JP2625576B2 - 超微孔質発泡材料 - Google Patents
超微孔質発泡材料Info
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Classifications
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- B29C44/34—Auxiliary operations
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- B29C44/3446—Feeding the blowing agent
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般的に発泡材料、好ましくは発泡プラス
チック材料並びに、このような材料の作成及び使用方
法、特に比較的広範囲の材料密度及びその単位容積当た
り多数の非常に小さい気孔または気泡を達成し得る超微
孔質発泡材料を製造するための超臨界液の使用に関す
る。
チック材料並びに、このような材料の作成及び使用方
法、特に比較的広範囲の材料密度及びその単位容積当た
り多数の非常に小さい気孔または気泡を達成し得る超微
孔質発泡材料を製造するための超臨界液の使用に関す
る。
発明の背景 慣用の発泡材料（例えば、発泡ポリマープラスチック
材料）の製造技術は長年周知である。このような目的の
標準的な技法では通常、化学的または物理的発泡剤を使
用する。化学的発泡剤の使用については、Lacalladeに
よる“Plastic Engineering"（Vol.32,1976年６月）に
記載されており、このテキストでは、臨界温度で分解
し、１種類または複数の気体（例えば、窒素、二酸化炭
素または一酸化炭素）を放出する通常低分子量の有機化
合物である種々の化学的発泡剤について論議している。
物理的発泡剤を使用する方法としては、加圧下で溶融ポ
リマーに気体を導入するか、またはポリマー充填剤の成
分として気体を導入することが挙げられる。溶融プラス
チック流（flowing stream）に気体を注入することは、
例えば、米国特許第3,796,779号（Greenberg,1976年３
月12日発行）に記載されている。このような初期に使用
された標準発泡工程では、プラスチック材料内に比較的
大きい（例えば、100ミクロンオーダー以上）気孔また
は気泡ができ、並びに比較的広範囲（例えば、出発材料
の20％〜90％）の気孔画分（void fraction）率とな
る。単位容積当たりの気孔数は比較的少なく、発泡材料
内にこのような気泡は通常均一分散しないこともある。
このような材料は、機械的強度及び靭性が比較的低く、
その誘電率は制御できなかった。
材料）の製造技術は長年周知である。このような目的の
標準的な技法では通常、化学的または物理的発泡剤を使
用する。化学的発泡剤の使用については、Lacalladeに
よる“Plastic Engineering"（Vol.32,1976年６月）に
記載されており、このテキストでは、臨界温度で分解
し、１種類または複数の気体（例えば、窒素、二酸化炭
素または一酸化炭素）を放出する通常低分子量の有機化
合物である種々の化学的発泡剤について論議している。
物理的発泡剤を使用する方法としては、加圧下で溶融ポ
リマーに気体を導入するか、またはポリマー充填剤の成
分として気体を導入することが挙げられる。溶融プラス
チック流（flowing stream）に気体を注入することは、
例えば、米国特許第3,796,779号（Greenberg,1976年３
月12日発行）に記載されている。このような初期に使用
された標準発泡工程では、プラスチック材料内に比較的
大きい（例えば、100ミクロンオーダー以上）気孔また
は気泡ができ、並びに比較的広範囲（例えば、出発材料
の20％〜90％）の気孔画分（void fraction）率とな
る。単位容積当たりの気孔数は比較的少なく、発泡材料
内にこのような気泡は通常均一分散しないこともある。
このような材料は、機械的強度及び靭性が比較的低く、
その誘電率は制御できなかった。
このような標準気泡発泡材料の機械的特性を改良する
ために、気泡密度が高く、気泡サイズが小さい発泡プラ
スチックを製造するための超微孔質工程が開発された。
このような工程は、例えば、米国特許第4,473,665号
（E.Martini−Vredenskyら,1984年９月25日発行）に記
載されている。改良法では、加圧下で、均一濃度のガス
で加工すべきプラスチック材料を予備飽和し、多数の気
泡を核形成させるために熱力学的不安定性を急激に誘導
することを提案している。例えば、材料をガスで予備飽
和し、加圧下、ガラス転移温度で保持する。材料を急激
に低圧に暴露して気泡を核形成させ、所望の最終密度に
応じて所望のサイズにまで気泡を成長促進させて、超微
孔質の気孔または気泡を持つ発泡材料を製造する。次い
で材料をさらに急激に冷却、即ちクエンチして、微孔質
構造を保持する。
ために、気泡密度が高く、気泡サイズが小さい発泡プラ
スチックを製造するための超微孔質工程が開発された。
このような工程は、例えば、米国特許第4,473,665号
（E.Martini−Vredenskyら,1984年９月25日発行）に記
載されている。改良法では、加圧下で、均一濃度のガス
で加工すべきプラスチック材料を予備飽和し、多数の気
泡を核形成させるために熱力学的不安定性を急激に誘導
することを提案している。例えば、材料をガスで予備飽
和し、加圧下、ガラス転移温度で保持する。材料を急激
に低圧に暴露して気泡を核形成させ、所望の最終密度に
応じて所望のサイズにまで気泡を成長促進させて、超微
孔質の気孔または気泡を持つ発泡材料を製造する。次い
で材料をさらに急激に冷却、即ちクエンチして、微孔質
構造を保持する。
このような技術は、気泡密度（即ち、出発材料の単位
容積当たりの気泡数）を増加させ、標準の気泡構造内に
あるものよりもはるかに小さい気泡サイズとし得る。記
載の微孔質工程により、ポリマーに初めから存在する臨
界サイズより通常小さい気泡サイズができるので、材料
の密度及び組成は、その所望の気泡特性を犠牲にせずに
制御し得、同時に数種のポリマーの機械的特性（例え
ば、ポリマーの機械的強度及び靭性）も増強する。種々
の熱可塑性及び熱硬化性プラスチックを用いて製造した
微孔質発泡材料は、気泡サイズ平均10ミクロンオーダ
ー、最大気泡密度が出発材料１立方センチメートル当た
り気孔約１兆（109）個で気孔画分は全容積の50％以下
である。
容積当たりの気泡数）を増加させ、標準の気泡構造内に
あるものよりもはるかに小さい気泡サイズとし得る。記
載の微孔質工程により、ポリマーに初めから存在する臨
界サイズより通常小さい気泡サイズができるので、材料
の密度及び組成は、その所望の気泡特性を犠牲にせずに
制御し得、同時に数種のポリマーの機械的特性（例え
ば、ポリマーの機械的強度及び靭性）も増強する。種々
の熱可塑性及び熱硬化性プラスチックを用いて製造した
微孔質発泡材料は、気泡サイズ平均10ミクロンオーダ
ー、最大気泡密度が出発材料１立方センチメートル当た
り気孔約１兆（109）個で気孔画分は全容積の50％以下
である。
微孔質発泡プラスチック材料を製造するさらなる研究
は、米国特許第4,761,256号（Hardenbrookら,1988年８
月２日発行）に記載されている。その中で記載の如く、
プラスチック材料のウェブを不活性気体中に含浸させ、
制御条件下で気体をウェブに拡散させる。ウェブを発泡
ステーションで再加熱して発泡を誘導し、ウェブを作る
前に発泡工程の温度及び時間を制御して所望の特性を作
成する。この工程は、連続法で発泡プラスチックウェブ
材料を製造するために設計されている。発泡材料中の気
泡サイズは、直径２〜９ミクロンの範囲を変動する。
は、米国特許第4,761,256号（Hardenbrookら,1988年８
月２日発行）に記載されている。その中で記載の如く、
プラスチック材料のウェブを不活性気体中に含浸させ、
制御条件下で気体をウェブに拡散させる。ウェブを発泡
ステーションで再加熱して発泡を誘導し、ウェブを作る
前に発泡工程の温度及び時間を制御して所望の特性を作
成する。この工程は、連続法で発泡プラスチックウェブ
材料を製造するために設計されている。発泡材料中の気
泡サイズは、直径２〜９ミクロンの範囲を変動する。
より小さな気泡サイズ（例えば、1.0ミクロン未満）
及び１立方センチメートル当たり気孔数兆個（即ち、気
孔1015個／出発材料cm3）のより大きな気泡密度を提供
する改良発泡材料を得るのが望ましい。このような材料
は、90％以下またはそれ以上の非常に高い気孔画分（低
い材料密度）から20％未満の非常に低い気孔画分（高い
材料密度）の広範囲の気孔画分％を提供する能力も持た
ねばならない。
及び１立方センチメートル当たり気孔数兆個（即ち、気
孔1015個／出発材料cm3）のより大きな気泡密度を提供
する改良発泡材料を得るのが望ましい。このような材料
は、90％以下またはそれ以上の非常に高い気孔画分（低
い材料密度）から20％未満の非常に低い気孔画分（高い
材料密度）の広範囲の気孔画分％を提供する能力も持た
ねばならない。
さらに、工程の間にプラスチックを加熱する必要性を
除去して製造工程を簡易化するするために、周囲温度付
近で微孔質プラスチックを製造し得るのが望ましい。ま
た、発泡材料の製造速度を速めて、発泡工程の全工程時
間をかなり短縮するために、液体をポリマー中に溶解さ
せる速度を増加させるのが望ましい。
除去して製造工程を簡易化するするために、周囲温度付
近で微孔質プラスチックを製造し得るのが望ましい。ま
た、発泡材料の製造速度を速めて、発泡工程の全工程時
間をかなり短縮するために、液体をポリマー中に溶解さ
せる速度を増加させるのが望ましい。
今日まで使用されてきたり、使用しようと試みられて
きた方法はいずれも、このように非常に小さな気泡サイ
ズ、このように非常に高い気泡密度及び改良材料特性を
提供する広範囲の材料密度を持つ発泡材料を提供できな
かった。
きた方法はいずれも、このように非常に小さな気泡サイ
ズ、このように非常に高い気泡密度及び改良材料特性を
提供する広範囲の材料密度を持つ発泡材料を提供できな
かった。
発明の概要 本発明により、超臨界液体（即ち、その超臨界状態に
ある気体）を使用して、発泡すべき材料に供給すること
により超微孔質発泡材料を製造する。超臨界液体は、出
発材料、好ましくは例えばポリマープラスチック材料中
発泡剤として使用する。比較的低温及び比較的高圧で製
造した比較的高密度の超臨界液体を使用して、工程の飽
和温度をポリマーの融点にまで上昇させる必要なく、ポ
リマーを飽和させる。
ある気体）を使用して、発泡すべき材料に供給すること
により超微孔質発泡材料を製造する。超臨界液体は、出
発材料、好ましくは例えばポリマープラスチック材料中
発泡剤として使用する。比較的低温及び比較的高圧で製
造した比較的高密度の超臨界液体を使用して、工程の飽
和温度をポリマーの融点にまで上昇させる必要なく、ポ
リマーを飽和させる。
飽和に到達する機構は、詳細が完全に解明されていな
いが、ポリマー中の超臨界液体の濃度割合が適度なレベ
ル（例えば、多分約10％〜20％）に達するまで、超臨界
液体（溶質として）は最初にポイマー材料（溶媒とし
て）に溶解していると考えられている。数パーセントの
レベルでは、超臨界液体は溶媒として作用し、ポリマー
は溶質として作用する傾向がある。しかしながら、超臨
界液体及びポリマーが工程の間に溶媒としてまたは溶質
として作用しようとも、超臨界液体をポリマーに導入し
てしばらくすると、その液体及びポリマーの完全飽和溶
液ができる。前記の説明は、当該工程時に何が発生する
かのもっともな理論的説明であると考えられているが、
本発明は、このような特異的な工程が必ずしも記載のよ
うに発生するとは解釈されない。
いが、ポリマー中の超臨界液体の濃度割合が適度なレベ
ル（例えば、多分約10％〜20％）に達するまで、超臨界
液体（溶質として）は最初にポイマー材料（溶媒とし
て）に溶解していると考えられている。数パーセントの
レベルでは、超臨界液体は溶媒として作用し、ポリマー
は溶質として作用する傾向がある。しかしながら、超臨
界液体及びポリマーが工程の間に溶媒としてまたは溶質
として作用しようとも、超臨界液体をポリマーに導入し
てしばらくすると、その液体及びポリマーの完全飽和溶
液ができる。前記の説明は、当該工程時に何が発生する
かのもっともな理論的説明であると考えられているが、
本発明は、このような特異的な工程が必ずしも記載のよ
うに発生するとは解釈されない。
液体／ポリマー溶液が好適に選択した温度及び圧力で
その中に十分量の超臨界液体を含む場合、液体／ポリマ
ー系の温度及び／または圧力を急激に変化させると熱力
学的不安定性が誘発し、発泡ポリマーが製造する。得ら
れた発泡材料は、気泡密度１立方センチメートル当たり
気孔数百兆個、平均気泡または気泡サイズ1.0ミクロン
未満、時には0.5ミクロン未満となり得る。さらに本発
明により、このような材料の発泡は、時には周囲温度
（室温）条件下で達成し得る。
その中に十分量の超臨界液体を含む場合、液体／ポリマ
ー系の温度及び／または圧力を急激に変化させると熱力
学的不安定性が誘発し、発泡ポリマーが製造する。得ら
れた発泡材料は、気泡密度１立方センチメートル当たり
気孔数百兆個、平均気泡または気泡サイズ1.0ミクロン
未満、時には0.5ミクロン未満となり得る。さらに本発
明により、このような材料の発泡は、時には周囲温度
（室温）条件下で達成し得る。
図面の説明 本発明を、以下の図面を参照としてより詳細に記載す
る。
る。
図１及び1Aは、二酸化炭素の超臨界状態領域を示す圧
力対比容のグラフを示す。
力対比容のグラフを示す。
図1Bは、二酸化炭素の超臨界状態領域を示す圧力対温
度のグラフを示す。
度のグラフを示す。
図２は、種々の材料をその超臨界液体状態とするため
に必要な臨界温度及び臨界圧力のチャートを示す。
に必要な臨界温度及び臨界圧力のチャートを示す。
図３は、本発明の超微孔質発泡材料を形成する態様の
線図を示す。
線図を示す。
図４及び５は、二酸化炭素を使用するときの図３の系
の理想操作及び実際操作に関する、本発明の一態様の方
法を説明するのに有用な圧力対容積の関係のグラフを示
す。
の理想操作及び実際操作に関する、本発明の一態様の方
法を説明するのに有用な圧力対容積の関係のグラフを示
す。
図６、７、８、９、10及び11は、本発明の種々の超微
孔質発泡材料中にできた気泡の典型的な断面図を示す顕
微鏡写真を示す。
孔質発泡材料中にできた気泡の典型的な断面図を示す顕
微鏡写真を示す。
図12は、実質的に同一態様条件下で本発明により製造
した種々の超微孔質発泡ポリマープラスチック材料にで
きた平均気泡サイズの棒グラフを示す。
した種々の超微孔質発泡ポリマープラスチック材料にで
きた平均気泡サイズの棒グラフを示す。
図13は、実質的に同一態様条件下で製造した図12に示
された種々の超微孔質発泡ポリマープラスチック材料に
できた平均気泡密度の棒グラフを示す。
された種々の超微孔質発泡ポリマープラスチック材料に
できた平均気泡密度の棒グラフを示す。
図14は、本発明の発泡材料のシートを提供するための
押出方法を使用する連続系を示す。
押出方法を使用する連続系を示す。
図15は、本発明の押出方法を使用するもう一つの連続
系を示す。
系を示す。
図16は、本発明の押出方法を使用するさらにもう一つ
の連続系を示す。
の連続系を示す。
図17は、本発明に従って材料の発泡及び製品の成形を
実施する系を示す。
実施する系を示す。
図18は、超臨界液体によって材料を飽和させるのに必
要な時間が微孔質の発泡に通常必要な時間より非常に短
縮される本発明の射出成形系を示す。
要な時間が微孔質の発泡に通常必要な時間より非常に短
縮される本発明の射出成形系を示す。
実施例 超臨界液体とは、材料を超臨界液体状態におくため
に、臨界圧力を超える圧力及び臨界温度を超える温度で
保持されている材料として定義し得る。このような状態
では、超臨界液体は、実際、気体及び液体の両方として
作用する特徴を持つ。従って超臨界状態に於いて、この
ような液体は液体の溶媒特徴を持つが、液体は気体の性
質と同様に溶質物質内により迅速に分散し得るようにそ
の表面張力は液体よりもかなり小さい。
に、臨界圧力を超える圧力及び臨界温度を超える温度で
保持されている材料として定義し得る。このような状態
では、超臨界液体は、実際、気体及び液体の両方として
作用する特徴を持つ。従って超臨界状態に於いて、この
ような液体は液体の溶媒特徴を持つが、液体は気体の性
質と同様に溶質物質内により迅速に分散し得るようにそ
の表面張力は液体よりもかなり小さい。
例えば、二酸化炭素（CO2）は、31℃を超える温度及
び1100psiを超える圧力で超臨界状態となり得ることは
公知である。例えば図１及び図1Aは、二酸化炭素の圧力
対比容曲線10及び12（図１）並びに温度対比エントロピ
ー（図1A）曲線を示している。図１の影領域11で表され
る圧力が1100psi以上で温度が31℃以上の場合（曲線10
A）及び、図1Aの影領域13で表される温度が約31℃以上
で圧力が約1100psi以上の場合（曲線12A）では、二酸化
炭素はその超臨界状態にある。他の方法で表すと、図1B
は、このような臨界圧力（1100psi）及び臨界温度（31
℃）が影領域14によって超臨界状態を定義するように示
される場合の二酸化炭素の圧力対温度の関係を示してい
る。
び1100psiを超える圧力で超臨界状態となり得ることは
公知である。例えば図１及び図1Aは、二酸化炭素の圧力
対比容曲線10及び12（図１）並びに温度対比エントロピ
ー（図1A）曲線を示している。図１の影領域11で表され
る圧力が1100psi以上で温度が31℃以上の場合（曲線10
A）及び、図1Aの影領域13で表される温度が約31℃以上
で圧力が約1100psi以上の場合（曲線12A）では、二酸化
炭素はその超臨界状態にある。他の方法で表すと、図1B
は、このような臨界圧力（1100psi）及び臨界温度（31
℃）が影領域14によって超臨界状態を定義するように示
される場合の二酸化炭素の圧力対温度の関係を示してい
る。
図２のチャートは、種々の公知の典型的な材料の臨界
温度及び圧力を示しており、その値以上では、このよう
な材料はその超臨界液体状態にある。
温度及び圧力を示しており、その値以上では、このよう
な材料はその超臨界液体状態にある。
図３は、本発明の超臨界発泡材料を製造するのに使用
するための典型的な系の線図を示している。図から理解
されるように、非臨界状態の二酸化炭素源は、CO2が上
記の臨界値以下の圧力及び温度で保持されている加圧CO
2シリンダ20より提供される。その中のCO2は高圧バルブ
22を介して導管21を通って高圧チャンバ23に供給され
る。
するための典型的な系の線図を示している。図から理解
されるように、非臨界状態の二酸化炭素源は、CO2が上
記の臨界値以下の圧力及び温度で保持されている加圧CO
2シリンダ20より提供される。その中のCO2は高圧バルブ
22を介して導管21を通って高圧チャンバ23に供給され
る。
チャンバの温度は、例えば、温度制御されたエンクロ
ージャ24にチャンバを設置することにより制御し得る。
例えば、ポリマープラスチック材料などの材料25は、チ
ャンバ23内に設置される。チャンバ温度は、選択された
開始温度レベルに設定するように制御される。
ージャ24にチャンバを設置することにより制御し得る。
例えば、ポリマープラスチック材料などの材料25は、チ
ャンバ23内に設置される。チャンバ温度は、選択された
開始温度レベルに設定するように制御される。
発泡材料に導入するのに使用するチャンバ23に超臨界
液体（例えば、超臨界状態のCO2）を提供するための本
発明の工程を理解するためには、理想例（図４）及び柔
質ポリ塩化ビニルポリマープラスチックと共に超臨界液
体状態でCO2を使用する場合の実際の実験例（図５）の
両方の関係を示す図４及び５に示されている圧力−容積
の関係を考慮すると有用である。
液体（例えば、超臨界状態のCO2）を提供するための本
発明の工程を理解するためには、理想例（図４）及び柔
質ポリ塩化ビニルポリマープラスチックと共に超臨界液
体状態でCO2を使用する場合の実際の実験例（図５）の
両方の関係を示す図４及び５に示されている圧力−容積
の関係を考慮すると有用である。
超臨界CO2液体を提供するための具体的な典型的工程
では、チャンバ23の温度は、当業者で周知の制御方法を
使用してエンクロージャ24の好適な温度制御により最初
に25℃に設定する。CO2ガスは、例えば圧力850psi（5.8
MPa）でシリンダ20に保持され、高圧バルブ22を開けてC
O2ガスを導管21を介してチャンバ23にその圧力で供給す
る。バルブ22を閉じ（図４及び５のＡ点）、チャンバ24
内に温度25℃、圧力850psiの開始条件を設定する。
では、チャンバ23の温度は、当業者で周知の制御方法を
使用してエンクロージャ24の好適な温度制御により最初
に25℃に設定する。CO2ガスは、例えば圧力850psi（5.8
MPa）でシリンダ20に保持され、高圧バルブ22を開けてC
O2ガスを導管21を介してチャンバ23にその圧力で供給す
る。バルブ22を閉じ（図４及び５のＡ点）、チャンバ24
内に温度25℃、圧力850psiの開始条件を設定する。
次いで、チャンバ24の温度を、圧力が515psiに低下す
る点（図４及び５のＢ点）の０℃に下げる。比容が減少
し、次いで高圧バルブ22を開けると（図４及び５のＢ
点）、チャンバ23内の圧力は再びCO2シリンダの850psi
レベルに上昇する（図４及び５のＣ点）。チャンバ温度
を再び制御して、０℃からより高い温度、この実験例の
場合に選択された43℃に上げる。圧力は850psiから、理
想的な場合に理論的に示されるより高い値、6000psiに
上昇する（図４のＤ点）。実際には、チャンバ23により
課される限界を超えないように制御しなければならな
い。実際には、高圧レベル、例えば3000psiに上げる
（図５のＤ点）。
る点（図４及び５のＢ点）の０℃に下げる。比容が減少
し、次いで高圧バルブ22を開けると（図４及び５のＢ
点）、チャンバ23内の圧力は再びCO2シリンダの850psi
レベルに上昇する（図４及び５のＣ点）。チャンバ温度
を再び制御して、０℃からより高い温度、この実験例の
場合に選択された43℃に上げる。圧力は850psiから、理
想的な場合に理論的に示されるより高い値、6000psiに
上昇する（図４のＤ点）。実際には、チャンバ23により
課される限界を超えないように制御しなければならな
い。実際には、高圧レベル、例えば3000psiに上げる
（図５のＤ点）。
Ｄ点ではCO2は超臨界状態にあり、超臨界液体として
作用する。この点で、CO2をポリマーフラスチック材料2
5に供給して、超微孔質発泡工程に十分量の超臨界CO2を
含む液体／ポリマー溶液を形成する。溶液は超臨界CO2
で飽和されているので、飽和工程はポリマープラスチッ
クの厚さに依存して特定の飽和時間で起きる。例えば、
材料25が約1/16インチの厚さの柔質ポリ塩化ビニル（PV
C）材料のシートである場合、その操作期間は約30分で
あり、その時間はポリマーの拡散距離（厚さ）及び特定
のポリマーを使用する場合には超臨界液体（例えば、CO
2）の拡散特性に多少依存する。
作用する。この点で、CO2をポリマーフラスチック材料2
5に供給して、超微孔質発泡工程に十分量の超臨界CO2を
含む液体／ポリマー溶液を形成する。溶液は超臨界CO2
で飽和されているので、飽和工程はポリマープラスチッ
クの厚さに依存して特定の飽和時間で起きる。例えば、
材料25が約1/16インチの厚さの柔質ポリ塩化ビニル（PV
C）材料のシートである場合、その操作期間は約30分で
あり、その時間はポリマーの拡散距離（厚さ）及び特定
のポリマーを使用する場合には超臨界液体（例えば、CO
2）の拡散特性に多少依存する。
所望の液体／ポリマー材料の成形後、チャンバを開け
て材料を除去すると、その圧力及び温度はすぐに周囲温
度（例えば、25℃、14.6psi）になると仮定できる。温
度／圧力条件がこのように急激に変化すると、熱力学的
不安定性が誘導され、材料内で発泡（気泡の核形成及び
気泡の膨張）する。所望の超微孔質発泡PVC材料となる
のにかかる発泡時間は、例えば約１または２分であり、
その時間は移動前の材料温度に多少依存する。このよう
なPVC材料は気泡密度約２×1012気泡/cc及び平均気泡サ
イズ約0.8ミクロンとなることが知見された。気泡密度
は、主に液体／ポリマー溶液中の超臨界液体量の関数で
ある。このような材料の典型的な断面の顕微鏡写真は、
2000倍に拡大した図６に示されており、材料内に実質的
に均一に気泡が拡散している。
て材料を除去すると、その圧力及び温度はすぐに周囲温
度（例えば、25℃、14.6psi）になると仮定できる。温
度／圧力条件がこのように急激に変化すると、熱力学的
不安定性が誘導され、材料内で発泡（気泡の核形成及び
気泡の膨張）する。所望の超微孔質発泡PVC材料となる
のにかかる発泡時間は、例えば約１または２分であり、
その時間は移動前の材料温度に多少依存する。このよう
なPVC材料は気泡密度約２×1012気泡/cc及び平均気泡サ
イズ約0.8ミクロンとなることが知見された。気泡密度
は、主に液体／ポリマー溶液中の超臨界液体量の関数で
ある。このような材料の典型的な断面の顕微鏡写真は、
2000倍に拡大した図６に示されており、材料内に実質的
に均一に気泡が拡散している。
実質的に同一方法を使用して、同様の実験例で発泡材
料を作成した。例えば、グリコール改質ポリエチレンテ
レフタレート（即ち、コポリエステル）ポリマー材料
（PETG）に約10時間、十分量の超臨界CO2液体を供給
し、室温及び大気圧条件に移動すると、液体／ポリマー
系は約１または２分内に発泡し、これにより実質的に均
一な気泡拡散、気泡密度約３×1010気泡/cc及び平均気
泡サイズ約５ミクロンの超微孔質発泡PETG材料ができた
ことが知見された。その1000倍に拡大した顕微鏡写真
を、図７に示す。
料を作成した。例えば、グリコール改質ポリエチレンテ
レフタレート（即ち、コポリエステル）ポリマー材料
（PETG）に約10時間、十分量の超臨界CO2液体を供給
し、室温及び大気圧条件に移動すると、液体／ポリマー
系は約１または２分内に発泡し、これにより実質的に均
一な気泡拡散、気泡密度約３×1010気泡/cc及び平均気
泡サイズ約５ミクロンの超微孔質発泡PETG材料ができた
ことが知見された。その1000倍に拡大した顕微鏡写真
を、図７に示す。
時には、特に半結晶材料を使用する場合、発泡温度を
周囲の室温よりも高くしなければならないことが知見さ
れた。例えば厚さ1/16インチの剛質PVC材料のシートを
使用する場合、完全に飽和した液体／ポリマー系は、圧
力約1500psi（10.2MPa）及び温度43℃で約15時間で発生
し得る。系の成形後、材料は周囲の室温よりもずっと高
い温度（例えば、160℃）で周囲圧力で発泡する。この
ような発泡は、チャンバ24から飽和した剛質PVCポリマ
ーを移動し、所望の160℃レベルの温度の液体グリセリ
ン浴に設置することにより実施し得る。超微孔質発泡
は、約10秒以内に起きることが知見された。この場合、
平均気泡サイズは約1.0ミクロンで気泡密度は約２×10
12気泡/ccとなり、材料中にこのような気泡は適度に均
一拡散している。このような発泡剛質PVC材料の5000倍
に拡大した顕微鏡写真を図８に示す。
周囲の室温よりも高くしなければならないことが知見さ
れた。例えば厚さ1/16インチの剛質PVC材料のシートを
使用する場合、完全に飽和した液体／ポリマー系は、圧
力約1500psi（10.2MPa）及び温度43℃で約15時間で発生
し得る。系の成形後、材料は周囲の室温よりもずっと高
い温度（例えば、160℃）で周囲圧力で発泡する。この
ような発泡は、チャンバ24から飽和した剛質PVCポリマ
ーを移動し、所望の160℃レベルの温度の液体グリセリ
ン浴に設置することにより実施し得る。超微孔質発泡
は、約10秒以内に起きることが知見された。この場合、
平均気泡サイズは約1.0ミクロンで気泡密度は約２×10
12気泡/ccとなり、材料中にこのような気泡は適度に均
一拡散している。このような発泡剛質PVC材料の5000倍
に拡大した顕微鏡写真を図８に示す。
低密度及び高密度ポリエチレン（LDPE及びHDPE）ポリ
マーの場合に同様の発泡温度160℃を使用した。厚さ1/1
6インチのPEの低密度シートの場合、好適な液体／ポリ
マー系は、圧力3000psi及び温度43℃で10時間で形成
し、超微孔質発泡は160℃レベル、周囲圧力で約20秒で
起きた。このような操作により非常に小さい平均気泡サ
イズ約0.1ミクロン及び気泡密度約５×1014気泡/ccとな
った。厚さ1/16インチの高密度PEのシートの場合、所望
の液体／ポリマー系は3000psi及び43℃で10時間で形成
し、160℃及び周囲圧力で約20秒で発泡した。このよう
な操作により、非常に小さい平均気泡サイズ約0.2ミク
ロン及び気泡密度約６×1013気泡/ccとなった。この典
型的な発泡LDPEポリマー及び発泡HDPEポリマーの顕微鏡
写真は、各々5000倍（図９）及び2000倍（図10）に拡大
した図９及び図10に示されている。
マーの場合に同様の発泡温度160℃を使用した。厚さ1/1
6インチのPEの低密度シートの場合、好適な液体／ポリ
マー系は、圧力3000psi及び温度43℃で10時間で形成
し、超微孔質発泡は160℃レベル、周囲圧力で約20秒で
起きた。このような操作により非常に小さい平均気泡サ
イズ約0.1ミクロン及び気泡密度約５×1014気泡/ccとな
った。厚さ1/16インチの高密度PEのシートの場合、所望
の液体／ポリマー系は3000psi及び43℃で10時間で形成
し、160℃及び周囲圧力で約20秒で発泡した。このよう
な操作により、非常に小さい平均気泡サイズ約0.2ミク
ロン及び気泡密度約６×1013気泡/ccとなった。この典
型的な発泡LDPEポリマー及び発泡HDPEポリマーの顕微鏡
写真は、各々5000倍（図９）及び2000倍（図10）に拡大
した図９及び図10に示されている。
もう一つの実験例では、厚さ1/16インチのポリカーボ
ネートポリマーシートに超臨界CO2を供給して圧力1500p
si（10.2MPa）及び温度43℃で15時間で好適な液体／ポ
リマー系を形成し、160℃、周囲圧力で約10秒で発泡さ
せると、平均気泡サイズ約２ミクロン及び気泡密度約２
×1011気泡/ccとなった。この断面の2000倍に拡大した
顕微鏡写真は、図11に示されている。
ネートポリマーシートに超臨界CO2を供給して圧力1500p
si（10.2MPa）及び温度43℃で15時間で好適な液体／ポ
リマー系を形成し、160℃、周囲圧力で約10秒で発泡さ
せると、平均気泡サイズ約２ミクロン及び気泡密度約２
×1011気泡/ccとなった。この断面の2000倍に拡大した
顕微鏡写真は、図11に示されている。
図12及び13に示されている棒グラフは、上記例示した
発泡材料の平均気泡サイズと気泡密度の間の相関関係を
示している。図中で、棒は各々の場合の各材料と対応す
るように示されており、一般に、得られた気泡サイズが
小さくなるほど気泡密度が大きくなることが知見され得
る。
発泡材料の平均気泡サイズと気泡密度の間の相関関係を
示している。図中で、棒は各々の場合の各材料と対応す
るように示されており、一般に、得られた気泡サイズが
小さくなるほど気泡密度が大きくなることが知見され得
る。
本発明の工程で使用するための超臨界液体は、上記特
定例では温度43℃、圧力1500psiまたは3000psiで製造し
たが、この温度は約35℃〜約45℃以上に変えられ、圧力
も約1400psi〜約6000psi以上に変えてよい。超臨界液体
は比較的高密度でなければならず、例えば超臨界CO2液
体の場合には１立方センチメートル当たり約0.016モル
〜約0.022モルの密度を使用し得る。
定例では温度43℃、圧力1500psiまたは3000psiで製造し
たが、この温度は約35℃〜約45℃以上に変えられ、圧力
も約1400psi〜約6000psi以上に変えてよい。超臨界液体
は比較的高密度でなければならず、例えば超臨界CO2液
体の場合には１立方センチメートル当たり約0.016モル
〜約0.022モルの密度を使用し得る。
図３を参照した上記方法は、バッチ式製造法である
が、ポリマープラスチックペレットまたはシートを使用
する連続法でも発泡材料を製造し得る。例えば図14は、
超臨界液体を使用してポリマーを発泡させるためにチャ
ンバ38にポリマーシートを供給するための従来周知の型
の共回転二軸押出機を使用した連続法の一種を示してい
る。
が、ポリマープラスチックペレットまたはシートを使用
する連続法でも発泡材料を製造し得る。例えば図14は、
超臨界液体を使用してポリマーを発泡させるためにチャ
ンバ38にポリマーシートを供給するための従来周知の型
の共回転二軸押出機を使用した連続法の一種を示してい
る。
図14に示されているように、複数のバレルヒーター31
を備える押出機バレル30にホッパー32を介して、例えば
ポリマーペレット形のポリマー材料を供給する。押出機
バレル30は、ポリマープラスチック材料をシートダイ34
に押出すために共回転メッシング（meshing）二軸アセ
ンブリ33を含む。これによりポリマー材料の連続シート
を、実質的に一定温度で保持するローラーの装置36に供
給する。モーター37を使用してローラー35の位置を制御
し、続いてチャンバ内に滞留するシート長を制御するこ
とによりチャンバ38内のポリマーシートの滞留時間を制
御する。ローラーシステム36をチャンバ38内に設置し、
その源39から超臨界液体をここに供給する。例えば、ガ
ス状のCO2源39はコンプレッサー40にCO2ガスを供給し、
コンプレッサーのガスの温度及び圧力はチャンバ38に供
給する際にCO2をその超臨界状態にあるように制御す
る。
を備える押出機バレル30にホッパー32を介して、例えば
ポリマーペレット形のポリマー材料を供給する。押出機
バレル30は、ポリマープラスチック材料をシートダイ34
に押出すために共回転メッシング（meshing）二軸アセ
ンブリ33を含む。これによりポリマー材料の連続シート
を、実質的に一定温度で保持するローラーの装置36に供
給する。モーター37を使用してローラー35の位置を制御
し、続いてチャンバ内に滞留するシート長を制御するこ
とによりチャンバ38内のポリマーシートの滞留時間を制
御する。ローラーシステム36をチャンバ38内に設置し、
その源39から超臨界液体をここに供給する。例えば、ガ
ス状のCO2源39はコンプレッサー40にCO2ガスを供給し、
コンプレッサーのガスの温度及び圧力はチャンバ38に供
給する際にCO2をその超臨界状態にあるように制御す
る。
選択速度（例えば、約1.0インチ／秒の線間隔）でロ
ーラーシステム36を介してポリマープラスチックシート
を移動する際に、超臨界液体及びポリマーは液体／ポリ
マー系を形成し、十分量の液体が供給されて、チャンバ
38から離れる特にシートが液体で完全に飽和する。ポリ
マーの飽和シートがチャンバ38から好適な運動用圧力シ
ール42、次いで、１対のチルドローラー43を介して発泡
チャンバ41に出る。液体／ポリマーシートが運動用シー
ル42を介してチルドローラー43に出ると、チャンバ38の
圧力からチャンバ41の圧力（例えば、周囲圧力）で起き
る圧力降下により、液体／ポリマー材料内に気泡が核形
成し、これはチルドローラー43で保持される。液体／ポ
リマーシート材料は次いで、シートに隣接する発泡ヒー
ター44を通過することにより加熱され、その滞留時間
は、モーター45を使用したチャンバ41に隣接するヒータ
ー44中に滞留するシート長を変化させることにより制御
される。液体／ポリマー材料の温度上昇により、核形成
した気泡が膨張し、ポリマー材料は発泡ヒーター44領域
を離れるに連れて適度に発泡する。
ーラーシステム36を介してポリマープラスチックシート
を移動する際に、超臨界液体及びポリマーは液体／ポリ
マー系を形成し、十分量の液体が供給されて、チャンバ
38から離れる特にシートが液体で完全に飽和する。ポリ
マーの飽和シートがチャンバ38から好適な運動用圧力シ
ール42、次いで、１対のチルドローラー43を介して発泡
チャンバ41に出る。液体／ポリマーシートが運動用シー
ル42を介してチルドローラー43に出ると、チャンバ38の
圧力からチャンバ41の圧力（例えば、周囲圧力）で起き
る圧力降下により、液体／ポリマー材料内に気泡が核形
成し、これはチルドローラー43で保持される。液体／ポ
リマーシート材料は次いで、シートに隣接する発泡ヒー
ター44を通過することにより加熱され、その滞留時間
は、モーター45を使用したチャンバ41に隣接するヒータ
ー44中に滞留するシート長を変化させることにより制御
される。液体／ポリマー材料の温度上昇により、核形成
した気泡が膨張し、ポリマー材料は発泡ヒーター44領域
を離れるに連れて適度に発泡する。
さらに任意的に追加される段階では、発泡材料は、所
望により発泡シート材料をアニーリングヒーター46に供
給することによりアニールし得、そのアニール工程時間
は、モーター47を使用して隣接ヒーター46に滞留するシ
ート長を変化させることにより制御し得る。発泡し、次
いでアニールした材料を発泡チャンバ41から巻取り、貯
蔵するためにローラー装置48に供給し得る。
望により発泡シート材料をアニーリングヒーター46に供
給することによりアニールし得、そのアニール工程時間
は、モーター47を使用して隣接ヒーター46に滞留するシ
ート長を変化させることにより制御し得る。発泡し、次
いでアニールした材料を発泡チャンバ41から巻取り、貯
蔵するためにローラー装置48に供給し得る。
もう一つの連続発泡工程は、幾らか異なる方法で図14
のシステムを使用して図15に示されている。図中に示さ
れているように、超臨界液体をポリマープラスチック材
料に供給し、ポリマープラスチック材料を押出機バレル
30から押出し、超臨界液体（例えば、CO2）を前述の如
くCO2ガス供給機50及びコンプレッサー51から得る。超
臨界液体を好適に選択した位置で加熱押出機30内部に供
給し、液体を溶融ポリマー材料に導入する。十分量の超
臨界CO2を供給し、ポリマーが超臨界液体で完全に飽和
された溶融液体／ポリマー材料を形成する。溶融液体／
ポリマー材料は、押出機バレル30から出てシートダイ34
に供給される。シートダイ34は、このような液体／ポリ
マー材料のシートを形成し、次いで、飽和シートは発泡
チャンバ52内のチルドローラーの装置53に供給される。
チャンバ52内の圧力は押出機バレルの圧力よりも低いレ
ベルに保持され、液体／ポリマー材料がチャンバ52に入
るときに圧力が低下すると、材料内で気泡が核形成す
る。チルドローラーは気泡の核形成条件を保持し、液体
／ポリマー材料を気泡が膨張する発泡ヒーター44に供給
すると、発泡工程が完了する。図14のシステムに於い
て、発泡ポリマー材料は、所望により（追加の）アニー
リングヒーター46により、例えば発泡ポリマーを結晶化
させるためにアニールし得、アニールした発泡ポリマー
材料はチルドローラー54を介してチャンバを出て巻取り
装置48に供給される。モーター37、45及び47を上記の如
く使用して、チャンバ52の対応する領域のシートの滞留
時間を制御する。
のシステムを使用して図15に示されている。図中に示さ
れているように、超臨界液体をポリマープラスチック材
料に供給し、ポリマープラスチック材料を押出機バレル
30から押出し、超臨界液体（例えば、CO2）を前述の如
くCO2ガス供給機50及びコンプレッサー51から得る。超
臨界液体を好適に選択した位置で加熱押出機30内部に供
給し、液体を溶融ポリマー材料に導入する。十分量の超
臨界CO2を供給し、ポリマーが超臨界液体で完全に飽和
された溶融液体／ポリマー材料を形成する。溶融液体／
ポリマー材料は、押出機バレル30から出てシートダイ34
に供給される。シートダイ34は、このような液体／ポリ
マー材料のシートを形成し、次いで、飽和シートは発泡
チャンバ52内のチルドローラーの装置53に供給される。
チャンバ52内の圧力は押出機バレルの圧力よりも低いレ
ベルに保持され、液体／ポリマー材料がチャンバ52に入
るときに圧力が低下すると、材料内で気泡が核形成す
る。チルドローラーは気泡の核形成条件を保持し、液体
／ポリマー材料を気泡が膨張する発泡ヒーター44に供給
すると、発泡工程が完了する。図14のシステムに於い
て、発泡ポリマー材料は、所望により（追加の）アニー
リングヒーター46により、例えば発泡ポリマーを結晶化
させるためにアニールし得、アニールした発泡ポリマー
材料はチルドローラー54を介してチャンバを出て巻取り
装置48に供給される。モーター37、45及び47を上記の如
く使用して、チャンバ52の対応する領域のシートの滞留
時間を制御する。
図14及び15に示されている連続法のさらにもう一つの
態様が図16に示されている。ここでは、その超臨界状態
の超臨界液体（例えば、CO2）を図15に記載の如く押出
機バレル30に供給し、そこから押出した液体／ポリマー
材料を飽和させる。次いで押出した材料を液体／ポリマ
ー材料のシートに成形し、内部の圧力が圧力コントロー
ラー59により好適に制御されている加圧チャンバ55に供
給する。シート材料は一定温度のローラーの装置56に供
給され、運動用圧力シール57を介してチャンバ55を出
る。
態様が図16に示されている。ここでは、その超臨界状態
の超臨界液体（例えば、CO2）を図15に記載の如く押出
機バレル30に供給し、そこから押出した液体／ポリマー
材料を飽和させる。次いで押出した材料を液体／ポリマ
ー材料のシートに成形し、内部の圧力が圧力コントロー
ラー59により好適に制御されている加圧チャンバ55に供
給する。シート材料は一定温度のローラーの装置56に供
給され、運動用圧力シール57を介してチャンバ55を出
る。
チャンバ55内の圧力が実質的に、コンプレッサー51よ
り供給された超臨界液体の飽和圧力と同一圧力に保持さ
れる場合、チャンバ55内の圧力はアニーリングチャンバ
58内の低い圧力に圧力降下するため、液体／ポリマーシ
ートが運動用シール57を介して出る際に気泡の核形成及
び気泡の膨張の両方が起きる。次いで、発泡ポリマー材
料は上記の如くチルドローラー60を通過してその発泡状
態を保持し、その後、アニーリングヒーター46に次いで
巻取り装置48に供給される。チャンバ55及び58内の滞留
時間は、前述のように各モーター37及び47により制御さ
れる。
り供給された超臨界液体の飽和圧力と同一圧力に保持さ
れる場合、チャンバ55内の圧力はアニーリングチャンバ
58内の低い圧力に圧力降下するため、液体／ポリマーシ
ートが運動用シール57を介して出る際に気泡の核形成及
び気泡の膨張の両方が起きる。次いで、発泡ポリマー材
料は上記の如くチルドローラー60を通過してその発泡状
態を保持し、その後、アニーリングヒーター46に次いで
巻取り装置48に供給される。チャンバ55及び58内の滞留
時間は、前述のように各モーター37及び47により制御さ
れる。
チャンバ55内の圧力がコンプレッサー51により供給さ
れる超臨界液体の飽和圧力よりも低いレベルに制御され
る場合、シート材料がシートダイ34から出て低圧チャン
バ55に入る際に気泡が核形成する。チルドローラー56は
核形成した気泡を保持する。次いで、ポリマー材料が運
動用シール57を出てより低圧（例えば、周囲圧力）のア
ニーリングチャンバ58に出る際に気泡が膨張するので、
この時点で完全に発泡したポリマー材料が得られる。チ
ルドローラー60は気泡膨張を保持する。図16に記載のよ
うなこのような操作では、発泡（即ち、気泡の核形成及
び気泡の膨張）は実質的に、系内で発生する圧力差だけ
で起きる。このような操作は、例えば、運動用シール42
での圧力差により気泡が核形成し、発泡ヒーター44の温
度差により気泡が膨張する図14の操作と対照的である。
このような操作は、例えば、シートダイ34の出口での圧
力差により気泡が核形成し、発泡ヒーター44の温度差に
より気泡が膨張する図15の操作とも対照的である。
れる超臨界液体の飽和圧力よりも低いレベルに制御され
る場合、シート材料がシートダイ34から出て低圧チャン
バ55に入る際に気泡が核形成する。チルドローラー56は
核形成した気泡を保持する。次いで、ポリマー材料が運
動用シール57を出てより低圧（例えば、周囲圧力）のア
ニーリングチャンバ58に出る際に気泡が膨張するので、
この時点で完全に発泡したポリマー材料が得られる。チ
ルドローラー60は気泡膨張を保持する。図16に記載のよ
うなこのような操作では、発泡（即ち、気泡の核形成及
び気泡の膨張）は実質的に、系内で発生する圧力差だけ
で起きる。このような操作は、例えば、運動用シール42
での圧力差により気泡が核形成し、発泡ヒーター44の温
度差により気泡が膨張する図14の操作と対照的である。
このような操作は、例えば、シートダイ34の出口での圧
力差により気泡が核形成し、発泡ヒーター44の温度差に
より気泡が膨張する図15の操作とも対照的である。
図１〜16を参照として記載した態様は、種々の温度
［即ち、室温（周囲温度）または高い温度］で超臨界液
体を使用して発泡し得る方法を開示している。図17は、
発泡操作及び以後の製品の成形を周囲温度、即ち、室温
で全部同一操作で実施し得る典型的な系を示している。
本明細書より理解され得るように、金型キャビティ62に
一致するように成形された上部金型ボデー63及び金型キ
ャビティ62を有する下部金型ボデー61を含む金型は、金
型ボデー61がチャンバ64内にしっかり据え付けられ、金
型ボデー63は、好適な運動用圧力シール65を介して、矢
印72により表されるように外部から適切に与えられた油
圧ジャッキまたはピストン力を使用してキャビティ62の
内外に相互的に移動するために移動可能に据え付けられ
ている。
［即ち、室温（周囲温度）または高い温度］で超臨界液
体を使用して発泡し得る方法を開示している。図17は、
発泡操作及び以後の製品の成形を周囲温度、即ち、室温
で全部同一操作で実施し得る典型的な系を示している。
本明細書より理解され得るように、金型キャビティ62に
一致するように成形された上部金型ボデー63及び金型キ
ャビティ62を有する下部金型ボデー61を含む金型は、金
型ボデー61がチャンバ64内にしっかり据え付けられ、金
型ボデー63は、好適な運動用圧力シール65を介して、矢
印72により表されるように外部から適切に与えられた油
圧ジャッキまたはピストン力を使用してキャビティ62の
内外に相互的に移動するために移動可能に据え付けられ
ている。
ポリマープラスチック材料の曲げ易いシート66を２つ
の好適な形のホルダー67の間の金型ボデー61のキャビテ
ィ62の上に据え付けると、金型ボデー63をキャビティ62
の下方に動かす際に、ポリマープラスチック材料のカッ
ブ型製品がそれらの間に成形され得る。製品を成形する
前に、超臨界状態の超臨界液体（例えば、CO2）をその
源68から好適なバルブ69を介してチャンバ64に、通常周
囲温度以上の温度で供給する。チャンバ64を比較的高圧
［例えば、3000psi（PMa）］に加圧し、チャンバ64間の
温度は、超臨界液体の臨界温度またはそれ以上のオーダ
ーの好適な温度に保持する。超臨界液体は、実際には当
該ポリマー材料に依存した期間後にポリマーシート66を
飽和する。チャンバ64の温度を室温（周囲温度）に下
げ、ポリマーシートを超臨界液体で飽和すると、金型ボ
デー63はキャビティ62内に下方へ移動し、好ましくはチ
ャンバ内の圧力は、圧力解放バルブ70の操作により減少
する。圧力降下により気泡が核形成し、製品の成形に連
れてポリマー材料内の気泡が膨張しポリマー材料が発泡
し、発泡材料から製品が成形し、超微孔質構造の製品が
できる。従って製品は、全体で一つの操作で室温（周囲
温度）で発泡し且つ成形する。
の好適な形のホルダー67の間の金型ボデー61のキャビテ
ィ62の上に据え付けると、金型ボデー63をキャビティ62
の下方に動かす際に、ポリマープラスチック材料のカッ
ブ型製品がそれらの間に成形され得る。製品を成形する
前に、超臨界状態の超臨界液体（例えば、CO2）をその
源68から好適なバルブ69を介してチャンバ64に、通常周
囲温度以上の温度で供給する。チャンバ64を比較的高圧
［例えば、3000psi（PMa）］に加圧し、チャンバ64間の
温度は、超臨界液体の臨界温度またはそれ以上のオーダ
ーの好適な温度に保持する。超臨界液体は、実際には当
該ポリマー材料に依存した期間後にポリマーシート66を
飽和する。チャンバ64の温度を室温（周囲温度）に下
げ、ポリマーシートを超臨界液体で飽和すると、金型ボ
デー63はキャビティ62内に下方へ移動し、好ましくはチ
ャンバ内の圧力は、圧力解放バルブ70の操作により減少
する。圧力降下により気泡が核形成し、製品の成形に連
れてポリマー材料内の気泡が膨張しポリマー材料が発泡
し、発泡材料から製品が成形し、超微孔質構造の製品が
できる。従って製品は、全体で一つの操作で室温（周囲
温度）で発泡し且つ成形する。
上記開示の態様に於いて、ポリマー材料を超臨界液体
で飽和するのに必要な時間、即ち、所望の超微孔質発泡
材料を提供するのに好適に発泡し得る液体／ポリマー系
を製造するため十分量の超臨界液体をポリマー中に導入
するのに必要な時間は有限である。時にはこの時間は、
例えば、厚さ1/16インチの柔質PVC材料を使用する場合
には10分程で少なくしてもよく、他の場合には所望の厚
さに応じて長時間が必要であってもよい。このような態
様は多くの用途で有用であり、他の用途ではこのような
目的に必要な時間を減らすことも望ましい。例えば、超
微孔質発泡材料を得るために比較的早い製造速度で実施
する態様に於いて本発明の方法を使用し易くするために
は、より短い飽和時間を使用するのが望ましいこともあ
る。これを実施するための一方法は、図18の系に示され
ており、この図では、例えば飽和材料を金型に射出する
ために、超臨界液体を押出バレル70に導入している。
で飽和するのに必要な時間、即ち、所望の超微孔質発泡
材料を提供するのに好適に発泡し得る液体／ポリマー系
を製造するため十分量の超臨界液体をポリマー中に導入
するのに必要な時間は有限である。時にはこの時間は、
例えば、厚さ1/16インチの柔質PVC材料を使用する場合
には10分程で少なくしてもよく、他の場合には所望の厚
さに応じて長時間が必要であってもよい。このような態
様は多くの用途で有用であり、他の用途ではこのような
目的に必要な時間を減らすことも望ましい。例えば、超
微孔質発泡材料を得るために比較的早い製造速度で実施
する態様に於いて本発明の方法を使用し易くするために
は、より短い飽和時間を使用するのが望ましいこともあ
る。これを実施するための一方法は、図18の系に示され
ており、この図では、例えば飽和材料を金型に射出する
ために、超臨界液体を押出バレル70に導入している。
図18の図に示されているように、押出バレル70は、当
業界で周知の不規則な刃を持つ型の混合スクリュー71を
使用し、この中にホッパーアセンブリ72を介してポリマ
ー材料のプラスチックペレットを導入する。押出バレル
を加熱すると、ペレットが可塑化され、図14、15及び16
を参照して議論したのと同じような方法でバレル70に沿
って混合スクリューにより動かされるに連れて溶融状態
に到達する。CO2ガスの源82を好適なフロー制御バルブ7
3の操作により混合スクリュー71に沿った選択位置で押
出バレルに導入し、ガス状のCO2がその超臨界状態のCO2
に転換する臨界温度及び圧力よりも大きくなるように、
この時点の押出バレル内の温度及び圧力を制御する。所
望により、高温のバレルでバレル内の圧力を急激に増加
しないように、CO2ガスを挿入する前に予備加熱しても
よい。あるいは、CO2ガスは外部から押出バレルにその
超臨界状態に転換され得、超臨界CO2液体として混合ス
クリューに供給し得る。
業界で周知の不規則な刃を持つ型の混合スクリュー71を
使用し、この中にホッパーアセンブリ72を介してポリマ
ー材料のプラスチックペレットを導入する。押出バレル
を加熱すると、ペレットが可塑化され、図14、15及び16
を参照して議論したのと同じような方法でバレル70に沿
って混合スクリューにより動かされるに連れて溶融状態
に到達する。CO2ガスの源82を好適なフロー制御バルブ7
3の操作により混合スクリュー71に沿った選択位置で押
出バレルに導入し、ガス状のCO2がその超臨界状態のCO2
に転換する臨界温度及び圧力よりも大きくなるように、
この時点の押出バレル内の温度及び圧力を制御する。所
望により、高温のバレルでバレル内の圧力を急激に増加
しないように、CO2ガスを挿入する前に予備加熱しても
よい。あるいは、CO2ガスは外部から押出バレルにその
超臨界状態に転換され得、超臨界CO2液体として混合ス
クリューに供給し得る。
超臨界CO2液体を混合スクリューにより溶融ポリマー
材料と混合すると、２種類の材料の接触領域が混合工程
により増加し、拡散するのに必要な深さがこれによって
減少するので、このような混合により、続くポリマー中
への拡散及び超臨界CO2液体の効率的な飽和が促進す
る。
材料と混合すると、２種類の材料の接触領域が混合工程
により増加し、拡散するのに必要な深さがこれによって
減少するので、このような混合により、続くポリマー中
への拡散及び超臨界CO2液体の効率的な飽和が促進す
る。
従って、超臨界CO2液体を混合スクリューの動きによ
り溶融ボリマーと混合する。混合スクリューが回転する
と、混合したCO2/ポリマー系に二次元の剪断域が発生す
る。ポリマー溶融物中の超臨界CO2液体の泡は剪断域の
剪断方向に沿って延伸される。次いで、延伸された泡は
混合スクリューにより発生した層流の摂動により壊れて
小さな球状の泡になる。混合スクリューで使用した不規
則な刃は、流線に対してCO2/ポリマー界面の配向を変化
させ、その中に発生する層の混合効率を上昇させる。
り溶融ボリマーと混合する。混合スクリューが回転する
と、混合したCO2/ポリマー系に二次元の剪断域が発生す
る。ポリマー溶融物中の超臨界CO2液体の泡は剪断域の
剪断方向に沿って延伸される。次いで、延伸された泡は
混合スクリューにより発生した層流の摂動により壊れて
小さな球状の泡になる。混合スクリューで使用した不規
則な刃は、流線に対してCO2/ポリマー界面の配向を変化
させ、その中に発生する層の混合効率を上昇させる。
CO2/ポリマー混合物は、流線に対してCO2/ポリマー界
面の配向を連続して変化させ、これによって混合工程も
促進する静的（static）ミキサー74に供給される。押出
バレルで使用するための静的ミキサーは当業界では周知
であり、市販されている。静的ミキサー74の直径は小さ
くなければならず、静的ミキサーは、以下に記載するよ
うに選択された複数のミキサー成分75を含み得る。
面の配向を連続して変化させ、これによって混合工程も
促進する静的（static）ミキサー74に供給される。押出
バレルで使用するための静的ミキサーは当業界では周知
であり、市販されている。静的ミキサー74の直径は小さ
くなければならず、静的ミキサーは、以下に記載するよ
うに選択された複数のミキサー成分75を含み得る。
静的ミキサー成分の直径が大きすぎると、その部分の
CO2/ポリマー混合物の流速は小さくなり、結果として静
的ミキサー成分により生み出された剪断域は小さくな
る。従って表面張力は高くなり、実際表面張力は比較的
小さな剪断域の作用に打ち勝つので、球形の泡は保持さ
れる。流速が小さすぎると、このような強い表面張力に
より静的ミキサーはCO2/ポリマー系を混合するには有効
ではない。従って、静的ミキサーの直径を比較的小さく
するのが望ましい。
CO2/ポリマー混合物の流速は小さくなり、結果として静
的ミキサー成分により生み出された剪断域は小さくな
る。従って表面張力は高くなり、実際表面張力は比較的
小さな剪断域の作用に打ち勝つので、球形の泡は保持さ
れる。流速が小さすぎると、このような強い表面張力に
より静的ミキサーはCO2/ポリマー系を混合するには有効
ではない。従って、静的ミキサーの直径を比較的小さく
するのが望ましい。
静的ミキサー74で発生する静的混合の特徴的な長さ
（charasteristic length）（即ち、混合したCO2/ポリ
マー層の線条厚）は、約d/2n（但し、ｄは静的ミキサー
成分の直径であり、ｎは混合成分75の数である）であ
る。このような混合の特徴的な長さは、混合ミキサーの
半径が小さくなるに連れて並びに比較的多数の混合成分
を使用すると減少するので、半径の小さい混合成分を使
用すると良好に混合できる。混合成分の数及びその半径
は、十分且つ好適な静的混合操作を確実にするように選
択し得る。
（charasteristic length）（即ち、混合したCO2/ポリ
マー層の線条厚）は、約d/2n（但し、ｄは静的ミキサー
成分の直径であり、ｎは混合成分75の数である）であ
る。このような混合の特徴的な長さは、混合ミキサーの
半径が小さくなるに連れて並びに比較的多数の混合成分
を使用すると減少するので、半径の小さい混合成分を使
用すると良好に混合できる。混合成分の数及びその半径
は、十分且つ好適な静的混合操作を確実にするように選
択し得る。
CO2/ポリマー系の静的混合時、泡中のCO2分子もそれ
ぞれの泡を取り巻くポリマー溶融材料に幾らか拡散する
傾向がある。しかしながら、初期拡散操作は、二相混合
物を導入する拡散チャンバ76で実施する。次いで、混合
物は、CO2がそのポリマー中に拡散する時に拡散チャン
バ内で完全な一相溶液となる。こうしてできた単相CO2/
ポリマー溶液中のCO2濃度は実質的に溶液内で均一で、
溶液は完全に均質である。超臨界CO2液体がポリマー中
に均一且つ均質に拡散且つ飽和しない場合、最終的に形
成した発泡構造は、気泡モルフォロジーが溶液中の局所
的なガス濃度に強く依存するため均一ではない。
ぞれの泡を取り巻くポリマー溶融材料に幾らか拡散する
傾向がある。しかしながら、初期拡散操作は、二相混合
物を導入する拡散チャンバ76で実施する。次いで、混合
物は、CO2がそのポリマー中に拡散する時に拡散チャン
バ内で完全な一相溶液となる。こうしてできた単相CO2/
ポリマー溶液中のCO2濃度は実質的に溶液内で均一で、
溶液は完全に均質である。超臨界CO2液体がポリマー中
に均一且つ均質に拡散且つ飽和しない場合、最終的に形
成した発泡構造は、気泡モルフォロジーが溶液中の局所
的なガス濃度に強く依存するため均一ではない。
次いで、高温で液体／ポリマー溶液の溶解性が減少す
るため発生する熱力学的不安定性によって飽和溶液中に
核形成した気泡を形成するために、拡散チャンバ76内の
均質且つ均一液体／ポリマー溶液を、溶液が迅速に加熱
されるチャンバ76の加熱セクション77で加熱する（通
常、温度は、例えば約190℃から約245℃に上昇し得
る）。溶解性の減少が大きい程、気泡の核形成速度が早
くなる。押出バレル30内で核形成した気泡が成長するの
を防ぐために、バレルを高圧に保持する。次いで核形成
した気泡を含む溶液を、金型79の金型キャビティ78に射
出し、金型充填工程時に気泡が成長しないようにカウン
タープレッシャーを与えることによって金型キャビティ
内の圧力を制御する。カウンタープレッシャーは、遮断
バルブ81を介してその源80から圧力下で空気を挿入する
ことにより得られる。最終的に、金型キャビティが膨張
すると、その中の圧力が迅速に減少し、気泡成長を促進
する不安定な圧力が生じて金型キャビティ内で気泡が成
長する。
るため発生する熱力学的不安定性によって飽和溶液中に
核形成した気泡を形成するために、拡散チャンバ76内の
均質且つ均一液体／ポリマー溶液を、溶液が迅速に加熱
されるチャンバ76の加熱セクション77で加熱する（通
常、温度は、例えば約190℃から約245℃に上昇し得
る）。溶解性の減少が大きい程、気泡の核形成速度が早
くなる。押出バレル30内で核形成した気泡が成長するの
を防ぐために、バレルを高圧に保持する。次いで核形成
した気泡を含む溶液を、金型79の金型キャビティ78に射
出し、金型充填工程時に気泡が成長しないようにカウン
タープレッシャーを与えることによって金型キャビティ
内の圧力を制御する。カウンタープレッシャーは、遮断
バルブ81を介してその源80から圧力下で空気を挿入する
ことにより得られる。最終的に、金型キャビティが膨張
すると、その中の圧力が迅速に減少し、気泡成長を促進
する不安定な圧力が生じて金型キャビティ内で気泡が成
長する。
従って、金型の膨張により、所望の小さな気泡サイズ
及び高い気泡密度を持つ成形且つ発泡製品が得られる。
混合材料の層流を生み出す剪断域を与える混合スクリュ
ーを使用し、次いで選択した数で且つ直径の小さな混合
成分を持つ静的ミキサー並びに拡散チャンバの両方を使
用することにより、ポリマー材料は超臨界CO2液体で飽
和される。このような飽和を得るのに必要な時間は、既
に記載した本発明の態様で必要な時間よりも短くし得、
長い飽和時間が必要な時に不可能であった比較的早い製
造速度で連続操作を実施し得る。
及び高い気泡密度を持つ成形且つ発泡製品が得られる。
混合材料の層流を生み出す剪断域を与える混合スクリュ
ーを使用し、次いで選択した数で且つ直径の小さな混合
成分を持つ静的ミキサー並びに拡散チャンバの両方を使
用することにより、ポリマー材料は超臨界CO2液体で飽
和される。このような飽和を得るのに必要な時間は、既
に記載した本発明の態様で必要な時間よりも短くし得、
長い飽和時間が必要な時に不可能であった比較的早い製
造速度で連続操作を実施し得る。
本発明の上記態様を参照として記載の如く、発泡操作
を実施するのに超臨界液体を使用して実施する際に、発
泡ポリマー材料の気泡サイズを非常に小さく且つその気
泡密度を高くすると、特に、先の従来の気泡または微孔
質発泡材料と比較して、かなり改良した特性の発泡材料
が得られる。従って、材料の重量（即ち、材料密度）が
かなり軽くても、その機械的強度及び靭性はかなり大き
い。さらに本工程では少量のポリマー材料しか使用しな
いので、材料を節約でき、そのコストも安くなる。
を実施するのに超臨界液体を使用して実施する際に、発
泡ポリマー材料の気泡サイズを非常に小さく且つその気
泡密度を高くすると、特に、先の従来の気泡または微孔
質発泡材料と比較して、かなり改良した特性の発泡材料
が得られる。従って、材料の重量（即ち、材料密度）が
かなり軽くても、その機械的強度及び靭性はかなり大き
い。さらに本工程では少量のポリマー材料しか使用しな
いので、材料を節約でき、そのコストも安くなる。
上記に説明した本発明の態様は本発明の好ましい態様
について記載したものであり、当業者には本発明の趣旨
及び範囲を逸脱せずにその変形及びその他の態様が容易
に考えつくであろう。しかし、本発明は、付記請求項の
定義以外の上記記載の具体的な態様に限定されない。
について記載したものであり、当業者には本発明の趣旨
及び範囲を逸脱せずにその変形及びその他の態様が容易
に考えつくであろう。しかし、本発明は、付記請求項の
定義以外の上記記載の具体的な態様に限定されない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボールドウイン，ダニエル・エフ アメリカ合衆国、マサチユーセツツ・ 02155、メツドフオード、ウエラー・ア ベニユー・17、アパートメント・１ (72)発明者 パーク，チヤル・ビー アメリカ合衆国、マサチユーセツツ・ 02139、ケンブリツジ、メモリアル・ド ライブ・550、ルーム・12・ビー・３ (56)参考文献 特開 平４−198238（ＪＰ，Ａ)
Claims (33)
- 【請求項１】超臨界液体を材料に連続的に導入し、前記
材料を発泡させることにより得られる発泡材料であっ
て、前記発泡材料は実質的に均一に分布した複数の気泡
を有し、その気泡密度は気泡109個／材料cm3以上であり
且つその気孔画分は全容積の20〜90％であり、前記発泡
材料は連続押出形状であることを特徴とする発泡材料。 - 【請求項２】前記材料がポリマープラスチック材料であ
ることを特徴とする請求項１に記載の発泡材料。 - 【請求項３】前記超臨界液体が超臨界状態にある二酸化
炭素であることを特徴とする請求項１または２に記載の
発泡材料。 - 【請求項４】前記ポリマープラスチック材料が、アモル
ファスポリマー、半結晶性ポリマー、液晶ポリマー、熱
可塑性ポリマー及びエラストマーポリマーからなる群か
ら選択されることを特徴とする請求項２に記載の発泡材
料。 - 【請求項５】前記超臨界液体が第１の選択圧力及び第１
の選択温度で材料中に導入され、これにより前記超臨界
液体／材料系を有する前記発泡材料が熱力学的に不安定
である時に前記気泡が形成することを特徴とする請求項
１に記載の発泡材料。 - 【請求項６】気泡密度は気泡109〜1015個／材料cm3であ
り、前記気泡の平均サイズは２ミクロン未満であり、前
記発泡材料中に形成した気泡の全容積は前記発泡材料の
全容量の20〜90画分％であることを特徴とする実質的に
均質分散した複数の気泡を有する発泡材料。 - 【請求項７】前記密度が気泡1012〜1015個／材料cm3で
あり、その平均サイズは1.0ミクロン未満であることを
特徴とする請求項６に記載の発泡材料。 - 【請求項８】前記画分％が50画分％未満であることを特
徴とする請求項６または７に記載の発泡材料。 - 【請求項９】発泡すべき材料を用意し； 第１の温度及び第１の圧力で発泡すべき前記材料に実質
的に超臨界液体である発泡剤を導入し； 前記第１の温度及び第１の圧力から、温度及び圧力を別
に選択した第２の温度及び別に選択した第２の圧力に変
化させて、実質的にくなまく分散した複数の気孔または
気泡を含む超微孔質発泡材料を製造する 段階を含む発泡材料の製造法。 - 【請求項１０】前記導入段階が、 発泡すべき材料の存在下、液体が超臨界液体状態になる
臨界温度及び臨界圧力以下の温度及び圧力で液体を供給
し； 前記液体をその超臨界液体状態にするために、前記液体
の温度及び圧力を前記第１の温度及び前記第１の圧力以
上に上昇させ、これにより超臨界液体状態の液体を発泡
すべき材料に導入する段階 を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】前記超臨界液体を、前記材料が前記超臨
界液体で完全に飽和するのに十分な時間導入することを
特徴とする請求項９に記載の方法。 - 【請求項１２】発泡すべきポリマー材料及び実質的に超
臨界液体である発泡剤を含む温度制御したチャンバ； 発泡剤を製造するための装置； 前記材料に前記発泡剤を導入するために前記チャンバに
前記発泡剤を供給するための装置； 前記発泡剤を前記ポリマー材料に導入して、その材料が
前記発泡剤で完全に飽和されるように前記チャンバ内の
温度及び圧力を制御するための装置； 実質的にくまなく分散した複数の気泡を持つ発泡材料を
製造するために、前記飽和材料に熱力学的不安定を誘導
すべく、前記チャンバ内の温度及び圧力を変化させる装
置 より成る発泡材料の製造システム。 - 【請求項１３】前記温度及び圧力制御装置が、大気圧よ
り高圧及び室温以上の温度で前記材料を導入するために
前記チャンバに超臨界液体を供給し；次いで 前記温度及び圧力制御装置は、前記発泡材料を製造する
ために、前記温度を実質的に室温に低下させ且つ圧力を
実質的に大気圧に減少させることを特徴とする請求項12
に記載のシステム。 - 【請求項１４】押出装置； 前記押出装置に発泡すべき材料を供給するための装置； シートダイ装置； 前記シートダイ装置に押出材料を提供するための前記押
出装置； 前記押出装置に室温以上の温度で前記押出材料を提供し
て、前記シートダイ装置に前記加熱押出材料の連続シー
トを製造させるために前記押出装置を加熱する装置； ある体積部分を通して前記加熱押出材料の前記連続シー
トを移動させるための装置； 前記超臨界液体を大気圧より高圧で前記加熱シート材料
に導入するために、前記体積部分に超臨界液体を供給す
る装置； 前記超臨界液体を前記加熱シート材料を完全に飽和させ
るのに十分な時間、前記体積部分内で前記材料を保持す
るための装置； 減圧下で前記体積部分から前記超臨界液体で飽和した前
記加熱シート材料を除去するための装置；及び 発泡材料のシートに実質的にくまなく分散した複数の気
泡を持つ発泡材料の連続シートを製造するために前記体
積部分から除去した前記材料を加熱する発泡加熱装置 より成る発泡材料を製造するためのシステム。 - 【請求項１５】材料のシートを体積部分を通って移動す
るために実質的に一定温度に保持した複数のローラーを
前記移動装置が含み；且つ 前記体積部分を通って移動する時に前記材料のシートの
滞留時間を制御するために前記ローラーの少なくとも１
つの位置を制御する装置を前記保持装置が含むことを特
徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項１６】シール状であって、これを通って前記シ
ート材料が前記体積部分を移動する運動用圧力シールを
前記移動装置が含み、さらに低温で前記体積部分から除
去したシート材料を移動するためのチルドローラー装置
を含むことを特徴とする請求項14に記載のシシテム。 - 【請求項１７】前記発泡加熱装置が１つ以上のヒーター
及び前記ヒーターに隣接する通路に沿って除去したシー
ト材料を移動するためのヒーター移動装置を含むことを
特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項１８】前記移動装置が、 １つ以上のローラー；及び 前記シートがヒーターに隣接した通路に沿って移動する
時間を制御するために前記１つ以上のローラーの少なく
とも１つの位置を制御する装置 を含むことを特徴とする請求項17に記載のシステム。 - 【請求項１９】発泡材料の連続シートをアニーリングす
るための装置をさらに含むことを特徴とする請求項14に
記載のシステム。 - 【請求項２０】押出装置； シートダイ装置； 前記押出装置に発泡すべき材料を供給するための装置； 前記押出装置でその押出時に、前記材料を溶融状態にす
るための前記押出装置加熱用装置； 前記材料を前記超臨界液体で完全に飽和し、前記超臨界
液体飽和材料が前記押出装置から前記シートダイ装置に
供給され、前記超臨界液体で飽和した前記材料の連続シ
ートを製造するため、前記超臨界液体の前記溶融材料へ
の導入用に、前記押出装置に大気圧より高圧で超臨界液
体を供給する装置 前記高圧より低い圧力の体積部分を通って前記シート材
料を移動し、前記低圧の体積部分を通って移動する時に
前記シート材料の温度を選択した温度に保持するための
装置、 実質的にくまなく分散した複数の気泡を有する連続シー
ト材料を製造するために、前記シート材料が前記体積部
分を出る時にシート材料を加熱するヒーターを含む発泡
加熱装置を有する、発泡材料を提供するためのシステ
ム。 - 【請求項２１】前記移動及び温度保持装置が複数のチル
ドローラーを含むことを特徴とする請求項20に記載のシ
ステム。 - 【請求項２２】前記体積部分を通って移動する時に前記
シート材料の滞留時間を制御するために、前記ローラー
の少なくとも１つの位置を制御する装置をさらに含むこ
とを特徴とする請求項21に記載のシステム。 - 【請求項２３】前記発泡加熱装置が 前記ヒーターに隣接した通路に沿って前記シート材料を
移動するための１つ以上のローラー；及び シート材料が前記ヒーターに隣接した前記通路に沿って
移動する時間を制御するために前記１つ以上のローラー
の少なくとも１つの位置を制御する装置 を含むことを特徴とする請求項20に記載のシステム。 - 【請求項２４】発泡材料の連続シートをアニーリングす
るための装置をさらに含むことを特徴とする請求項20に
記載のシステム。 - 【請求項２５】押出装置； シートダイ装置； 前記溶融材料を前記超臨界液体で完全に飽和して、前記
超臨界液体で飽和した前記材料が、前記押出装置から前
記シートダイ装置に供給されてその連続シートを製造す
るため、前記超臨界液体の前記溶融材料への導入用に、
前記押出装置に大気圧より高圧の超臨界液体を供給する
装置； 実質的に前記高圧と同じ圧力の体積部分を通ってシート
材料を移動させ、前記高圧の体積部分を通って移動する
時にシート材料の温度を選択した温度に保持するための
装置； 実質的にくまなく分散した複数の気泡を有する発泡材料
のシートを製造するために前記体積部分から出る時にシ
ート材料の温度及び圧力を下げる装置を含む発泡材料を
製造するためのシステム。 - 【請求項２６】前記移動及び温度保持装置が複数のロー
ラーを含むことを特徴とする請求項25に記載のシステ
ム。 - 【請求項２７】前記体積部分を通って移動する時に前記
シート材料の滞留時間を制御するために、前記ローラー
の少なくとも１つの位置を制御する装置をさらに含むこ
とを特徴とする請求項26に記載のシステム。 - 【請求項２８】発泡条件を保持するために発泡材料のシ
ートが通過する１つ以上のチルドローラーをさらに含む
ことを特徴とする請求項25に記載のシステム。 - 【請求項２９】発泡材料のシートをアニーリングするた
めの装置をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載
のシステム。 - 【請求項３０】前記発泡材料を連続的に製造することよ
り成り、前記発泡剤が前記ポリマー材料に導入された後
に、前記発泡剤が前記ポリマー材料と混合されることを
特徴とする請求項９に記載の方法。 - 【請求項３１】前記発泡材料が連続的に製造され、且つ
前記発泡剤を前記ポリマー材料に導入する段階の後に、
前記発泡剤を前記ポリマー材料に混合する装置より更に
成ることを特徴とする請求項12に記載のシステム。 - 【請求項３２】ポリマー材料の連続的流れを確立する段
階、実質的に超臨界液体である発泡剤を第１温度及び第
１圧力で前記流れに連続的に混合して前記発泡剤と前記
ポリマー材料の溶液の連続的流れを形成させる段階、及
び前記連続的流れの温度と圧力を前記第１温度及び圧力
からそれと異なる第２選択温度及び圧力に変化させて、
実質的にくまなく分散した複数の気孔または気泡を製造
する段階より成る発泡材料製造の連続的方法。 - 【請求項３３】発泡すべきポリマー材料の連続的流れを
確立するための温度制御したチャンバ、実質的に超臨界
液体である発泡剤を製造するための装置、前記発泡剤を
発泡すべき前記ポリマー材料に混合するための装置、及
び前記ポリマー材料の流れにおける前記発泡剤に溶解度
の変化を誘発し、これにより実質的にくまなく分散した
複数の核形成部位を有するポリマー材料の流れを生成す
るための装置より成る、発泡材料を連続的に製造するた
めのシステム。
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