JPH02227211A - 熱可塑性フォームの製造方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的にいって熱可塑性フオーム組成物の低温
での製造に特に有用な方法と装置に関する。本発明はま
た非常に望ましい量のゴムと難燃剤を含む新規なフオー
ム組成物にも関する。

〔従来の技術〕

熱可塑性フオーム組成物の商業的製造は１９３０年代に
開示された。初期の開示である米国特許第２．０２３．
２０４号（発明者　ムンターら）には発泡剤を含む加圧
容器中で熱５Ｔ塑性樹脂を溶融させるフオーム仮のバッ
チ式製造法が記載されている。容器中のバルブ開口は樹
脂を外側空気に又は成形容器に直接発泡させる。

押出し器装置を使用する連続フオーム製造法の出現に伴
ない、改良されたフォーム生成物が安価で製造可能にな
り。

広範囲の商業的用途をもたらした。押出し器装置を改良
し従って製造法を改良する努力において多数の方法が開
発された。

米国特許第２，５１５，２５０号（発明者　マツフィン
タイヤ）には熱ＯＴ塑性フォーム組成物の製造法および
フオーム組成物の製造装置が記載されており、該装置は
押出し器と加圧貯蔵容器との間に配置した温度／圧力調
節区域を含むものである。

米国特許第３，８３０，９０１号（発明者　ウィンステ
ッド）には熱ａＴｍ性フオーム組成物の連続押出し法な
らびに押出し器とギヤ・ポンプと離動区域とグイから成
る装置が記載されている。

現在では、熱可塑性フォームの商業的製造は代表的には
押出し器が樹脂を溶融および加力し℃樹脂溶融物を作り
、そしてこの溶融物に添加物と発泡剤を混合して樹脂ゲ
ルを作るための手段である装ｍ？：使用している。次い
でこのゲルを冷却−圧力低下器具および発泡用器具に送
る。

熱可塑性樹脂フォームの製造は必然的に樹脂のガラス転
移点ＣＴｙ）または融点（Ｔｍ　）より高い温度で行な
わなければならない。ＴｇまたはＴｔｎのり上に良好な
構造一体性をもつフオーム組成物を製造するための最適
温度が存在する。

最適の操作温度を決定するパラメータの中に樹脂のＮ量
平均分子ｔ　（ＭｌＦ’　）分布および樹脂ゲル中の添
加物の種類と量がある。たとえは、約１００℃のガラス
転移点をもつ約２００．０００の数平均分子量（Ｍｌ／
’）のポリスチレン樹脂ゲルを処理するための最適に望
ましい温度範囲は約り４０℃〜約１９５℃である。他の
温度範囲が他の樹脂および他の樹脂／添加物組成物に適
用される。

最適の生産率でフオーム組成物を製造するための普通に
使用される商業的方法において、９Ｂ脂ゲルの温度は最
適の温度範囲を越える。たとえは、ポリスチレン・ゲル
を処理するだのの温度範囲は通常約り００℃〜約２５０
℃の範囲にある。生産遊が約２００ボンド／時（９ｏｑ
／時〕を越えると１！！２００℃より高い温度が起る。

高生産率における茜いゲル温度は押出し器スクリューの
移動によって発生する剪断力により生ずる熱エネルギー
による。樹脂を溶融させるに必要な温度を越えるゲル温
度は若干の問題を生ゼしのる。

１つの問題＆Ｘ樹脂溶融物に離燃剤を導入するとき生ず
る。

約１９０℃を越える温度において、普通に使用されるノ
１０ゲン化姦燃剤たとえはへ午すブロモンクロドデカン
（ＨＢＣＬ））、ペンタブロモモノタロロシクロヘキサ
ン（ＰＢＣＨ）およびテトラプロビスフェノールＡ（Ｔ
ＢＢＡ）はかなりな菫のフリーラジカル劣化生成物をも
たらす十分な劣化を示す。フリーラジカルは樹脂ゲルの
ポリマー骨格と反応して鎖の切断をもたらし樹脂の重量
平均分子量（ＭＷ）を低下させる。低いＭＷの樹脂は生
成するフオーム組成物の構造性に望ましくない影響を及
ぼす。

ＭＦＦ’損失を補償するために普通に使用される１つの
技術は、生成するフオーム組成物の所望のＭＩｒ７より
も高い平均ＭＷの樹脂を用いてフオームの製造法を開始
することである。然しながら、高いＮＩＰ’樹脂の使用
は温度に関係する劣化の問題を完全には解決しない。樹
脂のＭＩｒが増大するにつれて、樹脂ゲルの粘度を！増
大して押出し器の混合室での剪断力の増大をもたらす。

次いで増大した剪断力は樹脂ゲルの温度の増大を生じて
添加物および樹脂の更なる劣化を生ぜしのる。

高温処理の更なる欠点は製造しつるフオーム組成物の種
類の限定に関する。たとえば、高いゴム含量および好ま
しい離燃剤の望ましく高い含量を有するフオーム組成物
は高温で容易に製造することができない。樹脂ゲルのゴ
ム相は容易に劣化し且つハロゲン化難燃剤は劣化のプロ
セスを増大させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

押出し器を使用するフオームの製造に課せられた上記の
制限および問題のために、ある種の熱可塑性フオーム組
成物を製造するための別の方法を見出すことは非常に望
ましいことである。本発明はこの課題を解決しようとす
るものである。

すなわち、本発明は望ましくないほど高い温度範囲を生
ゼしのる高い生産量において熱可塑性樹脂フオームを製
造する際に遭遇する問題に解決を与えるためのものであ
る。

本発明の方法と装置を使用することによって、改良され
たゴム変性フオーム組成物を生産量を犠牲にすることな
しに低温において製造することができる。

〔課題を解決するための手段〕

簡単にいって１本発明には３つの面が存在する。−面に
おいて１本発明は新規なフオーム生成物に関する。たと
えば、新規なフオーム生成物はゴム変性ポリエチレン樹
脂またはゴム変性ポリスチレン樹脂および樹脂を基準に
して０．０１〜５重量−の難燃剤を含み、ゴム変性樹脂
が全樹脂重量の３〜３０重量−の量でポリマー−マトリ
ックス中に分散ゴム粒子をもつ、熱可塑性フォーム組成
物でありうる。

本発明の他の面は低温範囲での改良されたエネルギー効
率のフオームの製造を示し、樹脂溶融物の温度と樹脂ゲ
ルの温度が生産量とは実質的に無関係に保たれる、熱可
塑性フオーム組成物を連続的に製造するための装置と方
法に関する。このようにして、フォームの低温での製造
が高い生産量において与えられる。

別の面において、本発明は順次に次の（ａ）、（ｂｌ、
（Ｃ）、＜ｄ）および（＃）の諸工程。

（ｃＬ７　　少なくとも１ａ［の熱可塑性樹脂を溶融お
よび混合して樹脂溶融物を作る工程であって、その混合
法を樹脂の実質的な劣化が起る温度に樹脂溶融物を局部
的に温度上昇させるに十分な熱エネルギーの剪断力を加
えることなしに行なう工程； （ｂ）　　樹脂溶融物を樹脂溶融物の実質的な劣化が起
る温度より低い温度で樹脂溶融物への１種またはそれ以
上の発泡剤の導入を可能にするに十分な圧力に加圧し且
つこの圧力に保持する工程； （ｂ３熱可塑性樹脂のガラス転移点もしくは融点より高
い且つ樹脂ゲルの実質的な劣化が起る温度より低い温度
で１種またはそれ以上の発泡剤を樹脂溶融物中に導入し
て樹脂溶融物中に実質的にくまなく分散させる工程；（
ｄ）　　樹脂ゲルを冷却し圧力低下させる工程であって
、圧力低下を構造一体性をもつフオーム組成物の生成に
十分な冷却温度で行ない、冷却と圧力低下を実質的に同
時に行なう工程；および ４−）樹脂ゲルを発泡および生成させて固体のフオーム
組造物を製造するか又は樹脂ゲルを発泡させて固体の発
泡性組成物を製造する工程； を含み、上記の諸工程を一連の段階で連続的に行ない、
樹脂溶融物およびゲルの温度をこれらの段階より前のお
よびこれらの段階のあいだのｍｕｈｇ融物およびゲルの
流れの割合とは実質的に独立に保持することを特徴とす
る熱可塑性樹脂のフォームまたは発泡性組成物の連続製
造法にある。

本発明の熱可塑性樹脂フオームの製造法は現在使用され
ている押出し法の別法であり、バッチ法よりもかなりす
ぐれた改良を与える。最適の生産ｉ１は低い温度での処
理な可能にしながら保持することができる。

更に別の面において１本発明は本発明の方法によって熱
可塑性樹脂のフオームまたは発泡性組成物を連続的に製
造するための装置であって。

穐）　少なくとも１種の熱可塑性樹脂を溶融および混合
して樹脂溶融物を作る器具であって、移動混合要素を備
え。

これらの移動混合要素間の間隔とその相互作用によって
樹脂のガラス転移点または融点より１５０℃以上高い樹
脂溶融物の温度の局部温度上昇を生ゼしのるに十分な熱
エネルギーの剪断力を実質的に伴なうことなしに樹脂ｉ
ｌ融物の実質的な混合を達成させるに適合する、且つ樹
脂の入口および樹脂溶融物の出口を備え、樹脂溶融物を
出口から放出させる器具を備える溶融・混合器具； （ｂ）　　樹脂溶融物を７，０００ｈＰａｇＣ１０００
ｐｓｉｇ）〜７０．０００　ｋＰａｇ　（１０，０００
ｐｓｉｇ　）の範囲の圧力に加圧するための、且つ入口
と出口な備え、そして出口を通る樹脂溶融物の計量器具
を備えるポンプ装置；（ｅ）　　加圧帯域内の樹脂溶融
物中に１種またはそれ以上の発泡剤を分散させるための
加圧混合器具であって１発泡剤の導入用入口、樹脂溶融
物の入口、および加圧下の樹脂ゲルの放出用出口を備え
る加圧混合器具；（ｄ）　　加圧帯域内の樹脂ゲルを冷
却すると同時に該樹脂ゲルをフオーム生成用ダイ・オリ
フィス器具を通して放出させるための、且つ圧力下ｃｒ
）４ｔｌ脂ゲルを収容する入口および冷却したゲルの出
口を備える、冷却−圧力低下器具；および ζ耐　溶融−混合器具の出口とポンプ装置の入口との間
に、ポンプ装置の出口と加圧混合器具の入口との間に、
加圧混合器具の出口と冷却−圧力低下器具の入口との間
に、および冷却−圧力低下器具の出口とフオーム生成用
ダイ・オリフィス器具との間に、それぞれ且つ順次に流
体連通を与える導管類； を備えて成ることを特徴とする熱可塑性樹脂フオームの
連続製造装置にある。

〔発明の態様〕

本発明の１つの態様は、樹脂重量の約０．０１〜約５重
量％の、好ましくは約１〜約３重量％の難燃剤を含み、
残余がゴム変性ポリスチレン樹脂またはゴム変性ポリエ
チレン樹脂および他の添加物（発泡剤を包含する）であ
る新規なゴム変性ポリスチレン樹脂フォーム組成物およ
びゴム変性ポリエチレン樹脂フォーム組成物から成る。

この樹脂は樹脂重量の約３〜３０重徽チ、好ましくは約
３〜２２重量嘩。

更に好ましくは３〜１６重量−の量でポリマー・マトリ
ックス中に分散したゴム好ましくはポリマー・ブタジエ
ン粒子を含む。難燃剤は好ましくはＨＢＣＤ、ＰＢＣＢ
およびＴＢＢＡから成る群からえらばれたハロゲン化化
合物である。発泡剤および添加物は当業技術に知られて
いる量で使用される。

このフオーム組成物は実質的に密閉セル剛性フオームで
あり、少な（とも１ボンド／立方フイー）　（１６＃／
ｓ”　）〜約１０ボンド／立方フィー）（１６０＃／淋
３）、好ましくは約１，０ポンド／立方フイート（１６
匈／蟻３）〜５．０ボンド／立方フィート（８０匈／ｇ
ｌ＆す、更に好ましくは１．０ボンド／″！ｉ方フイー
ト（１６にｇ／渦り〜２．５ボンド／豆方フィー）　（
４０１１４７％りの範囲の密度をもつ。セルの直径は約
０゜１〜４ｆｌ、好ましくは約０．２〜２．５ｍ、更に
好ましくは約０．２〜１ｓｏＩの範囲にある。

本発明の装置と方法を使用して対応するフオーム組成物
を製造するのに利用しうる熱可塑性樹脂の中には米国特
許第４，０８５，０７３号（発明者　スー）に記載のス
チレン系ポリマーのようなポリマーがある。他のオレフ
ィン系ポリマーおよびコポリマーも本発明の方法を使用
して発泡させることができる。このようなオレフィン系
ポリマーおよびコポリマーの例としてポリエチレン、低
密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレ
ン（ＬＬＤＰＥ）、ｆｉ低密度ポリエチレン、エチレン
／酢酸ビニルコポリマー高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ
）、エチレン／アクリル酸（ＥＡＡ）、ポリプロピレン
（ｐｐ）、ポリエステル、ポリカーボネート変性ポリス
チレン、アクリロニトリル／ブタジェン／ポリスチレン
（ＡＥＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニリデ
ンコポリマー、高ブロム含有ゴムｆ性ボｌＪスチレン、
エチレン性イオノマー、スチレン系イオノマー、および
それらの混合物があげられる。

使用しつる発泡剤の中にはハロゲン化炭素およびハロゲ
ン化炭化水素たとえばクローフルオロカーボンおよびフ
ルオロカーボン、クロロフルオロ炭化水素およびフルオ
ロ炭化水素、水、二酸化炭素、ハロゲン化低級アルキル
（たとえばメチルクロライドおよびエチルクロライド）
、１〜６個の炭素原子をもつ低級アルカン（たとえばブ
タン）、窒素ガス、および酸素ガスがある。好ましい発
泡剤はハロ炭化水素（たとえば１つの炭素原子に少なく
とも１個の水素原子が結合しているフルオロ炭化水素ま
たはクロロ炭化水素）、水、二酸化炭素、メチルクロラ
イド、エチルクロライドおよびそれらの混合物である。

熱可塑性樹脂溶融物を製造するために熱可塑性樹脂に混
合しうる酢加物として、難燃剤、セル核剤、セル拡大剤
。

可塑剤、酸除去剤（［スカベンジャー）、着色剤、酸化
防止剤、Ｉ’ｌ剤、静電防止剤、および特に防食剤があ
げられる。

使用しつる且つ好ましい難燃剤の中には臭素含有シクロ
アルキル、最も好ましくはＨＢＣＤ、ＰＢＣＨｌおよび
ＴＢＢＡがある。

セル核剤としてタルク、インジゴ、フタロシアニン・ブ
ルー、酸化マグネシウムおよびステアリン酸金属塩があ
げられるが、これらに限定されない。好ましいセル核剤
はメルク、インジゴ、酸化マグネシウムおよびステアリ
ン酸金属塩を包含する。最も好ましいセル核剤はタルク
である。

セル拡大剤の中にはワックス状物質、ＬＤＰＫおよびＬ
ＬＤＰＥがある。好ましいセル拡大剤はＬＤＰＥおよび
ＬＬＤＰＥである。

可塑剤の中には約１〜２２個の炭素原子を含む飽和脂肪
原油がある。好ましい５Ｔ塑剤はジアセチル・フタレー
ト、ジヘキシル・フタレート、および飽和脂肪原油（た
とえば鉱油）である。

酸スカベンジヤーとして醸化マグネシウムおよびテトラ
・ナトリウム・ピロホス７エート（ｒｓｐｐ）があげら
れるが、これらに限定されない。

本発明の新規な面は、熱可塑性フオーム生成物を製造す
るための樹脂溶融物の溶融混合と加圧および発泡剤の分
散のそれぞれを個々の制御された工程として行ない、そ
れによって作業による樹脂温度の上昇なしにゲル温度を
生産量とは実質的に無関係に制御しうるようになした点
にある。

従って、有利な生産量においての熱可塑性樹脂フオーム
組成物の低温連続製造が増強され確保される。

本発明の上記方法の工程（ａ）〜０ノにおいて、樹脂ゲ
ルの温度は樹脂のガラス転移点ＣＴｙ）または融点（Ｔ
ｔｕｂ　）より約り０℃〜約１５０℃高い、好ましくは
ＴｇまたはＴｍより約り０℃〜約１００℃高い、更に好
ましくはｒｇまたはＴｔｎより約り０℃〜約９０℃高い
、範囲にありうる。

溶融−混合工程（ａ）は約０．０１　ｐａｉｇ　（０，
０７ｋＰα）〜約９８０ｐｓｉｇ（ｂ８００ｋＰａｇ）
、好ましくは約０．０１ｐｓｉｒｔ　（０，０７ｋＰα
）〜約５００ｐａｓｙ（３５００ν）ａ　）。

最も好ましくは約０．０１　ｐｓｉｇ　（０，０７ｂｒ
ａｇ）〜約１００ｐｓｉｇｃ７１００ｐｓｉの範囲の圧
力への樹脂溶融物の予備加圧を含むのが好ましい。

加圧工程（幻および加圧混合工程（ｂ）の圧力は通常的
１１０００ｐｓｉ　（７０００ｂｒａｇ　）　〜約１０
，０００　ｐｓｉｇ　（７０，０００ｋＰａｇ）、好ま
しくは約１０００　ｐｇゼｔｃ７０００ｋＰａｇ）〜約
５０００ｐｓｉｇＣ３５，ＯＯＯｋＰａｇ）、更に好ま
しくは約１５００ｐｇｓｇ（１０，０００＆ＰｅＬｇ　
）　〜約３．０００ｐｓｉｇ　（２１，０００ｋＰａｇ
　）の範囲にある。

冷却、圧力低下および発泡の条件は米国特許筒３．７７
０゜６６８号（発明者　コルペットら）および米国特許
筒２，６６９．７５１号（発明者　マツカーデイらンに
記載されているような漁業技術において普通に使用され
る条件であることができる。

コルペットらはスチレン系ポリマー・フオームおよびそ
の押出しの方法と装置を述べている。マツカーデイらは
熱可塑性フォームの製造の改良法を述べている。本発明
の１つの特徴は押出し器から下流の容器中の樹脂ゲルの
混合および冷却の方法である。

本発明の方法を実施するのに好適な装置の１つの態様が
第１図に示しである。このような装置は熱可塑性樹脂フ
オーム組成物の連続製造に使用することができる。少な
（とも１種の熱可塑性樹脂を液状に溶融し、この樹脂を
混合して樹脂溶融物を作るための溶融・混合器具（１０
）が示しである。この溶融・混合器具（１０）は移動混
合要素間の間隔とその相互作用によって樹脂の実質的な
劣化が起る局部温度上昇を生ぜしめるに十分な剪断力を
実質的に伴なうことなしに樹脂の実質的な混合を達成さ
せるに適合するものである。

樹脂フオーム組成物を製造する好ましい態様において。

溶融・混合器具（１０）は樹脂のｒｇまたはＴｍより約
り０℃〜約１００℃高い樹脂溶融物の温度の局部温度上
昇を生ゼしのるに十分な剪断なしに、然し好ましくはＴ
Ｑまたを１Ｔｍより約り０℃〜約１００℃の温度上昇な
しに、更に好ましくはＴｇまたはＴｍより約５０℃以下
〜９０℃の温度上昇なしに、実質的な混合を達成するに
適するものである。

溶融混合器具中の移動混合要素は好ましくは２つの間隔
を置いて離れ℃いるスクリューであり、それぞれがその
まわりにらせん状の飛行をもつものである。

好適には、混合用スクリューは望ましくない剪断作用を
防ぐために約０．１２５インチ（０，３２α）〜約０．
２５インチ（０，６５ｃｌＩＬ）の間隔を置いている。

混合スクリューは室または容器の内部に取付けてあり、
この室または容器には室壁外部に加熱／冷却要素が備え
である。混合室にはまた熱可塑性樹脂（通常は粒子また
はペレットの形体）の連続供給用の入口が備えである。

この室の放出端部には樹脂溶融物をａ尚なポンプ装ａ（
１２）に導（導管に放出するための出口（１１）が備え
である。

溶融・混合器具の出口から樹脂溶融物を放出させるため
の手段は重力の流れ、たとえばミキサーの垂直配置によ
る重力の流れ又は移動・混合器具の作用であることがで
きるが、好ましくは約９８０ｐａｉｇ　Ｃ６８００ｋＰ
ａ）までの圧力で樹脂溶融物を放出するに適する出口に
隣接する予備加圧手段である。好ましくは予備加圧手段
は約０．０１　ｐｓｉｇ（０，０７ｋＰａ）　〜約１０
０ｐａｉｇ（７１００ｐａｉの範囲の好ましい圧力で樹
脂を放出させるに適する溶融・混合装置の変形末梢部分
である。出口からポンプ（１２）を出る加圧樹脂溶融物
は導管から加圧混合器具（工３）の入口に導かれる。

好ましい溶融・混合器具は米国特許第３，１５４，８０
８号（発明者　アールフェルト、ジュニアら〕に記載さ
れているような配合器もしくは連続ミキサーである。

ポンプ装置（１２）は好ましくはギア・ポンプであり、
樹脂溶融物を約１０００２ｓｉｙＣ’１０００ｋＰαｇ
）〜約１０．０００　ｐｓｉｇ　（７０，０００ｋＰα
ｇ〕、好ましくは約１５００ｐｓ＜ｐ（１０，０００＆
Ｊｅｇ）　〜約３０００　ｐｓｉｇ（２１，０００ｋＰ
ａｇ　）の範囲の圧力に加圧するために使用される。ポ
ンプ装置（１２〕は出口および出口を通る樹脂溶融物の
計量器を備えている。ポンプ装置はやや粘稠な樹脂溶融
物を取扱うことができ、溶融物の実質的な温度上昇なし
に機能するものでなければならない。

加圧混合器具（１３）を使用して発泡剤を加圧帯域内の
樹脂溶融物中に分散させる。この加圧混合装置は混合用
要素を備え、約１，０００　ｐｓｉｇ　（７０００ｋＰ
ａ）〜約１０，０００ｐ’　Ｉｆｆ　（７０＊０００　
ｋＰａｇ　）の範囲ノ、（らばレタ圧力下テ樹脂溶融物
と発泡剤を受入れて混合するに適するほとんどの任意の
混合容器もしくは混合室であることができる。上記の圧
力は発泡剤を溶融物中に実質的に混合性の形体に保つに
十分な圧力である。樹脂溶融物を予めえらばれた加圧下
で入口（１５）から加圧混合器具に連続的に供給しなが
ら。

発泡剤を別の入口（１４）から混合室中に連続的に注入
する。

混合要素はたとえば円筒状ロータおよび包四ステータか
ら反対方向に突出するピンでありうる。あるいは混合ｈ
ｓロータおよびステータのそれぞれにおけるカップ型凹
面（ぽみの重複配列および比較的小さい角度間隔をもつ
空所移動ミキサを用いて達成させることもできる。混合
器具の組合せを使用して発泡剤を樹脂溶融物中に分析さ
せることもできる。

好ましくは、第１図の加圧混合器具（１３）はイン・ラ
イン動的ミキサーであり、その−例は米国特許第２，６
６９，７５１号〔発明者　マツカーデイ〕に記載されて
いる。別の好ましい態様において、加圧混合器具（１３
）は空所移動ミキサーから成る。空所移動ミキサーは米
国特許第４，４１９゜０１４号（発明者　ゲール）に記
載されている。

樹脂ゲルを作り然も機械加工入力のために過度の局部加
熱を発生させることのないようにするために、樹脂溶融
物中に発泡剤の実質的に均一な分散を得るのが望ましい
。

混合室中の予めえらばれた圧力を維持し且つゲルがフオ
ーム形成用オリフィスから放出されるまで発泡剤をフォ
ームの生成から保持することが重要である。

樹脂ゲルは加圧下に加圧混合器具（１３）から出口（１
６）および導管を通って冷卸−圧力低下器具（１９）の
入口に放出される。冷却したゲルは出口から冷却−圧力
低下器具（１９）を出てフオーム生成用ダイ・オリアイ
ス器具（２ｏ）に入る。ゲルはダイ・オリフィスを出た
後にフオームまたは発泡性組成物に形成される。樹脂フ
オーム組成物の特定の形状と性質は、ゲルがダイ・オリ
フィスを出た後に温度および圧力の変性手段を使用して
更に調節される。

冷却−圧力低下器具およびフオーム生成用ダイ・オリア
イス器具はフオーム製造の目的で当業技術において知ら
れている殆んどの任意の装置の形体をとることができる
。全体として好適で好ましい装置は米国特許筒３，７７
０，６６８号（発明者　コルペット）に記載されている
。

所望ならば、フオーム生成物中の更に均一なセル寸法を
確保するために、冷却した樹脂ゲルを依然として加圧下
で静的ミキサー（４０〕または一連の静的ミキサーを通
し、その後に加圧ゲルを代表的なフオーム生成用オリア
イスを通して低下した圧力たとえば周囲大気圧に放出さ
せるのが望ましいこともある。オリスイスでのフォーム
生成はフォーム・シート、フオーム・ボード、フォーム
粒子、ならびに適当な後ダイ生成装置たとえばマンドレ
ル、生成用シュー生成用プレートおよび当業技術に知ら
れている他の代表的な後ダイ・オリフィス器具を使用す
る他の代表的な押出し７オ一ム組成物の製造に向けられ
る。発泡性の組成物を製造することもできる。

系内の樹脂溶融物と樹脂ゲルの温度および圧力をモニタ
するために、溶融−混合器具（１０）の出口に接続する
計量センサ（２１）が備えてあり、ポンプ（１２）と加
圧混合器具（１３）との間の導管に接続する計量セン？
（２２）が備えてあり、加圧−混合器具（１３）と冷却
−圧力低下器具（１９）との導管に接続する計量センナ
（２３〕が備えてあり、そして冷却−圧力低下器具（１
９）とフオーム生成用ダイ−オリフィス器具（２０）と
の間の導管に接続する計量センサ（２４）が備えである
。

本発明の装置の生産ラインの別の態様が第２図に示しで
ある。第２図は第１図と同様であるが、加圧混合器具（
１３）が図示のように変形され℃いる点で異なる。溶融
混合器具（３０）は第１図の溶融混合器具（１０）に対
応する。ポンプ装置（３２）は第４図のポンプ装置（１
２）に対応する。第１図と第２図との間の重要は相違は
、第１図の加圧混合器具（１３）が第１の加圧混合器具
（３３）および第２の加圧混合器具（３７）に置き換え
られていることである。第１の加圧混合器具（３３）は
イン−ライン動的装置たとえばスプライン・ミキサーか
ら成り、第２の加圧混合器具（３７）は空所移動ミキサ
ーから成る。この配タリの混合装置は樹脂のＴｇまたは
Ｔｍの又はこれに近い温度で樹脂溶融物またはゲルを処
理するときに好ましい。更なる態様において、第１の加
圧混合器具（３３〕を２所移動ミキサーで構成し、第２
の加圧混合器具（３７）をスプライン・ミキサーで構成
するのが好ましいことでありうる。

〔実施例〕

本発明を下記の実施例によって更に具体的に説明する。

装置 第１図は高濃度ブロムを含有するポリステノンフオーム
組成物を製造するためにパイロット・プラントとして使
用する装置を図式的に示す。溶融混合器具（ｌＯ〕はＦ
ａｒｒｅ１２ＣＭ　　Ｃｏｎｔｉｎｓｏｓａ　Ｍｉｓｅ
ｒなる商品名のミキサー（イタリー国カステランザのボ
ミニイ自ファレル・コーポレーション）である。ポンプ
（１２）はＬｓｗａ　ＶａｃｏｎａｍＧ−αｒ　ｐｓｍ
ｐなる商品名のギアｅポンプ（スイス国チューリツとの
マーグールクアーコーボレークヨン）である。加圧混合
器具（１３）は米国特許筒２，６６９．７５１号（発明
者マツカーデイら〕に記載のイン・ライン動的ミキサー
である。第１図の冷却−圧力低下器具（２０）は米国特
許第３，７７０．６６８号に記載されているものである
。フォーム形成用ダイ・オリアイスの直前にある任意の
静的ミキサー（４０）は通常設計のものであり、フオー
ム組成物の均一性改良のために任意に設置されるもので
ある。

この装置には実質的に（まな（絶縁ジャケットが装着さ
れ、そして温度と圧力の読みは第１図の計量およびセン
サの装置でモニターされる。混合室と混合室オリアイス
の温度は電熱ヒーターおよび冷却装置の使用によって制
御され。

装置の残余の部分の温度は標準のジャケット絶縁の使用
によってａ豆に制御される。

方法 上記の装置を使用して、ヘキサブロモシクロドデカン（
ＨＥＣＤ）を種々Ｑ量で含む一連のポリスチレン・フオ
ーム試料を製造する。この離燃剤を熱可塑性樹脂溶融物
に１．４重量−〜３．３重ｔ＊の範囲の割合で加える。

第１表は毎時２００ポンド（９０＃）の生産蓋で処理し
た熱可塑性樹脂組成物の植々の配合物を示す。第ｎ光は
それぞれの試料配合物中の離燃剤の実際の量を示す。

第　　　１　　　表 ＭＩＦ’約２０，０００　） 第ｎ光はＦａｒｒａＬ　Ｃｏｎｔｉｎｓｏｓｓ　Ｍｉｓ
ｅｒ（ＦＣＭ）、ギア・ポンプ、およびイン・ライン動
的ミキサー（ＩＫＭ）を含む装置の櫨々の点における温
度、圧力および生産量を示す。

酸化マグネシウム タルク 低密度ポリエチレン （ＬＤＰＥ） テトラナトリウム・ピロ ホスフェート（ｒｓｐｐ） エチルクロライド ジクロロジフルオロメタン （ＣＦＣ−１２） 二酸化炭素 ０．１５ ０．６０ ０．２６ ０．３０ ７．６ １５．２ ２．２ ０．０７ ０．２７ ０．１２ ０．１４ ３．４ ６．９ １．０ （申） 第ｎ光に示すように樹脂の１．４重ｔチ〜３．３重量％
。

どの試料の最大操作樹脂ゲル温度は１８５℃以下である
。

すべてのフオーム生成物試料の密度は約２．１ボンド／
立方フイー）　（３３，６１Ｃ９／　ｍ”）である。す
べてのフオーム生成物試料のセル寸法は０．３〜０．４
ｎである。

第■表はフオーム生成物の品質の尺度としての試料の密
度およびセル寸法を示す。標準ＡＳＴＭ試験法を使用し
て示すように密度とセル寸法を実質的に均一かつ一定に
保ちながら、Ｓ燃剤の量を変化させる。

枝々の割合のフオームの肉眼観察は如何なる場合にも樹
脂または難燃剤のいづれかの熱的劣化の徴候を示してい
ない。

製造 （３３，６） １．１６ ２．１０ （３３，６） ０．３７ １．４１ ２．１１ （３３，８） ０．３４ １．６１ ２．１Ｏ （３３，６） ０．３５ １．８８ ２．０８ （３３，３） ０．３５ ２．０５ ２．１１ （３３，８） ０．３５ 実施例１の装置に相当するパイロット・プラント装置を
使用して望ましく高い濃度の好ましい離燃剤を含むゴム
変性ポリスチレン（ＲＭＰＳ）を製造する。

ポリスチレンの新しい供給物で操作を開始し１次いでポ
リマー供給物をゴム変性ポリスチレン（ＲＭＰＳ）樹脂
に切替える。このＲＭＰＳ樹脂は２００，０００　　／
−１，０００の範囲の重量平均ＭＦをもち、樹脂重量の
約８．５重量−の童の分散ポリマーブタジェン粒子を含
む。操作を制御して７００ｔｈｌＯＯｐ８ｉｇ（４８０
０土７００　ｋＰα８）を得る。

溶融−混合器具（１０）に相当するＦ　ａｒｒｇ　ｌ　
ＣｏｎｔｉｎｓｏｓｓＭｉｚ−デの混合室とその出口の
温度を約１７５℃に保つ。

ギア・ポンプの速度を調節して約２００ボンド／時（９
０籍／時）の出力量を得る。

７種のフォーム試料の樹脂配合を第■表に示す。２種の
発泡剤（エチルクロライドおよび二酸化炭素）の量は樹
脂配合物間で変化する。二酸化炭素はセル核を増強する
ためにも使用されるからである。重量％の単位はＲＭＰ
Ｓの重量を基準とする。

７ｄのフオーム試料を製造するのに使用したプロセス可
変因子は第ｖ表に示す。

生成フォーム試料の密度とセル寸法を第４表に示す。密
度は約１．４ボンド／立方フイー）　（２２，４ｊｃ９
／　ｓ”　）〜約２．３ボンド／立方フイート（３６，
８ｋｇ７　ｓ”　）の範囲にあり。

セル寸法は直径約０．５Ｒ〜約１７ｍの範囲にある。こ
れらの結果は発泡剤の効力が保持されていることを示し
℃いる。

肉眼検査では樹脂または難燃剤の熱による劣化の徴候は
いづれの試料にも見出されない。

実施例３゜ 第２図の装置を使用して、ポリスチレン樹脂フオーム組
成物を製造する。融物・混合器具（３０）としてＦａｒ
ｒａｌＦＣＭ　　Ｃｏｎｔｉｎｓｏｓｓ　Ｍｉｓｅｒ　
ｍｏｄｅｌ　　６ＵＭ　なる商品名のミキサー（米国コ
ネクチカット州アンソニアの７アレル・カンパニー製）
を使用し；ポンプ（３１）としてＬ％ＷαＶａｃｏｒｍ
ｚ　Ｇ−αｒ　ｐｓｍｐなる商品名のギア・ポンプ（ス
イス国チューリッヒのマーク・ルーワーコーポレーショ
ン製〕を使用し；対の加圧混合器具（３３，３７〕とし
てマツカーデイらの米国特許第２，６６９．７５１号に
記載されているようなイン−ライン動的ミキサーおよび
空所移動ミキサーを使用し：冷却−圧力低下器具（３９
〕としてコルペットらの前記米国特許に記載されている
ような通常のものを使用し；そしてフオーム生成用ダイ
・オリフィス器具（４１）として通常のダイ・オリフィ
スを使用する。

第１表に示す樹脂および添加物をｍ融・混合器具（３０
）の混合室に供給する。第１の加圧・混合器具（３３）
に点（３６）から導入する発泡剤は全樹脂ゲル組成物を
基準にして約７重を−のジフロロジクロロメタン、約１
．５重量％のＣＯ，、および約３重！ｔ％のエテルクロ
ライドである。

好ましい操作温度範囲は約１４０６Ｃ〜約１９５℃であ
る。

樹脂溶融物の温度は約り４０℃〜約１８５℃である。樹
脂ゲルの温度は約り５０℃〜約１９０℃である。ギア脅
ポンプの入口圧力は約υ、０１　ｐｓｉｇ　（０，０７
ｂｒａｇ　）〜約５０ｐａｉｇＣ３５０ｋＰαｇ）であ
る。ギア・ポンプの出口圧力は約１５００ｐｓｉ９（Ｉ
Ｕ、３０Ｕ＆ＰｃＬｇ）　〜約２５００ｐｓｉｇ　（１
７，２００ｋＰａｇ　）　テアル。

生成物に熱劣化の徴候は見出されない。

第 ■ 表 ポリスチレン（約２００．０００＃Ｆ）ＢＣＤ 酸化マグネシウム ｓｐｐ 　ＤＰＥ ステアリン酸バリウムまたはカルシウムメルク

【図面の簡単な説明】

約８４．０４５　％ ３．０９６ ０．０１５％ ０．１５チ ０．１％ ０．１５％ １．０％ 第１図は本発明の装置の１つの具体例を示す図式図であ
る。 第２図は本発明の装置の別の具体例を示す図式図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、順次に次の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および
   （ｅ）の諸工程、（ａ）少なくとも１種の熱可塑性樹脂
   を溶融および混合して樹脂溶融物を作る工程であつて、
   その混合法を樹脂の実質的な劣化が起る温度に樹脂溶融
   物の温度を局部的に上昇させるに十分な熱エネルギーの
   剪断力を加えることなしに行なう工程； （ｂ）樹脂溶融物の実質的な劣化が起る温度より低い温
   度で樹脂溶融物への１種またはそれ以上の発泡剤の導入
   を可能にするに十分な圧力に樹脂溶融物を加圧し且つこ
   の圧力に保持する工程； （ｃ）熱可塑性樹脂のガラス転移点もしくは融点より高
   い且つ樹脂ゲルの実質的な劣化が起る温度より低い温度
   で１種またはそれ以上の発泡剤を樹脂溶融物中に導入し
   樹脂溶融物中に実質的にくまなく分散させて樹脂ゲルを
   作る工程；（ｄ）樹脂ゲルを冷却し圧力低下させる工程
   であつて、圧力低下を構造一体性をもつフォームまたは
   発泡性組成物の生成に十分な冷却温度で行ない、冷却と
   圧力低下を実質的に同時に行なう工程；および （ｅ）樹脂ゲルを発泡および生成させて固体のフォーム
   組造物を製造するか又は樹脂ゲルを発泡させて固体の発
   泡性組成物を製造する工程； を含み、上記の諸工程を一連の段階で連続的に行ない、
   樹脂溶融物およびゲルの温度をこれらの段階より前のお
   よびこれらの段階のあいだの樹脂溶融物およびゲルの流
   れの割合とは実質的に独立に保持することを特徴とする
   熱可塑性樹脂のフォームまたは発泡性組成物の連続製造
   方法。 ２、樹脂がポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン、およ
   びゴム変性ポリエチレンからえらばれる請求項１記載の
   方法。 ３、樹脂が３〜３０重量％（全樹脂重量基準）の分散ポ
   リマー・ブタジエン粒子を含むゴム変性ポリスチレンま
   たはポリエチレンからえらばれる請求項２記載の方法。 ４、樹脂が０．０１〜５重量％（全樹脂重量基準）の難
   燃剤を含む請求項１〜３のいづれか１項記載の方法。 ５、難燃剤がヘキサブロモシクロドデカン、ペンタブロ
   モモノタロロシクロヘキサンおよびテトラブロモビスフ
   ェノールＡからえらばれる請求項４記載の方法。 ６、樹脂溶融物が工程（ｂ）の前に０．０７ＫＰａｇ（
   ０．０１ｐｓｉｇ）〜７，０００ＫＰａｇ（９８０ｐｓ
   ｉｇ）の圧力範囲に予備加圧される請求項１〜５のいづ
   れか１項記載の方法。 ７、工程（ｂ）の圧力が７，０００ｋＰａ（１０００ｐ
   ｓｉｇ）〜７０，０００ｋＰａ（１０，０００ｐｓｉｇ
   ）である請求項１〜６のいづれか１項記載の方法。 ８、請求項１記載の方法によつて熱可塑性樹脂のフォー
   ムまたは発泡性組成物を連続的に製造するための装置で
   あつて、 （ａ）樹脂を溶融および混合して樹脂溶融物を作る器具
   であつて、移動混合要素を備え、これらの移動混合要素
   間の間隔とその相互作用によつて樹脂のガラス転移点ま
   たは融点より１５０℃以上高い樹脂溶融物の温度の局部
   温度上昇を生ぜしめるに十分な熱エネルギーの剪断力を
   実質的に伴なうことなしに樹脂溶融物の実質的な混合を
   達成させるに適合する、且つ樹脂の入口および樹脂溶融
   物の出口を備え、樹脂溶融物を出口から放出させる器具
   を備える溶融・混合器具； （ｂ）樹脂溶融物を７，０００ｋＰａ（１０００ｐｓｉ
   ｇ）〜７０，０００ｋＰａ（１０，０００ｐｓｉｇ）の
   範囲の圧力に加圧するための、且つ入口と出口を備え、
   そして出口を通る樹脂溶融物の計量器具を備えるポンプ
   装置； （ｃ）加圧帯域内の樹脂溶融物中に発泡剤を分散させる
   ための加圧混合器具であつて、発泡剤の導入用入口、樹
   脂溶融物の入口、および加圧下の樹脂ゲルの放出用出口
   を備える加圧混合器具； （ｄ）樹脂ゲルをフォーム生成用ダイ・オリフィス器具
   を通して放出させるに十分な温度と圧力に樹脂ゲルを同
   時に冷却および圧力低下させるための、且つ圧力下の樹
   脂ゲルを収容する入口および冷却したゲルの出口を備え
   る、冷却−圧力低下器具；および （ｅ）溶融−混合器具の出口とポンプ装置の入口との間
   に、ポンプ装置の出口と加圧混合器具の入口との間に、
   加圧混合器具の出口と冷却−圧力低下器具の入口との間
   に、および冷却−圧力低下器具の出口とフォーム生成用
   ダイ・オリフィス器具との間に、それぞれ且つ順次に流
   体連通を与える導管類； を備えて成ることを特徴とする熱可塑性樹脂のフオーム
   または発泡性組成物の連続製造装置。 ９、溶融−混合器具の移動混合要素がそれらのまわりに
   らせん状の飛行をもつ対の間隔を置いたスクリューであ
   る請求項８記載の装置。 １０、予備加圧器具が溶融混合器具の移動混合要素の変
   形末梢部分を含む請求項８記載の装置。 １１、ポンプ装置がギア・ポンプを含む請求項８〜１０
   のいづれか１項記載の装置 １２、ゴム変性ポリスチレン樹脂およびゴム変性ポリエ
   チレン樹脂から成る群からえらばれた樹脂；および０．
   ０１重量％〜５重量％の難燃剤を含み；上記樹脂が全樹
   脂重量を基準にして３重量％〜３０重量％のゴムをもつ
   熱可塑性フォーム組成物。