(57)【要約】【課題】添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液を製造する方法ならびに装置を提供する。【解決手段】添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液（ＰＡＴ）を製造する方法および装置では、第１のポリマー融液（Ｐ１）および第２のポリマー融液（Ｐ２）が提供される。スクリュー機械（８）を用いて、少なくとも１種の添加剤（Ａ）を第１のポリマー融液（Ｐ１）と混合して、添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）を得る。さらに、少なくとも１種の発泡剤（Ｔ）を第２のポリマー融液（Ｐ２）と混合して、発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を得る。発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を、スクリュー機械（８）内に形成された添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）に加える。スクリュー機械（８）を用いて、発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）と添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）とを混合して、添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液（ＰＡＴ）を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液を製造する方法であって、以下のステップ、すなわち、
−  第１のポリマー融液（Ｐ１）と第２のポリマー融液（Ｐ２）を提供するステップと、
−  スクリュー機械（８）を用いて、少なくとも１種の添加剤（Ａ）を前記第１のポリマー融液（Ｐ１）と混合して、添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）を得るステップと、
−  少なくとも１種の発泡剤（Ｔ）を前記第２のポリマー融液（Ｐ２）と混合して、発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を得るステップと、
−  前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を、前記スクリュー機械（８）内に提供された前記添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）に加えるステップと、
−  前記スクリュー機械（８）を用いて前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）と前記添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）とを混合して、添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液（ＰＡＴ）を得るステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液（ＰＡＴ）は、ポリマー重量比ａＳを有し、前記第１のポリマー融液（Ｐ１）のポリマー重量比ａ１は、ａ１＜０．４・ａＳ、特にａ１＜０．３・ａＳ、さらに特にａ１＜０．２・ａＳであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１種の添加剤（Ａ）を加える前に、前記第１のポリマー融液（Ｐ１）は温度Ｔ１を有し、該温度Ｔ１は、Ｔ１＜１８５℃、特にＴ１＜１７５℃、さらに特にＴ１＜１６５℃であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記スクリュー機械（８）を用いて前記少なくとも１種の添加剤（Ａ）を混合する前に、第１の集積領域（１７）が、前記第１のポリマー融液（Ｐ１）で形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１種の添加剤（Ａ）の混合中に、前記添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）は脱揮されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を加える前に、前記添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）は温度Ｔ２を有し、該温度Ｔ２は、Ｔ２＜１９５℃、特にＴ２＜１８５℃、さらに特にＴ２＜１７５℃であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１種の添加剤（Ａ）を混合した後で、かつ前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を加える前に、前記スクリュー機械（８）を用いて、第２の集積領域（１９）が、前記添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）で形成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記スクリュー機械（８）に供給されるときに、前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）は温度Ｔ３を有し、該温度Ｔ３は、Ｔ３＜１８０℃、特にＴ３＜１７０℃、さらに特にＴ３＜１６０℃であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）は、前記スクリュー機械（８）に供給される前に、特に融液冷却器（４６）を用いて冷却されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
スクリュー機械（８）と混合装置（４１）とを備えて構成される、添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液を製造する装置であって、
前記スクリュー機械（８）は、
−  ケーシング（９）と、
−  該ケーシング（９）に形成された少なくとも１つのケーシング穴（１０、１０’）と、
−  該ケーシング穴（１０、１０’）に配置された少なくとも１つの処理要素シャフト（１１、１１’）と、
−  第１のポリマー融液（Ｐ１）を提供するために、前記少なくとも１つのケーシング穴（１０、１０’）に通じた第１の供給開口（２２）と、
−  少なくとも１種の添加剤（Ａ）を供給するための第２の供給開口（３０）であって、搬送方向（３）に対して、前記第１の供給開口（２２）の下流側に配置され、前記少なくとも１つのケーシング穴（１０、１０’）に通じた第２の供給開口（３０）と、
−  添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）を得るために、前記少なくとも１種の添加剤（Ａ）と前記第１のポリマー融液（Ｐ１）とを混合するための第１の混合領域（１８）と、
−  発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を供給するための第３の供給開口（３７）であって、前記搬送方向（３）に対して、前記第１の混合領域（１８）の下流側に配置され、前記少なくとも１つのケーシング穴（１０、１０’）に通じた第３の供給開口（３７）と、
−  添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液（ＰＡＴ）を得るために、前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）と前記添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）とを混合するための第２の混合領域（２０）と、
を備え、
前記混合装置（４１）は、少なくとも１種の発泡剤（Ｔ）を第２のポリマー融液（Ｐ２）に混合して、前記発泡剤含有ポリマー融液（ＰＴ）を提供するために、前記第３の供給開口（３７）に通じている、
添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液を製造する装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの処理要素シャフト（１１、１１’）は、前記第１のポリマー融液（Ｐ１）の第１の集積領域（１７）を形成するために、前記第２の供給開口（３０）の上流側に少なくとも１つの第１の集積部材（２９）を有することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの処理要素シャフト（１１、１１’）は、前記添加剤含有ポリマー融液（ＰＡ）の第２の集積領域（１９）を形成するために、前記第２の供給開口（３０）と前記第３の供給開口（３７）との間に少なくとも１つの第２の集積部材（３６）を有することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ケーシング（９）において、前記少なくとも１つの第１の集積部材（２９）と前記少なくとも１つの第２の集積部材（３６）との間に通気開口（３３）が形成され、該通気開口（３３）は、特に前記第２の供給開口（３０）の上流側に配置されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記混合装置（４１）は、
−  特に静的な融液冷却器として構成された融液冷却器（４６）と、
−  第２のポリマー融液（Ｐ２）を前記融液冷却器（４６）に供給するためのポリマー供給管（５１）と、
−  少なくとも１種の発泡剤（Ｔ）を供給するための発泡剤供給管（５０）であって、特に前記融液冷却器（４６）に通じた発泡剤供給管（５０）と、
を備えて構成されることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
第２のポリマー融液（Ｐ２）を提供するための重合反応器（５２）が、前記混合装置（４１）の上流側に配置され、融液ポンプ（５３）が、特に前記重合反応器（５２）と前記混合装置（４１）との間に配置されることを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添加剤および発泡剤を含有するポリマー融液（以下、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液という）、特に、ポリスチレン融液を製造する方法ならびに装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を製造する方法は、特許文献１から公知である。ポリマー融液は重合反応器を用いて提供され、スクリュー機械に送られる。第１のステップで、少なくとも１種の添加剤、次いで、少なくとも１種の発泡剤が、スクリュー機械内でポリマー融液に混合される。このために、スクリュー機械は、少なくとも１種の添加剤および少なくとも１種の発泡剤を混合するのに、それぞれ添加剤供給開口と、添加剤供給開口の下流側に配置された発泡剤供給開口とを有し、発泡剤供給開口および添加剤供給開口は、それぞれの混合領域につながっている。次いで、添加剤および発泡剤を含有したポリマー融液はペレット化されて、膨張可能な、または膨張したポリマーペレットを形成する。少なくとも１種の添加剤および少なくとも１種の発泡剤を混合するときに、ポリマー融液に機械エネルギが導入される。こうして導入されたエネルギは、ポリマー融液の温度が、少なくとも１種の添加剤の臨界分解温度未満のままであることを保証するために、スクリュー機械を用いて、複雑なプロセスでポリマー融液から除去される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００９／０５２８９８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】
【０００４】
本発明の目的は、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の製造を単純な態様にする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴構成を有する方法によって、本発明により達成される。添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を製造するために、スクリュー機械を用いて、少なくとも１種の添加剤を第１のポリマー融液に混合し、スクリュー機械内に添加剤を含有するポリマー融液（以下、添加剤含有ポリマー融液という）を提供する。スクリュー機械の外で、特に、混合装置を用いて、少なくとも１種の発泡剤を第２のポリマー融液に混合して、スクリュー機械の外に発泡剤を含有するポリマー融液（以下、発泡剤含有ポリマー融液という）を提供する。ポリマー融液は、特に、同じポリマー材料、特に、ポリスチレンからなる。次いで、発泡剤含有ポリマー融液を、スクリュー機械内に提供された添加剤含有ポリマー融液に加える。次いで、スクリュー機械を用いて、発泡剤含有ポリマー融液と添加剤含有ポリマー融液とを混合して、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を得る。スクリュー機械から排出されると、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液はペレット化されるのが好ましい。
【０００６】
本発明に係る方法では、少なくとも１種の添加剤の混合は、少なくとも１種の発泡剤の混合から切り離され、したがって、添加剤含有ポリマー融液または添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度が、より容易に調整および観測されるのが可能になる。少なくとも１種の発泡剤の第２のポリマー融液への混合は、少なくとも１種の添加剤の臨界分解温度を観測する必要なしに行うことができる。少なくとも１種の発泡剤を混合することで、第２のポリマー融液の温度および粘度が低くなり、発泡剤含有ポリマー融液を添加剤含有ポリマー融液に容易に混合できるようになる。低い粘度により、特に、混合に必要とされる機械エネルギ入力が小さくなり、したがって、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度をより容易に臨界分解温度未満に保つことができるようになる。
【０００７】
発泡剤含有ポリマー融液は、添加剤含有ポリマー融液に加えられる前に冷却されるのが好ましい。発泡剤含有ポリマー融液は、特に、融液冷却器を用いて導入された比較的高い冷却力を吸収することができる。必要に応じて、添加剤含有ポリマー融液または添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度が、スクリュー機械で行われる冷却プロセスを用いて調整される。発泡剤含有ポリマー融液は、好ましくは添加剤含有ポリマー融液に加えられる前に冷却されるので、スクリュー機械では、より少ない冷却で済ますことができる。
【０００８】
適切な１種または複数種のポリマー融液には、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびこれらのポリマーの混合物がある。他の適切なポリマーには、ポリラクチドなどの再生可能資源、およびセルロースアセテートなどの生物分解性ポリマーに基づくものがある。ポリマー融液に混合するのに適した添加剤には、例えば、難燃剤、気泡調節剤、グラファイト、カーボンブラック、滑石、および／または着色剤がある。ポリマー融液への混合用の適切な発泡剤には、ペンタン、特に、ｎ−ペンタン、イソ−ペンタンなどの炭化水素、アルコール、二酸化炭素、窒素、またはこれらの化合物の混合物がある。
【０００９】
ポリマーのタイプおよび選択された少なくとも１種の発泡剤に応じて、ペレット化法により、膨張可能な、および膨張したポリマーペレットの両方を製造することが可能である。膨張可能なポリマーペレットは、水中ペレット化法を用いて製造されるのが好ましく、一方、膨張したポリマーペレットは、水リングペレット化法を用いて製造されるのが好ましい。本発明に係る連続的な方法は、膨張可能な、および／またはすでに膨張したポリマーペレットが、高いポリマー生産性で製造されるのを可能にする。第２のポリマー融液は、重合反応器を用いて提供されるのが好ましく、融液ポンプを用いて混合装置に送られ、第２のポリマー融液は、この混合装置内で少なくとも１種の発泡剤と混合される。本発明に係る方法はまた、請求項１０〜１５に記載した特徴を有するなど、さらに拡張することができる。
【００１０】
請求項２に係る方法は、ポリマー融液の製造を単純な態様にする。第１のポリマー融液は、第１のポリマー重量比ａ１を有する。これに対して、第２のポリマー融液は、第２のポリマー重量比ａ２を有する。ポリマー重量比ａ１、ａ２を加算すると、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液のポリマー重量比ａＳが得られ、ａ１＋ａ２＝ａＳである。比率ａ２／ａ１は、次のように、ａ２／ａ１＞３／２、特に、ａ２／ａ１＞７／３、さらに、特に、ａ２／ａ１＞４である。したがって、少なくとも１種の添加剤は、遙かに小さい重量比ａ１の方に混合され、一方、少なくとも１種の発泡剤は、より大きい重量比ａ２の方に混合される。重量比ａＳは、少なくとも１種の添加剤がなく、少なくとも１種の発泡剤がないポリマー融液全体を画定する。少なくとも１種の添加剤は、より小さい重量比ａ１の方に混合されるので、添加剤含有ポリマー融液の温度を臨界分解温度未満に保つのは比較的容易であり、特に、比較的少ない冷却量で済ますことができる。粘度が比較的低いために、発泡剤含有ポリマー融液を混合する場合の機械エネルギ入力は小さいので、混合中に、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度を臨界分解温度未満に保つのに、比較的少ない冷却量だけで済ますことができる。
【００１１】
請求項３に係る方法は、少なくとも１種の添加剤の混合を単純な態様にする。第１のポリマー融液は、特に、少なくとも１種の添加剤を加える前に冷却される。第１のポリマー融液は、様々な方法によって提供することができる。第１の方法では、スクリュー機械は、ポリマーペレットを充填され、ポリマーペレットは、少なくとも１種の添加剤が混合される前に、溶融領域で溶融される。第１のポリマー融液は、溶融領域で、特に、冷却ユニットを用いて冷却される。第２の方法では、第１のポリマー融液は、融液ポンプを用いて重合反応器から取り出され、冷却用の融液冷却器を通って搬送される。次いで、冷却された第１のポリマー融液は、スクリュー機械に供給され、少なくとも１種の添加剤が混合される第１の混合領域に搬送される。第３の方法では、提供された発泡剤含有ポリマー融液が、第１の部分流れと第２の部分流れとに分流される。第１の部分流れは、少なくとも１種の添加剤が混合される第１の混合領域の上流側に配置された融液ポンプを用いて、スクリュー機械に供給される。スクリュー機械では、第１の部分流れは、好ましくは、後方通気（back venting）によって脱揮され（devolatilized、蒸気液化）、発泡剤のない第１のポリマー融液が提供されるように、混合された少なくとも１種の発泡剤が離脱するのが可能になる。第１のポリマー融液の温度は、温度センサを用いて測定され、制御装置によって観測されるのが好ましい。
【００１２】
請求項４に係る方法は、少なくとも１種の添加剤の混合を単純な態様にする。第１の集積領域を形成するために、少なくとも１つの処理要素シャフトに、少なくとも１つの集積部材が設けられる。少なくとも１つの集積部材は、その搬送方向が、スクリュー機械の搬送方向と逆になるように構成される。これにより、第１のポリマー融液は、第１の集積領域に集積して、融液シールを形成する。前記融液シールは、添加剤含有ポリマー融液の揮発成分が、上流方向に流れるのを防止する。通気開口の上流側に形成された第１の集積領域は、揮発成分が、通気開口を通って脱出するのを保証するので、融液シールは、特に、添加剤含有ポリマー融液の脱揮を単純な態様にする。少なくとも１種の添加剤は、特に、難燃剤、気泡調節剤、グラファイト、カーボンブラック、滑石、および／または着色剤からなる群から選択される。少なくとも１種の添加剤の臨界分解温度ＴＫは、ＴＫ≧２４０℃、特に、ＴＫ≧２１０℃、さらに、特に、ＴＫ≧１８０℃とされる。
【００１３】
請求項５に係る方法は、少なくとも１種の添加剤の混合を単純な態様にする。混合中に添加剤含有ポリマー融液から離脱した揮発成分は、通気開口から排出される。通気開口は、少なくとも１種の添加剤を供給するための供給開口の上流側に形成されるのが好ましい。
【００１４】
請求項６に係る方法は、ポリマー融液の製造を単純な態様にする。少なくとも１種の添加剤を混合中に、添加剤含有ポリマー融液の温度は、臨界分解温度を超えない。必要に応じて、添加剤含有ポリマー融液は混合中に冷却され、したがって、混合中に導入された機械エネルギに起因する、望ましくない温度上昇が防止される。冷却を行うために、スクリュー機械には、特に、混合領域に冷却ユニットが設けられる。添加剤含有ポリマー融液の温度は、温度センサを用いて測定され、制御装置を用いて観測されるのが好ましい。
【００１５】
請求項７に係る方法は、発泡剤含有ポリマー融液と添加剤含有ポリマー融液との混合を単純な態様にする。揮発性の少なくとも１種の発泡剤が、発泡剤含有または添加剤・発泡剤含有ポリマー融液から離脱するのを防止するために、添加剤含有ポリマー融液で構成される第２の集積領域が、スクリュー機械内で、発泡剤含有ポリマー融液用の入口の上流側に形成される。第２の集積領域を形成するために、少なくとも１つの処理要素シャフトは、少なくとも１つの集積部材を有する。少なくとも１つの集積部材は、その搬送方向が、スクリュー機械の搬送方向と逆である。これにより、添加剤含有ポリマー融液は集積して、融液シールを第２の集積領域に形成する。融液シールは、発泡剤含有ポリマー融液と添加剤含有ポリマー融液との混合中に離脱した発泡剤の総量が上流に向かって流れて、通気開口および／または供給開口を通って、スクリュー機械から排出されることを確実にする。
【００１６】
請求項８に係る方法は、発泡剤含有ポリマー融液と添加剤含有ポリマー融液との混合を単純な態様にする。発泡剤含有ポリマー融液と添加剤含有ポリマー融液とを混合するときに、スクリュー機械によって機械エネルギが導入され、その結果、温度が上昇する。この温度上昇にもかかわらず、発泡剤含有ポリマー融液の温度により、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度が、混合領域において臨界分解温度を超えないことが保証される。スクリュー機械には、第２の混合領域において、特に、冷却ユニットが設けられる。必要に応じて、冷却ユニットは、機械エネルギ入力で生じた温度上昇が、臨界分解温度未満に保たれるように、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液が冷却されるのを可能にする。
【００１７】
請求項９に係る方法は、ポリマー融液の製造を単純な態様にする。発泡剤含有ポリマー融液を冷却することで、発泡剤含有ポリマー融液が、添加剤含有ポリマー融液と混合されたときに、臨界分解温度ＴＫを超えないことが保証される。スクリュー機械を用いて混合することで、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液に機械エネルギが導入され、その結果、温度が上昇する。この温度上昇にもかかわらず、発泡剤含有ポリマー融液を冷却することで、混合中および混合後に、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度が臨界分解温度を超えないことが保証される。融液冷却器は、発泡剤含有ポリマー融液に比較的高い冷却力が導入されるのを可能にする。
【００１８】
スクリュー機械には、発泡剤含有ポリマー融液と添加剤含有ポリマー融液とを混合するための第２の混合領域において、特に、冷却ユニットが設けられる。必要に応じて、冷却ユニットは、混合中に導入された機械エネルギの少なくとも一部が、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液から再度除去されるのを保証する。添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度は、第２の混合領域で温度センサを用いて測定され、制御装置を用いて観測されるのが好ましい。
【００１９】
本発明の別の目的は、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を単純な態様で製造するのを可能にする装置を提供することである。
【００２０】
この目的は、請求項１０に記載の特徴を有する装置によって達成される。本発明に係る装置の利点は、上記にすでに説明した本発明に係る方法の利点に合致する。したがって、本発明に係る装置は、特に、請求項１〜９に記載の特徴を有するなど、さらに拡張することができる。
【００２１】
混合装置は、提供された発泡剤含有ポリマー融液が、第２の混合領域で添加剤含有ポリマー融液と混合されて、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を形成するように、第３の供給開口を介してスクリュー機械に通じている。第１のポリマー融液は、第１の供給開口から供給される。第１の方法によれば、これは、第１の供給開口からスクリュー機械にポリマーペレットを供給することで行われ、ポリマーペレットは溶融領域で溶融されて、第１のポリマー融液が得られる。第２の方法では、第１のポリマー融液は、第１の供給開口から供給され、スクリュー機械を通って第１の混合領域まで搬送される。第１のポリマー融液は、例えば、融液ポンプを用いて重合反応器から取り出されて第１の供給開口に搬送される。好ましくは、融液冷却器、特に、静的な融液冷却器が融液ポンプと第１の供給開口との間に配置されて、第１のポリマー融液が冷却されるのを可能にする。第３の方法では、混合装置を用いて提供された発泡剤含有ポリマー融液が、第１の部分流れと第２の部分流れとに分流される。融液ポンプを用いて、第１の部分流れは、第１の供給開口からスクリュー機械に搬送され、通気領域で脱揮される、言い換えると、少なくとも１種の発泡剤が第１の部分流から除去される。第１のポリマー融液は、発泡剤含有ポリマー融液を脱揮することで提供される。
【００２２】
少なくとも１種の添加剤は、第２の供給開口からスクリュー機械に搬送され、第２の供給開口の下流側に配置された第１の混合領域で第１のポリマー融液と混合される。少なくとも１種の添加剤は、供給装置を用いて加えられるのが好ましい。供給装置は、特に、送りスクリュー機械、さらに詳細には、２重シャフト側面充填機械として構成される。
【００２３】
スクリュー機械は、共に回転する密着かみ合い多シャフトスクリュー機械、特に、２重シャフトスクリュー機械として構成されるのが好ましい。スクリュー機械は、特に、第１のポリマー融液ならびに／または添加剤含有ポリマー融液ならびに／または添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を冷却するための少なくとも１つの冷却ユニットを有する。好ましくは、スクリュー機械は、第１のポリマー融液ならびに／または添加剤含有ポリマー融液ならびに／または添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度を測定するための少なくとも１つの温度センサを有する。少なくとも１つの温度センサは、特に、第１の混合領域および／または第２の混合領域に配置される。スクリュー機械は、特に、第１のポリマー融液ならびに／または添加剤含有ポリマー融液ならびに／または添加剤・発泡剤含有ポリマー融液の温度を観測するのに使用される制御装置をさらに有する。
【００２４】
好ましくは、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を冷却するための融液冷却器と、冷却された添加剤・発泡剤含有ポリマー融液をペレット化するためのペレタイザとが、スクリュー機械の下流側に配置される。さらに、少なくとも１つの融液ポンプが、スクリュー機械の下流側に配置されるのが好ましい。少なくとも１つの融液ポンプは、スクリュー機械と融液冷却器との間、および／または融液冷却器とペレタイザとの間に配置される。
【００２５】
請求項１１に係る装置は、少なくとも１種の添加剤の混合を単純な態様にする。少なくとも１つの第１の集積部材は、その搬送方向が、スクリュー機械の搬送方向と逆である。これにより、第１のポリマー融液は、第１の集積領域に集積して、融液シールを形成する。融液シールは、添加剤含有ポリマー融液から離脱した揮発成分が、第１の供給開口に向かって上流方向に流れるのを防止する。好ましくは、スクリュー機械は、少なくとも１つの集積部材の下流側に、揮発成分が脱出するのを可能にする通気開口を有する。
【００２６】
請求項１２に係る装置は、発泡剤含有ポリマー融液と添加剤含有ポリマー融液との混合を単純な態様にする。少なくとも１つの第２の集積部材は、その搬送方向が、スクリュー機械の搬送方向と逆である。これにより、添加剤含有ポリマー融液が第２の集積領域に集積して、前記ポリマー融液は、第３の供給開口の上流側に、言い換えると、第２の供給開口と第３の供給開口との間に融液シールを形成する。これは、発泡剤含有ポリマー融液から離脱した発泡剤が、上流の方向に流れて、通気開口および／または供給開口を通ってスクリュー機械から脱出するのを防止する。
【００２７】
請求項１３に係る装置は、少なくとも１種の添加剤の混合を単純な態様にする。少なくとも１種の添加剤の混合中に、添加剤含有ポリマー融液から離脱した揮発成分は、通気開口から容易に脱出することができる。通気は、特に、後方通気プロセスを用いて行われる。したがって、通気開口は、特に、第２の供給開口の上流側に配置される。
【００２８】
請求項１４に係る装置は、発泡剤含有ポリマー融液の製造を単純な態様にする。第２のポリマー融液は、ポリマー供給管を介して融液冷却器に搬送される。このために、装置は、重合反応器と融液冷却器との間に配置されて、第２のポリマー融液を重合反応器から融液冷却器に搬送する融液ポンプを有するのが好ましい。発泡剤供給管は、少なくとも１種の発泡剤を第２のポリマー融液に供給するために使用される。このために、発泡剤供給管は、ポリマー供給管および／または融液冷却器に通じている。融液冷却器は、静的な融液冷却器として構成されるのが好ましく、静的な混合用本体が配置された冷却器ケーシングを含む。発泡剤含有ポリマー融液を冷却するために、冷却器ケーシングには、冷却部材が設けられる。混合装置は、冷却された発泡剤含有ポリマー融液の製造を単純な態様にする。融液冷却器は、発泡剤含有ポリマー融液に比較的高い冷却力が導入されるのを可能にする。
【００２９】
請求項１５に係る装置は、第２のポリマー融液の製造を単純な態様にする。第２のポリマー融液は、重合反応器から混合装置に供給される。第２のポリマー融液を供給するために、融液ポンプが、特に、重合反応器と混合装置との間に配置されて、第２のポリマー融液が、高い融液圧で混合装置に供給されるのを可能にする。これは、第２のポリマー融液と少なくとも１種の発泡剤との完全な混合を保証する。
【００３０】
本発明のさらなる特徴、利点、および細部が、幾つかの実施形態についての以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態に係る、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を製造する装置の概略図を示している。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ切断線に沿ってスクリュー機械を横断する断面図を示している。
【図３】第２の実施形態に係る、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を製造する装置の概略図を示している。
【図４】第３の実施形態に係る、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液を製造する装置の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の第１の例示的な実施形態が、図１および図２を参照して下記に説明される。図１は、ポリマーペレットＰＧを製造するための設備１を示している。設備１は、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴを製造するための装置２を含み、融液ポンプ４、静的融液冷却器５、別の融液ポンプ６、およびペレタイザ７が、装置２の下流側で搬送方向３に配置されている。
【００３３】
装置２は、２重シャフトスクリュー機械８を含む。スクリュー機械８は、断面図で見たときに、横になった数字の８の形状をとる、２つの重なったケーシング穴１０、１０’が形成されたケーシング９を有する。ケーシング穴１０、１０’には、２つの処理要素シャフト１１、１１’が、対応する回転軸１２、１２’と同心になるように配置されている。処理要素シャフト１１、１１’は同じ方向に回転し、密着してかみ合う態様で構成されている。処理要素シャフト１１、１１’は、電動モータ１３によって、ケーシング９に取り付けられた減速および分配ギヤボックス１４を介して駆動される。処理要素シャフト１１、１１’は、並んで対に配置された幾つかの処理要素が設けられたシャフト２４、２４’を有する。処理要素については下記に詳細に説明される。
【００３４】
搬送方向３に見ると、スクリュー機械８は、前後に並んで配置された入口領域１５、溶融領域１６、第１の集積領域１７、第１の混合領域１８、第２の集積領域１９、第２の混合領域２０、および排出領域２１を有する。
【００３５】
入口領域１５では、ケーシング９に第１の供給開口２２が形成され、供給開口２２は、ポリマーペレットＰがホッパ状の材料投入口２３から供給されるのを可能にする。入口領域１５では、スクリュー部材２５が回転しない態様でシャフト２４、２４’に配置され、スクリュー部材２５は、ポリマーペレットＰを溶融領域１６の方向に搬送する。
【００３６】
溶融領域１６では、シャフト２４、２４’は、ポリマーペレットＰを溶融させるのに必要とされる、回転しない混練および／またはスクリュー部材２６を設けられている。溶融プロセスでは、第１のポリマー融液Ｐ１が生成され、第１のポリマー融液Ｐ１は、溶融領域１６の端部に形成される。第１のポリマー融液Ｐ１の温度Ｔ１を測定するために、第１の温度センサ２７が、ケーシング９の溶融領域１６に配置されている。スクリュー機械８は、溶融領域１６に第１の冷却ユニット２８をさらに有し、冷却ユニット２８は、ケーシング９内の冷却ダクトとして構成されている。
【００３７】
第１の集積領域１７は、シャフト２４、２４’に回転しないように配置された第１の集積部材２９によって形成されている。第１の集積部材２９は、その搬送方向が搬送方向３と逆である。これにより、第１のポリマー融液Ｐ１は、融液シールを形成するように集積する。第１の集積部材２９は、特に、スクリュー部材２５の勾配とは逆方向の勾配を有するスクリュー部材として構成されている。
【００３８】
第１の混合領域１８では、ケーシング９に第２の供給開口３０が形成され、この第２の供給開口３０からケーシング９に少なくとも１種の添加剤Ａを供給可能である。少なくとも１種の添加剤Ａは、供給装置を用いて供給される。供給装置３１は、スクリュー機械として構成されている。供給装置３１は、２重シャフト側面充填機械であるのが好ましい。このタイプの供給装置３１の構造は公知である。供給装置３１は、第２の供給開口３０を介してケーシング穴１０、１０’に通じている。供給装置３１は、少なくとも１種の添加剤Ａを供給方向５８に搬送する。シャフト２４、２４’は、少なくとも１種の添加剤Ａを第１のポリマー融液Ｐ１と混合するために、回転しない混練および／またはスクリュー部材３２を混合領域１８に設けられている。少なくとも１種の添加剤Ａが、第１のポリマー融液Ｐ１に混合されると、添加剤含有ポリマー融液ＰＡが得られる。ケーシング９は、混合中に添加剤含有ポリマー融液ＰＡから離脱した揮発成分が排出されるのを可能にする通気開口３３を混合領域１８に設けられている。添加剤含有ポリマー融液ＰＡは、後方通気プロセスで脱揮される。このために、通気開口３３は、集積領域１７または集積部材２９と第２の供給開口３０との間に配置される。第２の温度センサ３４は、添加剤含有ポリマー融液ＰＡの温度Ｔ２を測定するために、第１の混合領域１８でケーシング９に配置されている。スクリュー機械８は、第１の混合領域１８に第２の冷却ユニット３５をさらに有する。第２の冷却ユニット３５は、ケーシング９に配置された冷却ダクトの形態で構成されている。
【００３９】
第２の集積領域１９では、第２の集積部材３６が、シャフト２４、２４’に回転しないように配置されている。第１の集積部材２９と同様に、第２の集積部材３６は、その搬送方向が搬送方向３と逆である。これにより、添加剤含有ポリマー融液ＰＡは集積して、第２の集積領域１９に融液シールが形成される。
【００４０】
第２の混合領域２０では、ケーシング９に第３の供給開口３７が形成され、この第３の供給開口３７を介して、発泡剤含有ポリマー融液ＰＴをケーシング９に供給可能である。第３の供給開口３７は、第２の混合領域２０の上流端でケーシング穴１０、１０’に通じている。第２の混合領域２０では、シャフト２４、２４’は、回転しない混練および／またはスクリュー部材３８を設けられている。混練および／またはスクリュー部材３８を用いて、添加剤含有ポリマー融液ＰＡは、第２の混合領域２０で発泡剤含有ポリマー融液ＰＴと混合される。発泡剤含有ポリマー融液ＰＴの温度Ｔ３を測定するために、供給管３９に第３の温度センサ４０が配置されている。供給管３９は、混合装置４１を第３の供給開口３７に接続している。添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴの温度Ｔ４を測定するために、第４の温度センサ４２が第２の混合領域２０でケーシングに配置されている。スクリュー機械８は、第２の混合領域２０に第３の冷却ユニット４３をさらに有する。第３の冷却ユニット４３は、ケーシング９に配置された冷却ダクトの態様で構成されている。
【００４１】
排出領域２１では、スクリュー機械８は、排出開口４５を含むノズルプレート４４を有する。排出開口４５は、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴが、スクリュー機械８から排出されるのを可能にする。
【００４２】
混合装置４１は、少なくとも１種の発泡剤Ｔを第２のポリマー融液Ｐ２と混合するために使用される。このために、混合装置４１は、静的な混合用本体４８が配置された冷却器ケーシング４７を含む静的融液冷却器４６を有する。冷却器ケーシング４７には、発泡剤含有ポリマー融液ＰＴを冷却するための冷却部材４９が設けられている。発泡剤供給管５０は、少なくとも１種の発泡剤Ｔを供給するために、融液冷却器４６の上流端で融液冷却器４６に通じている。さらに、ポリマー供給管５１は、上流端で融液冷却器４６に通じている。ポリマー供給管は、第２のポリマー融液Ｐ２を供給するために使用される。
【００４３】
第２のポリマー融液Ｐ２を提供するために、装置２は、融液ポンプ５３を介して混合装置４１に接続された重合反応器５２を有する。
【００４４】
装置２、厳密に言えば、スクリュー機械８は、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴをペレット化するために、融液ポンプ４および静的融液冷却器５に接続されている。融液冷却器４６と同様に、静的融液冷却器５は、静的な混合用本体５５および冷却部材５６を含む冷却器ケーシング５４を有する。冷却された添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴは、融液ポンプ６を用いてペレタイザ７に搬送可能である。ペレタイザ７は、例えば、水中ペレタイザまたは水リングペレタイザとして構成される。ペレタイザ７は、膨張可能な、またはすでに膨張したポリマーペレットＰＧを生成するために使用される。
【００４５】
制御装置５７は、設備１または装置２を制御するために設けられている。制御装置５７は、特に、スクリュー機械８および関連する温度センサ２７、３４、４２、さらには混合装置４１および温度センサ４０と信号接続している。
【００４６】
設備１、厳密に言えば、装置２の機能は以下の通りである。
【００４７】
第１のポリマー融液Ｐ１は、スクリュー機械８によって提供され、一方、第２のポリマー融液Ｐ２は、重合反応器５２によって提供される。ポリマー融液Ｐ１、Ｐ２は、特に、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリラクチド、セルロースアセテート、またはそれらポリマーの混合物からなる融液である。ポリマー融液Ｐ１、Ｐ２は、同じポリマーで構成されるし、または異なるポリマーでも構成される。
【００４８】
第１のポリマー融液Ｐ１を提供するために、膨張不可能な、または膨張したポリマーペレットＰが、例えば、従来の計量投入装置を用いて、第１の供給開口２２からスクリュー機械８に供給される。スクリュー機械８を用いて、ポリマーペレットＰは、入口領域１５から溶融領域１６に搬送され、溶融領域で溶融されて第１のポリマー融液Ｐ１を形成する。第１のポリマー融液Ｐ１の温度Ｔ１は、温度センサ２７を用いて測定され、制御装置５７によって観測される。溶融プロセスにおいて、機械エネルギがスクリュー機械８によって導入された結果として、ポリマー融液Ｐ１の温度Ｔ１が、望ましくない過剰な値に達した場合、制御装置５７は、冷却ユニット２８を作動させる。冷却ユニット２８は、ポリマー融液Ｐ１の温度Ｔ１を所定の値に制限する。溶融領域１６の下流端での、言い換えると、少なくとも１種の添加剤Ａが加えられる前の第１のポリマー融液Ｐ１の温度Ｔ１は、Ｔ１＜１８５℃、特に、Ｔ１＜１７５℃、さらに、特に、Ｔ１＜１６５℃とされる。溶融領域１６の下流端でのポリマー融液Ｐ１の融液圧、厳密に言えば、絶対融液圧ｐ１は、ｐ１＞５ｂａｒ、特に、ｐ１＞１０ｂａｒ、さらに、特に、ｐ１＞１５ｂａｒとされる。
【００４９】
第１の集積領域１７では、第１のポリマー融液Ｐ１は、第１の集積部材２９を用いて集積されて、融液シールが形成される。第１の混合領域１８に搬送された第１のポリマー融液Ｐ１は、そこで少なくとも１種の添加剤Ａと混合されて、添加剤含有ポリマー融液ＰＡが得られる。このために、少なくとも１種の添加剤Ａは、供給装置３１によって、第２の供給開口３０からケーシング穴１０、１０’に搬送される。少なくとも１種の添加剤Ａは、混練および／またはスクリュー部材３２によって、第１のポリマー融液Ｐ１に混合される。混合中に添加剤含有ポリマー融液ＰＡから離脱した揮発成分は、後方通気開口３３を通って第１の混合領域１８から脱出することができる。添加剤含有ポリマー融液ＰＡの温度Ｔ２は、混合中に温度センサ３４を用いて測定される。必要な場合、制御装置５７は、測定された温度Ｔ２に応じて第２の冷却ユニット３５を動作させる。結果として、温度Ｔ２は所定の値に制限される。添加剤含有ポリマー融液ＰＡの温度Ｔ２は、Ｔ２＜１９５℃、特に、Ｔ２＜１８５℃、さらに、特に、Ｔ２＜１７５℃とされる。第１の混合領域１８の下流端における添加剤含有ポリマー融液ＰＡの融液圧または絶対融液圧ｐ２は、とりわけ、ｐ２＞５ｂａｒ、特に、ｐ２＞１０ｂａｒ、さらに、特に、ｐ２＞１５ｂａｒとされる。少なくとも１種の添加剤Ａは、特に、難燃剤、気泡調節剤、グラファイト、カーボンブラック、滑石、および着色剤、さらには加工助剤といった群から選択される。第１の集積領域１７は、揮発成分が上流方向に流れ続けるのではなくて、通気開口３３を通って脱出するのを保証する。
【００５０】
添加剤含有ポリマー融液ＰＡは、第２の集積部材３６によって第２の集積領域１９に集積して、融液シールが形成される。添加剤含有ポリマー融液ＰＡが、発泡剤含有ポリマー融液ＰＴと混合されるときに、融液シールは、揮発した発泡剤Ｔがスクリュー機械８を上流方向に流れ、第２の供給開口３０または通気開口３３を通って望ましくない態様で脱出するのを防止する。
【００５１】
発泡剤含有ポリマー融液ＰＴを提供するために、第２のポリマー融液Ｐ２は、融液ポンプ５３を用いて、重合反応器５２からポリマー供給管５１を通って混合装置４１に搬送される。重合反応器５２を出たときに、第２のポリマー融液Ｐ２は、最大で３００℃、特に、最大で２８０℃、さらに、特に、最大で２６０℃の温度を有する。第２のポリマー融液Ｐ２は、融液冷却器４６内で少なくとも１種の発泡剤Ｔと混合される。このために、少なくとも１種の発泡剤Ｔは、発泡剤供給管５０の下流端で、発泡剤供給管５０から融液冷却器４６に供給される。静的な混合用本体４８は、第２のポリマー融液Ｐ２を少なくとも１種の発泡剤Ｔと混合し、同時に、発泡剤含有ポリマー融液ＰＴが冷却部材４９によって冷却される。融液冷却器４６から排出されると、ポリマー融液ＰＴの温度Ｔ３が温度センサ４０を用いて測定される。制御装置５７は、温度Ｔ３が所定の値をとるように、測定した温度Ｔ３に応じて冷却部材４９を動作させる。スクリュー機械８への供給直前か、または供給中に、温度Ｔ３は、Ｔ３＜１８０℃、特に、Ｔ３＜１７０℃、さらに、特に、Ｔ３＜１６０℃とされる。発泡剤含有ポリマー融液ＰＴの供給中に、融液圧または絶対融液圧ｐ３は、ｐ３＞１ｂａｒ、特に、ｐ３＞３ｂａｒ、さらに、特に、ｐ３＞５ｂａｒとされる。
【００５２】
少なくとも１種の発泡剤Ｔは、例えば、ｎ−ペンタンおよびイソ−ペンタンなどの炭化水素、二酸化炭素、窒素、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される。少なくとも１種の発泡剤Ｔは、液体および／または気体の形態で加えられる。少なくとも１種の発泡剤Ｔを加えることで、第２のポリマー融液Ｐ２の粘度および温度が低くなり、混合装置４１での少なくとも１種の発泡剤Ｔの混合を容易にする。
【００５３】
発泡剤含有ポリマー融液ＰＴは、第２の混合領域２０の上流端で第３の供給開口３７からケーシング穴１０、１０’に供給される。混練および／またはスクリュー部材３８を用いて、添加剤含有ポリマー融液ＰＡは、発泡剤含有ポリマー融液ＰＴと混合される。第２の集積領域１９に形成された溶液シールは、混合プロセスで発泡剤含有ポリマー融液ＰＴから離脱した揮発発泡剤Ｔが上流方向に流れて脱出するのを防止する。添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴの温度Ｔ４は、温度センサ４２を用いて測定される。必要な場合、制御装置５７は、測定された温度Ｔ４に応じて第３の冷却ユニット４３を動作させる。冷却ユニット４３は、混合プロセスで添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴに導入された機械エネルギの少なくとも一部を除去して、第２の混合領域２０での温度Ｔ４を所定の範囲内に制限する。温度Ｔ４は、とりわけ、Ｔ４＜２４０℃、特に、Ｔ４＜２１０℃、さらに、特に、Ｔ４＜１８０℃とされる。第２の混合領域２０の下流端における添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴの融液圧、厳密に言えば、絶対融液圧ｐ４は、ｐ４＞２５ｂａｒ、特に、ｐ４＞３０ｂａｒ、さらに、特に、ｐ４＞３５ｂａｒとされる。
【００５４】
ポリマー融液ＰＡＴは、排出開口４５を通ってスクリュー機械８から排出される。スクリュー機械８から排出されると、ポリマー融液ＰＡＴは、融液ポンプ４を用いて、圧力７０〜３００ｂａｒで静的融液冷却器５に搬送される。融液冷却器５では、ポリマー融液ＰＡＴは、融液冷却器５の下流側において、１９０℃未満、特に、１８０℃未満、さらに、特に、１７０℃未満の温度を有するように冷却される。冷却プロセスにより、ポリマー融液ＰＡＴの粘度が再度高くなる、言い換えると、少なくとも１種の発泡剤Ｔが加えられたことによる粘度の低下が、少なくとも部分的に補償される。融液冷却器５から排出されると、冷却されたポリマー融液ＰＡＴは、融液ポンプ６によって圧力７０〜３００ｂａｒでペレタイザ７に送られ、通常の態様でペレット化されて、ポリマー融液ＰＡＴからポリマーペレットＰＧが得られる。ポリマー融液Ｐ１、Ｐ２および選択された少なくとも１種の発泡剤Ｔのタイプにもよるが、ペレット化方法に応じて、膨張可能な、および膨張したポリマーペレットＰＧを製造することが可能である。膨張可能なポリマーペレットＰＧは、水中ペレット化プロセスで製造されるのが好ましく、一方、膨張したポリマーペレットＰＧは、水リングペレット化プロセスで製造されるのが好ましい。
【００５５】
添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴは、ポリマー重量比ａＳを有する。ポリマー重量比ａＳは、第１のポリマー融液Ｐ１の第１のポリマー重量比ａ１と、第２のポリマー融液Ｐ２の第２のポリマー重量比ａ２とからなり、ａＳ＝ａ１＋ａ２である。第１のポリマー融液Ｐ１の第１のポリマー重量比ａ１は、ａ１＜０．４・ａＳ、特に、ａ１＜０．３・ａＳ、さらに、特に、ａ１＜０．２・ａＳとされる。したがって、比率ａ２／ａ１は、ａ２／ａ１＞３／２、特に、ａ２／ａ１＞７／３、さらに、特に、ａ２／ａ１＞４である。そのため、第１のポリマー融液Ｐ１は、対応するポリマー重量比ａ２を有する第２のポリマー融液Ｐ２よりも小さいポリマー重量比ａ１を有する。少なくとも１種の添加剤Ａを第１のポリマー融液Ｐ１と混合し、結果としてこうして得られた添加剤含有ポリマー融液ＰＡを連続的に発泡剤含有ポリマー融液ＰＴと混合することで、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴの製造が容易になる。融液冷却器４６は、ポリマー重量比ａ２分だけが融液冷却器４６を流れるので、比較的小さい寸法を有するように構成することができる。
【００５６】
本発明に係る装置２、および本発明に係る方法は、添加剤含有ポリマー融液ＰＡと、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴとが、製造中に少なくとも１種の添加剤Ａの臨界分解温度ＴＫを超えないことを保証する。少なくとも１種の添加剤の臨界温度ＴＫは、とりわけ、ＴＫ≧１８０℃、特に、ＴＫ≧２１０℃、さらに、特に、ＴＫ≧２４０℃とされる。本発明に係る装置２は、高い生産性をさらに保証する。
【００５７】
本発明の第２の例示的な実施形態が、図３を参照して下記に説明される。第１の例示的な実施形態と異なり、第１のポリマー融液Ｐ１は、重合反応器５９を用いて提供される。融液ポンプ６０を用いて、第１のポリマー融液Ｐ１は、圧力７０〜３００ｂａｒで融液冷却器６１に搬送される。融液冷却器６１は、静的な融液冷却器であり、したがって、融液冷却器５、４６と同様に静的な混合用本体６３を含む冷却器ケーシング６２を有する。冷却部材６４は、第１のポリマー融液Ｐ１を冷却するために設けられている。融液冷却器６１は、ポリマー供給管６５を介して第１の供給開口２２に通じている。融液を供給することで、溶融プロセスは省略することができるので、入口領域１５は、第１の集積領域１７まで延びている。温度センサ２７および冷却装置２８は、入口領域１５に配置されている。あるいは、温度センサ２７は、ポリマー供給管６５に配置することもできる。融液冷却器６１がもたらす冷却が十分な場合に、冷却装置２８を削除することもできる。重合反応器５９を出ると、第１のポリマー融液Ｐ１は、最大で３００℃、特に、最大で２８０℃、さらに、特に、最大で２６０℃の温度を有する。冷却するために、第１のポリマー融液Ｐ１は、融液ポンプ６０を用いて、圧力７０〜３００ｂａｒで融液冷却器６１に搬送される。融液冷却器６１から排出されると、第１のポリマー融液Ｐ１は温度Ｔ１を有する。融液冷却器６１の下流側において、融液圧ｐ１は、ｐ１＞１ｂａｒ、特に、ｐ１＞３ｂａｒ、さらに、特に、ｐ１＞５ｂａｒとされる。あるいは、第１のポリマー融液Ｐ１および第２のポリマー融液Ｐ２は、共通の重合反応器５９、５２から取り出すこともできる。この場合に、第１のポリマー融液Ｐ１を融液冷却器６１に供給し、第２のポリマー融液Ｐ２を融液冷却器４６に供給するために、共通の融液ポンプ６０、５３を使用することができる。設備１および装置２のさらなる構造および機能に関する詳細は、前の実施形態の説明に示されている。
【００５８】
本発明の第３の例示的な実施形態が、図４を参照して下記に説明される。前の実施形態と異なり、装置２は、供給管６６に配置された融液ポンプ６７を用いてなされる、発泡剤含有ポリマー融液ＰＴの第１の供給開口２２への供給に使用される供給管６６を有する。供給管６６は、融液冷却器４６または供給管３７から第１の供給開口２２に延び、供給開口２２に通じている。融液を供給することから、溶融プロセスおよび溶融領域は削除され、そのため、入口領域１５が第１の集積領域１７まで延びている。第１のポリマー融液Ｐ１を提供するために、ケーシング９の入口領域１５に通気開口６８が形成されている。発泡剤含有ポリマー融液ＰＴの少なくとも１種の発泡剤Ｔは揮発するので、発泡剤Ｔは、発泡剤含有ポリマー融液ＰＴから離脱して、通気開口６８から排出される。通気プロセスは、後方通気プロセスであるのが好ましい。したがって、通気開口６８は、ケーシング９で第１の供給開口２２の上流側に形成されている。入口領域１５の下流端において、少なくとも１種の発泡剤Ｔは完全に離脱しているので、第１のポリマー融液Ｐ１が得られる。融液冷却器４６がもたらす冷却が十分な場合に、冷却ユニット２８を削除することもできる。発泡剤含有ポリマー融液ＰＴは、こうして２つの部分流れに分流される。第１の少ない方の部分流れは、第１の供給開口２２を通って搬送され、第１のポリマー融液Ｐ１を得るためにスクリュー機械８内で脱揮される。前の実施形態と同様に、第２の部分流れは、第３の供給開口３７を通ってスクリュー機械８に搬送されて、添加剤含有ポリマー融液ＰＡと混合される。脱揮の別の効果は、溶融温度が下がって、第１のポリマー融液Ｐ１が温度Ｔ１を有することである。設備１および装置２のさらなる構造および機能に関する詳細は、前の実施形態の説明に示されている。
【００５９】
本発明に係る装置２、および本発明に係る方法は、１段構造で構成されている。１段構造により、少なくとも１種の添加剤Ａおよび少なくとも１種の発泡剤Ｔを混合するのに、ただ１つのスクリュー機械８だけで済ませることができる。少なくとも１種の添加剤Ａおよび少なくとも１種の発泡剤は、添加剤含有ポリマー融液ＰＡを発泡剤含有ポリマー融液ＰＴと混合する前に、互いに別々に、それぞれポリマー融液Ｐ１、Ｐ２に混合されるので、高い生産性を保証しながら、単純かつ自由度の高い態様で、添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴを製造することができる。少なくとも１種の添加剤Ａの分解温度を、添加剤含有ポリマー融液ＰＡまたは添加剤・発泡剤含有ポリマー融液ＰＡＴが超えることはない。本発明に係る装置２、および本発明に係る方法によってもたらされる別の利点とは、ポリマー融液ＰＡＴを製造するのに必要とされる機械エネルギ入力が最適化され、したがって、必要とされる冷却プロセスが最適化されることと、さらには、臨界分解温度ＴＫを超えるのを防止することとを可能にすることである。
【符号の説明】
【００６０】
１  設備
２  装置
３  搬送方向
４  融液ポンプ
５  融液冷却器
６  融液ポンプ
７  ペレタイザ
８  スクリュー機械
９  ケーシング
１０、１０’  ケーシング穴
１１、１１’  処理要素シャフト
１２、１２’  回転軸
１３  伝導モータ
１４  ギヤボックス
１７  第１の集積領域
１８  第１の混合領域
１９  第２の集積領域
２０  第２の混合領域
２１  排出領域
２２  第１の供給開口
２３  材料投入口
２４、２４’  シャフト
２５  スクリュー部材
２６  スクリュー部材
２７  温度センサ
２８  冷却装置
３０  第２の供給開口
３１  供給装置
３２  混練および／またはスクリュー部材
３３  通気開口
３４  温度センサ
３５  第２の冷却ユニット
３６  第２の集積部材
３７  第３の供給開口
３８  混練および／またはスクリュー部材
３９  供給管
４０  温度センサ
４１  混合装置
４２  温度センサ
４３  冷却ユニット
４４  ノズルプレート
４５  排出開口
４６  融液冷却器
４７  冷却器ケーシング
４８  混合用本体
４９  冷却部材
５０  発泡剤供給管
５１  ポリマー供給管
５２  重合反応器
５３  融液ポンプ
５４  冷却器ケーシング
５５  混合用本体
５６  冷却部材
５７  制御装置
５８  供給方向
５９  重合反応器
６０  融液ポンプ
６１  融液冷却器
６２  冷却器ケーシング
６３  混合用本体
６４  冷却部材
６５  ポリマー供給管
６６  供給管
６７  融液ポンプ
６８  通気開口
７０  圧力
Ａ  添加剤
Ｐ１  第１のポリマー融液
Ｐ２  第２のポリマー融液
ＰＡ  添加剤含有ポリマー融液
ＰＡＴ  添加剤・発泡剤含有ポリマー融液
ＰＴ  発泡剤含有ポリマー融液
Ｔ  発泡剤
【図１】
2015089679.tif 000003
【図２】
2015089679.tif 000004
【図３】
2015089679.tif 000005
【図４】
2015089679.tif 000006
【外国語明細書】
2015089679000001.pdf
2015089679000002.pdf
2015089679000003.pdf
2015089679000004.pdf