JPH0127846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発泡性熱可塑性樹脂粒子、例えば発泡
スチレンビーズを予備発泡させる装置、特に、予
備発泡粒子のブロツキング量を減少させ、かつ発
泡倍率の均一化、並びにスケールアツプが容易な
連続方式の予備発泡機に関するものである。

ビーズ法発泡スチレンなどは、通常成形機によ
る型内成形に先立つて原料の発泡スチレンビーズ
を所要の見掛け比重まで発泡させる操作が行われ
ており、業界ではこれを予備発泡と称している
が、この予備発泡には前記発泡スチレンビーズの
如き原料粒子を筒状発泡容器内へ連続的に供給
し、加熱媒体により加熱発泡させ、連続的に取り
出す連続方式と、定量宛原料粒子を発泡容器内へ
供給し、加熱発泡させ回分的に取り出すバツチ方
式の２通りがある。しかし、従来行なわれている
上記予備発泡は、何れも発泡容器内における発泡
倍率に相当のバラツキがあり、これが当然、発泡
成形品の品質面に影響し、高度な品質の要求され
る製品の作成に大きな隘路となつていた。このう
ち、特に連続方式の予備発泡においては、発泡容
器の壁付近と中心部とでは内部に備え付けられた
撹拌羽根の周速に大きな相違があり、これが発泡
倍率のバラツキの大きな要因となつていた。

この発泡容器の壁付近と中心部との撹拌羽根の
周速の相違は撹拌力に大きな影響を持つものであ
るが、同時に撹拌羽根の剪断力による効果をも不
充分ならしめており、容器内におけるブロツキン
グの発生を免れ得ない実情であつた。

例えば、これを現在使用されている予備発泡機
について見ると、下記仕様、即ち、 処 理 能 力；300Kg／Ｈ 容 器 寸 法；750〓×790H（mm） 撹拌羽根寸法 ；720（mm） 撹 拌 軸 径；76〓（mm） 撹拌器回転数 ；90rpm の予備発泡機では撹拌羽根最先端での周速度を、 3.14×0.36（ｍ）×1.5（１／sec） ＝1.7（ｍ／sec） 撹拌軸表面の周速度は 3.14×0.036（ｍ）×1.5（１／sec） ＝0.18（ｍ／sec） 従つて、容器内の周速度比は容器中心部と外周
壁部では0.18／1.7＝１／9.44、即ち約10倍の周速
度差があることが示される。この結果から分るこ
とは、撹拌軸付近では周速度が小さいために撹拌
が充分に行われず、予備発泡粒子に剪断力が加わ
り難く、ブロツキングが発生し易いということで
ある。

かくして、本発明は、連続方式の予備発泡機に
おいて、発泡容器内の内外周速度差を少なくし、
予備発泡のための撹拌状態を改善することを第１
の目的とする。

また、通常の予備発泡機の機内における予備発
泡粒子の流路を考察すると、発泡容器下部に供給
された原料粒子は蒸気供給スリツトからの蒸気加
熱により撹拌羽根で撹拌されながら発泡してゆく
が、この発泡に従つて、体積膨脹して粒子の見掛
け密度は小さくなつて軽くなり、容器上部へ上昇
してゆき、上部のオーバーフロー口より排出され
て予備発泡操作は完了する。この場合、発泡倍率
は10〜100倍で、50倍前後が一般的に多いが、仮
に50倍発泡を目標に予備発泡操作を行なつても平
均値としては50倍の倍率品が得られるとしても、
撹拌により上下流動が発生し、結局、低倍率品が
できると共に、バラツキの大きいものとなる。

これは、例えば容器の径を小さくして高さを高
くする等により改善することが出来なくはない
が、蒸気量は一定であるから、このようにすれば
単位底面積当りの蒸気供給密度が大きくなり、ブ
ロツキングが発生し易いという問題が必然的に起
る。

かくして、本発明は、容器の径に関係なくブロ
ツキングの発生を防止し、発泡倍率の均一化を図
り得る新規な連続方式の予備発泡機を提供するこ
とを第２の目的とするものである。

以下、本発明予備発泡機の具体的な実施の態様
を添付図面にもとづいて説明するが、本発明は以
下の例示に拘泥することなく、その目的を逸脱し
ない範囲において種々の改変を加え得ることは勿
論である。

第１図は本発明予備発泡機の一例を示し、図に
おいて１は発泡槽をなす円筒状筒状容器、２は撹
拌羽根３を備えた撹拌軸、４は容器１上部に設け
られた予備発泡粒子排出シユート、５は容器下部
に設けられたホツパー付スクリユーコンベアから
なる原料粒子供給装置、６は蒸気供給スリツト、
７は蒸気供給入口、８はドレン排出口、９は前記
撹拌軸駆動装置、１２は蒸気室であり、これら各
部は従来使用されている通常の予備発泡機と全く
同様である。従つて、上記構成により原料粒子が
原料粒子供給装置５により容器１内に供給され、
滞留部１１において容器底部の蒸気供給スリツト
６より吹き込まれた蒸気により約100℃に加熱さ
れて原料粒子内の発泡剤によつて加熱発泡を行な
い、その間、容器１の中心部に設けられた撹拌軸
２の回転により、これに取り付けられた撹拌羽根
３を回転し、その剪断作用と共にブロツキング即
ち、予備発泡粒子の相互融着をある程度、防止し
ていることも従来の予備発泡機におけると何ら異
なることはない。

しかし、第１図における予備発泡機において
は、更に上記構成の予備発泡機によるブロツキン
グ防止が不完全であるとことから、撹拌軸２の外
周に中空円筒１０を設け、前記容器内における内
外速度差の減少と共に撹拌状態の改善を図つてい
る。

この場合、予備発泡粒子は通常２〜５mmの球状
固形物であるので、液体に比較して流動性が悪く
かなり強力な撹拌力を与えないと通常の場合、流
動は困難であるに拘らず、本発明方法によれば、
周速度差の減少により充分に保障されることは特
筆されるべきである。

今、この本発明に係る予備発泡機を具体的仕様
について考察し、前記従来の場合と対比すると、 容 器 寸 法；776〓×790H（mm） 撹拌羽根寸法 ；746（mm） 撹 拌 軸 径；76〓（mm） 撹拌機回転数 ；90rpm 中空円筒寸法 ；20〓×790H／（mm） 上記仕様による容器内外の周速比は200／776＝
１／3.88、即ち、前記従来の周速比１／9.44に比
較して１／3.88となり、約2.5倍と撹拌状態が良
くなり、ブロツキングが著しく改善されることが
首肯される。

なお、上記本発明の構成により、予備発泡機の
スケールアツプが容易となり、その実用性が更に
倍加される。

第２図はかかる具体例として第１図に示す予備
発泡機の２倍の性能を有する予備発泡機の一例を
示している。同第２図によれば、容器の高さは第
１図に示す容器の略々２倍に製作され、第１図に
おける予備発泡機を２段に使用した状態となつて
いるが、原料粒子供給装置５は上段の容器の下部
に設けられ、一方、予備発泡粒子をオーバーフロ
ーさせる排出シユート４は下段の筒状容器の上部
に位置して設けられている。そして、撹拌軸２は
上下段を貫通した共通の軸となつている駆動装置
９により一挙に回転させられるよう構成され、上
下各容器に夫々、滞留部１１，１１′を形成して
いると共に、各段の容器に夫々、蒸気供給スリツ
ト６，６′及びドレン排出口８，８′が設けられて
いる。

このような構成からなる予備発泡機において、
前記本発明の特徴をなす中空円筒１０は上下両容
器中心部を連通して前記撹拌軸２の回りに装設さ
れており、その上部は上段に上昇した予備発泡粒
子を自動的に流下させる流下路となつて上段で加
熱発泡された予備発泡粒子を更に下段において滞
留させ、加熱膨脹を続行して排出シユート４より
排出させている。

１３は中空円筒１０内部下端に設けられた予備
発泡粒子掻き出し部材である。

勿論、通常の予備発泡機を単に２台直列に連結
する方法も予備発泡倍率の平均値をシヤープ化さ
せるためには理論的には有効であるが、しかし、
次記の２点から見て実用性がない。

(イ) １台目から排出される予備発泡粒子は固型の
発泡粒で脈動流動をしているために、２段目の
継ぎ部分にクツシヨン部を置く必要があるが、
クツシヨンの容量が問題で、大き過ぎるとクツ
シヨン槽の予備発泡粒子が冷却するので、予備
発泡温度約100℃近くまで再予熱する必要が生
じる。又クツシヨン槽の容量が小さい場合は、
１台目と２台目の処理能力は固定されているた
めに、バランスが取れずにオーバーフローし
て、結局、ロスになるという結果になる。

(ロ) ２台目の供給装置もスクリユー回転による押
込装置が経済的にも実用性が高いが、スクリユ
ーにより予備発泡粒子は圧縮力を受けて収縮変
形するという欠点が生じる。

これに対し、前記本発明装置は、上記の如き
各欠点が是正され、極めて有効な装置である。

なお、上記本発明装置において容器の径、高
さは任意に設定可能であり、処理能力に応じて
適宜選択されるが、更に能力増のため、複数段
使用すること、各段における処理速度を早め、
処理能力を増大させることも容易に設計可能で
ある。

そして、これら何れの場合においても中空円
筒の径も亦、各場合に適合して適宜選択可能で
あるが、通常、容器の径に対し中空円筒径が1/
３〜1/4程度が最も好ましい。

本発明装置は以上の如く、撹拌軸外周に中空円
筒を設けたものであり、容器内における内外周速
度差が顕著に減少し、比較的均一な撹拌が行なわ
れると共に、予備発泡粒子に加わる撹拌羽根によ
る剪断力が充分となり、予備発泡時に起るブロツ
キング量を大幅に減少させると共に、温度分布の
均一さ、予備発泡粒子の発泡倍率の均一性をも確
保し、平均発泡倍率の安定性が要求される現在の
趨勢によく適合する効果があり、更に、スケール
アツプが可能で、処理能力の大きい予備発泡機の
製作が容易であり、殊に、上下２段式の発泡方式
とすることにより、上下における発泡倍率が自動
的な流下による混合と相俟つて、撹拌羽根による
均一効果を更に助長し、従来の予備発泡機の性能
を遥かに凌駕した工業上有利な予備発泡機であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明予備発泡機の一例を示す概要断
面図、第２図は本発明予備発泡機の変形実施例に
係る上下２段重ね方式の予備発泡機の概要断面図
である。 １……筒状容器、２……撹拌軸、１０……中空
円筒、１１，１１′……滞留部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状容器１の中心部に撹拌軸２を備え、容器
   １下部に原料粒子供給装置５を、一方、容器１上
   部に予備発泡粒子排出シユート４を夫々有すると
   共に、容器１底部に加熱媒体による加熱装置６，
   ７，８，１２を設けてなる予備発泡機において、
   前記筒状容器１内部で、前記撹拌軸２外周に、軸
   ２に対し若干の間隙を存し、かつ前記筒状容器１
   内壁との間に予備発泡粒子滞溜部１１空間を存し
   て同心円状に中空円筒１０を配設してなることを
   特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡
   機。 ２ 上下直列２段に区画された筒状容器１の中心
   部に上下を貫通する撹拌軸２を有し、上段下部に
   原料供給装置５を、一方、下段上部に予備発泡粒
   子排出シユート４を夫々備えると共に、各段底部
   に夫々加熱媒体による加熱装置６，７，８，１
   ２，６′，７′，８′，１２′を有してなり、前記筒
   状容器１の内部には前記撹拌軸２の外周に軸２に
   対し若干の間隙を存しかつ、前記筒状容器１内壁
   との間に上下段各予備発泡粒子滞溜部１１，１
   １′空間を存して上下室を連通する中空円筒１０
   が予備発泡粒子の流下路を形成して同心円状に設
   けられていることを特徴とする発泡性熱可塑性樹
   脂粒子の予備発泡機。