DE68927924T2

DE68927924T2 - Stranggepresster Kunstharzschaumstoff und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE68927924T2
Application number: DE68927924T
Authority: DE
Inventors: Toshiya Ito; Shigeru Motani; Tadayuki Saito
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1988-08-02
Filing date: 1989-08-01
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2009-08-02
Also published as: DE68927924D1; NZ230152A; FI893651A0; IS3497A7; ES2102349T3; NO175211B; KR910002468A; JPH03109445A; EP0353701B1; ATE151094T1; CA1330155C; IS1537B; JPH0549701B2; DK376789D0; US5064874A; DK376789A; FI893651A; FI101212B; AR243565A1; NO893110L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen extrudierten synthetischen Harzschaum und dessen Herstellungsverfahren.
Verschiedene Verfahren zur Herstellung extrudierten synthetischen Harzschaums sind bisher bekannt gewesen. Im allgemeinen wurden Verfahren ergriffen in welchen ein zellsteuerndes Mittel einem synthetischen Harzstoff, wie z. B. einem Styrenharz zugegeben wurde, geschmolzen und gemischt wurde, worauf die Mischung einem Treibmittel der flüchtigen Art zugegeben wurde und in einen Raum niedrigen Drucks zur Bildung eines extrudierten synthetischen Harzschaums durch Verdampfung des Treibmittels flüchtigen Typs extrudiert wurde.
Unter den nach obigem Verfahren hergestellten extrudierten Harzschäumen sind die auf Styrenbasis bevorzugt, besonders da sie ein hohes Expansionsverhältnis und eine einheitliche Zellstruktur besitzen, und außerdem vorzügliche wärmedämmende Eigenschaften und angemessene mechanische Festigkeit besitzen, und gewöhnlich als Isoliermaterial oder dergleichen verbreitet verwendet werden.
Jedoch ist der nach obigem Verfahren hergestellte synthetische Styrenharzschaum im wesentlichen Polystyren, welches hohe Steifigkeit besitzt. Es ist wünschenswert die Biegsamkeit eines solchen Schaums zu verbessern.
So ist es bekannt einen extrudierten synthetischen Harzschaum (besonders Polystyrenharzschaum) mit feiner, einheitlicher Zellstruktur herzustellen, um die Wärmedämmeigenschaften und die Biegsamkeit des Schaums zu verbessern. Jedoch ist mit dem Verringern der Zellgröße das Problem der Erhöhung der Dichte des Schaums aufgrund eines Effekts der Oberflächenspannung der Zellmembran verbunden. Somit ist es schwierig einen synthetischen Harzschaum zu erhalten, der eine niedrige Dichte, nicht größer als 28 kg/m³ und eine einheitliche Zellstruktur besitzt. Es ist Wünschenswert den Schaumkörper anzudicken, indem die Zellgröße zum Zweck des Bereitstellens von hitzedämmenden Eigenschaften und Biegsamkeit verringert wird. Eine solche Absicht jedoch bringt das Problem mit sich, daß die folgende Steigerung der Anisotropie der Zelle in Richtung der Zellwand eine Verringerung der Hitzedämmeigenschaften und Biegefestigkeit verursacht.
Gerade in diesem Zusammenhang versuchten auch die die vorliegende Erfindung betreffenden Erfinder einen Styrenharzschaum mit feiner und einheitlicher Zellstruktur durch Anpassen der Menge des Treibmittels und der Menge des schaumsteuernden Mittels herzustellen. Jedoch gelang es aufgrund der erhöhten Anisotropie der resultierenden Zellen, wenn die Zellgröße auf nicht mehr als 0,4 mm reduziert wurde, nicht, die angestrebten Wärmedämmeigenschaften und Biegesteifigkeit zu erreichen Desweiteren machte eine Verringerung der Zellgröße auf 0,2 bis 0,3 mm den Schaumkörper schnell dünner, was zu der Schwierigkeit führte, einen synthetischen Harzschaum mit befriedigendem, dicken Körper zu erhalten.
Desweiteren ist, als Herstellungsverfahren für einen synthetischen Harzschaum, ein Herstellungsverfahren für einen solchen Schaum in US-A-4,455,272 offenbart worden. In diesem Verfahren wird das geschmolzene Harz mit Hilfe von Wasser im Extruder unter Druck eingeführt, um das Harz mit dem Ausdehnungspotential der Wasserverdampfung zu versehen, und es durch die latente Verdampfungswärme zu kühlen.
Weiter ist ein Verfahren zum Erhalten eines Schaums mit einer Zellstruktur in welcher kleinere und größere Zellen zusammen gebildet werden in US-A-4,559,367 offenbart worden. In diesem Verfahren wird eine wasserhaltige, organische, pflanzliche Substanz mit einer Teilchengröße von 75 bis 500 Mikron zugegeben, um das Wasser einheitlich zu dispergieren.
GB-A-916 776 offenbart einen Polystyrenschaum niedriger Dichte mit einer feinen Zellstruktur, wobei der Hauptanteil der Zellen eine Größe von entweder 0,25 mm oder 0,76 mm besitzt.
Im Hinblick auf das Obenangeführte, versuchten die Erfinder eifrig einen synthetischen Harzschaum zu erhalten, welcher nicht nur vorztigliche Wärmedämmeigenschaften und angemessene Biegefestigkeit besitzt, was von jedem synthetischen Harzschaum im wesentlichen erwünscht ist, sondern auch eine vorzügliche Biegefestigkeit besitzt. Als Ergebnis fanden sie ein System, mit dem es möglich ist, einen synthetischen extrudierten Harzschaum herzustellen, der alle obigen Anforderungen befriedigen kann und welcher sich hauptsächlich aus spezifisch kleineren Zellen und Zellen die im Vergleich mit ersteren spezifisch größer sind zusammensetzt, um die vorliegende Erfindung zu vervollständigen.
Die vorliegende Erfindung betrifft die folgenden Gegenstände:
(1) Ein Schaum, der einen extrudierten synthetischen Harzschaum, der sich aus Zellen zusammensetzt, die im wesendichen zwei Größen aufweisen, wovon eine der Größen nicht mehr als 0,25 mm beträgt, und die andere Größe zwischen 0,4 und 1 mm liegt umfaßt, worin die Zellen mit Größen von nicht mehr als 0,25 mm 10 bis 80 % und die Zellen , die eine Größe von mehr als 0,25 mm bis weniger als 0,4 mm aufweisen, und die Zellen, die größer als 1 mm Zellgröße sind, nicht mehr als 30 % einer Querschnittsfläche des Schaums einnehmen, und worin die Zellen von nicht mehr als 0,25 mm, die der Schaum aufweist, die Zellen von 0,4 bis 1 mm in einer Insel-im-Meer-Weise umgeben.
(2) Ein Verfahren zur Herstellung des wie oben definierten Schaums, das A. das Bilden einer Mischung von (a) 100 Gewichtsteilen eines synthetischen Harzes, (b) 0,5 bis 10 Gewichtsteilen einer granulären Substanz mit nicht mehr als 1000 um Partikelgröße, die Hydroxylgruppen aufweist und 10 bis 70 Gew.-.% der Adsorptionsrate von Wasser, einem C&sub1;- bis C&sub4;-Alkohol oder Mischungen davon aufweist, wobei die granuläre Substanz Wasser, einen C&sub1;- bis C&sub4;-Alkohol oder Mischungen davon enthält und (c) 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines zellsteuernden Mittels; B das Hinzugeben von 0,1 bis 0,3 Mol pro 100 Gramm des synthetischen Harzes eines flüchtigen Treibmittels in die Mischung unter Druck; und C. das Extrudieren der Mischung, um einen Schaum zu bilden, umfaßt.
(3) Ein Verfahren zur Herstellung des wie oben definierten Schaums, das A. das Bilden einer Mischung von (a) 100 Gewichtsteilen eines synthetischen Harzes, (b) 0,5 bis 10 Gewichtsteilen eines feinen Mineralpulvers, mit nicht mehr als 1000 um Partikelgröße, das Hydroxyl gruppen aufweist, und (c) 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines zellsteuernden Mittels; B das Hinzugeben von 0,1 bis 0,3 Mol pro 100 Gramm des synthetischen Harzes eines flüchtigen Treibmittels und 0,2 bis 1,5 Gewichtsteile Wasser unter Druck in die Mischung; und C. das Extrudieren der Mischung, um einen Schaum zu bilden, umfaßt.
Jede der Abbildungen 1 und 2 ist die Skizzendarstellung einer vergrößerten (Vergrößerung 30) elektronenmikroskopischen Fotografie, zum Zwecke der Beschreibung der inneren Struktur des durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erhaltenen, extrudierten synthetischen Harzschaums.Abbildung 3 stellt das Histogramm dar, welches die Zellgrößenverteilung des extrudierten synthetischen Harzschaums, der in Beispiel 1 der Erfindung erhalten wird, anzeigt. Abbildung 4 ist die Skizzendarstellung einer vergrößerten (Vergrößerung 30) elektronenmikroskopischen Fotografie, zum Zwecke der Beschreibung der inneren Struktur des in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen, extrudierten synthetischen Harzschaums.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben:
Der extrudierte synthetische Harzschaum der vorliegenden Erfindung wird entweder durch Verfahren (I) erhalten, wobei (A) 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes, (B) 0,5 bis 10 Gewichtsteile einer granulären Substanz mit nicht mehr als 1000 um Partikelgröße, die Hydroxylgruppen auf ihrer Oberflächenschicht aufweist und 10 bis 70 Gew.-% der Adsorptionsrate von Wasser und/oder einem C&sub1;- bis C&sub4;-Alkohol besitzt und (C) 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines zellsteuernden Mittels geschmolzen und durch Erhitzen zusammen gemischt werden und dann in die Mischung ein flüchtiges Treibmittel unter Druck, in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Mol pro 100 Gramm des sythetischen Harzes eingebracht wird und letztlich in einen Raum niedrigeren (gewöhnlich atmosphärischen) Drucks extrudiert wird, oder durch das Verfahren (II), wobei (A) 100 Gewichtsteile eines synthetischen Harzes, (B) 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines feinen Mineralpulvers, mit nicht mehr als 1000 mn Partikelgrße, das Hydroxylgruppen auf seiner Oberflächenschicht aufweist, und (C) 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines zellsteuernden Mittels geschmolzen und durch Erhitzen zusammen gemischt werden und dann in die Mischung ein (D) flüchtiges Treibmittel unter Druck, in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Mol pro 100 Gramm des synthetischen Harzes eingebracht wird und (E) 0,2 bis 1,5 Gewichtsteile Wasser, und letztlich in einen Raum niedrigen Drucks extrudiert wird, so daß hauptsächlich sowohl Zellen mit nicht mehr als 0,25 mm Zellgröße als auch Zellen mit 0,4 bis 1 mm Zellgröße, durch Vermittelung der Zellmembranen in einer Insel-im-Meer- Weise dispergiert sein können. Der erhaltene, erfindungsgemäße, extrudierte synthetische Harzschaum zeigt vorzügliche wärmedämmende Eigenschaften, eine angemessene Biegefestigkeit und eine vorzügliche Biegsamkeit.
Zuerst wird eine Beschreibung des Verfahrens (I), wie folgt, gegeben:
Als erfindungsgemäße synthetische Harze, sind thermoplatische Harze wie Styren-, Ethylen-, Propylen- und Urethanharze nützlich. Unter diesen sind Styren-, Ethylen- und Propylenharze wünschenswert, besonders weil sie mittels einer Extrusionsschäumtechnik angemessen verarbeitet werden können. Weiterhin besonders geeignet ist das Styrenharz, welches vorzüglich in seinen wärmedämmenden Eigenschaften und Steifigkeit ist, aber von dem erwartet wird das es in seiner Biegsamkeit oder dergleichen verbessert ist. Als solch ein Styrenharz sind z.B. Polystyrene, Gopolymere von Styren mit α-Methylstyren, Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure, Acrylsäureestern, Methacrylsäure, Methacrylsäureestern und Polystyrene, die durch Mischen mit Styrenbutadienkautschuk (SBK) modifiziert sind brauchbar.
Von der in der Erfindung verwendeten granuläre Substanz wird angenommen, daß sie als zellsteuerndes Mittel fungiert, welches Zellen mit nicht mehr als 0,25 mm Zellgröße erzeugt. Als solche granuläre Substanz (im folgenden als wasserhaltige granuläre Substanz bezeichnet), ist diejenige mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1000 um, welche Hydroxylgruppen auf ihrer Oberflächenschicht trägt und 10 bis 70 Gew.-% der Obefflächenadsorptionsrate von Wasser und oder einem C&sub1;- bis C&sub4;-Alkohol aufweist, brauchbar.
Eines der Hauptmerkmale der Erfindung ist es, solche wasserhaltigen granulären Substanzen zu verwenden. Wenn eine solche wasserhaltige granuläre Substanz in einer genau eingestellten Menge zugegeben wird, werden Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm effizient gebildet. Der Grund für diese Bildungseffizienz der Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm ist noch nicht klar, aber es wird angenommen, daß dies durch den Prozeß verursacht ist, in welchem, die wasserhaltige granuläre Substanz mit dem synthetischen Harz unter Erhitzen gemischt wird und Wasser von der ersteren abgegeben und in mikroskopischem Zustand unter Bildung keimbildender Tröpfchen zur Bildung von Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm dispergiert wird.
Als eine solche granuläre Substanz mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1000 nm, die Hydroxylgruppen auf ihrer Oberflächenschicht trägt, ist typischerweise wasserfreies Siliciumdioxid, welches Silanolgruppen auf der Oberflächenschicht trägt und das z.B. von Japan Aerosil Co. (AEROSIL ) erhältlich ist, brauchbar. Die Primärteilchen, die in einem Naßverfahren hergestellt werden, haben die oben angebene Teilchengröße Jedoch können auch durch Agglomeration von Primärteilchen gebildete Sekundärteilchen mit einer Teilchengröße von 1 bis 10 µm in gleicher Weise verwendet werden.Ein Beispiel für Produkte mit Sekundäragglomeration im Naßverfahren ist Nipseal der Nippon Silica Co.. Wenn die granuläre Substanz eine Teilchengröße von mehr als 1000 nm besitzt, erscheint eine Tendenz, daß das Wasser, welches von der wasserhaltigen granulären Substanz abgegeben wird, nur schwerlich mikroskopisch dispergiert wird. Daher ist diejenige mit nicht mehr als 1000 nm Teilchengröße bevorzugt. Die Teilchengröße der granulären Substanz sollte weiter bevorzugt nicht kleiner als 5 nm sein, um der leichten Erhältlichkeit Rechnung zu tragen, und ist besonders bevorzugt 10 bis 100 nm. Der Grund in dieser Erfindung eine granuläre Substanz mit Hydroxylgruppen auf deren Oberflächenschicht zu nutzen ist, daß die granuläre Substanz Wasser und/oder C&sub1;-- bis C&sub4;- Alkohole über Wasserstoffbindungen adsorbiert und diese nicht vor dem Mischen mit dem synthetischen Harz unter Hitze abgibt.
Als obenerwähnter C&sub1;- bis C&sub4;-Alkohol ist z.B. Methanol, Ethanol, Propanol, n- Butanol und i-Butanol brauchbar. Jeder dieser Alkohole wird gewöhnlich alleine oder kombiniert verwendet.
Die Wasser- und/oder C&sub1;- bis C&sub4;-Alkoholadsorption durch die granuläre Substanz wird durch die folgende Formel gegeben:
[Adsorptionsrate (%)]=
([Gewicht des adsorbierten Wassers (g)]
/(Gewicht der wasserhaltigen granulären Substanz (g)] x 100
In der Erfindung wird eine wasserhaltige granuläre Substanz mit einer Adsorptionsrate von 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 20 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 bis 60 Gew.-% verwendet. Eine derartige Adsorptionsrate variiert sowohl in Abhängigkeit, der Zahl der Hydroxylgruppen auf der Oberflächenschicht als auch der Menge der granulären Substanz, die mit dem synthetischen Harz gemischt ist. Im allgemeinen jedoch verursacht eine Rate von weniger als 5 Gew.-% bei der wasserhaltigen granulären Substanz, daß eine unzureichende Menge Wasser von der granulären Substanz abgegeben wird, und folglich können die Körnchen keine keimbildenden Tröpfchen für Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm bilden. Auf der anderen Seite fördern im allgemeinen mehr als 70 Gew.-% der wasserhaltigen granulären Substanz größere Aggregate der granulären Substanz, und folglich wird die einheitliche Dispersion der granulären Substanz im synthetischen Harz schwierig.
Die Mischungsmenge der wasserhaltigen granulären Substanz beträgt wünschenswerterweise 0,5 bis 10 Gewichtsteile, bevorzugt 1,0 bis 5,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des synthetischen Harzes. Diese Mischungsmenge der wasserhaltigen granulären Substanz wird wünschenswerterweise hinsichtlich der angestrebten Zellgröße angemessen angepaßt und kann somit nicht pauschal definiert werden. Im allgemeinen jedoch neigt eine Mischungsmenge von weniger als 0,5 Gewichtsteilen dazu, die Konzentration der wasserhaltigen Substanz im synthetischen Harz herabzusetzen, was es schwierig macht einen einheitlichen Dispersionszustand zu sichern. Auf der anderen Seite verursachen mehr als 10 Gew.-% der wasserhaltigen granulären Substanz, eine Trennung der Substanz vom synthetischen Harz beim Mischen derselben, was eine einheitliche Dispersion schwierig macht und die Herstellungskosten erhöht.
Als zellsteuerndes Mittel der Erfindung sind die der bekannten Extrusionsschäumverfahren einsetztbar. Konkret sind Talkpulver und Calciumcarbonat brauchbar. Jedes dieser zellsteuernden Mittel wird einzeln oder kombiniert verwendet. Die Teilchengröße solcher zellsteuernder Mittel ist gewöhnlich wünschenswerterweise 3 bis 100 µm, vorzugsweise 5 bis 20 µm. Solch ein zellsteuerndes Mittel wird genommen, um die Größen der Zellen einer Zellgröße von 0,4 bis 1,0 mm, die hauptsächlich in extrudierten synthetischen Harzschäumen gebildet würden, zu kontrollieren. Die Mischungsmenge solcher zellsteuernder Mittel wird auf 0,05 bis 0,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,1 bis 0,25 Gewichtsteile auf 100 Teile des synthetischen Harzes eingestellt. Eine Mischungsmenge von weniger als 0,05 Gewichtsteilen vergrößert die Zellgröße und macht es schwer, die angestrebte Dichte des Schaums (nicht mehr als 28 kg/m³) sicherzustellen.
Der extrudierte synthetische Harzschaum der Erfindung wird dadurch erhalten, daß bestimmte Mengen des synthetischen Harzes, der wasserhaltigen granulären Substanz und des zellsteuernden Mittels zusammengemischt und durch Erhitzen geschmolzen werden und indem in die Mischung ein flüchtiges Treibmittel durch Druck eingebracht wird und dann extrusionsgeschäumt wird.
Die Heiztemperatur, Schmelz- und Mischzeit, und Art des Schmelzens und Mischens des synthetischen Harzes, der wasserhaltigen granulären Substanz und des zellsteuernden Mittels sind nicht ausdrücklich beschränkt. Die Heiztemperatur ist, solange sie nicht niedriger als die Temperatur ist, bei der das synthetische Harz schmilzt, und das ist gewöhnlich 150 ºC bis 250 ºC, erlaubt. Die Schmelz- und Mischzeit kann nicht pauschal definiert werden, da sie abhängig von der Menge des extrudierten Produktion und der Art des Schmelzens und Mischens variiert wird. Sie wird aber gewöhnlich durch die Zeitdauer bestimmt, welche zum einheitlichen Dispergieren des synthetischen Harzes, der wasserhaltigen granulären Substanz und des zellsteuernden Mittels benötigt wird. Die Art des Schmelzens und Mischens ist nicht ausdrücklich beschränkt, vorausgesetzt, daß es sich um eine Art handelt, die in gewöhnlichen Extrusionsschäumverfahren eingesetzt wird, z. B. einem Extruder des Schneckentyps.
Als flüchtige Treibmittel der Erfindung sind diejenigen brauchbar, die allgemein in Extrusionsschäumverfahren verwendet werden, einschließlich Methylchlorid, Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), wie Freon 12 und Freon 11, andere halogenierte Kohlenwasserstoffe, repräsentiert durch halogenhaltige Freone (z.B. 1-Chlor-1,1- difluorethan), welchen nachgesagt wird, daß sie die Ozonschicht kaum zerstören, und gesättigte Kohlenwasserstoffe, vertreten durch Propan und Butan. Jedes dieser flüchtigen Treibmittel kann entweder einzeln oder kombiniert verwendet werden.
Die Verwendungsmenge eines solchen flüchtigen Treibmittels beträgt 0,1 bis 0,3 Mol, vorzugsweise 0,15 bis 0,25 Mol auf 100 g des synthetischen Harzes. Verwendungsmengen des flüchtigen Treibmittels von weniger als 0,1 Mol tragen zu einer erhöhten Schrumpfung des synthetischen Harzschaums nach der Extrusion bei; Verwendungsmengen von mehr als 0,3 Mol tragen zu einer verringerten Dimensionsstabilität des synthetischen Harzschaums bei.
Ein synthetischer Harzschaum, der hauptsächlich sowohl aus Zellen init einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm Zellgröße als auch aus Zellen mit einer Zellgröße von 0,4 bis 1,0 mm zusammengesetzt ist, wird durch ein gewöhnliches Verfahren des Extrudierens des das flüchtige Treibmittel enthaltenden synthetischen Harzschaums durch eine Schäumvorrichtung, wie ein Schlitzwerkzeug, hergestellt.
Als nächstes wird eine Beschreibung des Verfahrens (II) folgendermaßen gegeben:
Um einen synthetischen Harzschaum zu erhalten, der eine die Eifindung charakterisierende Zellstruktur aufweist, werden (A) ein synthetisches Harz, (B) ein feines, Hydroxylgruppen auf seiner Oberflächenschicht tragendes Mineralpulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1000 nm, (C) ein zellsteuerndes Mittel, (D) ein flüchtiges Treibmittel und (E) Wasser verwendet. Besonders wesentliche Bestandteile sind sowohl (B) das feine, Hydroxylgruppen auf seiner Oberflächenschicht tragende Mineralpulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1000 um als auch (E) das Wasser. Beide Komponenten verhalten sich kritisch.
Als synthetische Harze (A) sind die oben für Verfahren (I) angeführten nützlich.
Das (B) feine, Hydroxylgruppen auf seiner Oberflächenschicht tragende Mineralpulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1000 nm, soll als zellsteuerndes Mittel zur Bildung von Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm dienen.
Der Grund für die Tatsache, daß ein solches Pulver effizient Zellen, die nicht größer als 0,25 mm sind bildet, ist noch immer unklar. Jedoch wird angenommen, daß das Pulver durch Erhitzen mit dem synthetischen Harz gemischt und geschmolzen wird, und daß das durch Druck eingeführte Wasser durch Wasserstoffbrücken von den Hydoxylgruppen, die sich auf der Oberflächenschicht des feinen Mineralpulvers befinden, welches einheitlich im synthetischen Harz dispergiert ist, umgeben ist, um einheitlich in mikroskopischer Art zu dispergieren und so feine keimbildende Tröpfchen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm zu bilden.
Wie oben erwähnt existiert in der Erfindung das feine, Hydroxylgruppen auf seiner Oberflächenschicht tragende Mineralpulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1000 nm im gesehmolzenen Harz mit angemessenen Mengen an Wasser und zellsteuerndem Mittel. Dies macht es möglich, stetig einen Schaum mit einer Zellstruktur zu erhalten, in dem sowohl Zellen mit nicht mehr als 0,25 mm Zellgröße als auch Zellen mit einer Zellgröße von 0,4 bis 1,0 mm, hauptsächlich durch Vermittlung der Zellmembranen in einer Insel-im-Meer-Weise, existieren.
Das feine Mineralpulver mit einer Teilchengröße von mehr als 1000 nm bewirkt eine Vergrößerung der keimbildenden Tröpfchen zur Bildung feiner Zellen. Daher ist die Teilchengröße des feinen Mineralpulvers wünschenswerterweise nicht größer als 1000 nm. Sie ist weiter wünschenswert nicht kleiner als 5 nm, um der leichten Erhältlichkeit und Handhabung Rechnung zu tragen, und ist besonders wünschenswert 10 bis 100 nm.
Als derartiges feines, Hydroxylgruppen auf seiner Oberflächenschicht tragendes Mineralpulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1000 nm, ist es möglich typischerweise wasserfreies Siliciumdioxid, welches Silanolgruppen an seiner Oberfläche trägt, anzuführen. Ein Beispiel für ein solches wasserfreies Siliciumdioxid ist AEROSIL , welches in einem Trockenverfahren durch die Japan Aerosil Co. hergestellt wird.
Desweiteren können in der Erfindung auch sekundär agglomerierte Teilchen, von z.B. im Naßverfahren gewonnenem Siliciumdioxid als feines Mineralpulver in gleicher Weise verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie eine Teilchengröße von 1 bis 10 mm besitzen und daß die ursprünglichen Primärteilchen eine Partikelgröße von nicht mehr als 1000 nm besitzen. Ein typisches Beispiel für ein solches Siliziumdioxid-Produkt nach dem Naßverfahren ist Nipseal der Nippon Silica Co..
Es ist auch möglich, das obige feine Mineralpulver in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,3 bis 1 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des synthetischen Harzes zu verwenden. Verwendungsmengen des feinen Mineralpulvers von weniger als 0,1 Gewichtsteilen tragen zu einer Verringerung der Anzahl der gebildeten feinen Zellen bei, auch wenn die Menge des durch Druck eingebrachten Wassers variiert wird, was zu einer verringerten Wirkung auf die angestrebte Verbesserung der Produkteigenschaften führt. Auf der anderen Seite tragen Verwendungsmengen des feinen Mineralpulvers von mehr als zwei Gewichtsteilen dazu bei, Agglomerate des feinen Mineralpulvers im synthetischen Harz zu vergrößern.
Das obige feine Mineralpulver muß nicht immer ein absolut trockenes Produkt sein, aber sogar ein wasserabsorbierendes ist auch verwendbar. Wenn ein wasserabsorbierendes Produkt verwendet wird, wird die Menge des durch Druck eingeführten Wassers kontrolliert, indem der Menge des schon absorbierten Wassers Rechnung getragen wird.
Als zellsteuemde Mittel (C), sind die für Verfahren (I) angeführten brauchbar. Die Verwendungsmenge eines solchen zellsteuernden Mittels ist zulässigerweise die gleiche wie in Verfahren (I).
Das synthetische Harz, feine Mineralpulver und zellsteuernde Mittel werden in einer jeweils vorgeschriebenen Menge gewogen, geschmolzen und durch Erhitzen vermischt, und die geschmolzene Mischung ist durch Dnick eingemischt mit einem flüchtigen Treibmittel und einer vorgeschriebenen Menge Wasser.
Die Heiztemperatur, Schmelz- und Mischzeit, und Art des Schmelzens und Mischens des synthetischen Harzes, des feinen Mineralpulvers und des zellsteuemden Mittels sind alle nicht ausdrücklich beschränkt. Die Heiztemperatur ist, solange sie nicht niedriger als die Temperatur ist, bei der das synthetische Harz schmilzt, und das ist gewöhnlich 150 ºC bis 250 ºC, erlaubt. Die Schmelz- und Mischzeit kann nicht pauschal definiert werden, da sie abhängig von der extrudierten Menge pro Zeiteinheit, der Art des Schmelzens und Mischens und dergleichen variiert, wird aber gewöhnlich durch die Zeitdauer bestimmt, welche zum einheitlichen Dispergieren des synthetischen Harzes, des feinen Mineralpulvers und des zellsteuernden Mittels benötigt wird. Die Art des Schmelzens und Mischens ist nicht ausdrücklich beschränkt, vorausgesetzt, daß es sich um eine Art handelt, die in gewöhnlichen Extrusionsschäumverfahren eingesetzt wird, z.B. einem Extruder des Schneckentyps.
Das in der Erfindung verwendete Wasser kann z.B. reines Wasser sein. Die Menge des Wassers, die in die geschmolzene Mischung durch Druck eingebracht wird, beträgt 0,2 bis 1,5 Gewichtsteile, bevorzugt 0,3 bis 0,7 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des synthetischen Harzes.
Sowohl weniger als 0,2 Gewichtsteile, als auch mehr als 1,5 Gewichtsteile Wasser, erschweren es, einen Schaum zu erhalten, der eine Zellstruktur besitzt, in der sowohl Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm, als auch Zellen mit einer Zellgröße von 0,40 bis 1 mm durch Vermittlung der Zellmembranen in einer Insel-im-Meer-Weise dispergieren, und welche folglich zur Verbesserung der Eigenschaften, wie Wärmeleitfähigkeit und Durchbiegung des synthetischen Harzschaums beitragen können. Mit anderen Worten wird die in der Erfindung angestrebte gute Zellstruktur des Schaums durch Definieren der Verwendungsmenge an Wasser in einem Bereich von 0,2 Gewichtsteilen bis 1,5 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des synthetischen Harzschaums gesichert.
Das flüchtige Treibmittel und das Wasser können in die geschmolzene Mischung entweder gleichzeitig oder getrennt durch Druck eingebracht werden. Die Erfindung ist nicht durch eine solche Art der Druckeinbringung beschränkt.
Der Druck bei welchem das flüchtige Treibmittel und das Wasser in die geschmolzene Mischung eingebracht werden ist nicht ausdrücklich beschräkt, ist jedoch soweit zulässig, als daß er höher ist, als der innere Druck des Extruders.
Dann wird die geschmolzene Mischung, in die das flüchtige Treibmittel und die vorgeschriebene Menge Wasser durch Druck eingebracht wurde, in einen Raum niedrigeren (gewöhnlich atmosphärischen) Drucks durch eine gewöhnlicherweise verwendete Schäumvorrichtung, wie ein Schlitzwerkzeug, extrudiert. Ein synthetischer Harzschaum, der sich hauptsächlich sowohl aus Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm als auch aus Zellen einer Größe von 0,4 bis 1 mm zusamrnensetzt, wird zuverlässig durch ein ebensolches Extrudieren des geschmolzenen Harzes in einen Raum niedrigen Drucks erhalten.
Jeder beliebige synthetische Harzschaum der Erfindung muß in seiner Zellgrößenverteilung zwei Maxima aufweisen, im Bereich einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm und im Bereich von 0,4 bis 1 mm. Im Schaum jedoch soll wünschenswerterweise der Gehalt an Zellen, die sich zwischen den zwei Maxima befinden, so klein wie möglich sein. Der Gehalt von sowohl den Zellen, die eine Zellgröße von mehr als 0,25 rum und weniger als 0,4 mm besitzen als auch der Zellen mit einer Zellgröße von mehr als 1 mm ist nicht größer als 30 %, noch bevorzugter nicht größer als 20 %, und besonders bevorzugt nicht größer als 10 %.
Wie oben beschrieben, besitzt ein erfindungsgemäßer synthetischer Harzschaum eine Zellstruktur, in welcher entweder Zellen mit einer Zellgröbe von nicht mehr als 0,25 mm oder Zellen mit einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm nicht irgendeine Schicht bilden, aber bei der Zellen mit 0,4 bis 1 mm Zellgröße Inseln bilden und Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm unter Bildung einer "Insel-im-Meer'-Strnktur das Meer bilden, oder eine Struktur, in welcher die Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm die Zellen mit einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm, unter Vermittlung der Zellmembranen, unmittelbar umgeben.
Der Grund für die Tatsache, daß ein erfindungsgemäßer Harzschaum eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt, ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß, während in einem herkömmlichen synthetischen Harzschaum mit einheitlicher Zellstruktur der Wärmefluß durch die einheitliche Zellstruktur führt, im erfindungsgemäßen synthetischen Harzschaum, ein solcher Wärmefluß durch die feinen Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm, die sich um die Zellen mit einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm befinden, blockiert ist. Ferner, bezüglich der Biegefestigkeit und Durchbiegung, wird angenommen, daß die angemessenen Biegeeigenschaften entfaltet werden, weil die Belastung, die die Zellmembranen angreift, durch feine Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm, die wie oben erwähnt, zerstreut in einer Insel-im-Wasser-Weise vorliegen, verteilt wird.
So sind z.B. in einem erfindungsgemäßen synthetischen Harzschaum hauptsächlich sowohl Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm als auch Zellen mit einer Zellgröße von von 0,4 bis 1 mm in einer Insel-im-Meer-Weise zerstreut. Es wird angenommen, daß, während die feinen Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm zu einer Erniedrigung der Wärmeleitfähigkeit und einer Erhöhung der Durchbiegung beitragen, die Zellen mit einer Größe von 0,4 bis 1 mm die Biegefestigkeit erhalten. Es ist wünschenswert, daß sowohl Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm, als auch Zellen mit einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm, aus dem Gesichtspunkt einer reduzierten Wärmeleitfähigkeit, erhöhter Durchbiegung und dem Bereitstellen einer angemessenen Biegefestigkeit, im erfindungsgemäßen synthetischen Harzschaum einheitlich dispergiert sind.
Wie oben erwähnt ist die Zellgröße der feinen Zellen des erfindungsgemäßen synthetischen Harzschaums nicht größer als 0,25 mm. Feine Zellen mit einer Zellgröße von mehr als 0,25 mm tragen zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit bei und verringern die Durchbiegung. Die Zellen mit einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm besitzen noch hevorzugter eine Zellgröße von 0,4 bis 0,7 mm.
Obgleich es scheint, daß Zellen mit einer Zellgröße von etwa 0,25 mm gemäß dem Verteilungsdiagramm, welches das Verhältnis der bedeckten Fläche (wie unten definiert) des in Beispiel 1 erhaltenen Schaums darstellt, in einem beträchtlichen Maß vorhanden sind, zeigt sich gemäß der Verteilungshäufigkeit, daß Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm bedeutender sind. So besitzen in der Erfindung Werte, nach denen größere und kleinere Zellen voneinander unterschieden werden eine eher relative Bedeutung, die Natur der Erfindung besteht eigentlich darin, daß ein beispielloser, vorzüglicher Schaum, in dem sowohl größere, als auch kleinere Zellen koexistieren und die entsprechenden Merkmale zeigen, präsentiert wird.
Bezüglich des Bildungsverhältnisses zwischen Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm und Zellen einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm ergibt sich, daß Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm 10 bis 80 % einer Querschnittsfläche des Schaums, noch bevorzugter 20 bis 70 %, und besonders bevorzugt 20 bis 50 %, besetzen. Verhältnisse der durch Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm besetzten Fläche von weniger als 10 % tragen zur Herabsetzung der Biegsamkeit bei, und Verhältnisse von mehr als 80 % tragen zur Verringerung der mechanischen Festigkeit, wie der Biege- und Druckfestigkeit bei.
Die Dicke des erfindungsgemäßen synthetischen Harzschaums ist nicht ausdrücklich beschränkt, aber es ist wünschenswert, daß diese wie in anderen gewöhnlichen Plattenprodukten ist, größer als in Dünnschichtprodukten, und bei 10 bis 100 mm liegt, und noch bevorzugter bei 10 bis 400 mm zum Zwecke der Bereitstellung erwünschter Wärmedämmeigenschaften, Biegefestigkeit und Durchbiegung.
Die Dichte des erfindungsgemäßen synthetischen Harzschaums ist nicht ausdrücklich beschränkt, liegt aber wünschenswerterweise bei 15 bis 50 kg/m³, um ein leichtes Gewicht und vorzügliche Wärmedämmeigenschaften und Biegefestigkeit bereitzustellen.
Da der erfindungsgemäße synthetische Harzschaum vorzügliche wärmedämmende Eigenschaften besitzt, und eine angemessene Biegefestigkeit und Durchbiegung, wird er typischerweise als Wärmematerial für Holzhäuser angemessen eingesetzt, was eine hervorragende Durchbiegung während des Einbaus voraussetzt.
An dieser Stelle sollte versichert werden, daß ein erfindungsgemäßer extrudierter synthetischer Harzschaum nicht ausdrücklich durch sein Herstellungsverfahren besclrränkt ist,vorausgesetzt, daß er eine solche Zellstruktur, wie die obenerwähnte, besitzt.
Eine noch ausführlichere Beschreibung des extrudierten synthetischen Harzschaums und seines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, wird im folgenden basierend auf den Beispielen gegeben.

Beispiel 1

Anderthalb (1,5) Gewichtsteile feiner Siliziumdioxidpartikel (Aerosil #200, Japan Aerosil Co., Gehalt absorbierten Wassers: 50 Gew.-%, Durchschnittsgröße der Primärteilchen: 12 nm) als wasserhaltige granuläre Substanz und 0,1 Gewichtsteil Talk als zellsteuerndes Mittel, werden zu 100 Gewichtsteilen Polystyrenharz (Estyrene G-17, Shin- Nittetsu Chemical Co., Schmelzindex (MI): 3,1) gegeben, und bei 200 ºC zusammen gemischt. Während des Mischens, werden 9 Gewichtsteile eines flüchtigen Treibmittels, welches sich zu 70 Gew.-% aus Methylchlorid und 30 Gew.-% aus Propan zusammensetzt, unter Druck in die Mischung eingebracht, worauf die Mischung auf 110 ºC abgekühlt und durch Extrudieren durch einen Spalt der Breite 20 mm aufgeschäumt wird, um eine 40 bis 60 mm dicke Platte eines extrudierten synthetischen Harzschaums zu erhalten.
Die Skizzenzeichnung einer vergrößerten Fotografie eines Längsquerschnitts des erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums ist in Abbildung 1 gezeigt.
Abbildung list die Skizzenzeichnung der vergrößerten elektronenmikroskopischen Fotografie eines Längsquerschnitts des erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums, die mittels eines Rasterelektronenmikroskops (Modell S-450 von Hitachi, Ltd.) bei einer Vergrößerung von 30 aufgenommen wurde. In dieser Skizzenzeichnung sind die Zellen in Richtung der Dicke lang durchgebogen, dies ist aber das einzige Beispiel; die Richtung und der Grad der Durchbiegung der Zellen kann mit den Extrudierbedingungen variiert werden.
Wie in Abbildung 1 gezeigt ist, beweist ein erfindungsgemäßer extrudierter synthetischer Harzschaum, daß er eine Insel-im-Meer-Struktur besitzt, in welcher Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm (besonders nicht mehr als 0,1 mm) um Zellen einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm herum, durch Vermittlung der Zellmembranen, existieren.
Dann wurden die Eigenschaften des erhaltenen Schaums, einschließlich Dichte, spezifischem Verhältnis der belegten Fläche, Wärmeleitfähigkeit Biegefestigkeit, Durchbiegung beim Bruch, und Erscheinung, nach dem folgenden Verfahren jeweils bestimmt Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Schaumdichte):
Sie ist durch folgende Formel gegeben:
[Schaumdichte] = [Gewicht des Schaums]/[Volumen des Schaums]
(Verhältnis der belegten Fläche)
(1) Eine Fotografie eines Längsschnitts des synthetischen extrudierten Harzschaums wird mittels eines Rasterelektronenmikroskops (Modell S-450 von Hitachi, Ltd.) bei 30facher Vergrößerung aufgenommen und eine Kopie der Fotografie wird mittels einer Trockenkopiermaschine erstellt.
(2) Zellen auf der Kopie, die einen Durchmesser von mehr als 7,5 mmm Richtung der Dicke besitzen (in der vertikalen Richtung der Fotografie) werden mit schwarzer Tinte übermalt (Erstbehandlung).
(3) Das erstbehandelte Bild wird mit einem Bildbehandlungsapparat (Modell PIAS der Pias Co.) vermessen.
(4) Das erstbehandelte Bild wird mit simulierten Farben hereingenommen und in zwei Regionen gemäß des Grades von Dunkel/Hell geteilt.
(5) Die Dunkelanteile mit nicht mehr als 750 'Bild' (korrespondierend mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm) werden aufgehellt.
(6) Unter Benutzung von FPACTAREA (Flächenverhältnis) unter den Funktionen des Bildanalysecomputers, wird die Fläche, die von Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 7,5 mm belegt ist (der Dunkelanteil) im Gesamtbild nach der folgenden Formel berechnet:
[Verhältnis der belegten Fläche (der kleineren Zellen)]
= (1-(Zahl der Bilder im Dunkelbereich)/(Zahl der Bilder im Gesamtbild))x100
(Wärmeleitfähigkeit)
Diese wird gemäß JIS A-1511 bestimmt.
(Biegefestigkeit und Durchbiegung)
Diese wurden gemäß JIS A-9511 bestimmt.
(Erscheinung)
Es wird visuell üiberprüft ob der erhaltene Schaum Abnormalitäten wie schädliche Verformungen aufweist.
Dann wird die Verteilungsbedingung der Zellgröße des in Beispiel 1 erhaltenen Schaums gemäß des folgenden Verfahrens bestimmt. Die Verteilungsbedingung der Zellgröße ist in Abbildung 3 gezeigt; die Häufigkeit des Erscheinen jeder Zellgrößefraktion ist in Abbildung 2 gezeigt.
[Prüfungsverfahren für die Verteilungsbedingung der Zellgröße]
(1) Eine Fotografie eines Längsquerschnitts des extrudierten synthetischen Harzschaums wird mittels eines Rasterelektronenmikroskops (Modell S-450 von Hitachi, Ltd.) bei 30facher Vergrößerung aufgenommen und eine Kopie der Fotografie wird mittels einer Trockenkopiermaschine erstellt.
(2) Ein Blatt Transparenzpapier wird auf die photographische Kopie gelegt. Dann werden alle Zellmembranen mit schwarzer Tinte gefärbt, und eine weitere Kopie davon wird mit der Trockenkopiermaschine angefertigt (Erstbehandlung).
(3) Das obige erstbehandelte Bild wird mit einern Bildbehandlungsapparat (Modell PIAS -II der Pias Co.) vermessen. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt.
(4) Basierend auf dem in Tabelle 2 gezeigten Ergebnis, wird die Fläche pro Zelle jeder Fraktion der Zellgröße aus der Zellgröße ermittelt, und die von jeder Fraktion belegte Gesamtfläche durch Multiplizieren der obigen Fläche mit der Häufigkeit errechnet, um Abbildung 3 zu erhalten.
Abbildung 3 zeigt deutlich, daß hauptsächlich sowohl größere als auch kleinere Zellen im erfindungsgemaßen Schaum koexistieren.
Beispiele 2 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4.
Die extrudierten synthetischen Harzschäume werden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß die in Tabelle 1 gezeigten Substanzen als wasserhaltige granuläre Substanzen und ein zellsteuernde Mittel eingesetzt werden.
Die Eigenschaften des erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums werden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Skizzenzeichnung der vergrößerten Fotografie eines Längsquerschnitts des in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums ist in Abbildung 4 gezeigt. Abbildung 4 ist die Skizzenzeichnung der vergrößerten elektronenmikroskopischen Fotografie, die von einem Längsquerschnitt eines in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums mittels eines Rasterelelttronenmikroskops (Modell S-450 von Hitachi, Ltd.) bei einer Vergrößerung von 30 erhalten wurde. Tabelle 1 -fortgesetzt-
Anmerkungen *1: Asorptionsrate von 50 %, durchschnittliche Teilchengröße von 12 nm
*2: unmöglich Werte über > 65 zu verfolgen, wegen der Biegung des Schaums beim Bruch
*3: Adsorptionsrate von 30 %, durchschnittliche Teilchengröße von 20 nm Tabelle 2
Die in den Abbildungen 1 und 4 gezeigten Skizzenzeichnungen elektronenmikroskopischer Fotografien extrudierter synthetischer Harzschäume zeigen anschaulich, daß während ein erfindungsgemäßer extrudierter synthetischer Harzschaum aowohl aus, Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm als auch aus Zellen einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm zusammengesetzt ist, der herkömmliche synthetische Harzschaum aus Zellen mit näherungsweise der gleichen Zellgröße zusammengesetzt ist.
Desweiteren deuten die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse darauf hin, daß der extrudierte synthetische Harzschaum der Erfindung wegen seiner geringeren Wärmeleitfähigkeit von nicht weniger als 5 % verglichen mit jedem einzelnen Vergleichsbeispiel, vorzüglich in seinen wärmedämmenden Eigenschaften ist und eine größer Biegefestigkeit besitzt. Desweiteren ist durch die Tatsache, daß die Durchbiegung beim Bruch des extrudierten synthetischen Harzschaums der Vergleichsbeispiele 20 bis 35 mm beträgt und die des extrudierten synthetischen Harzschaums der Erfindung 65 mm überschreitet, nach dem JIS-Verfahren die obere meßbare Grenze, bewiesen, daß der extrudierte synthetische Harzschaum der Erfindung vorzüglich bezüglich der Biegsamkeit ist.

Beispiel 8

Sowohl 0,75 Gewichtsteile feinen Siliciumdioxidpulvers (Aerosil #200 der Japan Aerosil Co., mittlere Größe der Primärteilchen ist 12 nm) als eine feine Mineralsubstanz als auch 0,1 Gewichtsteile Talk als zellsteuemdes Mittel werden zu 100 Gewichtsteilen Polystyrenharz (Estyrene G-17 der Shin Nittetsu chemical Co., Schmelzindex (MI) 3,1) gegeben, und bei 200 ºC miteinander vermischt. Während des Mischens werden 9 Teile eines flüchtigen Treibmittels, welches sich zu 70 Gew.-% aus Methylchlorid und 30 Gew.- % Propan aus zusammensetzt, und 0,5 Gewichtsteile Wasser unter Druck in die Mischung eingebracht, dann wird die Mischung auf etwa 110 ºC gekühlt, und durch Extrudieren durch einen Spalt der Breite 2.0 mm in einen Raum atmosphärischen Drucks geschäumt, um eine 40 bis 60 mm dicke Platte extrudierten synthetischen Harzschaums zu erhalten.
Die Skizzenzeichnung einer vergrößerten Fotografie eines Längsquerschnitts des erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums ist in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2 ist die Skizzenzeichnung der vergrößerten elektronenmikroskopischen Fotografie eines Längsquerschnitts des erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums, die mittels eines Rasterelektronenmikroskops (Modell S-450 von Hitachi, Ltd.) bei einer Vergrößerung von 30 aufgenommen wurde. In dieser Skizzenzeichnung sind die Zellen in Richtung der Dicke lang durchgebogen, dies ist aber das einzige Beispiel; die Richtung und der Grad der Durchbiegung der Zellen kann mit den Extrudierbedingungen variiert werden.
Wie in Abbildung 2 gezeigt ist, beweist ein erfindungsgemäßer extrudierter synthetischer Harzschaum, daß er eine Insel-im-Meer-Struktur besitzt, in welcher Zellen mit einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm (besonders nicht malir als 0,1 mm) um Zellen einer Zell größe von 0,4 bis 1 mm herum, durch Vermittlung der Zellmembranen, bestehen.
Dann wurden, in gleicher Weise wie in Beispiel 1, Eigenschaften des erhaltenen synthetischen Harzschaums, einschließlich Dichte, Wärmeleitfähigkeit, Biegefestigkeit, durchbiegung beim Bruch, Erscheinung und spezifisches Verhältnis der durch Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm belegten Häche bestimmt. Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Beispiele 9 bis 12 und Vergleichsbeispiele 5 bis 8

Ertrudierte synthetische Harzschäume werden in der gleichen Weise erhalten wie in Beispiel 8, außer daß der Typ und die Menge des feinen Mineralpulvers, die Menge des zellsteuernden Mittels und die Menge des durch Druck eingebrachten Wassers wie in Tabelle 3 gezeigt gewählt werden.
Die Eigenschaften des erhaltenen extrudierten synthetischen Harzschaums werden in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 -fortgesetzt-
Die Skizzenzeichungen (Abbildungen 2 und 4) der elektronenmikroskopischen Fotografien extrudierter synthetischer Harzschäume zeigen anschaulich, daß während ein extrudierter erfindungsgemäßer synthetischer Harzschaum sowohl aus feinen Zellen einer Zellgröße von nicht mehr als 0,25 mm als auch aus Zellen einer Zellgröße von 0,4 bis 1 mm zusammengesetzt ist, der herkömmliche synthetische Harzschaum aus Zellen mit näherungsweise der gleichen Zellgröße zusammengesetzt ist.
Desweiteren zeigen die in Tabelle 3 gezeigten Ergebnisse, daß der extrudierte synthetische Harzschaum der Erfindung wegen seiner geringeren Wärmeleitfähigkeit von nicht weniger als 5 % verglichen mit einem beliebigen der Vergleichsbeispiele 5 bis 8, vorzüglich in seinen wärmedämmenden Eigenschaften ist und eine größer Biegefestigkeit besitzt. Desweiteren ist durch die Tatsache, daß die Durchbiegung beim Bruch des extrudierten synthetischen Harzschaums der Vergleichsbeispiele 5 bis 8, 15 bis 35 mm beträgt und die des extrudierten synthetischen Harzschaums der Erfindung 65 mm überschreitet, nach dem JIS-Verfahren die obere meßbare Grenze, bewiesen, daß der extrudierte synthetische Harzschaum der Erfindung vorzüglich bezüglich der Biegsamkeit ist.
Der extrudierte synthetische Harzschaum, der mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens erhalten wurde, ist dem herkömmlichen Harzschaum bezüglich der wärmedämmenden Eigenschaften überlegen und behält eine angemessene Biegefestigkeit und eine angemessene Durchbiegung bei. Daher ist er nicht nur als gewöhnliches wärmedämmendes Material angemessen anwendbar, sonderm auch als wärmedämmendes Material für Holzhäuser, welches einer großen Durchbiegung während der Anwendung unterliegt.

Claims

1. Schaum, der umfaßt:

einen extrudierten synthetischen Harzschaum, der sich aus Zellen zusammensetzt, die im wesentlichen zwei Größen aufweisen, wovon eine der Größen nicht mehr als 0,25 mm beträgt, und die andere Größe zwischen 0,4 und 1 mm liegt, worin die Zellen mit Größen von nicht mehr als 0,25 mm 10 bis 80 % und die Zellen, die eine Größe von mehr als 0,25 mm bis weniger als 0,4 mm aufweisen, und die Zellen, die größer als 1 mm Zellgröße sind, nicht mehr als 30 % einer Querschnittsfläche des Schaums einnehmen, und worin die Zellen von nicht mehr als 0,25 mm, die der Schaum aufweist, die Zellen von 0,4 bis 1 mm in einer Insel-im-Meer-Weise umgeben.

2. Schaum nach Anspruch 1, worin das Harz ein Styrolharz ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Schaums nach Anspruch 1 oder 2, das umfaßt:

A. Bilden einer Mischung von (a) 100 Gewichtsteilen eines synthetischen Harzes, (b) 0,5 bis 10 Gewichtsteilen einer granulären Substanz mit nicht weniger als 1000 nm Partikelgröße, die Hydroxylgruppen aufweist und 10 bis 70 Gew.-% der Adsorptionsrate von Wasser, einem C&sub1; bis C&sub4;-Alkohol oder Mischungen davon aufweist, wobei die granuläre Substanz Wasser, einen C&sub1; bis C&sub4;-Alkohol oder Mischungen davon enthält und (c) 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines Zellsteuernden Mittels;

B. Hinzugeben von 0,1 bis 0,3 Mol pro 100 Gramm des synthetischen Harzes eines flüchtigen Treibmittels in die Mischung unter Druck; und

c. Extrudieren der Mischung, um einen Schaum zu bilden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Harz ein ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, worin die granuläre Substanz eine Partikelgröße von 5 nm bis 1000 nm besitzt.

6. Verfahren zur Herstellunq eines Schaums nach Anspruch 1 oder 2, das umfaßt:

(A) Bilden einer Mischung von (a) 100 Gewichtsteilen eines synthetischen Harzes, (b) 0,5 bis 10 Gewichtsteilen eines feinen Mineralpulvers, mit nicht mehr als 1000 nm Partikelgröße, das Hydroxylgruppen aufweist, und (c) 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines Zell-steuernden Mittels;

(B) Hinzugeben von 0,1 bis 0,3 Mol pro 100 Gramm des synthetischen Harzes eines flüchtigen Treibmittels und 0,2 bis 1,5 Gewichtsteile Wasser unter Druck zur Reaktionsmischung; und

(C) Extrudieren der Mischung, um einen Schaum zu bilden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin das Pulver eine Partikelgröße von 5 nm bis 1000 nm besitzt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, worin das Harz ein Styrolharz ist.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 oder 8, worin das Pulver ein Siliziumdioxid mit Silanolgruppen ist.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 9, worin die Mischung in einen Raum mit niedrigen Druck (gewöhnlich Atmosphärendruck) extrudiert wird.