(57)【要約】  発泡粒子のスラリーの脱水をシンプルな構造で実現することを目的として、本発明の脱水装置（１０）は、発泡粒子（５）の液体混合物を輸送する、湾曲した輸送管（１）を備え、輸送管（１）の湾曲部（２）に、液体混合物中の発泡粒子（５）と液分とを分離するための網部材（３）が設けられている。
2020158061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡粒子の液体混合物を輸送する、湾曲した輸送管を備え、
前記輸送管の湾曲部に、前記液体混合物中の発泡粒子と液分とを分離するための分離部材が設けられている、発泡粒子の脱水装置。
【請求項２】
前記分離部材は、前記湾曲部の側壁の一部を構成する、請求項１に記載の発泡粒子の脱水装置。
【請求項３】
前記分離部材が設けられた湾曲部を複数備えた、請求項１または２に記載の発泡粒子の脱水装置。
【請求項４】
前記分離部材が設けられた湾曲部は、螺旋形状の一部を構成するように複数配置されている、請求項３に記載の発泡粒子の脱水装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の発泡粒子の脱水装置を備えた、発泡粒子の製造装置。
【請求項６】
湾曲した輸送管の湾曲部に分離部材を設置し、
発泡粒子の液体混合物を前記湾曲部に衝突または接触させて、前記液体混合物中の発泡粒子と液分とを分離する工程を含む、発泡粒子の脱水方法。
【請求項７】
前記湾曲部が入口から上方に湾曲し、出口が入口よりも上側に位置するように前記輸送管を設置して、前記輸送管の入口から前記液体混合物を流入する、請求項６に記載の発泡粒子の脱水方法。
【請求項８】
前記輸送管は、複数の湾曲部を有し、
複数の湾曲部に前記分離部材を設置する、請求項６または７に記載の発泡粒子の脱水方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の発泡粒子の脱水方法を一工程として含む、発泡粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡粒子の脱水装置および脱水方法、並びにこれらの利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂からなる発泡粒子は、除圧発泡法により製造されることが知られている。当該除圧発泡法では、まず、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、ついで揮発性発泡剤を添加し、高温高圧下に保って揮発性発泡剤を含浸させる。その後、揮発性発泡剤を含浸させた樹脂粒子を低圧雰囲気下に放出する。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。【０００３】
分散媒として水を使用した除圧発泡法においては、低圧雰囲気下にて放出された発泡粒子は、水と混合した状態（スラリー）で得られる。それゆえ、発泡粒子を得るためには、スラリー状態の発泡粒子から液分を除去する脱水工程、および脱水した発泡粒子を乾燥する乾燥工程が必要である。【０００４】
スラリー状態の発泡粒子の脱水は、例えば、円筒スクリーン内にプロペラ状羽根付き回転ロータが配置された遠心脱水機により行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００６／０４６６８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の発泡粒子の脱水方法では、遠心脱水機へ接続する輸送管が必要となる。このため、従来の発泡粒子の脱水技術では、遠心脱水機が大型化する、粒子輸送雰囲気を高温にし難い、遠心分離機の回転可動部の安全対策やメンテナンスが必要となるといった課題が残されている。このため、発泡粒子の製造装置の大型化、構造複雑化という点で改善の余地がある。【０００７】
本発明の一態様は、シンプルな構造で脱水が可能な発泡粒子の脱水装置および脱水方法、並びにこれらの利用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】
【０００８】
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脱水装置は、発泡粒子の液体混合物を輸送する、湾曲した輸送管を備え、前記輸送管の湾曲部に、前記液体混合物中の発泡粒子と液分とを分離するための分離部材が設けられている構成である。【０００９】
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粒子の脱水方法は、湾曲した輸送管の湾曲部に分離部材を設置し、発泡粒子の液体混合物を前記湾曲部に衝突させて、前記液体混合物中の発泡粒子と液分とを分離する工程を含む、方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、発泡粒子のスラリーの脱水に回転可動部を含む遠心分離機を使用することがなく、シンプルな構造で発泡粒子の脱水を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る発泡粒子の脱水装置の概略構成を示し、１００１は正面図であり、１００２は断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る脱水装置による発泡粒子の脱水方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る発泡粒子の脱水装置の概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る発泡粒子の脱水装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態４に係る発泡粒子の脱水装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１〜４に使用される発泡粒子の製造装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態１〜４に使用される発泡粒子の別の製造装置の概略構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る発泡粒子の脱水装置１０の概略構成を示し、図１の１００１は正面図であり、図１の１００２は断面図である。
【００１３】
図１の１００１および１００２に示されるように、本実施形態に係る脱水装置１０は、湾曲した輸送管１と、排水部４と、を備えている。輸送管1は、発泡粒子の液体混合物を輸送するための管である。除圧発泡法によって得られた発泡粒子は、液分と混合した状態（スラリー）であり、液体混合物である。
【００１４】
輸送管１の湾曲部２は、輸送管１が９０°に円弧状に湾曲した構成となっている。ここで、輸送管１における湾曲部２以外の部分の中心軸Ｃを基準として、湾曲部２の湾曲方向を内方（または内側）とし、当該内側と反対側を外方（または外側）とする。湾曲部２は、内側側壁２１および外側側壁２２を有する。
【００１５】
湾曲部２における内側側壁２１および外側側壁２２のうち外側側壁２２には、網部材３が設けられている。輸送管１内の空間は、網部材３を介して、輸送管１外部の空間と連通している。網部材３は、外側側壁２２に限定されず、湾曲部２の側壁に設けられていればよい。図１に示された構成では、網部材３は、外側側壁２２の一部を構成している。
【００１６】
網部材３は、液体混合物中の発泡粒子と液分とを分離するための分離部材として機能する。網部材３は、例えば、網状であり、かつ、発泡粒子の寸法よりも小さい開口を有する部材であればよく、構造および材料は特に限定されない。好適には、網部材３は、金属製の金網である。また、網部材３の開口寸法は、輸送管１を通過する発泡粒子の寸法に応じて、適宜設定することができる。また、本実施形態に使用される前記分離部材は、発泡粒子の寸法よりも小さい開口を複数有する構成であればよく、網部材３以外にも、格子形状（縦方向・横方向の一方のみの場合も含む）、板状部材に細かい穴が設けられた形状などを有する部材であってもよい。
【００１７】
脱水装置１０では、輸送管１における少なくとも湾曲部２の外側側壁２２に隣接して、排水部４が設けられている。排水部４は、網部材３により分離された液分を収容する空間を有し、輸送管１外部へ排水するための部材である。排水部４内の空間は、網部材３を介して、輸送管１内の空間と連通している。脱水装置１０は、排水部４に、例えば排水配管が接続されることにより、当該排水配管を介して、網部材３により分離された液分が輸送管１外部へ排出されるように構成される。
【００１８】
図２は、脱水装置１０による発泡粒子の脱水方法を説明するための断面図である。図２に示されるように、本実施形態の脱水方法では、湾曲した輸送管１の湾曲部２に網部材３を設置し、発泡粒子５のスラリー（液体混合物）を網部材３に衝突させて、スラリー中の発泡粒子５と液分とを分離している。
【００１９】
発泡粒子５を含むスラリーは、エアー６とともに、輸送管１の入口１１から流入する。エアー６は、除圧発泡法により得られた発泡粒子５を次工程へ送るために、図示しないブロワー等により発生させた気流である。発泡粒子５のスラリーは、輸送管１内で、エアー６に沿って流れ、湾曲部２の側壁に接触または衝突しながら輸送管１を通過し出口１２から排出される。また、エアー６は、輸送管１を通過中、網部材３の開口から排水部４へ流れる分流エアー６ａが生じる。発泡粒子５のスラリーは、湾曲部２の側壁との接触または衝突によって、液分が分離される。また、発泡粒子５のスラリーは、湾曲部２の側壁に接触または衝突しつつ、湾曲部２に沿って流れる。このとき、発泡粒子５のスラリーには外方の遠心力がかかる。この遠心力によっても、発泡粒子５のスラリーから液分が分離される。このように湾曲部２の側壁との接触または衝突、および遠心力により液分が分離された発泡粒子５は、エアー６の流れに沿って移動し、出口１２から輸送管１外部へ排出される。一方、発泡粒子５から分離された液分は、分流エアー６ａに沿って、網部材３の開口から輸送管１外部の排水部４に移動し、排水部４から脱水装置１０の外部に排出される。
【００２０】
湾曲部２の側壁の形状は、上述の接触または衝突による液分の分離作用、または遠心力による液分の分離作用を奏する形状であれば、特に限定されない。好ましくは、湾曲部２の側壁は、曲面または円弧面である。湾曲部２の側壁を曲面または円弧面とすることによって、接触または衝突による液分の分離作用だけでなく、遠心力による液分の分離作用も向上するので、発泡粒子５の脱水効果が高まる。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、発泡粒子５のスラリーを輸送する輸送管１の湾曲部２の外側側壁２２に、輸送管１外部の空間（排水部４）と連通する網部材３を設置することにより、発泡粒子５の脱水を実現している。それゆえ、本実施形態によれば、発泡粒子５の脱水のために、輸送管１そのものの構造（湾曲部２）を利用できる。よって、除圧発泡法による製造直後の輸送管１中で発泡粒子５を液分から分離して次工程へ輸送できる。したがって、遠心分離機により発泡粒子の脱水を行う従来技術と比較して、発泡粒子５の製造装置の構造を複雑化することなく、よりシンプルな構造で発泡粒子５を脱水することができる。
【００２２】
また、除圧発泡法による発泡粒子の製造方法において、揮発性発泡剤に可燃性ガスを使用する場合、あるいは高温蒸気雰囲気下で熱可塑性樹脂粒子を発泡する場合、安全性やエネルギーコストの観点から、発泡工程、脱水工程、および乾燥工程を密閉系で行う必要がある。発泡粒子の脱水に遠心分離機を使用する従来技術では、遠心分離機による脱水効率を密閉循環系で維持することができない。密閉循環系では輸送風によって遠心脱水機内の滞留時間を確保することが難しいためである。さらに、発泡倍率が比較的高い発泡粒子を製造する場合、従来技術による脱水では、遠心分離機の容量や可動部が大型化してしまい、エネルギーコストや保守管理コストがかかる。
【００２３】
一方、本実施形態によれば、次工程へ発泡粒子５を輸送するためのエアー６を利用して、発泡粒子５を輸送する輸送管１内にて脱水する。このため、密閉系での脱水処理が可能であるとともに、発泡倍率が比較的高い発泡粒子を製造する場合であっても脱水装置１０が大型化しない。脱水装置１０は、例えば排水部４からの排水管をシールポットに接続し適用すれば、密閉循環系で使用可能である。
【００２４】
また、本実施形態に係る脱水装置１０では、外側側壁２２における網部材３の占有面積は、発泡粒子５の目標とする脱水性に応じて適宜設定可能である。また、脱水装置１０は、網部材３が設けられた湾曲部２を複数個備えていてもよい。
【００２５】
（１）脱水装置１０の形状について
脱水装置１０の輸送管１の断面形状は、矩形であることが好ましい。また、輸送管１の高さは、発泡粒子５により閉塞されなければ、発泡粒子５の種類等に応じて適宜設定可能である。また、輸送管１の幅は、発泡粒子５が湾曲部２内で広がって網部材３に接触または衝突しやすくなるように、発泡粒子５の種類等に応じて適宜設定可能である。また、発泡粒子の製造装置に脱水装置１０を適用する場合、除圧発泡法により生成された発泡粒子５を通す発泡管は、輸送管１に接続される。この発泡管は、通常、断面形状が円形である。このため、発泡管は、輸送管１との接続部分では、断面形状が円形から矩形に変更されている。
【００２６】
（２）脱水装置１０の脱水条件について
脱水装置１０における発泡粒子５の脱水条件は、エアー６の風量調整、湾曲部２の個数調整、複数の湾曲部２の配置による調整等により、適宜調整し得る。例えば、輸送管１内のエアー６の風量は、風速５０〜５５ｍ／ｓに調整される。また、輸送管１に接続される前記発泡管（例えば後述する図３に示される接続管１３ａ）の入口では、風速２０〜２５ｍ／ｓに調整される。
【００２７】
また、脱水装置１０では、排水部４からの排水管をシールポットに接続する、あるいは網部材３を介して排水部４へ流入したエアー６を外部へ逃がす構成とすることによって、発泡粒子５の脱水効率が向上する。特に、網部材３を介して排水部４へ流入したエアー６を外部へ逃がす構成のほうが脱水効率がよい。
【００２８】
（３）脱水装置１０の個数について
本実施形態に係る脱水装置は、図１に示された脱水装置１０を１つの脱水ユニットとして複数の脱水ユニットが接続した構成であってもよい。当該脱水ユニットの個数は、適宜設定可能である。しかし、脱水装置の圧力損失とブロワーの大きさを考慮すると、６個以下であることが好ましい。
【００２９】
（４）脱水装置１０の配置について
脱水装置１０は、湾曲部２を通過させることにより発泡粒子５の脱水が可能な配置であればよい。例えば、脱水装置１０は、湾曲部２が入口１１から下方に湾曲するとともに、輸送管１は出口１２が入口１１よりも下側に配置された構成であってよい。あるいは、脱水装置１０は、湾曲部２が入口１１から上方に湾曲するとともに、輸送管１は出口１２が入口１１よりも上側に配置された構成であってもよい。また、脱水装置１０は、湾曲部２が側方に湾曲した構成であってもよい。
【００３０】
これらの構成の中でも、脱水装置１０は、湾曲部２が入口１１から上方に湾曲するとともに、輸送管１は出口１２が入口１１よりも上側に配置された構成であることが好ましい。本実施形態に係る脱水方法では、湾曲部２が入口１１から上方に湾曲し、湾曲部２における出口１２が入口１１よりも上側に位置するように輸送管１を設置して、入口１１から発泡粒子５のスラリーを流入している。このような構成とすることにより、湾曲部２を通過するエアー６は上昇気流となる。入口１１から流入した発泡粒子５のスラリーは、この上昇気流であるエアー６に沿って、湾曲部２の側壁に衝突または接触しながら輸送管１内を上昇し出口１２から排出される。ここで、スラリーにおいて、発泡粒子５は、液分よりも比重が軽い。このため、発泡粒子５のスラリーは、エアー６に沿って上昇したとき、発泡粒子５が上昇する一方、衝突または接触によって発泡粒子から分離された液分は、その重力により落下する傾向になる。それゆえ、発泡粒子５のスラリーは、エアー６に沿った上昇により、発泡粒子５と液分とが分離する作用が生じる。したがって、発泡粒子５のスラリーには、湾曲部２の側壁との衝突または接触による液分の分離作用および上記遠心力による液分の分離作用とともに、エアー６に沿った上昇による液分の分離作用が生じるので、発泡粒子５と液分とが分離されやすくなる。
【００３１】
（５）脱水装置１０の配置システムについて
図１に示された脱水装置１０を１つの脱水ユニットとした複数の脱水ユニットの配置システムの構成は、特に限定されない。例えば、後述する実施形態２〜４に係る脱水装置が挙げられる。
【００３２】
また、本実施形態に係る脱水装置１０は、発泡粒子５の洗浄工程と組み合わせ得る。これにより、発泡粒子５の洗浄効率が向上する。
【００３３】
なお、後述する実施形態２〜４に係る脱水装置のうち、装置設備がコンパクトである、および装置設備のメンテナンス性がよいとの理由から、実施形態２に係る脱水装置が好ましい。また、接続配管の個数および圧力損失が最小限に抑制されるとの理由から、実施形態３に係る脱水装置が好ましい。また、省スペースおよび洗浄性の観点から、実施形態４に係る脱水装置が好ましい。
【００３４】
〔実施形態２〕
以下、本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、上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３は、本実施形態に係る発泡粒子の脱水装置１０Ａの概略構成を示す斜視図である。
【００３５】
本実施形態に係る脱水装置１０Ａは、網部材が設けられた湾曲部を複数個備え、発泡粒子５の洗浄工程と組み合わせた構成となっている。図３に示されるように、脱水装置１０Ａは、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊを備えている。脱水ユニット１０ａ〜１０ｊはそれぞれ、図１および図２に示された脱水装置１０と構成が同一であるので、説明を省略する。
【００３６】
脱水装置１０Ａでは、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊそれぞれの湾曲部が螺旋形状の一部を構成するように配置されている。より具体的には、図３に示されるように、脱水ユニット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｇ、および１０ｉは、この順番で、それぞれの湾曲部が一方向に並列するように配置されている。そして、脱水ユニット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｇ、および１０ｉそれぞれの上側に、脱水ユニット１０ｂ、１０ｄ、１０ｆ、１０ｈ、および１０ｊが配置されている。
【００３７】
脱水ユニット１０ａ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｇ、および１０ｉは、輸送管の湾曲部の湾曲方向が互いに同じである。また、脱水ユニット１０ｂ、１０ｄ、１０ｆ、１０ｈ、および１０ｊは、輸送管の湾曲部の湾曲方向が互いに同じである。
【００３８】
脱水ユニット１０ａでは、輸送管１ａの入口１１ａは、側方を向いている。そして、湾曲部２ａは、入口１１ａから側方へ延びた後上方に湾曲した構成となっている。また、輸送管１ａの出口１２ａは上方を向いている。そして、脱水ユニット１０ｂでは、輸送管１ｂの入口１１ｂは、上方を向いており、輸送管１ａの出口１２ａと対向するように配置されている。湾曲部２ｂは、入口１１ｂから上方へ延びた後側方へ湾曲した構成となっている。また、輸送管１ｂの出口１２ｂは側方を向いている。湾曲部２ｂは、湾曲方向が湾曲部２ａと同じである。すなわち、湾曲部２ａと湾曲部２ｂとにおいて、外側および内側が互いに同じ側になる配置されている。さらに換言すれば、脱水ユニット１０ａおよび１０ｂは、湾曲部２ａを有する輸送管１ａと湾曲部２ｂを有する輸送管１ｂとによりＵ字が形成されるような位置関係である。
【００３９】
ここで、上下方向に伸びる輸送管１ａ・１ｂの中心軸Ｘを基準として、下側の脱水ユニット１０ａにおける輸送管１ａの入口１１ａおよび上側の脱水ユニット１０ｂにおける輸送管１ｂの出口１２ｂが同じ側にある配置ユニットをシス配置ユニットと称する。当該シス配置ユニットは、例えば、脱水ユニット１０ａおよび脱水ユニット１０ｂの位置関係となったユニットである。また、当該シス配置ユニットと逆の配置ユニット、すなわち、上下方向に伸びる輸送管の中心軸を基準として下側の脱水ユニットにおける輸送管の入口が上側の脱水ユニットにおける輸送管の出口と反対側に配置された配置ユニットをトランス配置ユニットと称する。
【００４０】
脱水ユニット１０ｃ、１０ｅ、１０ｇ、および１０ｉそれぞれと脱水ユニット１０ｄ、１０ｆ、１０ｈ、および１０ｊそれぞれとの位置関係は、脱水ユニット１０ａと脱水ユニット１０ｂとの位置関係と同じシス配置であるので、説明を省略する。
【００４１】
本実施形態に係る脱水装置１０Ａは、２つの脱水ユニットにより構成されるシス配置ユニットが所定の方向に並列した構成であるともいえる。
【００４２】
脱水装置１０Ａには、接続管１３ａ〜１３ｆが設けられている。そして、接続管１３ａ〜１３ｆは、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊと組み合わせて螺旋形状を形成するように、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊを接続している。より具体的には、脱水ユニット１０ａにおける輸送管１ａの入口１１ａには、接続管１３ａが接続されている。接続管１３ｂは、脱水ユニット１０ｂにおける輸送管１ｂの出口１２ｂと、脱水ユニット１０ｃにおける輸送管の入口とを接続する。接続管１３ｃは、脱水ユニット１０ｄにおける輸送管の出口と、脱水ユニット１０ｅにおける輸送管の入口とを接続する。接続管１３ｄは、脱水ユニット１０ｆにおける輸送管の出口と、脱水ユニット１０ｇにおける輸送管の入口とを接続する。接続管１３ｅは、脱水ユニット１０ｈにおける輸送管の出口と、脱水ユニット１０ｉにおける輸送管の入口とを接続する。そして、脱水ユニット１０ｊにおける輸送管の出口には、接続管１３ｆが接続されている。
【００４３】
発泡粒子５のスラリーは、接続管１３ａから流入し、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊ、接続管１３ｂ〜１３ｅを経由し、接続管１３ｆから流出する。脱水装置１０Ａでは、発泡粒子５の洗浄が２段階で行われ、その後、脱水される構成となっている。より具体的には、脱水装置１０Ａでは、接続管１３ｂ〜１３ｃそれぞれに発泡粒子５の洗浄液が投入される。
【００４４】
発泡粒子５のスラリーは、脱水ユニット１０ａに流入する。そして、脱水ユニット１０ａおよび１０ｂを通過して液分が一部除去され、接続管１３ｂにて洗浄されつつ、脱水ユニット１０ｃに流入する（第１洗浄工程）。次いで、発泡粒子５のスラリーは、脱水ユニット１０ｃおよび１０ｄを通過して液分が一部除去され、接続管１３ｃにて洗浄されつつ、脱水ユニット１０ｅに流入する（第２洗浄工程）。
【００４５】
その後、発泡粒子５のスラリーは、脱水ユニット１０ｅおよび１０ｆ、接続管１３ｄ、脱水ユニット１０ｇおよび１０ｈ、接続管１３ｅ、脱水ユニット１０ｉおよび１０ｊを順番に通過する。そして、これらの部材を通過中に液分が除去されて（脱水工程）、接続管１３ｆから流出する。
【００４６】
本実施形態に係る脱水装置１０Ａは、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊそれぞれの湾曲部が螺旋形状の一部を構成するように配置されているので、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊの配置がコンパクトである。また、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊの排水部４には網部材３を掃除するための掃除口が設けられていてもよい。この場合、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊそれぞれの湾曲部が螺旋形状の一部を構成するように配置されていると、脱水ユニット１０ａ〜１０ｊそれぞれの掃除面が１面に並ぶ。このため、脱水装置１０Ａのメンテナンス性が良好となる。
【００４７】
〔実施形態３〕
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、上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、本実施形態に係る発泡粒子の脱水装置１０Ｂの概略構成を示す断面図である。
【００４８】
本実施形態に係る脱水装置１０Ｂは、３つの脱水ユニットがトランス配置されたトランス配置ユニットを備えている点で、実施形態２と異なる。図４に示されるように、脱水装置１０Ｂは、トランス配置ユニットＴ１〜Ｔ３、シス配置ユニットＣ１およびＣ２、並びに洗浄管１４ｂ〜１４ｃを備えている。
【００４９】
トランス配置ユニットＴ１は、脱水ユニット１０ａおよび１０ｂにより構成されている。トランス配置ユニットＴ２は、脱水ユニット１０ｃおよび１０ｄにより構成されている。トランス配置ユニットＴ３は、脱水ユニット１０ｉおよび１０ｊにより構成されている。また、シス配置ユニットＣ１は、脱水ユニット１０ｅおよび１０ｆにより構成されている。シス配置ユニットＣ２は、脱水ユニット１０ｇおよび１０ｈにより構成されている。
【００５０】
脱水装置１０Ｂでは、トランス配置ユニットＴ１が第１洗浄工程にて使用され、トランス配置ユニットＴ２が第２洗浄工程にて使用される。シス配置ユニットＣ１およびＣ２、並びにトランス配置ユニットＴ３は、脱水工程にて使用される。
【００５１】
また、トランス配置ユニットＴ１、トランス配置ユニットＴ２、およびシス配置ユニットＣ１は、略同じ高さに配置されている。トランス配置ユニットＴ３は、シス配置ユニットＣ１よりも上側に配置されている。そして、シス配置ユニットＣ２は、上下方向において、シス配置ユニットＣ１とトランス配置ユニットＴ３との間に配置されている。上下方向において、シス配置ユニットＣ２の入口１１ｇは、シス配置ユニットＣ１の出口１２ｆと略同じ位置に配されており、シス配置ユニットＣ２の出口１２ｈは、トランス配置ユニットＴ３の入口１１ｉと略同じ位置に配されている。
【００５２】
トランス配置ユニットＴ１の出口１２ｂには、洗浄管１４ｂが接続されている。また、洗浄管１４ｂおよび１４ｃは、トランス配置ユニットＴ１およびＴ２、並びにシス配置ユニットＣ１を直列接続する。より具体的には、洗浄管１４ｂは、トランス配置ユニットＴ１の出口１２ｂ（脱水ユニット１０ｂにおける輸送管１ｂの出口１２ｂに対応）と、トランス配置ユニットＴ２の入口１１ｃ（脱水ユニット１０ｃにおける輸送管１ｃの入口１１ｃに対応）と、を接続する。洗浄管１４ｃは、トランス配置ユニットＴ２の出口１２ｄ（脱水ユニット１０ｄにおける輸送管１ｄの出口１２ｄに対応）と、シス配置ユニットＣ１の入口１１ｅ（脱水ユニット１０ｅにおける輸送管１ｅの入口１１ｅに対応）と、を接続する。
【００５３】
シス配置ユニットＣ１における出口１２ｆ（脱水ユニット１０ｆにおける輸送管１ｆの出口１２ｆに対応）は、図示しない接続管を介して、シス配置ユニットＣ２の入口１１ｇ（脱水ユニット１０ｇにおける輸送管１ｇの入口１１ｇに対応）と接続している。また、シス配置ユニットＣ２における出口１２ｈ（脱水ユニット１０ｈにおける輸送管１ｈの出口１２ｈに対応）は、図示しない接続管を介して、トランス配置ユニットＴ３の入口１１ｉと接続している。なお、シス配置ユニットＣ１およびＣ２、並びにシス配置ユニットＣ２およびトランス配置ユニットＴ３は、直接連結されていてもよい。
【００５４】
脱水装置１０Ｂでは、洗浄管１４ｂ〜１４ｃそれぞれに発泡粒子５の洗浄液が投入される。発泡粒子５のスラリーは、洗浄管１４ｂにて洗浄されつつ、脱水ユニット１０ａに流入する。そして、トランス配置ユニットＴ１を通過して液分が一部除去され、洗浄管１４ｂにて洗浄されつつ、トランス配置ユニットＴ２の脱水ユニット１０ｃに流入する（第１洗浄工程）。次いで、発泡粒子５のスラリーは、トランス配置ユニットＴ２を通過して液分が一部除去され、洗浄管１４ｃにて洗浄されつつ、シス配置ユニットＣ１の脱水ユニット１０ｅに流入する（第２洗浄工程）。
【００５５】
その後、発泡粒子５のスラリーは、シス配置ユニットＣ１（脱水ユニット１０ｅおよび１０ｆ）、シス配置ユニットＣ２（脱水ユニット１０ｇおよび１０ｈ）、およびトランス配置ユニットＴ３（脱水ユニット１０ｉおよび１０ｊ）を順番に通過する。そして、これらのユニットを通過中に液分が除去されて（脱水工程）、トランス配置ユニットＴの出口１２ｊ（脱水ユニット１０ｊにおける輸送管１ｊの出口１２ｊに対応）から流出する。
【００５６】
〔実施形態４〕
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、上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５は、本実施形態に係る発泡粒子の脱水装置１０Ｃの概略構成を示す断面図である。
【００５７】
本実施形態に係る脱水装置１０Ｃは、トランス配置ユニットを備えていない点で、実施形態３と異なる。図５に示されるように、脱水装置１０Ｃは、シス配置ユニットＣ３〜Ｃ７、および洗浄管１５ｃおよび１５ｄを備えている。シス配置ユニットＣ３〜Ｃ７それぞれを構成する脱水ユニットは、脱水ユニット１０ａおよび１０ｂ、脱水ユニット１０ｃおよび１０ｄ、脱水ユニット１０ｅおよび１０ｆ、脱水ユニット１０ｇおよび１０ｈ、脱水ユニット１０ｉおよび１０ｊである。
【００５８】
脱水装置１０Ｃでは、シス配置ユニットＣ３が第１洗浄工程にて使用され、シス配置ユニットＣ４が第２洗浄工程にて使用される。シス配置ユニットＣ５〜Ｃ７は、脱水工程にて使用される。
【００５９】
また、シス配置ユニットＣ３およびＣ５は、略同じ高さに配置されている。シス配置ユニットＣ４は、シス配置ユニットＣ３よりも上側に配置されている。シス配置ユニットＣ７は、シス配置ユニットＣ５よりも上側に配置されている。そして、シス配置ユニットＣ６は、上下方向において、シス配置ユニットＣ５とシス配置ユニットＣ７との間に配置されている。上下方向において、シス配置ユニットＣ６の入口１１ｇは、シス配置ユニットＣ５の出口１２ｆと略同じ位置に配されており、シス配置ユニットＣ６の出口１２ｈは、シス配置ユニットＣ７の入口１１ｉと略同じ位置に配されている。
【００６０】
シス配置ユニットＣ３の出口１２ｂには、洗浄管１５ｃが接続されている。また、洗浄管１５ｃは、シス配置ユニットＣ３の出口１２ｂと、シス配置ユニットＣ４の入口１１ｃと、を接続する。洗浄管１５ｄは、シス配置ユニットＣ４の出口１２ｄと、シス配置ユニットＣ５の入口１１ｅと、を接続する。
【００６１】
シス配置ユニットＣ５における出口１２ｆは、図示しない接続管を介して、シス配置ユニットＣ６の入口１１ｇと接続している。また、シス配置ユニットＣ６における出口１２ｈは、図示しない接続管を介して、シス配置ユニットＣ７の入口１１ｉと接続している。
【００６２】
脱水装置１０Ｃでは、洗浄管１５ｃおよび１５ｄそれぞれに発泡粒子５の洗浄液が投入される。発泡粒子５のスラリーは、シス配置ユニットＣ３を通過して液分が一部除去され、洗浄管１５ｃにて洗浄されつつ、シス配置ユニットＣ４の脱水ユニット１０ｃに流入する（第１洗浄工程）。次いで、発泡粒子５のスラリーは、シス配置ユニットＣ４を通過して液分が一部除去され、洗浄管１５ｄにて洗浄されつつ、シス配置ユニットＣ５の脱水ユニット１０ｅに流入する（第２洗浄工程）。
【００６３】
その後、発泡粒子５のスラリーは、シス配置ユニットＣ５〜Ｃ７を順番に通過する。そして、これらのユニットを通過中に液分が除去されて（脱水工程）、シス配置ユニットＣ７の出口１２ｊから流出する。
【００６４】
（発泡粒子の製造方法）
本実施形態に係る発泡粒子の製造方法は、上述した発泡粒子の脱水方法を一工程として含む。発泡粒子の製造方法について、図６を参照して、以下に説明する。図６は、実施形態１〜４にて使用される発泡粒子５の製造装置の概略構成を模式的に示す図である。以下では、一例として、発泡粒子として熱可塑性樹脂発泡粒子を製造する方法について説明する。しかし、本実施形態に用いられる発泡粒子は、従来公知のものであればよく、熱可塑性樹脂発泡粒子に限定されない。
【００６５】
図６に示されるように、発泡粒子の製造装置１００は、耐圧容器１０１と、払い出しバルブ１０２と、ノズル１０３と、フィルター１０４と、外気吸込み量調節弁１０５と、蒸気吹込み量調節弁１０６と、発泡粒子輸送ブロワー１０７と、温度計１０８と、調節計１０９と、分離器１１０と、発泡粒子貯槽１１１と、を備えている。
【００６６】
耐圧容器１０１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、次の方法により製造される。すなわち、まず、耐圧容器１０１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と揮発性発泡剤とを水と共に仕込む。そして、昇温して耐圧容器１０１内を一定圧力、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する（除圧発泡法）。そして、放出物をさらに乾燥する。
【００６７】
耐圧容器１０１、発泡粒子輸送ブロワー１０７、分離器１１０、および発泡粒子貯槽１１１は、輸送管を介して接続している。発泡粒子輸送ブロワー１０７は、外気を取り込んで分離器１１０および発泡粒子貯槽１１１へ向かう輸送管内へエアーを送る部材であり、発泡粒子をエアーとともに分離器１１０及び発泡粒子貯槽１１１へ輸送する。
【００６８】
製造装置１００では、発泡粒子輸送ブロワー１０７と分離器１１０との間の輸送管に分岐した分岐輸送管が設けられており、耐圧容器１０１は、当該分岐輸送管に接続している。また、上記分岐輸送管中に、払い出しバルブ１０２、およびノズル１０３が設けられている。さらに、発泡粒子輸送ブロワー１０７と分離器１１０とを接続する輸送管中には、温度計１０８が設けられている。温度計１０８は、ノズル１０３の出口から発泡粒子貯槽１１２までの発泡粒子が輸送される輸送管および設備の範囲（以下、単に発泡室と称することもある）の温度を測定するために設けられている。
【００６９】
また、製造装置１００は、発泡粒子貯槽１１１へ蒸気および外気が供給されるように構成されている。フィルター１０４は、製造装置１００内に吸い込まれる外気を濾過するために設けられている。また、発泡粒子貯槽１１１へ供給される蒸気量は、蒸気吹込み量調節弁１０６の弁開度により制御される。また、製造装置１００内に吸い込まれる外気の量は、外気吸込み量調節弁１０５の弁開度により制御される。調節計１０９は、外気吸込み量調節弁１０５または蒸気吹込み量調節弁１０６の弁開度を制御する部材である。製造装置１００では、調節計１０９による外気吸込み量調節弁１０５および蒸気吹込み量調節弁１０６の制御により、発泡粒子貯槽１１１内に供給される外気量および蒸気量が制御される。これにより、ノズル１０３の出口から発泡粒子貯槽１１２までの発泡粒子が輸送される輸送管および設備の範囲の温度が任意の温度に調節される。
【００７０】
次に、製造装置１００を用いた発泡粒子の製造方法について、説明する。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１０１に投入する。次いで、耐圧容器１０１を加熱して耐圧容器１０１内の混合物を所定の温度に調整した後、耐圧容器１０１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、払い出しバルブ１０２を開いて、ノズル１０３を通して耐圧容器１０１の内圧よりも低い圧力の発泡室内に放出させる（除圧発泡法）。これにより、熱可塑性樹脂粒子が発泡されて発泡粒子が得られる。熱可塑性樹脂粒子を耐圧容器１０１から放出するまでに、発泡室の温度は、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。
【００７１】
耐圧容器１０１からノズル１０３を通して放出された発泡粒子は、分散剤等の液分が混合されたスラリー状態である。発泡粒子のスラリーは、発泡粒子輸送ブロワー１０７によるエアーによって、分離器１１０へ輸送される。そして、分離器１１０にて液分が分離され、発泡粒子貯槽１１１へ送られる。実施形態１〜４に係る脱水装置１０、および１０Ａ〜１０Ｃは、例えば製造装置１００における分離器１１０に適用され得る。
【００７２】
ここで、本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂粒子の基材樹脂は、一般的な公知の発泡性の熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、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、またはポリエステル系樹脂である。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。また、ポリエステル系樹脂としては、例えば、脂肪族系ポリエステル樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂、脂肪族芳香族系ポリエステル樹脂などが挙げられる。ポリエステル系樹脂の具体例としては、例えば、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリ（ブチレンアジペート−ｃｏ−ブチレンテレフラレート）（ＰＢＡＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。また、ポリヒドロキシアルカノエートは、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（ＰＨＢＨ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）（Ｐ３ＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシバリレート）（ＰＨＢＶ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−４−ヒドロキシブチレート）（Ｐ３ＨＢ４ＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシオクタノエート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシオクタデカノエート）からなる群から選択される少なくとも１種である。
【００７３】
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。
【００７４】
また、本発明の実施形態に使用される熱可塑性樹脂粒子の基材樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合、当該基材樹脂には、ポリオレフィン系樹脂以外に、該ポリオレフィン系樹脂の特性が失われない範囲で、他の熱可塑性樹脂が混合されていてもよい。当該他の熱可塑性樹脂として、例えばポリスチレン、ポリブテン、アイオノマー等が挙げられる。
【００７５】
また、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。
【００７６】
本発明の実施形態に使用され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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
さらに、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。
【００８２】
また、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。
【００８３】
水系分散媒としては水を使用することが好ましい。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。
【００８４】
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１０１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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
そして、本発明の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。
【００８８】
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。
【００８９】
また、実施形態１〜４に係る脱水装置１０、および１０Ａ〜１０Ｃ（以下、実施形態１〜４に係る脱水装置と記す）が適用される発泡粒子の製造装置は、図６に示す製造装置１００に限定されず、従来公知の、発泡粒子の製造装置に適用され得る。例えば、図７は、実施形態１〜４に係る脱水装置を適用可能な、別の製造装置２００の概略構成を模式的に示す図である。また、製造装置２００以外にも、中国実用新案ＣＮ２０５２７２４７８Ｕの装置構成でも適用され得る。
【００９０】
図７に示されるように、発泡粒子の製造装置２００は、耐圧容器２０１と、容器下部（底部）に設置される撹拌機２０２（以降、下部撹拌機２０２と記載する）と、フラッシュ弁２０３と、発泡筒２０４と、洗浄配管２０４ａと、遠心脱水機２０５と、解砕機２０６と、流動乾燥機２０７と、シフター２０８と、を備えている。
【００９１】
耐圧容器２０１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り、下部が円錐形状（コニカル形状）になっている。下部撹拌機２０２は、耐圧容器２０１内に仕込まれた材料を混合攪拌するための装置である。また、耐圧容器２０１の最下部のスラリー排出口には、フラッシュ弁２０３が直接設置されている。発泡筒２０４は、発泡粒子を遠心脱水機２０５へ輸送するための輸送管である。発泡筒２０４内は、ブロワー等による輸送風が流れるようになっている。発泡筒２０４内の発泡粒子は、この輸送風により遠心脱水機２０５へ輸送される。発泡筒２０４の後段には洗浄配管２０４ａが設けられ、発泡粒子を洗浄するための洗浄水が供給されるように構成されるとともに、供給された洗浄水が排水される構造となっている。遠心脱水機２０５の後段には、互着した発泡粒子を解砕する解砕機２０６が設けられている。解砕機２０６の後段には、流動乾燥機２０７、およびシフター２０８がこの順に設けられている。また、解砕機２０６と流動乾燥機２０７との間、および流動乾燥機２０７とシフター２０８との間、シフター２０８の後段にはそれぞれ、発泡粒子を貯蔵するネットサイロが設けられている。
【００９２】
耐圧容器２０１には、熱可塑性樹脂粒子、無機分散剤および分散助剤を含むミニペレット、ならびに発泡剤としてのＣＯ２が水と共に仕込まれる。そして、耐圧容器２０１を加熱して耐圧容器２０１内の混合物が所定の温度に調整された後、耐圧容器１０１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２０１内の熱可塑性樹脂粒子に発泡剤が含侵する。耐圧容器２０１下部に設置されたフラッシュ弁２０３は、発泡筒２０４に連結できる構造となっている。例えば、フラッシュ弁２０３は、その本体に、発泡筒２０４と連結する錘状の連結部２０３ａを備えていてもよい。発泡剤が含侵した熱可塑性樹脂粒子は、フラッシュ弁２０３を開くことにより、耐圧容器２０１の内圧よりも低い圧力の連結部２０３ａへ放出および発泡されて発泡粒子が得られる（除圧発泡法）。発泡粒子は輸送風により連結部２０３ａから発泡筒２０４内へ流れる。
【００９３】
ここで、耐圧容器２０１と発泡筒２０４との間に配された排出弁は、フラッシュ弁２０３に限定されず、除圧発泡でき発泡粒子の排出量を調整できる弁であればよい。前記排出弁は、従来公知の弁であればよく、ボール弁であってもよく、タンク弁、またはＹ型フラッシュ弁であってもよい。前記排出弁がフラッシュ弁２０３である場合、フラッシュ弁２０３は、内部の先端部分に円錐台形状の弁体を備えている。フラッシュ弁２０３では、手動または自動で弁本体から弁体を下降させ、その下降距離を変えることにより弁開度が調整される。そして、弁本体と弁体との円環状クリアランスの面積によって発泡粒子の排出量が調整される。また、耐圧容器２０１とフラッシュ弁２０３との間のデッドスペースをなくすために、フラッシュ弁２０３は、弁体の先端が耐圧容器２０１側へ伸長し、当該先端が耐圧容器２０１の底面に合う構造であることが望ましい。フラッシュ弁２０３が開くと、除圧発泡法により、一定量の発泡粒子が一定時間発泡筒２０４へ流れる。そして、耐圧容器２０１内の混合物がなくなると、発泡筒２０４への発泡粒子の供給が止まり、フラッシュ弁は閉止される。
【００９４】
耐圧容器２０１から発泡筒２０４へ放出された発泡粒子は、洗浄配管２０４ａにて上部から洗浄水が添加され洗浄された後、遠心脱水機２０５により遠心脱水される。洗浄配管２０４ａにおける下部の内面にはメッシュが設置されている。また、洗浄配管２０４ａの下部は、洗浄水が排出しやすい形状（例えば逆三角形）になっている。洗浄後、遠心脱水機２０５にて脱水された発泡粒子は、解砕機２０６を通過する。解砕機２０６では、ブロッキングした発泡粒子が解砕および分離される。
【００９５】
ここで、実施形態１〜４に係る脱水装置は、製造装置２００における遠心脱水機２０５と入れ替えて適用することができる。また、製造装置２００は、実施形態１〜４に係る脱水装置と遠心脱水機２０５とを併用した構成とすることができる。併用した構成とする場合、実施形態１〜４に係る脱水装置は、遠心脱水機２０５の前段または後段のどちらにも設置することができる。
【００９６】
解砕機２０６を通過した発泡粒子は、ネットサイロにて一時貯蔵された後、流動乾燥機２０７へ供給される。流動乾燥機２０７では、発泡粒子は、加熱熱風により流動しつつ連続で乾燥される。流動乾燥機２０７を通過し、乾燥した発泡粒子は、ネットサイロにて一時貯蔵された後、シフター２０８を通過し、ネットサイロにて貯蔵された後に製品として出荷される。
【００９７】
下部撹拌機２０２は、耐圧容器２０１における下部の円錐形状部分の側壁部に取り付けられている。なお、下部撹拌機２０２の軸封装置は、特に限定されず、従来公知の軸封装置を採用することができる。当該軸封装置として、メカニカルシールが一般的に適用される。また、下部撹拌機２０２は、軸封装置を備えない構成であってもよい。この場合、下部撹拌機２０２の軸封は、強力なマグネットが埋め込まれた無漏洩のノンシール方式であってもよい。製造装置２００、または実施形態１〜４に係る脱水装置が適用された製造装置２００において、耐圧容器２０１は、下部が円錐形状の容器に限定されず、例えば、下部が１／２半楕円形状の容器であってもよい。また、耐圧容器２０１内の内容物を撹拌する撹拌機は、撹拌翼を駆動する電動機が耐圧容器２０１の下部に配置された下部撹拌機２０２に限定されない。例えば、前記撹拌機は、耐圧容器２０１の上部に前記電動機を備え、撹拌翼が耐圧容器２０１内の下部へ配置された吊り下げ型の撹拌機であってもよい。
【００９８】
また、前記撹拌機の撹拌形態は、従来公知の形態を採用することができる。例えば、特開昭６２−１８２１４号公報に記載される形態、または、国際公開ＷＯ２０１８／００８４４５号に記載される形態が挙げられる。
【００９９】
また、製造装置２００、または実施形態１〜４に係る脱水装置が適用された製造装置２００において、解砕機２０６は、製造される発泡粒子の特性に応じて備えられる機器である。解砕機は、回転軸に多段の撹拌翼と、当該撹拌翼の周囲を囲う金網またはパンチングメタルと、を備えている。前記撹拌翼は、特に限定されず、例えば、後退パドル翼であってもよい。金網またはパンチングメタルは、発泡粒子の径より大きい多数の穴を有するものであれば、特に限定されない。撹拌翼により互着（ブロッキング）が崩された発泡粒子は、前記金網またはパンチングメタルの多数の穴から排出される。製造装置２００、または実施形態１〜４に係る脱水装置が適用された製造装置２００は、解砕機２０６を備えない構成であってもよい。
【０１００】
また、製造装置２００、または実施形態１〜４に係る脱水装置が適用された製造装置２００は、耐圧容器２０１内の混合物を低圧雰囲気下へ放出し除圧発泡により発泡粒子を得ることが可能な構成であればよく、フラッシュ弁２０３を備えた構成に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂粒子を耐圧容器２０１内よりも低圧の雰囲気に放出して発泡させる際に、耐圧容器２０１の放出部に設けられた筒付き絞り盤から発泡筒の衝突板または壁に発泡粒子を衝突させる構成であってもよい（特開２００３−１９２８２０号公報、特開２００３−８２１４８号公報、または国際公開ＷＯ２００５／０８５３３７号）。この場合、前記筒付き絞り盤は、例えば、オリフィスが設けられたオリフィス板と、前記オリフィス板の表面に前記オリフィスを囲むように形成された筒体と、を備えた構成となっている。また、前記発泡筒の衝突板または壁における発泡粒子の衝突部分は、曲面であってもよいし、平面であってもよい。
【０１０１】
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。
【０１０２】
〔まとめ〕
以上のように、本発明の態様１に係る発泡粒子の脱水装置１０は、発泡粒子５の液体混合物（発泡粒子５のスラリー）を輸送する、湾曲した輸送管１を備え、前記輸送管１の湾曲部２に、前記液体混合物中の発泡粒子５と液分とを分離するための分離部材（網部材３）が設けられている構成である。
【０１０３】
また、本発明の態様２に係る発泡粒子の脱水装置１０は、態様１において、前記分離部材（網部材３）は、前記湾曲部２の側壁（外側側壁２２）の一部を構成する構成である。
【０１０４】
また、本発明の態様３に係る発泡粒子の脱水装置１０Ａ〜１０Ｃは、態様１または２において、前記分離部材（網部材３）が設けられた湾曲部２を複数備えた構成である。
【０１０５】
また、本発明の態様４に係る発泡粒子の脱水装置１０Ａは、態様３において、前記分離部材（網部材３）が設けられた湾曲部２は、螺旋形状の一部を構成するように複数配置されている構成である。
【０１０６】
また、本発明の態様５に係る発泡粒子の製造装置１００、２００は、態様１〜４の何れかの発泡粒子の脱水装置１０Ａ〜１０Ｃを備えた構成である。
【０１０７】
本発明の態様６に係る発泡粒子の脱水方法は、輸送管１の湾曲部２に分離部材（網部材３）を設置し、発泡粒子５の液体混合物（発泡粒子５のスラリー）を前記湾曲部２に衝突または接触させて、前記液体混合物中の発泡粒子５と液分とを分離する工程を含む方法である。
【０１０８】
本発明の態様７に係る発泡粒子の脱水方法は、態様６において、前記湾曲部２が入口１１から上方に湾曲し、出口１２が入口１１よりも上側に位置するように前記輸送管１を設置して、前記輸送管１の入口１１から前記液体混合物を流入する、方法である。
【０１０９】
本発明の態様８に係る発泡粒子の脱水方法は、態様６または７において、前記輸送管１は、複数の湾曲部２ａ・２ｂを有し、複数の湾曲部２ａ・２ｂに前記分離部材（網部材３）を設置する方法である。
【０１１０】
本発明の態様９に係る発泡粒子の製造方法は、態様６〜８のいずれかの発泡粒子の脱水方法を一工程として含む、方法である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、１ａ〜１ｊ                輸送管
２、２ａ、２ｂ                湾曲部
３                          網部材（分離部材）
５                          発泡粒子
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  脱水装置
１１、１１ａ〜１１ｉ          入口
１２、１２ａ〜１２ｊ          出口
２１                          内側側壁
２２                          外側側壁
１００、２００                製造装置
【図１】
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【図２】
2020158061.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020158061.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020158061.tif 000008
【図７】
2020158061.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和3年7月27日(2021.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
脱水ユニット１０ａでは、輸送管１ａの入口１１ａは、側方を向いている。そして、湾曲部２ａは、入口１１ａから側方へ延びた後上方に湾曲した構成となっている。また、輸送管１ａの出口１２ａは上方を向いている。そして、脱水ユニット１０ｂでは、輸送管１ｂの入口１１ｂは、下方を向いており、輸送管１ａの出口１２ａと対向するように配置されている。湾曲部２ｂは、入口１１ｂから上方へ延びた後側方へ湾曲した構成となっている。また、輸送管１ｂの出口１２ｂは側方を向いている。湾曲部２ｂは、湾曲方向が湾曲部２ａと同じである。すなわち、湾曲部２ａと湾曲部２ｂとにおいて、外側および内側が互いに同じ側になる配置されている。さらに換言すれば、脱水ユニット１０ａおよび１０ｂは、湾曲部２ａを有する輸送管１ａと湾曲部２ｂを有する輸送管１ｂとによりＵ字が形成されるような位置関係である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
その後、発泡粒子５のスラリーは、シス配置ユニットＣ１（脱水ユニット１０ｅおよび１０ｆ）、シス配置ユニットＣ２（脱水ユニット１０ｇおよび１０ｈ）、およびトランス配置ユニットＴ３（脱水ユニット１０ｉおよび１０ｊ）を順番に通過する。そして、これらのユニットを通過中に液分が除去されて（脱水工程）、トランス配置ユニットＴ３の出口１２ｊ（脱水ユニット１０ｊにおける輸送管１ｊの出口１２ｊに対応）から流出する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
製造装置１００では、発泡粒子輸送ブロワー１０７と分離器１１０との間の輸送管に分岐した分岐輸送管が設けられており、耐圧容器１０１は、当該分岐輸送管に接続している。また、上記分岐輸送管中に、払い出しバルブ１０２、およびノズル１０３が設けられている。さらに、発泡粒子輸送ブロワー１０７と分離器１１０とを接続する輸送管中には、温度計１０８が設けられている。温度計１０８は、ノズル１０３の出口から発泡粒子貯槽１１１までの発泡粒子が輸送される輸送管および設備の範囲（以下、単に発泡室と称することもある）の温度を測定するために設けられている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
また、製造装置１００は、発泡粒子貯槽１１１へ蒸気および外気が供給されるように構成されている。フィルター１０４は、製造装置１００内に吸い込まれる外気を濾過するために設けられている。また、発泡粒子貯槽１１１へ供給される蒸気量は、蒸気吹込み量調節弁１０６の弁開度により制御される。また、製造装置１００内に吸い込まれる外気の量は、外気吸込み量調節弁１０５の弁開度により制御される。調節計１０９は、外気吸込み量調節弁１０５または蒸気吹込み量調節弁１０６の弁開度を制御する部材である。製造装置１００では、調節計１０９による外気吸込み量調節弁１０５および蒸気吹込み量調節弁１０６の制御により、発泡粒子貯槽１１１内に供給される外気量および蒸気量が制御される。これにより、ノズル１０３の出口から発泡粒子貯槽１１１までの発泡粒子が輸送される輸送管および設備の範囲の温度が任意の温度に調節される。
【国際調査報告】
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