特許 7546491 発泡装置および発泡粒子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-29

(45)【発行日】2024-09-06

(54)【発明の名称】発泡装置および発泡粒子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01F 27/90 20220101AFI20240830BHJP

   B01F 27/1125 20220101ALI20240830BHJP

   B01F 27/1144 20220101ALI20240830BHJP

   B01F 27/92 20220101ALI20240830BHJP

   B29C 44/34 20060101ALI20240830BHJP

   B29C 44/00 20060101ALI20240830BHJP

   B29B 7/12 20060101ALI20240830BHJP

   C08J 9/16 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

B01F27/90

B01F27/1125

B01F27/1144

B01F27/92

B29C44/34

B29C44/00 G

B29B7/12

C08J9/16

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020571176

(86)(22)【出願日】2020-02-03

(86)【国際出願番号】 JP2020003897

(87)【国際公開番号】W WO2020162387

(87)【国際公開日】2020-08-13

【審査請求日】2022-12-28

(31)【優先権主張番号】P 2019019917

(32)【優先日】2019-02-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000941

【氏名又は名称】株式会社カネカ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】村上 恭亮

【審査官】小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５１－０７２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２７３５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０８１９４２１６（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許第０５７６２４１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０１－３０１２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２７／１１２５、２７／１１４４、２７／９０、２７／９２

Ｂ２９Ｃ ４４／３４

Ｂ２９Ｃ ４４／００

Ｂ２９Ｂ ７／１２

Ｃ０８Ｊ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一段発泡粒子を混合する混合装置を備え、当該一段発泡粒子を発泡し二段発泡粒子を得る発泡装置であって、
前記混合装置は、
前記一段発泡粒子を収容する容器と、
前記一段発泡粒子を攪拌する複数の撹拌翼と、
前記撹拌翼を回転させる回転軸と、を備え、
前記撹拌翼に対して、少なくとも第１および第２の羽根を有し、
前記第１および第２の羽根は、水平面に対して傾斜しているとともに、互いに異なる傾斜角度を有し、
上面視において、前記第１および第２の羽根は互いに重複しない、混合装置であって、以下の構成（１）～（３）を備える：
（１）前記第１の羽根の前記水平面に対する傾斜角度が３０～６０°の鋭角であり、前記第２の羽根の前記水平面に対する傾斜角度が１２０～１５０°の鈍角である、
（２）前記撹拌翼は、水平方向に延在しており、所定の間隔を開けて、前記回転軸に多段に配置されており、前記多段の撹拌翼は、螺旋形状を形成するように前記回転軸に設けられており、上面視におけるｎ段目の撹拌翼とｎ－１段目の撹拌翼とのなす角度αは、１０°～４５°である、
（３）第１および第２の羽根の長さの比率が６：４～８：２である、
発泡装置。

【請求項2】

同一の前記撹拌翼に対して、前記第１および第２の羽根を少なくとも有する、請求項１に記載の発泡装置。

【請求項3】

前記第１の羽根が設けられている前記撹拌翼と前記第２の羽根が設けられている前記撹拌翼とは、互いに異なる、請求項１に記載の発泡装置。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載の発泡装置を用いて、発泡粒子を製造する工程を有する、発泡粒子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、混合装置、発泡装置および発泡粒子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

被混合物を収容する容器を備え、容器内に設けられた撹拌翼により被混合物を混合する混合装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、気液の撹拌混合用の撹拌翼が開示されている。特許文献１に開示された撹拌翼は、上下一対の翼の対向面の間に間隔を形成するように、回転軸に放射状に上下複数段に取り付けた構成となっている。そして、上下一対の翼は、その間隔が翼の回転方向に向かって狭くなるか、あるいは広くなるように形成されている。

【0004】

また、特許文献２には、被混合物として熱可塑性合成樹脂粒子を撹拌翼により混合しつつ、当該樹脂粒子を加熱発泡する予備発泡装置が開示されている。特許文献２に開示された予備発泡装置は、撹拌翼の先端部に掻き取り板を備えている。この掻き取り板は、撹拌翼に対して略垂直方向に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－２２６６３３号公報

【文献】特開平１－３０１２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された撹拌翼を、被混合物（例えば粒子）を混合する混合装置に適用した場合、容器内において、被混合物が上層と下層との間で相互移動しにくいという技術的課題があることを本発明者は見出した。すなわち、撹拌翼による撹拌を行っても、上層の被混合物は、下層へ移動しにくく、上層に留まったままとなる。また、下層の被混合物は、上層へ移動しにくく、下層に留まったままとなる。このため、特許文献１に開示された撹拌翼では、被混合物を上層と下層との間で相互移動させ、上層と下層との間で均一に混合させるという点で改善の余地がある。

【0007】

また、特許文献１に開示された撹拌翼を、特に特許文献２に開示された予備発泡装置に適用した場合、樹脂粒子が上層と下層との間で均一に混合されにくいため、樹脂粒子が均一に加熱されないという技術上の課題もあることがわかった。そのため、樹脂粒子の発泡倍率のバラツキが生じやすくなる。

【0008】

本発明の一態様は、被混合物を上層と下層との間で相互移動させ、上層と下層との間で均一に混合させることが可能な混合装置、および発泡装置を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る混合装置は、被混合物を収容する容器と、前記被混合物を攪拌する複数の撹拌翼と、前記撹拌翼を回転させる回転軸と、を備え、前記撹拌翼に対して、少なくとも第１および第２の羽根を有し、前記第１および第２の羽根は、水平面に対して傾斜しているとともに、互いに異なる傾斜角度を有し、上面視において、前記第１および第２の羽根は互いに重複しないことを特徴としている。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様によれば、被混合物を上層と下層との間で相互移動させ、上層と下層との間で均一に混合させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態１に係る予備発泡装置の概略構成を模式的に示す図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る予備発泡装置に備えられた撹拌翼の構成を示し、２０１は側面図であり、２０２は２０１におけるＡ－Ａ線断面図であり、２０３は２０１におけるＢ－Ｂ線断面図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る予備発泡装置に備えられた、第１および第２の撹拌羽根の作用機構を説明するための図であり、３０１は回転時の第１および第２の撹拌羽根それぞれの作用を説明するための側面図であり、３０２は、回転時の第１および第２の撹拌羽根それぞれの回転領域を示す上面図であり、３０３は、撹拌翼の回転時の発泡粒子の流れを模式的に示した図である。

【図4】本発明の実施形態２に係る予備発泡装置に備えられた撹拌翼の構成を示し、４０１は上面図であり、４０２は側面図であり、４０３は１つの撹拌翼について回転軸と反対側から見た構成を示す図である。

【図5】本発明の実施形態３に係るに係る予備発泡装置の構成を模式的に示し、５０１は断面図であり、５０２は内部構成を示す上面図である。

【図6】本発明の実施形態４に係る予備発泡装置に備えられた２種類の撹拌翼の構成を示し、６０１は上面図であり、６０２は側面図であり、６０３は、前記２種類の撹拌翼のうち一方の撹拌翼の詳細な構成を示す側面図であり、６０４は、当該一方の撹拌翼について回転軸と反対側から見た構成を示す側面図であり、６０５は、前記２種類の撹拌翼のうち他方の撹拌翼の詳細な構成を示す側面図であり、６０６は、当該他方の撹拌翼について回転軸と反対側から見た構成を示す側面図である。

【図7】実施例、参考例、および比較例について、使用する予備発泡装置の前提的構成を示す図であり、７０１は断面図であり、７０２は内部構成を示す上面図である。

【図8】実施例、参考例、および比較例における発泡粒子の流動性および撹拌混合性の評価結果を示すイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本実施形態に係る混合装置の対象である被混合物は、撹拌翼により混合可能な物質であれば、特に限定されないが、固体が好ましい。特に好ましくは、被混合物は、粒子状の固体である。本実施形態に係る混合装置は、被混合物の混合に使用される撹拌翼を特定の構造とすることにより、被混合物を上層と下層との間で相互移動させ、上層と下層との間で均一に混合させることが可能となっている。以下では、被混合物として発泡粒子を使用した発泡装置、特に予備発泡装置を例にして説明する。後述する予備発泡装置は、本実施形態に係る混合装置を備えた構成である。なお、本実施形態に係る混合装置は、後述する予備発泡装置に適用されたものに限定されないことはいうまでもない。

【0013】

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る予備発泡装置１０（混合装置）の概略構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、本実施形態に係る予備発泡装置１０は、発泡容器１（被混合物を収容する容器）と、回転軸２０と、撹拌翼３０と、モータ４と、計量タンク５と、排出扉６と、蒸気供給ライン７と、排気ライン８と、蒸気ドレン排出ライン９と、を備えている。

【0014】

発泡容器１は、蒸気室Ｓと、当該蒸気室Ｓの上側に設けられた予備発泡室Ｔとに区画されている。蒸気室Ｓには、蒸気供給ライン７および蒸気ドレン排出ライン９が接続されている。また、予備発泡室Ｔには、計量タンク５および排気ライン８が接続されている。計量タンク５には、発泡粒子が一定量貯蔵されている。

【0015】

また、予備発泡室Ｔ内には、回転軸２０、撹拌翼３０、およびモータ４が設けられている。撹拌翼３０は、予備発泡室Ｔ内の発泡粒子を撹拌するための部材である。回転軸２０は、撹拌翼３０を回転させるための軸であり、モータ４の駆動により回転する。また、排出扉６は、予備発泡室Ｔに設けられている。

【0016】

撹拌翼３０は、回転軸２０に対して水平方向に延在している。そして、回転軸２０が伸びる方向において、所定の間隔を開けて、多段に配置されている。これにより、発泡粒子を効率的に撹拌することができる。

【0017】

計量タンク５内の発泡粒子（一段発泡粒子）は、例えば、圧縮空気の注入により内部に空気が含有された状態となっており、例えば空気による内圧が１気圧よりも大きくなっている。予備発泡装置１０では、発泡粒子は、計量タンク５から発泡容器１の予備発泡室Ｔへ導入され、撹拌翼３０により撹拌される。また、発泡容器１の蒸気室Ｓには、蒸気供給ライン７から蒸気が供給される。そして、蒸気室Ｓに供給された蒸気は、予備発泡室Ｔへ流入する。このように発泡容器１は、蒸気供給ライン７の蒸気が底部から予備発泡室Ｔへ供給されるようになっている。予備発泡室Ｔ内の発泡粒子は、撹拌翼３０により撹拌されつつ、底部から供給される蒸気により加熱される。そして、加熱膨張して、所定の発泡倍率を有する二段発泡粒子が得られる。得られた二段発泡粒子は、排出扉６から外部へ取り出される。

【0018】

また、予備発泡室Ｔの底部から供給された蒸気は、二段発泡が完了した後、排気ライン８を介して発泡容器１外部へ排出される。また、二段発泡中に発生した蒸気ドレンは、蒸気ドレン排出ライン９を介して発泡容器１外部へ排出される。

【0019】

なお、図１には示されていないが、予備発泡装置１０は、撹拌翼３０による撹拌中に発生する発泡粒子のブロッキング（発泡粒子同士の融着）を防止するため、発泡容器１の予備発泡室Ｔ内にバッフル（邪魔板）を備えていてもよい。このバッフルは、発泡粒子のブロッキングの防止し得る形状であれば、任意の形状であってもよい。

【0020】

ここで、上述のように、予備発泡室Ｔ内で発泡粒子を撹拌翼３０により撹拌しながら、底部から供給される蒸気により加熱する発泡方法では、発泡容器１内の二段発泡粒子の発泡倍率にバラツキが生じ易くなる。このように発泡倍率のバラツキが生じる要因として、発泡粒子が予備発泡室Ｔ内で均一に加熱されないことが挙げられる。

【0021】

そこで、本願発明者は、この発泡粒子の加熱均一化という課題に対して、予備発泡室Ｔ内での撹拌翼３０による発泡粒子の撹拌混合性に着目して、鋭意検討した。その結果、予備発泡室Ｔ内における発泡粒子の上下方向および水平方向の両方の流動性を向上し得る撹拌翼３０の形状を見出した。本実施形態に係る予備発泡装置１０は、撹拌翼３０の形状に特徴がある。

【0022】

図２は、撹拌翼３０の構成を示し、図２の２０１は側面図であり、図２の２０２は図２の２０１におけるＡ－Ａ線断面図であり、図２の２０３は図２の２０１におけるＢ－Ｂ線断面図である。

【0023】

図２の２０１～２０３に示されるように、回転軸２０には、撹拌翼３０を取り付けるための取付部２１が設けられている。また、撹拌翼３０は、回転軸２０に対して対称に配された２つの翼部３０ａおよび３０ｂを備えている。

【0024】

取付部２１は、例えば、翼部３０ａおよび３０ｂの回転軸２０側端部と嵌合する嵌合凹部を有していてもよい。翼部３０ａおよび３０ｂの回転軸２０側端部と取付部２１の上記嵌合凹部とを嵌合させることにより、撹拌翼３０は取付部２１に取り付けられる。また、例えば、翼部３０ａおよび３０ｂは、溶接などによって、直接回転軸２０に取り付けられていてもよい。

【0025】

ここで、撹拌翼３０は、発泡容器１の内壁および底面に離間するように配置されている。すなわち、回転軸２０に対して垂直な方向において、撹拌翼３０の長さＬは、発泡容器１の内径（直径）よりも小さくなっている。撹拌翼３０が発泡容器１の内壁または底面に接触している構成では、発泡容器１の内壁または底面との接触による摩擦によって、撹拌翼３０がスムーズに回転せず、撹拌性能に悪影響があるためである。

【0026】

本実施形態に係る予備発泡装置１０は、同一の撹拌翼３０に対して、長さｒ_１の第１の撹拌羽根３２（第１の羽根）および長さｒ_２の第２の撹拌羽根３３（第２の羽根）を少なくとも有することを特徴としている。図２の２０１に示されるように、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３が、長さｒの翼部３０ａを構成しており、第１の撹拌羽根３２は、第２の撹拌羽根３３よりも内側（回転軸２０側）に配置されている。

【0027】

そして、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は、水平面に対して傾斜しているとともに、互いに異なる傾斜角度を有する。第１の撹拌羽根３２の水平面に対する傾斜角度θ_１と第２の撹拌羽根３３の水平面に対する傾斜角度θ_２とは異なる。図２の２０１～２０３に示された構成では、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は、回転軸２０と反対側（発泡容器１の内壁側）の端部から見て、互いに交差する位置関係にある。

【0028】

また、第１の撹拌羽根３２の水平面に対する傾斜角度θ_１は、鋭角である。第２の撹拌羽根３３の水平面に対する傾斜角度θ_２は、鈍角である。このため、第１の撹拌羽根３２は、撹拌翼３０の回転方向へ向かって下方へ傾斜する構成となっている。また、第２の撹拌羽根３３は、撹拌翼３０の回転方向へ向かって上方へ傾斜する構成となっている。

【0029】

図３は、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３の作用機構を説明するための図である。図３の３０１は回転時の第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３それぞれの作用を説明するための側面図である。また、図３の３０２は、回転時の第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３それぞれの回転領域を示す上面図である。また、図３の３０３は、撹拌翼３０の回転時の発泡粒子の流れを模式的に示した図である。

【0030】

上述したように、第１の撹拌羽根３２は、傾斜角度θ_１が鋭角であり、回転方向へ向かって下方に傾斜している。このため、図３の３０１に示されるように、撹拌翼３０の回転動作中、第１の撹拌羽根３２は、発予備発泡室Ｔ内の発泡粒子をかき上げるように作用する。

【0031】

一方、第２の撹拌羽根３３は、傾斜角度θ_２が鈍角であり、回転方向へ向かって上方に傾斜している。このため、図３の３０１に示されるように、第２の撹拌羽根３３は、撹拌翼３０の回転動作中、予備発泡室Ｔ内の発泡粒子をかき下げるように作用する。

【0032】

また、図３の３０２に示されるように、回転軸２０の方向から見た上面視において、第１の撹拌羽根３２の回転領域Ａおよび第２の撹拌羽根３３の回転領域Ｂは、互いに重複しない。このことから、回転軸２０の方向から見た上面視において、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は互いに重複しない位置関係となっていることがいえる。なお、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３のセットは、複数の撹拌翼３０それぞれに設けられている。回転軸２０の方向から見た上面視において、複数の第１の撹拌羽根３２同士は、回転領域Ａ内に収められた位置関係であればよい。すなわち、回転軸２０の方向から見た上面視において、複数の第１の撹拌羽根３２同士は、重複していてもよいし、重複していなくてもよい。同様に、回転軸２０の方向から見た上面視において、複数の第２の撹拌羽根３３同士は、回転領域Ｂ内に収められた位置関係であればよく、重複していてもよいし、重複していなくてもよい。

【0033】

ここで、予備発泡装置１０では、図３の３０２に示される内側の第１の撹拌羽根３２の回転領域Ａでは、発泡粒子が上方へ移動する。一方、図３の３０２に示される外側の第２の撹拌羽根３３の回転領域Ｂでは、発泡粒子が下方へ移動する。したがって、図３の３０３に示されるように、撹拌翼３０の回転動作中、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３の上述した作用により、予備発泡室Ｔ内の発泡粒子に流れＦが生じる。当該流れＦは、回転軸２０近傍の内側では上昇する一方、回転軸２０から遠い外側では下降する流れである。その結果、予備発泡装置１０では、予備発泡室Ｔ内の発泡粒子が上層と下層との間で相互移動するので、撹拌混合性が向上する。

【0034】

したがって、本実形態に係る予備発泡装置１０によれば、撹拌翼３０の撹拌により、予備発泡室Ｔ内における発泡粒子の上下方向および水平方向の両方の流動性を向上する。その結果、発泡粒子が均一に加熱されるため、発泡倍率のバラツキが小さい二段発泡粒子を得ることができる。また、撹拌翼３０の構造によって発泡倍率のバラツキを低減しているので、予備発泡装置１０にかかる費用が安価である。

【0035】

傾斜角度θ_１およびθ_２は、互いに異なっていればよく、上述した流れＦを生じさせるために被混合物の種類に応じて適宜設定することができる。特に、被混合物が発泡粒子等の粒子である場合、傾斜角度θ_１およびθ_２の一方の角度が鈍角であり、他方の角度が鋭角であることが好ましく、例えば図２の２０１～２０３に示された構成が挙げられる。

【0036】

また、傾斜角度θ_１およびθ_２の何れを鈍角または鋭角とするかは、撹拌翼３０の回転方向等に応じて適宜設定可能である。例えば、撹拌翼３０の回転方向が図２の２０１および２０２に示された回転方向を逆である場合、第１の撹拌羽根３２の傾斜角度θ_１を鈍角とし、第２の撹拌羽根３３の傾斜角度θ_２を鋭角とすることもできる。

【0037】

また、傾斜角度θ_１およびθ_２は、傾斜角度θ_１＋傾斜角度θ_２＝１８０°であることが好ましい。このように傾斜角度θ_１およびθ_２が設定されている場合、回転軸２０と反対側の端部から見ると、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は線対称な位置関係となっている。それゆえ、撹拌翼３０の回転動作中、予備発泡室Ｔ内の発泡粒子は、上方および下方に均等に移動することなる。このため、より安定して、予備発泡室Ｔ内の発泡粒子を上層と下層との間で相互移動させることができる。

【0038】

また、撹拌翼３０の回転動作中に発泡粒子を上方および下方に均等に移動させるためには、第１の撹拌羽根３２の回転領域Ａの面積は、第２の撹拌羽根３３の回転領域Ｂの面積と同じであることが好ましい。これにより、発泡粒子がかき上げられる領域は、発泡粒子がかき下げられる領域と略同じになるので、発泡粒子が上方および下方に均等に移動する。

【0039】

それゆえ、第１の撹拌羽根３２の長さｒ_１および第２の撹拌羽根３３の長さｒ_２は、回転領域Ａの面積が回転領域Ｂの面積と同じになるように設定されていることが好ましい。より具体的には、回転軸２０に対し垂直な方向において、長さｒ_１およびｒ_２の比率ｒ_１：ｒ_２は、好ましくは５：５～９：１であり、より好ましくは６：４～８：２であり、特に好ましくは７：３である。

【0040】

傾斜角度θ_１は、回転により発泡粒子をかき上げる作用が生じ得る角度であれば、任意の角度でよい。傾斜角度θ_１は、好ましくは１０～８０°であり、より好ましくは３０～６０°であり、特に好ましくは４０～５０°である。

【0041】

また、傾斜角度θ_２は、回転により発泡粒子をかき下げる作用が生じ得る角度であれば、任意の角度でよい。傾斜角度θ_２は、好ましくは１００～１７０°であり、より好ましくは１２０～１５０°であり、特に好ましくは１３０～１４０°である。

【0042】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図４は、本実施形態に係る予備発泡装置に備えられた撹拌翼３０の構成を示し、図４の４０１は上面図であり、図４の４０２は側面図であり、図４の４０３は１つの撹拌翼３０について回転軸２０と反対側から見た構成を示す図である。

【0043】

図４の４０１～４０３に示されるように、本実施形態に係る予備発泡装置は、多段の撹拌翼３０が螺旋形状を形成するように、回転軸２０に設けられている点が前記実施形態１と異なる。図４の４０１に示されるように、２段目の撹拌翼３０は、１段目の撹拌翼３０から回転方向と反対方向に角度αだけ回転した位置関係となっている。一般化すると、上面視において、ｎ段目の撹拌翼３０は、ｎ－１段目の撹拌翼３０から回転方向と反対方向に角度αだけ回転した位置関係となっている。このような位置関係になっていることにより、多段の撹拌翼３０は、回転軸２０の方向に伸びる螺旋形状を構成することになる。

【0044】

なお、本実施形態では、ｎ段目の撹拌翼３０は、ｎ－１段目の撹拌翼３０から回転方向に角度αだけ回転した位置関係となっていてもよい。この場合、多段の撹拌翼３０は、図４と逆方向の螺旋形状を構成することになる。

【0045】

このように本実施形態では、撹拌翼３０は、水平方向に延在しており、所定の間隔を開けて、回転軸２０に多段に配置されている。そして、多段の撹拌翼３０は、螺旋形状を形成するように回転軸２０に設けられている。このような構成であっても、予備発泡室内の発泡粒子を上層と下層との間で相互移動させることができる。特に、本実施形態に係る予備発泡装置では、撹拌翼３０を螺旋状に配置することにより発泡粒子の混合攪拌性能が向上する。

【0046】

また、上面視におけるｎ段目の撹拌翼３０とｎ－１段目の撹拌翼３０とのなす角度αは、撹拌翼の段数（ｎ）に応じて適宜設定可能である。１８０°÷段数（ｎ）で求められる角度αは、好ましくは１０°～６０°であり、より好ましくは１０°～４５°であり、特に好ましくは１０°～３０°である。

【0047】

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図５は、本実施形態に係る予備発泡装置の構成を模式的に示し、図５の５０１は断面図であり、図５の５０２は内部構成を示す上面図である。

【0048】

図５の５０１および５０２に示されるように、本実施形態に係る予備発泡装置は、多段の撹拌翼３０の配置が前記実施形態１および２と異なる。図５の５０１および５０２に示されるように、平面視において、ｎ段目の撹拌翼３０とｎ－１段目の撹拌翼３０とは、互いに直交する位置関係となっている。

【0049】

このように配置された多段の撹拌翼３０であっても、予備発泡室内の発泡粒子を上層と下層との間で相互移動させることができる。

【0050】

〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図６は、本実施形態に係る予備発泡装置に備えられた２種類の撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂの構成を示し、図６の６０１は上面図であり、図６の６０２は側面図である。また、図６の６０３は、撹拌翼３０Ｂの詳細な構成を示す側面図であり、図６の６０４は、撹拌翼３０Ｂについて回転軸２０と反対側から見た構成を示す側面図である。また、図６の６０５は、撹拌翼３０Ａの詳細な構成を示す側面図であり、図６の６０６は、撹拌翼３０Ａについて回転軸２０と反対側から見た構成を示す側面図である。

【0051】

実施形態１～３に係る予備発泡装置は、同一の撹拌翼３０に対して第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３が設けられていた。しかし、本発明の実施形態に係る予備発泡装置は、実施形態１～３に限定されず、次の（ａ）および（ｂ）を満たす構成であればよい。（ａ）第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は１つ以上の撹拌翼３０に対して設けられる。（ｂ）回転軸２０の方向から見た上面視において、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は互いに重複しない。前記（ａ）について換言すれば、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は、１以上の撹拌翼からなる同一組（換言すれば、単位グループ）に対して設けられていればよい。さらに換言すれば、第２の撹拌羽根３３は、第１の撹拌羽根３２が設けられた撹拌翼と同一または別の撹拌翼に設けられていればよい。図６の６０１～６０６に示されるように、本実施形態に係る予備発泡装置は、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３が同一の撹拌翼に対して設けられていない点が前記実施形態１と異なる。すなわち、本実施形態に係る予備発泡装置では、第１の撹拌羽根３２が設けられた撹拌翼３０Ａと第２の撹拌羽根３３が設けられた撹拌翼３０Ｂとは、異なっている。

【0052】

撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂはそれぞれ、本体軸部３１を備えている。この本体軸部３１は、回転軸２０の取付部２１に取り付けられる。第１の撹拌羽根３２は、撹拌翼３０Ａの本体軸部３１に設けられている一方、第２の撹拌羽根３３は、撹拌翼３０Ｂの本体軸部３１に設けられている。撹拌翼３０Ａに取り付けられた第１の撹拌羽根３２は、撹拌翼３０Ｂに取り付けられた第２の撹拌羽根３３よりも回転軸２０に近くなるように配置されている。より具体的には、回転軸２０の方向から見た上面視において、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３の位置関係は、次の（ｉ）および（ｉｉ）を満たす。（ｉ）前記上面視において、第１の撹拌羽根３２の回転領域と第２の撹拌羽根３３の回転領域とが重複しない。（ｉｉ）前記上面視において、第２の撹拌羽根３３の回転領域である環状軌跡内に、第１の撹拌羽根３２の回転領域が収まる。

【0053】

また、図６の６０４および６０６に示されるように、第２の撹拌羽根３３の水平面に対する傾斜角度θ_２は、鈍角である。さらに、図６の６０６に示されるように、第１の撹拌羽根３２の水平面に対する傾斜角度θ_１は、鋭角である。このため、第１の撹拌羽根３２は、撹拌翼３０の回転方向へ向かって下方へ傾斜する構成となっている。また、第２の撹拌羽根３３は、撹拌翼３０の回転方向へ向かって上方へ傾斜する構成となっている。

【0054】

また、図６の６０１および６０２に示されるように、撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂは、所定の間隔を開けて、互い違いになるように多段に配置されている。換言すると、撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂからなる撹拌翼の組が多段に配置されている。そして、前記撹拌翼の組では、撹拌翼３０Ａは撹拌翼３０Ｂよりも下側に配置されている。

【0055】

また、２段目の撹拌翼３０Ｂは、１段目の撹拌翼３０Ａから回転方向と反対側に角度αだけ回転した位置関係となっている。一般化すると、上面視において、ｎ段目の撹拌翼３０Ｂは、ｎ－１段目の撹拌翼３０Ａから回転方向と反対方向に角度αだけ回転した位置関係となっている。このような位置関係になっていることにより、多段の撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂは、回転軸２０の方向に伸びる螺旋形状を構成することになる。

【0056】

なお、本実施形態では、ｎ段目の撹拌翼３０Ｂは、ｎ－１段目の撹拌翼３０Ａから回転方向に角度αだけ回転した位置関係となっていてもよい。この場合、多段の撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂは、図６の６０２と逆方向の螺旋形状を構成することになる。

【0057】

このように、本実施形態に係る予備発泡装置では、隣接する２つの撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂからなる同一組に対して、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３が取り付けられている。第２の撹拌羽根３３は、第１の撹拌羽根３２が設けられた撹拌翼３０Ａとは別の撹拌翼３０Ｂに設けられている。本実施形態に係る予備発泡装置では、１以上の撹拌翼からなる組（すなわち、２つの撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂからなる組）は複数設けられており、互いの組は同一である。そして、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は、水平面に対して傾斜しているとともに、互いに異なる傾斜角度θ_１およびθ_２を有する。また、撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂは、所定の間隔を開けて、互い違いになるように多段に配置されている。すなわち、２つの撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂからなる組は、多段に配置されている。

【0058】

このような構成であっても、予備発泡室内の発泡粒子を上層と下層との間で相互移動させることができる。特に、本実施形態に係る予備発泡装置では、撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂを螺旋状に配置することにより発泡粒子の混合攪拌性能が向上する。

【0059】

また、上面視におけるｎ段目の撹拌翼３０Ｂとｎ－１段目の撹拌翼３０Ａとのなす角度αは、撹拌翼の段数（ｎ）に応じて適宜設定可能である。１８０°÷段数（ｎ）で求められる角度αは、好ましくは１０°～６０°であり、より好ましくは１０°～４５°であり、特に好ましくは１０°～３０°である。

【0060】

（発泡容器１に投入される発泡粒子について）
発泡容器１に投入される発泡粒子は、二段発泡が必要な発泡粒子であれば、特に限定されない。例えば、当該発泡粒子として、熱可塑性樹脂発泡粒子が挙げられる。

【0061】

本実施形態にて使用される熱可塑性樹脂発泡粒子の基材樹脂は、一般的な公知の発泡性の熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアミド系樹脂、およびこれらの混合物等が挙げられる。前記熱可塑性樹脂は、好ましくは、ポリオレフィン系樹脂、またはポリエステル系樹脂である。ポリエステル系樹脂としては、例えば、脂肪族系ポリエステル樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂、脂肪族芳香族系ポリエステル樹脂などが挙げられる。ポリエステル系樹脂の具体例としては、例えば、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリ（ブチレンアジペート－ｃｏ－ブチレンテレフラレート）（ＰＢＡＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。また、ポリヒドロキシアルカノエートは、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（ＰＨＢＨ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート）（Ｐ３ＨＢ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシバリレート）（ＰＨＢＶ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－４－ヒドロキシブチレート）（Ｐ３ＨＢ４ＨＢ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシオクタノエート）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシオクタデカノエート）からなる群から選択される少なくとも１種である。これらの中でも、ポリオレフィン系樹脂が好適に使用される。すなわち、発泡容器１に投入される発泡粒子は、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子であることが好ましい。

【0062】

以下、熱可塑性樹脂粒子の基材樹脂としてポリオレフィン系樹脂を使用した実施形態について説明する。なお、本実施形態に使用され得る熱可塑性樹脂粒子の基材樹脂は、ポリオレフィン系樹脂に限定されない。

【0063】

前記ポリオレフィン系樹脂とは、オレフィン単位を５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上含む樹脂のことである。ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低分子量ポリエチレン等のポリエチレン類；プロピレンホモポリマー；エチレン－プロピレンランダム共重合体、エチレン－プロピレン－１－ブテンランダム共重合体、プロピレン－１－ブテンランダム共重合体等のα－オレフィン－プロピレンランダム共重合体、並びに、α－オレフィン－プロピレンブロック共重合体等のポリプロピレン類；プロピレンホモポリマー、ポリブテン等のその他のポリオレフィンホモポリマー類；等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種類以上併用してもよい。

【0064】

これらの内でも、エチレン－プロピレンランダム共重合体、エチレン－プロピレン－１－ブテンランダム共重合体、およびプロピレン－１－ブテンランダム共重合体が、発泡粒子とするときに良好な発泡性を示すため、好適に使用される。

【0065】

また、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂には、ポリオレフィン系樹脂以外に、該ポリオレフィン系樹脂の特性が失われない範囲で、他の熱可塑性樹脂、例えばポリスチレン、ポリブテン、アイオノマー等が混合されていてもよい。

【0066】

また、ポリオレフィン系樹脂は、通常、発泡粒子を製造し易いように、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて溶融し、且つ円柱形状、楕円形状、球形状、立方体形状、直方体形状等の樹脂粒子に予め加工しておくことが好ましい。なお、樹脂粒子はペレットとも称する。

【0067】

ポリオレフィン系樹脂粒子は、一粒の重量が０．１～３０ｍｇであることが好ましく、０．３～１０ｍｇであることがより好ましい。

【0068】

ポリオレフィン系樹脂に添加剤を加える場合には、前記ポリオレフィン系樹脂粒子の製造前に、ブレンダー等を用いてポリオレフィン系樹脂と添加剤とを混合することが好ましい。添加剤の具体例としては、セル造核剤（単に造核剤とも称する）が挙げられる。また、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素系発泡剤を使用する場合には、造核剤としては、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、酸化チタン、ベントナイト、硫酸バリウム等のような無機造核剤が一般に使用される。セル造核剤の添加量は、使用するポリオレフィン系樹脂の種類、セル造核剤の種類によって異なるので一概には規定できないが、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、概ね０．００１重量部以上、２重量部以下であることが好ましい。

【0069】

また、空気、窒素、二酸化炭素、水等の無機発泡剤を使用する場合には、前記無機造核剤および／または親水性物質を使用することが好ましい。水系分散物の分散媒として水を使用する場合には、ポリオレフィン系樹脂中に水が含浸し、含浸した水が他の発泡剤と共にあるいは単独で発泡剤として作用する。

【0070】

前記親水性物質は、ポリオレフィン系樹脂に含浸される水分量を多くするように作用する。親水性物質の具体例としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硼砂、硼酸亜鉛等の無機物質；あるいは、グリセリン、メラミン、イソシアヌル酸、メラミン・イソシアヌル酸縮合物；ポリエチレングリコール、またはポリエチレンオキシド等のポリエーテル、ポリエーテルのポリプロピレン等への付加物、およびこれらのポリマーアロイ；エチレン－（メタ）アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、ブタジエン－（メタ）アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、カルボキシル化ニトリルゴムのアルカリ金属塩、イソブチレン－無水マレイン酸共重合体のアルカリ金属塩、ポリ（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩等の重合体；等の有機物が挙げられる。これら親水性物質は、単独で用いてもよく、２種類以上併用してもよい。

【0071】

親水性物質の添加量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０ ．００５重量部以上、２重量部以下であることが好ましく、０．００５重量 部以上、１重量部以下であることがより好ましい。親水性物質の種類および量を調整することにより、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の平均気泡径を調整することができる。

【0072】

さらに、ポリオレフィン系樹脂粒子の製造時には、必要により着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、リン系加工安定剤、ラクトン系加工安定剤、金属不活性剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾエート系光安定剤、ヒンダートアミン系光安定剤、難燃剤、難燃助剤、酸中和剤、結晶核剤、アミド系添加剤等の添加剤を、ポリオレフィン系樹脂の特性を損なわない範囲で添加することができる。

【0073】

また、発泡剤としては、プロパン、イソブタン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の揮発性の炭化水素系発泡剤、および空気、窒素、二酸化炭素、水等の無機ガスを用いることが可能である。無機ガスを用いる場合は、比較的高い発泡倍率の発泡粒子が得られやすいことから、二酸化炭素が好ましい。これら発泡剤は、単独で用いてもよく、２種類以上併用してもよい。

【0074】

水系分散媒としては水を使用することが好ましい。メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等を水に添加した分散媒も、水系分散剤として使用することができる。

【0075】

水系分散媒においては、ポリオレフィン系樹脂粒子同士の融着を防止するために、分散剤を使用することが好ましい。分散剤の具体例としては、例えば、第三リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、酸化チタン、塩基性 炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、タルク、クレー等の無機系分散剤が挙げられる。これらの中でも、第三リン酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリンが、少ない使用量でも耐圧容器内のポリオレフィン系樹脂粒子を含んでなる水系分散物を安定的に分散させることができるため、より好ましい。

【0076】

また、分散剤と共に分散助剤を使用することが好ましい。分散助剤の具体例としては、例えば、Ｎ－アシルアミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド等のカルボン酸塩型；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩等のスルホン酸塩型；硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩等の硫酸エステル型；および、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンリン酸塩、アルキルアリルエーテル硫酸塩等のリン酸エステル型；等の陰イオン界面活性剤が挙げられる。また、分散助剤として、マレイン酸共重合体塩；ポリアクリル酸塩等のポリカルボン酸型高分子界面活性剤；および、ポリスチレンスルホン酸塩、ナフタルスルホン酸ホルマリン縮合物塩；等の多価陰イオン高分子界面活性剤も使用することができる。

【0077】

分散助剤として、スルホン酸塩型の陰イオン界面活性剤を使用することが好ましく、さらには、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩から選ばれる１種もしくは２種類以上の混合物を用いることが好ましい。また、アルキルスルホン酸塩を使用することがより好ましく、疎水基として炭素数１０～１８の直鎖状の炭素鎖を持つアルキルスルホン酸塩を使用することが、ポリオレフィン系樹脂の発泡粒子に付着する分散剤を低減することができるため、特に好ましい。

【0078】

そして、本発明の実施形態においては、分散剤として第三リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、硫酸バリウムまたはカオリンから選ばれる１種以上と、分散助剤としてｎ－パラフィンスルホン酸ソーダを併用することが特に好ましい。

【0079】

分散剤および分散助剤の使用量は、その種類、または用いるポリオレフィン系樹脂の種類および使用量に応じて異なる。通常、分散剤は、水系分散媒１００重量部に対して、０．１重量部以上、５重量部以下で配合することが好ましく、０．２重量部以上、３重量部以下で配合することがより好ましい。分散助剤は、水系分散媒１００重量部に対して、０．００１重量部以上、０．３重量部以下で配合することが好ましく、０．００１重量部以上、０．１重量部以下で配合することがより好ましい。また、ポリオレフィン系樹脂粒子は、水系分散媒中での分散性を良好にするため、通常、水系分散媒１００重量部に対して、２０重量部以上、１００重量部以下で使用することが好ましい。前記構成であれば、ポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器内で水系分散媒中に安定に分散させることができる。

【0080】

（発泡粒子の製造方法）
本実施形態に係る発泡粒子の製造方法は、上述した実施形態１～４に係る発泡装置を用いて、発泡粒子を製造する工程を有する。例えば図１並びに図２の２０１および２０２を参照して説明すると、本実施形態に係る発泡粒子の製造方法は、発泡容器１の予備発泡室Ｔに発泡粒子を投入する投入工程と、前記発泡粒子を、複数の撹拌翼３０により撹拌しつつ、予備発泡室Ｔへ蒸気を供給して加熱することにより、前記発泡粒子を二段発泡する二段発泡工程と、を含み、撹拌翼３０は、少なくとも第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３（第１および第２の羽根）を有し、第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３は、水平面に対して傾斜しているとともに、互いに異なる傾斜角度θ_１およびθ_２を有する構造になっている。

【0081】

本実施形態に係る発泡粒子の製造方法によれば、撹拌翼３０の撹拌により、予備発泡室Ｔ内における発泡粒子の上下方向および水平方向の両方の流動性を向上し、発泡粒子が均一に加熱される。このため、発泡倍率のバラツキが小さい二段発泡粒子を得ることができる。

【0082】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【0083】

（まとめ）
本発明の態様１に係る混合装置（予備発泡装置１０）は、被混合物を収容する容器（発泡容器１）と、前記被混合物を攪拌する複数の撹拌翼３０、３０Ａ、３０Ｂと、前記撹拌翼３０、３０Ａ、３０Ｂを回転させる回転軸２０と、を備え、前記撹拌翼（１つの撹拌翼３０、または２つの撹拌翼３０Ａおよび３０Ｂ）に対して、少なくとも第１および第２の羽根（第１の撹拌羽根３２および第２の撹拌羽根３３）を有し、前記第１および第２の羽根は、水平面に対して傾斜しているとともに、互いに異なる傾斜角度θ_１およびθ_２を有し、上面視において、前記第１および第２の羽根は互いに重複しない構成である。

【0084】

本発明の態様２に係る混合装置（予備発泡装置１０）は、態様１において、同一の前記撹拌翼３０に対して、前記第１および第２の羽根を少なくとも有する構成である。すなわち、前記第１および第２の羽根は、同一の前記撹拌翼３０に設けられている構成である。

【0085】

本発明の態様３に係る混合装置（予備発泡装置１０）は、態様１において、前記第１の羽根（第１の撹拌羽根３２）が設けられている前記撹拌翼３０Ａと前記第２の羽根（第２の撹拌羽根３３）が設けられている前記撹拌翼３０Ｂとは、互いに異なる構成である。すなわち、前記第１の羽根（第１の撹拌羽根３２）および第２の羽根（第２の撹拌羽根３３）は、それぞれ異なる前記撹拌翼３０Ａ・３０Ｂに設けられている構成である。

【0086】

本発明の態様４に係る混合装置（予備発泡装置１０）は、態様１～３の何れかにおいて、前記第１の羽根（第１の撹拌羽根３２）の前記水平面に対する傾斜角度θ_１が鋭角であり、前記第２の羽根（第２の撹拌羽根３３）の前記水平面に対する傾斜角度θ_２が鈍角である構成である。

【0087】

本発明の態様５に係る混合装置（予備発泡装置１０）は、態様１～４の何れかにおいて、前記撹拌翼３０は、水平方向に延在しており、所定の間隔を開けて、前記回転軸２０に多段に配置されている構成である。当該混合装置は、特に前記態様３においては、前記第１の羽根が設けられている前記撹拌翼３０Ａと前記第２の羽根が設けられている前記撹拌翼３０Ｂとは、前記回転軸２０の長手方向に、互い違いに多段に配置されている構成であることが好ましい。

【0088】

本発明の態様６に係る混合装置（予備発泡装置１０）は、態様５において、前記多段の撹拌翼３０、３０Ａ、３０Ｂは、螺旋形状を形成するように前記回転軸２０に設けられている構成である。

【0089】

本発明の態様７に係る混合装置（予備発泡装置１０）は、態様１～６の何れかにおいて、前記回転軸に対し垂直な方向において、前記第１および第２の羽根の長さｒ_１およびｒ_２の比率ｒ_１：ｒ_２は、５：５～９：１である構成である。

【0090】

本発明の態様８に係る発泡装置（予備発泡装置１０）は、前記被混合物は、発泡粒子であり、態様１～７の何れかの混合装置を備えた構成である。

【0091】

本発明の態様９に係る発泡粒子の製造方法は、態様８の発泡装置を用いて、発泡粒子（例えば二段発泡粒子）を製造する工程を有する。

【実施例】

【0092】

以下、実施例、参考例、および比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されて解釈されるべきではない。

【0093】

図７は、実施例、参考例、および比較例について、使用する予備発泡装置の前提的構成を示す図であり、図７の７０１は断面図であり、図７の７０２は内部構成を示す上面図である。図７の７０１および７０２に示されるように、実施例、参考例、および比較例の予備発泡装置は、多段の撹拌翼Ｇが螺旋形状を形成するように回転軸２０に設けられている構成が前提となっている。また、発泡容器１の内径φは、２９０ｍｍである。さらに、撹拌翼Ｇは、発泡容器１の内壁と離間しており、長さＬが２８２ｍｍである。また、角度αは、３０°である。さらに、撹拌翼Ｇの水平面に対する傾斜角度は４５°である。

【0094】

図７の７０１および７０２に示された予備発泡装置を使用して、発泡粒子の撹拌混合性を評価した。より具体的には、まず、発泡容器１に白色の発泡粒子および黒色の発泡粒子を上下２層になるように仕込んだ。そして、撹拌回転数７５ｒｐｍで撹拌翼Ｇを回転したときの発泡粒子の流動性および撹拌混合性を、２色の発泡粒子の挙動および混色性として可視化して評価した。

【0095】

（実施例）
図７の７０１および７０２に示される構成において、撹拌翼Ｇに図２の２０１～２０３に示される撹拌翼３０を適用した予備発泡装置を使用して、発泡粒子の流動性および撹拌混合性を評価した。第１の撹拌羽根３２の長さｒ_１および第２の撹拌羽根３３の長さｒ_２の比率ｒ_１：ｒ_２は、７：３であった。また、第１の撹拌羽根３２の傾斜角度θ_１は４５°であり、第２の撹拌羽根３３の傾斜角度θ_２は１３５°であった。

【0096】

（参考例）
図７の７０１および７０２に示される構成において、撹拌翼Ｇの長さＬを２５０ｍｍに短くした予備発泡装置を使用して、発泡粒子の流動性および撹拌混合性を評価した。

【0097】

（比較例）
図７の７０１および７０２に示される予備発泡装置を使用して、発泡粒子の流動性および撹拌混合性を評価した。

【0098】

図８は、実施例、参考例、および比較例における発泡粒子の流動性および撹拌混合性の評価結果を示すイメージ図である。

【0099】

まず、比較例と参考例との比較結果について説明する。図８に示されるように、長さＬが短い撹拌翼Ｇを使用した参考例の方が、長さＬが長い撹拌翼Ｇを使用した比較例よりも早く白色の発泡粒子が上方に出現し混合されていた。このことから、参考例の方が比較例よりも撹拌混合性が良好であることがわかった。

【0100】

また、撹拌翼Ｇの回転中の側面観察の結果、参考例では、発泡粒子の上側から下側への流動は、参考例では観察されたのに対して、比較例では観察されなかった。比較例では、回転方向への発泡粒子の流動が観察された。

【0101】

このような結果となった理由として、撹拌中の発泡容器１の壁部における発泡粒子の上下方向の流動が、長さＬが長い撹拌翼Ｇにより阻害されることが考えられる。

【0102】

上述の通り、撹拌翼Ｇの長さＬが短い場合、発泡粒子が発泡容器１の中央で上昇する一方、発泡容器１の側壁側では下降する流れが生じて上下混合される。しかし、撹拌翼Ｇの長さＬが長い場合、発泡容器１の側壁側での発泡粒子が下降する流れが阻害される。このため、発泡粒子の撹拌混合性を良好する点では、撹拌翼Ｇの長さが短い方が有利であると考えられる。

【0103】

一方で、実際の予備発泡装置を用いた二段発泡粒子の生産においては、二段発泡粒子を予備発泡装置外部へ排出する排出工程が必要である。当該排出工程では、撹拌翼Ｇを回転させながら掃除用エアとともに発泡容器１内の粒子を外部へ排出する。このため、撹拌翼Ｇの長さＬが短い場合、排出工程にて発泡容器１内の粒子が側壁に残る可能性がある。

【0104】

それゆえ、長さＬが短い撹拌翼Ｇを使用した場合、上層と下層との相互移動による発泡粒子の混合性が確保される一方、効率的に粒子を装置外に排出できないおそれがある。また、長さＬが長い撹拌翼Ｇを使用した場合、発泡粒子の混合性は良好ではないが、効率的に粒子を装置外に排出できる。

【0105】

そこで、本願発明者は、上層と下層との相互移動による発泡粒子の混合性が確保されつつ、長さＬが長い撹拌翼を考案し、図２の２０１～２０３に示される撹拌翼３０の構造を開発した。図８に示されるように、撹拌翼Ｇに撹拌翼３０を適用した実施例の方が、長さＬが長い撹拌翼Ｇを使用した比較例よりも格段に早く白色の発泡粒子が上方に出現し混合されていた。このことから、実施例の方が比較例よりも撹拌混合性が良好であることがわかった。さらに、実施例は、長さＬが短い撹拌翼Ｇを使用した参考例と比較しても同等以上の撹拌混合性があることがわかった。

【産業上の利用可能性】

【0106】

本発明は、被混合物の混合が必要な技術分野、特に樹脂の発泡に撹拌技術を使用する技術分野に利用することができる。

【符号の説明】

【0107】

１ 発泡容器（被混合物を収容する容器）
１０ 予備発泡装置（混合装置）
２０ 回転軸
３０、３０Ａ、３０Ｂ 撹拌翼
３２ 第１の撹拌羽根（第１の羽根）
３３ 第２の撹拌羽根（第２の羽根）
θ_１、θ_２ 傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】