(57)【要約】【課題】安定した発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産を実現する。【解決手段】発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置（１００）は、熱可塑性樹脂を溶融混練する押出機（１０）と、発泡剤を熱可塑性樹脂へ添加するための発泡剤供給部（３０）と、複数の孔を有するダイ（２０）と、を備え、発泡剤の温度を制御する温度制御部（３４）を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を溶融混練する押出機と、発泡剤を前記熱可塑性樹脂へ添加するための添加部と、複数の孔を有するダイと、を備え、前記ダイを通して、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融樹脂を押出す発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置であって、
前記発泡剤の温度を制御する温度制御部を備えることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置。
【請求項２】
前記温度制御部は、前記発泡剤の温度を基準温度±２．５℃に制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置。
【請求項３】
前記発泡剤は、ペンタンおよび／またはブタンを含むものであることを特徴とする請求項１または２に記載の発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置。
【請求項４】
熱可塑性樹脂を溶融混練する溶融混練工程と、発泡剤を前記熱可塑性樹脂へ添加する添加工程と、を含む、発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法であって、
前記添加工程では、前記発泡剤の温度を制御することを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法。
【請求項５】
前記添加工程では、前記発泡剤の温度を基準温度±２．５℃に制御して、前記熱可塑性樹脂へ添加することを特徴とする請求項４に記載の発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法。
【請求項６】
前記発泡剤は、ペンタンおよび／またはブタンを含むものであることを特徴とする請求項４または５に記載の発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置、及び発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡性熱可塑性樹脂粒子を用いて得られる熱可塑性樹脂発泡成形体は、軽量性、断熱性、及び緩衝性などを有するバランスに優れた発泡体であり、従来から食品容器箱、保冷箱、緩衝材、及び住宅等の断熱材として広く利用されている。
【０００３】
特許文献１には、押出機内で溶融された熱可塑性樹脂に発泡剤を圧入し、発泡剤含有の溶融樹脂を押出機先端に付設したダイの多数の小孔から直接冷却用液体中に押出すと同時に、押出物を高速回転刃で切断し液体中で冷却固化することにより発泡性熱可塑性樹脂粒子を得る方法が開示されている。特許文献１に記載の技術では、発泡剤含有溶融樹脂の剪断速度が１２０００〜３５０００ｓｅｃ−１、且つ樹脂の見かけ溶融粘度が１００〜７００ポイズとなるように押し出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第2005/128173号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術には、生産の安定性の面で改善の余地があることを本願発明者は見出した。
【０００６】
本発明の一態様は、発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造工程において、安定した生産が可能となる発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置、及び発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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性熱可塑性樹脂粒子の製造装置は、熱可塑性樹脂を溶融混練する押出機と、発泡剤を前記熱可塑性樹脂へ添加するための添加部と、複数の孔を有するダイと、を備え、前記ダイを通して、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融樹脂を押出す発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置であって、前記発泡剤の温度を一定に制御する温度制御部を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、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性熱可塑性樹脂粒子の製造方法は、熱可塑性樹脂を溶融混練する溶融混練工程と、発泡剤を前記熱可塑性樹脂へ添加する添加工程と、を含む、発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法であって、前記添加工程では、前記発泡剤の温度を一定に制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、安定した発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置１００の概略構成を示す図である。
【図２】製造装置１００に備えられた温度制御部３４の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置１００Ａの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
＜発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置＞
以下、本発明の実施の一形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置１００の概略構成を示す図である。製造装置１００は、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融樹脂（以下、単に溶融樹脂と呼ぶ場合がある）を押出し、水中にてカットすることにより発泡性熱可塑性樹脂粒子を造粒するための装置である。
【００１２】
図１に示されるように、製造装置１００は、溶融樹脂を押出すための押出機１０と、ダイ２０と、ダイホルダ２１と、発泡剤供給部３０（添加部）と、カッター３と、カッティングチャンバー４と、管路５と、送水ポンプ６と、水槽７と、脱水処理部８と、容器９と、を備えている。
【００１３】
押出機１０の溶融樹脂の押出方向の下流側には、ダイホルダ２１及びダイ２０が設けられている。ダイホルダ２１及びダイ２０のうち、ダイ２０は、最も下流側に設けられている。ダイ２０は、押出機１０から押出された溶融樹脂が吐出される樹脂吐出面２０ａを有する。そして、ダイホルダ２１は、ダイ２０を保持する部材であり、ダイバータバルブ２２を備えている。すなわち、ダイ２０の上流側に、ダイバータバルブ２２が設けられている。
【００１４】
また、ダイ２０における押出機１０と反対側には、カッティングチャンバー４が設けられている。製造装置１００において、溶融樹脂は、押出機１０による押出しにより、ダイ２０へ向けて流れることになる。このような溶融樹脂の流れから、押出機１０及びダイ２０において、溶融樹脂が吐出される側を、下流側とし、その反対側を上流側としている。また、上流側から下流側へ向かう溶融樹脂の流れ方向（溶融樹脂の押出方向）に対して垂直な方向を側方としている。
【００１５】
押出機１０には、熱可塑性樹脂を供給するためのホッパー１１が設けられている。なお、図１では、ホッパー１１は、熱可塑性樹脂を供給するために１つ設けられているが、ホッパー１１の数は、発泡性熱可塑性樹脂粒子の原料の特性、種類、数等に応じて適宜設定することができる。
【００１６】
発泡剤供給部３０は、押出機１０にて溶融混練される溶融樹脂に対し発泡剤を供給する部材により構成され、発泡剤貯蔵部３１、発泡剤供給管３２、高圧ポンプ３３、及び温度制御部３４を備えている。発泡剤供給部３０では、高圧ポンプ３３により、発泡剤貯蔵部３１にて貯蔵されている発泡剤が発泡剤供給管３２を介して押出機１０へ供給されるようになっている。温度制御部３４は、溶融樹脂に供給される発泡剤の温度を制御する。図１に示された構成では、発泡剤供給管３２は、押出機１０に接続されているが、押出機１０以外の部材に接続されていてもよい。
【００１７】
図１に示された構成では、温度制御部３４は高圧ポンプ３３より下流側の発泡剤供給管３２に設置されているが高圧ポンプ３３より上流側に設置されていても、発泡剤貯蔵部３１に設置されていても良い。
【００１８】
カッティングチャンバー４には、管路５が接続されている。そして、管路５の一端は、送水ポンプ６を介して水槽７に接続されている。一方、管路５の他端には、脱水処理部８が設けられている。製造装置１００では、送水ポンプ６の駆動により、水槽７内の水が、カッティングチャンバー４へ供給され、カッティングチャンバー４から脱水処理部８に流れ込むようになっている。
【００１９】
カッティングチャンバー４は、ダイ２０の樹脂吐出面２０ａに水槽７からの水流を接触させるためのチャンバーである。カッティングチャンバー４には、カッター３が収容されている。カッター３は、ダイ２０の樹脂吐出面２０ａに設けられたダイ孔から吐出される溶融樹脂を切断し粒子化するための部材である。
【００２０】
製造装置１００では、ホッパー１１を介して供給された熱可塑性樹脂等の原料は、押出機１０内にて例えば、１００℃以上、３００℃以下の樹脂温度で溶融混練される。熱可塑性樹脂の分解抑制の観点からは、１１０℃以上、２５０℃以下の樹脂温度で熱可塑性樹脂を溶融されることが好ましい。
【００２１】
そして、このような樹脂温度で溶融した混練物は、ダイ２０側へ移送されつつ、発泡剤供給部３０により発泡剤が混合される。そして、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融樹脂は、さらに混練されながら移動しダイ２０のダイ孔から押出される。そして、溶融樹脂は、ダイ２０の樹脂吐出面２０ａのダイ孔から吐出されると、カッター３により粒状に切断され造粒されると同時に、カッティングチャンバー４内を循環する水と接触して急冷される。
【００２２】
このように造粒された発泡性熱可塑性樹脂粒子は、カッティングチャンバー４から循環水の流れに乗って管路５を通過し脱水処理部８へ運ばれる。そして、脱水処理部８にて、循環水と分離されるとともに、脱水乾燥される。乾燥された発泡性熱可塑性樹脂粒子は、容器９にて貯留される。
【００２３】
なお、押出機１０は、造粒する樹脂の種類等に応じて、従来公知の押出機から適宜選択して使用することができ、例えばスクリュを用いた押出機が挙げられる。スクリュを用いた押出機としては、例えば、単軸押出機や二軸押出機を採用することが可能であり、二軸押出機を採用する場合のスクリュ回転方向は、同方向であっても異方向であっても構わない。また、押出機１０は２つ以上を設けられていてもよい。例えば押出機１０が２つ設けられている場合は、２つの押出機１０を直列に連結したタンデム型の構成を採用することが可能である。
【００２４】
押出機１０が１つ設けられている場合、溶融樹脂の滞留時間を短時間に抑え易く、樹脂の劣化を抑制し易いというメリットがある。一方、押出機１０が２つ以上設けられている場合、樹脂と他の添加剤等とをより均一に混合し易いというメリットがある。このようなことを考慮し、押出機１０の構成を決定することができる。
【００２５】
ここで、特許文献１に記載されたような、熱可塑性樹脂を押出機で加熱溶融混練した後、発泡剤を添加し押出発泡させる方法では、以下の問題があることを本願発明者は見出した。
【００２６】
本熱可塑性樹脂粒子の製造方法においてはダイ２０のダイ孔から押し出される発泡剤含有溶融熱可塑性樹脂の粘度制御が安定生産性に重要である。発泡剤含有溶融熱可塑性樹脂の粘度が高いとダイ孔の閉塞が進んで開口率が低下しやすい。また発泡剤含有溶融熱可塑性樹脂の粘度が低いとカッター３でのカッティング不良が発生して所定の粒重量の熱可塑性樹脂粒子にならなかったり、さらには発泡剤含有溶融熱可塑性樹脂がカッター３に巻き付いて生産を停止しなくてはいけなくなったりする傾向がある。
【００２７】
したがって安定生産のためにダイスでの発泡剤含有溶融熱可塑性樹脂の温度を調整することで粘度を調整し、さらにはその粘度に応じてカッティングチャンバー４を流れる循環水の温度、水圧やカッター３の回転速度を調整している。
【００２８】
上述のような調整により、頻度は減少するものの運転中に開口率の低下やカッターへの発泡剤含有溶融熱可塑性樹脂の巻き付きが発生していた。
【００２９】
本願発明者は溶融樹脂に対し供給する発泡剤の温度を制御することにより、生産安定性を大幅に改善することを見出した。
【００３０】
一般的に、熱可塑性樹脂を溶融混練する押出機１０を含む製造装置１００は、開放系に設置される。このため、発泡剤貯蔵部３１にて貯蔵される発泡剤の温度は、外気温により一日を通して変動し、特に昼と夜とで温度差が大きくなる傾向にある。また、発泡剤貯蔵部だけでなく、配管中においても外気の影響を受けやすい。また、発泡剤の温度は、一年を通して変動し、夏季と冬季とで温度差が大きくなる傾向にある。
【００３１】
押出機１０において溶融樹脂の温度調整はなされているものの、添加される発泡剤の温度が変動することにより、溶融混練物の粘度や温度分布などが変動する。そのため、連続的に溶融混練物をダイ２０のダイ孔から押出していると、例えばダイ孔の開口率が下がることがあり、発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産安定性が低下する。本願発明者らは、これまで押出機やダイス等の温度制御によって安定生産できなったことに溶融樹脂に対し供給する発泡剤の温度が大きく影響を及ぼしていることを見出した。
【００３２】
そこで、本実施形態に係る製造装置１００は、発泡剤の温度変動に起因する発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産安定性の低下を改善するため、発泡剤の温度を制御する温度制御部３４を備えている。製造装置１００では、溶融状態の熱可塑性樹脂（液状流体）に対して、温度制御された発泡剤が供給されることになる。このため、ダイ２０へ移送される、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融混練物は、外気温の変動に依存せず、溶融混練物の温度及び粘度が一定に保たれる。それゆえ、発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産が安定する。具体的には、溶融樹脂をダイ２０のダイ孔から押出すに際し、溶融樹脂のダイ孔の閉塞率が低くなり、ダイ孔の開口率が安定的に高い状態で製造装置１００の運転が可能になる。ここでいう「開口率」とは、ダイ２０に形成されたダイ孔の数に対する閉塞していないダイ孔の数の割合を意味する。
【００３３】
温度制御部３４は、発泡剤の温度を制御可能な構成であれば、特に限定されないが、熱交換器を備えた構成であることが好ましい。本実施形態に適用可能な熱交換器は、特に限定されないが、例えば、プレート式熱交換器、多管式熱交換器、スパイラル式熱交換器等か挙げられる。図２は、温度制御部３４の概略構成を示す図である。
【００３４】
図２に示されるように、温度制御部３４は、熱交換器３５と、熱交換媒体循環流路３６と、ヒータ３７と、冷却器３８と、を備えている。温度制御部３４では、熱交換器３５、ヒータ３７、及び冷却器３８は、熱交換媒体循環流路３６を介して接続している。また、温度制御部３４は、熱交換媒体の温度を検出する温度検出器３９を備えている。
【００３５】
熱交換器３５は、発泡剤供給管３２に設けられており、発泡剤供給管３２を通過する発泡剤と熱交換可能に構成されている。また、熱交換媒体循環流路３６は、図示しない循環ポンプにより熱交換媒体を循環するための流路である。また、ヒータ３７は、熱交換媒体循環流路３６を移動する熱交換媒体を加熱可能に構成された温度調整器である。また、冷却器３８は、熱交換媒体循環流路３６を移動する熱交換媒体を冷却可能に構成された温度調整器である。なお、図２には示されていないが、温度制御部３４は、ヒータ３７の加熱動作及び冷却器３８の冷却動作を制御する動作制御部を備えている。
【００３６】
温度制御部３４では、熱交換媒体循環流路３６を介して、ヒータ３７及び冷却器３８により所定の温度に調整された熱交換媒体が熱交換器３５に供給される。より具体的には、温度制御部３４では、前記動作制御部により、温度検出器３９から検出された熱交換媒体の温度に基づいてヒータ３７及び冷却器３８が制御され、発泡剤を所定の温度に熱交換可能な温度に調整される。そして、当該温度が調整された熱交換媒体により、熱交換器３５を介して発泡剤の熱交換が行われる。
【００３７】
温度制御部３４では、このような熱交換器３５を介した熱交換により、発泡剤供給管３２を通る発泡剤の温度が制御される。温度制御部３４は、発泡剤の温度を、基準温度±２．５℃、より好ましくは基準温度±１．５℃、特に好ましくは基準温度±１℃に制御する。
【００３８】
このように本実施形態では、基準温度を定め、発泡剤の温度が安定的になれば、その基準温度に応じて押出機１０やダイ２０等の温度を設定すれば安定的に生産を継続することができる。基準温度は、特に限定されない。温度制御部３４による温度調節機構の負荷の観点からは外気温が大きく異なる夏と冬との間で基準温度が変更されてもよいし、一年を通じて同じ条件で製造装置１００を運転する場合は一定の基準温度が採用されてもよい。本実施形態における温度制御部３４の本質は、押出機１０に導入される発泡剤の温度を安定させることにある。
【００３９】
それゆえ、本実施形態によれば、昼と夜とでまたは夏と冬とで、温度差に依存せず、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融混練物は、温度及び粘度が一定に保たれる。また、前記基準温度は、外部環境の季節に応じて適宜設定可能であるが、通常は２０℃〜２５℃の間で決められた温度である。
【００４０】
また、場合によってはより低い温度に温度制御された発泡剤の投入により押出機１０における樹脂温度を低くすることが可能となり、熱可塑性樹脂の分解や、難燃剤や難燃助剤の分解を抑制し易くなる。この場合の前記基準温度は好ましくは０℃〜１５℃、さらに好ましくは５℃〜１０℃である。
【００４１】
また、発泡剤供給管３２は、断熱材により被覆されていることが好ましい。
【００４２】
また、温度制御部３４は、発泡剤（ガス）の温度を測定するセンサーで検出された発泡剤温度がフィードバックされ、熱交換媒体の温度を制御する。この場合、センサーは、押出機１０に添加される直前の発泡剤の温度を測定するように構成されていることが好ましい。それゆえ、センサーは、発泡剤供給管３２における押出機１０に近い部分に設置されることが好ましい。ただし、発泡剤供給管３２が断熱材により被覆されており、押出機１０に添加される直前の発泡剤の温度の変動範囲が±２．５℃の範囲内である場合には、センサーは、発泡剤供給管３２の任意の箇所に設置されてもよい。
【００４３】
また、図１及び図２に示された構成では、温度制御部３４は、高圧ポンプ３３により加圧された発泡剤を温度制御する構成、すなわち、発泡剤供給管３２における高圧ポンプ３３よりも押出機１０に近い位置に設けられていた。しかし、温度制御部３４は、図１及び２に示された構成に限定されず、高圧ポンプ３３により加圧される前の発泡剤を温度制御する構成であってもよい。この場合、温度制御部３４は、例えば、発泡剤供給管３２における高圧ポンプ３３よりも発泡剤貯蔵部３１に近い位置に設けられている。また、温度制御部３４は、発泡剤貯蔵部３１自体に設置されていてもよい。
【００４４】
本実施形態に係る製造装置１００により製造される発泡性熱可塑性樹脂粒子は、公知の予備発泡機により予備発泡され、熱可塑性樹脂予備発泡粒子となる。熱可塑性樹脂予備発泡粒子は、発泡性熱可塑性樹脂粒子をおおむね１０倍以上、１１０倍以下に発泡させたものである。また、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を型内発泡成形することにより、熱可塑性樹脂型内発泡成形体が製造される。
【００４５】
＜発泡性熱可塑性樹脂粒子の原料＞
本実施形態において、発泡性熱可塑性樹脂粒子を製造するための原料として、熱可塑性樹脂及び発泡剤の他に、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。
【００４６】
また、本実施形態で用いられる熱可塑性樹脂は、公知の熱可塑性樹脂を含有することができ、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（耐熱ＰＳ）、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＩＰＳ）、Ｎ−フェニルマレイミド−スチレン−無水マレイン酸の三次元共重合体及び、それとＡＳとのアロイ（ＩＰ）などのスチレン系樹脂；ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などのビニル系樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン３元共重合体、シクロオレフィン系（共）重合体などのポリオレフィン系樹脂及びこれらに分岐構造、架橋構造を導入してレオロジーコントロールされたポリオレフィン系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ＭＸＤナイロンなどのポリアミド系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネートなどのポリエステル系樹脂、ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル系樹脂；ポリフェニレンエーテル系樹脂（ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂（変性ＰＰＥ）、ポリオキシメチレン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、芳香族ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などのエンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。これらの中でも、安価で、且つ、発泡成形が容易であるので、スチレン系樹脂が好ましい。
【００４７】
また、本実施形態で用いられる発泡剤は、特に限定されないが、炭素数４〜５の炭化水素が望ましい。炭素数４〜５の炭化水素であれば、十分な発泡力が得られ易く、高発泡化し易いものとなる。炭素数４〜５の炭化水素としては、ブタン、またはペンタンが好ましく、例えば、ノルマルブタン、イソブタン等のブタン、ペンタンとして、ノルマルペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、又はシクロペンタン等のペンタンが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。すなわち、発泡剤は、ブタンおよび／またはペンタンを含むものであってもよい。
【００４８】
＜発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法＞
本実施形態に係る発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法は、熱可塑性樹脂を溶融混練する溶融混練工程と、発泡剤を前記熱可塑性樹脂へ添加する添加工程と、を含み、前記添加工程では、前記発泡剤の温度を一定に制御する方法であれば、特に限定されない。例えば、上述した製造装置１００を用いた製造方法が挙げられる。以下、図１及び図２を参照して、製造装置１００を用いた、発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法について説明する。
【００４９】
まず、本実施形態に係る製造方法においては、ホッパー１１から熱可塑性樹脂を押出機１０に投入し、例えば、１００℃以上、３００℃以下の樹脂温度で溶融混練する（溶融混練工程）。熱可塑性樹脂の分解抑制の観点からは、１１０℃以上、２５０℃以下の樹脂温度で熱可塑性樹脂を溶融することが好ましい。なお、製造される発泡性熱可塑性樹脂粒子の種類・特性等に応じて、上述した熱可塑性樹脂以外の他の添加剤を押出機１０に投入してもよい。この場合、他の添加剤をあらかじめ熱可塑性樹脂とブレンドしたものを押出機１０に投入することにより、熱可塑性樹脂と同時に添加することができる。あるいは、押出機１０に熱可塑性樹脂を投入するホッパー１１とは別の添加口を設けておき、この添加口から他の添加剤を押出機１０に投入してもよい。
【００５０】
また、２機の押出機１０を用いたタンデム型の構成を採用する場合、単軸押出機−単軸押出機、二軸押出機−単軸押出機の構成を採用することが好ましく、上流側に二軸押出機を採用した二軸押出機−単軸押出機の構成がより好ましい。この場合、押出機１０への原料供給が安定し、発泡剤、難燃剤、難燃助剤、他の添加剤が均等に分散され易く、得られる熱可塑性樹脂型内発泡成形体の難燃性が安定かつ高度に発現し、１つの熱可塑性樹脂型内発泡成形体から切り出した試験片ごとの難燃レベルも安定したものとなり易い。
【００５１】
次いで、発泡剤供給部３０から発泡剤を押出機１０に添加する（添加工程）。発泡剤は、温度制御部３４により温度制御されて押出機１０に添加される。このため、発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産が安定する。
【００５２】
ここで、発泡剤供給部３０から発泡剤を熱可塑性樹脂の溶融物に添加する（添加工程）では、発泡剤の温度を基準温度±２．５℃、より好ましくは基準温度±１．５℃、特に好ましくは基準温度±１℃に制御する。これにより、昼と夜とで温度差に依存せず、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融混練物は、温度及び粘度が一定に保たれる。前記基準温度は、外部環境の季節等に応じて適宜設定可能であるが、通常は２０℃〜２５℃の間で決められた温度である。
【００５３】
また、場合によってはより低い温度に温度制御された発泡剤の投入により押出機１０における樹脂温度を低くすることが可能となり、熱可塑性樹脂の分解や、難燃剤や難燃助剤の分解を抑制し易くなる。この場合の基準温度は好ましくは０℃〜１５℃、さらに好ましくは５℃〜１０℃である。
【００５４】
このように押出機１０内にて、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融樹脂を溶融混練した後、溶融樹脂を、ダイ２０を通して押出すことになる。
【００５５】
押出工程では、溶融樹脂をダイ２０側へ供給するに伴い、カッティングチャンバー４に水を導入し、かつ、カッター３を回転させる。
【００５６】
ダイ２０より押出される直前の溶融樹脂の温度は、発泡剤を含まない状態での熱可塑性樹脂の［ガラス転移温度＋４０℃］以上、［ガラス転移温度＋１００℃］以下、より望ましくは［ガラス転移温度＋５０℃］以上、［ガラス転移温度＋７０℃］以下であることが望ましい。このような温度であれば、ダイ孔が詰まりにくく、かつ所望の粒子形状の発泡性熱可塑性樹脂粒子が得られやすい。また、発泡性熱可塑性樹脂粒子が意図せず発泡してしまうこともなく、ダイ２０から押出された溶融樹脂の粘度も適度なものとなり、溶融樹脂がカッター３に巻きつくこともなく、安定した発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造が可能となる。
【００５７】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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、その説明を省略する。図３は、本実施形態に係る発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置１００Ａの概略構成を示す図である。図３では、本実施形態に係る製造装置の特徴点を明確にするため、管路５、送水ポンプ６、水槽７、脱水処理部８、及び容器９を省略している。
【００５８】
本実施形態に係る製造装置１００Ａは、押出機１０Ａとダイ２０との間に混合冷却部４０が配置された点が主に前記実施形態１と異なる。また、押出機１０Ａには、原料を供給するホッパー１１が設けられており、発泡剤供給管３２は設けられていない。なお、押出機１０Ａに発泡剤供給部３０を設けられることを除くものではない。
【００５９】
製造装置１００Ａでは、押出機１０Ａの下流側にギアポンプ１４、混合冷却部４０の上流側にギアポンプ１６が配置されている。そして、ギアポンプ１４とギアポンプ１６とを中継する継続配管１５が配置されている。発泡剤供給管３２は、継続配管１５に設けられている。それゆえ、製造装置１００Ａでは、溶融樹脂は、押出機１０Ａにて溶融混練された後、ギアポンプ１４により継続配管１５へ移送されたときに発泡剤供給部３０から発泡剤が供給されることになる。
【００６０】
本実施形態のように、発泡剤を押出機１０Ａの下流側に接続された継続配管１５において添加する場合、添加した発泡剤が押出機１０Ａのホッパー１１からバックフロー（ガス抜け）することなく、安定して熱可塑性樹脂中に含有される。その結果、得られる個々の発泡性熱可塑性樹脂粒子に含まれる発泡剤含有量のばらつきが低減する。
【００６１】
そして、このように発泡剤が供給された溶融樹脂は、ギアポンプ１６により混合冷却部４０へ移送される。混合冷却部４０は、上流側から下流側へ向けて、スタティックミキサー４１、ギアポンプ４２、スタティッククーラー４３、及びギアポンプ４４がこの順に配置された配管構成である。スタティックミキサー４１は、溶融樹脂を均一混合するために有用である。また、スタティッククーラー４３は、溶融樹脂を所定の温度に冷却するのに有用である。混合冷却部４０では、スタティックミキサー４１による混合機能とスタティッククーラー４３による冷却機能により、溶融樹脂が混練冷却される。
【００６２】
また、ギアポンプは、溶融樹脂の流れの圧力を維持する、あるいは適宜昇圧するために有用な部材である。本実施形態に係る製造装置１００Ａは、押出機１０Ａからダイ２０へ向かう流路にギアポンプ１４、１６、４２、及び４４が設けられた構成であるので、流路中の溶融樹脂の圧力を維持し易く、安定した吐出量を実現することができる。
【００６３】
本実施形態に係る製造装置１００Ａでは、押出機１０Ａとダイ２０との間に混合冷却部４０が配置されているので、押出機１０Ａからダイ２０へ向かう流路中で、溶融混練された溶融樹脂を冷却することになる。
【００６４】
このようなことから、押出機１０Ａとダイ２０との間の流路における溶融樹脂の温度は、発泡剤を含まない状態での熱可塑性樹脂の［ガラス転移温度＋４０℃］以上、［ガラス転移温度＋１００℃］以下、より望ましくは［ガラス転移温度＋５０℃］以上、［ガラス転移温度＋７０℃］以下であることが望ましい。
【００６５】
また、混合冷却部４０において、スタティックミキサー４１、及びスタティッククーラー４３は、別々に設けられた構成であってもよく、一体化した構成であってもよい。例えば、スタティックミキサー４１、スタティッククーラー４３、またはスタティックミキサー４１とスタティッククーラー４３を一体化したものは、ＳＵＬＺＥＲ社、ＦＬＵＩＴＥＣ社、ＳＴＡＭＩＸＣＯ社等から入手可能である。ギアポンプ１４、１６、４２、及び４４は、ＰＳＩ−ＰＯＬＹＭＥＲ  ＳＹＳＹＴＥＭ社、ＥＸＴＲＵＳＩＯＮ  ＡＵＸＩＬＩＡＲＹ  ＳＥＲＶＩＣＥＳ社等から入手可能である。継続配管１５は、各種添加剤等の添加口を設けるか設けないか、更には使用温度や圧力等を考慮し、容易に作製可能であり、前述の各社等、あるいは押出機メーカーに問い合わせれば、入手可能である。
【００６６】
また、図３に示された構成では、混合冷却部４０は、スタティックミキサー４１及びスタティッククーラー４３を備えた構成である。しかし、混合冷却部４０の構成は、溶融樹脂を混練しつつ冷却することが可能であれば、特に限定されない。例えば、混合冷却部４０は、単軸押出機を備えた構成であってもよい。
【００６７】
また、図３に示された構成では、ダイホルダ２１の上流側の部分がギアポンプ４４の下流側の端部と接続しており、実施形態１と同様の操作が実施される。
【００６８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６９】
本発明の態様１に係る製造装置は、熱可塑性樹脂を溶融混練する押出機と、発泡剤を前記熱可塑性樹脂へ添加するための添加部と、複数の孔を有するダイと、を備え、前記ダイを通して、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融樹脂を押出す発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造装置であって、前記発泡剤の温度を制御する温度制御部を備える構成である。
【００７０】
本願発明者らは、これまで押出機やダイス等の温度制御によって安定生産できなったことに溶融樹脂に対し供給する発泡剤の温度が大きく影響を及ぼしていることを見出した。上記の構成によれば、前記発泡剤の温度を制御する温度制御部を備えるので、熱可塑性樹脂の溶融混練物に対して、温度制御された発泡剤が供給されることになる。このため、上記の構成によれば、発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産が安定することができる。
【００７１】
本発明の態様１に係る製造装置は、態様１において、前記温度制御部は、前記発泡剤の温度を基準温度±２．５℃に制御するものであってもよい。これにより、昼と夜とで温度差に依存せず、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融混練物は、温度及び粘度が一定に保たれる。
【００７２】
本発明の態様３に係る製造装置は、態様１または２において、前記発泡剤は、ペンタンおよび／またはブタンを含むものであってもよい。
【００７３】
本発明の態様４に係る製造方法は、熱可塑性樹脂を溶融混練する溶融混練工程と、発泡剤を前記熱可塑性樹脂へ添加する添加工程と、を含む、発泡性熱可塑性樹脂粒子の製造方法であって、前記添加工程では、前記発泡剤の温度を制御する構成である。
【００７４】
上記の構成によれば、発泡性熱可塑性樹脂粒子の生産が安定することができる。
【００７５】
本発明の態様５に係る製造方法は、態様４において、前記添加工程では、前記発泡剤の温度を基準温度±２．５℃に制御して、前記熱可塑性樹脂へ添加してもよい。これにより、昼と夜とで温度差に依存せず、熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む溶融混練物は、温度及び粘度が一定に保たれる。
【００７６】
本発明の態様６に係る製造方法は、態様４または５において、前記発泡剤は、ペンタンおよび／またはブタンを含むものであってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０、１０Ａ  押出機
２０  ダイ
３０  発泡剤供給部（添加部）
３４  温度制御部
１００、１００Ａ  製造装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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