予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法
【課題】予備発泡粒子の粒子径のばらつきを小さく抑えることができる予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法を提供すること。
【解決手段】発泡性樹脂粒子が投入される発泡室１０と、この発泡室１０内に重力に沿った方向に加熱媒体を噴出して前記発泡性樹脂粒子を予備発泡させる加熱媒体噴出部２０とを備え、前記加熱媒体噴出部２０は、重力に沿った方向から見た前記発泡室１０内の外周領域Ｒ３への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域Ｒ１への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有することを特徴とする予備発泡装置。
【解決手段】発泡性樹脂粒子が投入される発泡室１０と、この発泡室１０内に重力に沿った方向に加熱媒体を噴出して前記発泡性樹脂粒子を予備発泡させる加熱媒体噴出部２０とを備え、前記加熱媒体噴出部２０は、重力に沿った方向から見た前記発泡室１０内の外周領域Ｒ３への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域Ｒ１への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有することを特徴とする予備発泡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、より均一な粒子径の予備発泡粒子を得ることができる予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡性樹脂粒子（例えば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子）を蒸気によって予備発泡させる従来の予備発泡装置は、発泡性樹脂粒子が投入される発泡室と、この発泡室内の底部に設けられて上方へ向かって蒸気を噴出する蒸気室と、蒸気室内に回転可能に設けられた攪拌羽根とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
この予備発泡装置において、蒸気室は、外部の蒸気供給源からの蒸気が配管を介して供給される。また、蒸気室は、発泡室内に面する位置に複数の蒸気孔を有しており、各蒸気孔から内部の蒸気が発泡室内へ噴出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８８４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の予備発泡装置において、予備発泡中に発泡装置内では攪拌により発泡性樹脂粒子が外周方向に押し出され、中央領域より外周領域に多く集まるが、中央領域の蒸気孔と外周領域の蒸気孔から同じ蒸気供給量で蒸気を噴出していたため、発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量は、実質的には外周領域の方が中央領域よりも少なくなっていた。そのため、従来の予備発泡装置では、予備発泡粒子の粒子径がばらつき易く、特に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子よりも発泡速度が比較的速い発泡性樹脂粒子を予備発泡する場合は、予備発泡粒子の粒子径のばらつきを小さく抑えることが困難であった。
例えば、特許文献１では、容器本体の側壁を加熱する事で、側壁の内面に付着した発泡性粒子の熱量を補う方法が提案されているが、中央領域と外周領域の発泡性樹脂粒子を均一に加熱するには不十分であった。
【０００５】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、予備発泡粒子の粒子径のばらつきを小さく抑えることができる予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かくして本発明によれば、発泡性樹脂粒子が投入される発泡室と、この発泡室内に重力に沿った方向に加熱媒体を噴出して前記発泡性樹脂粒子を予備発泡させる加熱媒体噴出部とを備え、前記加熱媒体噴出部は、重力に沿った方向から見た前記発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有する予備発泡装置が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記予備発泡装置の前記発泡室内に発泡性樹脂粒子を投入し、前記加熱媒体噴出部にて前記発泡室内の前記外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるように加熱媒体を噴出させて発泡性樹脂粒子を予備発泡させる予備発泡方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の予備発泡装置によれば、加熱媒体噴出部は、発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出することができる。換言すると、発泡室内において、外周領域の単位容積当たりの熱量が中央領域の単位容積当たりの熱量よりも多くなるように熱勾配を形成しながら発泡性樹脂粒子の予備発泡を行うことができる。
そのため、攪拌によって発泡室内の外周領域に多くの発泡性樹脂粒子が集まっても、発泡室内の全領域に亘って、発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量を均等にすることができ、また外周領域の雰囲気温度が外気によって冷え易い場合においても、中央領域の雰囲気温度と同程度に維持することができる。
したがって、本発明の予備発泡装置によれば、粒子径のばらつきを小さく抑えた予備発泡粒子を形成することができ、特に、発泡速度が比較的速い発泡性樹脂粒子を予備発泡させる場合にこの効果が顕著となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の予備発泡装置の実施形態１を示す概略構成図である。
【図２】図２は実施形態１の予備発泡装置における加熱媒体噴出部の蒸気室を示す平面図である。
【図３】図３は実施形態１の予備発泡装置における蒸気室内に設けられた蒸気配管の形状を点線で示す説明図である。
【図４】図４は本発明の予備発泡装置の実施形態２を示す概略構成図である。
【図５】図５は実施形態２の予備発泡装置における加熱媒体噴出部の蒸気室を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
発泡性樹脂粒子を予備発泡させる本発明の予備発泡装置は、前記発泡室と、前記加熱媒体噴出部とを備え、前記加熱媒体噴出部は、重力に沿った方向から見た前記発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有する。以下、単に「加熱媒体供給熱量」というときは、単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量を意味しているとする。
ここで、「重力に沿った方向」とは、発泡室を上方または下方から平面的に見る方向を意味し、水平面に対する厳密な垂直方向を意味しない。
【００１０】
本発明において、加熱媒体としては、蒸気、加熱された空気、あるいは蒸気と空気（加熱または非加熱）の混合媒体を用いることができる。
前記加熱媒体噴出部は、重力によって発泡室内の底部に滞留し易い発泡性樹脂粒子を吹き上げて拡散させるのに有利な観点から、発泡室内の底部から上方に向かって加熱媒体を噴出するように構成されることが好ましい。
また、前記発泡室内の発泡性樹脂粒子と加熱媒体を積極的に攪拌して予備発泡を効率よく行う観点から、前記発泡室内に攪拌羽根が回転可能に設けられていてもよい。この場合、攪拌羽根の回転によって外周領域に多くの発泡性樹脂粒子が集まっても、加熱媒体噴出部の構成によって、発泡室内の全領域に亘って発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量を均等にすることができる。
【００１１】
本発明の予備発泡装置において、加熱媒体噴出部の独自構成は次の（Ａ）および（Ｂ）のように構成されてもよい。
（Ａ）前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出部と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出部とを備え、前記外周噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量を前記中央噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量よりも多く調整できるように構成される。つまり、加熱媒体噴出部を中央噴出部と外周噴出部とに分割する。
【００１２】
（Ｂ）前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出孔と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出孔とを備え、前記外周噴出孔の総開口面積が前記中央噴出孔の総開口面積よりも大きく設定される。なお、１個の外周噴出孔の開口面積は、１個の中央噴出孔の開口面積より大きくてもよく、小さくてもよい。つまり、孔の大きさは関係ない。
【００１３】
構成（Ａ）によれば、中央噴出部から噴出する加熱媒体供給量と外周噴出部から噴出する加熱媒体供給量を独立的に容易に調整することができる。換言すると、発泡室内の中央領域への加熱媒体による供給熱量と外周領域への加熱媒体による供給熱量の割合を自由に制御することができる。
この場合、例えば、外部の加熱媒体供給源から外周噴出部に供給される蒸気等の加熱媒体の圧力が中央噴出部に供給される加熱媒体の圧力よりも高く調整される、あるいは外周噴出部に供給される加熱媒体の流量が中央噴出部に供給される加熱媒体の流量よりも多く調整される。尚、上記の加熱媒体は蒸気だけに限定されることはなく、例えば加熱された空気、あるいは蒸気と空気の混合媒体でも可能である。
【００１４】
加熱媒体として蒸気を用い、かつ蒸気圧を調整する場合、例えば、前記加熱媒体噴出部が、外部の蒸気供給源と接続される蒸気配管をさらに備え、前記蒸気配管は、その蒸気移送下流側に、前記中央噴出部と接続する中央分岐配管と、前記外周噴出部と接続する外周分岐配管とを有し、前記中央分岐配管および前記外周分岐配管は、蒸気搬送下流側から順に圧力計およびバルブを有する構成であってもよい。
なお、圧力計の代わりに流量計を用いることにより、外周噴出部に供給される蒸気の流量を中央噴出部に供給される蒸気の流量よりも多く調整できる。
また、蒸気の変わりに加熱した空気を用いる場合、前記蒸気配管を加熱空気配管として用いることができる。
あるいは、前記蒸気配管に加えて、前記中央噴出部と前記外周噴出部とに各々空気供給配管を接続し、外周噴出部に供給される蒸気および空気の供給量と中央噴出部に供給される蒸気および空気の供給量とを調整することで、前記外周噴出部からの前記加熱媒体の噴出温度と前記中央噴出部からの前記加熱媒体の噴出温度とを自由に制御することができる。
【００１５】
さらに構成（Ａ）においては、前記中央分岐配管および前記外周分岐配管の加熱媒体移送下流側が同心円状に形成されていてもよく、このようにすれば、加熱媒体供給源からの加熱媒体を効率よく発泡室内に供給することができる。
また、発泡室内の中央領域と外周領域の間の中間領域に加熱媒体を噴出することができる中間噴出部を加熱媒体噴出部に設けると共に、中間噴出部に加熱媒体を供給することができる中間分岐配管を加熱媒体配管に設けてもよい。この場合も、中間分岐配管の加熱媒体搬送下流側を、同心円状の中央分岐配管と外周分岐配管の間において同心円状に形成することができる。
さらに、発泡室内の中間領域に同心円状に異なる加熱媒体供給量で加熱媒体が供給されるように、具体的には、中央領域側から外周領域側に向かって段階的に加熱媒体供給熱量が増加するよう調整できるように、加熱媒体噴出部および加熱媒体配管を構成してもよい。
【００１６】
構成（Ａ）において、中央、中間および外周噴出部には、発泡室内に面する領域に加熱媒体噴出孔が設けられる。各噴出部において、加熱媒体噴出孔の形状、大きさ、数、形成位置等は特に限定されるものではないが、加熱媒体噴出孔の形成を容易に行える観点から、全ての加熱媒体噴出孔を同一の形状および大きさ（例えば、同一の円形）に形成するのが好ましい。また、各噴出部において、加熱媒体噴出孔の形成位置は、発泡室内の同一領域において加熱媒体供給熱量のばらつきを生じ難い観点から、周方向に等間隔であることが好ましい。また、各噴出部において、加熱媒体噴出孔の数も、発泡室内の同一領域において加熱媒体供給熱量のばらつきを生じさせない数が好ましい。
このように構成された構成（Ａ）において、各噴出部の蒸気圧は、例えば、中央噴出部で０．０６０〜０．００５ＭＰａ、中間噴出部で０．０６５〜０．００８ＭＰａ、外周噴出部で０．０７０〜０．０１１ＭＰａに調整される。
【００１７】
構成（Ｂ）によれば、外周領域への加熱媒体供給量が中央領域への加熱媒体供給量よりも多くなるように加熱媒体を噴出することができる加熱媒体噴出部の構造を、簡素な一体構造で形成することができると共に、蒸気供給源と加熱媒体噴出部とをストレートな１本の蒸気配管で接続することができる。この構成（Ｂ）は、外周噴出孔の総開口面積が中央噴出孔の総開口面積よりも大きく設定されているため、加熱媒体噴出部内に一定圧力で加熱媒体を供給するだけで、外周領域への加熱媒体供給熱量が中央領域の加熱媒体供給熱量よりも自動的に多くなる。
【００１８】
構成（Ｂ）において、中央および外周噴出孔の形状、数、形成位置等は特に限定されるものではないが、発泡室内の同一領域において加熱媒体供給熱量のばらつきを生じ難いように、構成（Ａ）と同様に設定することができる。
さらに構成（Ｂ）は、発泡室内の中央領域と外周領域の間の中間領域に加熱媒体を噴出することができるように、同心円状に配置された中央および外周噴出孔の群の間に、中間噴出孔の群が設けられてもよい。この場合、発泡室内の中間領域への加熱媒体供給熱量が、中央領域への加熱媒体供給熱量と外周領域への加熱媒体供給熱量の中間程度となるように、中間噴出孔の開口面積を、中央噴出孔の開口面積と外周噴出孔の開口面積の中間程度に設定することが好ましい。さらに、発泡室内の中間領域に同心円状に異なる加熱媒体供給熱量で加熱媒体が供給されるように、具体的には、中央領域側から外周領域側に向かって段階的に加熱媒体供給熱量が増加するように、同心円状に複数の中間噴出孔の群を配置してもよい。
例えば、中央、中間および外周噴出孔の各総開口面積の比は、１：３：６〜２：３：５程度とすることができる。
【００１９】
また、構成（Ａ）および（Ｂ）の応用例として、構成（Ａ）における外周噴出部の加熱媒体噴出孔の総開口面積が中央噴出部の加熱媒体噴出孔の総開口面積よりも大きくした構成（Ｃ）が挙げられる。この場合、構成（Ｃ）において、中央、中間および外周分岐配管から圧力計およびバルブを省略することができる。
【００２０】
本発明の予備発泡装置による予備発泡可能な発泡性樹脂粒子としては、代表的には、当該分野で広く用いられている発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が挙げられるが、特に限定されるものではない。
本発明における加熱媒体噴出部の前記独自構成によれば、攪拌によって多くの発泡性樹脂粒子が集まり易く、また外気によって冷え易い外周領域の加熱媒体供給熱量を中央領域の加熱媒体供給熱量よりも多くすることにより、発泡室内の異なる領域間の発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量のばらつきを小さく抑えることができる。
しがって、本発明の予備発泡装置は、特に、従来では発泡粒径のばらつきを小さく抑えることが難しかった発泡性樹脂粒子、すなわち、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子よりも発泡速度が早い発泡性樹脂粒子の予備発泡に好適である。
このような発泡性樹脂粒子としては、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との発泡性複合樹脂粒子が挙げられる。
以下、本発明の予備発泡装置に好適なポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との発泡性複合樹脂粒子について説明する。
【００２１】
ポリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリルブタジエン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体等が挙げられる。これらの樹脂は混合されていてもよい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
発泡性複合樹脂粒子中のポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の割合は、例えば、ポリスチレン系樹脂１００重量部に対してポリオレフィン系樹脂１０〜１００重量部とすることができる。
【００２２】
発泡性複合樹脂粒子は、複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させることで得ることができる。
発泡剤としては、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、工業用ペンタン、石油エーテル、シクロヘキサン、シクロペンタン等の単独又は混合物が挙げられる。
複合樹脂粒子は、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂とを押出機を使用して溶融押出した後、水中カット、ストランドカット等により造粒することで、得ることができる。
また、ポリオレフィン系樹脂の粒子にスチレン系モノマーを含浸させ、重合させることにより得ることもできる。この方法で得られた粒子を改質ポリスチレン系樹脂粒子と称する。
本発明の予備発泡装置に使用するのに好適な発泡性樹脂粒子の平均粒子径は０．５〜４．０ｍｍであり、より好適には１．０〜３．０ｍｍである。
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の予備発泡装置の実施形態を詳説する。なお、本発明は図面に例示された実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
（実施形態１）
図１は本発明の予備発泡装置の実施形態１を示す概略構成図である。
この予備発泡装置Ｆ１は、発泡性樹脂粒子（図示省略）が投入される発泡室１０と、この発泡室１０内に重力に沿った方向Ｈに蒸気を噴出して発泡性樹脂粒子を予備発泡させる蒸気噴出部２０と、発泡室１０内に回転可能に設けられた攪拌羽根３０とを備えている。
【００２５】
発泡室１０は、上端に天井壁を有する下方開口筒形に形成されている。この発泡室１０において、天井壁には内部へ予備発泡前の発泡性樹脂粒子を投入するための開閉可能な投入部１１および蒸気弁１２が設けられると共に、外周壁には予備発泡後の予備発泡粒子を内部から取り出すための開閉可能な排出部１３が設けられている。また、発泡室１０内には、予備発泡時に発泡室１０内の予備発泡粒子が所定の高さに達したことを検知する図示しないレベルセンサーが設けられている。さらに、図示しないが、発泡室１０には、内圧を検知する圧力計、排気弁および冷却弁が設けられている。
この発泡室１０の内部において、重力に沿った方向Ｈから見て、中央側が中央領域Ｒ１であり、外周側が外周領域Ｒ３であり、中央領域Ｒ１と外周領域Ｒ３との間が中間領域Ｒ２である。
【００２６】
蒸気噴出部２０は、発泡室１０の下部に配置されて発泡室１０の底部を構成する円板形の蒸気室２１と、蒸気供給源（ボイラ）Ｂと接続されて蒸気供給源Ｂからの蒸気を蒸気室２１へ供給する蒸気配管２２と、空気を蒸気室２１へ供給する空気配管２３と、ドレン配管２４とを備えている。図２は実施形態１の予備発泡装置Ｆ１における蒸気噴出部２０の蒸気室２１を示す平面図である。
蒸気室２１は、発泡室１０内の前記中央領域Ｒ１に蒸気を噴出する円環管形の中央噴出部２１ａと、中央噴出部２１ａの外周に設けられて前記中間領域Ｒ２に蒸気を噴出する円環管形の中間噴出部２１ｂと、中間噴出部２１ｂの外周に設けられて前記外周領域Ｒ３に蒸気を噴出する円環管形の外周噴出部２１ｃとを備える。
【００２７】
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは隙間が無い同心円状に配置されると共に、これらの上壁には周方向に所定間隔で複数の蒸気噴出孔２１ｈが形成されている。なお、複数の蒸気噴出孔２１ｈは、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの半径方向の幅のほぼ中間位置に配置されている。
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの間に隙間が形成されないようにするために、これらの上壁は、例えば、一枚の円形ステンレス鋼板にて一体的に形成してもよい。この場合、一体的に形成された上壁の内面側に円環形の仕切り板を設けて各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを区画することができる。
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外径比率は、特に限定されず、例えば、１〜８：２〜９：３〜１０とすることができる。
本発明において、このように構成された中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの上方の領域が、発泡室１０内部の前記中央、中間および外周領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３である。
【００２８】
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃにそれぞれ形成される蒸気噴出孔ｈの数は、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外径、蒸気噴出孔ｈの外径、発泡室１０内の同一領域における蒸気供給量等の条件によって異なる。このように異なる条件であっても、発泡室１０内の同一領域において、発泡性樹脂粒子に蒸気が多く当たる箇所と少なく当たる箇所がなるべく存在しないように、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ毎に蒸気噴出孔ｈの数を設定することが好ましい。なお、発泡室１０内の同一領域に多少存在する蒸気量の偏りは、発泡室１０内に設けられた攪拌羽根３０が回転して発泡性樹脂粒子および蒸気を攪拌するため問題とならない。
【００２９】
実施形態１の場合、中央噴出部２１ａには中心角度θ1が９０°の間隔で４個、中間噴出部２１ｂにも中心角度θ2が９０°の間隔で４個、外周噴出部２１ｃには中心角度θ3が４５°の間隔で８個の蒸気噴出孔２１ｈが形成されている。このとき、中央噴出部２１ａの蒸気噴出孔２１ｈと、中間噴出部２１ｂの蒸気噴出孔２１ｈと、外周噴出部２１ｃの蒸気噴出孔２１ｈとは、中央噴出部２１ａの中心孔の中心点から半径方向に延びる同一線上に並ばない位置に配置されている。なお、各蒸気噴出孔２１ｈの外形は特に制限されないが、例えば、予備発泡前の発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい０．１〜０．５ｍｍ程度であり、これよりも大きい直径を有する外周噴出孔の場合には、発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい網目を有する金網が取り付けられている。また噴出孔の形状についても特に制限はされず、予備発泡前の発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい溝幅０．１〜０．５ｍｍ程度のスリット状であってもよく、この場合のスリット長さ方向には制限が無いが、２〜１００ｍｍ程度が適当である。
なお、中心角度θ1、θ2、θ3は前記角度に限定されないが、各噴出部２１ａ〜２１ｃにおいて周方向等間隔で複数の蒸気噴出孔２１ｈが配置されていることが好ましい。例えば、蒸気噴出孔２１ｈの数は、中央噴出部２１ａにおいて４個（θ1＝９０°）、中間噴出部２１ｂにおいて８個（θ2＝４５°）、外周噴出部２１ｃにおいて１６個（θ3＝２２．５°）としてもよい。
【００３０】
蒸気配管２２は、その蒸気移送下流側に、中央噴出部２１ａと接続する中央分岐配管２２ａと、中間噴出部２１ｂと接続する中間分岐配管２２ｂと、外周噴出部２１ｃと接続する外周分岐配管２２ｃとを有している。なお、中央、中間および外周分岐管２２ａ、２２ｂ、２２ｃは同じ内径を有する管からなる。図３は実施形態１の予備発泡装置Ｆ１における蒸気室２１内に設けられた蒸気配管２２の形状を点線で示す説明図である。
実施形態１の場合、中央分岐配管２２ａの下流側には中央噴出部２１ａの内部に配置されたＣ字形部分２２ａ1を有し、中間分岐環２２ｂの下流側には２つに分岐して中間噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２２ｂ1、２２ｂ2を有し、外周分岐管２２ｃの下流側には２つに分岐して外周噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２２ｃ1、２２ｃ2を有している。
【００３１】
また蒸気と混合して加熱媒体の温度調を制御する空気配管２３は、蒸気配管２２と同様に、その空気移送下流側に、中央噴出部２１ａと接続する中央分岐配管２３ａと、中間噴出部２１ｂと接続する中間分岐配管２３ｂと、外周噴出部２１ｃと接続する外周分岐配管２３ｃとを有している。なお、中央、中間および外周分岐管２３ａ、２３ｂ、２３ｃは同じ内径を有する管からなる。
空気配管２３も蒸気配管２２と同様に、中央分岐配管２３ａの下流側には中央噴出部２１ａの内部に配置されたＣ字形部分２３ａ1を有し、中間分岐環２３ｂの下流側には２つに分岐して中間噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２３ｂ1、２３ｂ2を有し、外周分岐管２３ｃの下流側には２つに分岐して外周噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２３ｃ1、２３ｃ2を有している。
【００３２】
Ｃ字形部分２２ａ1、円弧形部分２２ｂ1、２２ｂ2および円弧形部分２２ｃ1、２２ｃ2の下流側端部は閉じられていると共に、それらには長手方向に沿って所定間隔で複数の蒸気噴出孔が形成されている。このとき、各分岐配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各蒸気噴出孔と各々、中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃの各蒸気噴出孔２１ｈとを直接接続して蒸気を供給しても構わないが、各分岐配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各蒸気噴出孔から、噴出された蒸気は、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを経由して、各々、空気配管２３ａ、２３ｂ、２３ｃの各噴出孔から噴出された空気と混合されて温度調整された後、中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃの各蒸気噴出孔２１ｈから、発泡室１０内へ供給されることが好ましい。
そのため、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内部において、蒸気配管２２の中央、中間および外周分岐管２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、空気配管２３の中央、中間および外周分岐管２３ａ、２３ｂ、２３ｃとは、同心円状に隣接して設けられることができる。
【００３３】
さらに、蒸気配管２２において、中央分岐配管２２ａは、蒸気搬送下流側から順に圧力計Ｐ1およびバルブＶ1を有している。これと同様に、中間分岐配管２２ｂおよび外周分岐配管２２ｃも圧力計Ｐ2、Ｐ3およびバルブＶ2、Ｖ3を有している。また、蒸気配管２２における各分岐配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃよりも上流側にも圧力計Ｐ4およびバルブＶ4が設けられている。
また、空気配管２３ａについても同様に、空気搬送下流側から順に圧力計Ｐ5およびバルブＶ5を有している。これと同様に、中間分岐配管２３ｂおよび外周分岐配管２３ｃも圧力計Ｐ6、Ｐ7およびバルブＶ6、Ｖ7を有している。また、空気配管２３における各分岐配管２３ａ、２３ｂ、２３ｃよりも上流側にも圧力計Ｐ8およびバルブＶ8が設けられている。
【００３４】
このような構成により、蒸気配管２２ａ、２２ｂ２２ｃの各噴出孔から噴出された蒸気と、空気配管２３ａ、２３ｂ、２３ｃの各噴出孔から噴出された空気とが、中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内部に供給させれることにより加熱媒体は温度調整され、温度調整された加熱媒体が各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃから発泡室１０内の中央、中間および外周領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に供給される。
この構成は、発泡室１０内の中央、中間および外周領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に直接蒸気および空気を供給する場合と比べて、各領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３内での温度バラツキを抑えることができる。
【００３５】
中央噴出部２１ａの中心孔には軸受を介してシャフト３１が回転可能に取り付けられると共に、このシャフト３１に前記攪拌羽根３０が取り付けられている。また、中央噴出部２１ａの下面にはモータＭが取り付けられており、このモータＭの駆動軸とシャフト３１とが連結している。なお、攪拌羽根３０の形状、数等は特に限定されず、発泡室１０内の発泡性樹枝粒子と蒸気を効率よく均一に攪拌できればよい。
【００３６】
このように構成された予備発泡装置Ｆ１は、発泡室１０内に発泡性樹脂粒子を投入し、発泡室１０内に蒸気を供給しながら攪拌羽根３０を回転させて予備発泡を行う際、中央、中間および外周分岐管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ内の圧力を示す圧力計Ｐ1〜Ｐ3の目盛り見ながらバルブＶ1〜Ｖ3の開き具合を調整することができる。つまり、この予備発泡装置Ｆ１は、バルブＶ1、Ｖ3を操作して中央分岐管２２ａのＣ字形部分２２ａ1内の圧力よりも外周分岐管２２ｃの円弧形部分２２ｃ1、２２ｃ2内の圧力を高く調整することにより、中央領域Ｒ１への蒸気供給量よりも外周領域Ｒ３への蒸気供給量を多く調整できる構成を有している。なお、中間領域Ｒ２への蒸気供給量は、中央領域Ｒ１への蒸気供給量と外周領域Ｒ３への蒸気供給量の中間程度とされる。
例えば、中央分岐管２２ａ内の圧力は０．０６０〜０．００５ＭＰａ、中間分岐管２２ｂ内の圧力は０．０６５〜０．００８ＭＰａ、外周分岐管２２ｃ内の圧力は０．０７０〜０．０１１ＭＰａとすることができる。
あるいはバルブＶ7、Ｖ5を操作して外周分岐管２３ｃの圧力よりも中央分岐管２３ａの圧力を高く調整することで、蒸気と空気が混合した加熱媒体の供給温度を外周領域Ｒ３への供給温度よりも中央領域Ｒ１への供給温度を低く調整する事も可能である。なお、中間領域Ｒ２への加熱媒体の供給温度は、中央領域Ｒ１への供給温度と外周領域Ｒ３への供給温度の中間程度とされる。
なお、空気配管２３に加熱した空気を供給することもでき、この場合、蒸気配管２２を省略することができる。そして、バルブＶ7、Ｖ5を操作して外周分岐管２３ｃの圧力よりも中央分岐管２３ａの圧力を低く調整することで、外周領域Ｒ３への加熱空気供給量を中央領域Ｒ１への加熱空気供給量よりも多く調整する事も可能である。なお、中間領域Ｒ２への加熱空気の供給量は、中央領域Ｒ１への供給量と外周領域Ｒ３への供給量の中間程度とされる。
【００３７】
したがって、この予備発泡装置Ｆ１によれば、外気によって冷え易い外周領域の雰囲気温度を中央領域の雰囲気温度と同程度に維持することができる。それに加え、発泡室内の発泡性樹脂粒子と蒸気を攪拌する場合に、遠心力によって外周領域に多くの発泡性樹脂粒子が集まっても、発泡室内の全領域に亘って、発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量を均等にすることができる。
その結果、実施形態１の予備発泡装置Ｆ１によれば、粒子径のばらつきを小さく抑えた予備発泡粒子を形成することができる。本発明は、特に、発泡速度が比較的速い前記発泡性複合樹脂粒子を予備発泡させる場合に好適である。
【００３８】
（実施形態２）
図４は本発明の予備発泡装置の実施形態２を示す概略構成図であり、図５は実施形態２の予備発泡装置における蒸気噴出部の蒸気室を示す平面図である。なお、図４において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態２の予備発泡装置Ｆ２は、蒸気噴出部１２０が異なる以外は実施形態１と同様に構成されている。以下、実施形態２における実施形態１とは異なる点を主に説明する。
【００３９】
実施形態２の予備発泡装置Ｆ２において、蒸気噴出部１２０は、発泡室１０の下部に配置されて発泡室１０の底部を構成する円板形の蒸気室１２１と、図示しない蒸気供給源と接続されて蒸気供給源からの蒸気を蒸気室１２１へ供給する蒸気配管１２２と、ドレン配管１２３とを備えている。
蒸気室１２１は、半径方向に広い幅を有する円環管形に形成されている。つまり、実施形態１における蒸気室２１は中央、中間および外周噴出部に区画されていたが、実施形態２における蒸気室１２１は、内部が区画されておらず、一つの扁平な内部空間を有している。
【００４０】
また、蒸気室１２１は、発泡室１０内の中央領域Ｒ１に蒸気を噴出する中央噴出孔１２１ｈ1と、中間領域Ｒ２に蒸気を噴出する中間噴出孔１２１ｈ2と、外周領域Ｒ３に蒸気を噴出する外周噴出孔１２１ｈ3とを備えている。
中央、中間および外周噴出孔１２１ｈ1、１２１ｈ2、１２１ｈ3は、実施形態１における複数の蒸気噴出孔２１ｈの位置と同様の位置に配置されている。しかしながら、蒸気噴出部１２０において、噴出孔一つ当たりの開口面積は外周噴出孔１２１ｈ3が中央噴出孔１２１ｈ1よりも大きく、総開口面積も外周噴出孔１２１ｈ3が中央噴出孔１２１ｈ1よりも大きい。また、中央噴出孔１２１ｈ1の直径は、実施形態１における蒸気噴出孔２１ｈの直径と同程度（例えば、０．１〜５０ｍｍ程度）であり、これよりも大きい直径を有する外周噴出孔１２１ｈ3および中間噴出孔１２１ｈ2には、発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい網目を有する金網が取り付けられている。なお、外周噴出孔１２１ｈ3の直径は ５０〜１００ｍｍ、中間噴出孔１２１ｈ2の直径は４０〜８０ｍｍとすることができる。
実施形態２において、中央噴出孔、中間噴出孔および外周噴出孔の総開口面積の割合は、中央噴出孔＜中間噴出孔＜外周噴出孔であれば特に限定されないが、例えば、１：３：６〜２：３：５程度である。
【００４１】
（実施形態３）
実施形態２とは異なり、外周噴出孔１２１ｈ3と中央噴出孔１２１ｈ1の一つ当たりの開口面積は同じであってもよく、この場合、外周噴出孔１２１ｈ3の数を中央噴出孔１２１ｈ1の数よりも多くすることによって、複数の外周噴出孔１２１ｈ3の総開口面積を複数の中央噴出孔１２１ｈ1の総開口面積よりも大きくする。但し、発泡室１０内の中央領域Ｒ１には必要最低限以上の蒸気量で蒸気が供給されると共に、外周領域Ｒ３には中央領域Ｒ１への蒸気供給量を上回る蒸気量で蒸気が供給されることは言うまでもない。
【００４２】
蒸気配管１２２は、圧力計Ｐ11およびバルブＶ11を有し、圧力計Ｐ11よりも下流側の端部が蒸気室１２１と接続されている。
蒸気配管１２２は、蒸気室１２１に接続されて蒸気室１２１内に直接蒸気を流入させるよう構成されてもよく、あるいは、実施形態１と同様に蒸気室１２１内に蒸気配管１２２の下流側端部を配置させてもよい。
この場合、蒸気配管１２２の下流側端部を、実施形態１と同様にＣ字形部分と円弧形部分を有する分岐状に形成するか、あるいは渦巻き形に形成すると共に、蒸気配管１２２の下流側端部における中央、中間および外周噴出孔１２１ｈ1、１２１ｈ2、１２１ｈ3と対応する位置に複数の蒸気噴出孔を形成する。さらには、蒸気配管１２２の各蒸気噴出孔を蒸気室１２１の各噴出孔１２１ｈ1、１２１ｈ2、１２１ｈ3と管にて接続してもよい。なお、各蒸気噴出孔の大きさは、外周、中間および中央噴出孔１２１ｈ3、１２１ｈ2、１２１ｈ1の大きさに応じて異ならせるようにしてもよい。
【００４３】
このように構成された予備発泡装置は、発泡室１０内に発泡性樹脂粒子を投入し、発泡室１０内に蒸気を供給しながら攪拌羽根３０を回転させて予備発泡を行う際、蒸気配管１２２のバルブＶ11よりも下流側の圧力は同一であるが、一つ当たりの外周噴出孔１２１ｈ3から噴出する蒸気供給量は一つ当たりの中央噴出孔１２１ｈ1から噴出する蒸気供給量よりも多い。よって、結果的に、発泡室１０内の外周領域Ｒ３への蒸気供給量が中央領域Ｒ１への蒸気供給量よりも多くなる。
したがって、実施形態３の予備発泡装置も、実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【実施例】
【００４４】
〈発泡性複合樹脂粒子の製造〉
まず、エチレン−酢酸ビニル共重合体のペレット（日本ポリエチレン社製、製品名「ＬＶ−１１５」）を押出機に投入して加熱混合し、溶融樹脂を水中に押し出してカットすることにより、１００粒重量当たり４０ｍｇとなる樹脂粒子を調整した。
このエチレン−酢酸ビニル共重合体の樹脂粒子１４０００重量部を攪拌機付き１００Ｌオートクレーブに投入し、そこへピロリン酸マグネシウム３１５重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１．３５重量部を加えた。そして、前記オートクレーブ中の混合物を１０分間常温に保持しながら攪拌し、その後６０℃に昇温して１０分間攪拌した。
次いで、得られた懸濁液中に、ジクミルパーオキサイド７．２重量部を溶解させたスチレン単量体６０００重量部を３０分かけて滴下した。滴下後、３０分間６０℃に保持することにより、ポリエチレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
【００４５】
次に、得られた懸濁液を１３０℃に昇温し、この温度で２時間攪拌を続けた。その後、懸濁液の温度を９０℃に下げ、この懸濁液中にドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１．５重量部を加えた後、ベンゾイルパーオキサイド３９．９重量部、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート３．１５重量部およびジクミルパーオキサイド１０２．２重量部を重合開始剤として溶解したスチレン単量体５０００重量部を１時間４５分かけて滴下し、次いで、エチレンビスステアリン酸アミド３５重量部を溶解したスチレン単量体１００００重量部を１時間４５分かけて滴下した。
この滴下終了後、９０℃で１時間３０分保持した後に１４３℃に昇温し、２時間３０分保持して重合を完結し、常温まで冷却して熱可塑性樹脂粒子を取り出した。
熱可塑性樹脂粒子１００重量部を別の撹拌機付き１００Ｌオートクレーブに投入した後、発泡剤としてブタン１５重量部をそのオートクレーブに注入した。注入後、オートクレーブ内を７０℃に昇温して２時間撹拌を続けた。その後、オートクレーブ内を常温まで冷却して、予備発泡粒子の原料粒子としての発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子を取り出した。
この発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒径は１．３ｍｍであった。
【００４６】
〈実施例１〉
前記製造工程によって得られた発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子を、図１〜図３に示す実施形態１の予備発泡装置Ｆ１を用いて次のように予備発泡を実施した。なお、中央噴出部２１ａの外径は４９０ｍｍであり、中間噴出部２１ｂの外径は７７０ｍｍであり、外周噴出部２１ｃの外径は１１００ｍｍであり、蒸気噴出孔２１ｈは各噴出部に４個づつで直径は７６ｍｍであり、発泡室１０の容積は１０００ｃｍ3であった。
まず、発泡室１０の投入部１１を開き、２８ｋｇの原料粒子を発泡室１０内に投入した後、攪拌羽根３０を回転数８０ｒｐｍで回転しながら蒸気室２１から発泡室１０内に蒸気を供給して原料粒子を蒸気加熱した。このとき、中央噴出部２１ａ内を０．００５Ｍｐａ、中間噴出部２１ｂ内を０．００８Ｍｐａ、外周噴出部２１ｃ内を０．０２０Ｍｐａの蒸気圧とすることにより、発泡室１０内の外周領域Ｒ３への蒸気供給量を中央領域Ｒ１への蒸気供給量よりも多くした。
発泡室１０に設けられたレベルセンサーによる連続検知が２秒以上となったところで蒸気加熱を終了し、予発泡室１０の蒸気弁１２を閉じ、排気弁、ドレン弁および冷却弁を開き、発泡室１０内を１０秒間冷却した。冷却完了後、排出部１３を開き、発泡室１０内で予備発泡された予備発泡粒子を外部ホッパーに払い出した。
【００４７】
〈比較例１〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．０１１Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００４８】
〈比較例２〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．００８Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００４９】
〈比較例３〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．００５Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５０】
〈比較例４〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．００３Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５１】
〈実施例２〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内へ０．０１８Ｍｐａの蒸気圧を供給したが、このとき、空気配管２３より、中央噴出部２１ａ内へ０．４０Ｍｐａ、中間噴出部２１ｂ内へ０．２０Ｍｐａの圧力で空気を供給することにより、発泡室１０内の中央領域Ｒ１への加熱媒体供給温度を外周領域Ｒ３への供給温度よりも低くした。それ以外については、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５２】
〈実施例３〉
中央噴出部２１ａ内を０．０１０Ｍｐａ、中間噴出部２１ｂ内を０．０１５Ｍｐａ、外周噴出部２１ｃ内を０．０２０Ｍｐａの蒸気圧とし、このとき、空気配管２３より、中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内へ０．１０Ｍｐａの圧力で統一して空気を供給することにより、発泡室１０内の中央領域Ｒ１への加熱媒体供給温度を外周領域Ｒ３への供給温度よりも低くした。それ以外については、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５３】
〈実施例４〉
前記製造工程によって得られた発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子を、図４および図５に示す実施形態２の予備発泡装置Ｆ２を用いて、次のように予備発泡を実施した。なお、蒸気室１２１の外径は１１００ｍｍであり、中央噴出孔１２１ｈ1は直径４５ｍｍのものが２個、中間噴出孔１２１ｈ2は直径６５ｍｍのものが４個、外周噴出孔１２１ｈ3は直径７６ｍｍのものが８個であり、中央噴出孔、中間噴出孔および外周噴出孔の総開口面積の割合は、１：４：１１であり、発泡室１０の容積は１０００ｃｍ3であった。
まず、発泡室１０の投入部１１を開き、２８ｋｇの原料粒子を発泡室１０内に投入した後、攪拌羽根３０を回転数８０ｒｐｍで回転しながら蒸気室１２１から発泡室１０内に蒸気を供給して原料粒子を蒸気加熱した。このとき、蒸気室１２１内を０．０１２Ｍｐａの蒸気圧とした。
発泡室１０に設けられたレベルセンサーによる連続検知が２秒以上となったところで蒸気加熱を終了し、発泡室１０の蒸気弁１２を閉じ、排気弁、ドレン弁および冷却弁を開き、発泡室１０内を１０秒間冷却した。冷却完了後、排出部１３を開き、発泡室１０内で予備発泡された予備発泡粒子を外部ホッパーに払い出した。
【００５４】
〈実施例５〉
各噴出孔の直径を７６ｍｍで統一し、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：２：４であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５５】
〈実施例６〉
各噴出孔の直径を４５ｍｍで統一し、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：２：４であった。このとき、蒸気圧を０．０２５Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５６】
〈実施例７〉
中央噴出孔１２１ｈ1は直径４５ｍｍのものが４個、中間噴出孔１２１ｈ2は直径７６ｍｍのものが４個、外周噴出孔１２１ｈ3は直径７６ｍｍのものが８個であり、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：３：６であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５７】
〈比較例５〉
各噴出孔の直径を７６ｍｍで統一し、中央噴出孔１２１ｈ1および中間噴出孔１２１ｈ2は４個、外周噴出孔１２１ｈ3は８個で、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：１：２であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５８】
〈比較例６〉
蒸気圧を０．００５Ｍｐａとし、それ以外は、比較例５と同様にして予備発泡を行った。
【００５９】
〈比較例７〉
各噴出孔の直径を６５ｍｍで統一し、蒸気圧を０．００８Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００６０】
〈比較例８〉
蒸気圧を０．０１５Ｍｐａとし、それ以外は、比較例７と同様にして予備発泡を行った。
【００６１】
〈比較例９〉
各噴出孔の直径を６５ｍｍで統一し、中央噴出孔１２１ｈ1は４個、外周噴出孔１２１ｈ3は８個で、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：２であった。このとき、蒸気圧を０．０１５Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００６２】
〈比較例１０〉
蒸気圧を０．００５Ｍｐａとし、それ以外は、比較例９と同様にして予備発泡を行った。
【００６３】
〈実施例８〉
中央噴出孔１２１ｈ1は直径４５ｍｍのものが４個、中間噴出孔１２１ｈ2は直径７６ｍｍのものが４個、外周噴出孔１２１ｈ3は直径７６ｍｍのものが８個であり、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：３：６であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００６４】
〈予備発泡粒子の評価〉
実施例１および比較例１〜３の予備発泡粒子を次のように評価し、その結果を表１に示した。
[発泡倍数]
発泡倍数とは、原料粒子の比重を１．０ｇ／ｃｍ3とし、得られた予備発泡粒子の嵩比重、密度の逆数である。
[発泡バラツキ]
発泡室１０内から予備発泡粒子を払い出す際、払い出し開始直後の２秒間に発泡室下部の下部サンプルを抜き出し、払い出し終了直前の２秒間に発泡室上部の上部サンプルを抜き出し、上部サンプルの比重と下部サンプルの比重の比率Ｒを発泡バラツキとして算出し、Ｒ≦２．０は○（良好）、２．０≦Ｒ≦４．０は△（普通）、４．０≦Ｒは×（不良）と評価した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
比較例１〜１０の結果から、発泡室１０内の中央、中間および外周領域への蒸気供給量（熱量）を一様にした場合、蒸気供給量が多くなるにつれて発泡バラツキが大きくなる傾向にあり、反対に蒸気供給量を少なくしていくと発泡バラツキは小さくなるがトータルサイクルが長くなる傾向にあることがわかった。
これに対し、実施例１〜１０では、トータルサイクルが長くなるのを抑制しながら発泡バラツキを小さく抑制することができることが確認できた。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 発泡室
２０、１２０ 加熱媒体噴出部
２１、１２１ 蒸気室
２１ａ 中央噴出部
２１ｂ 中間噴出部
２１ｃ 外周噴出部
２２、１２２ 蒸気配管
２３ 空気供給配管
２２ａ、２３ａ 中央分岐配管
２２ｂ、２３ｂ 中間分岐配管
２２ｃ、２３ｃ 外周分岐配管
２４ ドレン配管
１２１ｈ1 中央噴出孔
１２１ｈ2 中間噴出孔
１２１ｈ3 外周噴出孔
Ｂ 蒸気供給源
Ｈ 重力に沿った方向
Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7、Ｐ8、Ｐ11 圧力計
Ｒ１ 中央領域
Ｒ２ 中間領域
Ｒ３ 外周領域
Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ4、Ｖ5、Ｖ6、Ｖ7、Ｖ8、Ｖ11 バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、より均一な粒子径の予備発泡粒子を得ることができる予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡性樹脂粒子（例えば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子）を蒸気によって予備発泡させる従来の予備発泡装置は、発泡性樹脂粒子が投入される発泡室と、この発泡室内の底部に設けられて上方へ向かって蒸気を噴出する蒸気室と、蒸気室内に回転可能に設けられた攪拌羽根とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
この予備発泡装置において、蒸気室は、外部の蒸気供給源からの蒸気が配管を介して供給される。また、蒸気室は、発泡室内に面する位置に複数の蒸気孔を有しており、各蒸気孔から内部の蒸気が発泡室内へ噴出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８８４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の予備発泡装置において、予備発泡中に発泡装置内では攪拌により発泡性樹脂粒子が外周方向に押し出され、中央領域より外周領域に多く集まるが、中央領域の蒸気孔と外周領域の蒸気孔から同じ蒸気供給量で蒸気を噴出していたため、発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量は、実質的には外周領域の方が中央領域よりも少なくなっていた。そのため、従来の予備発泡装置では、予備発泡粒子の粒子径がばらつき易く、特に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子よりも発泡速度が比較的速い発泡性樹脂粒子を予備発泡する場合は、予備発泡粒子の粒子径のばらつきを小さく抑えることが困難であった。
例えば、特許文献１では、容器本体の側壁を加熱する事で、側壁の内面に付着した発泡性粒子の熱量を補う方法が提案されているが、中央領域と外周領域の発泡性樹脂粒子を均一に加熱するには不十分であった。
【０００５】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、予備発泡粒子の粒子径のばらつきを小さく抑えることができる予備発泡装置およびそれを用いた予備発泡方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かくして本発明によれば、発泡性樹脂粒子が投入される発泡室と、この発泡室内に重力に沿った方向に加熱媒体を噴出して前記発泡性樹脂粒子を予備発泡させる加熱媒体噴出部とを備え、前記加熱媒体噴出部は、重力に沿った方向から見た前記発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有する予備発泡装置が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記予備発泡装置の前記発泡室内に発泡性樹脂粒子を投入し、前記加熱媒体噴出部にて前記発泡室内の前記外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるように加熱媒体を噴出させて発泡性樹脂粒子を予備発泡させる予備発泡方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の予備発泡装置によれば、加熱媒体噴出部は、発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出することができる。換言すると、発泡室内において、外周領域の単位容積当たりの熱量が中央領域の単位容積当たりの熱量よりも多くなるように熱勾配を形成しながら発泡性樹脂粒子の予備発泡を行うことができる。
そのため、攪拌によって発泡室内の外周領域に多くの発泡性樹脂粒子が集まっても、発泡室内の全領域に亘って、発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量を均等にすることができ、また外周領域の雰囲気温度が外気によって冷え易い場合においても、中央領域の雰囲気温度と同程度に維持することができる。
したがって、本発明の予備発泡装置によれば、粒子径のばらつきを小さく抑えた予備発泡粒子を形成することができ、特に、発泡速度が比較的速い発泡性樹脂粒子を予備発泡させる場合にこの効果が顕著となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の予備発泡装置の実施形態１を示す概略構成図である。
【図２】図２は実施形態１の予備発泡装置における加熱媒体噴出部の蒸気室を示す平面図である。
【図３】図３は実施形態１の予備発泡装置における蒸気室内に設けられた蒸気配管の形状を点線で示す説明図である。
【図４】図４は本発明の予備発泡装置の実施形態２を示す概略構成図である。
【図５】図５は実施形態２の予備発泡装置における加熱媒体噴出部の蒸気室を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
発泡性樹脂粒子を予備発泡させる本発明の予備発泡装置は、前記発泡室と、前記加熱媒体噴出部とを備え、前記加熱媒体噴出部は、重力に沿った方向から見た前記発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有する。以下、単に「加熱媒体供給熱量」というときは、単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量を意味しているとする。
ここで、「重力に沿った方向」とは、発泡室を上方または下方から平面的に見る方向を意味し、水平面に対する厳密な垂直方向を意味しない。
【００１０】
本発明において、加熱媒体としては、蒸気、加熱された空気、あるいは蒸気と空気（加熱または非加熱）の混合媒体を用いることができる。
前記加熱媒体噴出部は、重力によって発泡室内の底部に滞留し易い発泡性樹脂粒子を吹き上げて拡散させるのに有利な観点から、発泡室内の底部から上方に向かって加熱媒体を噴出するように構成されることが好ましい。
また、前記発泡室内の発泡性樹脂粒子と加熱媒体を積極的に攪拌して予備発泡を効率よく行う観点から、前記発泡室内に攪拌羽根が回転可能に設けられていてもよい。この場合、攪拌羽根の回転によって外周領域に多くの発泡性樹脂粒子が集まっても、加熱媒体噴出部の構成によって、発泡室内の全領域に亘って発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量を均等にすることができる。
【００１１】
本発明の予備発泡装置において、加熱媒体噴出部の独自構成は次の（Ａ）および（Ｂ）のように構成されてもよい。
（Ａ）前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出部と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出部とを備え、前記外周噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量を前記中央噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量よりも多く調整できるように構成される。つまり、加熱媒体噴出部を中央噴出部と外周噴出部とに分割する。
【００１２】
（Ｂ）前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出孔と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出孔とを備え、前記外周噴出孔の総開口面積が前記中央噴出孔の総開口面積よりも大きく設定される。なお、１個の外周噴出孔の開口面積は、１個の中央噴出孔の開口面積より大きくてもよく、小さくてもよい。つまり、孔の大きさは関係ない。
【００１３】
構成（Ａ）によれば、中央噴出部から噴出する加熱媒体供給量と外周噴出部から噴出する加熱媒体供給量を独立的に容易に調整することができる。換言すると、発泡室内の中央領域への加熱媒体による供給熱量と外周領域への加熱媒体による供給熱量の割合を自由に制御することができる。
この場合、例えば、外部の加熱媒体供給源から外周噴出部に供給される蒸気等の加熱媒体の圧力が中央噴出部に供給される加熱媒体の圧力よりも高く調整される、あるいは外周噴出部に供給される加熱媒体の流量が中央噴出部に供給される加熱媒体の流量よりも多く調整される。尚、上記の加熱媒体は蒸気だけに限定されることはなく、例えば加熱された空気、あるいは蒸気と空気の混合媒体でも可能である。
【００１４】
加熱媒体として蒸気を用い、かつ蒸気圧を調整する場合、例えば、前記加熱媒体噴出部が、外部の蒸気供給源と接続される蒸気配管をさらに備え、前記蒸気配管は、その蒸気移送下流側に、前記中央噴出部と接続する中央分岐配管と、前記外周噴出部と接続する外周分岐配管とを有し、前記中央分岐配管および前記外周分岐配管は、蒸気搬送下流側から順に圧力計およびバルブを有する構成であってもよい。
なお、圧力計の代わりに流量計を用いることにより、外周噴出部に供給される蒸気の流量を中央噴出部に供給される蒸気の流量よりも多く調整できる。
また、蒸気の変わりに加熱した空気を用いる場合、前記蒸気配管を加熱空気配管として用いることができる。
あるいは、前記蒸気配管に加えて、前記中央噴出部と前記外周噴出部とに各々空気供給配管を接続し、外周噴出部に供給される蒸気および空気の供給量と中央噴出部に供給される蒸気および空気の供給量とを調整することで、前記外周噴出部からの前記加熱媒体の噴出温度と前記中央噴出部からの前記加熱媒体の噴出温度とを自由に制御することができる。
【００１５】
さらに構成（Ａ）においては、前記中央分岐配管および前記外周分岐配管の加熱媒体移送下流側が同心円状に形成されていてもよく、このようにすれば、加熱媒体供給源からの加熱媒体を効率よく発泡室内に供給することができる。
また、発泡室内の中央領域と外周領域の間の中間領域に加熱媒体を噴出することができる中間噴出部を加熱媒体噴出部に設けると共に、中間噴出部に加熱媒体を供給することができる中間分岐配管を加熱媒体配管に設けてもよい。この場合も、中間分岐配管の加熱媒体搬送下流側を、同心円状の中央分岐配管と外周分岐配管の間において同心円状に形成することができる。
さらに、発泡室内の中間領域に同心円状に異なる加熱媒体供給量で加熱媒体が供給されるように、具体的には、中央領域側から外周領域側に向かって段階的に加熱媒体供給熱量が増加するよう調整できるように、加熱媒体噴出部および加熱媒体配管を構成してもよい。
【００１６】
構成（Ａ）において、中央、中間および外周噴出部には、発泡室内に面する領域に加熱媒体噴出孔が設けられる。各噴出部において、加熱媒体噴出孔の形状、大きさ、数、形成位置等は特に限定されるものではないが、加熱媒体噴出孔の形成を容易に行える観点から、全ての加熱媒体噴出孔を同一の形状および大きさ（例えば、同一の円形）に形成するのが好ましい。また、各噴出部において、加熱媒体噴出孔の形成位置は、発泡室内の同一領域において加熱媒体供給熱量のばらつきを生じ難い観点から、周方向に等間隔であることが好ましい。また、各噴出部において、加熱媒体噴出孔の数も、発泡室内の同一領域において加熱媒体供給熱量のばらつきを生じさせない数が好ましい。
このように構成された構成（Ａ）において、各噴出部の蒸気圧は、例えば、中央噴出部で０．０６０〜０．００５ＭＰａ、中間噴出部で０．０６５〜０．００８ＭＰａ、外周噴出部で０．０７０〜０．０１１ＭＰａに調整される。
【００１７】
構成（Ｂ）によれば、外周領域への加熱媒体供給量が中央領域への加熱媒体供給量よりも多くなるように加熱媒体を噴出することができる加熱媒体噴出部の構造を、簡素な一体構造で形成することができると共に、蒸気供給源と加熱媒体噴出部とをストレートな１本の蒸気配管で接続することができる。この構成（Ｂ）は、外周噴出孔の総開口面積が中央噴出孔の総開口面積よりも大きく設定されているため、加熱媒体噴出部内に一定圧力で加熱媒体を供給するだけで、外周領域への加熱媒体供給熱量が中央領域の加熱媒体供給熱量よりも自動的に多くなる。
【００１８】
構成（Ｂ）において、中央および外周噴出孔の形状、数、形成位置等は特に限定されるものではないが、発泡室内の同一領域において加熱媒体供給熱量のばらつきを生じ難いように、構成（Ａ）と同様に設定することができる。
さらに構成（Ｂ）は、発泡室内の中央領域と外周領域の間の中間領域に加熱媒体を噴出することができるように、同心円状に配置された中央および外周噴出孔の群の間に、中間噴出孔の群が設けられてもよい。この場合、発泡室内の中間領域への加熱媒体供給熱量が、中央領域への加熱媒体供給熱量と外周領域への加熱媒体供給熱量の中間程度となるように、中間噴出孔の開口面積を、中央噴出孔の開口面積と外周噴出孔の開口面積の中間程度に設定することが好ましい。さらに、発泡室内の中間領域に同心円状に異なる加熱媒体供給熱量で加熱媒体が供給されるように、具体的には、中央領域側から外周領域側に向かって段階的に加熱媒体供給熱量が増加するように、同心円状に複数の中間噴出孔の群を配置してもよい。
例えば、中央、中間および外周噴出孔の各総開口面積の比は、１：３：６〜２：３：５程度とすることができる。
【００１９】
また、構成（Ａ）および（Ｂ）の応用例として、構成（Ａ）における外周噴出部の加熱媒体噴出孔の総開口面積が中央噴出部の加熱媒体噴出孔の総開口面積よりも大きくした構成（Ｃ）が挙げられる。この場合、構成（Ｃ）において、中央、中間および外周分岐配管から圧力計およびバルブを省略することができる。
【００２０】
本発明の予備発泡装置による予備発泡可能な発泡性樹脂粒子としては、代表的には、当該分野で広く用いられている発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が挙げられるが、特に限定されるものではない。
本発明における加熱媒体噴出部の前記独自構成によれば、攪拌によって多くの発泡性樹脂粒子が集まり易く、また外気によって冷え易い外周領域の加熱媒体供給熱量を中央領域の加熱媒体供給熱量よりも多くすることにより、発泡室内の異なる領域間の発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量のばらつきを小さく抑えることができる。
しがって、本発明の予備発泡装置は、特に、従来では発泡粒径のばらつきを小さく抑えることが難しかった発泡性樹脂粒子、すなわち、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子よりも発泡速度が早い発泡性樹脂粒子の予備発泡に好適である。
このような発泡性樹脂粒子としては、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との発泡性複合樹脂粒子が挙げられる。
以下、本発明の予備発泡装置に好適なポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との発泡性複合樹脂粒子について説明する。
【００２１】
ポリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリルブタジエン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体等が挙げられる。これらの樹脂は混合されていてもよい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
発泡性複合樹脂粒子中のポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の割合は、例えば、ポリスチレン系樹脂１００重量部に対してポリオレフィン系樹脂１０〜１００重量部とすることができる。
【００２２】
発泡性複合樹脂粒子は、複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させることで得ることができる。
発泡剤としては、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、工業用ペンタン、石油エーテル、シクロヘキサン、シクロペンタン等の単独又は混合物が挙げられる。
複合樹脂粒子は、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂とを押出機を使用して溶融押出した後、水中カット、ストランドカット等により造粒することで、得ることができる。
また、ポリオレフィン系樹脂の粒子にスチレン系モノマーを含浸させ、重合させることにより得ることもできる。この方法で得られた粒子を改質ポリスチレン系樹脂粒子と称する。
本発明の予備発泡装置に使用するのに好適な発泡性樹脂粒子の平均粒子径は０．５〜４．０ｍｍであり、より好適には１．０〜３．０ｍｍである。
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の予備発泡装置の実施形態を詳説する。なお、本発明は図面に例示された実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
（実施形態１）
図１は本発明の予備発泡装置の実施形態１を示す概略構成図である。
この予備発泡装置Ｆ１は、発泡性樹脂粒子（図示省略）が投入される発泡室１０と、この発泡室１０内に重力に沿った方向Ｈに蒸気を噴出して発泡性樹脂粒子を予備発泡させる蒸気噴出部２０と、発泡室１０内に回転可能に設けられた攪拌羽根３０とを備えている。
【００２５】
発泡室１０は、上端に天井壁を有する下方開口筒形に形成されている。この発泡室１０において、天井壁には内部へ予備発泡前の発泡性樹脂粒子を投入するための開閉可能な投入部１１および蒸気弁１２が設けられると共に、外周壁には予備発泡後の予備発泡粒子を内部から取り出すための開閉可能な排出部１３が設けられている。また、発泡室１０内には、予備発泡時に発泡室１０内の予備発泡粒子が所定の高さに達したことを検知する図示しないレベルセンサーが設けられている。さらに、図示しないが、発泡室１０には、内圧を検知する圧力計、排気弁および冷却弁が設けられている。
この発泡室１０の内部において、重力に沿った方向Ｈから見て、中央側が中央領域Ｒ１であり、外周側が外周領域Ｒ３であり、中央領域Ｒ１と外周領域Ｒ３との間が中間領域Ｒ２である。
【００２６】
蒸気噴出部２０は、発泡室１０の下部に配置されて発泡室１０の底部を構成する円板形の蒸気室２１と、蒸気供給源（ボイラ）Ｂと接続されて蒸気供給源Ｂからの蒸気を蒸気室２１へ供給する蒸気配管２２と、空気を蒸気室２１へ供給する空気配管２３と、ドレン配管２４とを備えている。図２は実施形態１の予備発泡装置Ｆ１における蒸気噴出部２０の蒸気室２１を示す平面図である。
蒸気室２１は、発泡室１０内の前記中央領域Ｒ１に蒸気を噴出する円環管形の中央噴出部２１ａと、中央噴出部２１ａの外周に設けられて前記中間領域Ｒ２に蒸気を噴出する円環管形の中間噴出部２１ｂと、中間噴出部２１ｂの外周に設けられて前記外周領域Ｒ３に蒸気を噴出する円環管形の外周噴出部２１ｃとを備える。
【００２７】
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは隙間が無い同心円状に配置されると共に、これらの上壁には周方向に所定間隔で複数の蒸気噴出孔２１ｈが形成されている。なお、複数の蒸気噴出孔２１ｈは、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの半径方向の幅のほぼ中間位置に配置されている。
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの間に隙間が形成されないようにするために、これらの上壁は、例えば、一枚の円形ステンレス鋼板にて一体的に形成してもよい。この場合、一体的に形成された上壁の内面側に円環形の仕切り板を設けて各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを区画することができる。
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外径比率は、特に限定されず、例えば、１〜８：２〜９：３〜１０とすることができる。
本発明において、このように構成された中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの上方の領域が、発泡室１０内部の前記中央、中間および外周領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３である。
【００２８】
中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃにそれぞれ形成される蒸気噴出孔ｈの数は、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外径、蒸気噴出孔ｈの外径、発泡室１０内の同一領域における蒸気供給量等の条件によって異なる。このように異なる条件であっても、発泡室１０内の同一領域において、発泡性樹脂粒子に蒸気が多く当たる箇所と少なく当たる箇所がなるべく存在しないように、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ毎に蒸気噴出孔ｈの数を設定することが好ましい。なお、発泡室１０内の同一領域に多少存在する蒸気量の偏りは、発泡室１０内に設けられた攪拌羽根３０が回転して発泡性樹脂粒子および蒸気を攪拌するため問題とならない。
【００２９】
実施形態１の場合、中央噴出部２１ａには中心角度θ1が９０°の間隔で４個、中間噴出部２１ｂにも中心角度θ2が９０°の間隔で４個、外周噴出部２１ｃには中心角度θ3が４５°の間隔で８個の蒸気噴出孔２１ｈが形成されている。このとき、中央噴出部２１ａの蒸気噴出孔２１ｈと、中間噴出部２１ｂの蒸気噴出孔２１ｈと、外周噴出部２１ｃの蒸気噴出孔２１ｈとは、中央噴出部２１ａの中心孔の中心点から半径方向に延びる同一線上に並ばない位置に配置されている。なお、各蒸気噴出孔２１ｈの外形は特に制限されないが、例えば、予備発泡前の発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい０．１〜０．５ｍｍ程度であり、これよりも大きい直径を有する外周噴出孔の場合には、発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい網目を有する金網が取り付けられている。また噴出孔の形状についても特に制限はされず、予備発泡前の発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい溝幅０．１〜０．５ｍｍ程度のスリット状であってもよく、この場合のスリット長さ方向には制限が無いが、２〜１００ｍｍ程度が適当である。
なお、中心角度θ1、θ2、θ3は前記角度に限定されないが、各噴出部２１ａ〜２１ｃにおいて周方向等間隔で複数の蒸気噴出孔２１ｈが配置されていることが好ましい。例えば、蒸気噴出孔２１ｈの数は、中央噴出部２１ａにおいて４個（θ1＝９０°）、中間噴出部２１ｂにおいて８個（θ2＝４５°）、外周噴出部２１ｃにおいて１６個（θ3＝２２．５°）としてもよい。
【００３０】
蒸気配管２２は、その蒸気移送下流側に、中央噴出部２１ａと接続する中央分岐配管２２ａと、中間噴出部２１ｂと接続する中間分岐配管２２ｂと、外周噴出部２１ｃと接続する外周分岐配管２２ｃとを有している。なお、中央、中間および外周分岐管２２ａ、２２ｂ、２２ｃは同じ内径を有する管からなる。図３は実施形態１の予備発泡装置Ｆ１における蒸気室２１内に設けられた蒸気配管２２の形状を点線で示す説明図である。
実施形態１の場合、中央分岐配管２２ａの下流側には中央噴出部２１ａの内部に配置されたＣ字形部分２２ａ1を有し、中間分岐環２２ｂの下流側には２つに分岐して中間噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２２ｂ1、２２ｂ2を有し、外周分岐管２２ｃの下流側には２つに分岐して外周噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２２ｃ1、２２ｃ2を有している。
【００３１】
また蒸気と混合して加熱媒体の温度調を制御する空気配管２３は、蒸気配管２２と同様に、その空気移送下流側に、中央噴出部２１ａと接続する中央分岐配管２３ａと、中間噴出部２１ｂと接続する中間分岐配管２３ｂと、外周噴出部２１ｃと接続する外周分岐配管２３ｃとを有している。なお、中央、中間および外周分岐管２３ａ、２３ｂ、２３ｃは同じ内径を有する管からなる。
空気配管２３も蒸気配管２２と同様に、中央分岐配管２３ａの下流側には中央噴出部２１ａの内部に配置されたＣ字形部分２３ａ1を有し、中間分岐環２３ｂの下流側には２つに分岐して中間噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２３ｂ1、２３ｂ2を有し、外周分岐管２３ｃの下流側には２つに分岐して外周噴出部２１ｂの内部に配置された一対の円弧形部分２３ｃ1、２３ｃ2を有している。
【００３２】
Ｃ字形部分２２ａ1、円弧形部分２２ｂ1、２２ｂ2および円弧形部分２２ｃ1、２２ｃ2の下流側端部は閉じられていると共に、それらには長手方向に沿って所定間隔で複数の蒸気噴出孔が形成されている。このとき、各分岐配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各蒸気噴出孔と各々、中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃの各蒸気噴出孔２１ｈとを直接接続して蒸気を供給しても構わないが、各分岐配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各蒸気噴出孔から、噴出された蒸気は、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを経由して、各々、空気配管２３ａ、２３ｂ、２３ｃの各噴出孔から噴出された空気と混合されて温度調整された後、中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃの各蒸気噴出孔２１ｈから、発泡室１０内へ供給されることが好ましい。
そのため、各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内部において、蒸気配管２２の中央、中間および外周分岐管２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、空気配管２３の中央、中間および外周分岐管２３ａ、２３ｂ、２３ｃとは、同心円状に隣接して設けられることができる。
【００３３】
さらに、蒸気配管２２において、中央分岐配管２２ａは、蒸気搬送下流側から順に圧力計Ｐ1およびバルブＶ1を有している。これと同様に、中間分岐配管２２ｂおよび外周分岐配管２２ｃも圧力計Ｐ2、Ｐ3およびバルブＶ2、Ｖ3を有している。また、蒸気配管２２における各分岐配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃよりも上流側にも圧力計Ｐ4およびバルブＶ4が設けられている。
また、空気配管２３ａについても同様に、空気搬送下流側から順に圧力計Ｐ5およびバルブＶ5を有している。これと同様に、中間分岐配管２３ｂおよび外周分岐配管２３ｃも圧力計Ｐ6、Ｐ7およびバルブＶ6、Ｖ7を有している。また、空気配管２３における各分岐配管２３ａ、２３ｂ、２３ｃよりも上流側にも圧力計Ｐ8およびバルブＶ8が設けられている。
【００３４】
このような構成により、蒸気配管２２ａ、２２ｂ２２ｃの各噴出孔から噴出された蒸気と、空気配管２３ａ、２３ｂ、２３ｃの各噴出孔から噴出された空気とが、中央、中間および外周噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内部に供給させれることにより加熱媒体は温度調整され、温度調整された加熱媒体が各噴出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃから発泡室１０内の中央、中間および外周領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に供給される。
この構成は、発泡室１０内の中央、中間および外周領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に直接蒸気および空気を供給する場合と比べて、各領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３内での温度バラツキを抑えることができる。
【００３５】
中央噴出部２１ａの中心孔には軸受を介してシャフト３１が回転可能に取り付けられると共に、このシャフト３１に前記攪拌羽根３０が取り付けられている。また、中央噴出部２１ａの下面にはモータＭが取り付けられており、このモータＭの駆動軸とシャフト３１とが連結している。なお、攪拌羽根３０の形状、数等は特に限定されず、発泡室１０内の発泡性樹枝粒子と蒸気を効率よく均一に攪拌できればよい。
【００３６】
このように構成された予備発泡装置Ｆ１は、発泡室１０内に発泡性樹脂粒子を投入し、発泡室１０内に蒸気を供給しながら攪拌羽根３０を回転させて予備発泡を行う際、中央、中間および外周分岐管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ内の圧力を示す圧力計Ｐ1〜Ｐ3の目盛り見ながらバルブＶ1〜Ｖ3の開き具合を調整することができる。つまり、この予備発泡装置Ｆ１は、バルブＶ1、Ｖ3を操作して中央分岐管２２ａのＣ字形部分２２ａ1内の圧力よりも外周分岐管２２ｃの円弧形部分２２ｃ1、２２ｃ2内の圧力を高く調整することにより、中央領域Ｒ１への蒸気供給量よりも外周領域Ｒ３への蒸気供給量を多く調整できる構成を有している。なお、中間領域Ｒ２への蒸気供給量は、中央領域Ｒ１への蒸気供給量と外周領域Ｒ３への蒸気供給量の中間程度とされる。
例えば、中央分岐管２２ａ内の圧力は０．０６０〜０．００５ＭＰａ、中間分岐管２２ｂ内の圧力は０．０６５〜０．００８ＭＰａ、外周分岐管２２ｃ内の圧力は０．０７０〜０．０１１ＭＰａとすることができる。
あるいはバルブＶ7、Ｖ5を操作して外周分岐管２３ｃの圧力よりも中央分岐管２３ａの圧力を高く調整することで、蒸気と空気が混合した加熱媒体の供給温度を外周領域Ｒ３への供給温度よりも中央領域Ｒ１への供給温度を低く調整する事も可能である。なお、中間領域Ｒ２への加熱媒体の供給温度は、中央領域Ｒ１への供給温度と外周領域Ｒ３への供給温度の中間程度とされる。
なお、空気配管２３に加熱した空気を供給することもでき、この場合、蒸気配管２２を省略することができる。そして、バルブＶ7、Ｖ5を操作して外周分岐管２３ｃの圧力よりも中央分岐管２３ａの圧力を低く調整することで、外周領域Ｒ３への加熱空気供給量を中央領域Ｒ１への加熱空気供給量よりも多く調整する事も可能である。なお、中間領域Ｒ２への加熱空気の供給量は、中央領域Ｒ１への供給量と外周領域Ｒ３への供給量の中間程度とされる。
【００３７】
したがって、この予備発泡装置Ｆ１によれば、外気によって冷え易い外周領域の雰囲気温度を中央領域の雰囲気温度と同程度に維持することができる。それに加え、発泡室内の発泡性樹脂粒子と蒸気を攪拌する場合に、遠心力によって外周領域に多くの発泡性樹脂粒子が集まっても、発泡室内の全領域に亘って、発泡性樹脂粒子１個当たりに与える熱量を均等にすることができる。
その結果、実施形態１の予備発泡装置Ｆ１によれば、粒子径のばらつきを小さく抑えた予備発泡粒子を形成することができる。本発明は、特に、発泡速度が比較的速い前記発泡性複合樹脂粒子を予備発泡させる場合に好適である。
【００３８】
（実施形態２）
図４は本発明の予備発泡装置の実施形態２を示す概略構成図であり、図５は実施形態２の予備発泡装置における蒸気噴出部の蒸気室を示す平面図である。なお、図４において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態２の予備発泡装置Ｆ２は、蒸気噴出部１２０が異なる以外は実施形態１と同様に構成されている。以下、実施形態２における実施形態１とは異なる点を主に説明する。
【００３９】
実施形態２の予備発泡装置Ｆ２において、蒸気噴出部１２０は、発泡室１０の下部に配置されて発泡室１０の底部を構成する円板形の蒸気室１２１と、図示しない蒸気供給源と接続されて蒸気供給源からの蒸気を蒸気室１２１へ供給する蒸気配管１２２と、ドレン配管１２３とを備えている。
蒸気室１２１は、半径方向に広い幅を有する円環管形に形成されている。つまり、実施形態１における蒸気室２１は中央、中間および外周噴出部に区画されていたが、実施形態２における蒸気室１２１は、内部が区画されておらず、一つの扁平な内部空間を有している。
【００４０】
また、蒸気室１２１は、発泡室１０内の中央領域Ｒ１に蒸気を噴出する中央噴出孔１２１ｈ1と、中間領域Ｒ２に蒸気を噴出する中間噴出孔１２１ｈ2と、外周領域Ｒ３に蒸気を噴出する外周噴出孔１２１ｈ3とを備えている。
中央、中間および外周噴出孔１２１ｈ1、１２１ｈ2、１２１ｈ3は、実施形態１における複数の蒸気噴出孔２１ｈの位置と同様の位置に配置されている。しかしながら、蒸気噴出部１２０において、噴出孔一つ当たりの開口面積は外周噴出孔１２１ｈ3が中央噴出孔１２１ｈ1よりも大きく、総開口面積も外周噴出孔１２１ｈ3が中央噴出孔１２１ｈ1よりも大きい。また、中央噴出孔１２１ｈ1の直径は、実施形態１における蒸気噴出孔２１ｈの直径と同程度（例えば、０．１〜５０ｍｍ程度）であり、これよりも大きい直径を有する外周噴出孔１２１ｈ3および中間噴出孔１２１ｈ2には、発泡性樹脂粒子のサイズよりも小さい網目を有する金網が取り付けられている。なお、外周噴出孔１２１ｈ3の直径は ５０〜１００ｍｍ、中間噴出孔１２１ｈ2の直径は４０〜８０ｍｍとすることができる。
実施形態２において、中央噴出孔、中間噴出孔および外周噴出孔の総開口面積の割合は、中央噴出孔＜中間噴出孔＜外周噴出孔であれば特に限定されないが、例えば、１：３：６〜２：３：５程度である。
【００４１】
（実施形態３）
実施形態２とは異なり、外周噴出孔１２１ｈ3と中央噴出孔１２１ｈ1の一つ当たりの開口面積は同じであってもよく、この場合、外周噴出孔１２１ｈ3の数を中央噴出孔１２１ｈ1の数よりも多くすることによって、複数の外周噴出孔１２１ｈ3の総開口面積を複数の中央噴出孔１２１ｈ1の総開口面積よりも大きくする。但し、発泡室１０内の中央領域Ｒ１には必要最低限以上の蒸気量で蒸気が供給されると共に、外周領域Ｒ３には中央領域Ｒ１への蒸気供給量を上回る蒸気量で蒸気が供給されることは言うまでもない。
【００４２】
蒸気配管１２２は、圧力計Ｐ11およびバルブＶ11を有し、圧力計Ｐ11よりも下流側の端部が蒸気室１２１と接続されている。
蒸気配管１２２は、蒸気室１２１に接続されて蒸気室１２１内に直接蒸気を流入させるよう構成されてもよく、あるいは、実施形態１と同様に蒸気室１２１内に蒸気配管１２２の下流側端部を配置させてもよい。
この場合、蒸気配管１２２の下流側端部を、実施形態１と同様にＣ字形部分と円弧形部分を有する分岐状に形成するか、あるいは渦巻き形に形成すると共に、蒸気配管１２２の下流側端部における中央、中間および外周噴出孔１２１ｈ1、１２１ｈ2、１２１ｈ3と対応する位置に複数の蒸気噴出孔を形成する。さらには、蒸気配管１２２の各蒸気噴出孔を蒸気室１２１の各噴出孔１２１ｈ1、１２１ｈ2、１２１ｈ3と管にて接続してもよい。なお、各蒸気噴出孔の大きさは、外周、中間および中央噴出孔１２１ｈ3、１２１ｈ2、１２１ｈ1の大きさに応じて異ならせるようにしてもよい。
【００４３】
このように構成された予備発泡装置は、発泡室１０内に発泡性樹脂粒子を投入し、発泡室１０内に蒸気を供給しながら攪拌羽根３０を回転させて予備発泡を行う際、蒸気配管１２２のバルブＶ11よりも下流側の圧力は同一であるが、一つ当たりの外周噴出孔１２１ｈ3から噴出する蒸気供給量は一つ当たりの中央噴出孔１２１ｈ1から噴出する蒸気供給量よりも多い。よって、結果的に、発泡室１０内の外周領域Ｒ３への蒸気供給量が中央領域Ｒ１への蒸気供給量よりも多くなる。
したがって、実施形態３の予備発泡装置も、実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【実施例】
【００４４】
〈発泡性複合樹脂粒子の製造〉
まず、エチレン−酢酸ビニル共重合体のペレット（日本ポリエチレン社製、製品名「ＬＶ−１１５」）を押出機に投入して加熱混合し、溶融樹脂を水中に押し出してカットすることにより、１００粒重量当たり４０ｍｇとなる樹脂粒子を調整した。
このエチレン−酢酸ビニル共重合体の樹脂粒子１４０００重量部を攪拌機付き１００Ｌオートクレーブに投入し、そこへピロリン酸マグネシウム３１５重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１．３５重量部を加えた。そして、前記オートクレーブ中の混合物を１０分間常温に保持しながら攪拌し、その後６０℃に昇温して１０分間攪拌した。
次いで、得られた懸濁液中に、ジクミルパーオキサイド７．２重量部を溶解させたスチレン単量体６０００重量部を３０分かけて滴下した。滴下後、３０分間６０℃に保持することにより、ポリエチレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
【００４５】
次に、得られた懸濁液を１３０℃に昇温し、この温度で２時間攪拌を続けた。その後、懸濁液の温度を９０℃に下げ、この懸濁液中にドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１．５重量部を加えた後、ベンゾイルパーオキサイド３９．９重量部、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート３．１５重量部およびジクミルパーオキサイド１０２．２重量部を重合開始剤として溶解したスチレン単量体５０００重量部を１時間４５分かけて滴下し、次いで、エチレンビスステアリン酸アミド３５重量部を溶解したスチレン単量体１００００重量部を１時間４５分かけて滴下した。
この滴下終了後、９０℃で１時間３０分保持した後に１４３℃に昇温し、２時間３０分保持して重合を完結し、常温まで冷却して熱可塑性樹脂粒子を取り出した。
熱可塑性樹脂粒子１００重量部を別の撹拌機付き１００Ｌオートクレーブに投入した後、発泡剤としてブタン１５重量部をそのオートクレーブに注入した。注入後、オートクレーブ内を７０℃に昇温して２時間撹拌を続けた。その後、オートクレーブ内を常温まで冷却して、予備発泡粒子の原料粒子としての発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子を取り出した。
この発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒径は１．３ｍｍであった。
【００４６】
〈実施例１〉
前記製造工程によって得られた発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子を、図１〜図３に示す実施形態１の予備発泡装置Ｆ１を用いて次のように予備発泡を実施した。なお、中央噴出部２１ａの外径は４９０ｍｍであり、中間噴出部２１ｂの外径は７７０ｍｍであり、外周噴出部２１ｃの外径は１１００ｍｍであり、蒸気噴出孔２１ｈは各噴出部に４個づつで直径は７６ｍｍであり、発泡室１０の容積は１０００ｃｍ3であった。
まず、発泡室１０の投入部１１を開き、２８ｋｇの原料粒子を発泡室１０内に投入した後、攪拌羽根３０を回転数８０ｒｐｍで回転しながら蒸気室２１から発泡室１０内に蒸気を供給して原料粒子を蒸気加熱した。このとき、中央噴出部２１ａ内を０．００５Ｍｐａ、中間噴出部２１ｂ内を０．００８Ｍｐａ、外周噴出部２１ｃ内を０．０２０Ｍｐａの蒸気圧とすることにより、発泡室１０内の外周領域Ｒ３への蒸気供給量を中央領域Ｒ１への蒸気供給量よりも多くした。
発泡室１０に設けられたレベルセンサーによる連続検知が２秒以上となったところで蒸気加熱を終了し、予発泡室１０の蒸気弁１２を閉じ、排気弁、ドレン弁および冷却弁を開き、発泡室１０内を１０秒間冷却した。冷却完了後、排出部１３を開き、発泡室１０内で予備発泡された予備発泡粒子を外部ホッパーに払い出した。
【００４７】
〈比較例１〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．０１１Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００４８】
〈比較例２〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．００８Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００４９】
〈比較例３〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．００５Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５０】
〈比較例４〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内を０．００３Ｍｐａの蒸気圧で統一したこと以外は、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５１】
〈実施例２〉
中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内へ０．０１８Ｍｐａの蒸気圧を供給したが、このとき、空気配管２３より、中央噴出部２１ａ内へ０．４０Ｍｐａ、中間噴出部２１ｂ内へ０．２０Ｍｐａの圧力で空気を供給することにより、発泡室１０内の中央領域Ｒ１への加熱媒体供給温度を外周領域Ｒ３への供給温度よりも低くした。それ以外については、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５２】
〈実施例３〉
中央噴出部２１ａ内を０．０１０Ｍｐａ、中間噴出部２１ｂ内を０．０１５Ｍｐａ、外周噴出部２１ｃ内を０．０２０Ｍｐａの蒸気圧とし、このとき、空気配管２３より、中央噴出部２１ａ、中間噴出部２１ｂおよび外周噴出部２１ｃ内へ０．１０Ｍｐａの圧力で統一して空気を供給することにより、発泡室１０内の中央領域Ｒ１への加熱媒体供給温度を外周領域Ｒ３への供給温度よりも低くした。それ以外については、実施例１と同様にして予備発泡を行った。
【００５３】
〈実施例４〉
前記製造工程によって得られた発泡性改質ポリスチレン系樹脂粒子を、図４および図５に示す実施形態２の予備発泡装置Ｆ２を用いて、次のように予備発泡を実施した。なお、蒸気室１２１の外径は１１００ｍｍであり、中央噴出孔１２１ｈ1は直径４５ｍｍのものが２個、中間噴出孔１２１ｈ2は直径６５ｍｍのものが４個、外周噴出孔１２１ｈ3は直径７６ｍｍのものが８個であり、中央噴出孔、中間噴出孔および外周噴出孔の総開口面積の割合は、１：４：１１であり、発泡室１０の容積は１０００ｃｍ3であった。
まず、発泡室１０の投入部１１を開き、２８ｋｇの原料粒子を発泡室１０内に投入した後、攪拌羽根３０を回転数８０ｒｐｍで回転しながら蒸気室１２１から発泡室１０内に蒸気を供給して原料粒子を蒸気加熱した。このとき、蒸気室１２１内を０．０１２Ｍｐａの蒸気圧とした。
発泡室１０に設けられたレベルセンサーによる連続検知が２秒以上となったところで蒸気加熱を終了し、発泡室１０の蒸気弁１２を閉じ、排気弁、ドレン弁および冷却弁を開き、発泡室１０内を１０秒間冷却した。冷却完了後、排出部１３を開き、発泡室１０内で予備発泡された予備発泡粒子を外部ホッパーに払い出した。
【００５４】
〈実施例５〉
各噴出孔の直径を７６ｍｍで統一し、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：２：４であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５５】
〈実施例６〉
各噴出孔の直径を４５ｍｍで統一し、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：２：４であった。このとき、蒸気圧を０．０２５Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５６】
〈実施例７〉
中央噴出孔１２１ｈ1は直径４５ｍｍのものが４個、中間噴出孔１２１ｈ2は直径７６ｍｍのものが４個、外周噴出孔１２１ｈ3は直径７６ｍｍのものが８個であり、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：３：６であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５７】
〈比較例５〉
各噴出孔の直径を７６ｍｍで統一し、中央噴出孔１２１ｈ1および中間噴出孔１２１ｈ2は４個、外周噴出孔１２１ｈ3は８個で、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：１：２であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００５８】
〈比較例６〉
蒸気圧を０．００５Ｍｐａとし、それ以外は、比較例５と同様にして予備発泡を行った。
【００５９】
〈比較例７〉
各噴出孔の直径を６５ｍｍで統一し、蒸気圧を０．００８Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００６０】
〈比較例８〉
蒸気圧を０．０１５Ｍｐａとし、それ以外は、比較例７と同様にして予備発泡を行った。
【００６１】
〈比較例９〉
各噴出孔の直径を６５ｍｍで統一し、中央噴出孔１２１ｈ1は４個、外周噴出孔１２１ｈ3は８個で、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：２であった。このとき、蒸気圧を０．０１５Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００６２】
〈比較例１０〉
蒸気圧を０．００５Ｍｐａとし、それ以外は、比較例９と同様にして予備発泡を行った。
【００６３】
〈実施例８〉
中央噴出孔１２１ｈ1は直径４５ｍｍのものが４個、中間噴出孔１２１ｈ2は直径７６ｍｍのものが４個、外周噴出孔１２１ｈ3は直径７６ｍｍのものが８個であり、各噴出孔の総開口面積の割合は、１：３：６であった。このとき、蒸気圧を０．０１１Ｍｐａとした。それ以外は、実施形態２と同様にして予備発泡を行った。
【００６４】
〈予備発泡粒子の評価〉
実施例１および比較例１〜３の予備発泡粒子を次のように評価し、その結果を表１に示した。
[発泡倍数]
発泡倍数とは、原料粒子の比重を１．０ｇ／ｃｍ3とし、得られた予備発泡粒子の嵩比重、密度の逆数である。
[発泡バラツキ]
発泡室１０内から予備発泡粒子を払い出す際、払い出し開始直後の２秒間に発泡室下部の下部サンプルを抜き出し、払い出し終了直前の２秒間に発泡室上部の上部サンプルを抜き出し、上部サンプルの比重と下部サンプルの比重の比率Ｒを発泡バラツキとして算出し、Ｒ≦２．０は○（良好）、２．０≦Ｒ≦４．０は△（普通）、４．０≦Ｒは×（不良）と評価した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
比較例１〜１０の結果から、発泡室１０内の中央、中間および外周領域への蒸気供給量（熱量）を一様にした場合、蒸気供給量が多くなるにつれて発泡バラツキが大きくなる傾向にあり、反対に蒸気供給量を少なくしていくと発泡バラツキは小さくなるがトータルサイクルが長くなる傾向にあることがわかった。
これに対し、実施例１〜１０では、トータルサイクルが長くなるのを抑制しながら発泡バラツキを小さく抑制することができることが確認できた。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 発泡室
２０、１２０ 加熱媒体噴出部
２１、１２１ 蒸気室
２１ａ 中央噴出部
２１ｂ 中間噴出部
２１ｃ 外周噴出部
２２、１２２ 蒸気配管
２３ 空気供給配管
２２ａ、２３ａ 中央分岐配管
２２ｂ、２３ｂ 中間分岐配管
２２ｃ、２３ｃ 外周分岐配管
２４ ドレン配管
１２１ｈ1 中央噴出孔
１２１ｈ2 中間噴出孔
１２１ｈ3 外周噴出孔
Ｂ 蒸気供給源
Ｈ 重力に沿った方向
Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7、Ｐ8、Ｐ11 圧力計
Ｒ１ 中央領域
Ｒ２ 中間領域
Ｒ３ 外周領域
Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ4、Ｖ5、Ｖ6、Ｖ7、Ｖ8、Ｖ11 バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡性樹脂粒子が投入される発泡室と、この発泡室内に重力に沿った方向に加熱媒体を噴出して前記発泡性樹脂粒子を予備発泡させる加熱媒体噴出部とを備え、前記加熱媒体噴出部は、重力に沿った方向から見た前記発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有することを特徴とする予備発泡装置。
【請求項２】
前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出部と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出部とを備え、前記外周噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量を前記中央噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量よりも多く調整できるように構成された請求項１に記載の予備発泡装置。
【請求項３】
前記加熱媒体噴出部が、外部の加熱媒体供給源と接続される加熱媒体配管をさらに備え、前記加熱媒体供給配管は、その加熱媒体移送下流側に、前記中央噴出部と接続する中央分岐配管と、前記外周噴出部と接続する外周分岐配管とを有し、前記中央分岐配管および前記外周分岐配管は、加熱媒体搬送下流側から順に圧力計およびバルブを有している請求項２に記載の予備発泡装置。
【請求項４】
中央分岐配管および前記外周分岐配管の加熱媒体移送下流側が同心円状に形成されている請求項３に記載の予備発泡装置。
【請求項５】
前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出孔と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出孔とを備え、
前記外周噴出孔の総開口面積が前記中央噴出孔の総開口面積よりも大きく設定された請求項１〜４のいずれか１つに記載の予備発泡装置。
【請求項６】
前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の底部から上方に向かって加熱媒体を噴出する請求項１〜５のいずれか１つに記載の予備発泡装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の予備発泡装置の前記発泡室内に発泡性樹脂粒子を投入し、前記加熱媒体噴出部にて前記発泡室内の前記外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるように加熱媒体を噴出させて発泡性樹脂粒子を予備発泡させる予備発泡方法。
【請求項１】
発泡性樹脂粒子が投入される発泡室と、この発泡室内に重力に沿った方向に加熱媒体を噴出して前記発泡性樹脂粒子を予備発泡させる加熱媒体噴出部とを備え、前記加熱媒体噴出部は、重力に沿った方向から見た前記発泡室内の外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるよう加熱媒体を噴出する構成を有することを特徴とする予備発泡装置。
【請求項２】
前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出部と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出部とを備え、前記外周噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量を前記中央噴出部からの前記加熱媒体による供給熱量よりも多く調整できるように構成された請求項１に記載の予備発泡装置。
【請求項３】
前記加熱媒体噴出部が、外部の加熱媒体供給源と接続される加熱媒体配管をさらに備え、前記加熱媒体供給配管は、その加熱媒体移送下流側に、前記中央噴出部と接続する中央分岐配管と、前記外周噴出部と接続する外周分岐配管とを有し、前記中央分岐配管および前記外周分岐配管は、加熱媒体搬送下流側から順に圧力計およびバルブを有している請求項２に記載の予備発泡装置。
【請求項４】
中央分岐配管および前記外周分岐配管の加熱媒体移送下流側が同心円状に形成されている請求項３に記載の予備発泡装置。
【請求項５】
前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の前記中央領域に加熱媒体を噴出する中央噴出孔と、前記発泡室内の前記外周領域に加熱媒体を噴出する外周噴出孔とを備え、
前記外周噴出孔の総開口面積が前記中央噴出孔の総開口面積よりも大きく設定された請求項１〜４のいずれか１つに記載の予備発泡装置。
【請求項６】
前記加熱媒体噴出部は、前記発泡室内の底部から上方に向かって加熱媒体を噴出する請求項１〜５のいずれか１つに記載の予備発泡装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の予備発泡装置の前記発泡室内に発泡性樹脂粒子を投入し、前記加熱媒体噴出部にて前記発泡室内の前記外周領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量が中央領域への単位容積当たりの加熱媒体による供給熱量よりも多くなるように加熱媒体を噴出させて発泡性樹脂粒子を予備発泡させる予備発泡方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２００８８５（Ｐ２０１２−２００８８５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４６２６（Ｐ２０１１−６４６２６）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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