JPH0243774B2

JPH0243774B2 - Suchirennakurirusankyojugotaifuoomu

Info

Publication number: JPH0243774B2
Application number: JP7283481A
Authority: JP
Inventors: Uon Su Kyungu; Richaado Joonzu Jonasan
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1990-10-01
Anticipated expiration: 2001-05-14
Also published as: JPS57187330A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は優れた機械加工性を有し、耐溶剤性に
富む改良された熱可塑性合性樹脂、特にスチレン
−アクリル酸コポリマーの押出しフオームに発泡
体物品に関するものである。押出しポリスチレンフオームは周知の商品であ
つて主として断熱用に使われる。しかし、その
外、押出しポリスチレンフオームはまた種々のそ
の最終用途に使用されている。「押出しフオーム」
の術語は一般にその断面の気泡寸法にはつきりし
た不連続性を示さない均質気泡構造体を意味しこ
れは多数の膨脹性の、または部分的に膨脹させた
気泡質スチレンポリマー粒子を成形して調製した
いわゆるビーズフオームと判然とした相違を示
す。押出しポリスチレンフオームは装飾分野にお
いて著しい用途を有しそこでは時おりこれを希望
する形に切りそしてその形のものを装飾にまたは
飾付けの部分として使用する。時にはフオームを
種々の形態に彫刻し次いでこれを塗装し、でなけ
れば被覆して装飾的物品を造つてもよい。そのよ
うな押出しフオームの裁断および造形は種々の方
法によつて達成される。厚板またか角形のフオー
ム本体から造形物を裁断するのに便利な方法の一
つは熱線カツターの使用である。熱い時に実質的
に電気抵抗を有するニクロム線のような針金を適
切な電流によつて加熱しそして糸のこまたはサー
ベルのこを使うのと同様にしてフオーム本体中を
通過させてその途中を溶融させるのに使用する。
のこぎり、小刀、ルーターおよび研摩材もまた押
出しフオームの造形に使うことができる。望まし
くは、押出しフオームからの造形物品の加工にお
いては裁断および造形作業は可及的に早く遂行す
べきものである。ポリスチレンは熱可塑性である
から、裁断用具および使用するフオームの種類の
選択には注意を払はなければならない。プラスチ
ツクフオーム、そして特に押出しポリスチレンフ
オームの機械加工性の評価に対しては機械加工性
試験が開発されている。そのような試験では当業
界に良く知られているルーター〔（roter）：みぞ
ほり用回転切削工具〕を使用する。念のためにそ
れを詳しくすると、そのルーターのビツト（替
刃）は２インチ×３ 3/32インチ（5.1cm×7.86
cm）の寸法の薄い銅の刃を有する。それの長い方
の縁の中央にその刃の平面にその軸を有する円筒
状の軸部（shank）が取付けてある。反対の縁は
１ 1/2インチ（3.8cm）半径の半円の切削部を有
しこれは工具となり、フオームの試験の際に差し
込んで軸部により回転させた場合３インチ（7.6
cm）の直径の判円球がフオームベース上に切り残
される。ルータービツトは毎分4250回転で回転し
そしてドリルプレスを有効に使用して１回の円滑
な行程によつて希望する裁断を行う。滑らかな表
面を有する、即ちフオームの傷または裂け目のな
い半円球の裁断を作るのに要した時間を記録す
る。最も望ましいフオームは滑らかな半円球表面
の裁断を行うのに約１秒で達するのに対し、それ
程望ましくないフオームは裁断を達成するのにず
つと長い時間を要する約1.5〜2.1ポンド／ft³（24
〜33.6ｇ/）の密度範囲において迅速な機械加
工性を有するポリスチレンフオームについては、
ほとんどのものは約1.4から５mmまでの範囲の気
泡の大きさを有する。しばしば迅速な加工が可能
であつても、気泡は望ましくない粗雑な外面を生
じそして魅力のない外観を生じる場合がある。フ
オーム製品はしばしば生け花に用いられそこでそ
れに関しても最も望ましい事は、事前の準備なし
にフオーム塊の中に植物の莖を手で容易に挿入し
うることである。そのような植物の莖の挿入し易
さは一般にフオームの機械加工性と一致する。フ
オームの機械加工が容易であればそれだけ花の莖
の端をその中に押し込むことは容易でありそして
植物は希望する位置にフオームによつて支えられ
る。熱線技法によるポリスチレンフオームの裁断
においては、作業者が休止しそして切断の方向を
変える場合には、しばしば望ましくないまたはゆ
がんだ形状を生じる。もしも線が工業的に望まし
い温度、即ち切断が早くそして容易に行われる温
度において操作される場合には「メルトバツク
（meltback）」の現象が観察される。線がフオー
ム中を正常なまたは比較的高切断速度で通過させ
られると、切り口はおよそ線の幅になる。しか
し、もしも作業者が休止しまたは裁断速度を実質
的に遅くすると、線からの放射熱はフオームを溶
融させるのに十分でありまたは少なくともフオー
ムの崩壊を引き起こしそして線よりも実質に幅の
広い切り口を与える。押出しフオームの取扱いに
都合のよい形はしばしば板の形であつてこれは大
きい押出しフオーム本体から通例の木工技法、即
ちのこぎりおよびかんながけによつて調製され
る。従つて、機械加工性は或る種の利用に対して
極めて望ましい特性である。もしも高度の機械加工性を示す改良された合成
樹脂の熱可塑性押出しフオームが得られるならば
望ましいことであろう。もしも熱線で裁断したときにメルトバツクに対
して減少した傾向を示す合成樹脂の熱可塑性押出
しフオームが得られるならば望ましいことであろ
う。もしも微少の毒性と環境上の影響が僅小な揮発
性液体発泡剤を使用して調製することができる改
良された合成熱可塑性樹脂押出しフオームが得ら
れるならばまた望ましいことであろう。良い機械加工性と増大した耐溶剤性を有する改
良された合成熱可塑性樹脂押出しフオームがもし
得られるならばまた望ましいであろう。これらの恩恵およびその他の優位性は合成熱可
塑性樹脂押出しフオームによつて達成され、その
フオームはガスを含有する一般に閉じている多数
の独立気泡を有し、そのフオームは少なくとも８
平方インチ（51.6平方cm）の横断の断面面積およ
び少なくとも0.7インチ（1.8cm）の最低寸法を有
し、そのフオームは約99.5重量部のスチレン対そ
の中に約0.5ないし約30重量部のアクリル酸を共
重合して有する約70重量のスチレンのコポリマー
から構成される。スチレンおよびアクリル酸のコポリマーの調製
は周知でありそして米国特許3035033号中に開示
されている。本発明に従つたフオームはゲル透過
クロマトグラフイーによつて測定して100000から
350000グラム分子の分子量を有するスチレン−ア
クリル酸コポリマーを用いて容易に調製すること
ができる。しかし、約150000グラム分子から約
300000グラム分子までの平均分子量を有するよう
なコポリマーを使用することが好ましい。使用す
るアクリル酸の量は99.5ないし約70重量部のスチ
レンと共に0.5ないし約30重量部である。特に望
ましい範囲は１から20重量部までのアクリル酸と
99から80重量部までのスチレンである。好ましい
範囲は５から20重量部までのアクリル酸と95から
80重量部までのスチレンである。本発明の押出し
フオームは約1.2から５ポンド／ft³まで（19.2か
ら80.0ｇ/）までの密度を有する。本発明に従
つたフオームの気泡寸法はASTM D3576に従つ
て測定して約0.5から３mmまでそして都合がよい
のは約0.6から２mmまでである。本発明に従つた
フオームは有利には上に記載した樹脂を熱可塑化
し、熱可塑化した樹脂を好適な揮発性液体発泡
剤、例えば塩化エチルと添合し、熱可塑化樹脂−
液体発泡剤混合物をそれの発泡を防ぐのに十分な
圧力下に保持しそして続いて熱可塑化樹脂と発泡
剤との発泡し得るゲルを大気圧のような低圧帯域
に流し出してゲルを発泡させそして気泡が自立し
ている状態（即ちつぶれない状態）で冷却させ
る。一般に揮発性液体発泡剤はKgの樹脂につき
1.2から2.3モルの量で使用する。一般にゲルおよ
び発泡剤は約180℃から220℃までの温度において
機械的に添合され、押出しに際してのゲルの温度
は通常約122℃から148℃までである。そのような
混合において好都合には、液体発泡剤はバレルお
よび押出機中に計量ポンプの方法によつて注入し
て樹脂成分と発泡剤との希望する混合物を与え
る。プラスチツクフオームの押出しは周知であり
そして次の米国特許中に示されている：第
2669751；2740157；2838801；3751377；
3817669；3954925；3897528；3914085各号。約92重量部のスチレンおよび８重量部のアクリ
ル酸のコポリマーを使用しゲル透過クロマトグラ
フイによつて測定して重量平均分子量196000ｇモ
ルを有する多数のフオームを調製した。ポリマー
はペレツトまたは顆粒の形であつた。押出し機の
円筒内部直径が２ 1/2インチ（6.35cm）である押
出し機を使用しポリマーを押出しそこでは100重
量部のコポリマーにつき約12重量部の塩化エチル
を加えた。押出機のバレル温度は217℃であつ
た；得られたゲルの温度はそのゲルから種々の気
泡寸法および密度のフオームを調製することが出
来る温度である109−125℃であつた。それぞれの
場合一般に均質なフオームが得られこれは膨脹し
たときに約２インチ×８インチ（5.1cm×20.3cm）
の横断面寸法を有した。室温まで冷えた時にフオ
ームを切つて断面を出しそして幅に対して垂直方
向の気泡寸法を測定した。その垂直方向の寸法は
押出しフオーム厚板の厚さの寸法である。試料を
種々の時間で熟成させそして機械加工性を前記の
ようにして試験した。比較の目的で、種々の密度
および気泡寸法を持つ多数のポリスチレンフオー
ム試料を前記の方法によつて機械加工性について
評価した。スチレンアクリル酸フオームおよびポ
リスチレンフオームは両方共十分な時間熟成させ
たがフオームの製造に使用した発泡剤の大部分は
空気で置き代えた。その結果は第表中に示すが
そこでは略字SAAはスチレンアクリル酸を示
し；略字PSはポリスチレンを示し；PCFはポン
ド／ft³を示し；SECは秒を示し；そしてMMは
ミリメートルを示す。

【表】

【表】第表から、スチレン−アクリル酸コポリマー
を使用する試料はポリスチレンを使用する試料よ
りも優れた実質的に改良された機械加工性を有す
ることが容易に看取できる。ポリスチレンの各試
料は若干の引裂きおよび粗表面を示したが、これ
に反してスチレン−アクリル酸コポリマーを使用
した試料は何等引裂けは示さなかつたことが観察
された。フオームの試料は耐溶剤性について評価
した。スチレン−アクリル酸フオームの試料はノ
ルマルペンタン、ノルマルヘプタン、シクロヘキ
サン、ノルマルペンタノールまたはノルマルブタ
ノールから影響されないことを示した。ポリスチ
レンフオームはノルマルペンタンおよびノルマル
ヘプタンの両方によつて激しく侵蝕され、そして
シクロヘキサンに溶解した。スチレンアクリル酸フオームおよびポリスチレ
ンフオームを熱線裁断に対して三つの異なる試験
によつて評価した。第一の試験では直径0.020イ
ンチのニクロム線を電源に接続しそして熱して輝
く赤熱光を得た。試料を線に向つて手で押しそし
て試料中に約１インチ（2.54cm）の垂直裁断を作
つた。試料は第表中に「静止時間」として示し
た一定の時間静止したままでおり、さらに約１イ
ンチ（2.54cm）動かし、再び一定時間静止した。
フオーム試料が線に関して停止した場合、フオー
ムの若干のメルトバツクが起りそしてフオーム中
に拡大された孔が得られる。孔の直径は第表中
に「測定した静止時間に対する孔の直径」として
報告される。同一の線を使用した第二の試験ではフオーム試
料の一端から直方体を裁断した。裁断は１吋
（2.54cm）／秒の速度で行つた。裁断終了時に、
その小片を試料中に戻して置きそして全間隙を測
定し、２で割りそして１インチ（2.54cm）／秒裁
断速度における間隙幅として報告する。第三の試験は傾斜平面を用意しそしてその傾斜
平面の下方にニクロム線を水平に用意して行なつ
た。上記傾斜平面の上に４インチ×４インチ
（10.1cm×10.1cm）の断面面積および２インチ
（5.05cm）の厚さのフオーム試料を置き、フオー
ム試料の頂部に重りを乗せ、ニクロム線に電気を
通して加熱し、フオーム試料がその上の重りの重
さで傾斜面をすべり落ち、熱くなつたニクロム線
上にすべり落ちて、そのニクロム線がその４イン
チ×４インチ（10.1cm×10.1cm）（断面面積）×２
インチ（5.05cm）（厚さ）のフオーム試料を切り
通すのに要した時間を記録しそして第表中に４
インチ×４インチ（10.1cm×10.1cm）の断面に対
する「切断時間」として報告する。その上、スチレンアクリル酸ポリマーフオーム
はポリスチレンのフオームよりも耐溶剤性がさら
に優れている。

【表】ポリスチレンの各試料は若干の裂け目および粗
面を示したが、これに対しスチレン−アクリル酸
コポリマーは何等裂け目を示さなかつたことが観
察された。前記の例解と同様にして機械加工の容易なその
他のスチレン−アクリル酸コポリマーを調製し
た。スチレンアクリル酸コポリマーの調製用発泡
剤中でも有用なのは塩化エチル、塩化メチル；ジ
クロルフルオロメタン、ジクロルジフルオロメタ
ン、メルマルペンタンとジクロルジフルオロメタ
ン、塩化エチルとジクロルジフルオロメタン、塩
化メチルとジクロルジフルオロメタン、塩化メチ
ルと１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン、塩
化エチルと１−クロロ−１，１−ジフルオロエタ
ン、二酸化炭素とジクロルジフルオロメタン、二
酸化炭素と１−クロロ−１，１−ジフルオロエタ
ン、二酸化炭素とトリクロロフルオロメタン、二
酸化炭素と塩化メチルの混合物である。一般にそ
のような混合物は30−70重量部の第一成分と70−
30重量部の第二成分を含む、例えばトリクロルフ
ルオロメタンとジクロルフルオロメタン；ノルマ
ルペンタンとジクロルジフルオロメタン；塩化エ
チルとジクロルジフルオロメタン；塩化メチルと
ジフルオロメタン；塩化メチルと１−クロロ−
１，１−ジフルオロメタン；塩化エチルと１−ク
ロロ−１，１−ジフルオロエタン；二酸化炭素と
ジクロルジフルオロメタン；二酸化炭素と１−ク
ロロ−１，１−ジフルオロエタン；二酸化炭素と
トリクロロフルオロメタン；二酸化炭素と塩化メ
チル；二酸化炭素と塩化エチルである。既述の明細書から明らかなように、本発明は種
種の変更および修正を伴つた実施態様を受け入れ
ることができそれらは前述明細書および記述中に
記載したものと個々には異なるであろう。この理
由によつて、上に述べた総ての事は単に例解の意
図のものでありそして添付する特許請求の範囲中
に定義し示すものを除いて本発明を制限しまたは
限定するものと解すべきではないことを十分に了
解すべきである。

Claims

【特許請求の範囲】１ガスを含有し大部分が独立している多数の気
泡と、押出しの軸に対し直角の平面で測つて少な
くとも８平方インチ（51.6平方cm）の横断面面積
と、少なくとも0.7インチ（1.78cm）の最小厚さ
とを有する合成熱可塑性樹脂押出しフオームにお
いて、その樹脂が70〜99.5重量部のスチレンと
0.5〜30重量部のアクリル酸とが共重合しそして
約100000〜350000ｇモルの分子量を有するコポリ
マーからなることを特徴とする合成熱可塑性樹脂
押出しフオーム。２コポリマーが１〜20重量部のアクリル酸およ
び99〜80重量部のスチレンを含む特許請求の範囲
第１項に記載のフオーム。３コポリマーが５〜20重量部のアクリル酸およ
び95〜80重量部のポリスチレンを含む特許請求の
範囲第２項に記載のフオーム。４約1.2〜５ポンド／ft³（19.2〜80.0ｇ/）の密
度を有する特許請求の範囲第１項に記載のフオー
ム。５ 0.5〜約３mmの範囲内の平均気泡寸法を有す
る特許請求の範囲第１項に記載のフオーム。