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发泡颗粒的脱水装置及脱水方法、以及它们的利用

文献发布时间:2023-06-19 12:25:57


发泡颗粒的脱水装置及脱水方法、以及它们的利用

技术领域

本发明涉及发泡颗粒的脱水装置及脱水方法、以及它们的利用。

背景技术

已知由热塑性树脂构成的发泡颗粒通过除压发泡法来制造。该除压发泡法中,首先,在耐压容器内将热塑性树脂颗粒分散在包含分散剂的水中,然后添加挥发性发泡剂,高温高压下使树脂颗粒浸渍有挥发性发泡剂。然后,将浸渍有挥发性发泡剂的树脂颗粒在低压气氛下排出。通过除压发泡法来制造发泡颗粒的方法例如参见专利文献1的技术。

在将水用作分散介质的除压发泡法中,在低压气氛下排出的发泡颗粒以与水混合着的状态(浆料)得到。因此,为了得到发泡颗粒,需要从浆料状态的发泡颗粒中除去液体组分的脱水工序、以及、将脱水了的发泡颗粒进行干燥的干燥工序。

浆料状态的发泡颗粒的脱水例如通过离心脱水机来进行,该离心脱水机在圆柱形筛网内设置着具有螺旋桨状叶片的旋转转子。

(现有技术文献)

(专利文献1)国际公布WO2006/046685号

发明内容

(发明要解决的问题)

但是,上述发泡颗粒的脱水方法需要与离心脱水机连接的输送管。因此,现有的发泡颗粒的脱水技术存在着离心脱水机的大型化、颗粒输送气氛难以允许为高温、离心分离机的旋转可动部需要安全措施及维护等课题。因此,在发泡颗粒的制造装置的大型化、结构复杂化等方面尚存在改善的余地。

本发明的一个方面的目的是实现能够通过简单的结构来进行脱水的发泡颗粒的脱水装置及脱水方法、以及它们的利用。

(用以解决问题的技术手段)

为解决上述课题,本发明的一个方面的发泡颗粒的脱水装置具备:用于输送发泡颗粒的液体混合物的、弯曲的输送管,在所述输送管的弯曲部设置着用于使所述液体混合物中的发泡颗粒与液体组分分离的分离部件。

另外,为解决上述课题,本发明的一个方面的发泡颗粒的脱水方法包括如下工序:将分离部件设置在弯曲的输送管的弯曲部的工序;以及使发泡颗粒的液体混合物与所述弯曲部碰撞或接触,从而使所述液体混合物中的发泡颗粒与液体组分分离的工序。

(发明的效果)

根据本发明的一个方面,进行发泡颗粒的浆料的脱水时,无需使用包括旋转可动部的离心分离机,通过简单的结构即可实现发泡颗粒的脱水。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的发泡颗粒的脱水装置的概略结构,1001是正面图,1002是截面图。

图2是通过本发明的实施方式1的脱水装置来进行的发泡颗粒的脱水方法的截面图。

图3是本发明的实施方式2的发泡颗粒的脱水装置的概略结构的斜视图。

图4是本发明的实施方式3的发泡颗粒的脱水装置的概略结构的截面图。

图5是本发明的实施方式4的发泡颗粒的脱水装置的概略结构的截面图。

图6是本发明的实施方式1~4所用的发泡颗粒的制造装置的概略结构的示意图。

图7是本发明的实施方式1~4所用的发泡颗粒的其他制造装置的概略结构的示意图。

<附图标记说明>

1、1a~1j输送管

2、2a、2b弯曲部

3网部件(分离部件)

5发泡颗粒

10、10A、10B、10C脱水装置

11、11a~11i入口

12、12a~12j出口

21内侧侧壁

22外侧侧壁

100、200制造装置

具体实施方式

(实施方式1)

以下,对本发明的一实施方式进行详细说明。图1是本实施方式的发泡颗粒的脱水装置10的概略结构,图1的1001是正面图,图1的1002是截面图。

如图1的1001及1002所示,本实施方式的脱水装置10具备弯曲的输送管1及排水部4。输送管1用于输送发泡颗粒的液体混合物。通过除压发泡法来得到的发泡颗粒是与液体组分混合着的状态(浆料),是液体混合物。

输送管1的弯曲部2是输送管1弯曲成90°的圆弧状而形成的。其中,以输送管1中弯曲部2以外的部分的中心轴C为基准,将弯曲部2的弯曲方向设为内方(或内侧),将与该内侧相反的侧设为外方(或外侧)。弯曲部2具有内侧侧壁21及外侧侧壁22。

弯曲部2的内侧侧壁21及外侧侧壁22之中,外侧侧壁22设置着网部件3。输送管1内的空间介由网部件3,与输送管1外部的空间连通着。网部件3不限定设置在外侧侧壁22,只要设置在弯曲部2的侧壁上即可。图1所示的方案中,网部件3构成外侧侧壁22的一部分。

网部件3是将液体混合物中的发泡颗粒与液体组分分离的分离部件。网部件3例如为网状且具有比发泡颗粒的尺寸小的开孔即可,网部件3的结构及材料并无特别限定。优选地,网部件3为金属制的丝网。此外,可根据通过输送管1的发泡颗粒的尺寸来适当设定网部件3的开孔尺寸。此外,本实施方式所用的所述分离部件具有多个比发泡颗粒的尺寸小的开孔即可,除网部件3之外,分离部件还可为栅格状(包括仅为纵栅或仅为横栅),或为板状部件上设置着细孔。

脱水装置10中,排水部4以至少与输送管1中的弯曲部2的外侧侧壁22邻接的方式设置。排水部4具有容纳经网部件3分离了的液体组分的空间,并且向输送管1外部排水。排水部4内的空间介由网部件3与输送管1内的空间连通着。脱水装置10的排水部4例如与排水配管相连,介由该排水配管,将经网部件3分离了的液体组分排向输送管1外部。

图2是通过脱水装置10来进行的发泡颗粒的脱水方法的截面图。如图2所示,本实施方式的脱水方法中,将网部件3设置于弯曲的输送管1的弯曲部2,并使发泡颗粒5的浆料(液体混合物)与网部件3碰撞,从而使浆料中的发泡颗粒5与液体组分分离。

含有发泡颗粒5的浆料与气流6一起从输送管1的入口11流入。为了将除压发泡法得到的发泡颗粒5送至下一个工序,气流6是由未图示的鼓风机等产生的气流。发泡颗粒5的浆料在输送管1内随着气流6流动,一边与弯曲部2的侧壁接触或碰撞一边通过输送管1,从出口12排出。另外,气流6在通过输送管1的过程中,产生从网部件3的开孔向排水部4流动的分流气流6a。发泡颗粒5的浆料与弯曲部2的侧壁接触或碰撞,从而液体组分分离。另外,发泡颗粒5的浆料一边与弯曲部2的侧壁接触或碰撞,一边沿着弯曲部2流动。此时,发泡颗粒5的浆料受到朝着外方的离心力。该离心力也使液体组分从发泡颗粒5的浆料分离。这样,通过与弯曲部2的侧壁的接触或碰撞以及通过离心力使液体组分分离后的发泡颗粒5随着气流6的流动而移动,从出口12排向输送管1外部。另一方面,从发泡颗粒5分离了的液体组分随着分流气流6a,从网部件3的开孔向输送管1外部的排水部4移动,并从排水部4向脱水装置10的外部排出。

弯曲部2的侧壁的形状只要能够起到上述通过接触或碰撞使液体组分分离的作用、或通过离心力使液体组分分离的作用,则无特别限定。优选地,弯曲部2的侧壁是曲面或圆弧面。弯曲部2的侧壁是曲面或圆弧面,则通过接触或碰撞使液体组分分离的作用以及通过离心力使液体组分分离的作用均能够提高,从而提高发泡颗粒5的脱水效果。

如此,根据本实施方式,在用于输送发泡颗粒5的浆料的输送管1的弯曲部2的外侧侧壁22设置与输送管1外部的空间(排水部4)连通着的网部件3,从而实现发泡颗粒5的脱水。因此,根据本实施方式,可利用输送管1本身的结构(弯曲部2)来进行发泡颗粒5的脱水。所以,能够在紧接于除压发泡制造之后的输送管1中将发泡颗粒5与液体组分分离并输送至下一个工序。因此,与通过离心分离机来进行发泡颗粒的脱水的现有技术相比,发泡颗粒5的制造装置的结构无需复杂化,通过简单的结构即可进行发泡颗粒5的脱水。

另外,通过除压发泡法来进行的发泡颗粒的制造方法中,若使用可燃性气体作为挥发性发泡剂,或者若在高温蒸汽气氛下进行热塑性树脂颗粒的发泡,则从安全性及能量成本的观点来看,需要在封闭系统内进行发泡工序、脱水工序、及干燥工序。在使用离心分离机来进行发泡颗粒的脱水的现有技术下,难以在封闭循环系统内维持离心分离机的脱水效率。这是由于封闭循环系统中难以通过输送风来确保在离心脱水机内的滞留时间。另外,对于制造发泡倍率较高的发泡颗粒的情况,若通过现有技术进行脱水,则离心分离机的容量及可动部会大型化,需花费较多能量成本及维护管理成本。

另一方面,根据本实施方式,利用气流6既将发泡颗粒5输送至下一个工序,又在输送发泡颗粒5的输送管1内进行脱水。因此,能够在封闭系统内进行脱水处理,并且即使制造发泡倍率较高的发泡颗粒,脱水装置10也无需大型化。脱水装置10中,例如将引自排水部4的排水管与密封罐连接,则能用作封闭循环系统。

另外,本实施方式的脱水装置10中,外侧侧壁22中网部件3所占的面积可根据发泡颗粒5的目标脱水度来适当设定。另外,脱水装置10可具有多个设置着网部件3的弯曲部2。

(1)脱水装置10的形状

脱水装置10的输送管1的截面形状优选为矩形。另外,输送管1的高度可根据发泡颗粒5的种类等来适当设定,不被发泡颗粒5阻塞即可。另外,为了易于使发泡颗粒5在弯曲部2内扩散并与网部件3接触或碰撞,输送管1的宽度可根据发泡颗粒5的种类等来适当设定。另外,若在发泡颗粒的制造装置中适用脱水装置10,则除压发泡法生成了的发泡颗粒5所通过的发泡管与输送管1连接着。通常该发泡管截面形状为圆形。所以,在发泡管与输送管1连接着的部分,将发泡管的截面形状由圆形变更为矩形。

(2)脱水装置10的脱水条件

可通过调整气流6的风量、弯曲部2的个数、多个弯曲部2的设置方式等来适当调整脱水装置10中的发泡颗粒5的脱水条件。例如将输送管1内的气流6的风量调整为风速50~55m/s。另外,将与输送管1连接的所述发泡管(例如后述图3所示的连接管13a)的入口处的风速调整为20~25m/s。

另外,脱水装置10中,将引自排水部4的排水管与密封罐连接,或者将介由网部件3流入了排水部4的气流6排向外部,则能够提高发泡颗粒5的脱水效率。尤其是将介由网部件3流入了排水部4的气流6排向外部的方案的脱水效率更佳。

(3)脱水装置10的个数

也可将图1所示的脱水装置10作为1个脱水单元,并且将多个脱水单元连接来构成本实施方式的脱水装置。该脱水单元的个数可适当设定。但是,考虑到脱水装置的失压及鼓风机的大小,该脱水单元的个数优选为6个以下。

(4)脱水装置10的设置

脱水装置10设置为能够使发泡颗粒5通过弯曲部2来进行发泡颗粒5的脱水即可。例如脱水装置10可为:弯曲部2从入口11向下方弯曲,且与入口11相比,输送管1的出口12位于下侧。或者,脱水装置10可为:弯曲部2从入口11向上方弯曲,且与入口11相比,输送管1的出口12位于上侧。另外,脱水装置10中弯曲部2可向侧方弯曲。

这些方案之中,优选为:脱水装置10中,弯曲部2从入口11向上方弯曲,且与入口11相比,输送管1的出口12位于上侧。本实施方式的脱水方法中,将输送管1设置为:弯曲部2从入口11向上方弯曲,且与弯曲部2的入口11相比,出口12位于上侧,并且,使发泡颗粒5的浆料从入口11流入。采用该方案,则通过弯曲部2的气流6是上升气流。从入口11流入的发泡颗粒5的浆料随着作为上升气流的气流6,一边与弯曲部2的侧壁碰撞或接触一边在输送管1内上升,从出口12排出。其中,浆料中,发泡颗粒5的比重轻于液体组分。因此,发泡颗粒5的浆料随着气流6上升时,存在发泡颗粒5上升,但经碰撞或接触而与发泡颗粒分离了的液体组分由于重力而落下的倾向。因此,发泡颗粒5的浆料随着气流6上升,从而产生发泡颗粒5与液体组分分离的作用。因此,发泡颗粒5的浆料受到通过与弯曲部2的侧壁的碰撞或接触使液体组分分离的作用、以及通过上述离心力使液体组分分离的作用,并且,还受到随着气流6上升从而使液体组分分离的作用,因此,发泡颗粒5更易与液体组分分离。

(5)脱水装置10的设置体系

将图1所示的脱水装置10作为1个脱水单元且具有多个脱水单元的设置体系并无特别限定。例如可举出后述的实施方式2~4的脱水装置。

另外,本实施方式的脱水装置10可与发泡颗粒5的清洗工序进行组合。由此,提高发泡颗粒5的清洗效率。

另外,后述的实施方式2~4的脱水装置之中,出于装置设备较小及装置设备易于维护等理由,优选实施方式2的脱水装置。另外,出于能够将连接配管的个数及失压抑制为最小程度的理由,优选实施方式3的脱水装置。另外,从节省空间及清洗性的观点来看,优选实施方式4的脱水装置。

(实施方式2)

以下,对本发明的其他的实施方式进行详细说明。为便于说明,对与上述实施方式中说明过的部件具有相同功能的部件赋予相同的附图标记并省略其说明。图3是本实施方式的发泡颗粒的脱水装置10A的概略结构的斜视图。

本实施方式的脱水装置10A具备多个设置着网部件的弯曲部,并且与发泡颗粒5的清洗工序组合。如图3所示,脱水装置10A具备脱水单元10a~10j。脱水单元10a~10j分别与图1及图2所示的脱水装置10的方案相同,因此省略其说明。

脱水装置10A中,脱水单元10a~10j各自的弯曲部以构成螺旋形状的一部分的方式配置。更具体而言,如图3所示,按照脱水单元10a、10c、10e、10g、及10i这一顺序,各脱水单元的弯曲部在同一方向上并列设置。并且,脱水单元10a、10c、10e、10g、及10i的各个上侧分别设置着脱水单元10b、10d、10f、10h、及10j。

脱水单元10a、10c、10e、10g、及10i的输送管的弯曲部弯曲方向彼此相同。另外,脱水单元10b、10d、10f、10h、及10j的输送管的弯曲部弯曲方向彼此相同。

脱水单元10a中,输送管1a的入口11a朝向横侧方。弯曲部2a从入口11a起沿横侧方延伸之后向上方弯曲。另外,输送管1a的出口12a朝向上方。脱水单元10b中,输送管1b的入口11b朝向上方且与输送管1a的出口12a对置。弯曲部2b从入口11b起向上方延伸之后向横侧方弯曲。另外,输送管1b的出口12b朝向横侧方。弯曲部2b与弯曲部2a弯曲方向相同。也就是说,弯曲部2a的外侧与弯曲部2b的外侧设置在同一侧,且曲部2a的内侧与弯曲部2b的内侧设置在同一侧。换言之,脱水单元10a及10b的位置关系是:具有弯曲部2a的输送管1a与具有弯曲部2b的输送管1b形成U字型。

其中,以上下方向延伸的输送管1a·1b的中心轴X为基准来看,将下侧脱水单元10a中的输送管1a的入口11a与上侧脱水单元10b中的输送管1b的出口12b位于同一侧的这种设置单元,称为顺式(cis)设置单元。该顺式设置单元例如具有如脱水单元10a与脱水单元10b间的位置关系。另外,将与该顺式设置单元相反方式的设置单元称为反式(trans)设置单元,即,以上下方向延伸的输送管的中心轴为基准来看,将下侧脱水单元中的输送管的入口与上侧脱水单元中的输送管的出口位于互逆侧的这种设置单元,称为反式设置单元。

脱水单元10c、10e、10g、及10i中的每一个与脱水单元10d、10f、10h、及10j中的每一个的位置关系同于脱水单元10a和脱水单元10b的位置关系,即也为顺式设置,因此,省略其说明。

可以说本实施方式的脱水装置10A是由顺式设置单元按照规定方向并列设置而成,该顺式设置单元由2个脱水单元构成。

脱水装置10A中设置着连接管13a~13f。并且,连接管13a~13f以与脱水单元10a~10j组合形成螺旋形状的方式,将脱水单元10a~10j彼此相连。更具体而言,连接管13a与脱水单元10a中的输送管1a的入口11a连接着。连接管13b将脱水单元10b中的输送管1b的出口12b、以及脱水单元10c中的输送管的入口彼此相连。连接管13c将脱水单元10d中的输送管的出口、以及脱水单元10e中的输送管的入口彼此相连接。连接管13d将脱水单元10f中的输送管的出口、以及脱水单元10g中的输送管的入口彼此相连。连接管13e将脱水单元10h中的输送管的出口、以及脱水单元10i中的输送管的入口彼此相连。并且,连接管13f与脱水单元10j中的输送管的出口连接着。

发泡颗粒5的浆料从连接管13a流入,经由脱水单元10a~10j、连接管13b~13e,从连接管13f流出。脱水装置10A中,发泡颗粒5分两个阶段清洗,然后,脱水。更具体而言,脱水装置10A中,连接管13b~13c中分别投入发泡颗粒5的清洗液。

发泡颗粒5的浆料流入脱水单元10a。然后,通过脱水单元10a及10b而部分液体组分被除去,在连接管13b被清洗,流入脱水单元10c(第1清洗工序)。接着,发泡颗粒5的浆料通过脱水单元10c及10d而部分液体组分被除去,继而在连接管13c被清洗,流入脱水单元10e(第2清洗工序)。

然后,发泡颗粒5的浆料依次通过脱水单元10e及10f、连接管13d、脱水单元10g及10h、连接管13e、脱水单元10i及10j。在通过这些部件的过程中液体组分被除去(脱水工序),发泡颗粒5从连接管13f流出。

本实施方式的脱水装置10A中,脱水单元10a~10j各自的弯曲部以构成螺旋形状的一部分的方式配置,因此,脱水单元10a~10j的配置紧凑。另外,脱水单元10a~10j的排水部4上可设置用于清扫网部件3的清扫口。这种情况下,若脱水单元10a~10j各自的弯曲部以构成螺旋形状的一部分的方式配置,则脱水单元10a~10j各自的清扫面基本排在同1个面内。因此,脱水装置10A较易维护。

(实施方式3)

以下,对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明,对与上述实施方式中说明过的部件具有相同功能的部件赋予相同的附图标记并省略其说明。图4是本实施方式的发泡颗粒的脱水装置10B的概略结构的截面图。

本实施方式的脱水装置10B与实施方式2的不同点在于,具备由3个脱水单元反式设置而成的反式设置单元。如图4所示,脱水装置10B具备反式设置单元T1~T3、顺式设置单元C1及C2、以及清洗管14b~14c。

反式设置单元T1由脱水单元10a及10b构成。反式设置单元T2由脱水单元10c及10d构成。反式设置单元T3由脱水单元10i及10j构成。另外,顺式设置单元C1由脱水单元10e及10f构成。顺式设置单元C2由脱水单元10g及10h构成。

脱水装置10B中,反式设置单元T1用于第1清洗工序,反式设置单元T2用于第2清洗工序。顺式设置单元C1及C2、以及反式设置单元T3用于脱水工序。

另外,反式设置单元T1、反式设置单元T2、及顺式设置单元C1设置为彼此高度基本相同。与顺式设置单元C1相比,反式设置单元T3设置在上侧。顺式设置单元C2在上下方向上设置在顺式设置单元C1与反式设置单元T3之间。在上下方向上,顺式设置单元C2的入口11g与顺式设置单元C1的出口12f设置在基本相同的位置,顺式设置单元C2的出口12h与反式设置单元T3的入口11i设置在基本相同的位置。

清洗管14b连接着反式设置单元T1的出口12b。另外,清洗管14b及14c将反式设置单元T1及T2、以及顺式设置单元C1串接。更具体而言,清洗管14b将反式设置单元T1的出口12b(与脱水单元10b中的输送管1b的出口12b对应)、及反式设置单元T2的入口11c(与脱水单元10c中的输送管1c的入口11c对应)彼此相连。清洗管14c将反式设置单元T2的出口12d(与脱水单元10d中的输送管1d的出口12d对应)、及顺式设置单元C1的入口11e(与脱水单元10e中的输送管1e的入口11e对应)彼此相连。

顺式设置单元C1中的出口12f(与脱水单元10f中的输送管1f的出口12f对应)介由未图示的连接管,与顺式设置单元C2的入口11g(与脱水单元10g中的输送管1g的入口11g对应)连接着。另外,顺式设置单元C2中的出口12h(与脱水单元10h中的输送管1h的出口12h对应)介由未图示的连接管,与反式设置单元T3的入口11i连接着。另外,顺式设置单元C1及C2、以及顺式设置单元C2及反式设置单元T3可直接连结。

脱水装置10B中,清洗管14b~14c中分别投入发泡颗粒5的清洗液。发泡颗粒5的浆料一边在清洗管14b被清洗,一边流入脱水单元10a。通过反式设置单元T1而部分液体组分被除去,继而浆料一边在清洗管14b被清洗,一边流入反式设置单元T2的脱水单元10c(第1清洗工序)。接着,发泡颗粒5的浆料通过反式设置单元T2而部分液体组分被除去,继而一边在清洗管14c被清洗,一边流入顺式设置单元C1的脱水单元10e(第2清洗工序)。

然后,发泡颗粒5的浆料依次通过顺式设置单元C1(脱水单元10e及10f)、顺式设置单元C2(脱水单元10g及10h)、及反式设置单元T3(脱水单元10i及10j)。在通过这些单元的过程中,液体组分被除去(脱水工序),发泡颗粒5从反式设置单元T的出口12j(与脱水单元10j中的输送管1j的出口12j对应)流出。

(实施方式4)

以下,对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明,对与上述实施方式中说明过的部件具有相同功能的部件赋予相同的附图标记并省略其说明。图5是本实施方式的发泡颗粒的脱水装置10C的概略结构的截面图。

本实施方式的脱水装置10C与实施方式3的不同点在于,不具备反式设置单元。如图5所示,脱水装置10C具备顺式设置单元C3~C7、及清洗管15c及15d。构成顺式设置单元C3~C7的脱水单元分别为脱水单元10a及10b、脱水单元10c及10d、脱水单元10e及10f、脱水单元10g及10h、脱水单元10i及10j。

脱水装置10C中,顺式设置单元C3用于第1清洗工序,顺式设置单元C4用于第2清洗工序。顺式设置单元C5~C7用于脱水工序。

另外,顺式设置单元C3及C5基本设置为相同高度。与顺式设置单元C3相比,顺式设置单元C4设置在上侧。与顺式设置单元C5相比,顺式设置单元C7设置在上侧。顺式设置单元C6在上下方向上设置在顺式设置单元C5与顺式设置单元C7之间。在上下方向上,顺式设置单元C6的入口11g基本设置为与顺式设置单元C5的出口12f位置相同,顺式设置单元C6的出口12h基本设置为与顺式设置单元C7的入口11i位置相同。

清洗管15c连接着顺式设置单元C3的出口12b。另外,清洗管15c将顺式设置单元C3的出口12b、及顺式设置单元C4的入口11c彼此相连。清洗管15d将顺式设置单元C4的出口12d、及顺式设置单元C5的入口11e彼此相连。

顺式设置单元C5中的出口12f介由未图示的连接管,与顺式设置单元C6的入口11g连接着。另外,顺式设置单元C6中的出口12h介由未图示的连接管,与顺式设置单元C7的入口11i连接着。

脱水装置10C中,清洗管15c及15d中分别投入发泡颗粒5的清洗液。发泡颗粒5的浆料通过顺式设置单元C3而部分液体组分被除去,继而浆料一边在清洗管15c被清洗,一边流入顺式设置单元C4的脱水单元10c(第1清洗工序)。接着,发泡颗粒5的浆料通过顺式设置单元C4而部分液体组分被除去,继而一边在清洗管15d被清洗,一边流入顺式设置单元C5的脱水单元10e(第2清洗工序)。

然后,发泡颗粒5的浆料依次通过顺式设置单元C5~C7。在通过这些单元的过程中,液体组分被除去(脱水工序),发泡颗粒5从顺式设置单元C7的出口12j流出。

(发泡颗粒的制造方法)

本实施方式的发泡颗粒的制造方法包括上述发泡颗粒的脱水方法作为一个工序。以下,参照图6,对发泡颗粒的制造方法进行说明。图6是实施方式1~4所用的发泡颗粒5的制造装置的概略结构的示意图。以下,作为一例,对制造作为发泡颗粒的热塑性树脂发泡颗粒的方法进行说明。本实施方式所用的发泡颗粒为现有公知的发泡颗粒即可,不限定为热塑性树脂发泡颗粒。

如图6所示,发泡颗粒的制造装置100具备耐压容器101、分配阀102、喷嘴103、过滤器104、外气吸入量调节阀105、蒸汽吹入量调节阀106、发泡颗粒输送鼓风机107、温度计108、调节器109、分离器110、发泡颗粒储存槽111。

耐压容器101是用于通过除压发泡来制造发泡颗粒的容器。发泡颗粒通过以下方法来制造。也就是说,首先,将含有热塑性树脂颗粒、无机分散剂及分散助剂的水性分散液、挥发性发泡剂与水一起加入耐压容器101内。升温使耐压容器101内为固定压力、固定温度,使树脂颗粒浸渍有发泡剂,然后,在低压气氛下排出(除压发泡法)。将排出物进一步干燥。

耐压容器101、发泡颗粒输送鼓风机107、分离器110、及发泡颗粒储存槽111介由输送管而彼此相连。发泡颗粒输送鼓风机107吸入外气,并将气流送至前往分离器110及发泡颗粒储存槽111的输送管内,从而将发泡颗粒和气流一起输送到分离器110及发泡颗粒储存槽111。

制造装置100中,发泡颗粒输送鼓风机107与分离器110之间的输送管上设置着分支输送管,耐压容器101与该分支输送管连接着。另外,上述分支输送管中设置着分配阀102、及喷嘴103。并且,在连接发泡颗粒输送鼓风机107和分离器110的输送管中,设置着温度计108。温度计108用于测定从喷嘴103的出口至发泡颗粒储存槽112的、输送发泡颗粒的输送管及设备的区间(以下,简称为发泡室)的温度。

另外,制造装置100中,蒸汽及外气供给至发泡颗粒储存槽111。为了对吸入制造装置100内的外气进行过滤而设置了过滤器104。另外,通过蒸汽吹入量调节阀106的开闭度来控制供给至发泡颗粒储存槽111的蒸汽量。另外,通过外气吸入量调节阀105的开闭度来控制吸入制造装置100内的外气的量。调节器109用于控制外气吸入量调节阀105或蒸汽吹入量调节阀106的开闭度。制造装置100中,通过调节器109来控制外气吸入量调节阀105及蒸汽吹入量调节阀106,从而控制供给至发泡颗粒储存槽111内的外气量及蒸汽量。由此,从喷嘴103的出口至发泡颗粒储存槽112的、输送发泡颗粒的输送管及设备的区间的温度可调节为任意温度。

接着,对用制造装置100来制造发泡颗粒的方法进行说明。首先,将热塑性树脂颗粒、作为发泡剂的无机气体(例如二氧化碳、氮气、空气等)、水、分散剂、以及根据需要所用的表面活性剂等分散助剂投入耐压容器101中。接着,对耐压容器101进行加热,将耐压容器101内的混合物调整为规定温度,然后,将耐压容器101内的压力调整为规定压力。这样,使热塑性树脂颗粒浸渍有发泡剂,然后,打开分配阀102,通过喷嘴103将其排出至压力低于耐压容器101内压的发泡室内(除压发泡法)。由此,热塑性树脂颗粒发泡,得到发泡颗粒。至将热塑性树脂颗粒从耐压容器101排出为止,可根据热塑性树脂发泡颗粒的目标发泡倍率及发泡品质等,将发泡室的温度调整为任意温度。

通过喷嘴103从耐压容器101排出的发泡颗粒是混合着分散剂等液体组分的浆料状态。通过发泡颗粒输送鼓风机107的气流,将发泡颗粒的浆料输送至分离器110。在分离器110被分离液体组分后,被送至发泡颗粒储存槽111。实施方式1~4的脱水装置10、及10A~10C例如可适用于制造装置100中的分离器110。

本发明的一实施方式的热塑性树脂颗粒的基材树脂为一般公知的发泡性热塑性树脂即可,并无特别限定。作为所述热塑性树脂,例如可举出聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚系树脂、聚酰胺系树脂、以及它们的混合物等。优选地,所述热塑性树脂为聚烯烃系树脂、或聚酯系树脂。聚烯烃系树脂是指含有50重量%以上、优选80重量%以上、更优选90重量%以上烯烃单元的树脂。作为聚烯烃系树脂的具体例子,例如可举出高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、低分子量聚乙烯等聚乙烯类;丙稀均聚物;乙烯-丙稀无规共聚物、乙烯-丙稀-1-丁烯无规共聚物、丙稀-1-丁烯无规共聚物等α-烯烃-丙稀无规共聚物、以及、α-烯烃-丙稀嵌段共聚物等聚丙稀类;丙稀均聚物、聚丁烯等其他聚烯烃均聚物类;等。这些可以单独使用或并用2种以上。另外,作为聚酯系树脂,例如可举出脂肪族系聚酯树脂、芳族系聚酯树脂、脂肪族芳族系聚酯树脂等。作为聚酯系树脂的具体例子,例如可举出聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(己二酸丁二醇-co-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。另外,聚羟基脂肪酸酯是选自聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)(PHBH)、聚(3-羟基丁酸酯)(P3HB)、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P3HB4HB)、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基辛酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基十八酸酯)的至少1种。

这些之中,乙烯-丙稀无规共聚物、乙烯-丙稀-1-丁烯无规共聚物、及丙稀-1-丁烯无规共聚物在形成为发泡颗粒时呈现良好的发泡性,因此优选。

另外,本发明的实施方式所用的热塑性树脂颗粒的基材树脂若为聚烯烃系树脂,则在不影响聚烯烃系树脂特性的范围内,该基材树脂中可混合有除该聚烯烃系树脂之外的其他热塑性树脂。作为该其他热塑性树脂,例如可举出聚苯乙烯、聚丁烯、离聚物等。

另外,为了便于制造发泡颗粒,通常优选用挤出机、捏合机、班伯里搅拌机、辊等使热塑性树脂溶融,并预先加工为圆柱状、椭圆状、球状、立方体、长方体等树脂颗粒。另外,树脂颗粒也称为小粒料。

本发明的实施方式所用的热塑性树脂颗粒优选每粒的重量为0.1~30mg,更优选0.3~10mg。

若向热塑性树脂中加入添加剂,则优选在制造所述热塑性树脂颗粒之前,使用搅拌器等将热塑性树脂和添加剂混合。作为添加剂的具体例子,可举出单元成核剂(简称成核剂)。另外,若使用丙烷、丁烷、戊烷、己烷等烃系发泡剂,则作为成核剂,一般使用滑石、二氧化硅、碳酸钙、高岭土、氧化钛、膨润土、硫酸钡等无机成核剂。单元成核剂的添加量根据所用的热塑性树脂的种类、单元成核剂的种类而不同,不能统一限定,但相对于热塑性树脂100重量份,单元成核剂的添加量大约为0.001重量份以上且2重量份以下。

另外,若使用空气、氮气、二氧化碳、水等无机发泡剂,则优选使用所述无机成核剂及/或亲水性物质。若使用水来作为水系分散物的分散介质,则使热塑性树脂浸渍有水,将浸渍了的水与其他发泡剂一起,或单独用作发泡剂。

所述亲水性物质用于使热塑性树脂浸渍有更多的水分。作为亲水性物质的具体例子,可举出氯化钠、氯化钙、氯化镁、硼砂、硼酸锌等无机物质;或者,甘油、三聚氰胺、异氰尿酸、三聚氰胺·异氰尿酸缩合物;聚乙二醇、或聚环氧乙烷等聚醚、将聚醚加成于聚丙稀等而形成的加成物、及它们的聚合物混合体;乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的碱金属盐、丁二烯-(甲基)丙烯酸共聚物的碱金属盐、羧化丁腈橡胶的碱金属盐、异丁烯-马来酸酐共聚物的碱金属盐、聚(甲基)丙烯酸的碱金属盐等聚合物;等有机物。这些亲水性物质可单独使用或并用2种以上。

相对于热塑性树脂100重量份,亲水性物质的添加量优选为0.005重量份以上且2重量份以下。更优选为0.005重量份以上且1重量份以下。可通过调整亲水性物质的种类及量,来调整热塑性树脂发泡颗粒的平均气泡径。

此外,制造热塑性树脂颗粒时,根据需要,可在不影响热塑性树脂特性的范围内,添加着色剂、抗静电剂、抗氧化剂、磷系处理稳定剂、内酯系处理稳定剂、金属钝化剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、苯甲酸酯系光稳定剂、受阻胺系光稳定剂、阻燃剂、阻燃助剂、酸中和剂、晶体成核剂、酰胺系添加剂等添加剂。

另外,作为发泡剂,可使用丙烷、异丁烷、丁烷、戊烷、己烷等挥发性的烃系发泡剂、及空气、氮气、二氧化碳、水等无机气体。若使用无机气体,则优选二氧化碳,因为易于得到发泡倍率较高的发泡颗粒。这些发泡剂可单独使用或并用2种以上。

作为水系分散介质,优选使用水。将甲醇、乙醇、乙二醇、甘油等添加到水中而得到的分散介质也可用作水系分散剂。

为了防止热塑性树脂颗粒彼此融接,水系分散介质中,优选使用分散剂。作为分散剂的具体例子,例如可举出磷酸三钙、磷酸三镁、氧化钛、碱式碳酸镁、碳酸钙、硫酸钡、高岭土、滑石、粘土等无机系分散剂。这些之中,磷酸三钙、硫酸钡、高岭土即使用量较少,也能够使耐压容器101内的含热塑性树脂颗粒的水系分散物稳定地分散,因此优选。

另外,优选和分散剂一起使用分散助剂。作为分散助剂的具体例子,例如可举出N-酰基氨基酸盐、烷基醚羧酸盐、酰化肽等羧酸盐型;烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、磺基琥珀酸盐等磺酸盐型;硫酸化油、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基酰胺硫酸盐等硫酸酯型;及、烷基磷酸盐、聚氧乙烯磷酸盐、烷基烯丙基醚硫酸盐等磷酸酯型;等阴离子表面活性剂。另外,作为分散助剂,可使用马来酸共聚物盐;聚丙烯酸盐等聚羧酸型高分子表面活性剂;及、聚苯乙烯磺酸盐、萘磺酸福尔马林缩合物盐;等多价阴离子高分子表面活性剂。

作为分散助剂,优选使用磺酸盐型的阴离子表面活性剂,此外,优选使用选自烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐的1种或2种以上的混合物。另外,更优选使用烷基磺酸盐,烷基磺酸盐具有作为疏水基的、碳数10~18的直链状的碳链,使用烷基磺酸盐能够减少附着在热塑性树脂的发泡颗粒上的分散剂,因此,尤其优选。

本发明的实施方式中,作为分散剂,尤其优选将选自磷酸三钙、磷酸三镁、硫酸钡或高岭土的1种以上、与作为分散助剂的n-石蜡磺酸碳酸钠并用。

分散剂及分散助剂的使用量根据其种类、或所用的热塑性树脂的种类及使用量而不同。通常,相对于水系分散介质100重量份,分散剂优选使用0.1重量份以上且5重量份以下,更优选使用0.2重量份以上且3重量份以下。相对于水系分散介质100重量份,分散助剂优选使用0.001重量份以上且0.3重量份以下,更优选使用0.001重量份以上且0.1重量份以下。另外,为了使热塑性树脂颗粒在水系分散介质中的分散性良好,通常,相对于水系分散介质100重量份,热塑性树脂颗粒优选使用20重量份以上且100重量份以下。通过所述方案,在耐压容器内能够将热塑性树脂颗粒稳定地分散在水系分散介质中。

另外,实施方式1~4的脱水装置10、及10A~10C(以下,记作实施方式1~4的脱水装置)所适用于的发泡颗粒制造装置不限定为图6所示的制造装置100,脱水装置10、及10A~10C也可适用于现有公知的发泡颗粒的制造装置。例如图7是实施方式1~4的脱水装置所能适用的其他制造装置200的概略结构的示意图。另外,除制造装置200之外,还可适用于中国实用新型公告CN205272478U的装置方案。

如图7所示,发泡颗粒的制造装置200具备耐压容器201、设置在容器下部(底部)的搅拌机202(以下,记作下部搅拌机202)、瞬释阀203、发泡筒204、清洗配管204a、离心脱水机205、粉碎机206、流动干燥器207、筛粉机208。

耐压容器201是用于通过除压发泡法来制造发泡颗粒的容器,其下部是圆锥状(锥状)。下部搅拌机202是对添加入耐压容器201内的材料进行混合搅拌的装置。另外,耐压容器201的最下部的浆料排出口直接设置着瞬释阀203。发泡筒204是用于将发泡颗粒输送至离心脱水机205的输送管。发泡筒204内构成为能流过鼓风机等输送来的风。发泡筒204内的发泡颗粒被该输送风输送至离心脱水机205。发泡筒204的后级设置着清洗配管204a,清洗配管204a被提供清洗发泡颗粒所需的清洗水,并且,将提供来的水清洗水排出。离心脱水机205的后级设置着用于对彼此融接的发泡颗粒进行粉碎的粉碎机206。粉碎机206的后级依次设置着流动干燥器207、及筛粉机208。另外,在粉碎机206与流动干燥器207之间、流动干燥器207与筛粉机208之间、以及筛粉机208的后级,分别设置着用于存储发泡颗粒的筒仓。

将包含热塑性树脂颗粒、无机分散剂及分散助剂的小粒料、以及作为发泡剂的CO

设置在耐压容器201与发泡筒204之间的排出阀不限定为瞬释阀203,是能够除压发泡并调整发泡颗粒排出量的阀即可。所述排出阀为现有公知的阀即可,可以是球阀、槽阀、或Y型瞬释阀。所述排出阀若为瞬释阀203,则瞬释阀203在其内部的前端部分具备圆截锥状的阀舌。瞬释阀203中,手动或自动地使阀舌在阀主体中下降,通过改变该下降距离来调整阀的开度。通过改变阀主体与阀舌之间的圆环状间隙的面积来调整发泡颗粒的排出量。另外,为了消除耐压容器201与瞬释阀203之间的无效区,瞬释阀203的优选结构是阀舌的前端向耐压容器201侧伸出,且该前端与耐压容器201的底面契合。打开瞬释阀203,则通过除压发泡法使固定量的发泡颗粒在固定时间内流向发泡筒204。若耐压容器201内没有混合物了,则停止向发泡筒204供给发泡颗粒,瞬释阀关闭。

从耐压容器201排向了发泡筒204的发泡颗粒,在清洗配管204a中由从上部添加的清洗水清洗,然后由离心脱水机205离心脱水。清洗配管204a的下部的内表面设置着网眼。另外,清洗配管204a的下部为易于排出清洗水的形状(例如倒三角形)。清洗后,在离心脱水机205中脱水了的发泡颗粒通过粉碎机206。粉碎机206中对结块了的发泡颗粒进行粉碎及分离。

实施方式1~4的脱水装置可与制造装置200中离心脱水机205替换使用。另外,制造装置200中也可以将实施方式1~4的脱水装置与离心脱水机205并用。若并用,则离心脱水机205的前级或后级均可设置实施方式1~4的脱水装置。

通过了粉碎机206的发泡颗粒暂时存储在筒仓,然后,被提供给流动干燥器207。流动干燥器207中,发泡颗粒随着加热热风流动并被连续干燥。通过流动干燥器207后,干燥了的发泡颗粒暂时存储在筒仓,然后,通过筛粉机208并存储在筒仓,然后,将其作为产品出货。

下部搅拌机202安装在耐压容器201下部的锥状部分的侧壁部。下部搅拌机202的轴封装置并无特别限定,可采用现有公知的轴封装置。作为该轴封装置,一般采用机械性密封圈(mechanical seal)。另外,下部搅拌机202也可不具备轴封装置。这种情况下,下部搅拌机202的轴封可采用埋入了强磁体的无泄漏非密封圈方式。在制造装置200中,或在适用有实施方式1~4的脱水装置的制造装置200中,耐压容器201不限定为下部是圆锥状的容器,例如可为下部是1/2半椭圆形的容器。另外,用于搅拌耐压容器201内的内容物的搅拌机不限定为驱动搅拌叶片的电动机设置在耐压容器201下部的这类下部搅拌机202。例如所述搅拌机可为悬挂式搅拌机,其在耐压容器201的上部具备所述电动机,且搅拌叶片设置在耐压容器201内的下部。

另外,所述搅拌机的搅拌方式可采用现有公知的方式。例如可举出日本特开昭62-18214号公报所述的方式、或国际公布WO2018/008445号所述的方式。

另外,在制造装置200中,或在适用有实施方式1~4的脱水装置的制造装置200中,根据所制造的发泡颗粒的特性,可具备粉碎机206。粉碎机在转轴上具备多级搅拌叶片,且具备围绕该搅拌叶片周围的金属网或冲孔金属板。所述搅拌叶片并无特别限定,例如可为后推式桨叶。金属网或冲孔金属板具有大于发泡颗粒直径的多个孔即可,并无特别限定。彼此的融接(结块)被搅拌叶片打碎了的发泡颗粒从所述金属网或冲孔金属板的多个孔中排出。制造装置200、或适用有实施方式1~4的脱水装置的制造装置200也可不具备粉碎机206。

另外,制造装置200、或适用有实施方式1~4的脱水装置的制造装置200只要能够将耐压容器201内的混合物排向低压气氛,从而通过除压发泡来得到发泡颗粒,则不限定须具备瞬释阀203。例如可以是如下方案:在将热塑性树脂颗粒排向压力低于耐压容器201内压的气氛来使其发泡时,使发泡颗粒从耐压容器201的排出部所具有的附带有筒的节流盘冲向发泡筒的碰撞板或壁(日本特开2003-192820号公报、日本特开2003-82148号公报、或国际公布WO2005/085337号)。这种情况下,所述附带有筒的节流盘例如可具备:设有节流口的节流板、以及以围绕所述节流口的方式形成在所述节流板的表面上的筒体。另外,所述发泡筒的碰撞板或壁上接受发泡颗粒的碰撞部分可为曲面或平面。

本发明不限定为上述各实施方式,可在说明书所示的范围内进行各种变更,对不同实施方式中分别揭载的技术手段进行适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

(总结)

如上所述,本发明的方式1的发泡颗粒的脱水装置10具备:用于输送发泡颗粒5的液体混合物(发泡颗粒5的浆料)的、弯曲的输送管1,在所述输送管1的弯曲部2设置着用于使所述液体混合物中的发泡颗粒5与液体组分分离的分离部件(网部件3)。

另外,本发明的方式2的发泡颗粒的脱水装置10中,在方式1的基础上,所述分离部件(网部件3)构成所述弯曲部2的侧壁(外侧侧壁22)的一部分。

另外,本发明的方式3的发泡颗粒的脱水装置10A~10C,在方式1或2的基础上,具备多个设置着所述分离部件(网部件3)的弯曲部2。

另外,本发明的方式4的发泡颗粒的脱水装置10A,在方式3的基础上,设置着所述分离部件(网部件3)的弯曲部2以构成螺旋形状的一部分的方式配置为多个。

另外,本发明的方式5的发泡颗粒的制造装置100、200具备方式1~4中任一项所述的发泡颗粒的脱水装置10A~10C。

本发明的方式6的发泡颗粒的脱水方法包括如下工序:将分离部件(网部件3)设置在输送管1的弯曲部2的工序;以及使发泡颗粒5的液体混合物(发泡颗粒5的浆料)与所述弯曲部2碰撞或接触,从而使所述液体混合物中的发泡颗粒5与液体组分分离的工序。

本发明的方式7的发泡颗粒的脱水方法,在方式6的基础上,将所述输送管1设置成:所述弯曲部2从入口11向上方弯曲,且与入口11相比,出口12位于上侧,并且,使所述液体混合物从所述输送管1的入口11流入。

本发明的方式8的发泡颗粒的脱水方法,在方式6或7的基础上,所述输送管1具有多个弯曲部2a·2b,将所述分离部件(网部件3)设置在多个弯曲部2a·2b。

本发明的方式9的发泡颗粒的制造方法,包括方式6~8中任一项所述的发泡颗粒的脱水方法作为一个工序。

相关技术
  • 发泡颗粒的脱水装置及脱水方法、以及它们的利用
  • 毛毯脱水装置及利用该装置进行毛毯脱水方法
技术分类

06120113293903