discharged from a flush valve, wherein an adjustment unit for adjusting the amount of polyolefin resin particles supplied to the flush valve is configured to adjust the pressure resistance It is a configuration provided between the container and the flush valve.
  • the configuration of the expanded bead manufacturing apparatus is not particularly limited as long as it has the configuration.
  • the expanded bead manufacturing apparatus used in the foaming step includes, for example, the expanded bead manufacturing apparatus according to the first or second embodiment.
  • the method for producing a molded body of expanded beads according to the present embodiment is a method for forming the expanded beads obtained by the above-described production method.
  • the expanded beads can be molded by a known method in order to produce molded bodies of expanded beads.
  • a manufacturing apparatus 10 for foamed beads according to aspect 1 of the present invention includes a pressure vessel 1 for foaming polyolefin resin particles (resin particles P0), a valve body 21 and a valve body 22. of the polyolefin resin particles to a low-pressure container (transport pipe 4), a discharge pipe 3 for discharging the foamed particles P discharged from the flash valve 20, and the flash valve 20. and an adjusting unit 5 for adjusting the amount of polyolefin resin particles to be added, and the adjusting unit 5 is provided between the pressure vessel 1 and the flush valve 20 .
  • the expanded bead manufacturing apparatus 10 according to aspect 2 of the present invention is, in aspect 1, provided with a receiving portion 52c that closely contacts and receives the valve body 22 when the flush valve 20 is closed. This is the configuration provided in the unit 5 .
  • the expanded bead manufacturing apparatus 10 is, in aspect 1, provided with a receiving portion 21d that closely contacts and receives the valve body 22 when the flush valve 20A is closed, and the receiving portion 21d includes the valve This is the configuration provided in the main body 21 .
  • the adjustment unit 5 includes a first communication port (communication port 52a) communicating with the pressure container 1, and the flash A tubular portion 52 having a second communication port (communication port 52b) that communicates with the valve 20; a shaft 51 connected to the flush valve 22 and configured to move toward the first communication port in conjunction with the opening of the flush valve 20, and the shaft 51 and the first communication port move the polyolefin In this configuration, gaps 6 are formed through which the system resin particles pass.
  • the expanded bead manufacturing apparatus 10 according to aspect 5 of the present invention is configured such that, in aspect 4, the first communication port (communication port 52 a ) has a smaller diameter than the outlet 1 a of the pressure vessel 1 .
  • the expanded bead manufacturing apparatus 10 according to aspect 6 of the present invention is configured such that, in aspect 4 or 5, the dimension of the gap 6 is 0.1 mm to 10 mm.
  • the size of the cylindrical portion 52 in the direction of the axis E of the valve body 22 is the same as the size of the flush valve 20.
  • the composition is 40% to 90%.
  • the expanded bead manufacturing apparatus 10 according to aspect 8 of the present invention is, in any one of aspects 4 to 7, in the flush valve 20, by changing the lowering distance of the valve body 22, the communication port 52b (second communication The opening of the valve can be adjusted by changing the area occupied by the gap between the opening and the valve body 22 .
  • an expanded bead manufacturing apparatus 10 according to any one of the first to eighth aspects, wherein the flush valve 20 is arranged so that the discharge pipe 3 is inclined with respect to the direction in which the valve body 22 extends. It is configured to be connected to the valve body 21 .
  • valve body 21 communicates with the discharge pipe 3 via a connection port 21c, and the valve body 21 It has a guide surface 21e that guides the polyolefin resin particles that have flowed into 21 to the connection port 21c.
  • the foamed bead manufacturing apparatus 10 is, in aspect 10, configured such that the inclination angle of the guide surface 21e with respect to the axis E of the valve body 22 exceeds 0° and is 60° or less.
  • the expanded bead manufacturing apparatus 10 has a configuration in which the guide surface 21e is inclined so that the end 21f on the side of the connection port 21c faces downward.
  • the method for producing expanded beads according to aspect 13 of the present invention is a method comprising the step of producing expanded beads using the apparatus 10 for producing expanded beads according to any one of aspects 1 to 12 of the present invention.
  • a method for producing expanded beads according to aspect 14 of the present invention is a method according to aspect 13, wherein the raw materials for the expanded beads include polyolefin resin particles, a blowing agent, and an aqueous dispersion medium.
  • the method for producing an expanded bead molded article according to aspect 15 of the present invention is a method of molding the expanded beads obtained by the method for producing an expanded bead molded article according to aspect 13 or 14 of the present invention.
  • the adjustment unit has slits, meshes, or holes provided at the exit portion of the pressure container 1 through which the resin particles P0 can pass. It is a composition that is a structure.
  • the total area of the slits, the meshes, or the holes of the adjustment unit is 1 to 15% of the area of the outlet portion of the pressure vessel. is the configuration.
  • the expanded bead manufacturing apparatus 10 according to the eighteenth aspect of the present invention is, in any one of the fourth to eighth aspects, during the opening operation of the flush valve 20, the end portion 51a of the shaft 51 on the pressure vessel 1 side is It is configured such that it does not move below the first position I, which is the position of the first communication port (communication port 52a).
  • the water-based dispersion in the pressure vessel is discharged from the pressure vessel into a low-pressure vessel through a flush valve to produce expanded polyolefin resin particles having an expansion ratio of about 14 times. Obtained.
  • foamed beads were obtained using the manufacturing apparatus equipped with the flush valve 20 and the control unit 5 shown in FIG.
  • the homogeneity of the cell structure of the polyolefin resin foamed particles obtained was evaluated.
  • the obtained polyolefin resin expanded particles were dried at 75°C for 20 hours, cured at room temperature for 1 day or more, and used for the production of a polyolefin resin in-mold expansion molded product by the method described later.
  • the foamed polyolefin resin particles were placed in a pressure vessel, and the foamed particles were impregnated with pressurized air to adjust the internal pressure of the foamed particles to 0.10 MPa ⁇ G.
  • the foamed particles to which internal pressure was applied were filled in a mold of 370 mm ⁇ 320 mm ⁇ 50 mm.
  • the mold and the foamed particles were heated with steam of 0.3 MPa ⁇ G to fuse the polyolefin resin foamed particles to each other to obtain a polyolefin resin in-mold expansion molded product.
  • After releasing the obtained polyolefin resin in-mold foam-molded product from the mold it is dried at 75° C. for 20 hours and further cured at 23° C. for 5 hours or more to obtain a polyolefin resin in-mold foam-molded product. Color unevenness was evaluated.
  • the expanded bead was cut approximately in the middle, taking great care not to break the bubble film.
  • the cut surface was observed with a microscope, and the cell diameter was calculated.
  • the cell diameter was obtained by drawing a line segment corresponding to a length of 2000 ⁇ m and measuring the number of bubbles n through which the line segment passes. Then, the bubble diameter was calculated by 2000/n ( ⁇ m) from the bubble number n.
  • the cell diameter of 10 foamed particles was measured, and the average cell diameter and cell diameter variation were calculated.
  • the uniformity of the cell structure was evaluated by the ratio of cell diameter variation/average cell diameter.
  • the polyolefin resin in-mold expansion molded product was visually observed and evaluated according to the following criteria.
  • Good The black color of the polyolefin resin in-mold expansion molded product is uniform, and there is almost no color unevenness within and between the expanded particles.
  • Impossible The black color of the polyolefin resin in-mold expansion molded product is uneven, and grayish parts are found here and there.
  • Example 1 Polyolefin resin expanded particles and a polyolefin resin in-mold expansion molded product were obtained in the same manner as in Example 1, except that the production apparatus not equipped with the control unit 5 in FIG. 2 was used. The homogeneity of the cell structure was evaluated in the same manner as in Example 1 for the polyolefin-based resin foamed particles thus obtained. In addition, the same method as in Example 1 was used to evaluate color unevenness of the obtained polyolefin resin in-mold expansion molded product.
  • Table 1 shows the results of evaluating the uniformity of the cell structure of the foamed particles and the color unevenness of the in-mold foam molded product in Example 1 and Comparative Example 1.
  • the expanded beads of Example 1 had a ratio of cell diameter variation/average cell diameter of 5.5%, and compared with the expanded beads of Comparative Example 1, the cell structure was uniform. Further, the in-mold expansion-molded product of the expanded beads of Example 1 had a uniform black color, and there was almost no color unevenness within the expanded beads and between the expanded beads. On the other hand, the in-mold expansion-molded product of the expanded beads of Comparative Example 1 had an uneven black color, and grayish portions were found here and there.

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Abstract

フラッシュ弁による除圧発泡法において、微細なセルの発泡粒子の発生を抑制し、均一なセルの発泡粒子を製造するために、発泡粒子の製造装置（１０）は、フラッシュ弁（２０）に供給される樹脂粒子（Ｐ０）の量を調節する調節部（５）が、耐圧容器（１）とフラッシュ弁（２０）との間に設けられている。

Description

発泡粒子の製造方法および製造装置
　本発明は、発泡粒子の製造方法および製造装置に関する。
　熱可塑性樹脂からなる発泡粒子は、耐圧容器内で分散剤を含む水中に熱可塑性樹脂粒子を分散させ、ついで発泡剤を添加し、高温高圧下に保って発泡剤を含浸させたのち、低圧雰囲気下に放出する方法（以下、除圧発泡法）により製造されることが知られている。除圧発泡法による発泡粒子の製造方法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
　当該除圧発泡法では、耐圧容器に、熱可塑性樹脂粒子、無機分散剤および分散助剤、ならびに発泡剤が水と共に仕込まれる。そして、耐圧容器を加熱して耐圧容器内の混合物が所定の温度に調整された後、耐圧容器内の圧力が所定の圧力に調整される。これにより、耐圧容器内の熱可塑性樹脂粒子に発泡剤が含浸する。
　特許文献１に記載の技術では、耐圧容器の下部に設けられたフラッシュ弁を開放させることにより、発泡剤が含浸された熱可塑性樹脂粒子を低圧雰囲気下へ放出している。
国際公開第２０２０／１５８０６１号
　しかしながら、特許文献１に記載のようなフラッシュ弁による除圧発泡法では、発泡粒子において微細なセルが発生してしまい、均一のセルを製造する点で改善の余地がある。
　本発明の一態様は、フラッシュ弁による除圧発泡法において、微細なセルの発泡粒子の発生を抑制し、均一なセルの発泡粒子を製造する技術を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発泡粒子の製造装置は、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡するための耐圧容器と、弁本体と弁体とを備え、前記耐圧容器内のポリオレフィン系樹脂粒子を、低圧の容器へ放出させるためのフラッシュ弁と、フラッシュ弁から放出された発泡粒子を放出する放出管と、前記フラッシュ弁に供給されるポリオレフィン系樹脂粒子の量を調節する調節部と、を備え、前記調節部が、前記耐圧容器と前記フラッシュ弁との間に設けられている、ことを特徴としている。
　本発明によれば、微細なセルの発泡粒子の発生を抑制し、均一なセルの発泡粒子を製造することができる。
本発明の実施形態１に係る発泡粒子の製造装置の一例を模式的に示す図である。 図１に示す製造装置に備えられたフラッシュ弁および調節部の好ましい構成例を示す拡大断面図である。 図１に示す製造装置に備えられたフラッシュ弁および調節部の好ましい別の構成例を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態２に係る発泡粒子の製造装置に備えられたフラッシュ弁の概略構成を示す断面図である。
　本発明者は、フラッシュ弁による除圧発泡法において、均一なセルの発泡粒子を製造する方策として、フラッシュ弁への樹脂粒子の排出量に着目し、鋭意検討した。その結果、本発明者は、フラッシュ弁への樹脂粒子の排出量が何ら制御されない場合には発泡粒子のセル径のバラツキが生じ、フラッシュ弁への樹脂粒子の排出量が発泡粒子のセル構造の均一性に影響することを見出した。そして、フラッシュ弁による除圧発泡法において、フラッシュ弁への樹脂粒子の排出量を調節することによって、微細なセルの発泡粒子の発生を抑制し、均一なセルの発泡粒子を製造することができることを見出し、本発明の一実施形態に至った。
　すなわち、本発明の一実施形態に係る発泡粒子の製造装置（以下、本製造装置と称する場合がある）は、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡するための耐圧容器と、弁本体と弁体とを備え、前記耐圧容器内のポリオレフィン系樹脂粒子を、低圧の容器へ放出させるためのフラッシュ弁と、フラッシュ弁から放出された発泡粒子を放出する放出管と、前記フラッシュ弁に供給されるポリオレフィン系樹脂粒子の量を調節する調節部と、を備え、前記調節部が、前記耐圧容器と前記フラッシュ弁との間に設けられている。前記調節部は、前記フラッシュ弁へのポリオレフィン系樹脂粒子の供給量が一定になるように、耐圧容器から排出されるポリオレフィン系樹脂粒子の量を調節する。前記調節部は、前記フラッシュ弁へのポリオレフィン系樹脂粒子の流入を制限する流入制限部ともいえる。
　上記の構成によれば、前記調節部によって、前記フラッシュ弁に供給されるポリオレフィン系樹脂粒子の量が調節されるので、耐圧容器内の樹脂粒子は、一気にフラッシュ弁に流入することがなく、一定量に調節されてフラッシュ弁に流入する。それゆえ、上記の構成によれば、微細なセルの発泡粒子の発生を抑制し、均一なセルの発泡粒子を製造することができる。
　〔実施形態１〕
　本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は以下に説明する各構成に限定されるものではなく、請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態または実施例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や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、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。また、本明細書中に記載された学術文献及び特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上（Ａを含みかつＡより大きい）Ｂ以下（Ｂを含みかつＢより小さい）」を意図する。
　（発泡粒子の製造装置）
　図１は、本実施形態に係る発泡粒子の製造装置１０の一例を模式的に示す図である。図１に示されるように、製造装置１０は、耐圧容器１と、フラッシュ弁２０と、放出管３と、発泡粒子を輸送する輸送管４と、を備えている。ここで、耐圧容器１に対して、フラッシュ弁２０側を下側とし、フラッシュ弁２０と反対側を上側とする。
　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。耐圧容器１には、ポリオレフィン系樹脂粒子Ｐ０（以下、樹脂粒子Ｐ０と称する場合がある）、発泡剤、および水系分散媒Ｓが仕込まれる。そして、耐圧容器１を加熱して耐圧容器１内の内容物が樹脂粒子Ｐ０の軟化温度以上の温度に調整された後、耐圧容器１内の圧力が所定の圧力に調整される。これにより、耐圧容器１内の樹脂粒子Ｐ０に発泡剤が含浸する。
　フラッシュ弁２０は、耐圧容器１の下部に設けられている。フラッシュ弁２０は、タンク弁とも呼ばれる。フラッシュ弁２０を開放することによって、樹脂粒子Ｐ０は、フラッシュ弁２０を通過し、低圧の空間である放出管３および輸送管４へ放出され、発泡粒子Ｐとなる。
　放出管３は、フラッシュ弁２０から放出された発泡粒子Ｐを輸送管４へ放出するための管である。放出管３は、フラッシュ弁２０と輸送管４との間を接続する管である。放出管３は、フラッシュ弁２０へ向かって先細の円錐筒形状である。
　また、輸送管４は、発泡粒子Ｐを輸送するための管である。輸送管４において、発泡粒子Ｐは、輸送風とともに輸送され、少なくとも洗浄処理、排水処理、脱水処理、および乾燥処理を経て所定の貯槽にて貯蔵される。
　製造装置１０において、耐圧容器１、フラッシュ弁２０、放出管３、および輸送管４以外の各種機器設備は、上述した、少なくとも洗浄処理、排水処理、脱水処理、および乾燥処理を行うことが可能な設備であれば、特に限定されず、例えば、国際公開ＷＯ２０２０／１５８０６１号の図６、図７に示されている。
　製造装置１０に備えられた前記調節部は、（ａ）耐圧容器１とフラッシュ弁２０との間に設けられ、かつ（ｂ）耐圧容器１から排出される樹脂粒子Ｐ０の量を調節できる構造であれば、特に限定されない。例えば、前記調節部は、耐圧容器１の出口部分に設けられた、樹脂粒子Ｐ０が通過可能なスリットまたは網目、孔を有する構造物であってよい。当該スリットまたは網目構造物によって、樹脂粒子Ｐ０は、フラッシュ弁２０への流入が制限される。
　前記調節部のスリット、網目、または孔の合計の面積は、耐圧容器の出口部分の面積の１～１５％が好ましく、１～１０％がより好ましい。当該構成とすることによって耐圧容器内の圧力をより一定に保つことが出来る。樹脂粒子Ｐ０のフラッシュ弁２０への流入制限効果を十分に発揮する観点から、スリット、網目、または孔は、樹脂粒子Ｐ０が通過できる程度の面積であることが好ましい。
　図２は、製造装置１０に備えられたフラッシュ弁２０および調節部５の好ましい構成例を示す拡大断面図である。なお、図２は、フラッシュ弁２０を開放した状態での調節部５の構成を示している。
　フラッシュ弁２０は、弁本体２１と、弁体２２と、を備えている。
　弁本体２１は、入口２１ａと、案内面２１ｂと、連結口２１ｃと、を有している。入口２１ａは、弁本体２１の上部に形成されている。案内面２１ｂは、弁体２２の軸Ｅに対して垂直な面であり、弁本体２１に流入した樹脂粒子Ｐ０を連結口２１ｃへ案内するように構成されている。連結口２１ｃは、弁本体２１と放出管３との連結部分に形成されている。連結口２１ｃを介して、弁本体２１と放出管３とは連通している。
　弁体２２は、弁本体２１内を上下方向に移動するピストンである。弁体２２の入口２１ａ側の先端部分は、入口２１ａへ向かって幅狭となる円錐台形状である。放出管３と弁本体２１との連結部分と弁本体２１の入口２１ａとの間の部分においては、弁本体２１の内側面と弁体２２との間に隙間が設けられている。当該隙間は、入口２１ａから流入する樹脂粒子Ｐ０の流路となる。また、案内面２１ｂよりも下側部分においては、弁本体２１の内側面と弁体２２との間に隙間が設けられていない。すなわち、弁本体２１内において、樹脂粒子Ｐ０は、案内面２１ｂよりも下側へ流れない。
　また、図２には示していないが、フラッシュ弁２０は、操作部を備えている（図４に示す操作部２３に相当）当該操作部は、弁体２２を操作する部分である。操作部を操作することにより、弁体２２が上下方向に移動する。操作部は、自動で操作可能であっても、手動で操作可能であってもよい。
　図２に示すように、調節部５は、耐圧容器１とフラッシュ弁２０との間に設けられている。具体的には、調節部５は、シャフト５１と、筒状部５２と、を備えている。
　シャフト５１は、上方に伸びる棒状部材であり、フラッシュ弁２０の弁体２２の先端部分に連結している。そして、シャフト５１は、弁体２２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５２は、耐圧容器１の出口１ａとフラッシュ弁２０（弁本体２１）の入口２１ａとを連結する。筒状部５２は、耐圧容器１と連通する連通口５２ａ（第１連通口）と、フラッシュ弁２０と連通する連通口５２ｂ（第２連通口）を有する。連通口５２ａ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５２ｂは、弁本体２１の入口２１ａの上側に位置しており、入口２１ａよりも口径が小さくなっている。このため、弁体２２は、弁本体２１内の上下移動により、連通口５２ｂを開放または閉塞する。製造装置１０では、弁体２２の降下距離を変えることによって、連通口５２ｂと弁体２２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。
　シャフト５１は、筒状部５２に挿入されている。フラッシュ弁２０が閉じている状態（弁体２２により連通口５２ｂが閉塞している状態）では、シャフト５１は、連通口５２ａに対して、突出している。具体的には、シャフト５１の耐圧容器１側の端部５１ａ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５１は、フラッシュ弁２０の開放に連動して連通口５２ａ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２２が降下して連通口５２ｂが開放されたとき、シャフト５１の端部５１ａは下方へ移動し、連通口５２ａ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（換言すれば、フラッシュ弁２０の開放動作中）においては、端部５１ａ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５では、シャフト５１と連通口５２ａとにより、樹脂粒子Ｐ０が通過する間隙６が形成されている。前記発泡過程中、フラッシュ弁２０の開動作に連動して、シャフト５１の端部５１ａは、第２位置ＩＩから第１位置Ｉへ移動する。また、前記発泡過程後のフラッシュ弁２０の閉動作に連動して、シャフト５１の端部５１ａは、第１位置Ｉから第２位置ＩＩへ移動する。
　前記発泡過程では、前記操作部による操作により、弁体２２が、弁本体２１から降下し、連通口５２ｂ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Ｓとともに、調節部５の筒状部５２を通過し、連通口５２ｂから低圧の弁本体２１内に流入する。そして、樹脂粒子Ｐ０は、連結口２１ｃへ案内され、放出管３に放出して発泡粒子Ｐとなる。
　調節部５の構成によれば、前記発泡過程においては、シャフト５１の端部５１ａは第１位置Ｉに位置しており、第１位置Ｉよりも下方へ移動することがない。それゆえ、前記発泡過程中、樹脂粒子Ｐ０が通過する間隙６は維持される。よって、前記発泡過程中、耐圧容器１内の樹脂粒子Ｐ０は、間隙６を介して、筒状部５２を通過し、連通口５２ｂから弁本体２１内に流入する。その結果、調節部５によって、耐圧容器１からフラッシュ弁２０へ排出される樹脂粒子Ｐ０の量は、間隙６を通過した量に制限される。このように、図２に示す構成によれば、耐圧容器１内の樹脂粒子Ｐ０は、一気にフラッシュ弁２０に流入することがなく、一定量に調節されてフラッシュ弁２０に流入する。したがって、本実施形態に係る発泡粒子の製造装置によれば、微細なセルの発泡粒子の発生を抑制し、均一なセルの発泡粒子を製造することができる。
　なお、前記発泡過程後、耐圧容器１内の残存物を外部に排出する場合には、弁体２２は、さらに降下する。そして、この弁体２２の降下に連動して、シャフト５１の端部５１ａは第１位置Ｉよりも下方へ移動する。このとき、シャフト５１と連通口５２ａとの間に間隙６が形成されず、耐圧容器１内の残存物は、連通口５２ａから一気にフラッシュ弁２０へ流入することになる。
　なお、シャフト５１は、（ｉ）フラッシュ弁２０が閉じている状態では、シャフト５１は、連通口５２ａに対して、突出しており、（ｉｉ）フラッシュ弁２０の開放に連動して連通口５２ａへ向かって移動するように、構成されていればよく、図２に示す構成に限定されない。シャフト５１は、前記発泡過程中に、間隙６が維持されている構成であればよい。例えば、シャフト５１は、前記発泡工程中に、第２位置ＩＩから、第１位置Ｉよりも第２位置ＩＩに近い位置へ、端部５１ａが移動するように構成されていてもよい。当該シャフト５１の構成であっても、前記発泡過程中に、間隙６が維持されている。
　間隙６の寸法はシャフト５１の径と連通口５２ａの径との差として表現することができる。当該間隙６の寸法は、耐圧容器１内の樹脂粒子Ｐ０が通過する程度の寸法であれば特に限定されない。間隙６を介した樹脂粒子Ｐ０のフラッシュ弁２０への流入制限効果を十分に発揮する観点から、間隙６の寸法は、好ましくは１個～５個、より好ましくは１個～３個の樹脂粒子Ｐ０が通過できる程度の寸法である。具体的には、間隙６の寸法は、０．１ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ～５ｍｍであることがより好ましい。
　また、弁体２２の軸Ｅの方向における筒状部５２の寸法は、特に限定されない。しかし、間隙６を介した樹脂粒子Ｐ０のフラッシュ弁２０への流入制限効果を発揮し、かつ製造装置１０の大型化を回避する観点では、弁体２２の軸Ｅの方向において、筒状部５２の寸法は、好ましくは、フラッシュ弁２０の寸法よりも小さく、より好ましくはフラッシュ弁２０の寸法の４０％～９０％、さらに好ましくはフラッシュ弁２０の寸法の５０～７０％である。具体的には、弁体２２の軸Ｅの方向において、筒状部５２の寸法は、１０ｍｍ～４０ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ～３０ｍｍであることがより好ましい。
　また、図２に示す構成では、放出管３は、弁体２２が伸びる方向に対して傾斜するように、フラッシュ弁２０の弁本体２１に接続している。換言すれば、放出管３の軸Ｆは、弁体２２の軸Ｅに対して傾斜している。それゆえ、フラッシュ弁２０が開状態となったとき、連通口５２ｂから、樹脂粒子Ｐ０が水系分散媒Ｓとともに流入する。そして、樹脂粒子Ｐ０は、案内面２１ｂにて当接することによって、連結口２１ｃへ案内され、放出管３に放出して発泡粒子Ｐとなる。このように、樹脂粒子Ｐ０は、発泡粒子Ｐになるまでに、案内面２１ｂに当接して移動方向が変化するので、発泡倍率バラツキの小さい良好な発泡粒子を得ることができる。
　なお、フラッシュ弁２０では、前記操作部による操作により、弁体２２が、弁本体２１から降下する。そして、フラッシュ弁２０では、弁体２２の降下距離を変えることによって、連通口５２ｂと弁体２２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。
　また、製造装置１０は、受部５２ｃを備えている。受部５２ｃは、フラッシュ弁２０の閉時に弁体２２に密着して受ける。図２に示すように、受部５２ｃは、調節部５に設けられており、フラッシュ弁２０には設けられていない。より具体的には、受部５２ｃは筒状部５２の下端部に設けられている。そして、受部５２ｃには、連通口５２ｂが形成されている。筒状部５２の受部５２ｃの下面は、弁本体２１の入口２１ａを覆う蓋面として機能する。
　図２に示す構成では、フラッシュ弁２０の閉動作に連動して弁体２２が上昇すると、弁体２２は筒状部５２の受部５２ｃに当接し密着する。そして、これにより、フラッシュ弁２０が閉じる。
　図３は、製造装置１０に備えられたフラッシュ弁２０Ａおよび調節部５Ａの好ましい別の構成例を示す拡大断面図である。図３に示す構成は、フラッシュ弁２０Ａの閉時に弁体２２に密着して受ける受部が調節部５Ａに設けられていない点が、図２に示す構成と異なる。
　図３に示すように、受部２１ｄは、弁本体２１に設けられている。受部２１ｄは、弁本体２１の上端部の内壁から内方へ突出した突出部である。そして、受部２１ｄには、入口２１ａが形成されている。受部２１ｄの下面は、弁本体２１の上端部分の蓋面として機能する。
　図３に示す構成では、フラッシュ弁２０Ａの閉動作に連動して弁体２２が上昇すると、弁本体２１の受部２１ｄに当接し密着する。そして、これにより、フラッシュ弁２０が閉じる。
　また、調節部５Ａにおいて、連通口５２ｂは、弁本体２１の入口２１ａの上側に位置しており、口径は、入口２１ａと同じか入口２１ａよりも大きくなっている。フラッシュ弁２０Ａにおいて、弁体２２は、弁本体２１内の上下移動により、入口２１ａを開放または閉塞する。弁体２２の降下距離を変えることによって、入口２１ａと弁体２２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。
　フラッシュ弁２０Ａが閉じている状態（弁体２２により入口２１ａが閉塞している状態）では、シャフト５１は、連通口５２ａに対して、突出している。そして、シャフト５１は、フラッシュ弁２０Ａの開放に連動して入口２１ａへ向かって移動するように構成されている。
　前記発泡過程では、前記操作部による操作により、弁体２２が、弁本体２１から降下し、入口２１ａ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Ｓとともに、調節部５Ａの筒状部５２を通過し、連通口５２ｂから低圧の弁本体２１内に流入する。そして、樹脂粒子Ｐ０は、連結口２１ｃへ案内され、放出管３に放出して発泡粒子Ｐとなる。
　調節部５Ａの構成によれば、前記発泡過程においては、シャフト５１の端部５１ａは第１位置Ｉに位置しており、第１位置Ｉよりも下方へ移動することがない。それゆえ、前記発泡過程中、樹脂粒子Ｐ０が通過する間隙６は維持される。よって、前記発泡過程中、耐圧容器１内の樹脂粒子Ｐ０は、間隙６を介して、筒状部５２を通過し、入口２１ａから弁本体２１内に流入する。
　（発泡粒子Ｐについて）
　ここで、製造装置１０に使用される発泡粒子Ｐの原料は、上述した除圧発泡法により発泡可能な原料であればよく、少なくともポリオレフィン系樹脂粒子及び発泡剤、並びに水系分散媒Ｓを含む。また、発泡粒子の原料として、ポリオレフィン系樹脂粒子及び発泡剤の他に、必要に応じて各種添加剤を添加することができる。例えば、難燃剤、熱安定剤、ラジカル発生剤、加工助剤、耐候性安定剤、造核剤、発泡助剤、帯電防止剤、輻射伝熱抑制剤、及び、着色剤等を挙げることができる。これらの添加剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
　本実施形態で用いられるポリオレフィン系樹脂は、特に限定されず、例えば、国際公開ＷＯ２０２０／１５８０６１号にて例示されたポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図４は、本実施形態に係る製造装置に備えられたフラッシュ弁２０Ａの概略構成を示す断面図である。
　図４に示すように、本製造装置は、フラッシュ弁２０Ａの構成が実施形態１と異なる。具体的には、フラッシュ弁２０Ａは、操作部２３を備えるとともに、弁本体２１の案内面２１ｅが弁体２２の軸Ｅに対して傾斜した面である。なお、操作部２３は、実施形態１にて説明した操作部と同様の機能を有するので、説明を省略する。
　図４に示すように、案内面２１ｅは、連結口２１ｃ側の端２１ｆが最も下側になるように傾斜している。それゆえ、樹脂粒子Ｐ０は、案内面２１ｅに当接して、スムーズに連結口２１ｃへ到達するので、案内面２１ｅにて、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。その結果、粒子表面のセルが微細化した発泡粒子Ｐや扁平な発泡粒子Ｐの発生を防止することができる。なお、案内面２１ｅは、連結口２１ｃ側の端２１ｆが最も下側になるように傾斜している構成に限定されず、連結口２１ｃへスムーズに案内できる程度に傾斜している構成であればよい。連結口２１ｃ側の端２１ｆが最も下側になるように案内面２１ｅが傾斜している場合、軸Ｅに対して垂直な面に対する案内面２１ｅの傾斜角度は、０°を超え、６０°以下であることが好ましく、１５°以上、４５°以下であることがより好ましい。
　〔発泡粒子の製造方法〕
　本発明の一実施形態に係る発泡粒子の製造方法は、除圧発泡法によって、発泡粒子を得る発泡工程を有する。当該発泡工程にて使用される発泡粒子の製造装置は、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡するための耐圧容器と、前記耐圧容器内のポリオレフィン系樹脂粒子を、低圧の容器へ放出させるためのフラッシュ弁と、フラッシュ弁から放出された発泡粒子を放出する放出管と、を備える、発泡粒子の製造装置であって、前記フラッシュ弁に供給されるポリオレフィン系樹脂粒子の量を調節する調節部が、前記耐圧容器と前記フラッシュ弁との間に設けられている構成である。当該構成を備えていれば、発泡粒子の製造装置の構成は、特に限定されない。発泡工程にて使用される発泡粒子の製造装置は、例えば、前記実施形態１または２に係る発泡粒子の製造装置が挙げられる。
　〔発泡粒子の成形体の製造方法〕
　本実施形態に係る発泡粒子の成形体の製造方法は、上述の製造方法で得た発泡粒子を成形する方法である。発泡粒子の成形体を製造するために、前記発泡粒子は、公知の方法によって成形することができる。
　（まとめ）
　本発明の態様１に係る発泡粒子の製造装置１０は、ポリオレフィン系樹脂粒子（樹脂粒子Ｐ０）を発泡するための耐圧容器１と、弁本体２１と弁体２２とを備え、前記耐圧容器１内のポリオレフィン系樹脂粒子を、低圧の容器（輸送管４）へ放出させるためのフラッシュ弁２０と、フラッシュ弁２０から放出された発泡粒子Ｐを放出する放出管３と、前記フラッシュ弁２０に供給されるポリオレフィン系樹脂粒子の量を調節する調節部５と、を備え、前記調節部５が、前記耐圧容器１と前記フラッシュ弁２０との間に設けられている構成である。
　本発明の態様２に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１において、フラッシュ弁２０が閉じたときに前記弁体２２に密着して受ける受部５２ｃを備え、前記受部５２ｃは、前記調節部５に設けられている構成である。
　本発明の態様３に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１において、フラッシュ弁２０Ａが閉じたときに前記弁体２２に密着して受ける受部２１ｄを備え、前記受部２１ｄは、前記弁本体２１に設けられている構成である。
　本発明の態様４に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１～３の何れかにおいて、前記調節部５は、前記耐圧容器１と連通する第１連通口（連通口５２ａ）と、前記フラッシュ弁２０と連通する第２連通口（連通口５２ｂ）と、を有する筒状部５２と、前記第１連通口に対して突出するように前記筒状部５２に挿入されるとともに、前記弁体２２に連結され前記フラッシュ弁２０の開放に連動して前記第１連通口へ向かって移動するように構成されたシャフト５１と、を備え、前記シャフト５１と前記第１連通口とにより、前記ポリオレフィン系樹脂粒子が通過する間隙６が形成されている構成である。
　本発明の態様５に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様４において、前記第１連通口（連通口５２ａ）は、前記耐圧容器１の出口１ａよりも口径が小さい構成である。
　本発明の態様６に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様４または５において、前記間隙６の寸法は、０．１ｍｍ～１０ｍｍである構成である。
　本発明の態様７に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様４～６の何れかにおいて、前記弁体２２の軸Ｅの方向において、前記筒状部５２の寸法は、フラッシュ弁２０の寸法の４０％～９０％である構成である。
　本発明の態様８に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様４～７の何れかにおいて、前記フラッシュ弁２０において、前記弁体２２の降下距離を変えることによって、前記連通口５２ｂ（第２連通口）と前記弁体２２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構成である。
　本発明の態様９に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１～８の何れかにおいて、前記放出管３は、前記弁体２２が伸びる方向に対して傾斜するように、前記フラッシュ弁２０の弁本体２１に接続している構成である。
　本発明の態様１０に係る発泡粒子の製造装置は、態様９において、前記弁本体２１は、連結口２１ｃを介して、前記放出管３と連通しており、前記弁本体２１は、前記弁本体２１に流入した前記ポリオレフィン系樹脂粒子を前記連結口２１ｃへ案内する案内面２１ｅを有し、前記案内面２１ｅは、前記弁体２２の軸Ｅに対して傾斜した面である構成である。
　本発明の態様１１に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１０において、前記案内面２１ｅの前記弁体２２の軸Ｅに対する傾斜角度は、０°を超え、６０°以下である構成である。
　本発明の態様１２に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１０または１１において、前記案内面２１ｅは、前記連結口２１ｃ側の端２１ｆが下側になるように傾斜している構成である。
　本発明の態様１３に係る発泡粒子の製造方法は、本発明の態様１～１２の何れかの発泡粒子の製造装置１０を用いて、発泡粒子を製造する工程を有する、方法である。
　本発明の態様１４に係る発泡粒子の製造方法は、態様１３において、前記発泡粒子の原料は、ポリオレフィン系樹脂粒子及び発泡剤、並びに水系分散媒を含む、方法である。
　本発明の態様１５に係る発泡粒子の成形体の製造方法は、本発明の態様１３または１４の発泡粒子の成形体の製造方法で得た発泡粒子を成形する、方法である。
　本発明の態様１６に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１において、前記調節部は、前記耐圧容器１の出口部分に設けられた、樹脂粒子Ｐ０が通過可能なスリットまたは網目、孔を有する構造物である構成である。
　本発明の態様１７に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様１６において、前記調節部の前記スリット、前記網目、または前記孔の合計の面積は、耐圧容器の出口部分の面積の１～１５％である構成である。
　本発明の態様１８に係る発泡粒子の製造装置１０は、態様４～８の何れかにおいて、前記フラッシュ弁２０の開放動作中、前記シャフト５１の前記耐圧容器１側の端部５１ａは、前記第１連通口（連通口５２ａ）の位置である第１位置Ｉよりも下側に移動しないようになっている、構成である。
　以下、実施例及び比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されて解釈されるべきではない。
　〔実施例１〕
　（樹脂粒子の製造）
　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、エチレン含有率３％、融点１４８℃、ＭＩ＝７．５ｇ／１０分、曲げ弾性率１０００ＭＰａ）を使用し、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、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し、円柱状のポリオレフィン系樹脂からなる樹脂組成物粒子（ペレット）（１．２ｍｇ／粒）を得た。
　（発泡粒子の製造）
　得られた樹脂粒子１００重量部、分散剤としてカオリンＡＳＰ－１７０を０．３重量部、および分散助剤としてＤＢＳを０．０５重量部、水２００重量部と共に耐圧容器内に仕込んだ。その後、炭酸ガスを３．６重量部仕込み、耐圧容器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２．５ＭＰaまで昇圧した。所定の発泡温度、発泡圧力で２０分間保持した後、フラッシュ弁を通して、耐圧容器内の水系分散液を、前記耐圧容器から低圧の容器へ放出させ、発泡倍率約１４倍のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得た。この工程では、図２に示すフラッシュ弁２０および調節部５を備えた製造装置を用いて、発泡粒子を得た。また、得られたポリオレフィン系樹脂発泡粒子について、セル構造の均一性を評価した。
　得られたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を７５℃で２０時間乾燥後、室温にて１日以上養生し、後述の方法により、ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体の製造に使用した。
　（ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体の製造）
　ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を耐圧容器内に投入し、当該発泡粒子に加圧空気を含浸させ、発泡粒子の内圧が０．１０ＭＰａ・Ｇとなるように調整した。内圧が付与された発泡粒子を、３７０ｍｍ×３２０ｍｍ×５０ｍｍの金型内に充填した。
　その後、金型および発泡粒子を０．３ＭＰａ・Ｇの水蒸気にて加熱し、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子同士を融着させ、ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体を得た。得られたポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体を金型から離型後、７５℃にて２０時間乾燥させ、さらに２３℃にて５時間以上養生し、得られたポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体の色ムラを評価した。
　＜ポリオレフィン系樹脂発泡粒子のセル構造均一性の評価＞
　気泡膜が破壊されないように充分注意して発泡粒子をほぼ中央で切断した。その切断面について、マイクロスコープで観察し、セル径を算出した。セル径は、長さ２０００μｍに相当する線分を引き、該線分が通る気泡数ｎを測定した。そして、前記気泡数ｎから気泡径を２０００／ｎ（μｍ）で算出した。
　１０粒の発泡粒子のセル径を測定し、平均セル径とセル径バラツキを算出した。セル構造の均一性は、セル径バラツキ／平均セル径の比の値で評価した。
　＜色ムラ評価＞
　ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体を目視で観察し、下記の基準で評価した。
良好：ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体の黒色が均一で、発泡粒子内および発泡粒子間の色にほとんどムラが無い。
不可：ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体の黒色にムラがあり、灰色っぽい部分が散見される。
　〔比較例１〕
　図２において調節部５を備えていない製造装置を使用したことを除き、実施例１と同様の方法でポリオレフィン系樹脂発泡粒子およびポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体を得た。得られたポリオレフィン系樹脂発泡粒子について、実施例１と同様の方法でセル構造の均一性を評価した。また、得られたポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体について、実施例１と同様の方法で色ムラを評価した。
　実施例１および比較例１において、発泡粒子のセル構造の均一性および型内発泡成形体の色ムラを評価した結果を、表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１の結果から、実施例１の発泡粒子は、セル径バラツキ／平均セル径の比が５．５％であり、比較例１の発泡粒子と比較して、セル構造が均一であった。また、実施例１の発泡粒子の型内発泡成形体は、黒色が均一であり、発泡粒子内および発泡粒子間の色にほとんどムラが無かった。一方、比較例１の発泡粒子の型内発泡成形体は、黒色にムラがあり、灰色っぽい部分が散見された。
　１　　　　　　耐圧容器
　３　　　　　　放出管
　４　　　　　　輸送管（低圧の容器）
　５　　　　　　調節部
　６　　　　　　間隙
１０　　　　　　製造装置
２０、２０Ａ　　フラッシュ弁
２１　　　　　　弁本体
２１ｂ、２１ｅ　案内面
２１ｃ　　　　　連結口
２２　　　　　　弁体
５１　　　　　　シャフト
５２　　　　　　筒状部
５２ａ　　　　　連通口（第１連通口）
５２ｂ　　　　　連通口（第２連通口）
Ｐ０　　　　　　樹脂粒子
　Ｐ　　　　　　発泡粒子

Claims (15)

  1. 　ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡するための耐圧容器と、
    　弁本体と弁体とを備え、前記耐圧容器内のポリオレフィン系樹脂粒子を、低圧の容器へ放出させるためのフラッシュ弁と、
    　フラッシュ弁から放出された発泡粒子を放出する放出管と、
    　前記フラッシュ弁に供給されるポリオレフィン系樹脂粒子の量を調節する調節部と、を備え、
    　前記調節部が、前記耐圧容器と前記フラッシュ弁との間に設けられている、発泡粒子の製造装置。
  2. 　フラッシュ弁が閉じたときに前記弁体に密着して受ける受部を備え、
    　前記受部は、前記調節部に設けられている、請求項１に記載の発泡粒子の製造装置。
  3. 　フラッシュ弁が閉じたときに前記弁体に密着して受ける受部を備え、
    　前記受部は、前記弁本体に設けられている、請求項１に記載の発泡粒子の製造装置。
  4. 　前記調節部は、
    　前記耐圧容器と連通する第１連通口と、前記フラッシュ弁と連通する第２連通口と、を有する筒状部と、
    　前記第１連通口に対して突出するように前記筒状部に挿入されるとともに、前記弁体に連結され前記フラッシュ弁の開放に連動して前記第１連通口へ向かって移動するように構成されたシャフトと、を備え、
    　前記シャフトと前記第１連通口とにより、前記ポリオレフィン系樹脂粒子が通過する間隙が形成されている、請求項１～３の何れか１項に記載の発泡粒子の製造装置。
  5. 　前記第１連通口は、前記耐圧容器の出口よりも口径が小さい、請求項４に記載の発泡粒子の製造装置。
  6. 　前記間隙の寸法は、０．１ｍｍ～１０ｍｍである、請求項４または５に記載の発泡粒子の製造装置。
  7. 　前記弁体の軸の方向において、前記筒状部の寸法は、フラッシュ弁の寸法の４０％～９０％である、請求項４～６の何れか１項に記載の発泡粒子の製造装置。
  8. 　前記フラッシュ弁において、前記弁体の降下距離を変えることによって、前記第２連通口と前記弁体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、請求項４～７の何れか１項に記載の発泡粒子の製造装置。
  9. 　前記放出管は、前記弁体が伸びる方向に対して傾斜するように、前記フラッシュ弁の弁本体に接続している、請求項１～８の何れか１項に記載の発泡粒子の製造装置。
  10. 　前記弁本体は、連結口を介して、前記放出管と連通しており、
    　前記弁本体は、前記弁本体に流入した前記ポリオレフィン系樹脂粒子を前記連結口へ案内する案内面を有し、
    　前記案内面は、前記弁体の軸に対して傾斜した面である、請求項９に記載の発泡粒子の製造装置。
  11. 　前記案内面の前記弁体の軸に対する傾斜角度は、０°を超え、６０°以下である、請求項１０に記載の発泡粒子の製造装置。
  12. 　前記案内面は、前記連結口側の端が下側になるように傾斜している、請求項１０または１１に記載の発泡粒子の製造装置。
  13. 　請求項１～１２の何れか１項に記載の発泡粒子の製造装置を用いて、発泡粒子を製造する工程を有する、発泡粒子の製造方法。
  14. 　前記発泡粒子の原料は、ポリオレフィン系樹脂粒子及び発泡剤、並びに水系分散媒を含む、請求項１３に記載の発泡粒子の製造方法。
  15. 　請求項１３または１４に記載の発泡粒子の製造方法で得た発泡粒子を成形する、発泡粒子の成形体の製造方法。
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