JPH0730201B2 - ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の後処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の後処理法
に関する。さらに詳しくは、本発明は空気中で自然発火
するおそれをなくする、可燃性発泡剤を用いて発泡した
ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の後処理法に関す
る。

［従来の技術］ 近年、自動車用バンパー、芯材などのエネルギー吸収体
をはじめ断熱材などには、ポリオレフィン系樹脂予備発
泡粒子を用いてたとえば型内発泡成形法などによって製
造された発泡体が用いられている。

前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子は、一般に樹脂
粒子を水などとともに耐圧容器に仕込み、ジクロロジフ
ルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタンなどのフ
ロン系発泡剤を圧入して加熱により耐圧容器の内圧を高
めて樹脂粒子に該発泡剤を含有せしめたのち、大気圧下
に放出することによって製造されている。

しかしながら、フロン系発泡剤は空気中に拡散して成層
圏まで上昇し、オゾン層を破壊して有害な放射線の地表
到達率を増大せしめ、皮膚癌などの疾病を多発するおそ
れがあるといわれており、その使用制限が打出されてい
る。

そこで最近では、フロン系発泡剤に代わる発泡剤とし
て、たとえばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンな
どの脂肪族炭化水素系ガスが使用されつつあるが、これ
らの脂肪族炭化水素系ガスを発泡剤として使用したばあ
いには、製造された予備発泡粒子をたとえば空気中に放
置したときに該予備発泡粒子内から徐々に放出された脂
肪族炭化水素系ガスが該予備発泡粒子の表面上で静電気
などによって着火し、該予備発泡粒子が燃えあがるとい
う危惧に常にさらされていた。（特開昭61−101539号公
報） ［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明者らは、前記した従来技術に鑑みてたとえ
ば予備発泡粒子の表面上で発生した静電気などによる火
花が該予備発泡粒子内から放出された発泡剤に引火して
燃焼することがない予備発泡粒子をうるべく鋭意研究を
重ねた結果、発泡剤として可燃性を呈する脂肪族炭化水
素系ガスを用いて発泡した予備発泡粒子に不燃性ガスを
用いて後処理を施したばあいには、発泡剤は不燃性ガス
に置換され、処理が施された該予備発泡粒子は引火性を
まったく呈さないことをはじめて見出し本発明を完成す
るにいたった。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は可燃性発泡剤を用いて発泡させたポ
リオレフィン系樹脂予備発泡粒子を抽出容器内に入れ、
該抽出容器内に酸素ガス含有濃度12容量％以下の不燃性
ガスを供給し、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子から
可燃性発泡剤を抽出し、抽出された可燃性発泡剤ガスを
含有した前記不燃性ガスを該容器から取り出したのち燃
焼させることを特徴とするポリオレフィン系樹脂予備発
泡粒子の後処理法に関する。

［実施例］ 本発明の方法に用いられるポリオレフィン系樹脂予備発
泡粒子に使用される樹脂としては、たとえば低密度ポリ
エチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、エチレ
ン−ブテン−プロピレンランダムターポリマー、シラン
架橋ポリプロピレン、架橋ポリエチレン、エチレン−プ
ロピレンブロックコポリマー、プロピレン−塩化ビニル
コポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、プロピレ
ン−無水マレイン酸コポリマーなどがあげられ、これら
の樹脂は単独または２種以上混合して用いられる。これ
らの樹脂のなかでは、とくにエチレン−プロピレンラン
ダムコポリマー、エチレン−ブテン−プロピレンランダ
ムターポリマーなどのプロピレン系樹脂は耐熱性にすぐ
れ、しかも成形性に富むので好ましい。また、直鎖状低
密度ポリエチレンも成形の前処理が簡便であり、成形性
に富むので好ましい。

これらのポリオレフィン系樹脂は、通常、発泡に利用さ
れやすいようにあらかじめ押出機、ニーダー、バンバリ
ーミキサー、ロールなどを用いて溶融し、円柱状、楕円
柱状、球状、立方体状、直方体状などのような所望の粒
子形状で、その粒子の平均粒径が0.1〜10mm、好ましく
は0.7〜5mmとなるように成形加工される。

前記ポリオレフィン系樹脂の発泡法についてはとくに限
定はないが、たとえば、耐圧容器中でポリオレフィン系
樹脂にプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの脂
肪族炭化水素系発泡剤を含有させ、攪拌しながら水中に
分散させ、加圧下で所定の発泡温度まで加熱したのち、
該水分散物を低圧域に放出する方法などがあげられる。
前記発泡剤の使用量についてはとくに限定はなく、所望
のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の発泡倍率に応じ
て適宜使用すればよく、通常その使用量はポリオレフィ
ン系樹脂100部（重量部、以下同様）に対して５〜50部
である。

前記水分散物の調製の際には、分散剤として、たとえば
第三リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基
性炭酸亜鉛、炭酸カルシウムなどや界面活性剤として、
たとえばドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、ｎ−パラ
フィンスルホン酸ソーダ、α−オレフィンスルホン酸ソ
ーダなどが用いられる。かかる分散剤や界面活性剤の使
用量は、その種類や用いるポリオレフィン系樹脂の種類
とその使用量などによって異なるが、通常、水100部に
対して分散剤のばあいで0.2〜５部、界面活性剤のばあ
いで0.001〜0.3部である。

また、前記揮発性発泡剤を含有したポリオレフィン系樹
脂発泡粒子は、水中での分散性を良好なものとするため
に、通常水100部に対して20〜100部添加されるのが好ま
しい。

前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子は、前記したよ
うに空気と接触し、該発泡粒子の表面上でたとえば静電
気などによる火花が発生したばあいには、引火し、燃焼
するものであるから、その取扱いには充分に注意を払う
必要がある。

したがって、製造された発泡粒子は速やかに抽出容器中
に入れられるのが好ましい。なお、該抽出容器中は、発
泡粒子表面上で静電気などにより火花の発生があっても
引火などが生じないようにするために、あらかじめ不燃
性ガスによって置換されていることが好ましい。

かかる不燃性ガスとしては、たとえばチッ素ガス、炭酸
ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどがあげられ、こ
れらの不燃性ガスは単独でまたは２種以上混合して用い
られうる。なお、前記不燃性ガスとしては市販されてい
るボンベに封入されたものを用いることができるが、経
済性、作業性などを考慮すれば、空気分散膜を用いて空
気中に含有されたチッ素ガスを分離して使用することが
好ましい。かかる空気分離膜としては、たとえばパーミ
ア（Permea）社製、「Prism 」などがあげられる。該
空気分離膜を用いたばあいには、空気中よりチッ素ガス
を95〜99容量％含有したガスが分離され、かかる高濃度
のチッ素ガスを含有したガスはそのまま不燃性ガスとし
て使用することができる。

前記不燃性ガス中に酸素ガスが多量に含有されているば
あいには発泡粒子が発火するおそれがあるため、前記可
燃性発泡剤の種類にもよるが、前記不燃性ガス中におけ
る酸素ガス濃度は12容量％以下、好ましくは10容量％以
下となるように調製される。

上記のように製造された予備発泡粒子を空気と接触させ
ないようにするためには予備発泡粒子の製造装置は前記
抽出容器とパイプなどによって接続されているのがよ
い。

前記抽出容器は、予備発泡粒子内に含有された可燃性発
泡剤を抽出するために使用される容器であり、かかる抽
出容器にはとくに限定はなく、該抽出容器中に供給され
る不燃性ガスの圧力および温度に耐えうるものであれば
いずれのものでも使用しうる。かかる抽出容器の具体例
としては、たとえばステンレス製の下部円錐状円筒容器
などがあげられる。

前記抽出容器内に供給される不燃性ガスの温度について
はとくに限定はなく、通常、室温〜予備発泡粒子の溶融
温度の範囲内で調整される。なお、予備発泡粒子の製造
装置を抽出容器とパイプなどによって接続し、製造され
た予備発泡粒子を直接抽出容器内に供給しうるようにし
たばあいには、製造された予備発泡粒子には水分が付着
し、やや湿った状態にあるので、前記不燃性ガスの温度
を高くして予備発泡粒子を乾燥させるのが好ましい。

また、前記抽出容器内に供給される不燃性ガスの圧力お
よび流速についてもとくに限定はない。かかる不燃性ガ
スの圧力は、前記抽出容器内に該不燃性ガスが供給され
るかぎり任意であるが、通常、0.1kg/cm²・Ｇ以上、好
ましくは0.1〜7kg/cm²・Ｇとなるように調整される。ま
た前記不燃性ガスの流速は、抽出容器内に供給された予
備発泡粒子の量によって異なるので一概には決定するこ
とはできないが、通常予備発泡粒子を入れる抽出容器の
空塔速度（予備発泡粒子が入っていないときの速度）が
0.001〜10m/sec、なかんづく0.05〜3m/secとなるように
調整されるのが好ましい。かかる流速は0.01m/sec未満
であるばあい、予備発泡粒子から可燃性発泡剤を抽出す
るのに長時間を要し、また10m/secをこえるばあい、予
備発泡粒子の容器内での流動が激しくなって運転が難し
いうえ、空気分離膜を用いたばあいには、大量の空気を
分離する必要があり、経済的でなくなる傾向がある。

前記不燃性ガスは、予備発泡粒子内の可燃性発泡剤の含
有量が予備発泡粒子の重量に対して５重量％以下となる
まで抽出容器内に供給される。かかる含有量は５重量％
をこえるばあいには、該予備発泡粒子を空気中に放置し
たときに静電気などによって自然発火するおそれがあ
る。

本発明の方法によれば、予備発泡粒子内に含有された可
燃性発泡剤の約95重量％以上は、わずか１時間程度で抽
出される。

なお、前記予備発泡粒子から抽出された可燃性発泡剤ガ
スが含有された不燃性ガスは抽出容器から排出される
が、該可燃性発泡剤ガスが含有された不燃性ガスは燃焼
される。

前記可燃性発泡ガスが含有された不燃性ガスを燃焼する
方法としては、たとえばバーナーなどを用いて該ガス
を、空気分離膜を用いて分離された高濃度酸素ガスやた
とえば液化天然ガス、ケロシンなどの石油類などの助燃
剤と混合して燃焼する方法があげられ、このばあい、空
気分離膜を用いて分離された高濃度チッ素ガスと高濃度
酸素ガスのうち不要ガスである高濃度酸素ガスの有効利
用がはかられるというメリットがある。

つぎに本発明のポリオレフィン系樹脂予備予備発泡粒子
の後処理法の一実施態様を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の後処理法の概略説明図である。第１図
において、（１）は抽出容器である。抽出容器（１）は
バルブ（V₁）を介して予備発泡粒子の製造装置（２）と
接続されている。

予備発泡粒子の製造装置（２）で製造された予備発泡粒
子はバルブ（V₁）を開にするとにより抽出容器（１）に
供給される。つぎに空気分離膜（４）やボンベなどから
供給された不燃性ガスは、ヒータ（３）によって所定の
温度に加熱され、バルブ（V₄）および（V₁）を閉に、ま
たバルブ（V₃）を開にすることにより抽出容器（１）内
に供給される。

抽出容器（１）内に供給された不燃性ガスは予備発泡粒
子から抽出された可燃性発泡剤ガスと置換、混合され、
バルブ（V₂）を開にすることによりバーナー（５）に送
入される。バーナー（５）に送入された可燃性発泡ガス
は、空気分離膜（４）で生成した高酸素濃度ガスおよび
必要に応じて助燃剤（６）を用いて燃焼される。

上記のように、本発明の方法によれば、安全にかつ効率
よく可燃性発泡剤を含有したポリオレフィン系樹脂予備
発泡粒子から可燃性発泡剤を抽出することができ、しか
も抽出された可燃性発泡剤を燃焼させるため、主として
炭酸ガスと水蒸気が発生するので、フロンガスを大気中
に放出したときのような環境悪化をまったくおこさない
で処理することができる。

つきに本発明のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の後
処理法を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本
発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

実施例１ 第１図に示された抽出容器を用てて第１表に示された予
備発泡粒子25kgに後処理を施した。

使用した抽出容器（１）の容量は1.6m³であり、供給し
た不燃性ガスは、その温度が50℃、供給速度が空塔速度
で0.1m/sec、供給圧力が0.1kg/cm²・Ｇとなるように調
整した。なお、不燃性ガスには、空気分離膜（４）とし
てパーミア（Permea）社製、Prism を用いて空気を分
離し、発生した高チッ素濃度を有するガス（チッ素含有
量:95容量％、酸素含有量:5容量％）を用いた。

つぎに不燃性ガス供給開始後の予備発泡粒子内の可燃性
発泡剤の残存量をガスクロマトグラフィーで分析するこ
とによって調べた。その結果を第２表に示す。

上記の結果より明らかなように、本発明の方法によれ
ば、不燃性ガス供給開始20分間経過後には予備発泡粒子
内の可燃性発泡剤の90％が不燃性ガスに抽出されること
がわかる。

つぎに抽出容器（１）から抽出された可燃性発泡剤と不
燃性ガスの混合ガスをバーナー（５）に供給し、空気分
離膜（４）によって生成した高酸素濃度を有するガス
（酸素濃度:32容量％、チッ素濃度:68容量％）を用いて
燃焼した。燃焼時には炭酸ガスおよび水蒸気が発生し、
有害ガスの発生は認められなかった。

実施例２ 実施例１において、予備予備発泡粒子として第３表に示
されたものを用い、不燃性ガスの温度を35℃、供給速度
を空塔速度で0.1m/sec、供給圧力を0.1kg/cm²・Ｇとし
たほかに同様にして予備予備発泡粒子25kgに後処理を施
した。

つぎに不燃性ガス供給開始後の予備発泡粒子内の可燃性
発泡剤の残存量を実施例１と同様にして調べた。その結
果を第４表に示す。

上記の結果より明らかなように、本発明の方法によれ
ば、不燃性ガス供給開始30分間経過後には予備発泡粒子
内の可燃性発泡剤の90％が不燃性ガスに抽出されること
がわかる。

つぎに抽出容器（１）から排出された可燃性発泡剤と不
燃性ガスとの混合ガスを実施例１と同様にしてバーナー
（５）に供給して燃焼させたが、有害ガスの発生は認め
られなかった。

［発明の効果］ 本発明のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の後処理法
によれば、可燃性発泡剤を用いて発泡したポリオレフィ
ン系樹脂予備発泡粒子から該可燃性発泡剤をきわめて短
時間で効率よく安全に抽出することができ、したがって
可燃性発泡剤が抽出された予備発泡粒子の表面状で火花
などが発生しても引火などの発生を完全に抑制すること
ができ、しかも抽出された該可燃性発泡剤は燃焼した際
には有害なガスを発生しないので、その処理が簡便であ
る。

さらに、空気分離膜を用いて空気中より選択的に分離さ
れた高濃度のチッ素を含有したガスを不燃性ガスとして
用いたばあいには、不燃性ガス用原料が不要であるの
で、経済性にすぐれ、また副生した高濃度の酸素を含有
したガスを可燃性発泡剤の焼却の際に使用すれば、その
効率を向上させることができるという効果を奏する。

また、本発明の後処理法によれば、ポリオレフィン系樹
脂予備発泡粒子内の可燃性ガスを空気中で該ポリオレフ
ィン系樹脂予備発泡粒子が自然発火しない濃度にまで抽
出したあとは、空気による乾燥、空気による輸送が可能
となり、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の取扱いが
容易となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の
処理法の概略説明図である。 （図面の主要符号） （１）：抽出容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−101539（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可燃性発泡剤を用いて発泡させたポリオレ
   フィン系樹脂予備発泡粒子を抽出容器内に入れ、該抽出
   容器内に酸素ガス含有濃度12容量％以下の不燃性ガスを
   供給し、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子から可燃性
   発泡剤を抽出し、抽出された可燃性発泡剤ガスを含有し
   た前記不燃性ガスを該容器から取り出したのち燃焼させ
   ることを特徴とするポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子
   の後処理法。