本発明は、樹脂粒子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of producing resin particles.
従来、発泡状態の樹脂粒子は、発泡ビーズなどと称されてビーズ発泡成形体の形成材料として用いられている。
また、発泡ビーズは、ビーズ発泡成形体の形成材料としてだけでなく、ビーズクッションの充填材などとしても利用されている。Conventionally, resin particles in a foamed state are referred to as foamed beads and the like, and are used as a material for forming a bead foam.
In addition, foam beads are used not only as a material for forming bead foam molded bodies but also as a filler for bead cushions and the like.
この種の発泡ビーズは、ビーズ発泡成形体の形成時における発泡性やビーズクッションに求められる軽量性、圧縮強度などの関係から、一定程度以上の発泡倍率で発泡しているとともに独立気泡性が高いことが求められる。
また、発泡ビーズは、通常、球形に近い状態であることが求められている。This kind of foam bead is foamed at a certain expansion ratio or more and has high closed cell property due to the relationship between foamability at the time of forming the bead foam molded body, lightness required for the bead cushion, and compression strength. Is required.
In addition, foam beads are generally required to be in a near spherical state.
発泡状態の樹脂粒子を得る方法としては、例えば、非発泡状態の樹脂粒子を作製し、この非発泡状態の樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後に発泡させる方法の他にホットカット法と称される方法が知られている。
該ホットカット法の代表的な方法としては、例えば、複数のダイス孔を有するダイスと、このダイス孔の出口で回転するカッターとを備えた造粒機と押出機とを用い、発泡剤を含有する樹脂組成物を押出機で溶融混練し、該押出機の先端に装着した前記ダイスに溶融混練物を供給し、前記ダイス孔から溶融混練物を吐出させて発泡させつつダイス孔の出口で発泡した溶融混練物をカッターで断続的にカットして粒子化する方法が知られている。As a method of obtaining resin particles in a foamed state, for example, a method of producing resin particles in a non-foamed state, and impregnating the resin particles in the non-foamed state with a foaming agent and then foaming them is referred to as a hot cut method Methods are known.
As a representative method of the hot cutting method, for example, a granulating machine and an extruder which use a die having a plurality of die holes and a cutter which is rotated at the outlet of the die holes, contain a foaming agent. Resin composition is melt-kneaded with an extruder, the melt-kneaded product is supplied to the die mounted at the tip of the extruder, and the melt-kneaded product is discharged from the die hole for foaming while foaming at the outlet of the die hole There is known a method in which the melt-kneaded product is intermittently cut with a cutter to form particles.
このホットカット法としては、前記ダイス孔を水中に開口させて溶融混練物をダイス孔から吐出した直後に冷却水で冷却する水中ホットカット法と称される方法が知られている（下記特許文献１参照）。
この水中ホットカット法は、非発泡状態の樹脂粒子に発泡剤を含浸させる方法に比べて工程が簡易であるとともに発泡状態の樹脂粒子の発泡状態を調節することが容易である。As this hot cut method, there is known a method called underwater hot cut method in which the die hole is opened in water and the molten and kneaded material is discharged from the die hole immediately after it is cooled by cooling water (see below patent document) 1).
This underwater hot-cut method has a simple process as compared with a method in which a non-foamed resin particle is impregnated with a foaming agent, and it is easy to control the foamed state of the foamed resin particle.
発泡状態の樹脂粒子としては、ポリスチレン樹脂をベースポリマーとしたものが一般的であるが、近年、発泡ビーズやビーズ発泡成形体の用途の広がりとともにポリスチレン樹脂以外のポリマーを主成分としたものが求められるようになってきている。
しかしながら、ポリスチレン樹脂以外のポリマーを主成分としたもの以外に発泡状態の樹脂粒子を水中ホットカット法で作製する方法は十分に確立されていない。
そのため、ポリスチレン樹脂製のものよりも軟質な発泡ビーズやビーズ発泡成形体が要望されるような場合、熱可塑性エラストマーなどをその原材料として採用することが考えられるものの熱可塑性エラストマーをベースポリマーとすると良質な発泡ビーズやビーズ発泡成形体を得られ難いという問題を有する。
本発明は、上記のような問題を解決することを課題としており、従来の方法では良好な発泡状態の樹脂粒子を得ることが困難であった熱可塑性エラストマーを用いて良好な発泡状態の樹脂粒子を提供することを課題としている。As resin particles in a foamed state, those made of polystyrene resin as a base polymer are generally used, but in recent years, those having a polymer other than polystyrene resin as a main component are sought with the expansion of applications of foamed beads and bead foam molded articles It has become possible to
However, methods for producing foamed resin particles by the hot-cut method in water have not been sufficiently established, except for those based on polymers other than polystyrene resin.
Therefore, when foam beads and bead foam molded products that are softer than those made of polystyrene resin are required, thermoplastic elastomers may be considered as the raw material, but thermoplastic elastomers may be considered as the base polymer but good quality There is a problem that it is difficult to obtain various foam beads and bead foam moldings.
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and resin particles in a good foaming state using a thermoplastic elastomer in which it is difficult to obtain resin particles in a good foaming state by the conventional method The challenge is to provide
上記課題を解決すべく本発明者らが鋭意検討を行ったところ、熱可塑性エラストマーのようなポリマーの中でも比較的柔らかいものをベースポリマーとして用いる場合、この熱可塑性エラストマーをベースポリマーとした樹脂組成物をダイス孔から特定条件で水中に吐出させることで良好な発泡状態の樹脂粒子が得られ易いことを見出して本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention conducted intensive studies to solve the above problems, and it was found that when a relatively soft polymer such as a thermoplastic elastomer is used as a base polymer, a resin composition containing this thermoplastic elastomer as a base polymer It has been found that resin particles in a good foamed state can be easily obtained by discharging into water from the die hole under specific conditions, and the present invention has been completed.
即ち、樹脂粒子の製造方法に係る本発明は、複数のダイス孔を有するダイスに発泡剤を含む溶融状態の樹脂組成物を供給し、冷却水中に開口した前記ダイス孔から前記樹脂組成物を吐出しつつ吐出された樹脂組成物をダイス孔の出口でカットして発泡状態の樹脂粒子を作製する樹脂粒子の製造方法であって、前記樹脂組成物のベースポリマーが熱可塑性エラストマーであり、該樹脂組成物を、前記ダイス孔を通過する際のせん断速度が３０００〜１２０００ｓｅｃ−１で見かけ溶融粘度が８００〜５０００ポイズとなるようにダイス孔から吐出する樹脂粒子の製造方法である。That is, the present invention according to the method for producing resin particles supplies a molten resin composition containing a foaming agent to a die having a plurality of die holes, and discharges the resin composition from the die holes opened in cooling water. Is a method for producing resin particles in which the resin composition discharged while being discharged is cut at the exit of the die hole to produce resin particles in a foamed state, wherein the base polymer of the resin composition is a thermoplastic elastomer, It is a manufacturing method of the resin particle which discharges a composition from a die hole so that the apparent melt viscosity may become 800-5000 poise at a shear rate of 3000-12000 sec-1 at the time of passing the above-mentioned die hole.
樹脂粒子の製造方法においては、前記樹脂組成物のベースポリマーをポリアミド系熱可塑性エラストマーとし、該樹脂組成物のダイス導入部での温度を１５０℃以上１９０℃以下とすることができる。
この場合、従来の方法では良好なる発泡状態のものを得ることが困難であったポリアミド系のベースポリマーで樹脂粒子を形成しつつ当該樹脂粒子の発泡状態を良好なものとし得る。In the method for producing resin particles, the base polymer of the resin composition can be a polyamide thermoplastic elastomer, and the temperature at the die introduction portion of the resin composition can be 150 ° C. or more and 190 ° C. or less.
In this case, it is possible to make the foamed state of the resin particles good while forming the resin particles from the polyamide base polymer which is difficult to obtain a good foamed state by the conventional method.
樹脂粒子の製造方法においては、前記樹脂組成物のベースポリマーをポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとし、該樹脂組成物のダイス導入部での温度を１３０℃以上１７０℃以下とすることができる。
この場合、従来の方法では良好なる発泡状態のものを得ることが困難であったポリオレフィン系のベースポリマーで樹脂粒子を形成しつつ当該樹脂粒子の発泡状態を良好なものとし得る。In the method for producing resin particles, the base polymer of the resin composition may be a polyolefin-based thermoplastic elastomer, and the temperature at the die introduction portion of the resin composition may be 130 ° C. or more and 170 ° C. or less.
In this case, it is possible to make the foamed state of the resin particles good while forming the resin particles from the polyolefin-based base polymer which is difficult to obtain a foamed state which is good by the conventional method.
本発明によれば、これまで良好な発泡状態の樹脂粒子を得ることが困難であったポリマーを樹脂粒子のベースポリマーとしつつも良好な発泡状態の樹脂粒子を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain resin particles in a good foaming state while using as a base polymer of resin particles a polymer that has been difficult to obtain resin particles in a good foaming state.
本発明の樹脂粒子の製造方法について、図を参照しつつ説明する。
まず、水中ホットカット法によって発泡状態の樹脂粒子を製造するための水中カット式造粒装置について説明する。The method for producing resin particles of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an underwater cut type granulation apparatus for producing resin particles in a foamed state by an underwater hot cut method will be described.
図１は水中カット式造粒装置の概略構成図であり、本実施形態における水中カット式造粒装置Ｔ（以下、単に「造粒装置」ともいう）は、押出機Ａと造粒機Ｂとを備えている。
なお、図２は、押出機Ａの押出方向に平行な平面で造粒機Ｂの主要構成部材たるダイスなどを切断した断面の様子を示したものである。FIG. 1 is a schematic block diagram of the underwater cutting type granulation apparatus, and the underwater cutting type granulation apparatus T (hereinafter, also simply referred to as “granulation apparatus”) in this embodiment includes an extruder A and a granulator B and Is equipped.
2 shows the appearance of a cross section obtained by cutting a die or the like which is a main component member of the granulator B on a plane parallel to the extrusion direction of the extruder A.
図１および図２に示すように、本実施形態における造粒装置Ｔは、いわゆる水中ホットカット法によって発泡状態の樹脂粒子（以下、単に「発泡ビーズ」ともいう）を造粒するための造粒装置である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the granulation apparatus T in the present embodiment is a granulation for granulating resin particles in a foamed state (hereinafter, also simply referred to as "foamed beads") by a so-called underwater hot cut method. It is an apparatus.
前記造粒装置Ｔは、造粒用ダイス１が先端に取り付けられた押出機２と、造粒用ダイス１のダイス孔１５から吐出される溶融状態の樹脂組成物２０（以下「溶融混練物２０」ともいう）を切断するカッター３が収容されるとともに、造粒用ダイス１の前面となる樹脂吐出面１０ｆに水を接触させるためのチャンバー４を備えている。
前記チャンバー４には、循環する水を流すための管路５が接続され、この管路５の一端（チャンバー４より上流側）が、送水ポンプ６を介して水槽７に接続されている。
また、管路５の他端（チャンバー４より下流側）には、循環水から発泡ビーズを分離し、脱水・乾燥する脱水処理部８が設けられている。
この脱水処理部８で分離され、脱水・乾燥した発泡ビーズは、容器９に送られるようになっており、水は前記水槽７に返送されるようになっている。
そして、符号２１はホッパー、２２は発泡剤供給口、２３は高圧ポンプである。
なお、造粒装置Ｔおよび造粒用ダイス１に関し、以下においては、樹脂が吐出される側を「先方」、「先端」とし、その反対側を「後方」、「後端」と称することがある。The granulation apparatus T includes a resin composition 20 (hereinafter referred to as “melt-kneaded product 20” in a molten state discharged from the extruder 2 to which the granulation die 1 is attached at the tip, and the die hole 15 of the granulation die 1). And a chamber 4 for bringing water into contact with the resin discharge surface 10 f which is the front surface of the granulation die 1.
A pipe line 5 for flowing circulating water is connected to the chamber 4, and one end (upstream side from the chamber 4) of the pipe line 5 is connected to the water tank 7 via a water pump 6.
Further, at the other end of the conduit 5 (downstream from the chamber 4), a dewatering processing unit 8 is provided which separates the foam beads from the circulating water, and dewaters and dries it.
The foam beads separated, dehydrated and dried by the dehydration processing unit 8 are sent to the container 9, and water is returned to the water tank 7.
Reference numeral 21 is a hopper, 22 is a foaming agent supply port, and 23 is a high pressure pump.
In addition, regarding granulation apparatus T and the dice | dies 1 for granulation, in the following, the side by which resin is discharged may be called "front side" and "front end", and the other side may be called "back" and "rear end." is there.
図２に示すように、造粒用ダイス１は、ダイス本体１０（以下「ダイプレート１０」とも称することがある）と、押出機２の先端側（図中右側）に固定されたダイホルダ１１とからなり、前記ダイス本体１０が、ダイホルダ１１の先端側に複数のボルトによって固定されており、該ダイス本体１０が固定されている前記ダイホルダ１１の先端側の一部が可動式となってダイバータバルブ１３として機能するようになっている。 As shown in FIG. 2, the granulation die 1 comprises a die body 10 (hereinafter sometimes referred to as "die plate 10") and a die holder 11 fixed to the tip end side (right side in the figure) of the extruder 2. The die main body 10 is fixed to the tip end side of the die holder 11 by a plurality of bolts, and a part of the tip end side of the die holder 11 to which the die main body 10 is fixed becomes movable and the diverter valve It is supposed to function as 13.
前記ダイホルダ１１は、押出機２のシリンダに連通して設けられ、後端側から先端側に向けて後端側流路１１ａ、先端側流路１１ｂが順に形成されており、前記ダイバータバルブ１３は後端側から先端側に貫通する第一流路１１ｃと後端側からダイホルダ１１の側面部へと抜ける第二の流路１１ｄとを有し、後端側流路１１ａと先端側流路１１ｂと前記第一流路１１ｃで中継するように構成されている。 The die holder 11 is provided in communication with the cylinder of the extruder 2, and a rear end side flow passage 11a and a front end side flow passage 11b are sequentially formed from the rear end side toward the front end side, and the diverter valve 13 is It has a first flow passage 11c penetrating from the rear end side to the front end side and a second flow passage 11d passing from the rear end side to the side surface portion of the die holder 11, and It relays in the said 1st flow path 11c, It is comprised.
前記ダイス本体１０は、後端面中央部において、後方側に突出してなる円錐状凸部１０ａが形成され、ダイス本体１０とダイホルダ１１とが接続した状態で、ダイホルダ１１の先端側流路１１ｂ内に、所定隙間をもって円錐状凸部１０ａが挿入されている。
すなわち、ダイホルダ１１の後端側流路１１ａを通過した溶融混練物２０は先端側流路１１ｂにおいて円錐状凸部１０ａの外周面に沿って流れ、複数の樹脂流路１４を通ってダイス本体１０の先端面に開口する複数のダイス孔１５に連通する構成となっている。The die body 10 is formed with a conical convex portion 10a protruding rearward at the center of the rear end face, and in a state where the die body 10 and the die holder 11 are connected, inside the tip side flow passage 11b of the die holder 11. The conical convex portion 10a is inserted with a predetermined gap.
That is, the melt-kneaded product 20 which has passed through the rear end side flow passage 11 a of the die holder 11 flows along the outer peripheral surface of the conical convex portion 10 a in the front end side flow passage 11 b and passes through the plurality of resin flow passages 14. It communicates with a plurality of die holes 15 opened in the front end face of the head.
前記ダイス本体１０は、その先端面で水流に接触する樹脂吐出面１０ｆと、押出機２から押出された溶融混練物２０を樹脂吐出面１０ｆに向けて移送するための複数の樹脂流路１４と、複数の樹脂流路１４の先端に設けられると共に樹脂吐出面１０ｆに開口する複数のダイス孔１５と、樹脂吐出面１０ｆの中心位置に設けられた断熱材１６と、樹脂吐出面１０ｆよりも押出機２側の位置で樹脂吐出面１０ｆや樹脂流路１４を温めるためのカートリッジヒーター１７、ダイス本体１０を温めるための短ヒーター１８とを備えている。 The die body 10 has a resin discharge surface 10f in contact with the water flow at its tip end, and a plurality of resin flow paths 14 for transferring the melt-kneaded product 20 extruded from the extruder 2 toward the resin discharge surface 10f. A plurality of die holes 15 provided at the tip of the plurality of resin flow paths 14 and opened in the resin discharge surface 10 f, the heat insulating material 16 provided at the center position of the resin discharge surface 10 f, and extrusion from the resin discharge surface 10 f A cartridge heater 17 for warming the resin discharge surface 10f and the resin flow path 14 and a short heater 18 for warming the die body 10 are provided at the position on the machine 2 side.
ダイス本体１０の樹脂吐出面１０ｆは、中心部に円形断面の断熱材１６を配置し、その断熱材１６の径方向外側に複数のダイス孔１５がその開口を周方向に沿って並べた状態で設けられている。
そして、複数のダイス孔１５が開口されている樹脂吐出面１０ｆは、チャンバー４内部で水と接触するようになっている。
即ち、前記ダイス孔１５は、造粒時において水中に開口した状態となるものである。In the resin discharge surface 10f of the die main body 10, the heat insulating material 16 having a circular cross section is disposed at the central portion, and the plurality of die holes 15 are arranged in the circumferential direction along the radial direction outside the heat insulating material 16 It is provided.
The resin discharge surface 10 f in which the plurality of die holes 15 are opened is in contact with water inside the chamber 4.
That is, the die hole 15 is in a state of being opened in water at the time of granulation.
前記樹脂流路１４は、円形断面をなし、樹脂吐出面１０ｆに対して直交する方向に延在するとともに、ダイス本体１０の中心軸線を中心とした円周（樹脂吐出面１０ｆ上に描かれた円周）に沿って一定の間隔をもって配置されている。本実施の形態では、樹脂流路１４は、８箇所に設けられており、先端側流路１１ｂから８つに分岐した流路を形成している。
８つの前記樹脂流路１４は、樹脂吐出面１０ｆを正面から見た際に、周方向に等間隔に設けられており、隣り合う樹脂流路１４どうしの中心角が４５°となるように配されている。The resin flow channel 14 has a circular cross section, extends in a direction orthogonal to the resin discharge surface 10 f, and has a circumference (the resin discharge surface 10 f is drawn around the central axis of the die body 10 It is arranged at regular intervals along the circumference). In the present embodiment, the resin flow paths 14 are provided at eight locations, and form a flow path branched from the tip end side flow path 11 b into eight.
The eight resin flow channels 14 are provided at equal intervals in the circumferential direction when the resin discharge surface 10 f is viewed from the front, and are arranged such that the central angles of adjacent resin flow channels 14 are 45 °. It is done.
前記ダイス孔１５は、樹脂流路１４の出口に対応する８箇所に配されている。
樹脂流路１４の出口１箇所には、複数のダイス孔１５が配されている。
複数のダイス孔１５は、樹脂流路１４の出口に対応した円形の領域に設けられている。
この８箇所に分散配置された前記ダイス孔１５は、樹脂吐出面１０ｆ上に描かれた円周に沿って所定間隔をもって配置されている。
前記断熱材１６は、複数のノズル１５を配置した円周の内側の樹脂吐出面１０ｆに設けられ、チャンバー４内の水にダイス本体１０の熱が逃げないようにしてダイス本体１０の温度低下を抑制すべく設けられている。The die holes 15 are disposed at eight locations corresponding to the outlet of the resin flow channel 14.
A plurality of die holes 15 are disposed at one outlet of the resin flow channel 14.
The plurality of die holes 15 are provided in a circular area corresponding to the outlet of the resin flow channel 14.
The die holes 15 distributed at eight locations are arranged at predetermined intervals along the circumference drawn on the resin discharge surface 10 f.
The heat insulating material 16 is provided on the resin discharge surface 10 f on the inner side of the circumference where the plurality of nozzles 15 are arranged, so that the heat of the die main body 10 does not escape to the water in the chamber 4. It is provided to suppress.
また、造粒用ダイス１には、ダイス本体１０の温度や溶融樹脂温度を測定するための測温体１９Ａ，１９Ｂが設けられている。
第１の測温体１９Ａは、ダイス本体１０の中央部の温度（ダイス本体の温度：ダイス保持温度）を測定するためのものである。
第２の測温体１９Ｂは、ダイホルダ１１内を流れる溶融混練物２０の温度及び樹脂圧力を測定するためのものである。Further, temperature measuring bodies 19A and 19B for measuring the temperature of the die main body 10 and the molten resin temperature are provided in the granulation die 1.
The first temperature detector 19A is for measuring the temperature of the central portion of the die body 10 (the temperature of the die body: the die holding temperature).
The second temperature detector 19B is for measuring the temperature and the resin pressure of the melt-kneaded product 20 flowing in the die holder 11.
図１に示す造粒装置Ｔに用いる押出機２は、従来周知の各種押出機の中から造粒する樹脂の種類等に応じて適宜選択して使用でき、例えばスクリュを用いる押出機またはスクリュを用いない押出機のいずれも用いることができる。
スクリュを用いる押出機としては、例えば、単軸式押出機、多軸式押出機、ベント式押出機、タンデム式押出機などが挙げられる。
スクリュを用いない押出機としては、例えば、プランジャ式押出機、ギアポンプ式押出機などが挙げられる。
また、押出機は、スタティックミキサーを備えたものであってもよい。The extruder 2 used in the granulating apparatus T shown in FIG. 1 can be appropriately selected and used according to the type of resin to be granulated among various well-known extruders, for example, an extruder using a screw or a screw Any extruder not used can be used.
As an extruder using a screw, a single screw type extruder, a multi-screw type extruder, a vent type extruder, a tandem type extruder etc. are mentioned, for example.
As an extruder which does not use a screw, a plunger type extruder, a gear pump type extruder, etc. are mentioned, for example.
The extruder may also be equipped with a static mixer.
このような造粒装置によって作製する発泡ビーズは、本実施形態においては、その形成材料となる樹脂組成物が熱可塑性エラストマーをベースポリマーとしている。
該樹脂組成物には、樹脂粒子を発泡状態にさせるための発泡剤や気泡調整剤などを熱可塑性エラストマーとともに含有させうる。In this embodiment, in the foamed beads produced by such a granulating apparatus, the resin composition to be the material for forming the beads is based on a thermoplastic elastomer.
The resin composition may contain a foaming agent for bringing resin particles into a foamed state, a cell regulator, and the like together with the thermoplastic elastomer.
前記熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ Ｋ６４１８：２００７に規定されるポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ゴム架橋体（ＴＰＶ）、又は、その他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＺ）などが挙げられる。
なお、ベースポリマーとは、樹脂組成物に含まれる全てのポリマーの内、最も質量割合の高いポリマーを意味する。
本実施形態における発泡ビーズは、このベースポリマーが、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）か、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）かの何れかであることが好ましい。The thermoplastic elastomer is not particularly limited, but, for example, polyamide thermoplastic elastomer (TPA), polyester thermoplastic elastomer (TPC), polyolefin thermoplastic elastomer (TPO) and polystyrene as defined in JIS K 6418: 2007. And thermoplastic elastomers (TPS), polyurethane-based thermoplastic elastomers (TPU), crosslinked thermoplastic rubbers (TPV), and other thermoplastic elastomers (TPZ).
In addition, a base polymer means the polymer with the highest mass ratio among all the polymers contained in a resin composition.
In the foam bead in the present embodiment, it is preferable that the base polymer is either a polyamide-based thermoplastic elastomer (TPA) or a polyolefin-based thermoplastic elastomer (TPO).
前記ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）としては、例えば、アミド結合による繰返し構造を備えたハード成分と、エーテルとエステル結合との内の少なくとも一方の結合による繰返し構造を備えたソフト成分とを有するものが採用可能である。
樹脂組成物のベースポリマーをポリアミド系熱可塑性エラストマーとする場合、単独のポリアミド系熱可塑性エラストマーでベースポリマーを構成させてもよく、複数種類のポリアミド系熱可塑性エラストマーを組み合わせてベースポリマーを構成させてもよい。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーを樹脂組成物のベースポリマーとする場合、樹脂組成物の８０質量％以上をポリアミド系熱可塑性エラストマーとすることが好ましく、９０質量％以上をポリアミド系熱可塑性エラストマーとすることが好ましい。The polyamide-based thermoplastic elastomer (TPA) has, for example, a hard component having a repeating structure by an amide bond and a soft component having a repeating structure by at least one bond of an ether and an ester bond. Can be adopted.
When the base polymer of the resin composition is a polyamide-based thermoplastic elastomer, the base polymer may be composed of a single polyamide-based thermoplastic elastomer, or a plurality of polyamide-based thermoplastic elastomers are combined to constitute a base polymer. It is also good.
When a polyamide-based thermoplastic elastomer is used as the base polymer of the resin composition, 80% by mass or more of the resin composition is preferably used as the polyamide-based thermoplastic elastomer, and 90% by mass or more as the polyamide-based thermoplastic elastomer preferable.
前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）としては、ポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂との内の少なくとも一方を含むハード成分とエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）からなるソフト成分とを含むものが採用可能である。
樹脂組成物のベースポリマーをポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとする場合、単独のポリオレフィン系熱可塑性エラストマーでベースポリマーを構成させてもよく、複数種類のポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを組み合わせてベースポリマーを構成させてもよい。
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを樹脂組成物のベースポリマーとする場合、樹脂組成物の８０質量％以上をポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとすることが好ましく、９０質量％以上をポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとすることが好ましい。As the polyolefin-based thermoplastic elastomer (TPO), one containing a hard component containing at least one of a polyethylene resin and a polypropylene resin and a soft component consisting of ethylene propylene rubber (EPR, EPDM) can be adopted.
When the base polymer of the resin composition is a polyolefin-based thermoplastic elastomer, the base polymer may be composed of a single polyolefin-based thermoplastic elastomer, or a plurality of different polyolefin-based thermoplastic elastomers may be combined to constitute a base polymer. It is also good.
When a polyolefin-based thermoplastic elastomer is used as a base polymer of a resin composition, 80% by mass or more of the resin composition is preferably used as a polyolefin-based thermoplastic elastomer, and 90% by mass or more as a polyolefin-based thermoplastic elastomer preferable.
なお、樹脂組成物におけるベースポリマーの割合を８０質量％以上とすることが好ましく９０質量％以上とすることがより好ましい点については、ポリアミド系熱可塑性エラストマーやポリオレフィン系熱可塑性エラストマー以外の熱可塑性エラストマーでベースポリマーを構成させる場合も同じである。 In addition, about the point which it is preferable to make the ratio of the base polymer in a resin composition into 80 mass% or more, and it is more preferable to make it into 90 mass% or more, thermoplastic elastomers other than a polyamide type thermoplastic elastomer and polyolefin type thermoplastic elastomer. The same is true for the case of forming a base polymer with
熱可塑性エラストマーとしては、表面硬度であるショアＤ硬度が１５〜７５のようなものが好ましく、２０〜６０とすることがより好ましい。
また、熱可塑性エラストマーのビカット軟化温度が５０〜２１０℃のようなものが好ましく、８０〜１９０℃のようなものがより好ましい。
前記ショアＤ硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３の試験方法に準拠して測定される。具体的には、温度２３±２℃、湿度５０±５％に調節された試験室内にて、１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚み１０ｍｍに調整した試料に対し、Ｄ型デュロメーターを垂直に押し当て、１秒後の数値を計測する。その際、測定位置は試料外端より１２ｍｍ以上内側で計測し、測定点同士は１０ｍｍの間隔を確保し、一つの試料に対し５点計測し、平均値をショアＤ硬度とする。
前記ビカット軟化温度はＪＩＳ Ｋ７２０６：１９９９ Ａ５０法の試験方法に準拠して測定される。The thermoplastic elastomer preferably has a Shore D hardness of 15 to 75, which is a surface hardness, and more preferably 20 to 60.
In addition, the Vicat softening temperature of the thermoplastic elastomer is preferably 50 to 210 ° C., and more preferably 80 to 190 ° C.
The Shore D hardness is measured in accordance with the test method of JIS K6253. Specifically, in a test room adjusted to a temperature of 23 ± 2 ° C and a humidity of 50 ± 5%, a D-type durometer is vertically pressed against a sample adjusted to 100 mm × 100 mm × thickness 10 mm, and after 1 second Measure the numerical value of At that time, the measurement position is measured 12 mm or more inside from the outer end of the sample, and the measurement points secure a distance of 10 mm, measure 5 points for one sample, and make the average value Shore D hardness.
The Vicat softening temperature is measured in accordance with the test method of JIS K 7206: 1999 A50.
前記発泡剤については、特に限定はされず、例えば、物理発泡剤や化学発泡剤が挙げられる。
前記物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、シクロペンタジエン等の炭化水素やそのハロゲン化物、水蒸気、窒素、二酸化炭素などの無機ガスが挙げられる。
前記化学発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、カルシウムアジド、ナトリウムアジド、ホウ水素化ナトリウム等の無機系化学発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾビススルホルムアミド、アゾビスイソブチロニトリルおよびジアゾアミノベンゼンなどのアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタンメチレンテトラミンおよびＮ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジドおよびｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジドトリヒドラジノトリアジン、バリウムアゾジカルボキシレート、クエン酸などの有機系化学発泡剤が挙げられる。The blowing agent is not particularly limited, and examples thereof include physical blowing agents and chemical blowing agents.
Examples of the physical blowing agent include hydrocarbons such as propane, normal butane, isobutane, normal pentane, isopentane, cyclopentane, cyclopentadiene and the like, and halides thereof, water vapor, inorganic gases such as nitrogen and carbon dioxide.
Examples of the chemical foaming agent include inorganic chemical foaming agents such as ammonium carbonate, sodium bicarbonate, ammonium bicarbonate, ammonium nitrite, calcium azide, sodium azide, sodium borohydride, azodicarbonamide, azobissulamide, Azo compounds such as azobisisobutyronitrile and diazoaminobenzene, nitroso compounds such as N, N'-dinitrosopentanemethylenetetramine and N, N'-dimethyl-N, N'-dinitrosotephthalamide, benzenesulfonyl hydrazide Organic chemistry such as p-toluenesulfonyl hydrazide and p, p'-oxybisbenzenesulfonyl semicarbazide, p-toluenesulfonyl semicarbazide trihydrazino triazine, barium azodicarboxylate and citric acid A foaming agent is mentioned.
前記気泡調整剤としては、例えば、タルク、マイカ、シリカ、珪藻土、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、ガラスビーズなどの無機化合物粒子、ポリテトラフルオロエチレンなどの有機化合物粒子が採用可能である。 Examples of the cell regulator include talc, mica, silica, diatomaceous earth, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, potassium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, Inorganic compound particles such as potassium sulfate, barium sulfate and glass beads, and organic compound particles such as polytetrafluoroethylene can be employed.
前記樹脂組成物は、必要に応じ、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、抗菌剤、滑剤、着色剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 The said resin composition may contain various additives, such as a ultraviolet absorber, an antioxidant, an antibacterial agent, a lubricating agent, a coloring agent, as needed, for example.
次いで、このような成分を含む樹脂組成物によって本実施形態に係る樹脂粒子（発泡ビーズ）の製造方法について説明する。
造粒装置Ｔを用いて発泡ビーズを作製するには、まず、造粒用ダイス１を先端に取り付けた押出機２にホッパー２１から熱可塑性エラストマーや気泡調整剤を供給するとともに発泡剤供給口２２から高圧ポンプ２３によって発泡剤を所定の圧力で押出機２に圧入してこれらの溶融混練を実施し、当該押出機２にて溶融混練物２０を得る。Then, the manufacturing method of the resin particle (foaming bead) which concerns on this embodiment by the resin composition containing such a component is demonstrated.
In order to produce the foamed beads using the granulating apparatus T, first, the thermoplastic elastomer and the cell regulator are supplied from the hopper 21 to the extruder 2 having the granulating die 1 attached to the tip, and the foaming agent supply port 22 Then, the foaming agent is pressed into the extruder 2 at a predetermined pressure by the high pressure pump 23 to carry out the melt-kneading of these, and the extruder 2 obtains the melt-kneaded product 20.
次いで、溶融混練物２０を樹脂流路１４に供給するとともに前記チャンバー４に水を導入させ、且つ、カッター３を始動させる。
即ち、溶融混練物２０を樹脂流路１４を通じてダイス孔１５から水中に吐出し、水中に吐出されて発泡するとともに水によって冷却された溶融混練物２０をカッター３によって断続的に切断し、該切断によって粒状となった発泡ビーズを得る。Subsequently, the melt-kneaded product 20 is supplied to the resin flow channel 14, water is introduced into the chamber 4, and the cutter 3 is started.
That is, the melt-kneaded product 20 is discharged into water from the die hole 15 through the resin flow channel 14, and the melt-kneaded product 20 discharged into water and foamed and cooled by water is intermittently cut by the cutter 3 and cut. To obtain foamed beads which are granulated.
このとき、溶融状態の樹脂組成物を、前記ダイス孔１５を通過する際のせん断速度が３０００〜１２０００ｓｅｃ−１となり、且つ、樹脂組成物の見かけ溶融粘度が８００〜５０００ポイズとなるように押出機等の運転条件を設定する。At this time, an extruder is used so that the shear rate at the time of passing the resin composition in the molten state is 3000 to 12000 sec−1 and the apparent melt viscosity of the resin composition is 800 to 5000 poise. Set operating conditions such as
前記せん速度は、以下の式（１）より算出される。
τ＝４ｑ／（π・ｒ３） ・・・（１）
（但し、「τ」はせん断速度（ｓｅｃ−１）を表し、「ｑ」はダイス孔１個当りの容積樹脂吐出量（ｃｍ３／ｓｅｃ）を表し、「π」は円周率を表し、「ｒ」はダイス孔の半径（ｃｍ）を表している。）
なお、容積樹脂吐出量（ｑ）は、単位時間当たりの吐出質量（ビーズ質量：ｇ／ｓｅｃ）を発泡ビーズの見掛け密度（ｇ／ｃｍ３）で除して求められる値である。The chipping speed is calculated by the following equation (1).
τ = 4 q / (π · r3 ) (1)
(Where “τ” represents a shear rate (sec−1 ), “q” represents a resin discharge amount per cm of die hole (cm3 / sec), “π” represents a circumference ratio, "R" represents the radius (cm) of the die hole.)
The volumetric resin discharge amount (q) is a value obtained by dividing the discharge mass per unit time (bead mass: g / sec) by the apparent density of the foam beads (g / cm3 ).
また、樹脂組成物の見かけ溶融粘度は下記の式（２）より算出される。
η＝（ΔＰ・π・ｇ・ｒ４・ρ）／（８Ｑ・Ｌ） ・・・（２）
（但し、「η」は見かけ溶融粘度〔ｋｇ／（ｃｍ・ｓｅｃ）〕を表し、「ΔＰ」はダイス孔を通過する際の圧力損失（ｋｇ／ｃｍ２）を表し、「π」は円周率を表し、「ｇ」は重力加速度（ｃｍ／ｓｅｃ２）を表し、「ｒ」はダイス孔の半径（ｃｍ）を表し、「ρ」は樹脂組成物の密度（ｋｇ／ｃｍ３）を表し、「Ｑ」はダイス孔１個当りの質量吐出量（ｋｇ／ｓｅｃ）を表し、「Ｌ」はダイス孔のランド長さ（ｃｍ）を表す。）
なお、樹脂組成物の密度（ρ）は、組成物を構成する各成分の密度と配合割合から求められ、例えば、以下のようにして求められる。
樹脂組成物の密度（ｋｇ／ｃｍ３）＝熱可塑性エラストマーの密度（ｋｇ／ｃｍ３）×（１００（％）−核剤含有量（％）−発泡剤含有量（％））／１００＋核剤密度（ｋｇ／ｃｍ３）×核剤含有量（％）／１００＋発泡剤密度（ｋｇ／ｃｍ３）×発泡剤含有量（％）／１００Further, the apparent melt viscosity of the resin composition is calculated by the following equation (2).
η = (ΔP · π · g · r4 · ρ) / (8Q · L) (2)
(Where “η” represents apparent melt viscosity [kg / (cm · sec)], “ΔP” represents pressure loss (kg / cm2 ) when passing through the die hole, and “π” is the circumference “G” represents the acceleration of gravity (cm / sec2 ), “r” represents the radius of the die hole (cm), and “ρ” represents the density of the resin composition (kg / cm3 ). , “Q” represents the mass discharge amount (kg / sec) per die hole, and “L” represents the land length (cm) of the die hole.)
The density (ρ) of the resin composition can be determined from the density and the blending ratio of each component constituting the composition, and can be determined, for example, as follows.
Density Density (kg /cm 3) = thermoplastic elastomer resin composition (kg / cm3) × (100 (%) - nucleating agent content (%) - the blowing agent content (%)) / 100 + nucleating agent Density (kg / cm3 ) × nucleating agent content (%) / 100 + foaming agent density (kg / cm3 ) × foaming agent content (%) / 100
より具体的には、圧力損失（ΔＰ）の値は、側温体１９Ｂの設置場所のようなダイス孔１５にできるだけ近い位置で樹脂圧を検出して求め、「ｇ」の値は９８００ｃｍ／ｓｅｃ２とする。More specifically, the value of pressure loss (ΔP) is obtained by detecting the resin pressure at a position as close as possible to the die hole 15, such as the installation place of the side heating body 19B, and the value of “g” is 9800 cm / sec.Set to2 .
なお、全てのダイス孔１５が有効に溶融混練物２０を排出しているとは限らず、場合によれば、水によって冷えた溶融混練物２０で１又は２以上のダイス孔１５が閉塞される場合がある。
そのため、容積吐出量（ｑ）や質量吐出量（Ｑ）を求めるために有効に働いている孔数を計算する必要がある。
この有効孔数は、全てのダイス孔１５が有効に機能していると仮定した際に得られる発泡ビーズの理論質量と、実際に得られる発泡ビーズの質量とを比較することにより求められる。
即ち、ダイス孔の全数をｎ個とし、この内ａ個（ａ＜ｎ）が閉塞し、有効に機能しているダイス孔の数が（ｎ−ａ）であったとすると、実際に得られる発泡ビーズの質量（Ｍ）は、孔数が少ない分だけ理論質量（Ｍ０）よりも大きな値となり、下記（３）に示したような関係になると考えられる。
Ｍ＝Ｍ０×〔ｎ／（ｎ−ａ）〕 ・・・（３）
In addition, not all the die holes 15 are effectively discharging the melt-kneaded product 20, and in some cases, one or more die holes 15 are blocked by the melt-kneaded product 20 cooled with water. There is a case.
Therefore, it is necessary to calculate the number of holes effectively working to obtain the volume discharge amount (q) and the mass discharge amount (Q).
The effective number of holes can be determined by comparing the theoretical mass of the foam beads obtained when assuming that all the die holes 15 function effectively, and the mass of the foam beads actually obtained.
That is, assuming that the total number of die holes is n, and a (a <n) of them are closed, and the number of effectively functioning die holes is (na), the foam that is actually obtained The mass (M) of the beads has a value larger than the theoretical mass (M0 ) because the number of holes is small, and it is considered that the relationship shown in the following (3) is obtained.
M = M0 × [n / (n−a)] (3)
従って、実際に得られる発泡ビーズの質量（Ｍ）と理論質量（Ｍ０）とダイス孔の孔数（ｎ）とによって有効孔数（ｎ−ａ）が求められることになる。
ここで、実際に得られる発泡ビーズの質量（Ｍ）は、得られた発泡ビーズ約１０００粒の質量を算術平均して求められる。
理論質量（Ｍ０）は、押出機の単位時間当たりの吐出量（Ｑｅ）を、単位時間当たりに得られる発泡ビーズの理論個数（Ｎ）で除した値（Ｑｅ／Ｎ）として求めることができ、発泡ビーズの理論個数（Ｎ）は、「ダイス孔の全数（ｎ個）」と「カッター３の回転数」と「カッターの刃数」とを積算することで求めることができる。
なお、有効孔数をダイス孔の全数で割った値に１００をかけた値を開孔率とする。Therefore, the effective number of holes (na) can be determined from the mass (M), theoretical mass (M0 ) of the foam beads actually obtained, and the number of holes (n) of the die holes.
Here, the mass (M) of the foam beads actually obtained can be determined by arithmetically averaging the mass of about 1000 foam beads obtained.
The theoretical mass (M0 ) can be determined as a value (Qe / N) obtained by dividing the discharge amount (Qe) per unit time of the extruder by the theoretical number (N) of foam beads obtained per unit time. The theoretical number (N) of the foam beads can be obtained by integrating “total number of die holes (n)”, “rotational speed of the cutter 3”, and “the number of cutter blades”.
The value obtained by dividing the number of effective holes by the total number of die holes and multiplying by 100 is defined as the hole area ratio.
なお、ダイス孔１５を通過する際の前記せん断速度は、得られる発泡ビーズの質に影響を及ぼす。
粒径の揃った真球状の発泡ビーズを得るためには、せん断速度を３０００〜１２０００ｓｅｃ−１とすることが重要である。
せん断速度を上記範囲にすることが重要なのは、せん断速度を３０００ｓｅｃ−１未満とすると発泡ビーズの粒子形状がいびつな形状になるおそれがあり、１２０００ｓｅｃ−１を超えるせん断速度とすると、カッター３での切断が良好に行われなくおそれを有し、発泡ビーズにヒゲ状の突起が発生したり、粉末状の粒子を混在させたりするおそれがあるためである。
このようなことからせん断速度は、３５００ｓｅｃ−１以上１１０００ｓｅｃ−１以下とすることが好ましく、４０００ｓｅｃ−１以上１００００ｓｅｃ−１以下とすることがより好ましい。The shear rate when passing through the die hole 15 affects the quality of the obtained foam bead.
In order to obtain spherical beads of uniform particle size, it is important to set the shear rate to 3000 to 12000 sec−1 .
It is important that the shear rate be in the above range if the shear rate is less than 3000 sec−1 , the particle shape of the foam beads may become irregular, and if it is more than 12000 sec−1 , the cutter 3 It is because there is a fear that the cutting is not performed well, and there is a risk that beard-like protrusions may be generated on the foam beads, or powdery particles may be mixed.
Such shear rate since preferably be 3500Sec-1 or more 11000Sec-1 or less, and more preferably to 4000Sec-1 or 10000 sec-1 or less.
また、ダイス孔１５を通過する際の前記見かけ溶融粘度は、機械的強度の優れたビーズ発泡成形体を得ることが可能な真球状の発泡性粒子を得るためには、８００〜５０００ポイズに保つことが重要である。
見かけ溶融粘度を上記範囲にすることが重要なのは、見かけ溶融粘度が８００ポイズ未満では、切断時における溶融混練物の過発泡を抑制することが困難になったり、切断された後の発泡ビーズどうしが接着したりするおそれがあり、逆に見かけ溶融粘度が５０００ポイズを超えると、発泡ビーズの粒子形状がいびつとなるおそれがあるためである。
このようなことから見かけ溶融粘度は、９００ポイズ以上４０００ポイズ以下とすることが好ましく、１０００ポイズ以上３０００ポイズ以下とすることがより好ましい。Further, the apparent melt viscosity when passing through the die hole 15 is kept at 800 to 5000 poise in order to obtain spherical foamable particles capable of obtaining a bead foam molded article having excellent mechanical strength. This is very important.
It is important that the apparent melt viscosity is in the above range if the apparent melt viscosity is less than 800 poise, it becomes difficult to suppress over-foaming of the melt-kneaded product at the time of cutting, or foam beads after being cut are If the apparent melt viscosity exceeds 5000 poise, the particle shape of the foam beads may be distorted.
From this, the apparent melt viscosity is preferably 900 poise to 4,000 poise, and more preferably 1,000 poise to 3,000 poise.
この見かけ溶融粘度は、樹脂圧力により調整可能である。
樹脂圧力は、押出時の樹脂温度設定にて行うことができ、樹脂温度が高いほど樹脂圧力が下がり見かけ溶融粘度は低くなる。
また、押出時の樹脂圧力はダイス孔１５のランド長さ（吐出口に至るまでの等径区間の長さ）によっても調整することができる。
溶融粘度の調整を容易にするためにダイス孔１５のランド長さはある程度短い方が好ましいものの過度にランド長さ短いと溶融混練物の流れに乱れが生じてしまうことになる。
そのようなことからランド長さは、２ｍｍ以上４ｍｍ以下とするのが好ましい。
また、樹脂圧はダイス孔１５の直径などによっても調整可能である。
ダイス孔１５の直径は、溶融混練物の流れを前記のようなせん断速度に調整することが容易である点において、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。The apparent melt viscosity can be adjusted by the resin pressure.
The resin pressure can be set at the resin temperature setting at the time of extrusion, and as the resin temperature increases, the resin pressure decreases and the apparent melt viscosity decreases.
Further, the resin pressure at the time of extrusion can also be adjusted by the land length of the die hole 15 (the length of the equal diameter section up to the discharge port).
Although it is preferable that the land length of the die hole 15 be short to some extent in order to facilitate adjustment of the melt viscosity, if the land length is excessively short, the flow of the melt-kneaded material will be disturbed.
From such a point, it is preferable to set the land length to 2 mm or more and 4 mm or less.
The resin pressure can also be adjusted by the diameter of the die hole 15 or the like.
The diameter of the die hole 15 is preferably 0.5 mm or more and 1.5 mm or less in that it is easy to adjust the flow of the melt-kneaded product to the shear rate as described above.
さらに、真球状の発泡ビーズを得る上においては、チャンバー４における冷却水のコンディションを調整することが好ましい。
チャンバー４に供給する冷却水の水温は、５℃以上９０℃以下であることが好ましく、２０℃以上６０℃以下であることが好ましい。
また、チャンバー４に流通させる冷却水の流量は、例えば、一般的な水中カット式造粒機であれば、５ｍ３／ｈ以上２０ｍ３／ｈ以下とされる。Furthermore, in order to obtain spherical foam beads, it is preferable to adjust the condition of the cooling water in the chamber 4.
The water temperature of the cooling water supplied to the chamber 4 is preferably 5 ° C. or more and 90 ° C. or less, and more preferably 20 ° C. or more and 60 ° C. or less.
Moreover, the flow rate of the cooling water circulated in the chamber 4 is, for example, 5 m3 / h or more and 20 m3 / h or less in the case of a general underwater cut type granulator.
前記チャンバー内の水圧は高すぎると、発泡を押さえ込んでしまい、発泡ビーズの密度が高くなってしまう。
そのようなことから、造粒装置Ｔは、チャンバー内の水圧が０．１〜１．０ｋｇ／ｃｍ２の範囲となる条件で運転することが好ましい。If the water pressure in the chamber is too high, foaming will be suppressed and the density of the foamed beads will be high.
From such a thing, it is preferable to operate the granulation apparatus T on the conditions from which the water pressure in a chamber becomes the range of 0.1-1.0 kg / cm <2 >.
このようなチャンバー内に溶融混練物２０を吐出するのに際し、該溶融混練物２０は、ダイホルダ１１に設けた測温体１９Ｂによって求められるダイス導入部（押出機出口直後）での温度を特定の範囲に調整することが好ましい。
より具体的には、前記樹脂組成物のベースポリマーがポリアミド系熱可塑性エラストマーである場合、該樹脂組成物のダイス導入部での温度は、良好な発泡ビーズをより確実に得る上において１５０℃以上１９０℃以下に調整されることが好ましい。
また、前記樹脂組成物のベースポリマーがポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである場合、該樹脂組成物のダイス導入部での温度は、良好な発泡ビーズをより確実に得る上において１３０℃以上１７０℃以下に調整されることが好ましい。When the melt-kneaded product 20 is discharged into such a chamber, the melt-kneaded product 20 has a temperature at the die introduction portion (immediately after the exit of the extruder) determined by the temperature measuring body 19B provided in the die holder 11. It is preferable to adjust to a range.
More specifically, when the base polymer of the resin composition is a polyamide-based thermoplastic elastomer, the temperature at the die introduction portion of the resin composition is 150 ° C. or more in order to more reliably obtain good foam beads. It is preferable to adjust to 190 ° C. or less.
Moreover, when the base polymer of the said resin composition is a polyolefin-type thermoplastic elastomer, the temperature in the dice | dies introduction | transduction part of this resin composition shall be 130 degreeC or more and 170 degrees C or less in order to obtain a favorable foam bead more reliably. It is preferable to be adjusted.
第１の測温体１９Ａによって求められるダイプレート（ダイス本体）の温度は、過度に高いと発泡ビーズが過発泡するおそれがあり、過度に低いとイス孔が閉塞するおそれがあるために２５０〜３３０℃とすることが好ましい。
カッター３の回転速度は、２０００〜４０００ｒｐｍが好ましい。
作製する発泡ビーズの平均粒子径（発泡ビーズの見かけ上の体積と同じ体積の真球の直径）は、２〜１０ｍｍが好ましい。
作製する発泡ビーズの発泡倍率（発泡状態での体積／非発泡状態での体積）は、４〜１５倍が好ましい。
作製する発泡ビーズは連続気泡率が１０％以下であることが好ましい。If the temperature of the die plate (die body) determined by the first temperature detector 19A is excessively high, the foam beads may over-foam, and if the temperature is excessively low, the chair hole may be clogged 250 to 250 It is preferable to set it as 330 degreeC.
The rotation speed of the cutter 3 is preferably 2000 to 4000 rpm.
The average particle size (diameter of a true sphere of the same volume as the apparent volume of the foamed beads) of the foamed beads to be produced is preferably 2 to 10 mm.
The expansion ratio (volume in the foamed state / volume in the non-foamed state) of the foam beads to be produced is preferably 4 to 15 times.
The foam beads to be produced preferably have an open cell ratio of 10% or less.
このようにしてチャンバー４内で粒状に切断された溶融混練物２０は、ほぼ球形の発泡ビーズとなり、該発泡ビーズは、水流に従って管路５内を搬送され、脱水処理部８に達し、ここで循環水から分離され、脱水・乾燥される。
なお、分離した水は水槽７に送られ、この脱水処理部８で分離され、脱水・乾燥した発泡ビーズは、容器９に送られてこの容器内に収容される。The melt-kneaded product 20 cut into particles in the chamber 4 in this manner becomes substantially spherical foam beads, and the foam beads are transported in the conduit 5 according to the water flow to reach the dehydration processing unit 8, where It is separated from circulating water and dehydrated and dried.
The separated water is sent to the water tank 7, and the dewatered / dried foam beads separated in the dehydration processing unit 8 are sent to the container 9 and stored in the container.
このようにして得られる発泡ビーズは、そのままビーズ発泡成形体の予備発泡粒子として型内成形に用いられ得る他に、一端さらなる発泡を行った後にビーズ発泡成形体の予備発泡粒子として型内成形に用い得る。
本実施形態の発泡ビーズは、全体に整った形状を有することから、外観美麗なビーズ発泡成形体を形成させることができる。
本実施形態においては、連続気泡率が低く独立気泡性が高い発泡ビーズを得ることができるため、当該発泡ビーズを利用することで強度に優れたビーズ発泡成形体を得ることができる。
さらに、当該発泡ビーズは、独立気泡性が高いことからさらに発泡させる必要が生じた場合に、当該発泡を行うべく含浸させた窒素ガスや二酸化炭素ガスなどといった発泡剤の保持力に優れる。
即ち、本実施形態の発泡ビーズは、高品質なビーズ発泡成形体を得る上において有効であるばかりでなく、このような高品質なビーズ発泡成形体の製造を容易にさせる効果も有する。The foam beads obtained in this way can be used for in-mold molding as pre-foamed particles of the bead foam molded body as they are, and after further foaming at one end, they are subjected to in-mold molding as pre-foamed particles of bead foam molded body It can be used.
Since the foam bead of the present embodiment has a well-shaped overall shape, it is possible to form a bead foam molded article having a beautiful appearance.
In the present embodiment, since it is possible to obtain a foamed bead having a low open cell rate and high closed cell property, it is possible to obtain a bead foam molded article having excellent strength by using the foamed bead.
Furthermore, the foam beads are excellent in the retention of a foaming agent such as nitrogen gas or carbon dioxide gas impregnated to perform the foaming when the foam beads need to be further foamed because of their high closed cell property.
That is, the foam beads of the present embodiment are not only effective in obtaining high quality bead foam molded bodies, but also have an effect of facilitating the production of such high quality bead foam molded bodies.
本実施形態の発泡ビーズは、ビーズ発泡成形体の形成材料に用途が限定されるものではなく、例えば、そのままの状態で又はさらなる発泡を実施した上でビーズクッションの充填材などとして利用できる。 The application of the foam bead of the present embodiment is not limited to the material for forming the bead foam, and for example, the foam bead can be used as a filler for a bead cushion as it is or after further foaming.
本実施形態においては、発泡ビーズ（発泡状態の樹脂粒子）の製造方法やその製造に用いる装置について上記のような例示を行っているが、本発明は上記例示に何等限定されるものではない。 In the present embodiment, the method for producing the foamed beads (the resin particles in the foamed state) and the apparatus used for the production are exemplified as described above, but the present invention is not limited to the above examples.
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will next be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the invention thereto.
＜発泡ビーズの嵩密度＞
まず、発泡粒子を測定試料としてＷｇ採取し、この測定試料をメスシリンダー内に自然落下させた後、メスシリンダーの底をたたいて試料の見掛け体積（Ｖ）ｃｍ３を一定にし、その質量と体積を測定し、次式に基づいて発泡粒子の嵩密度を算出する。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝測定試料の質量（Ｗ）／測定試料の体積（Ｖ）<Bulk density of foam beads>
First, Wg of foamed particles is collected as a measurement sample, and this measurement sample is dropped naturally into a measuring cylinder, then the bottom of the measuring cylinder is tapped to make the apparent volume (V) cm3 of the sample constant, and its mass and The volume is measured, and the bulk density of the foamed particles is calculated based on the following equation.
Bulk density (g / cm3 ) = mass of measurement sample (W) / volume of measurement sample (V)
＜発泡ビーズの連続気泡率＞
まず、体積測定空気比較式比重計の試料カップを用意し、この試料カップの８０％程度を満たす量の発泡ビーズの全質量Ａ（ｇ）を測定する。次に、前記発泡ビーズ全体の体積Ｂ（ｃｍ３）を比重計を用いて１−１／２−１気圧法により測定する。
なお、体積測定空気比較式比重計としては、例えば、東京サイエンス社から商品名「１０００型」にて市販されているものを用いることができる。
続いて、金網製の容器を用意し、この金網製の容器を水中に浸漬し、この水中に浸漬した状態における金網製の容器の質量Ｃ（ｇ）を測定する。
次に、この金網製の容器内に前記発泡ビーズを全量入れた上で、この金網製の容器を水中に浸漬し、水中に浸漬した状態における金網製の容器とこの金網製容器に入れた発泡ビーズの全量とを併せた質量Ｄ（ｇ）を測定する。
そして、下記式に基づいて発泡ビーズの見掛け体積Ｅ（ｃｍ３）を算出し、この見掛け体積Ｅと上記発泡ビーズ全体の体積Ｂ（ｃｍ３）とに基づいて下記式により発泡ビーズの連続気泡率を算出することができる。なお、連続気泡率の算出においては水１ｇの体積を１ｃｍ３とする。
Ｅ＝Ａ＋（Ｃ−Ｄ）
連続気泡率（％）＝１００×（Ｅ−Ｂ）／Ｅ
<Open cell rate of foam beads>
First, a sample cup of a volumetric air comparison type hydrometer is prepared, and the total mass A (g) of the foamed beads in an amount satisfying about 80% of the sample cup is measured. Next, volume B (cm <3 >) of the said whole foam bead is measured by a 1-1 / 2-1 atmospheric pressure method using a hydrometer.
In addition, as a volume measurement air comparison type hydrometer, for example, one commercially available from Tokyo Science Co., Ltd. under the trade name “1000 type” can be used.
Subsequently, a container made of wire mesh is prepared, the container made of wire mesh is immersed in water, and the mass C (g) of the container made of wire mesh in the state of being immersed in the water is measured.
Next, all the foam beads are placed in the container made of wire mesh, and then the container made of wire mesh is dipped in water, and the container made of wire mesh in the state immersed in water and the foam placed in the container made of wire mesh Measure the mass D (g) combined with the total amount of beads.
Then, the apparent volume E (cm3 ) of the foam bead is calculated based on the following formula, and the open cell ratio of the foam bead is calculated according to the following formula based on the apparent volume E and the volume B (cm3 ) of the entire foam bead. Can be calculated. In the calculation of the open cell rate, the volume of 1 g of water is 1 cm3 .
E = A + (C-D)
Open cell rate (%) = 100 × (E−B) / E
＜発泡ビーズの球形度＞
発泡ビーズの球形度は、発泡ビーズをノギスで挟み、色々な角度から粒子径を測定し、その最大径Ｗ １ と最小径Ｗ ２ を出し、下記式 により球形度（Ｋ）を求めた。
Ｋ ＝ Ｗ １ ／ Ｗ ２
また球形度の評価は以下の判定基準に基づいて実施した。
判定基準
「○」：Ｋ の値が１ ．０以上１ ．３未満
「△」：Ｋ の値が１ ．３以上１ ．６未満
「×」：Ｋ の値が１ ．６ 以上<Spheroidity of foam beads>
The sphericity of the foamed beads was determined by sandwiching the foamed beads with vernier calipers, measuring the particle diameter from various angles, taking out the maximum diameter W 1 and the minimum diameter W 2, and determining the sphericity (K) by the following equation.
K = W 1 / W 2
Moreover, evaluation of sphericity was implemented based on the following judgment criteria.
Judgment criteria
"○": The value of K is 1. 0 or more 1. Less than 3 "△": The value of K is 1. 3 or more 1. Less than 6 "x": the value of K is 1. 6 or more
（実施例１）
ポリアミド１２をハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとするポリアミド系熱可塑性エラストマー（アルケマ社製、商品名「ペバックス５５３３」、ショアＤ硬度５５、ビカット軟化温度１４４℃）とタルクとをポリアミド系熱可塑性エラストマー１００質量部に対するタルクの割合が０．１質量部となるようにタンブラーにて混合し、得られた混合物を図２に示したような装置構成を有する水中カット式造粒装置の押出機（口径６５ｍｍの単軸押出機）に時間当たり３０ｋｇの割合で連続供給した。
該押出機のシリンダー温度は２４０〜１０５℃とした。
前記混合物（ＴＰＡ＆タルク）を前記押出機で加熱溶融し、該押出機途中より発泡剤を圧入した。
発泡剤はイソブタンとし、圧入量は全体の３質量％となるようにした。
押出機内でこれらを溶融混練し、得られた溶融混練物を押出機先端部での樹脂温度（ダイス導入部での温度）が１８０℃、ダイス導入部での樹脂圧力が１００ｋｇ／ｃｍ２となるように保持して、直径１．０ｍｍでランド長さが３．０ｍｍのダイス孔が２４個配置されたダイに供給し、前記ダイス孔より吐出させた。
このとき溶融混練物は、ダイに連結されたチャンバー内に吐出させた。
また、溶融混練物は、水温が５０℃、流量が１０ｍ３／ｈの冷却水を循環させた前記チャンバーに吐出させた。このときのチャンバー内の水圧は０．５ｋｇ／ｃｍ２であった。
このチャンバーでは、円周方向に８枚の刃を有する高速カッターを３，０００ｒｐｍで回転させることにより吐出された溶融混練物をカッターで粒上に切断しつつ発泡させた。得られた発泡状態の樹脂粒子（発泡ビーズ）を冷却水で冷却した。
得られた発泡ビーズは、脱水乾燥を行って回収した。
この時のダイの開孔率は８２％であった。
回収した発泡ビーズは球状であり、嵩密度は０．１２５ｇ／ｃｍ３、連続気泡率は６％、球形度は１．１８であった。
この時、ダイスを通過する際の溶融混練物のせん断速度と見かけ溶融粘度とを前述の計算式に基づき算出すると、せん断速度は４３１５ｓｅｃ−１であり、見かけ溶融粘度は１８９２ポイズであった。Example 1
A polyamide-based thermoplastic elastomer (trade name “Pebax 5533”, Shore D hardness 55, Vicat softening temperature 144 ° C., trade name “Pebax 5533”, manufactured by Arkema Co., Ltd.), in which polyamide 12 is a hard segment and polytetramethylene glycol is a soft segment The mixture obtained is mixed with a tumbler so that the ratio of talc to 0.1 parts by mass of the thermoplastic elastomer is 0.1 parts by mass, and the obtained mixture is extruded by the underwater cutting type granulator having the apparatus configuration as shown in FIG. The mixture was continuously fed at a rate of 30 kg per hour to a machine (single-screw extruder with a bore of 65 mm).
The cylinder temperature of the extruder was 240-105 ° C.
The mixture (TPA & talc) was heated and melted by the extruder, and a foaming agent was pressed in the middle of the extruder.
The blowing agent was isobutane, and the amount of indentation was 3% by mass of the whole.
These are melt-kneaded in an extruder, and the obtained melt-kneaded product has a resin temperature (temperature at the die introduction portion) at the tip of the extruder of 180 ° C. and a resin pressure at the die introduction portion of 100 kg / cm2 It was held as such, and supplied to a die in which 24 die holes having a diameter of 1.0 mm and a land length of 3.0 mm were arranged, and discharged from the die holes.
At this time, the melt-kneaded product was discharged into a chamber connected to a die.
Further, the melt-kneaded product was discharged into the above-mentioned chamber in which cooling water having a water temperature of 50 ° C. and a flow rate of 10 m3 / h was circulated. The water pressure in the chamber at this time was 0.5 kg / cm2 .
In this chamber, the melt-kneaded material discharged by rotating a high-speed cutter having eight blades in the circumferential direction at 3,000 rpm was blown while being cut on particles by the cutter. The obtained foamed resin particles (foamed beads) were cooled with cooling water.
The foam beads obtained were recovered by dehydration drying.
The die opening ratio at this time was 82%.
The recovered foam beads were spherical, and the bulk density was 0.125 g / cm3 , the open cell rate was 6%, and the sphericity was 1.18.
At this time, the shear rate was 4315 sec−1 and the apparent melt viscosity was 1892 poise when the shear rate and the apparent melt viscosity of the melt-kneaded product when passing through the die were calculated based on the above-mentioned calculation formula.
（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様の樹脂、配合にて行い、樹脂温度を１６０℃、ダイを直径０．８ｍｍでランド長さが３．０ｍｍのダイス孔が３２個配置されたダイに変更した以外は、実施例１と同様の設備を用いて発泡ビーズを得た。この時のダイの開孔率は８０％であった。得られた発泡ビーズの嵩密度、連続気泡率、球形度及び、このときのせん断速度、見掛け溶融粘度をまとめて表１に記す。(Example 2)
In Example 2, the same resin and composition as in Example 1 were used, and the resin temperature was changed to 160 ° C., and the die was changed to a die having 32 diameters of 0.8 mm in diameter and 3.0 mm in land length. Foamed beads were obtained using the same equipment as in Example 1 except for the above. The hole area ratio of the die at this time was 80%. The bulk density, the open cell ratio, the sphericity, the shear rate at this time, and the apparent melt viscosity of the obtained foam beads are collectively shown in Table 1.
（実施例３）
実施例３では、実施例１と同様の樹脂、配合を行い、押出機を口径９０ｍｍの単軸押出機、ダイを直径１．０ｍｍでランド長さが３．０ｍｍのダイス孔が４８個配置されたダイに、カッター刃数を１０枚刃に変更し、配合した混合物を時間当たり１２０ｋｇの割合で連続供給した以外は、実施例１と同様の設備を用いて発泡ビーズを得た。得られた発泡ビーズの嵩密度、連続気泡率、球形度及び、このときのせん断速度、見掛け溶融粘度をまとめて表１に記す。(Example 3)
In Example 3, the same resin as in Example 1 was compounded, and the extruder was a single-screw extruder with a bore diameter of 90 mm, and the die was arranged with a diameter of 1.0 mm and 48 die holes with a land length of 3.0 mm. The foam beads were obtained using the same equipment as in Example 1 except that the number of cutter blades was changed to 10 and the compounded mixture was continuously supplied at a rate of 120 kg per hour to the die. The bulk density, the open cell ratio, the sphericity, the shear rate at this time, and the apparent melt viscosity of the obtained foam beads are collectively shown in Table 1.
（実施例４）
実施低４では、樹脂をアミド系エラストマー（アルケマ社製、商品名「ペバックス２５３３」ショアＤ硬度２５、ビカット軟化温度６０℃）に変更した以外は、実施例１と同様の設備を用いて発泡ビーズを得た。得られた発泡ビーズの嵩密度、連続気泡率、球形度及び、このときのせん断速度、見掛け溶融粘度をまとめて表１に記す。(Example 4)
In Implementation Low 4, foamed beads were prepared using the same equipment as in Example 1, except that the resin was changed to an amide-based elastomer (trade name "Pebax 2533 Shore D hardness 25, Vicat softening temperature 60 ° C" manufactured by Arkema Co., Ltd.). I got The bulk density, the open cell ratio, the sphericity, the shear rate at this time, and the apparent melt viscosity of the obtained foam beads are collectively shown in Table 1.
（実施例５）
実施例５では、樹脂をオレフィン系エラストマー（プライムポリマー社製、商品名「Ｒ１１０Ｅ」ショアＤ硬度２２、ビカット軟化温度８０℃）に、樹脂温度を１６０℃に変更した以外は、実施例１と同様の設備を用いて発泡ビーズを得た。得られた発泡ビーズの嵩密度、連続気泡率、球形度及び、このときのせん断速度、見掛け溶融粘度をまとめて表２に記す。(Example 5)
Example 5 is the same as Example 1 except that the resin is changed to an olefin-based elastomer (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., trade name "R110E Shore D hardness 22, Vicat softening temperature 80 ° C) and the resin temperature to 160 ° C. Foamed beads were obtained using the following equipment. The bulk density, open cell ratio, sphericity, shear rate at this time, and apparent melt viscosity of the obtained foam beads are summarized in Table 2.
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同様の樹脂、配合にて行い、ダイを直径０．４ｍｍでランド長さが３．０ｍｍのダイス孔が４００個配置されたダイに変更した以外は、実施例３と同様の設備を用いて発泡ビーズを得た。得られた発泡ビーズの嵩密度、連続気泡率、球形度及び、このときのせん断速度、見掛け溶融粘度をまとめて表２に記す。(Comparative example 1)
Comparative Example 1 is carried out by using the same resin and composition as in Example 1, except that the die is changed to a die in which 400 die holes having a diameter of 0.4 mm and a land length of 3.0 mm are arranged. Foamed beads were obtained using the same equipment as in 3. The bulk density, open cell ratio, sphericity, shear rate at this time, and apparent melt viscosity of the obtained foam beads are summarized in Table 2.
（比較例２）
比較例２では、実施例１と同様の樹脂、配合にて行い、ダイを直径１．０ｍｍでランド長さが６．０ｍｍのダイス孔が４８個配置されたダイに変更した以外は、実施例３と同様の設備を用いて発泡ビーズを得た。得られた発泡ビーズの嵩密度、連続気泡率、球形度及び、このときのせん断速度、見掛け溶融粘度をまとめて表２に記す。(Comparative example 2)
Comparative Example 2 is carried out using the same resin and composition as in Example 1, except that the die is changed to a die in which 48 die holes having a diameter of 1.0 mm and a land length of 6.0 mm are arranged. Foamed beads were obtained using the same equipment as in 3. The bulk density, open cell ratio, sphericity, shear rate at this time, and apparent melt viscosity of the obtained foam beads are summarized in Table 2.
（比較例３）
比較例３では、実施例１と同様の樹脂、配合にて行い、ダイを直径１．０ｍｍでランド長さが１．０ｍｍのダイス孔が４８個配置されたダイに変更した以外は、実施例３と同様の設備を用いて発泡ビーズを得た。得られた発泡ビーズの嵩密度、連続気泡率、球形度及び、このときのせん断速度、見掛け溶融粘度をまとめて表２に記す。(Comparative example 3)
Comparative Example 3 is carried out using the same resin and composition as in Example 1, except that the die is changed to a die in which 48 die holes having a diameter of 1.0 mm and a land length of 1.0 mm are arranged. Foamed beads were obtained using the same equipment as in 3. The bulk density, open cell ratio, sphericity, shear rate at this time, and apparent melt viscosity of the obtained foam beads are summarized in Table 2.
このことからも、本発明によれば、熱可塑性エラストマーをベースポリマーとして用いながらも良好な発泡状態の樹脂粒子が得られることがわかる。 From this also, it can be seen that according to the present invention, resin particles in a good foamed state can be obtained while using a thermoplastic elastomer as a base polymer.
１：水中カット式造粒機、３：カッター、４：チャンバー、１０：ダイス、１３：ダイバータバルブ、１５：ダイス孔1: underwater cut type granulator, 3: cutter, 4: chamber, 10: dice, 13: diverter valve, 15: die hole
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