JP2002212330A - ナノクレー含有ポリマーフォーム - Google Patents

ナノクレー含有ポリマーフォーム

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JP2002212330A
JP2002212330A JP2001360652A JP2001360652A JP2002212330A JP 2002212330 A JP2002212330 A JP 2002212330A JP 2001360652 A JP2001360652 A JP 2001360652A JP 2001360652 A JP2001360652 A JP 2001360652A JP 2002212330 A JP2002212330 A JP 2002212330A
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polymer foam
foams
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Jiri E Kresta
ジリ・エリック・クレスタ
Uu Jinfuwaan
ジンフワーン・ウー
Richard M Crooker
リチャード・マクマースター・クルーカー
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Arkema Inc
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Atofina Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、ポリマーフォームを特に断
熱性の点で改善する手段を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、ポリマーの総重量を基準とし
て約１０重量％までのナノクレーが分散されて成るポリ
ウレタンフォーム組成物、並びに得られるポリマーフォ
ームに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】発明の背景 本発明は、ナノクレー含有ポリマーフォーム（foam、発
泡体）に関し、より特定的にはポリマーフォーム組成物
中にナノクレーを分散させることによってポリマーフォ
ームの特性を改善することに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＦＣ−ｌ１及びＣＦＣ−１２のような
ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）フォーム発泡剤は、
硬質フォームに優れた断熱特性、寸法安定性及び対火炎
性能を提供する。しかしながら、ＣＦＣはオゾン層に対
して有害であると考えられているので、それらを使用す
ることは段階的に廃止されるようになっている。ポリマ
ーフォーム用に現在用いられている代替発泡剤であるＨ
ＣＦＣ（ヒドロクロロフルオロカーボン）、ＨＦＣ（ヒ
ドロフルオロカーボン）及びＨＣ（炭化水素類）は一般
的に同様の特性を有するフォームを達成することができ
ない。例えば、これらの代替発泡剤はＣＦＣより高い熱
伝導度を有するので、一般的に断熱性が劣る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、ポリマーフォ
ームを特に断熱性の点で改善する手段を当業界に提供す
ることは有用である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明の概要 ポリマーの総重量を基準として約１０重量％までのナノ
クレーが分散されて成るポリウレタンフォーム組成物の
ようなポリマーフォーム組成物、並びに得られるポリマ
ーフォームが提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】発明の詳しい説明 ポリマーフォーム組成物にナノクレーを組み込むことに
よって改善された特性を有するフォームが得られること
がここにわかった。断熱特性（初期Ｋファクター及び老
化後Ｋファクターの両方に関して）が改善されるだけで
はなく、得られるフォームは微細セル構造をも有する。
これはナノクレーが発泡プロセスにおいて成核剤として
の働きをすることの結果であると信じられる。フォーム
の老化速度が遅いということは、ナノクレーが気体遮断
材としての働きもして、空気がフォームのセル中に入り
込むのを減じたり、発泡剤がフォームのセルの外に拡散
するのを軽減したりするということを示す。
【０００６】ナノクレー（ナノ規模の寸法のクレー）は
板様材料であり、クレー鉱物は一般的にスメクタイト、
バーミキュライト及びハロイサイトクレーから選択され
る。スメクタイトクレーはモンモリロナイト、サポナイ
ト、バイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト及び
それらの混合物から選択することができる。好ましいク
レー鉱物はモンモリロナイトクレーであり、これは層状
アルミノケイ酸塩である。ナノクレー小板は、約３〜１
０００Åの厚さ及び約０．０１〜１００μｍの範囲の平
面（二次元）方向寸法を有するのが一般的である。アス
ペクト比（長さ対厚さ）は１０〜１００００程度である
のが一般的である。これらのクレー小板はギャラリー
（空洞）によって隔てられ、クレー小板の平行な層の間
の空間には様々なイオンが含有され、これらのイオンが
小板同士を互いに支えている。このような材料の一例は
Cloisite（登録商標）10A（Southern Clay Products社
から入手できる）であり、その小板は約０．００１μｍ
（１０Å）の厚さ及び約０．１５〜０．２０μｍの平面
方向寸法を有する。
【０００７】本発明は、熱硬化性ポリマーフォーム及び
熱可塑性ポリマーフォームの両方に適用可能である。熱
硬化性ポリマーには、ポリウレタン、ポリイソシアヌレ
ート及びフェノール樹脂が包含され、熱可塑性樹脂には
ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリ
塩化ビニル樹脂が包含される。
【０００８】ＨＦＣ、ＨＣＦＣ及びＨＣのような任意の
慣用の発泡剤又はそれらの混合物を用いることができ
る。下記の実施例ではＨＣＦＣ−１４１ｂ（１，１−ジ
クロロ−１−フルオロエタン）を例示する。
【０００９】ナノクレーはポリマーフォーム組成物の１
種以上の成分中に均一に分散させるべきである。これ
は、練り（milling）や押出のような慣用の技術によっ
て行なうことができる。また、下記の実施例におけるよ
うに、超音波水浴を用いて発泡剤中にナノクレーを分散
させることもできる。
【００１０】ナノクレーの量は、総（ポリマー）樹脂１
００重量部に対して約０．０１〜約１０重量部の範囲に
するのが一般的である。
【００１１】フォーム配合物のその他の成分は、慣用的
に用いられているものであってよく、これらの成分及び
それらの割合は、当業者によく知られている。
【００１２】
【実施例】以下、実施例によって本発明をより一層詳細
に説明するが、この実施例は本発明を限定するものでは
ない。この実施例においては、「Cloisite（登録商標）
10A」０．２部を用いて又は用いずにポリウレタンフォ
ームを作った。用いた２つの配合物（それぞれ２６４の
Ｉｓｏ指数を有する）には、Dow Chemicals社から入手
できるポリマー状メタンジフェニルジイソシアネート
（ポリＭＤＩ）である「Papi 27」１６７．９部；Kosa
社から入手できるヒドロキシル価２４０のポリエステル
ポリオールである「T-2541」１００部；Air Products社
から入手できる三量体化触媒である「Dabco TMR-4」３
部；Goldschmidt Chemical Corporationから入手できる
ポリシロキサンポリエーテルコポリマー界面活性剤であ
る「B-8433」３部；水０．５部；及び１４１ｂ発泡剤４
０部を含有させた（すべての部は重量による）。
【００１３】ナノクレーなしのフォームについては、Ｂ
側材料（ポリオール、水、１４１ｂ、触媒及び界面活性
剤）を容器中で混合し、次いでＡ側材料（ポリＭＤＩ）
を添加した。この混合物を激しく撹拌し、ボックス中に
注いだ。
【００１４】ナノクレーを含有させたフォームについて
は、Ｂ側材料（ポリオール、水、触媒及び界面活性剤の
５０％）を容器中で混合し、次いでＡ側材料（ポリＭＤ
Ｉ、界面活性座の５０％、１４１ｂの一部の中に分散さ
せた「Cloisite（登録商標）10A」及び１４１ｂの残
部）を第２の容器中で混合し、その後に、これら２つの
材料を互いに混合し、激しく撹拌し、ボックス中に注い
だ。
【００１５】フォームの相対熱伝導度を比較するため
に、ＡＳＴＭ法Ｃ−５１８に従って最初に及び室温にお
いて３か月老化後にＫファクターの試験を実施した。ナ
ノクレーなしのフォームは０．１３９及び０．１９３Bt
u.in/ft2.h.Fの初期及び老化後Ｋファクターを与えたの
に対し、ナノクレーを含有させたフォームは０．１３５
及び０．１８２Btu.in/ft2.h.Fの初期及び老化後Ｋファ
クターを与え、ナノクレーはより良好な初期断熱値をも
たらすこと、及び老化に対する改善が増すことが示され
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｇ 101:00） Ｃ０８Ｇ 101:00） (72)発明者 ジンフワーン・ウー アメリカ合衆国ペンシルベニア州ノリスタ ウン、フェアビュー・レイン8010 (72)発明者 リチャード・マクマースター・クルーカー アメリカ合衆国ペンシルベニア州フォーゲ ルズビル、ウッズブラフ・ラン7928 Ｆターム(参考） 4F074 AA17A AA24A AA32A AA59A AA78A AC32 AE01 BA53 CA21 CA23 4J002 CK021 DJ036 FD016 4J034 BA03 DA01 DF01 HA02 HC12 MA04 NA01 NA09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリマーの総重量を基準として約１０重
    量％までのナノクレーが分散されたポリマーフォーム組
    成物。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の組成物から作られたポリ
    マーフォーム。
  3. 【請求項３】 ポリウレタンの総重量を基準として約１
    ０重量％までのナノクレーを含有するポリウレタンフォ
    ーム組成物。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の組成物から作られたポリ
    ウレタンフォーム。
JP2001360652A 2000-11-28 2001-11-27 ナノクレー含有ポリマーフォーム Pending JP2002212330A (ja)

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US09/723,858 US6518324B1 (en) 2000-11-28 2000-11-28 Polymer foam containing nanoclay

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