DE69433595T2

DE69433595T2 - Thermoplastischer harzschaumstoff und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE69433595T2
Application number: DE1994633595
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Kyoto-shi KOBAYASHI; Kenji Kyoto-shi MIYAZAKI; Michiaki Tuzuki-gun SASAYAMA
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2014-12-15
Also published as: AU1200195A; DE69433595D1; AU690945B2; EP0745641A1; WO1996018671A1; KR970701231A; ATE260950T1; EP0745641B1; US5939180A; JP3844499B2; EP0745641A4

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermoplastischen Harzschaumstoff und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Stand der Technik
Ein thermoplastischer Harzschaumstoff, welcher leicht ist und eine ausgezeichnete Wärmeisolierung, Flexibilität und Formbarkeit etc. aufweist, wird in breitem Umfang in verschiedenen Wärmeisolatoren, wie einer Dachisolierung oder einer Fußbodenisolierung, einem Dämpfungsmaterial und verschiedenen Innenmaterialien, wie einem Innenmaterial für ein Fahrzeug, eingesetzt.
Im Allgemeinen ist ein Verfahren, in welchem ein Schritt zur Vorexpandierung thermoplastischer Harze für den Erhalt expandierbarer Perlen durchgeführt wird und danach ein Schritt zum Füllen der expandierbaren Perlen in eine Form zu deren sekundärer Expandierung durchgeführt wird und die Perlen miteinander verschmolzen werden unter Erhalt eines Formstücks, als ein Verfahren zur Herstellung des vorgenannten thermoplastischen Harzschaumstoffs bekannt.
Bei der Schaumstoffbildung, die durch das vorgenannte Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Harzschaumstoffs erhalten wird, ist allerdings die Festigkeit, insbesondere die Biegefestigkeit, in unvorteilhafter Weise unzureichend. Bei dem Perlen- Schaumstoff-Formteil, welches aus den vorgenannten expandierbaren Perlen erhalten wird, wird beispielsweise ein nicht expandierbarer dünner Film auf der Oberfläche jeder Perle gebildet. Daher ist bei dem Schaumstoff-Formteil, das durch dieses Verfahren erzielt wird, eine hohe Kompressionsfestigkeit zu erwarten,. Bei dem Perlenschaumstoff-Formteil jedoch werden die vorgenannten expandierbaren Perlen in eine Form gefüllt und danach sekundär expandiert und miteinander für die Formung verschmolzen, und auf diese Weise ist die Schmelzkraft zwischen den Perlen niedrig. Wenn daher eine Biegekraft auf das Schaumstoff-Formteil ausgeübt wird, kommt es leicht zu einer Trennung und/oder einem Bruch an den Schmelzgrenzflächen zwischen den Perlen, was zu einer unzureichenden Biegefestigkeit führt.
Das offen gelegte japanischen Patent Nr. 4-16 330 offenbart ein Verfahren zur Verbesserung der Biegefestigkeit eines Schaumstoff-Formteils, welches durch das vorgenannte Perlen-Expansionsverfahren erhalten wird. Bei dem in diesem Stand der Technik offenbarten Verfahren werden expandierbare Perlen, die durch Vorexpandieren thermoplastischer Harze erhalten werden, unter Druck in eine Form gefüllt und danach wird Entgasungsdampf mit einem Druck, der um mindestens 0,2 kg/cm² höher ist als jener in der Form, in die Form zum sekundären Expandieren/Verschmelzen von selbigem eingeführt, wodurch die Schmelzkraft zwischen den Perlen verbessert wird. In dem in diesem Stand der Technik beschriebenen Verfahren wird jedoch das durch Formen erhaltene Schaumstoff-Formteil durch den Entgasungsdampf unter Druck gesetzt. Um eine Verringerung der Dampfströme zwischen den expandierbaren Perlen zu verhindern, welcher aus übermäßiger Kompression entsteht, kann daher der Druck des Entgasungsdampfes nicht wesentlich erhöht werden. Somit kann die Schmelzkraft zwischen den Perlen nicht ausreichend erhöht werden, und auf diese Weise war es immer noch schwierig, ein Schaumstoff-Formteil mit einer ausreichenden Biegefestigkeit zu erhalten.
Ebenfalls in dem in dem vorgenannten Stand der Technik beschriebenen Verfahren müssen weiterhin zwei Schritte, darin eingeschlossen der Schritt zum Vorexpandieren der expandierbaren Perlen und zum sekundären Expandieren und Verschmelzen der vorexpandierten expandierbaren Perlen in der Form ausgeführt werden, was zu dem Problem einer geringen Produktivität führt.
Die JP-57 029 252 B betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines expandierten Blatts mit weniger Verdickungsstellen, in welchem primäre expandierte Polystyrolperlen, die zwischen Stoffbändern eingeschlossen sind, erwärmt werden und expandiert werden unter Erhalt eines Formprodukts. Die Bänder werden anschließend aus dem Produkt entfernt.
Ziele der Erfindung
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines thermoplastischen Harzschaumstoffs, welcher leicht ist, eine ausgezeichnete Biegefestigkeit besitzt und ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Kompressionsfestigkeit und bleibender Druckverformung aufweist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines thermoplastischen Harzschaumstoffs mit homogenen und feinen Zellen darin.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem breit gefassten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schaumstoff wie in Anspruch 1 definiert bereit gestellt, welcher dadurch charakterisiert ist, dass Leichtschäume, die aus thermoplastischen Harzen bestehen, deren Gesamtaußenoberflächen mit dünnen Schichten aus Schwerschaum, die aus thermoplastischen Harzen bestehen, überzogen sind, durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum thermisch miteinander verschmolzen sind.
Bei dem Schaumstoff gemäß der vorliegenden Erfindung sind expandierbare thermoplastische Harzpellets oder ringförmige Substanzen expandiert und thermisch miteinander verschmolzen, wie später beschrieben wird. Dabei können sich Hohlräume zwischen den dünnen Schichten aus Schwerschaum oder gegebenenfalls Löcher bilden. Jedoch betragen deren Größen allgemein nicht mehr als 7 mm, vorzugsweise nicht mehr als 5 mm, stärker bevorzugt weniger als 3,5 mm, je nach den Expansionsverhältnissen/Verschäumungszahlen der dünnen Schichten aus Schwerschaum und der Leichtschäume, da die Homogenität bezüglich Dicke und Formerhaltungsvermögen schlecht ist und verschiedene physikalische Eigenschaften ebenfalls vermindert sind, wenn selbige zu groß sind.
Gemäß einem weiteren breit gefassten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs, wie in Anspruch 7 definiert, bereitgestellt, welches den Schritt des Verbreitens von expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen, welche ein Schäumungsmittel enthalten, sowie einen Schritt des Expandierens der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder der ringförmigen Substanzen durch deren Erwärmen auf eine Temperatur, welche die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels, welches in den expandierbaren thermoplastischen Harzen enthalten ist, überschreitet, umfasst.
Das Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs und des Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun der Reihe nach beschrieben.
Thermoplastisches Harz
In dem Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung werden expandierbare thermoplastische Harzpellets oder ringförmige Substanzen, die ein Schäumungsmittel enthalten, zuerst verbreitet. Was das thermoplastische Harz angeht, das die ein Schäumungsmittel enthaltenden expandierbaren thermoplastischen Harze bildet, kann ein beliebiges thermoplastisches Harz eingesetzt werden, insoweit es sich dabei um ein expandierbares thermoplastisches Harz handelt.
Was ein solches expandierbares thermoplastisches Harz angeht, können zum Beispiel ein Harz auf Olefinbasis, wie Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, lineares Polyethylen geringer Dichte (im Folgenden wird angenommen, dass "Polyethylen" Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, lineares Polyethylen geringer Dichte oder eine Mischung davon einschließt), statistisches Polypropylen, Hamopolypropylen und Blockpolypropylen (im Folgenden wird angenommen, dass "Polypropylen" statistisches Polypropylen, Homopolypropylen, Blockpolypropylen mit einer extrem geringen Menge, allgemein nicht mehr als 5 Gew.-% Ethylen oder eine Mischung davon einschließt), Polyvinylchlorid, chloriertes Polyvinylchlorid, ABS-Harz, Polystyrol, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylidenfluorid, Polyphenylensulfid, Polysulfon, Polyetheretherketon und Copolymere davon genannt werden, und diese thermoplastischen Harze können unabhängig voneinander eingesetzt werden, oder es können zwei oder mehr solcher Materialien miteinander kombiniert werden.
Unter den vorgenannten thermoplastischen Harzen ist das Harz auf Olefinbasis, wie Polyethylen oder Polypropylen, oder eine Mischung davon bevorzugt, um die Warmformbarkeit des erhaltenen Schaumstoffs zu verbessern, und eine Mischung aus Polyethylen hoher Dichte und Homopolypropylen wird besonders bevorzugt verwendet.
Es ist erforderlich, dass die thermoplastischen Harze zum Bilden der dünnen Schichten aus Schwerschaum und die thermoplastischen Harze zum Bilden der vorgenannten Leichtschäume der gleiche Harztyp sind.
Weiterhin können die vorgenannten thermoplastischen Harze bei Bedarf vernetzt werden. Es ist bevorzugt, vernetzte thermoplastische Harze zu verwenden, da die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen erhöht werden und damit der erhaltene Schaumstoff leichter gemacht werden kann, während die Warmformbarkeit in diesem Fall ebenfalls verbessert werden kann.
Falls der Vernetzungsgrad der vorgenannten thermoplastischen Harze hoch ist, werden die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen verringert und die Warmformbarkeit wird herabgesetzt.
Wenn demgegenüber der Vernetzungsgrad der thermoplastischen Harze gering ist, wird die Thermostabilität verringert und Zellen gehen bei der Ausdehnung zu Bruch, und damit ist es unmöglich, homogene Schaumstoffzellen zu erhalten. Daher beträgt der vorgenannte Vernetzungsgrad vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% in der Gelfraktion, was als Index für den Vernetzungsgrad dient, und stärker bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%.
Ein Verfahren zum Vernetzen der vorgenannten thermoplastischen Harze unterliegt keiner speziellen Einschränkung, doch können beispielsweise (1) ein Vernetzungsverfahren, das einen Elektronenstrahl nutzt, (2) ein Vernetzungsverfahren, das ein organisches Peroxid nutzt und (3) ein Verfahren zum Schmelzen und Kneten von Silan modifizierten thermoplastischen Harzen in/mit thermoplastischen Harzen verwendet und die anschließende Durchführung einer Wasserbehandlung zum Vernetzen genannt werden. Insbesondere ist das Vernetzungsverfahren (3), in dem Silan-modifizierte thermoplastische Harze eingesetzt werden, besonders bevorzugt in der Anwendung.
(1) Das vorgenannte Verfahren zum Vernetzen der thermoplastischen Harze durch ein organisches Peroxid wird nun beschrieben.
Das vorgenannte organische Peroxid unterliegt keiner speziellen Einschränkung, doch können beispielsweise Dibutylperoxid, Dicumylperoxid, tertiäres Butylcumylperoxid, Diisopropylperoxid etc. genannt werden, wobei Dicumylperoxid und tertiäres Butylcumylperoxid bevorzugt sind und Dicumylperoxid ganz besonders bevorzugt ist.
Die Menge des organischen Peroxids beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 1 bis 3 Gewichtsteile, bezüglich 100 Gewichtsteile der thermoplastischen Harze, da eine Harzzersetzungsreaktion im weiteren Verlauf den erhaltenen Schaumstoff zunehmend färbt, wenn diese groß ist, während das Vernetzen der thermoplastischen Harze unzureichend ist, wenn diese klein ist.
(2) Das vorgenannte Verfahren zur Anwendung eines Elektronenstrahls zum Vernetzen der thermoplastischen Harze wird nunmehr beschrieben.
Die Stärke der Anwendung des Elektronenstrahls ist vorzugsweise 10.000 bis 200.000 Gy (1 bis 20 Mrad), und 30.000 bis 100.000 Gy (3 bis 10 Mrad) ist besonders bevorzugt, da das Expansionsverhältnis/die Verschäumungszahl des erhaltenen Schaumstoffs infolge einer übermäßigen Anwendung der Vernetzung verringert wird, wenn diese groß ist, während die Thermostabilität verringert wird und die Schaumstoffzellen so zu Bruch gehen, dass keine homogenen Schaumstoffzellen erhalten werden können, wenn diese klein ist.
Das Verfahren der Anwendung des Elektronenstrahls unterliegt keiner speziellen Beschränkung, doch kann beispielsweise ein Verfahren für den Einsatz von zwei Elektronenstrahl-Generatoren, um durch die thermoplastischen Harze dazwischen hindurch passieren zu lassen, wodurch die thermoplastischen Harze mit dem Elektronenstrahl bestrahlt werden, genannt werden.
Dann wird (3) das Vernetzungsverfahren unter Einsatz eines Silan-modifizierten thermoplastischen Harzes beschrieben, welches am meisten bevorzugt ist.
Die vorgenannten Silan-modifizierten thermoplastischen Harze können ohne eine spezielle Einschränkung verwendet werden, insoweit selbige im Allgemeinen verwendet werden. Was die derartigen Silan-modifizierten thermoplastischen Harze angeht, können beispielsweise Silan-modifizierte thermoplastische Harze von Polyethylen, Silanmodifizierte thermoplastische Harze von Polypropylen, Silan-modifizierte thermoplastische Harze eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymers und Silan-modifizierte thermoplastische Harze von Polystyrol genannt werden. Aufgrund der hohen Expandierbarkeit sind die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze von Polyethylen, die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze von Polypropylen und die Silan-modifizierten thermoplastische Harze von Polystyrol bevorzugt, während die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze von Polyethylen und die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze von Polypropylen noch stärker bevorzugt sind.
Die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze werden durch Pfropfmodifizierung thermoplastischer Harze mit einer ungesättigten Silanverbindung beispielsweise hergestellt.
Die vorgenannte ungesättigte Silanverbindung ist eine Verbindung, die in einer allgemeinen Formel ausgedrückt wird: R¹SiR² _mY_3–m.
In der Formel können organische funktionelle Gruppen, wie Alkenylgruppen, wie eine Vinylgruppe, eine Allylgruppe, ein Propenylgruppe, eine Cyclohexenylgruppe etc.; eine Glycidylgruppe; eine Aminogruppe, eine Methacrylgruppe; und halogenierte Alkylgruppen, wie eine γ-Chlorethylgruppe und eine γ-Bromethylgruppe als das vorgenannte R' genannt werden.
In der Formel bedeutet R² eine aliphatische gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe oder eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe, und es können beispielsweise eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Decylgruppe oder eine Phenylgruppe aufgeführt werden.
Weiterhin steht m für 0, 1 oder 2.
In der Formel steht Y für eine hydrolysierbare organische Gruppe, und es können beispielsweise eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe, ein Formyloxygruppe, eine Acetoxygruppe, eine Propionoxygruppe, eine Alkylgruppe oder eine Arylaminogruppe genannt werden, während Y identisch oder unterschiedlich sein kann, wenn m 0 oder 1 ist.
Was die vorgenannte ungesättigte Silanverbindung angeht, ist die in einer allgemeinen Formel CH₂ = CHSi(OA)₃ ausgedrückte bevorzugt. In der Formel ist A eine Kohlenwasserstoffgruppe vorzugsweise mit einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 8, stärker bevorzugt 1 bis 4, und es können Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan etc. als bevorzugte ungesättigte Verbindungen zum Beispiel angeführt werden.
Wenn die vorgenannten Silan-modifizierten thermoplastischen Harze eine Methoxygruppe aufweisen, kommt die Methoxygruppe in Kontakt mit Wasser und wird hydrolysiert unter Bildung einer Hydroxylgruppe.
Die Hydroxylgruppe und die Hydroxylgruppe anderer Moleküle reagieren miteinander unter Bildung von Si-O-Si-Bindungen, wodurch Silan-modifizierte thermoplastische Narze miteinander vernetzt werden. Dabei wird vorzugsweise ein Silan-Vernetzungskatalysator eingesetzt.
Die Gelfraktion der Silan-modifizierten thermoplastischen Harze nach dem Vernetzen liegt vorzugsweise im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, da die Vernetzungsdichte verringert wird, wodurch die Expandierbarkeit der expandierbaren thermoplastischen Harze vermindert wird, wenn diese verringert wird, und liegt stärker bevorzugt im Bereich von 70 bis 80 Gew.-% bezüglich des Gesichtspunkts einer Verbesserung der Expansionsstabilität.
Die Gelfraktion in der vorliegenden Erfindung gibt den Gewichtsprozentanteil des Restgewichts der Harze nach dem Eintauchen in Xylol von 120°C während 24 Stunden zu dem Gewicht der Harze vor dem Eintauchen in Xylol an.
Die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze besitzen vorzugsweise einen solchen Schmelzindex, dass der Unterschied zwischen selbigem und dem Schmelzindex der thermoplastischen Harze, in und mit welchen die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze verschmolzen und geknetet werden, nicht mehr als 15 g/10 min beträgt.
Dies liegt daran, weil die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze nicht homogen in den thermoplastischen Harzen gelöst werden können, wenn der Unterschied größer als 1 g/10 min beträgt.
Die Menge der Silan-modifizierten thermoplastischen Harze liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt von 5 bis 40 Gewichtsteilen, und noch stärker bevorzugt zwischen 10 bis 30 Gewichtsteilen, bezüglich 100 Gewichtsteilen der thermoplastischen Harze, da die Vernetzungsdichte erhöht wird, wodurch das Expansionsverhältnis/die Verschäumungszahl des erhaltenen Schaumstoffs verringert wird und die Leichtgewichtigkeit verschlechtert wird, wenn die Menge groß ist, während eine expandierbare Harzzusammensetzung keine Scherviskosität besitzt, die für die Expansion bei der Wärmeausdehnung erforderlich ist, und die Expansionsstabilität wird verringert, wenn die Menge zu gering ist.
Um die thermoplastischen Harze durch die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze zu vernetzen, wird bei Bedarf ein Silan-Vernetzungskatalysator eingesetzt.
Der vorgenannte Silan-Vernetzungskatalysator unterliegt keiner speziellen Beschränkung, insoweit selbiger die Vernetzungsreaktion zwischen Silan-modifizierten thermoplastischen Harzen erleichtert, und es können Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dioctylzinndilaurat, Zinnoctanoat, Zinnoleat, Bleioctanoat, Zink-2-ethylhexanoat, Kobaltoctanoat, Bleinaphthenat, Zinkcaprylat, Zinkstearat etc. als Beispiel genannt werden.
Die Menge des vorgenannten Silan-Vernetzungskatalysators liegt vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 2,5 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt von 0,01 bis 2 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt von 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen bezüglich 100 Gewichtsteile der thermoplastischen Harze, da die Expandierbarkeit der expandierbaren thermoplastischen Harze vermindert wird, wenn die Menge zunimmt, während die Vernetzungsreaktionsgeschwindigkeit der Silan-modifizierten thermoplastischen Harze verringert wird, wenn die Menge verringert wird:
Ein Verfahren zur Zusetzung der Silan-modifizierten thermoplastischen Harze zu den thermoplastischen Harzen unterliegt keiner speziellen Beschränkung insoweit als es sich um ein Verfahren handelt, das zu einer gleichmäßigen Zusetzung der Harze im Stande ist, und es können ein Verfahren für die Zuführung thermoplastischer Harze und Silan-modifizierter thermoplastischer Harze in einen Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder und das anschließende Lösungsmittel-Kneten von selbigem, ein Verfahren zum Lösungsmittel-Kneten mit einer Walze und ein Verfahren zum Lösungsmittel-Kneten mit einer Knetmaschine als Beispiele angeführt werden.
Verfahren für Wasserbehandlungen schließen ein Verfahren zum Aussetzen der Harze an Wasserdampf zusätzlich zu einem Verfahren des Eintauchens der Harze in Wasser ein, und in diesem Falle können die Verfahren unter Drucksetzung durchgeführt werden, wenn die Behandlungen bei Temperaturen erfolgen, die höher als 100°C sind.
Die Temperaturen des Wassers und des Wasserdampfes für die Wasserbehandlungen betragen vorzugsweise 50 bis 130°C, und 90 bis 120°C sind besonders bevorzugt, da die Vernetzungsreaktionsgeschwindigkeit verringert wird, wenn die Temperaturen gering sind, während die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen miteinander verschmolzen werden, wenn diese hoch sind.
Die Zeit für die Wasserbehandlung beträgt vorzugsweise 5 Minuten bis 12 Stunden, da die Vernetzungsreaktion nicht vollständig vonstatten gehen kann, wenn die Zeit kurz ist, während die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen miteinander verschmolzen werden, wenn diese lang ist.
Schäumungsmittel
Das vorgenannte Schäumungsmittel unterliegt keiner speziellen Einschränkung, insoweit dieses eine Schäumungstemperatur aufweist, die höher ist als die Schmelztemperaturen der verwendeten thermoplastischen Harze, und es können beispielsweise anorganische pyrolytische Schäumungsmittel, wie Natriumbicarbonat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumbicarbonat, eine Azidoverbindung und Natriumborhydrid; und organische pyrolytische Schäumungsmittel, wie Azodicarbonamid, Azobisisobutyronitril, N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin, P,P'-Dinitrosopentamethylentetramin, P,P'-Oxybisbenzolsulfonylhydrazid, Bariumazodicarbonat und Trihydrazinotriazin angeführt werden, während Azodicarbonamid, welches vom Hygienegesichtspunkt ausgezeichnet ist, bevorzugt ist aufgrund der Einfachheit der Einstellung der Zersetzungstemperatur und der Zersetzungsgeschwindigkeit und der hohen Menge an Gaserzeugung. In der vorliegenden Erfindung gibt die "Schäumungstemperatur" die Zersetzungstemperatur des Schäumungsmittels vom Zersetzungstyp an.
Die Menge des Schäumungsmittels beträgt vorzugsweise 1 bis 25 Gewichtsteile, und stärker bevorzugt 5 bis 15 Gewichtsteile bezüglich 100 Gewichtsteile der thermoplastischen Harze, da keine homogenen Zellen in Folge des Zellbruchs gebildet werden, wenn diese hoch ist, während keine Expansion erreicht wird, wenn diese gering ist.
Bevorzugtes Beispiel für expandierbares thermoplastisches Harz
In dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden expandierbare thermoplastische Harzpellets oder ringförmige Substanzen, welche das vorgenannte Schäumungsmittel enthalten, eingesetzt, während jene, die hergestellt werden durch Vermischen von zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen, welche miteinander nur wenig kompatibel sind, und einer Silan-modifizierten thermoplastischen Harzzusammensetzung, welche thermoplastische Harze des gleichen Typs als eines der nichtvernetzten thermoplastischen Harze verwendet, vorzugsweise als die vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harze eingesetzt werden. Da die Harze die zwei Typen nichtvernetzter thermoplastischer Harze enthalten, die miteinander nur wenig kompatibel sind, wird die später beschriebene Insel-See-Struktur gebildet, wenn die Harze durch die vorgenannten Silan-modifizierten thermoplastischen Harze vernetzt werden.
Wenn die Harze die vorgenannten zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen enthalten, welche miteinander nur wenig kompatibel sind, werden sie vorzugsweise miteinander im Bereich von 3 : 7 bis 7 : 3 bezogen auf das Gewichtsverhältnis, stärker bevorzugt im Bereich von 4 : 6 bis 6 : 4 und weiter vorzugsweise im Bereich von 5 : 5 vermischt, um einen Schaumstoff mit einem hohen Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl mit ausgezeichneter Oberflächenglattheit zu erhalten, bei welchem das eine gleichmäßig in dem anderen dispergiert ist.
Wenn der Unterschied zwischen dem Schmelzindex der vorgenannten zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen erhöht wird, wird eine extrem raue Insel-See-Struktur gebildet, und es kann kein Schaumstoff mit einem hohen Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl erhalten werden. Wenn der Unterschied beim Schmelzindex demgegenüber verringert wird, wird keine homogene Insel-See-Struktur gebildet, und es kann kein Schaumstoff mit einem hohen Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl erhalten werden. Daher liegt der vorgenannte Unterschied zwischen den Schmelzindices vorzugsweise in dem Bereich von 3 bis 25 g/10 min, so dass homogene Blasenstrukturen mit feinen Korngrößen bewerkstelligt werden können, während 5 bis 13 g/10 min stärker bevorzugt sind und 7 bis 11 g/10 min weiter bevorzugt sind, um einen Schaumstoff mit einem höheren Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl zu erhalten.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung werden weiter bevorzugt expandierbare thermoplastische Harze, bei welchen 1 bis 50 Gewichtsteile der vorgenannten Silan-modifizierten thermoplastischen Harze, die vom gleichen Typ sind wie ein nichtvernetztes thermoplastisches Harz der zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen, der vorgenannte Silan-Vernetzungskatalysator und das vorgenannte Schäumungsmittel mit 100 Gewichtsteilen der thermoplastischen Harze vermischt sind, welche die vorgenannten zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen enthalten, eingesetzt.
Da die vorgenannten zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen miteinander nur wenig kompatibel sind, wird eine extreme Insel-See-Mikrostruktur, bei welcher ein nichtvernetztes thermoplastisches Harz gleichmäßig und fein dispergiert in dem anderen nichtvernetzten thermoplastischen Harz vorliegt, eingenommen, wenn die vorgenannte expandierbare thermoplastische Harzzusammensetzung durch einen Extruder oder dergleichen vermischt wird.
Weiterhin werden die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze, welche die thermoplastischen Harze des gleichen Typs wie das eine nichtvernetzte thermoplastische Harz verwenden, vorzugsweise in dem einen nichtvernetzten thermoplastischen Harz gelöst, da die thermoplastischen Harze die gleichen Typen sind. Weiterhin können die Silanmodifizierten thermoplastischen Harze gleichmäßig in der expandierbaren Harzzusammensetzung diffundiert werden, ob sie nun in dem den See bildenden nichtvernetzten thermoplastischen Harz oder den Inseln bildenden Harzen gelöst sind, da die zwei Typen von thermoplastischen Harzen die extreme Insel-See-Mikrostruktur annehmen.
Wenn Silan-modifizierte thermoplastische Harze des gleichen Typs wie das den See bildende nichtvernetzte thermoplastische Harz eingesetzt werden, so dass die Silanmodifizierten thermoplastischen Harze vorzugsweise in dem nichtvernetzten thermoplastischen Harz, welches den See bildet, gelöst sind, werden die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze miteinander mittels einer Wasserbehandlung vernetzt, so dass vorzugsweise eine vernetzte Struktur in eine kontinuierliche Schicht (Seeteil) eingeführt wird, und der See, welcher die kontinuierliche Schicht darstellt, sich bei der Expansion ausdehnt, wodurch die vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harze eine Schmelzviskosität aufweisen, die für die Expansion als Ganzes geeignet ist.
Wenn Silan-modifizierte thermoplastische Harze des gleichen Typs wie die Inseln bildenden nichtvernetzten thermoplastischen Harze eingesetzt werden, werden die Silanmodifizierten thermoplastischen Harze vorzugsweise in dem die Inseln bildenden nichtvernetzten thermoplastischen Harz gelöst, und es wird eine Wasserbehandlung durchgeführt, so dass die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze miteinander vernetzt werden und eine vernetzte Struktur vorzugsweise in nicht-kontinuierliche Schichten (Inselteile) eingeführt wird, und andererseits nimmt man an, dass die Harze für die Expan sion aufgrund der nachfolgenden Wirkung geeignet werden, obwohl dies noch nicht eindeutig erwiesen ist.
Die Inseln bildenden nichtvernetzten thermoplastische Harze sind homogen und fein dispergiert, und die Korngrößen der die Inseln bildenden thermoplastischen Harze sind allgemein extrem gering im Vergleich mit den Durchmessern der durch die Zersetzung des pyrolytischen Schäumungsmittels gebildeten Gase, während die Zwischenräume zwischen den Inseln extrem klein sind im Vergleich mit den Gasdurchmessern, wodurch die durch die Zersetzung des Schäumungsmittels erzeugten Gase im Wesentlichen kontinuierlich mit den nichtvernetzten thermoplastischen Harzen, welche die Inseln bilden, bei einer makroskopischen Betrachtungsweise eingeschlossen sind. Daher befinden sich die Gase im eingeschlossenem Zustand in den Schichten mit einer Viskosität, die für die Expansion geeignet ist und die Schaumstoffe nicht zerbrechen lassen, wodurch die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte expandierbare Harzzusammensetzung eine Schmelzviskosität erreicht, die für die Expansion als Ganzes geeignet ist.
Ein Schaumstoff, welcher aus den vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harzen erhalten wird, besitzt Anteile mit teilweise geringer Vernetzungsdichte, und damit besitzt dieser eine ausgezeichnete Warmformbarkeit, da solche Anteile beim Formen Fließfähigkeit besitzen.
Ferner können die Anteile mit einer geringen Vernetzungsdichte erneut geschmolzen werden, während Anteile mit einer hohen Vernetzungsdichte als eine Art Füllstoffe verwendet werden können und für das Recycling verfügbar sind.
Andererseits ist es möglich, die Menge der Silan-modifizierten thermoplastischen Harze auf nicht mehr als 50 Gewichtsteile bezüglich 100 Gewichtsteile der thermoplastischen Harzzusammensetzung zu verringern, so dass die inneren Spannungen beim Formen, die aus dem Vernetzen resultieren, verringert werden können, und ein Schaumstoff, welcher durch Expandieren dieser expandierbaren Harzzusammensetzung erhalten wird, besitzt eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität.
Die Schmelzviskosität der die vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen bildenden Zusammensetzung wird mit dem Bereich 500 bis 2000 Pa·s (5000 Poise bis 20.000 Poise) bei einer Temperatur von 190°C angenommen. Beträgt die Viskosität nicht mehr als 500 Pa·s (5000 Poise), so ist diese zu stark herabgesetzt, und es kann kein Schaumstoff mit einem hohen Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl erhalten werden, da dieser dem Schäumungsdruck bei der Expansion nicht widerstehen kann und leicht einen Schaumstoffbruch erfährt. Beträgt die Viskosität andererseits mindestens 2000 Pa·s (20.000 Poise), so ist diese zu stark erhöht, und es kann kein Schaumstoff mit einem(r) hohen Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl erhalten werden, da der Schäumungsdruck durch Schäumungsgase, die durch die Zersetzung des Schäumungsmittels erzeugt werden, unzureichend ist. Die Schmelzviskosität in dieser Patentbeschreibung ist ein Wert, welcher gemäß JIS K7199 gemessen wird.
Außerdem ist die Gelfraktion der Harze in den vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harzen vorzugsweise auf 10 bis 30 Gew.-%, stärker bevorzugt auf 10 bis 20 Gew.-% eingestellt. Wenn diese niedriger als 10 Gew.-% ist, wird die Thermostabilität verringert, die Schaumstoffzellen erleiden bei der Expansion einen Schaumstoffbruch, und es können keine gleichmäßigen Schaumstoffzwischenräume erhalten werden. Wenn demgegenüber die Gelfraktion höher als 30 Gew.-% ist, wird das Expansionsverhältnis/die Verschäumungszahl verringert, und die Warmformbarkeit wird ebenfalls verringert aufgrund des übermäßigen Voranschreitens der Vernetzung.
Pellets oder ringförmige Substanzen
Ein Verfahren zur Herstellung der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen, die in der vorliegenden Erfindung selbst verwendet werden, unterliegt keiner speziellen Beschränkung, doch können beispielsweise ein Verfahren des Zuführens der thermoplastischen Harze, des pyrolytischen Schäumungsmittels etc. unter Bildung der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen (im Folgenden werden "Pellets oder ringförmige Substanzen" als "granuläre Materialien" bezeichnet) in einen Extruder, des Schmelzens und Knetens von diesen bei einer Temperatur, die niedriger ist als die Zersetzungstemperatur des pyrolytischen Schäumungsmittels, des anschließenden Extrudierens von diesen in der Form eines Blattes und des Abkühlens von diesem und des Schneidens von selbigem für die Herstellung granulärer Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz und (2) ein Verfahren des Zuführens der thermoplastischen Harze, des pyrolytischen Schäumungsmittels etc. in einen Extruder, des Schmelzens und Knetens von diesen bei einer Temperatur, die niedriger ist als die Zersetzungstemperatur der pyrolytischen Schäumungsmittels, des anschließenden Extrudierens von diesen in der Form eines Strangs und dessen Abkühlung und des Schneidens von selbigem für die Herstellung von expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmiger Substanzen genannt werden.
Die Gestalt der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen unterliegt ebenfalls keiner speziellen Beschränkung, doch kann diese die Form eines Sechsecks, eines kreisförmigen Zylinders oder eines kugelförmigen Körpers beispielsweise haben, während das Sechseck am meisten bevorzugt ist, da die granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz bei ihrer Verbreitung nicht rollen.
Wenn die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen in der Form von Sechsecken vorliegen, unterliegt die Länge einer Kante jedes Sechsecks keiner speziellen Beschränkung, beträgt aber vorzugsweise 0,1 mm bis 50 mm, und stärker bevorzugt 0,5 bis 20 mm, da das Verhältnis von dünnen Schichten aus Schwerschaum bei dem hergestellten Schaumstoff-Formteil verringert ist und die Biegefestigkeit verringert ist, wenn selbiges zu lang ist, während das Austreten von Schaumstoffgasen zunimmt, wenn selbiges zu kurz ist.
Verbreitung
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen, die in der vorgenannten Weise hergestellt werden, verbreitet. Diese Verbreitung kann auf einer bewegten Oberfläche, wie zum Beispiel auf einem Förderband bei einer Herstellungsvorrichtung, wie in der später beschriebenen 1 gezeigt ist, oder auf einer statischen Oberfläche erfolgen.
Weiterhin können die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen so ausgebreitet werden, dass die Pellets oder ringförmigen Substanzen sich nicht entlang der Richtung der Dicke überlappen, d. h. um eine Einzelschicht zu bilden, oder so, dass die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen sich entlang der Dickenrichtung miteinander überlappen.
Was bevorzugte Verfahren des Verbreitens der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen angeht, so dass diese entlang der Dickenrichtung nicht miteinander überlappen, können (1) ein Verfahren zum Verbreiten einer Vielzahl von granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz in der Form rechteckiger Parallelepipede, die mit Minimalkanten mit im Wesentlichen identischen Höhen versehen sind, und Zusammenfügen von diesen zu einer Einzelschicht durch Hochfrequenzvibration unter gleichzeitiger Bildung der Minimalkanten entlang der Dickenrichtung, (2) ein Verfahren des Verbreitens einer Vielzahl von expandierbaren thermoplastischen granulären Materialien in der Form von Würfeln mit im Wesentlichen identischen Höhen und Zusammenfügen von diesen zu einer Einzelschicht durch Hochfrequenzvibration und (3) ein Verfahren des Zusammenfügens einer Vielzahl von Granulatmaterialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz in der Form von Würfeln mit im Wesentlichen identischen Höhen, die in überlappender Weise zu einer Einzelschicht durch einen Beschichter oder dergleichen verbreitet werden, vorzugsweise als Beispiel angeführt werden, während ein Verfahren zum Anordnen der betreffenden granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz mit im Wesentlichen identischen Höhen, um nicht miteinander zu überlappen, ebenfalls gegebenenfalls angewandt wird.
Die hierin genannten Höhen beziehen sich auf die Höhen der betreffenden granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz, die ausgerichtet werden, wenn die granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz verbreitet werden.
Bei der vorgenannten Verbreitung werden die vorgenannten Pellets oder ringförmigen Substanzen vorzugsweise so verbreitet, dass nach unten projizierte Flächen der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen, die ver breitet werden, 10 bis 75 % von Bereichen, die an die äußeren Kanten der Bereiche anschließen, wo die Pellets oder ringförmigen Substanzen verbreitet sind, belegen.
Es ist möglich, einen Entlüftungshohlraum bei der Expansion der granulären Materialien aus expandierbarem Harz durch Begrenzen der Summe der projizierten Bereiche der granulären Materialien aus expandierbarem Harz nach der Verbreitung auf 10 bis 75 % der Summen des projizierten Bereichs der vorgenannten Bereiche sicherzustellen, so dass ein Schaumstoff ohne Hohlräume hergestellt werden kann durch Expandieren der betreffenden granulären Materialien aus expandierbarem Harz, unter gleichzeitiger Abweisung von Luft aus den Zwischenräumen zwischen diesen. Weiterhin können die betreffenden granulären Materialien aus expandierbarem Harz miteinander verschmolzen/integriert werden ohne unbefriedigende Expansionszwischenräume, wobei es möglich ist, die Bildung von Löchern bei dem so hergestellten Schaumstoff zu vermeiden.
Weiterhin ist es möglich, einen Schaumstoff zu erhalten unter Erreichung von Kompatibilität zwischen der Biegefestigkeit und Flexibilität durch Begrenzen der Summe der projizierten Bereiche der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen nach der Verbreitung auf 10 bis 75 % der gesamten projizierten Fläche der vorgenannten Bereiche, wodurch die Bereiche der Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen und der Dicken der dünnen Schichten aus Schwerschaum begrenzt werden.
Expansionsformen
Gemäß dem Herstellungsverfahren der Erfindung werden die vorgenannten Pellets oder ringförmigen Substanzen verbreitet, und anschließend werden die Pellets oder ringförmigen Substanzen auf eine Temperatur erwärmt, die höher ist als die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels, das in den vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harzen enthalten ist, so dass die Pellets oder ringförmigen Substanzen expandiert werden.
Wenn die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen durch Erwärmen expandiert werden, werden die Oberflächen und das Innere der betreffenden Pellets oder ringförmigen Substanzen zu dünnen Schichten aus Schwer schaum und Leichtschäumen expandiert, während die dünnen Schichten aus Schwerschaum der Oberflächen geschmolzen werden, um während des Expandierens ineinander integriert zu werden, wodurch es möglich ist, ein Dünnschicht-Formteil zu erhalten, bei welchem Leichtschäume aus thermoplastischem Harz, die mit den vorgenannten dünnen Schichten aus Schwerschaum aus thermoplastischem Harz auf die gesamten Außenoberflächen beschichtet sind, durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum thermisch miteinander verschmolzen werden.
Das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung, in dem ein Schaumstoff durch ein extrem simples Verfahren der Verbreitung granulärer Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz und deren Erwärmen und Expandieren zum Verschmelzen von selbigen erhalten wird, ist ein Herstellungsverfahren mit ausgezeichneter Produktivität, in dem der Schritt des Vorexpandierens der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen weggelassen werden kann.
Das vorgenannte Erwärmungsverfahren unterliegt keiner speziellen Beschränkung, sondern es können beliebige Erwärmungsmittel eingesetzt werden, insoweit als selbige die granulären Materialien auf eine Temperatur erwärmen können, welche über die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels hinausgeht. Zum Beispiel ist es möglich, die granulären Materialien durch den Einsatz eines elektrischen Heizgeräts, eines Fern-Infrarotstrahlungs-Heizgeräts, einer Heizvorrichtung, die durch Zirkulieren eines Heizmediums, wie von erhitztem Öl oder Luft oder dergleichen, gebildet wird, zu erwärmen.
Weiterhin unterliegt ein Verfahren zum Erwärmen und Expandieren, um die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen zu verschmelzen unter gleichzeitiger Beschränkung von deren Dicken, ebenfalls keiner speziellen Beschränkung. Zum Beispiel ist es möglich, die vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen zwischen zwei Plattenkörpern für deren Expandierung zu verbreiten, während der Zwischenraum zwischen den Plattenkörpern konstant gehalten wird. Alternativ ist es auch möglich, die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen zu verbreiten, danach dieselben zwischen zwei Plattenkörpern zu halten und anschließend selbige zu expan dieren unter gleichzeitiger Vergrößerung des Zwischenraums zwischen den Plattenkörpern bis zu einer bestimmten Größe. Weiterhin ist es auch möglich, die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen zu verbreiten, anschließend selbige zwischen zwei Plattenkörpern zu halten und danach den Zwischenraum zwischen den Plattenkörpern auf beiden Seiten durch Expansionsdrücke bei der Expansion der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen zu vergrößern.
Beliebige Plattenelemente, wie Eisenplatten, Stahlplatten oder Tetrafluorethylen-Bänder können zum Beispiel als die vorgenannten Plattenkörper eingesetzt werden.
Ferner ist es bevorzugt, Kompositblätter, die thermoplastische Harzblätter sind, welche beispielsweise mit Faser verstärkt sind, zwischen den vorgenannten Plattenkörpern und den expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen anzuordnen. In diesem Fall kann die vorgenannte Substanz vom thermoplastischen Harzblatt-Typ zwischen dem Plattenkörper und den expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen lediglich auf einer Seite davon angeordnet sein.
Wenn das vorgenannte Kompositblatt eingesetzt wird, werden die vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen vorzugsweise zuvor auf dem Kompositblatt verbreitet, so dass das Kompositblatt in den erhaltenen Schaumstoff integriert ist. In diesem Verfahren wird ein zweites Kompositblatt auf die verbreiteten expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen darübergelegt, um ein Laminat zu erhalten. Danach wird dieses Laminat auf eine Temperatur erwärmt, welche die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels übersteigt, so dass die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen expandiert werden und ein Schaumstoff, bei welchem die Kompositblätter mit dem Schaumstoff integriert sind, erhalten wird.
Bei dem Schaumstoff, welcher als eine Einheit mit der Substanz vom thermoplastischen Harzblatt-Typ auf mindestens einer Oberfläche wie obenstehend beschrieben gebildet ist, wird die Biegefestigkeit des Gesamtschaumstoffs wirksam durch die Substanz vom thermoplastischen Harzblatt-Typ verbessert.
Zusätzlich zu dem vorgenannten Kompositblatt können verschiedene Materialien, wie Glaspapier und ein Kurzfaservlies bzw. eine Faserschnittmatte (diese werden unter dem Sammelbegriff "verstärkendes Blatt" zusammengefasst) eingesetzt werden.
Wenn das Gewicht von Glasfaser, die für das Glaspapier und das Kurzfaservlies verwendet wird, jedoch hoch ist, ist es unmöglich, eine Gewichtsreduzierung des erhaltenen Schaumstoffs zu erzielen. Wenn das Gewicht der Glasfaser demgegenüber gering ist, ist es unmöglich, eine Verbesserung der Festigkeit des erhaltenen Schaumstoffs zu erzielen. Deshalb wird vorzugsweise eine solche von 10 bis 500 g/m², stärker bevorzugt von 50 bis 300 g/m² als die vorgenannte Glasfaser verwendet.
Weiterhin unterliegt das thermoplastische Harz, das für das vorgenannte Kompositblatt verwendet wird, auch keiner speziellen Beschränkung, doch können beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat etc. angeführt werden. Um die Haftung zwischen dem Kompositblatt und dem Schaumstoffteil zu verbessern, wird weiterhin ein Kompositblatt, das ein thermoplastisches Harz des gleichen Typs wie die für den Schaumstoff verwendeten thermoplastischen Harze verwendet, vorzugsweise eingesetzt.
Als Faser, die für das Kompositblatt Verwendung findet, können weiter anorganische Faser, wie Kohlenstofffaser, organische Faser, wie zum Beispiel Aramidfaser oder Nylonfaser, Metallfaser etc., zusätzlich zu der Glasfaser angeführt werden, und es ist entweder Textilgewebe oder Nonwoven bzw. nichtgewebtes Gewebe von solcher Faser verfügbar.
Es ist unmöglich, eine Gewichtsreduzierung des erhaltenen Schaumstoffs zu erzielen, wenn die Dicke des vorgenannten verstärkenden Blatts groß ist, während die Verstärkung und Verfestigung unzureichend sind, wenn selbige gering ist. Deshalb wird die Dicke des Kompositblatts mit vorzugsweise 0,05 bis 1 mm, stärker bevorzugt mit 0,1 bis 0,5 mm angenommen.
Um einen Schaumstoff durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren unter Verwendung des expandierbaren thermoplastischen Harzes zu erhalten, welches ein bevorzugtes Beispiel ist, das durch Mischen der vorgenannten Silan-modifizierten thermoplastischen Harze hergestellt wird, werden die Silan-modifizierten thermoplastischen Harze miteinander vernetzt durch eine Wasserbehandlung und anschließend auf ein Niveau erhitzt, das die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels übersteigt, wodurch der Schaumstoff erhalten wird.
Ein verstärkendes Material, wie eine Glaskurzfaser, Kohlenstoffkurzfaser oder Polyesterkurzfaser, und ein Füllstoff, wie Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid oder Glaspulver, können dem für die vorgenannten expandierbaren thermoplastischen Harze verwendeten thermoplastischen Harz bei Bedarf zugesetzt werden, um die Biegefestigkeit des Schaumstoffs zu verbessern.
Wenn Kurzfaser als verstärkendes Material zugesetzt wird, sind 1 bis 20 Gewichtsteile bevorzugt und 3 bis 10 Gewichtsteile besonders bevorzugt bezüglich 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes, da Zellen bei der Expansion zu Bruch gehen und eine) hohes(e) Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl nicht erzielt werden kann, wenn die Menge groß ist, während keine Wirkung der Verstärkung der Festigkeit des erhaltenen Schaumstoffs erzielt werden kann, wenn selbige gering ist.
Die Länge der Kurzfaser beträgt vorzugsweise 1 bis 20 mm, und besonders bevorzugt 3 bis 5 mm, da die Gewichtsverringerung des erhaltenen Schaumstoffs nicht erzielt werden kann, wenn selbige hoch ist, während keine Wirkung der Verstärkung der Festigkeit des erhaltenen Schaumstoffs erzielt wird, wenn selbige gering ist.
Wenn ein Füllstoff zugegeben wird, sind 10 bis 100 Gewichtsteile bevorzugt und 30 bis 50 Gewichtsteile besonders bevorzugt bezüglich 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes, da die Gewichtsreduzierung des erhaltenen Schaumstoffs nicht erzielt werden kann, wenn dieser hoch ist, während keine Wirkung der Verstärkung der Festigkeit des erhaltenen Schaumstoffs erzielt wird, wenn dieser geringer ist.
Schaumstoff
Der Schaumstoff gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Dünnschicht-Formteil, bei welchem Leichtschäume aus thermoplastischem Harz, deren gesamte Außenoberflächen mit dünnen Schichten aus Schwerschaum bedeckt sind, bestehend aus thermoplastischen Harzen, durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum thermisch miteinander verschmolzen sind.
Da die Leichtschäume durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum thermisch miteinander verschmolzen sind, sorgen die jeweiligen dünnen Schichten aus Schwerschaum für Druckfestigkeit und die Leichtschäume sorgen für Flexibilität, während eine hohe Wärmeisolierungsleistung ebenfalls vorgesehen wird, da die dünnen Schichten aus Schwerschaum expandiert werden. Weiterhin werden die Leichtschäume, deren gesamte Außenoberflächen mit den jeweiligen dünnen Schichten aus Schwerschaum, aus welchen der Schaumstoff gebildet ist, thermisch miteinander verschmolzen, um durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum durch den Schäumungsdruck bei der Expansion stark ineinander integriert zu werden, wodurch diese an den thermisch verschmolzenen Grenzflächen nicht voneinander abgetrennt werden und/oder zu Bruch gehen und eine ausgezeichnete Flexibilität besitzen, während sie gleichzeitig eine hohe Biegefestigkeit aufweisen.
Die vorgenannten geeigneten thermoplastischen Harze können als thermoplastische Harze, welche die vorgenannten. Leichtschäume und dünnen Schichten aus Schwerschaum bilden, eingesetzt werden, und es ist möglich, den erfindungsgemäßen Schaumstoff durch Verwendung des expandierbaren thermoplastischen Harzes zu erhalten, welches durch Mischen eines Schäumungsmittels und anderer beliebiger Komponenten mit den thermoplastischen Harzen hergestellt wird.
Die Leichtschäume, deren gesamte Außenoberflächen mit den dünnen Schichten aus Schwerschaum bedeckt sind, können als Einzelschicht gebildet sein, um entlang der Dickenrichtung nicht miteinander zu überlappen, und in diesem Fall werden die Leichtschäume durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum entlang der Transversalrichtungen, d. h. in Längsrichtung und Querrichtung, thermisch miteinander verschmolzen. Zusätzlich zu der vorgenannten Flexibilität des Schaumstoffs nimmt der Schaumstoff daher eine Pseudo- bzw. -fachwerkstruktur an, und die Biegefestigkeit wird weiter erhöht, da die dünnen Schichten aus Schwerschaum sich entlang der Dickenrichtung des Schaumstoffs erstrecken und die dünnen Schichten aus Schwerschaum gleichmäßig entlang der Dickenrichtung gebildet werden.
Andererseits kann der Schaumstoff eine Mehrschichtstruktur aufweisen, bei welcher die Leichtschäume mehrfach entlang der Dickenrichtung aufgeschichtet sind, und in diesem Fall wird der Schaumstoff nicht abgetrennt und/oder geht zu Bruch an den Schmelzgrenzflächen, wenn eine Biegelast auf den Schaumstoff ausgeübt wird. Daher ist es möglich, einen Schaumstoff zu erhalten, welcher eine ausgezeichnete Flexibilität besitzt.
Wenn das thermoplastische Harz vorzugsweise vernetzte Bereiche mit hoher Vernetzungsdichte und kaum vernetzte Bereiche mit geringer Vernetzungsdichte aufweist und diese Insel-See-Strukturen aufweisen, besitzen die Bereiche mit einer geringen Vernetzungsdichte Fließvermögen beim Formen, wodurch der Schaumstoff eine ausgezeichnete Warmformbarkeit besitzt.
Wenn die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der vorgenannten dünnen Schichten aus Schwerschaum niedrig sind, wird die Flexibilität des Schaumstoffs verringert, während das Wärmeleitvermögen zunimmt. Wenn die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der dünnen Schichten aus Schwerschaum demgegenüber hoch sind, kann kein Schaumstoff mit einer hohen Biegefestigkeit erhalten werden. Daher betragen die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der dünnen Schichten aus Schwerschaum 1,1 bis 10, vorzugsweise 1,2 bis 7, und besonders bevorzugt 1,2 bis 5.
Eine Gewichtsreduzierung des Schaumstoffs kann nicht erzielt werden, wenn die dünnen Schichten aus Schwerschaum dick sind, während ein Schaumstoff mit einer hohen Biegefestigkeit nicht erhalten werden kann, wenn diese dünn sind. Daher sind die dünnen Schichten aus Schwerschaum 30 μm bis 500 μm, vorzugsweise 40 bis 400 μm, und besonders bevorzugt 50 μm bis 400 μm dick.
Die Dicken der dünnen Schichten aus Schwerschaum sind möglicherweise nicht gleichmäßig, können aber heterogen sind.
Die Dicken der dünnen Schichten aus Schwerschaum geben hierin die durchschnittlichen Dicken der dünnen Schichten aus Schwerschaum entlang der Querschnittsrichtung des Schaumstoffs an.
Gemäß der vorliegenden Erfindung betragen die Expansionsverhältnisse/-Verschäumungszahlen und die Dicken der vorgenannten dünnen Schichten aus Schwerschaum 1,1 bis 10 und 30 μm bis 500 μm, da die Gewichtsreduzierung und die Biegefestigkeit des Schaumstoffs kompatibel sind, vorzugsweise 1,2 bis 7 und 40 μm bis 400 μm, und besonders bevorzugt 1,2 bis 5 und 50 μm bis 400 μm.
Wenn die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der Leichtschäume niedrig sind, ist es schwierig, eine Gewichtsreduzierung zu erzielen, und das Wärmeleitvermögen des Schaumstoffs nimmt zu, wodurch das Wärmeisolierungsvermögen des erhaltenen Schaumstoffs verringert wird, während ein Schaumstoff mit hoher Biegefestigkeit nicht erhalten werden kann, wenn diese hoch sind. Daher sind die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der Leichtschäume 5 bis 50, vorzugsweise 20 bis 50, besonders bevorzugt 10 bis 35.
Wenn die Größen der Leichtschäume groß sind, wird die Biegefestigkeit des erhaltenen Schaumstoffs verringert, während die Oberflächenglattheit des erhaltenen Schaumstoffs verringert wird, wenn diese gering sind. Daher betragen die Größen der Leichtschäume vorzugsweise 5 bis 10 mm, und besonders bevorzugt 7 bis 50 mm.
Die Größen der Leichtschäume sind möglicherweise nicht gleichmäßig, können aber heterogen sein.
Die Größen der hierin genannten Leichtschäume geben die Maximalwerte unter den Abmessungen der jeweiligen Richtungen in Querrichtung an.
Der Schaumstoff gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer solchen Struktur, dass die Leichtschäume durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum thermisch miteinander verschmolzen werden, und dieser hat allgemein die Form eines Blatts.
Bei dem Schaumstoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Kompositblatt, bestehend aus der vorgenannten verstärkenden Faser und dem thermoplastischen Harz, zumindest auf dessen einer Oberfläche aufgeschichtet sein, wodurch es möglich ist, die Biegefestigkeit weiter zu verbessern.
Ein Verfahren zur Herstellung des "Schaumstoffs" gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell auf das vorgenannte erfindungsgemäße Herstellungsverfahren beschränkt, doch kann vorzugsweise (1) ein Verfahren des Verbreitens granulärer Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz, des Erwärmens, Expandierens und thermischen Verschmelzens von diesen zur Herstellung eines Schaumstoffs angeführt werden, während es auch möglich ist, gegebenenfalls (2) ein Verfahren zur vorausgehenden Herstellung von thermoplastischen granulären Schaumstoffen und zur Aufschichtung derselben durch thermisches Verschmelzen zur Herstellung eines Schaumstoffs anzuwenden.
Wirkung der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäßen Schaumstoff, wie obenstehend beschrieben, werden die Leichtschäume aus thermoplastischem Harz, deren gesamte Außenoberflächen mit den dünnen Schichten aus Schwerschaum aus thermoplastischem Harz durch die vorgenannten dünnen Schichten aus Schwerschaum bedeckt sind, thermisch miteinander verschmolzen. Die dünnen Schichten aus Schwerschaum können die Druckfestigkeit des Schaumstoffs verbessern, unter Vorsehung der hohen Wärmeisolierungsleistung aufgrund des Schwerschaumstoffteils. Weiterhin schmelzen die dünnen Schichten aus Schwerschaum stark unter Integration der jeweiligen Leichtschäume miteinander, wodurch diese ebenfalls für ausreichende Flexibilität sorgen, die bei einem durch ein herkömmliches Perlenexpansionsformen erhaltenen Schaumstoff nicht erhalten werden kann.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des vorgenannten Schaumstoffs ist es weiter möglich, leicht einen Schaumstoff mit den vorgenannten ausgezeichneten Wirkungen mit hoher Produktivität herzustellen.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird weiter eine expandierbare Harzzusammensetzung mit einer Schmelzviskosität, die im Bereich von 300 bis 2000 Pa·s (3000 Poise bis 20.000 Poise) bei 190°C liegt, verwendet, wodurch die Expansionsstabilität weiter verbessert wird und es damit möglich ist, einen Schaumstoff mit hoher Expansion mit einer homogenen Blasenstruktur und einer ausgezeichneten Biegefestigkeit bereitzustellen.

(1) Wenn die Gelfraktion der Harze in den expandierbaren thermoplastischen Harzen 10 bis 30 Gew.-% beträgt, wird ein geeignetes Vernetzen der Harze angewandt und es ist möglich, einen Schaumstoff bereitzustellen, welcher ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Formbarkeit und Thermostabilität besitzt.
(2) Wenn expandierbare thermoplastische Harze, welche spezifische Silan-modifizierte thermoplastische Harze, einen Silan-Vernetzungskatalysator und ein Schäumungsmittel enthalten, und in die eine vorgeschriebene Menge spezifischer, nichtvernetzter thermoplastischer Harze gemischt ist, eingesetzt werden, werden Bereiche mit einer geringen Vernetzungsdichte vorgesehen und somit weisen solche Bereiche Fließvermögen beim Formen auf und besitzen eine ausgezeichnete Thermoformung, und es ist möglich, homogene und feine Schaumstoffzellen zu erhalten, die eine ausgezeichnete Thermostabilität aufweisen, da das Vernetzen als Ganzes in geeigneter Weise erfolgt und diese eine geeignete Schmelzviskosität besitzen, während die Biegefestigkeit des erhaltenen Schaumstoffs ebenfalls hervorragend wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, einen Schaumstoff bereitzustellen, welcher für verschiedene Wärmeisolatoren, einschließlich einer Dachisolierung und Fußbodenisolierung, eines Dämpfungsmaterials und verschiedener Innenmaterialien einschließlich eines Kraftfahrzeug-Innenmaterials, geeignet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 ist eine Front-Aufrißansicht, welche ein Beispiel einer Vorrichtung zeigt, die für ein Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Die 2 ist eine Front-Aufrißansicht, die ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zeigt, die für das Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Die 3 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, die einen Bereich aus Leichtschaum eines Schaumstoffs, der in Beispiel 23 erhalten wird, auf das 20.000-fache vergrößert.
Bester Weg zur Durchführung der Erfindung
Die 1 ist eine Front-Aufrißansicht eines Beispiels einer Vorrichtung, die für ein Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, und 1 und 2 bezeichnen verstärkende Blätter, 3 bezeichnet thermoplastische Harzpellets oder ringförmige Substanzen, die ein Schäumungsmittel enthalten, 5 und 6 bezeichnen Förderbänder, 9 und 9 bezeichnen Heizvorrichtungen, 10 und 10 bezeichnen Kühlungsvorrichtungen und 11 bezeichnet einen Schaumstoff.
Das verstärkende Blatt 1 wird dem Förderband 5 zugeführt, so dass die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen 3 auf dem verstärkenden Blatt 1 durch eine Verbreitungsvorrichtung 4 für Pellets oder ringförmige Substanzen verbreitet werden, welche in der Mitte von diesem angeordnet ist. Danach wird das verstärkende Blatt 2 dem Förderband 6 zugeführt und über die Pellets oder ringförmigen Substanzen 3 gelegt, so dass es nach und nach den Vorerwärmungsvorrichtungen 8 und 8, den Heizvorrichtungen 9 und 9 und den Kühlvorrichtungen 10 und 10 zugeführt wird. 7 bezeichnet eine Vibrationsvorrichtung, welche das verstärkende Blatt 1 zur gleichmäßigen Verteilung der verbreiteten expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen 3 vibrieren lässt.
Die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen 3 werden in den Vorerwärmungsvorrichtungen 8 und 8 vorerwärmt und in den Heizvorrichtungen 9 und 9 auf ein Niveau erwärmt, das die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels übersteigt, so dass das Schäumungsmittel zersetzt wird und die thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen 3 geschmolzen/expandiert werden und die Harzpellets oder ringförmigen Substanzen miteinander verschmolzen werden und auf Oberflächen der verstärkenden Blätter 1 und 2 verschmolzen werden.
Die Erwärmungstemperatur bei den Heizvorrichtungen 9 und 9 wird allgemein als mindestens die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels und als nicht höher als die Schäumungstemperatur + 20°C, wie etwa 200°C beispielsweise, angenommen.
Die expandierten und verschmolzenen darüber gelegten Blätter werden in den Kühlvorrichtungen (die Kühltemperatur beträgt beispielsweise etwa 30°C) 10 und 10 gekühlt, um bei der Expansion niedergedrückt zu werden und auf die vorgeschriebenen Dicken eingestellt zu werden.
Bei den vorgenannten Heizvorrichtungen 9 und 9 und den Kühlvorrichtungen 10 und 10 ist es bevorzugt, mehrere Vakuum-Ansaugvertiefungen 92 und 92 und 102 und 102 auf den Heizoberflächen 91 und 91 und den Kühloberflächen 101 und 101 davon vorzusehen, so dass die Gleichmäßigkeit der Dicken und Oberflächenglattheit beibehalten werden kann.
Somit wird der Schaumstoff 11, welcher aus einer Schaumstoffschicht 112, die durch Expansion der thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen 3 gebildet wird, und den verstärkenden Blattschichten, die gebildet werden, um auf beiden Oberflächen davon integral verschmolzen zu werden, besteht, erhalten.
Die 2 zeigt eine Vorrichtung eines weiteren Beispiels zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung. Hier wird ein verstärkendes Blatt 1b auf ein Förderband 5a zugeführt. Auf einem geneigten Bereich dieses verstärkenden Blatts 1b werden expandierbare thermoplastische Harzpel lets oder ringförmige Substanzen 3a von einer Pellet-Verteilungsvorrichtung 4a verbreitet. In dem geneigten Oberflächenbereich des vorgenannten thermoplastischen Harzblatts 1b ist eine Heizplatte 8a vorgesehen, die auf eine Temperatur von 200°C bis 210°C erwärmt wird. Daher wird die Oberfläche des verstärkenden Blatts 1b in einen geschmolzenen Zustand gebracht, wodurch die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets 3a an dem verstärkenden Blatt 1b anhaften und überschüssige Pellets nach unten fallen gelassen werden. Damit können die herabgefallenen Pellets erneut verwendet werden.
Danach wird ein zweites verstärkendes Blatt 2a auf die anhaftenden thermoplastischen Harzpellets 3a gelegt, so dass die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen 3a erwärmt werden und durch die Heizplatte 9a expandiert werden, die auf eine Temperatur von etwa 200°C erwärmt wird. Auf diese Weise wird ein Formteil 11a erhalten.
Konkrete Beispiele des Verfahrens zur Herstellung eines Schaumstoffs und der Schaumstoff gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben. In den folgenden Beispielen ist 1 Poise = 0,1 Pa·s und 1 kgf/cm² = 9,8 N/cm².
Herstellung von granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz
Hochdichtes Polyethylen (von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd., Handelsname: EY40H, Schmelzindex (im Folgenden als MI bezeichnet); 1,5 g/10 min), Polypropylen (1) (von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd., Handelsname: MA3, MI; 11 g/10 min), Polypropylen (2) (von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd., Handelsname: MH 8, MI; 0,3 g/10 min), Polypropylen (3) (von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd., Handelsname: MA2A, MI; 25 g/10 min) und Silan-modifiziertes Polypropylen (von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd., Handelsname: LINKLON XPM800HM, MI; 11 g/10 min, Gelfraktion nach dem Vernetzen 80 Gew.-%) wurden in den in den nachstehenden Tabellen 1 bis 3 gezeigten Verhältnissen gewogen, weiter mit 0,1 Gewichtsteilen Dibutylzinndilaurat, das als Vernetzungskatalysator diente, und 5 Gewichtsteilen Azodicarbonamid (von Otsuka Chemical Co., Ltd., Handelsname: SO-20, Schäumungstemperatur = 210°C) gemischt, danach einem biaxialen Extruder von 30 mm Durchmesser zugeführt, geschmol zen/geknetet bei einer Temperatur von 180°C und in der Form von Blättern mit den in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Dicken und Breiten von 300 mm zugeführt. Im Anschluss wurden die Blätter gekühlt und auf Abmessungen von 5 mm Breite auf 5 mm Länge zurechtgeschnitten, in Wasser von 98°C 2 Stunden lang eingetaucht und danach getrocknet, wodurch expandierbare granuläre Materialien aus thermoplastischem Harz A erhalten wurden.
Beispiele 1, 3, 5, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 und 23
Es wurden die expandierbaren granulären Materialien aus thermoplastischem Harz A, die in der vorgenannten Weise erhalten wurden, verwendet und die in 1 gezeigte Herstellungsvorrichtung wurde genutzt, um Schaumstoffe zu erhalten. Bei der in 1 gezeigten Herstellungsvorrichtung jedoch wurden die Blattsubstanzen aus thermoplastischem Harz 1 und 2 nicht verwendet, sondern die vorgenannten expandierbaren granulären Materialien A aus thermoplastischem Harz wurden direkt auf dem Förderband 5 verbreitet. Diese Verbreitung wurde so durchgeführt, dass die Verhältnisse (Verbreitungs-Projektionsflächen-Verhältnisse) der Summen von nach unten projizierten Flächen von Bereichen, wo die expandierbaren granulären Materialien aus thermoplastischem Harz A tatsächlich auf die gesamten projizierten Flächen von Bereichen verbreitet waren, welche an die äußeren Kanten der Bereiche anschließen, wo die expandierbaren granulären Materialien aus thermoplastischem Harz verbreitet waren, die in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Verhältnisse erreichten und zu Doppelschichten wurden.
Die Erwärmungstemperatur für die expandierbaren granulären Materialien aus thermoplastischem Harz A durch die Erwärmungsvorrichtungen 9 und 9 wurde mit 210°C angenommen, und die granulären Materialien wurden durch Erwärmen während 10 Minuten expandiert und danach in den Kühlvorrichtungen 10 und 10 während 10 Minuten gekühlt, um Schaumstoffe von 5 mm Dicke zu erhalten.
Die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der erhaltenen Schaumstoffe, die Dicken der dünnen Schichten aus Schwerschaum, die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der dünnen Schichten aus Schwerschaum, die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen von Leichtschaumstoff, die Zustände der Schaum stoffe, die Schaumstoff-Zwischenraumzustände, die Biegefestigkeitswerte, die 25-%-Druckfestigkeitswerte, die Werte für die bleibende Druckverformung, die Warmformbarkeitsgrade und die Thermostabilitätsgrade wurde in den folgenden Verfahren gemessen. Diese Resultate sind ebenfalls in den Tabellen 1 bis 3 aufgeführt.
Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl
Gemessen gemäß JIS K6767.
Dicke der dünnen Schicht aus Schwerschaum
Abschnitte der gebildeten Schaumstoffe wurden begutachtet und mit einem mit einer Skala versehenen Mikroskop gemessen.
Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl der dünnen Schicht aus Schwerschaum
Die dünnen Schichten aus Schwerschaum wurden aus den Schaumstoffen ausgeschnitten und gemäß JIS K6767 gemessen.
Expansionsverhältnis/Verschäumungszahl von Leichtschaum
Die Leichtschäume wurden aus den Schaumstoffen ausgeschnitten und gemäß JIS K6767 gemessen.
Zustand des Schaumstoffs
Die Oberflächen und Abschnitte der Schaumstoffe wurden begutachtet.
Schaumstoffzwischenraumzustand
Abschnitte der Schaumstoffe wurden mit einem mit einer Skala versehenen Mikroskop begutachtet, um die maximalen Innendurchmesserwerte von Zwischenräumen, wie Hohlräumen und Löchern und Schaumstoffzellen etc., zu messen, um eine Vier-Stufen-Bewertung mit der folgenden Referenz als Schaumstoffzwischenraumzustände durchzuführen.

⌾: Der maximale Innendurchmesserwert der Schaumstoffzellen war weniger als 2 mm, und die Zwischenräume fehlten im Wesentlichen.
O: Der maximale Innendurchmesserwert der Zwischenräume war weniger als 3,5 mm.
Δ: Der maximale Innendurchmesserwert der Zwischenräume war mindestens 3,5 mm und weniger als 7 mm.
X: Der maximale Innendurchmesserwert der Zwischenräume war mindestens 7 mm

Biegefestigkeit
Die Schaumstoffe wurden auf 50 mm × 150 mm × 50 mm zurechtgeschnitten, und es wurde ein Drei-Punkt-Biegetest unter Anwendung von Biegelasten unter den Bedingungen eines Drehens von 100 mm, einer Pressgeschwindigkeit von 50 mm/min, R einer Presswelle = 5 und n = 5, um die Werte für die Biegefestigkeit zu messen.
Zu Bruch gegangener Anteil
Die zu Bruch gegangenen Anteile nach der Anwendung der vorgenannten Biegelasten wurden visuell begutachtet.
25 % Druckfestigkeit
Gemessen gemäß JIS K6767
Bleibende Druckverformung
Gemessen gemäß JIS K6767
Thermoformbarkeit

Die betreffenden Öffnungsbereiche mehrerer Arten von Zylinderkörpern mit Böden mit Öffnungsendbereichen von R = 5, Durchmessern = 70 mm und vorgeschriebenen Tiefen wurden mit Schaumstoffen von 20 mm × 20 mm × 5 mm bedeckt, die auf 180°C erwärmt wurden, danach wurden die erwärmten Schaumstoffe in konkave Öffnungsbereiche mit einem zylindrischen Bauteil von 70 mm Durchmesser gepresst, die Tiefen h (mm) der Schaumstoffe, die in die konkaven Öffnungsbereiche gepresst wurden, wurden gemessen, als die Schaumstoffe anfingen zu Bruch zu gehen, die Ziehverhältnisse wurden durch die nachstehende Gleichung erhalten und anschließend erfolgte eine Fünf-Stufen-Bewertung mit der folgenden Referenz als Thermoformbarkeit: Ziehverhältnis (%) = (h/80) × 100 Thermoformbarkeit:

Ziehverhältnis von mindestens 75 %	... 5
Ziehverhältnis von mindestens 60 % und weniger als 75 %	... 4
Ziehverhältnis von mindestens 50 % und weniger als 60 %	... 3
Ziehverhältnis von mindestens 30 % und weniger als 50 %	... 2
Ziehverhältnis von nicht mehr als 30 %	... 1

Thermostabilität

Die Schaumstoffe wurden auf 20 mm × 20 mm × 5 mm zurechtgeschnitten, unter einer 210°C-Atmosphäre 5 Minuten lang stehen gelassen und anschließend auf 23°C gekühlt, und die Volumina V (mm³) wurden mit einem Unterwasser-Substitutions-Densimeter gemessen, um die Volumenveränderungen (%) durch die folgende Gleichung zu erhalten, und anschließend erfolgte eine Vier-Stufen-Bewertung mit der folgenden Referenz als Thermostabilität: Volumenveränderung (%) = {(2000 – V)} / 2000 × 100 Thermostabilität:

Volumenveränderung von nicht mehr als 20 %	... ⌾
Volumenveränderung von mindestens 20 % und weniger als 30 %	... O
Volumenveränderung von mindestens 30 % und weniger als 50 %	... Δ
Volumenveränderung von mindestens 50 %	... X

Beispiele 2, 4, 6, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 und 24
Die granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz A, die in der vorgenannten Weise erhalten wurden, wurden wie in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt verbreitet, um in den Dickenrichtungen nicht miteinander zu überlappen, um Schaumstoffe durch die in 1 gezeigte Herstellungsvorrichtung ähnlich wie in Beispiel 1 zu erhalten.
Jedoch wurde die Temperatur für das Erwärmen der granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz A durch die Erwärmungsvorrichtungen 9 und 9 mit 210°C angenommen, und die granulären Materialien wurden 10 Minuten lang erwärmt, expandiert, danach zu den Kühlungsvorrichtungen 10 und 10 übertragen, die auf 30°C eingestellt waren, und 10 Minuten lang gekühlt, um Schaumstoffe von 10 mm Dicke zu erhalten.
Was die erhaltenen Schaumstoffe angeht, wurden die jeweiligen Charakteristika in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 gemessen, und die Ergebnisse wurden in den nachstehenden Tabellen 1 bis 3 aufgeführt.
Beispiel 7
Es wurden die granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz A, die in der vorgenannten Weise erhalten wurden, verwendet, und die in 1 gezeigte Herstellungsvorrichtung wurde eingesetzt, um einen Schaumstoff zu erhalten. In Beispiel 7 wurde ein Kompositblatt, welches ein hochdichtes Polyethylenblatt von 90 g/m² (von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd., Handelsname: JX10, MI; 20 g/10 min), verstärkt mit Glaspapier (von ORIBEST, Handelsname: FVP-045) 45/m², ist, als verstärkendes Blatt 1 auf dem Förderband 5 der in 1 gezeigten Herstellungsvorrichtung eingesetzt. Die vorgenannten granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz A wurden auf diesem Kompositblatt verbreitet, um das in Tabelle 1 gezeigte Verbreitungs-Projektionsflächen-Verhältnis und eine Mehrfachschicht zu erhalten.
Im Anschluss wurde ein Blatt, bestehend aus dem gleichen Material wie das vorgenannte Kompositblatt, als das in 1 gezeigte verstärkende Blatt 2 verwendet, um die granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz A zwischen den Kompositblättern zu expandieren und auszubilden. In diesem Fall wurde die Erwärmungstemperatur durch die Erwärmungsvorrichtungen 9 und 9 mit 210°C angenommen, und die Materialien wurden durch Erwärmen während 10 Minuten expandiert, anschließend zu den Kühlungsvorrichtungen 10 und 10, die auf 30°C eingestellt waren, übertragen und 10 Minuten lang gekühlt, wodurch ein Schaumstoff von 10 mm Dicke erhalten wurde.
Was den erhaltenen Schaumstoff angeht, wurden die betreffenden Charakteristika in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Resultate sind ebenfalls in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 8
Ein Schaumstoff wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 7 erhalten. In Beispiel 8 jedoch erfolgte die Verbreitung der granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz auf ein faserverstärktes thermoplastisches Harzblatt in dem in Tabelle 1 gezeigten Verhältnis, während die granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz in einer Weise verbreitet wurden, um entlang der Dickenrichtung nicht miteinander zu überlappen. Das Formen erfolgte in ähnlicher Weise wie in Beispiel 7 in Bezug auf andere Punkte, um einen Schaumstoff von 10 mm Dicke zu erhalten.
Die Charakteristika des erhaltenen Schaumstoffs wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die Resultate sind ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 1
Die granulären Materialien aus expandierbarem thermoplastischem Harz A, die auf die vorgenannte Weise erhalten wurden, wurden durch Erwärmen in einem Zahnradofen (gear oven) von 210°C während 10 Minuten expandiert und danach luftgekühlt, um granuläre Schaumstoffmaterialien zu erhalten. Die granulären Schaumstoffmaterialien wurden in eine Form mit den Innenabmessungen 10 mm × 200 mm × 200 m gefüllt, erwärmt und mit einer Handpresse von 170°C während 5 Minuten verschmolzen, anschließend zu einer Kühlvorrichtung übertragen, die auf 30°C eingestellt war, und 10 Minuten lang gekühlt, um einen Schaumstoff von 10 mm Dicke zu erhalten.
Die Charakteristika des erhaltenen Schaumstoffs wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Resultate sind ebenfalls in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
In den Beispielen 1 bis 24 wurde jede Verbreitung als 250 g/m² Verbreitung der granulären Materialien aus thermoplastischem Harz A angenommen. Während die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der gesamten Schaumstoff-Formteile wie erhalten in der Tabelle 1 bis 3 weggelassen wurden, sind diese das 20-fache in jedem der Beispiele 1 bis 24 und im Vergleichsbeispiel 1.
Wie aus den Tabellen 1 bis 3 hervorgeht, wird deutlich, dass die Biegefestigkeitswerte auf mindestens 0,12 kg/cm² bei den Schaumstoffen der Beispiele 1 bis 24 extrem verbessert waren, obwohl die Biegefestigkeit des erhaltenen Schaumstoff-Formteils bei 0,076 kg/cm² in dem Vergleichsbeispiel, in welchem ein Perlen-Expansions-/Formungsverfahren zur Durchführung der Vorexpansion und einer erneuten Expansion beim Formen zur Anwendung kam, niedrig war. Dies liegt daran, weil die Schaumstoffe durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren in den Beispielen 1 bis 6 und den Beispielen 9 bis 24 erhalten wurden und die gesamten Außenoberflächeh der Leichtschäume mit den dünnen Schichten aus Schwerschaum bei den Schaumstoffen bedeckt waren, so dass die Schaumstoffe geringer Dichte durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum thermisch miteinander verschmolzen waren.
Weiterhin wird klar, dass die Biegefestigkeitswerte bei den Schaumstoffen höher sind, bei welchen Leichtschäume in einer Weise gebildet wurden, dass sie entlang der Dickenrichtungen nicht miteinander überlappen im Vergleich mit den Mehrschichtschaumstoffen, die aus denselben Zusammensetzungen bestehen. Im Vergleich von Beispiel 1 und Beispiel 2 beispielsweise wird deutlich, dass das Beispiel 2, in welchem die Leichtschäume entlang der Dickenrichtung nicht aufeinandergeschichtet sind, eine höhere Biegefestigkeit im Vergleich mit Beispiel 1 aufweist. Ebenso wird deutlich, dass die Beispiele 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 und 24 höhere Biegefestigkeitswerte aufweisen im Vergleich mit den Beispielen 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 und 23.
Weiterhin wird deutlich, dass die Biegefestigkeitswerte höher sind als in den Beispielen 5 bis 8 und den Beispielen 13 bis 24, in welchen die Expansionsverhältnisse/-Verschäumungszahlen der dünnen Schichten aus Schwerschaum im Bereich von 1,1 bis 10 liegen und deren Dicken im Bereich von 30 bis 500 μm liegen, verglichen mit den Beispielen 1 bis 4 und den Beispielen 9 bis 12, und auf diese Weise wurden Schaumstoffe mit höheren Biegefestigkeitswerten erhalten, während gleichzeitig Leichtgewichtigkeit bewerkstelligt wurde.
Ferner ist deutlich, dass Kompositblätter, die aus verstärkender Faser und den wärmehärtbaren Harzen bestehen, auf beiden Oberflächen in den Beispielen 7 und 8 aufgeschichtet sind und damit die Biegefestigkeitswerte mit 0,51 kg/cm² bzw. 0,57 kg/cm² wirksam verbessert sind.
In den Beispielen 9 bis 12 demgegenüber waren die Biegefestigkeitswerte niedrig im Vergleich mit den restlichen Beispielen, da die Verbreitungs-Projektionsflächen-Verhältnisse der granulären Materialien aus wärmehärtbarem Harz A außerhalb eines Bereichs von 10 bis 75 % lagen. Deshalb ist klar, dass ein Schaumstoff mit hoher Biegefestigkeit erhalten werden kann, indem das Verbreitungs-Projektionsflächen-Verhältnis der granulären Materialien aus wärmehärtbarem Harz A auf 10 bis 75 % gebracht wurde.
Weiterhin wird deutlich, dass die Schaumstoffzellenzustände in den Beispielen 15, 16 und 19 bis 24 ausgezeichnet sind, in welchen die Schmelzviskositätswerte der expandierbaren thermoplastischen Harze, die für den Erhalt der granulären Materialien aus thermoplastischem Harz A eingesetzt wurden, im Bereich von 5000 bis 20000 Poise bei 190°C liegen und somit homogene und feine Schaumstoffzellen gleichmäßig dispergiert sind. Somit wird deutlich, dass Schaumstoffe mit höheren Biegefestigkeitswerten erhalten werden. Zum Beispiel wurden das Beispiel 13 und Beispiel 15 in ähnlicher Weise ausgeführt, mit der Ausnahme, dass die Schmelzviskositätswerte und die Gelfraktionen der vorgenannten wärmehärtbaren Harze verändert wurden, während die Biegefestigkeit auf 0,29 kg/cm² in Beispiel 15 verbessert wurde, obgleich diejenige von Beispiel 13 0,27 kg/cm2 betrug. In ähnlicher Weise wurde die Biegefestigkeit auf 0,30 kg/cm² in Beispiel 16 verbessert, obgleich die Biegefestigkeit in Beispiel 14 0,29 kg/cm² betrug. Im Vergleich von Beispiel 17 und Beispiel 19 miteinander wird deutlich, dass die Biegefestigkeit auf 0,29 kg/cm² in Beispiel 19 verbessert war, während sie in Beispiel 17 0,28 kg/cm² betrug, obwohl lediglich die Viskositätswerte der expandierbaren wärmehärtbaren Harze unterschiedlich waren. Daher wird klar, dass die Schaumstoffzellen weiter gleichmäßig und fein ausgebildet sind und ein Schaumstoff, welcher eine verbesserte Biegefestigkeit aufweist, erhalten wird, indem die Schmelzviskosität der expandierbaren thermoplastischen Harze in den vorgenannten spezifischen Bereich gebracht wird.
Außerdem wird deutlich, dass Schaumstoffe, die eine hervorragende Ausgewogenheit zwischen Thermoformbarkeit und Thermostabilität aufweisen, in den Beispielen 17 bis 24 erhalten werden können, in welchen die Gelfraktionen der expandierbaren thermoplastischen Harze im Bereich von 10 bis 30 Gew.-% liegen. Das heißt, die Grade der Thermoformbarkeit in den Beispielen 17 bis 24 werden mit mindestens 3 bewertet, während die Grade der Thermostabilität eine Bewertung von mindestens Δ beibehalten. In den Beispielen 1 bis 16 demgegenüber werden keine Ergebnisse erzielt, die zur Erfüllung sowohl der Warmformbarkeit als auch der Thermostabilität wie obenstehend beschrieben imstande sind.
Weiterhin wird klar, dass die Beispiele 23 und 24, in welchen zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen, die nur wenig miteinander kompatibel sind, in Verhältnissen im Bereich von 3 : 7 bis 7 : 3 bezogen auf das Gewichtsverhältnis vermischt sind, ausgezeichnet sind sowohl in. Bezug auf die Thermoformbarkeit als auch die Thermostabilität, während gleichzeitig die Biegefestigkeitswerte mit 0,30 kg/cm² und 0,31 kg/cm² weiter verbessert sind.
Die 3 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, die einen Teil eines Schaumstoffs mit geringer Dichte eines Schaumstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher Leichtschäume und dünne Schichten aus Schwerschaum, die deren Außenoberflächen bedecken, auf das 20000-fache vergrößert, und wie anhand dieser Photographie deutlich wird, lässt sich nachweisen, dass Bereiche mit hoher Vernetzungsdichte, die vorzugsweise vernetzt wurden, d. h. Bereiche mit hoher Dichte in der Photographie, und kaum vernetzte Bereiche mit einer geringen Vernetzungsdichte, d. h. Bereiche mit geringer Dichte in der Photographie, eine Insel-See-Struktur bilden. Da die kaum vernetzten Bereiche mit einer geringen Vernetzungsdichte in dieser Weise vorliegen und diese Bereiche beim Formen Fließvermögen besitzen, wird der Schaumstoff gemäß der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet, was die Warmformbarkeit angeht.
Es wird zwar gesagt, dass die 25-%-Druckfestigkeit mindestens 0,6 kgf/cm² betragen muss und die bleibende Druckverformung nicht mehr als 10 % bei einer Dachisolierung betragen darf, doch betragen die 25-%-Druckfestigkeitswerte mindestens 0,6 kgf/cm² und die bleibende Druckverformung nicht mehr als 10 % in den Beispielen 1 bis 24. Das heißt, es wird deutlich, dass Schaumstoffe mit einem ausgewogenen Verhältnis zwischen Druckfestigkeit und bleibender Druckverformung erhalten werden.

Claims

Schaumstoff, umfassend: Leichtschäume mit einem Expansionsverhältnis/einer Verschäumungszahl von 5-50, bestehend aus thermoplastischen Harzen; und dünne Schichten aus Schwerschaum, worin die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der dünnen Schichten aus Schwerschaum 1,1 bis 10 sind und deren Dicken 30 bis 500 μm betragen, bestehend aus thermoplastischen Harzen, welche Außenoberflächen der Leichtschäume, bestehend aus thermoplastischen Harzen, bedecken, wobei eine Vielzahl der Leichtschäume durch die dünne Schicht des Schwerschaums miteinander thermisch verschmolzen ist.
Schaumstoff nach Anspruch 1, worin die Leichtschäume, welche aus thermoplastischen Harzen bestehen und mit den dünnen Schichten aus Schwerschaum auf der gesamten Außenoberfläche bedeckt sind, als Einzelschicht entlang der Dickenrichtung derartig angeordnet sind, dass sie nicht miteinander überlappen und thermisch miteinander durch die dünnen Schichten aus Schwerschaum entlang der Querrichtung verschmolzen sind.
Schaumstoff nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die Expansionsverhältnisse/Verschäumungszahlen der Leichtschäume 20 bis 50 betragen.
Schaumstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher weiterhin ein Kompositblatt umfasst, welches auf mindestens einer Oberfläche aufgeschichtet ist und welches aus einer verstärkenden Faser und einem thermoplastischen Harz besteht.
Schaumstoff nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die thermoplastischen Harze bevorzugt vernetzte Anteile mit hoher Vernetzungsdichte und kaum vernetzte Teile mit niedriger Vernetzungsdichte aufweisen, worin die Anteile eine Inselstruktur ausbilden, worin der Vernetzungsgrad bevorzugt 10 bis 30 Gew.-% in der Gelfraktion, was als Vernetzungsgradindex dient, beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 5 beschrieben ist, umfassend einen Schritt des Verbreitens von ex pandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen, enthaltend ein Schäumungsmittel, sowie einen Schritt des Expandierens der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder der ringförmigen Substanzen durch deren Erwärmen auf eine Temperatur, welche die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels, welches in den expandierbaren thermoplastischen Harzen enthaltend ist, überschreitet.
Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs nach Anspruch 6, worin die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen in einer Einzelschicht derartig verbreitet werden, dass sie entlang der Dickenrichtung nicht miteinander überlappen.
Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, worin die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen derartig verbreitet werden, dass nach unten projizierte Bereiche der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder der ringförmigen Substanzen 10 bis 75% von nach unten projizierten Flächen von Anteilen, welche an die äußeren Kanten der Bereiche anschließen, wo die Pellets oder ringförmigen Substanzen verbreitet sind, belegen.
Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, worin die Schmelzviskosität der expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen 500 bis 2000 Pa·s (5000 bis 20000 Poise) bei 190°C beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, worin die Harzgelfraktion in den expandierbaren thermoplastischen Harzen 10 bis 30 Gew.-% beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, worin die expandierbaren thermoplastischen Harze 100 Gewichtsteile thermoplastische Harzzusammensetzung, enthaltend zwei Typen von nichtvernetzten thermoplastischen Harzen, welche miteinander nur wenig kompatibel sind, welche durch Mischen der zwei Typen der nichtvernetzten thermoplastischen Harze im Bereich von 3:7 bis 7:3 bezogen auf das Gewichtsverhältnis hergestellt wird, 1 bis 50 Gewichtsteile Silan-modifizierte thermoplastische Harze, wobei thermoplastische Harze eingesetzt werden, die vom selben Typ sind wie eines der nichtvernetzten thermoplastischen Harze, einen Silan-Vernetzungskatalysator, und ein Schäumungsmittel enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs, umfassend: einen Schritt des Verbreitens expandierbarer thermoplastischer Harzpellets oder ringförmiger Substanzen auf einem Kompositblatt, bestehend aus einer verstärkenden Faser und den thermoplastischen Harzen; einen Schritt des Aufeinanderschichtens eines zweiten Kompositblatts, bestehend aus einer verstärkenden Faser und thermoplastischen Harzen, auf den verbreiteten expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder ringförmigen Substanzen, wobei ein Laminat erhalten wird; und einen Schritt des Erwärmens des Laminats auf eine Temperatur, welche die Schäumungstemperatur des Schäumungsmittels überschreitet, wobei die expandierbaren thermoplastischen Harzpellets oder die ringförmigen Substanzen zum Integrieren des Laminats expandiert werden.