JPH03111433A - 熱可塑性合成物質から発泡物質を製造する方法およびこの方法を実施するための押出成形機 - 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】 本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に記載
した熱可塑性合成物質から発泡物質を造るための方法お
よびそのための押出成形機に関する。

押出し成形によって造られる発泡物質製品の市場にあっ
ては、ここ６０年代の半ばに、炭化水素類に入る可燃性
の発泡剤ペンタンに代わる物質としてフルオールクロル
炭化水素（ＦＣＫＷ）の使用によって決定的に好都合な
ものになって来た。押出成形の際ＦＣＫＷ−タイプのＲ
１１、Ｒ１２、Ｒ１１３およびＲ１１４の使用の開始と
共に、品質および取扱に関して市場の要望にそうような
半製品と生成物を造ることが可能になった。

学術上の認識を基に、エーロゾル技術および冷却技術に
あっても噴霧剤および冷却剤として、またエレクトロニ
ックス産業にあって洗浄剤として、並びにポリウレタン
発泡にあっても発泡剤として使用されているＦＣＫＷ−
気体は、地球を取巻く大気圏の上層のオゾン層の破壊を
著しく促すことが確認されている。

従って極く最近では、これまで使用されて来た極めて容
易に発火し易い、オゾン層を破壊することのないペンタ
ンの使用に逆戻りする傾向にある。

この目的のためもちろん発泡剤添加用の配量系が使用さ
れるが、これらの配置系は発泡剤が加圧系内におけるポ
ンプの摩耗により糸外に流出し、これにより発火の危険
が増大しないように構成されている。更にこの発泡剤配
置系は、装置から離して設けなければならない。是非と
も必要な他の付加的な安全処置は、発泡物質押出成形機
の据え付は場所周辺、フィルム−中間貯蔵所、深絞り領
域内および発泡物質層の再押出成形する領域内における
空気を更新するための激しい通気並びに発泡物質半製品
および製品の静電気帯電を逃して防止する装置を付加的
に設けることである。従って、発泡剤としてのペンタン
の使用は極めて問題がある。

ポリスチロールおよびポリエチレンの押出成形発泡物質
には発泡剤に対する一定の要件を設定する必要がある。

発泡剤は溶融物に融解しなければならないが、その粘度
およびそのガラス温度は著しく変わってはならない。発
泡剤は膨張の間、残留ガス濃度を低く抑えるために、高
い蒸発速度を有していなければならない、透過は生じて
はならない。

何故ならこの透過は凝固する以前にセルの破壊を招くか
らである。

本発明の課題は、良好な発泡特性を有しかつ使用した際
、極めて均一なセル構造を有する発泡物質が得られる発
泡剤と核化剤を提案する。

この発泡剤は全くオゾン層の破壊を招（ことがない。ま
たこの発泡剤により発泡密度が僅かとなり、軽量の発泡
物質が得られる。これにより包装産業において包装材料
として使用した際重量が僅かとなり、比較的高価な合成
物質の使用が可能な限り僅かで済む。

上記の課題は本発明により、特許請求の範囲の請求項１
の特徴部に記載した特徴により解決される。

付加的な核化剤として ０．１〜０．５重量％の窒素を気体の形でかつ（タルク
と混合した合成物質に対して）０．５〜５重量％で、か
つ アルコール類ＣｚＨｓＯＨ，ＣＪｔＯＨ，或いはＣ４Ｈ
，０１１或いはこれらアルコール類の混合物を液状の形
で噴射することにより、即ち先ず合成物質溶融物内に付
加的な核化剤としての気体状の窒素を混入し、その後上
記の液状のアルコール類或いはこれらのアルコール群の
混合物を噴射混入した際、極めて僅かな容量および均一
なセル構造の発泡物質が得られる。

窒素を既に可塑化した溶融物内に混入し、短時間処理を
行った後上記の群のアルコールを溶融物内に噴射混入し
た際、使用した窒素成分により極めて均一なセル構造が
達せられることがわかった。セル調節のために第二の核
化剤としての窒素を使用しなかった場合、アルコール類
でのみ発泡された合成物質にあっては極めて不均一なか
つ極めて大きなセル構造が達せられることがわかった。

しかし、気体状の窒素を所望の量で付加的に合成物質溶
融物内に噴射した場合、極めて満足のいく結果が得られ
ることがわかった。

本来の核化剤（本発明の場合にはタルク）には合成物質
溶融物内で最初に噴射された窒素が付着する。次いで引
続き、上記のアルコール類もしくはそれらの約５０χの
混合物を溶融物内に噴射した際、アルコール類は再び主
に僅かなタルク／窒素粒子に付着し、従って溶融物質内
における物質のこのような特別に順序室てた噴射により
均一なセル構造および同時に優れた容量が達せられる。

更に、液状のアルコール類を溶融物内に噴射する場合、
窒素は充分に溶融物内で分散されて（この分散はタルク
によって著しく好都合に行われる）存在していなければ
ならない。再噴射位置間の間隔は最低２Ｄでなければな
らない。

更に上記のアルコール類は、これと混合されている溶融
物がノズルから流出した際比較的良好な冷却も行われる
と言う利点を有している。

即ち、例えばエタノール（沸点７８°Ｃ）を使用した際
、ノズルからの流出の際驚く程迅速にセルが凝固する。

表に示した実験により、三つの上記のアルコール類の混
合物も良好な発泡結果を与えることがわかった。

それぞれ約５０χのアルコール類を他のアルコール類と
混合した場合、表４．５と６に示したような結果が得ら
れ、使用し得る容量と均一なセル構造が得られ、特に有
利であることがわかった。混合比は一方のアルコール２
０〜８０χに対しての他のアルコールの比率であり、こ
の範囲において変化させることにより容易に改善されて
結果が得られる。

上記のアルコール類を３０％以下の水と混合した際、形
成されるセルの大きさを加減することが可能である。ア
ルコールを２０χ希釈した場合大きなセルが得られる。

アルコールを３５χより多量の水で希釈した場合、極め
て大きな、不均一なセルが形成される。

上記の方法を実施するための押出成形機は、下流に向か
って先ず気体状の付加的な核化剤のための噴射装置を、
そして少なくとも２Ｄ（式中りはスクリューの直径）の
間隔をおいて液状アルコールのための噴射装置を備えて
いる。この間隔は、気体状の第二の核化剤を充分にかつ
均一に混合するために極めて有利である。

気体状の核化剤を既に含んでいる合成物質溶融物内に、
本発明の方法により、上記の物質を噴射混入することに
より、高い発泡剤富化が達せられ、従って著しく改善さ
れたセル構造の外にこれに加えて極めて軽量な発泡物質
が得られる。

以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の詳
細な説明する。

押出機成形１内にスクリュー２が設けられており、この
スクリューは伝動機構３により回転運動させられ、ホッ
パー４から装填された材料を融解し、均質化し、頭部５
方向に送る。

噴射ノズル６から付加的な核化剤として気体状のＮ２が
、そして噴射ノズル７からは液状のアルコール類（エタ
ノール）が押出成形室８内にこの押出成形室８内の圧力
を越える圧力で噴射される。

窒素（Ｎ２）およびアルコール類のために公知の配量装
置９が使用される。

頭部には図示していない調温装置に接続されている調温
管路１０が設けられている。

圧力センサ１１により頭部５の室１２内の圧力が測定さ
れる。室１２内の圧力は流動管路を適当に形成すること
により、またマンドレル１３を軸方向で、即ち矢印方向
に、移動することに調節される。

押出成形室８内の圧力は圧力センサ１４により検出され
、機械部分に与えられる。

表内に記載した実験を行う際、押出成形室８内で噴射ノ
ズル６と７の領域内において、圧力は１８０〜２００バ
ールの圧力に調節される。スクリュー２の端部において
は、圧力は約１００バールに低減される。頭部において
は材料−発泡剤混合圧力は平均して６０〜８０である。

混合物の温度は押出成形室８内で噴射ノズル６と７の領
域内において約２４０°Ｃである。その後温度はスクリ
ュー先端方向に１１５°Ｃまでに調節される。

以下の表に、色々な重量の量の発泡剤並びに色々な割合
の付加的な核化剤および発泡剤を使用した例を示した。

第二の核化剤を使用しないで行った例も示した。この場
合、窒素を付加的に核化剤として使用して始めて極めて
良好な発泡結果が得られることが明瞭に認められる。環
境を汚染することのないアルコール類が付加的なセル調
節物質としての窒素と混合されてのみ優れた結果を与え
ることがわかった。

窒素の添加を行わなかったアルコール類での実験により
、アルコール類のみを使用して形成されたセル構造が極
めて不均一であり、形成された発泡合成物質は脆いこと
が証明された。第二の核化剤として気体状の窒素を使用
して始めて、一方において極めて均一なセル構造が、他
方において著しく改善された発泡剤富化が達せられ、こ
れにより容量が著しく改善されることが明瞭になった。

全部で２６の比較例を、しかも窒素とアルコール類の重
量％、得られた容量、発泡物質厚みおよびその都度の使
用したアルコール類の量χを記載して掲げた。記載した
アルコール類の量百分率は、残余の百分率がそれぞれ水
であることを意味している。市販のポリスチロールが使
用された。

【図面の簡単な説明】

第１図は押出成形機の概略図、 第２図は押出成形機の概略縦断面図。 図中符号は、 ■・・・押出機、２・・・スクリュー、３・・・伝動機
構、４・・・ホッパー、５・・・頭部、６・・・核化剤
用噴射ノズル、７・・・アルコール頻用噴射ノズル、８
・・・押出成形室、９・・・配量装置、１０・・・調温
管路、１１・・・圧力センサ、１２・・室、１３・・・
マンドレル、１４・・・圧力センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性合成物質から発泡物質を製造する方法にお
   いて、 熱可塑性合成物質から得られた発泡物質を第一の核化剤
   、特にタルクと混合し、可塑化すること、および この混合物内に第二の核化剤としての気体状の窒素を噴
   射混入し、引続き発泡剤を噴射混入することを特徴とす
   る、熱可塑性合成物質から発泡物質を製造する方法。 ２、第二の核化剤として気体状の窒素（Ｎ＿２）を第一
   の核化剤と混合された合成物質の重量に対して０．１〜
   ０．５重量％の量でノズルにより噴射混入する、請求項
   １記載の方法。 ３、発泡剤として液状のエタノール（Ｃ＿２Ｈ＿５ＯＨ
   ）、プロパン−２−オール（Ｃ＿３Ｈ＿７ＯＨ）或いは
   ２−メチルプロパン−２−オール（Ｃ＿４Ｈ＿９ＯＨ）
   或いはこれらのアルコール類の混合物を第一の核化剤と
   混合された合成物質の重量に対して０．５〜５重量％の
   混合量で下流側に設けられている噴射開口を介して噴射
   混入する、請求項１記載の方法。 ４、発泡剤として２０〜８０％のエタノール（Ｃ＿２Ｈ
   ＿５ＯＨ）と２０〜８０％のプロパン−２−オール（Ｃ
   ＿３Ｈ＿７ＯＨ）を使用する、請求項１或いは３記載の
   方法。 ５、発泡剤として２０〜８０％の２−メチルプロパン−
   ２−オール（Ｃ＿４Ｈ＿９ＯＨ）と２０〜８０％のエタ
   ノール（Ｃ＿２Ｈ＿５ＯＨ）から成る混合物を使用する
   、請求項１或いは４記載の方法。 ６、発泡剤として２０〜８０％のプロパン−２−オール
   （Ｃ＿３Ｈ＿７ＯＨ）と２０〜８０％の２−メチルプロ
   パン−２オール（Ｃ＿４Ｈ＿９ＯＨ）とから成る混合物
   を使用する、請求項１或いは４記載の方法。 ７、アルコール類を３０％以下の水と混合する、請求項
   １或いは４記載の方法。 ８、中空円筒形の、下流方向で相前後して設けられてい
   る二つの噴射領域を備えたケーシングから成る、このケ
   ーシング内に駆動回転される均質化スクリューが設けら
   れている、押出成形機において、第一の噴射領域が気体
   状の核化剤のための噴射装置（（６）により、第二の噴
   射領域が液状発泡剤のための噴射装置（７）により形成
   されていること、 両噴射領域間の間隔が少なくとも２Ｄ（式中Ｄはスクリ
   ューの直径）の距離で維持されていることを特徴とする
   、押出成形機。