JPH02279738A - 押出し発泡体の製造法 - Google Patents

押出し発泡体の製造法

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JPH02279738A
JPH02279738A JP2049127A JP4912790A JPH02279738A JP H02279738 A JPH02279738 A JP H02279738A JP 2049127 A JP2049127 A JP 2049127A JP 4912790 A JP4912790 A JP 4912790A JP H02279738 A JPH02279738 A JP H02279738A
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foam
mixture
resin
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extruded
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Joseph A Brackman
ジョセフ・エイ・ブラックマン
Raymond M Breindel
レイモンド・エム・ブレインデル
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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］ 本発明は密度が１立方フィートあたり約０．９〜３．５
ポンドであることを特徴とする棒状（ｂｉｌｌｅｔ）ま
たはボード状をした押出し発泡体の製造法に関する。さ
らに詳しくは、本発明は発泡が大気圧よりも低い領域で
起こる熱可塑性樹脂押出し発泡体の製造法に関する。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 合成樹脂押出し発泡体は、断熱、装飾の目的、包装など
を含む多くの応用に非常に望ましいものである。スチレ
ンポリマー発泡体の１つの非常に重要な応用は断熱の分
野にある。この応用では、発泡体の断熱値ができるだけ
永く保たれることおよび発泡体が寸法安定性をもつこと
が望ましい。本発明はいわゆる「押出し発泡体」である
樹脂発泡体に関する。押出し発泡体は一般にかなり一様
な気泡サイズをもち、それゆえとくに断熱に有用である
。
樹脂発泡体の他の重要な特徴は、該発泡体の密度が一般
に約１〜５ポンド／立方フィートまたはそれ以上に変わ
りうろことにある。ポリスチレン発泡体の１立方フィー
トあたり約２よりも大きい密度は一般的であり、多くの
そのような材料は市販されている。密度と気泡サイズと
の関係は、発泡体生成物を断熱用に用いるときには重要
な考慮すべきことがらである。好ましい小気泡サイズを
維持しながら低密度（すなわち１立方フィートあたり２
ポンドよりも小）を有する発泡構造のものをつくること
は一般に困難である。一般に、該構造の密度が低くなる
にしたがって、気泡サイズは相対的により大きくなり、
発泡剤の量と押出し成形物の温度を調節することで相対
的に小さい気泡サイズを持った低密度のものをつくる試
みは完全には成功していない。気泡サイズが小さくなる
にしたがって、発泡体はより高い密度を持つ傾向がある
。
かなりの長期間、スチレンポリマー発泡体は発泡剤とし
てメチルクロライドやエチルクロライドのような種々の
ハロカーボン類単独またはジクロロジフルオロメタンの
ようなりロウフルオロカーボン類（一般にＣｒＯ２と呼
ばれている）との混合物を用いて押出し成形されてきて
いる。
メチルクロライドやエチルクロライドを単独でまたは他
の発泡剤と組み合せて用いる方法は、一般に押出し成形
物がメチルクロライドやエチルクロライドが気泡を去り
、空気が気泡の壁を通してしかるべき拡散プロセスで入
るのに充分な時間養生されることが要求される。
米国特許第４，３９３．０１８号明細書には発泡剤とし
てエチルクロライド、メチルクロライドおよびジクロロ
ジフルオロメタンの混合物を用いたスチレンポリマー発
泡体の調製が記載されている。米国特許第４，４５１，
４１７号明細書にはエチルクロライドとジクロロジフル
オロメタンの混合物の使用が記載されている。
近年、クロロフルオロカーボン類（ＣＦＣ８）をエアロ
ゾル、冷蔵庫、発泡剤ならびにエレクトロニクスおよび
宇宙産業での専門溶剤を含む応用に用いることを、完全
に禁止ではないとしても、減少することにおいて環境保
護者や政府によって重大な圧力がかけられてきている。
これらの目的に用いられているクロロフルオロカーボン
類（ＣＦＣ８）の例は、クロロトリフルオロメタンであ
るＣＦＣ−１１、ジクロロジフルオロメタンであるＣＦ
Ｃ−１２および１，２．２−）リフルオロ−１，１，２
トリクロロエタンであるｃｐｃ−ｉｉａである。過去に
おいて、ｃｐｃｓをブタンのような炭化水素、二酸化炭
素のような不活性ガスで置きかえる試みがなされてきた
。たとえば、二酸化炭素とアルカンとの発泡剤混合物が
米国特許第 ４．３４４．７１０号明細書および同第４，４２４．２
８７号明細書に記載されている。水素原子を含まないＣ
ＦＣ８をその名称が示すように少なくとも１つの水素を
持つフルオロハイドロカーボンまたはクロロフルオロハ
イドロカーボンで置きかえ、あるいは部分的に置きかえ
るという他の示唆が先行技術文献中になされている。こ
れらの物質は一般に「ソフト　ＣＦＣ８Ｊ、ｒ）ＩＣＦ
Ｃ３Ｊおよびｒ　ＨＰＣ８Ｊと呼ばれている。
ＨＣＦＣおよびＨＦＣ８またはソフトＣＦＣ８の特定の
利点は、これらの物質のオゾン消耗力（ｏｚｏｎｅ　ｄ
ｅｐｌｅｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ）がＣＦＣ８
のオゾン消耗力よりもかなり小さいことである。オゾン
消耗力とは、物質が、成層圏内のオゾン層を破壊するこ
とが可能な相対的な目安である。クロロジフルオロメタ
ン（Ｆ−２２）　、１．１−ジクロロ−２，２，２−ト
リフルオロエタン（Ｆ−１２３）、１−クロロ−１，１
−ジフルオロエタン（Ｆ−１４２ｂ）　、１．１．１．
２−テトラフルオロエタン（Ｆ−Ｌ３４ａ）　、および
ｌ。
ｌ−ジクロロ−１−フルオロエタン（Ｐ−１４１ｂ）の
ような）ｉｃＰｃ　　およびＨＦＣ８は、オゾン消耗力
を減じていることがわかっており、ＣＦＣ８に対する受
入れ可能な置換物どもなりうる。英国特許第１．５３７
，４２１号明細書には式： ％式％ （式中、Ｒ”はメチル、エチル、クロロメチル、フルオ
ロメチル、クロロフルオロメチル、ジフルオロメチルま
たはトリフルオロメチル基を示し、Ｒ２は水素原子、塩
素原子、フッ素原子、トリフルオロメチルまたはメチル
基を示し、該化合物は３個以上の炭素原子を含まず、化
合物かわずかに２個のフッ素原子を含むばあいには、３
個の炭素原子を含まなければならない）で表わされる化
合物の少なくとも１個を発泡剤として用いた混合物から
押出し成形されたポリスチレン発泡体が記載されている
。これらの発泡剤を用いてつくられた発泡体の気泡は、
実質的に均一であり、かつ０．１〜１．２ｍｓのサイズ
を有するものと報告されている。発泡体の密度は、１立
方フィートあたり１〜５ポンドであると報告されている
。−例として１またはそれ以上の発泡剤が、チッ素の０
．０１７倍よりも大きいポリマーに対する透過性を有す
る第２の発泡剤と組合される。このような第２の発泡剤
の例には、塩化メチル、塩化エチル、クロロジフルオロ
メタン、フルオロクロロメタンおよび１．１−ジフルオ
ロエタンが含まれる。
英１国特許第１．５８２．０２１３号明細書には、Ｒ１
がジクロロメチル基であることを除いては、英国特許第
１．５３７．４２１号明細書に述べられているものと同
じような発泡剤を用いたスチレン発泡体の調製が記載さ
れている。
二酸化炭素、塩化エチルおよびジクロロジフルオロメタ
ン（Ｐ−１２）または１−クロロ−１，１−ジフルオロ
エタン（Ｐ−１４２ｂ）の混合物もしくはそれらの混合
物の使用が米国特許第４．６３６，５２７号明細書に記
載されている。プライマリ−気泡サイズを小さくするた
めに、発泡性混合物に造核剤を含めてもよい。造核剤の
例には、タルク、ケイ酸カルシウムおよびインジゴなど
が含まれる。
ポリスチレン樹脂の発泡独立気泡発泡体をつくるための
発泡剤混合物の使用はまた米国特許節３，９６０，７９
２号明細書に必要とされている。該発泡剤混合物は、ポ
リスチレン樹脂を通過する空気の拡散速度のおよそ０．
７５〜６倍のポリスチレン樹脂を通過する拡散速度を有
するものである。その特許に記載されているこのような
混合物の特定の例には、塩化メチルおよびジクロロジフ
ルオロメタン；塩化メチル、ネオペンタンおよびジクロ
ロジフルオロメタン；塩化メチル、ジフルオロジクロロ
メタンおよびジクロロテトラフルオロエタンが含まれる
。ポリスチレンの形成に用いられる発泡剤混合物は、ポ
リスチレン樹脂に対して非溶剤のものでなければならな
い。
米国特許節３．７７０．８８８号明細書には多数のガス
を含有した独立気泡を含むポリスチレン発泡体について
記載されており、その８発泡体は特定量のジクロロジフ
ルオロメタン、トリクロロフルオロメタンまたは１．２
−ジクロロテトラフルオロエタンを含み、平均気泡サイ
ズは約０．１〜Ｇ、４５　ｔａ■であり、密度は１立方
フィートあたりおよそ１．４〜１．８ポンドである。該
ポリスチレン発泡体の発泡剤は、前記クロロフルオＵカ
ーボンに加えて、塩化メチル、塩化エチル、塩化ビニル
およびそれらの混合物から選ばれた付加的なハロカーボ
ンを含む。
押出し合成樹脂発泡体の生成に利用される一般的手順は
、以下の工程を一般に必要とする。
ポリスチレン樹脂のようなアルケニル基置換芳香族樹脂
は加熱により可塑化され、１個以上の液体発泡剤が含め
られ、混合物の発泡を防止することが可能な条件のもと
て蒸発型発泡剤が可塑化樹脂に完全に混合される。たと
えば造核剤、発泡体のための難燃剤、可塑剤などを含む
他の任意の添加剤を含んでもよい発泡剤と樹脂の完全な
混合物は冷却され、混合物の圧力は減じられ、その結果
混合物は発泡し、望ましい発泡体が形成される。望まし
い性質を有する発泡体は、樹脂および発泡剤の冷却され
た可塑化混合物を、より低圧の領域に押出すことにより
えられる。
ある発泡体の押出し成形方法においては、発泡性混合物
は大気圧よりも低い圧力の下で発泡体の発泡が完結され
るように、真空チャンバー内に押出される。真空発泡体
押出し装置および方法の例は、米国特許節３，５８４，
１０８号明細書、同第３，１８９，２７２号明細書およ
び同第３．８２２．３３１号明細書にみられる。真空押
出し技術を利用するときの困難なことの１つに、とくに
物質が大きなボードまたは棒状をしたスチレン発泡体の
ように繊細であるか、またはこわれやすいばあいに、物
質を硬化し、かつそれを真空室からとり出すことがあげ
られる。この問題を解決するためには、米国特許節３．
・７０４．０８３号明細書および同第４．０４４．０８
４号明細書に述べられているインクライン・バロメトリ
ック・レッグ（ｌｎｃｌｌｎｅｂａｒｏｍｅｔｒｌｃ　
ｌｏｇ）を利用することが含まれる。
空のときに基本的に水が充填されるが、発泡のためにダ
イから押出物が通過して入る真空室をその上方端部に含
む、大きいバロメトリック・レッグを用いた押出し装置
におけるさらなる変更および改良は、米国特許節４，１
９９．３１０号明細書に記載されている。
これまでに述べてきたように、従来のハロカーボンにく
らべて環境汚染の比較的小さい発泡剤を用いて望ましい
密度、比較的小さい気泡サイズ、より大きい気泡量（ｃ
ｅｌｌ　ｖｏｌｕｍｅ）およびより高い圧縮強度を持つ
熱可塑性樹脂押出し発泡体は容易にえられていなかった
。
［課題を解決するための手段］ アルケニル基置換芳香族熱可塑性樹脂からなり、１立方
フィートあたりおよそ０．９〜３．５ポンドの密度を有
することを特徴とする押出し細形発泡体を製造する方法
であって、該方法が（Ａ）前記熱可塑性樹脂を加熱して
可塑化する工程、 （Ｂ）ｌ−クロロ−１，１−ジフルオロエタン、１．１
，１゜２−テトラフルオロエタンおよび２−クロロ−１
，１，ｌ。
２−テトラフルオロエタンのうちの少なくとも１つから
なる少なくとも１個の液体発泡剤を加える工程、 （Ｃ）前記発泡剤を発泡を防止するのに充分な圧力のも
とて均一に混合して発泡性樹脂混合物を形成する工程、 （Ｄ）大気圧以下の圧力領域内に混合物を押出し、そこ
で発泡性樹脂混合物が発泡体に発泡する工程、および （Ｅ）発泡体を冷却する工程 からなる押出し細形発泡体の製造法に関する。
実施態様においては、大気圧以下の領域は、細長い室に
よって形成され、発泡性樹脂混合物は、この室の一端部
にあるダイを通過し、かつこのような発泡体は室の反対
側の端部にある水のプールを通過する。この方法によれ
ば、望ましい密度、約０．２〜０．５ｓｖの比較的小さ
い平均気泡サイズ、改善されたより高い圧縮濃度、およ
びより大きい気泡量を有することを特徴とするポリスチ
レン樹脂のような熱可塑性樹脂押出発泡体が形成される
ことになる。
〔実施例］ 明細書および特許請求の範囲を通してすべての「部」お
よび「％」はとくに指示のないかぎりそれぞれ「重量部
」および「重量％」を表わす。
本発明の方法にしたがって押出し発泡される熱可塑性樹
脂は、アルケニル基置換芳香族ポリマー（ホモポリマー
およびコポリマー）、ポリフェニレンエーテル類、ポリ
塩化ビニル、塩化ビニリデン（８０部）とアクリロニト
リル（２０部）とからなるコポリマーのようなビニリデ
ン樹脂類、ポリエチレン、エチレンと酢酸ビニルまたは
アクリル酸エチルとからなるコポリマーのようなポリオ
レフィン樹脂類などを含む。たとえばスチレン樹脂とポ
リフェニレンエーテルの混合物は本発明の方法によって
発泡体を製造するために発泡されうる。好ましい熱可塑
性樹脂はアルケニル基置換された芳香族ポリマー類であ
る。
本発明の方法にしたがって押出し発泡されたアルケニル
基置換芳香族樹脂類は一般式（■）；＾ｒ　−Ｃ（Ｒ）
　−Ｃｌｈ　　　　　　　　（１）（式中、Ａ「は芳香
族炭化水素基またはベンゼン類の芳香族ハロゲン化炭化
水素基を示し、Ｒは水素原子またはメチル基を示す）に
よって特徴づけられる少なくとも１つのアルケニル基置
換芳香族化合物であるモノマーを少なくとも５０％含ん
でいるポリマーである。該ポリマーをつくるのに用いら
れる残りのモノマーは前記芳香族化合物と共重合可能な
少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマーからなる。
１つの実施態様において、一般式（１１のアルケニル芳
香族化合物は下記一般式（Ｍ）：（式中、ＲＩ　　　Ｉ
？３　　　Ｒ４ＲＳオ、［ＦＲ＠ｌｔそれぞれ独立して
水素原子、塩素原子、シュウ素原子または炭素数１〜４
のアルキル基を示し、Ｒ２は水素原子またはメチル基を
示す。ただし該モノマーの炭素数は１２をこえることは
ない）で表わされつる。
前記アルケニル基置換芳香族モノマーの例には、スチレ
ン、α−メチルスチレ、０−メチルスチレン、Ｉ−メチ
ルスチレン、ｐ−メチルスチレン、０−クロロスチレン
、ｐ−クロロスチレン、２，６−ジクロロスチレン、０
−ブロモスチレンなどが含まれる。前記スチレン誘導体
と共重合しうるエチレン性不飽和モノマー類の例はメチ
ルメタクリレート、アクリロニトリル、無水マレイン酸
、無水シトラコン酸、無水イタコン酸などが含まれる。
本発明の方法に用いられる好ましいアルケニル基置換芳
香族樹脂はスチレン樹脂である。本発明の方法に有用な
スチレン樹脂は、ステ１ノンのホモポリマーまたは、ス
チレンと前記のごとき１つかそれ以上の共重合可能なエ
チレン性不飽和モノマーとのコポリマーである。スチレ
ンのポリマーやコポリマーは種々の分子量のものが種々
の市場ルートから入手されうる。それらのポリマーの分
子量は当業者によく知られた種々の方法、たとえば固有
粘度、光散乱または超遠心分離沈降法などによって決定
されうる。オリフィスを通る溶融ポリマーの流速（ｆｌ
ｏｗ　ｒｉｔｅ）は、ときとしてメルトフローインデッ
クス（ＭＦＩ）として記載され、また分子量の関係を比
較するのにも用いられうる。ＭＰＩは低コストで、実施
しやすい技術である。この詳細は数多くの出版物、たと
えば「ブリンシブルズーオブ・ポリマー・ケミストリー
（Ｐｒ１ｎｃ１ｐｌｅｓ　ｏｆＰｏｌｙｍｅｒ　Ｃｈｅ
ｍｌｓｔｒｙ）、ピー・ジエイ０フローリ（Ｐ、　Ｊ、
　Ｆｌｏｒｙ）著、コーネル拳ユニバーシティ・プレス
（Ｃｏｒｎｅｌｌ　Ｕｎｌｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ
）ｘイサ力（Ｉｔｈａｃａ）、ニューヨーク州（Ｎ６ｙ
　Ｙｏｒｋ）、１９５３年」の中に見出せよう。重量平
均分子量が約ｔｏｏ、ｏｏｏ〜５０Ｇ、０００を有する
ポリマーが有用であり、好ましくは約ｉｓｏ、ｏｏｏ〜
４５０．０００　、とくに好ましいのは約２５０．００
０〜３５０．０００のものである。
有用なスチレン樹脂類（ここではまたポリスチレンとも
いう）は、さまざまなソースから商業的に入手すること
ができるものであり、該樹脂はメルトフローインデック
スのような、異なった性質をもつものが利用しうる。た
とえばポリスチレン類は＾ＲＣＯ化学会社（ＡＲＣＯＣ
ｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ）から−股間品名ｒＤＹ
ＬＥＮＥＪ　、たとえばＤＹＬＥＮＥ　Ｄ−８として、
またサルニア、オンタリオ州のボリナー社（Ｐｏｌｙｓ
ａｒ　Ｌｔｄ、、　５ａｒｎｉａ。
０ｎｔａｒｌｏ）から入手しうる。
一つの実施態様において、本発明の方法によってえられ
た押出し発泡された発泡体の性質は、樹脂の分子量の選
択によりコントロールされ、変性されうる。たとえば、
低密度の発泡ポリスチレン体の製造は、より高分子量の
樹脂の使用によって容易となり、一方高密度の発泡体は
より低分子量またはより高粘度の樹脂を用いることによ
って容易となる。
コポリマーであるスチレンポリマーの特定の例は、スチ
レン７０％とアクリロニトリル３０％；スチレン８０％
とビニルトルエン２０％；スチレン７５％とメチルメタ
クリレート２５％のようなものである。
本発明で用いられる蒸発型の液体発泡剤は、ｌ−クロロ
−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＰＣ−１４２ｂ）、
１．１．１．２−テトラフルオロエタン（ＩＩＦＣ−１
３４ａ）および２−クロロ−１，１，１，２−テトラフ
ルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）の１つからなる。加
熱により可冒化されたアルケニル基置換芳香族樹脂に加
えられる発泡剤は該樹ｒＭｉｏｏ重量部につき約３〜約
１８重量部かそれ以上である。該樹脂に含まれる発泡剤
の量を変えることは、一部発泡剤混合物の成分に依存す
るが、異なった好ましい特性値を有する押出し成形発泡
体を成形するのに利用されうる。
ｌ−クロロ−１，１−ジフルオロエタン、１．１．１．
２−テトラフルオロエタンおよび２−クロロ−１，１，
１，２−テトラフルオロエタンに加えて、この方法に用
いられる発泡剤は、有効な発泡剤である他の蒸発型物質
を含んでもよい。任意の、そして追加の発泡剤の例は、
ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、クロロジ
フルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、二酸化炭素または
それらの混合物である。発泡剤混合物は約２５〜７５％
の１−クロロ−１，１−ジフルオロエタンまたは１，１
，１．２−テトラフルオロエタンまたは２−クロロ−１
，１，ｌ、２−テトラフルオロエタン、および約２５〜
７５％のＣＦＣ−１２とＩＩＣＦＣ−２２の少なくとも
１つからなるものが有用である。発泡剤のとくに有用な
混合物は、ｌ−クロロ−１，１−ジフルオロエタン７０
〜３０％と１．１，１．２−テトラフルオロエタン３０
〜７０％；１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン５０
〜７０％とクロロジフルオロメタン３０〜５０％；ｌ−
クロロ−１，１−ジフルオロエタン６０〜８０％とジク
ロロジフルオロメタン２０〜４０％−二酸化炭素および
ｌ−クロロ−１，１−ジフルオロエタン６０％とジクロ
ロジフルオロメタン４０％からなる混合物の組合せ；二
酸化炭素およびｌ−クロロ−１，１−ジフルオロエタン
６８％とジクロロジフルオロメタン３２％からなる混合
物の組合せなどを含んでいる。フルオロカーボン発泡剤
に二酸化炭素を適宜組合せて使用の結果、同じフルオロ
カーボンを二酸化炭素なしで用いて製造した同密度のポ
リスチレン発泡体に比して、より小さい気泡サイズを有
するものとして特徴づけられる押出し発泡ポリスチレン
体が製造される。
加えて二酸化炭素を含む発泡剤混合物は同程度の密度で
の改良された圧縮強度で特徴づけられる押出し発泡ポリ
スチレン体を製造する。二酸化炭素が１またはそれ以上
のハロカーボン類と組み合せて用いられるときには、二
酸化炭素は前記樹脂に対して重量で約０．４〜１．５％
用いられる。好ましい特性値の押出し発泡ポリスチレン
体は前記発泡剤および発泡剤混合物を用いることによっ
てえられ、・メチルクロライド、エチルクロライドなど
のような高い蒸発性とポリスチレンに対する高い拡散係
数を有する発泡剤を使用する必要はない。アルコール類
は必要とされないし、通常発泡性混合物中に含まれない
。
先行技術の発泡剤混合物に含まれるが、本発明には用い
られないアルコール類の例はメタノール、エタノールお
よびイソプロピルアルコールである。
本方法に用いられる前記発泡剤または発泡剤混合物はア
ルケニル基置換芳香族樹脂にいかなる通常の方法によっ
ても加えることができる。
１つの態様において、発泡剤または発泡剤混合物は押出
し成形機のような加熱により可塑化し混合する装置の中
に直接注入されてもよい。２種以上の発泡剤が用いられ
るときは、それぞれの発泡剤は加熱により可搬化された
樹脂中に別々に注入されうる。１つの好ましい態様は、
第１図の（至）で一般に示されるタンデム押出し機が、
発泡剤を導入し混合する第１の押出し機および混合をコ
ントロールし、該物質の冷却を行なう第２の押出し機と
ともに用いられる。可塑化された樹脂と発泡剤に加えて
、発泡性樹脂混合物にはある特性値や性質を変えるため
に含有せしめられる他の添加剤を含ませてもよいし、一
般には含ませる。造核剤はプライマリ−気泡サイズを小
さくするために含ませられうる。好ましい物質にはタル
ク、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、インジゴなど
がある。一般に樹脂１００部あたり約０．０５〜５部の
造核剤が発泡性樹脂の中に入れられる。可箆剤もまた発
泡性化合物に加えうる。その例には液体パラフィン、水
素添加やし油などが含まれうる。他の有用な添加剤には
難燃剤、安定剤などが含まれる。
押出し機から、加熱により可塑化された樹脂発泡剤混合
物は大気圧よりも低い減圧領域中に押し出される。それ
は、真空チャンバーからなり、その圧力は該真空チャン
バー内で前記発泡性樹脂混合物が発泡体に発泡すること
を許すのに好ましいレベルにコントロールされうる。真
空チャンバー内の圧力は、気泡サイズ、気泡量（ｃｅｉ
ｌ　ｖｏｌｕ■ｅ）および密度を含む異った、しかし好
ましい特性値を有する発泡体の形成を容易にするために
種々変えることができる。真空チャンバー内の圧力は水
銀柱絶対値（Ｈｇ　ａｂｓｏｌｕｔｅ）２７インチより
も小さく、−船釣には約２〜２７インチの範囲に保たれ
る。いくつかの応用例では、水銀柱絶対値２〜２０イン
チの間に保たれるであろう。一般に真空度が増加する（
圧力が下がる）にしたがって前記混合物の発泡は助長さ
れ、低密度発泡体が製造される。
第１図に示すように、本発明の好ましい実施態様におい
ては、前述の第２押出し機のダイの端部（１２）は、真
空チャンバーないしバロメトリックレッグ（ｂｌｒｏｍ
ｅｔｒｌｃ　ｌｅｇ）（８を形成する傾斜トンネル（ロ
）の上端ｎに嵌入され、かつシールされるように構成さ
れている。傾斜トンネル（１４）の下端（ト）は真空チ
ャンバーの他端をシールしている水槽の水口に浸けられ
ている。水槽は完成したボードを真空を損なわずにチャ
ンバーから取り出すメカニズムをもたらす。真空チャン
バー内で成形された押出しポリスチレン発泡体はチャン
バーを通り、水をくぐって進み、そこで真空チャンバー
から水シールの他端における大気圧中へと出ていく。前
記水槽は、チャンバー内の真空を維持するメカニズムを
もたらすのに加えて、チャンバー内の発泡体を冷やすた
めにも用いられる。
通常の運転中は、押出された発泡体は、第２図において
一層明瞭に示されているダイ■を出る。そしてその混合
物の発泡および発泡体の成形はダイのオリフィスの面の
上および下に弧状に配列されるロール−群によって制御
される。
ダイから出てきた発泡体（符号Ｑ４で示す）は厚さが調
整され、カーブしている軸まわりに回転する被駆動ウェ
ーファー（ｗａｆｅｒ）　ｒ：Ｂを備えた図示されてい
る数組の上部および下部ロールによって最終の幅まで拡
げられる。図示されているように、そのようなウェーフ
ァー付きロールは扇状のダイ■から出るところに発泡体
の上部および下部に５組設けられている。さらに厚さお
よび平坦度は発泡体のパネルを対になった上部および下
部コンベアベルトのを通過させるこ、とにより制御され
る。発泡体の密度は真空レベルを制御することにより部
分的に定まる。押し出された発泡体の厚さ、幅および平
坦度の各寸法が定められたのち、その発泡体は符号（３
１）の部位で駆動されるコンベア■の下側で水をくぐっ
て搬送され、その発泡体は水中を通って移動しながら冷
却され、さらにかたくなる。発泡体は図示されているコ
ンベアベルトなどの種々の好適な装置を用いて水シール
を通して搬送することができる。ある実施例では、発泡
体は上部コンベアベルトによって水中を搬送することが
でき、そのばあい発泡体はベルトに対し、それ自体の浮
力によって保持される。図示されている好ましい実施例
においては、押し出しダイ■は弧状のスロットオリフィ
ス（３２）を有する扇形のダイであり、その扇形ダイを
出てくる混合物は図示されている所定形状のロール群を
浮かせることによって案内（ｃｏｎｆｉｎｓ）される。
第２〜３図に示すように、ロール■およびコンベア面を
一層正確に制御するため、それらのロールおよびコンベ
アをピストン　−シリンダアッセンブリ（３４）によっ
て浮動するように設けてもよい。符号（３Ｂ）で示され
るそのアッセンブリのロッドはそれぞれのロールまたは
コンベアを支持するように逆向きにブラケット（３７）
に連結されている。そこでは個々のロールごとに、１本
のピストン−シリンダアッセンブリが用いられる。
それぞれのシリンダの盲端ないし底部に、エア源（４１
）から管路（４０）を通って、さらに圧力調節器（４２
）および制御弁（４３）を通してエアが供給される。そ
のように制御されるエア圧はそれぞれのシリンダの下端
に供給され、ロールｎをその自重に抗して持ち上げ、ロ
ールを実質的に浮かせるようにする。そのような浮揚が
達成されると、エアがエア［（４８）からレギュレータ
（４７）および制御弁（４８）を通って管路（４５）を
通してロッドエンド側に供給される。そのようにすると
ロールの発泡体に対する加圧力を正確に制御することが
できる。ロールｎの半径が異なるため、実質重量（ｔａ
ｒｅ）ないし死荷重（ｄｅａｄ　ｖｅｌｇｈｔ）も異な
ることになる。−旦浮揚が達成されと、わずかな圧力差
だけがかけられ、ロールによる加圧力がまったく緩めら
れる。
採用されうる真空キャンバ−１成形メカニズムおよび扇
状型のさらに詳細な開示については、米国特許節４．１
９９．３１０．　４，２３４，５２９、および４．３６
４．７２２号各明細書が参考になる。
本発明の方法によって製造されるアルケニル基置換芳香
族発泡体は一般に下記に示すような特性値を有する。
密度　　約０．９〜３゜５　ポンド／立方フィート好ま
しくは約０．９〜２または０．９〜１．６、ポンド／立
方フィート 平均気泡サイズ　約０．２〜０　、５　ａｍ気泡量　　
＞　　１００．０００／立方インチ、（低密度のばあい
）、好ましくは ＞　１５０．０００／立方インチ、（低密度のばあい） ＞　　２００．０００／立方インチ、 （密度が約１．３〜１．６のばあい） ＞　２５０．０００／立方インチ （密度が約１．８〜２．０のばあい） ＞　３００．０００／立方インチ （密度が２．０をこえるばあい） 以下の実施例は１本発明の方法およびそれによってえら
れた発泡体について説明している。以下の実施例に用い
られる方法と装置は、とくに指示のないかぎりつぎのよ
うなものである。バージンポリスチレン樹脂（ｖｌｒｇ
ｉｎ　ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｒｅｓｉｎ）、リグラウ
ンドポリスチレン樹脂（ｒｅｇｒｏｕｎｄ　ｐｏｌｙｓ
ｔｙｒｅｎｅ　ｒｅｓｉｎ）、タルクおよび難燃剤の可
塑化された混合物を調製し、発泡剤混合物を該可塑化さ
れた樹脂混合物に混ぜ、発泡性樹脂混合物を形成した。
造核剤と難燃化物質を発泡性混合物に加えた。前記発泡
性樹脂混合物を、ダイを通して、発泡性混合物がコント
ロールされた条件下で発泡する真空が保たれた細長い室
の一端に押し出し、約２４インチ幅の変えうる厚さの細
形（ｅｌｏｎｇａｔｅａ）ボードを形成した。
実施例１〜５において、ダイは弦長（ｃｈｏｒｄｌｅｎ
ｇｔｈ）　　８．６部インチ、半径５インチおよび１２
０°の角度の扇形のダイである。実施例６〜ｌ＆では、
扇状のダイは弦長８．２３インチ、半径４．７５インチ
および開き角　１２０’である。発泡性混合物は真空チ
ャンバー内に押し出され、発泡性混合物の発泡は平面の
上部および下部に配列される弧状のロール群によって、
必要に応じて厚さ約１．５〜２．０インチ、幅約２４イ
ンチの連続発泡ボードを形成するように制御されている
。
ボードの他の厚さは型の開口部および弧状のロール群の
位置を調整することによりえられる。
連続発泡ボードは真空チャンバーを通過し、水槽をくぐ
り、そこで発泡ボードが冷却され、かつより剛性を増す
。水槽をくぐり抜けたのち、発泡体はチャンバーの他端
から引き出され、縁切りされ、所望により切断される。
本発明の方法にしたがって真空チャンバーからとり出さ
れた発泡ボードは密度、気泡サイズ、圧縮強度、ｋ−フ
ァクターなどが当業者に知られた方法で評価された。平
均気泡サイズはｘ、ｙ。
２方向で決定された気泡サイズの平均である。
該Ｘ方向とは押出しの方向、Ｙ方向とは該装置の横断方
向、２方向とは厚さ方向である。本発明の発泡体の圧縮
強度は、ＡＳＴＭテストＣ１ｆ１５−８３、「メジャー
リング・コンプレッシブ◆ブロバティーズ・オブ噂サー
マル・インシュレーション（Ｍｏｓｕｒｌｎｇ　Ｃｏ５
ｐｒｅｓｓｌｖｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆＴｈｅ
ｒｍａｌ　Ｉｎ５ｕｌａｔｉｏｎ）Ｊを利用して測定し
た。
特定の実施例に関する前記製造法と装置のその他の詳細
については実施例の記載の中に含まれている。
実施例１〜５ バージンポリスチレン樹脂（メルトフローインデックス
（ＭＰり　５．０のＡＲＣＯＤｙ１ｅｎａ　Ｄ８）　８
０部と、リグラウンドポリスチレン２０部、タルク０．
１５部および難燃剤’０　、８５部の可塑化混合物をつ
くり、ついで下記の特定の発泡剤混合物を発泡性樹脂混
合物を形成するために前記可塑化混合物に加えた。その
方法のそれ以上の詳細およびえられた発泡ボードの特性
値は第１表に示す。
実施例６〜８ 前記の一般的方法を、下記第２表にまとめられている該
処方、発泡剤、発泡剤量、製造速度、ダイ圧力および真
空度を使ってくり返した。１つの重要な相違点は、可塑
化樹脂中に含まれている発泡剤量がこれらの実施例では
ｉｉ、ｔ％に増えていることである。これらの実施例か
らえられた発泡ボードの特性値のいくつかは第２表にま
とめである。
［以下余白］ 実施例９〜１４ 前記の一般方法をこれらの実施例に用いた。
実施例中のあるものは、異なったバージンポリスチレン
樹ＦＭ（メルトフローインデックス２．５で特徴づけら
れたＰｏ１ｙｓａｒ　ＨＨ−１ｏｔ樹脂）を用い、また
二酸化炭素を発泡剤の１つとして用いた。
他の変量は下記第３表に記載された詳細から知ることが
できる。
［以下余白］ 第２表および第３表の結果かられかるごとく、実施例９
〜１１では添加した発泡剤混合物（二酸化炭素を含む）
の量は実施例６〜８で使用された１１％より低いが、Ｆ
−２２／ＰＬ４２ｂ発泡剤混合物と二酸化炭素とを用い
てつくられた気泡の平均気泡サイズは、実施例６でっ（
られな同密度のボードの平均気泡サイズよりも約２５％
も小さい。
Ｐ−１２／Ｐ−１４２ｂ混合物と二酸化炭素を用いてつ
くられた２インチボードの特性値は、全体を通じてすぐ
れた製品の品質を示し、平均気泡サイズは密度が１．２
８〜１．３３ポンド／立方フィート（実施例１２〜１４
）のときでさえ極めて小さい。
実施例１５〜１８ これらの実施例の方法における処方、発泡剤および他の
変量は第４表にまとめられている。
〔以下余白〕
第４表の結果かられかるようにＡＲＣＯ樹脂を用い、Ｃ
ＦＣ−１２とＩＩＣＦ’Ｃ−１４２ｂの混合物を用いる
処方で約１．５ポンド／立方フィートの密度のポリスチ
レンボードがつくられた（実施例１５および１［３）。
この発泡体は０．３２ｍｍの小気泡を含むことで特徴づ
けられる。二酸化炭素を添加（実施例１７）すると密度
が１．３７ポンド／立方フィートで気泡造核剤（タルク
）の量が２０％をこえて減らされたにもかかわらず小サ
イズの気泡、すなわち０．３２ｍｍのボードかえられた
。実施例１８ではより大きな分子量のボリサー（Ｐｏｌ
ｙｓａｒ）樹脂に置きかえられたが、気泡サイズはそれ
までの実施例のものよりも小さく、かつ密度は１．３５
ポンド／立方フィートであった。
以上の記載や実施例から明らかなごとく、１−クロロ−
１，１−ジフルオロエタンと適宜（ａ）ジクロロジフル
オロメタン、クロロジフルオロメタンまたはそれらの混
合物および（または）（ｂ）二酸化炭素からなる発泡剤
を用いてボードや棒状の発泡ポリスチレン体を製造する
本発明の方法は、発泡性混合物が減圧域内に押出される
とき許容しうる、あるばあいには改良された特性値を有
する発泡体を生ずる。本発明の方法において、■−クロ
ロー１．１−ジフルオロエタンとジクロロジフルオロメ
タンおよび（または）クロロジフルオロメタンの混合物
は、結果として一般に発泡剤としてｌ−クロロ−１，１
−ジフルオロエタンのみを用いて製造されたボードや棒
状体と比較したときに改良された特性値を有する発泡ボ
ードおよび棒状体を形成する。
二酸化炭素が前記発泡剤または発泡剤混合物と組合せて
用いられるときに最高の結果かえられる。とくに、樹脂
１ｎｆ１を基準として約０．４〜１．５％の二酸化炭素
を含有させることは、結果としてすぐれた発泡体を与え
、とくに低密度（２ポンド／立方フィート以下）の、か
つ約０．２〜０．５ｍｍ、より一般的には約０．２ｍｍ
〜０Ｊ５−の範囲内にある気泡のような小気泡サイズを
もつ発泡体の製造に好ましい。
本発明はその好ましい態様との関係において説明されて
きたが、当業者が本明細書を読むことで数々のその部分
的変更が明らかになるということは理解されるべきであ
る。それゆえここに開示された発明はそのような部分的
変更も特許請求の範囲内に入るものとしてカバーされる
ものであることは理解されるべきである。
［発明の効果］ 本発明の方法によれば、発泡剤として環境汚染問題が大
きいハロカーボンの使用を極力減らしかつ、好ましい密
度、比較的小さい平均気泡サイズ、より大きい気泡量、
より高い圧縮強度などを有し、断熱材などとして有用な
押出し成形発泡体をうろことができる。
における湾曲ローラの浮揚支持機構の空気回路図である
。
（図面の主要符号） （５，チャンバー （１７）：水 囚：ダ　イ （２２Ｊ：ロール Ｑ４：発泡体 四−ウニ−ファー （３２）　？スロットオリフィス （３４）　：ピストンシリンダアッセンブリ
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の製造法を実施するための装置の好まし
い一実施例を示す概略断面図、第２図は第１図の装置に
おける真空チャンバーのダイ端部にある扇形弓状スロッ
トダイおよび成形機構を示す拡大平面図、第３図は第１
図の装置特許出願人　　ニー・シー・インダストリー□
、口し、、−１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　約０．９〜３．５ポンド／立方フィートの密度を有
    することで特徴づけられたアルケニル基置換芳香族樹脂
    からなる押出し成形熱可塑性樹脂の細形発泡体の製造法
    であって、該製造法が （Ａ）前記熱可塑性樹脂を加熱して可塑化し、（Ｂ）１
    −クロロ−１，１−ジフルオロエタン、１，１，１，２
    −テトラフルオロエタンおよび２−クロロ−１，１，１
    ，２−テトラフルオロエタンの少なくとも１つからなる
    液体発泡剤の少なくとも１種を加え、 （Ｃ）前記発泡剤を前記樹脂中に樹脂の発泡するのを防
    ぐのに充分な圧力のもとで均一に混合して発泡性樹脂混
    合物を形成し、 （Ｄ）発泡性樹脂混合物が発泡体に発泡する水銀柱絶対
    値約２〜２７インチの圧力の領域中に前記発泡性樹脂混
    合物を押出し、 （Ｅ）発泡体を冷却する ことからなる熱可塑性樹脂細形押出し発泡体の製造法。 ２　前記発泡剤がさらにジクロロジフルオロエタン、ク
    ロロジフルオロエタン、二酸化炭素またはそれらの混合
    物からなる請求項１記載の製造法。 ３　前記混合物がエチルクロライド、メチルクロライド
    、メチルアルコール、エチルアルコールおよびイソプロ
    ピルアルコールを含まないものである請求項１記載の製
    造法。 ４　前記アルケニル基置換芳香族熱可塑性樹脂がポリス
    チレンである請求項１記載の製造法。 ５　前記発泡体が約０．２〜０．５ｍｍの平均気泡サイ
    ズを有するものである請求項１記載の製造法。 ６　前記ステップ（Ｄ）の領域が細型チャンバーによっ
    て構成されており、前記えられた混合物をそのチャンバ
    ーの端でダイを通過させ、それによってえられた発泡体
    を前記チャンバーの他端で水槽に通し、さらにその発泡
    体をチャンバーから大気中へと通過させる請求項１記載
    の製造法。 ７　前記混合物を前記ステップ（Ｄ）の領域にある扇状
    ダイに通して連続発泡体ボードを成形するステップを有
    しており、前記ダイが弧状のスロットオリフィスを有す
    る扇状のダイであり、混合物の発泡を弧状スロットオリ
    フィスの面の上下に配置される弧状のロールによって制
    御し、該弧状のロールが制御された速度で回転駆動され
    る一連のウェーファーを備えており、オリフィスの上側
    のロールがダイから出てくる混合物に制御された浮力圧
    力をかけるように浮揚支持されている請求項１記載の製
    造法。 ８　前記発泡剤がさらに二酸化炭素を含むものである請
    求項１記載の製造法。 ９　前記発泡性樹脂混合物がさらにタルク、ケイ酸カル
    シウム、炭酸カルシウムおよびインジゴから選ばれた造
    核剤を含むものである請求項１記載の製造法。 １０　前記発泡剤がさらに二酸化炭素を含み、かつ前記
    発泡性混合物がさらにタルクを含むものである請求項１
    記載の製造法。
JP2049127A 1989-02-28 1990-02-28 押出し発泡体の製造法 Pending JPH02279738A (ja)

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