JP4886134B2

JP4886134B2 - ポリマーフォーム、及びオイル含有ファーネスブラックを絶縁改善剤として用いるその製造方法

Info

Publication number: JP4886134B2
Application number: JP2001505605A
Authority: JP
Inventors: アイ．チョードハリー，バラット
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: AU5875300A; ATE266698T1; MXPA01013051A; JP2003503525A; TW534918B; EP1198498B1; DE60010707D1; CA2375144C; WO2000078851A1; ES2216913T3; EP1198498A1; US6258865B1; CA2375144A1; DE60010707T2

Description

【０００１】
本発明は、閉鎖セル型ポリマーフォーム、特に、絶縁改善量のオイル含有ファーネスブラックを含むフォームに関し、又、とりわけ、そのようなフォームの製造方法に関する。
【０００２】
カーボンブラックは、効果的な赤外線吸収材及び反射材として公知であり、熱伝導性を減少させるための絶縁性フォームに加える添加剤としての通常の用途がある。しかしながら、フォームを製造する際、カーボンブラックの添加は、しばしば分散性に問題を生ずることとなる。そのような製造上の問題には、圧力低下の増大、高フォーム密度、開放セルの増加、及び表面の低品質が含まれる。
【０００３】
これらの問題の幾つかを解決する試みでは、熱グレードのカーボンブラック（サーマルブラック）が使用される。例えば、米国特許第５，３７３，０２６号明細書には、サーマルブラックが、その他の形態のカーボンブラックに比べて、加工処理を容易にすること、より速くフォーム構造に一体化すること、工程の圧力低下をより少なくすること、及びポリマーフォーム表面品質に対する影響がより少ないことが記載されている。
【０００４】
他の試みでは、フォーム調合物及びそれから得られる最終製品フォームの双方において、カーボンブラックの分散性を改善するために、脂肪酸、フタル酸エステル、オイル、又はポリアルキレングリコールのごとき少量の相溶化剤で被覆したカーボンブラックを使用する。米国特許第５，４６１，０９８号明細書及び米国特許第５，５７１，８４７号明細書参照。しかしながら、相溶化剤添加は、余分な製造工程であり、フォーム製造経費を増大させる。
【０００５】
米国特許第５，７１０，１８６号明細書では、フォームの絶縁性能を高めるために、少量の湿潤剤で処理した二酸化チタン（ＴiＯ₂）を使用している。この表面処理されたＴiＯ₂は、費用がより高くなり、カーボンブラックに比較してフォーム絶縁性能の改善が少ない。
【０００６】
従って、フォーム製造工程又は最終製品のフォーム特性に悪影響をもたらさないで、絶縁性能を高める、他の費用効率の良いフォームの製造方法に対するニーズが依然としてある。
【０００７】
発明の要約
本発明は、絶縁性改善剤としてオイル含有ファーネスブラックを含むポリマーフォームによりこのニーズを満たすものである。オイル含有ファーネスブラックを使用すると、サーマルブラックによって製造された比較フォームに比べて低い熱伝導性、及び他の通常のカーボンブラックより得られる特性と比較しても有利な特性を有するフォームが製造される。ファーネスブラックは、又比較的に経費が少ない。
【０００８】
本発明の一態様は、発泡性ポリマー材料から製造されるポリマーフォームであって、その発泡性ポリマー材料が、ファーネスブラックを含まない外は同じ発泡性ポリマー材料から製造された対応フォームのフォーム熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラックを含有する、ポリマーフォームである。そのファーネスブラックは、ファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルを含有する。そのオイルは、好ましくは、水素化処理された重質ナフテン系留出油である。好ましくは、そのフォームは、全フォーム質量に基づいて１〜２５質量％のファーネスブラック、より好ましくは、２〜１０質量％のファーネスブラックを含む。
【０００９】
このポリマーフォームは、下記の工程、ａ）発泡性ポリマー材料を準備する工程、ｂ）その発泡性ポリマー材料がファーネスブラックのないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラック（このファーネスブラックは、ファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を前記発泡性ポリマー材料に添加する工程、ｃ）発泡剤を添加して発泡性ゲルを形成する工程、ｄ）最適発泡温度まで発泡性ゲルを冷却する工程、及びｅ）ダイを介してそのゲルを押出してフォームを形成する工程を含む、押出し成型方法によって製造される。本発明のフォームを製造する際に、オイル含有ファーネスブラックを使用すると、サーマルブラックを同量加えた場合に得られるのに比べて、熱伝導性において、同じか又はより好ましい減少のあるフォームが得られる。加えて、ファーネスブラックは、サーマルブラックにおいて得られるものと同様の圧力損失、及びフォーム特性（セルサイズ、密度、酸素規制指数性能、熱歪み温度、及び／又は開放セル含量）を提供する。ファーネスブラックは、好ましくは、ポリマーに濃縮物として添加される。
【００１０】
又、本発明は、下記の工程、第１の熱硬化性モノマーを準備する工程、その第１のモノマーと同じ又は異なる第２の熱硬化性モノマーであって、その第１のモノマーと重合性のある第２のモノマーを準備する工程、前記第１及び第２のモノマーの一方又は双方に、ファーネスブラックを含まないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラック（このファーネスブラックはファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を一体化する工程、発泡剤を前記第１及び第２のモノマーの一方又は双方に一体化する工程、及びその第１及び第２のモノマーを重合条件下に混合して、熱硬化性ポリマーフォームを形成する工程、を含む熱硬化性ポリマーフォームの製造方法である。
【００１１】
本発明の他の実施形態において、膨張性熱可塑性フォームビーズを形成する方法を提供する。このフォームは、予備膨張させたビーズを形成する中間工程を含むか或いは含まないで、そのようなビーズを膨張させることにより製造することができる。この方法は、第１の熱可塑性モノマーを準備する工程、その第１のモノマーと同じ又は異なる第２の熱可塑性モノマーであって、その第１のモノマーと重合性のある第２のモノマーを準備する工程、前記第１及び第２のモノマーを重合させて熱可塑性粒子を形成する工程、前記重合の間に、ファーネスブラックを含まないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラック（このファーネスブラックがファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を一体化する工程、及び重合の間又はその後に、発泡剤を前記熱可塑性粒子に一体化する工程、及びその熱可塑性粒子を冷却して、膨張性発泡性ビーズを形成する工程を含む。
【００１２】
他の実施形態において、本発明は、膨張性熱可塑性フォームビーズの製造方法であって、熱可塑性ポリマー材料を加熱して溶融ポリマー材料を形成する工程、その溶融熱可塑性ポリマー材料に、ファーネスブラックを含まないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラック（このファーネスブラックはファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を一体化する工程、更に、高温時にその溶融ポリマー材料に発泡剤を一体化して発泡性ゲルを形成する工程、その発泡性ゲルを冷却して、本質的に連続する膨張性熱可塑性ストランドを形成する工程、及びその膨張性熱可塑性ストランドをペレット化して膨張性熱可塑性フォームビーズを形成する工程を含む、膨張性熱可塑性フォームビーズの製造方法である。
【００１３】
したがって、本発明の一つの特徴は、オイル含有ファーネスブラックを使用して製造したフォームを提供することである。更に、本発明は、そのフォームを製造する方法を提供することである。本発明のこれら又その他の特徴は、下記の詳細な説明及び請求の範囲から明らかとなる。
【００１４】
好ましい実施形態の詳細な説明
オイル含有ファーネスブラックを使用すると、予想に反して、フォーム品質に実質的な悪影響を及ぼさないで効果的な絶縁性の改善が得られる。これは、プラスチックを可塑化して、フォームの熱歪み特性に悪影響を与える相溶性添加剤を含むカーボンブラックとは異なる。オイル含有ファーネスブラックを使用すると、又、サーマルブラックを用いる際に得られるのと同程度の少ない製造工程の圧力低下が得られる。
【００１５】
ファーネスブラック質量に基づいて、カーボンブラック９０〜９７質量％及びオイル３〜１０質量％含有するファーネスブラックは、フォーム特性に悪影響を及ぼさないで、又、受容しがたい高圧力低下を起こさないで、改善された絶縁性を提供できる。オイル含有ファーネスブラックの一例は、ＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄＣａｒｂｏｎｓ、Ｉｎｃ．から入手可能のＰＡＮＴＨＥＲ１８（ＥＣ−２６１）である。このファーネスブラックは、典型的には、これまで印刷用途に用いられてきたが、今や、フォーム製造に有効であることが見出された。このファーネスブラックは、通常３０ｎｍ粒径を有し、水素化処理された重質ナフテン系留出油７質量％を含むオイル含有ペレットの形態である。
【００１６】
特定の理論に拘束されることを望まないが、この特定のカーボンブラックは、製造工程の間に、そのオイルがカーボンブラックに一体化し、即ち、オイルが各カーボンブラック粒子のマトリックス又は本体中に拡散し、包摂されて、製造の間に、溶融ポリマー又はフォーム中に移動しないから、フォームの製造又は得られるフォーム特性に悪影響を及ぼさないと考えられる。前記ＰＡＮＴＨＥＲ１８（ＥＣ−２６１）は、他のファーネスブラックが、水によりペレット化されるのに対して、オイルによりペレット化される。この種のファーネスブラックは、フォ−ムに膨張するに先立って、ポリマー溶融物、又はその溶融物と発泡剤とのポリマーゲル中に容易に分散する。好ましくは、このファーネスブラックは、フォーム中のポリマー材料の質量に基づいて、２〜１０質量％で存在する。
【００１７】
適切なポリマー材料には、フォームに発泡成形できる全てのポリマー、熱可塑性又は熱硬化性ポリマーが含まれる。例示のポリマーには、オレフィンポリマー、ポリオレフィン、塩化ビニルポリマー、アルケニル芳香族ポリマー、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエステル、塩化ビニリデンポリマー、アクリレートポリマー、ポリメチルメタクリレートのごときメタクリレートポリマー、ウレタンポリマー、イソシアヌレートポリマー、及びフェノール樹脂が含まれる。そのポリマーは、ホモポリマー（即ち、ポリ塩化ビニル又はＰＶＣ、ポリウレタン、及びポリイソシアヌレート）、コポリマー（即ち、塩化ビニリデン／メチルアクリレートコポリマー、及び、塩化ビニリデン／塩化ビニルコポリマー）、及びターポリマーであってもよい。このポリマーは、熱可塑性ポリマーブレンド、又は、変性ポリマー若しくはゴム変性ポリマーのごときポリマーの形態であってもよい。適切なポリオレフィンには、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びエチレンコポリマーが含まれる。
【００１８】
好ましくは、このポリマー材料は、アルケニル芳香族ポリマー材料である。適切なアルケニル芳香族ポリマー材料には、アルケニル芳香族ホモポリマー、並びに、アルケニル芳香族化合物及び少なくとも１つの共重合可能のエチレン系不飽和コモノマーからなる、コポリマー（二つの重合可能のモノマー）、ターポリマー（３つの重合可能のモノマー）、又は、インターポリマー（少なくとも２つの重合可能のモノマー）が含まれる。このアルケニル芳香族ポリマー材料に、更に、少量のアルケニル芳香族ポリマーではないポリマーを含んでも良い。このアルケニル芳香族ポリマー材料は、一種以上のアルケニル芳香族ホモポリマー、一種以上のアルケニル芳香族コポリマー、一種以上のターポリマー、又は、一種以上のインターポリマー単独から成っていても良く、一種以上の、各アルケニル芳香族ホモポリマー及び、アルケニル芳香族コポリマー、アルケニル芳香族ターポリマー又はアルケニル芳香族インターポリマーのブレンドでも良く、或いは、前記のいずれかのポリマーとアルケニル芳香族ポリマー以外のポリマーとのブレンドから成っていても良い。組成に拘らず、好ましくは、アルケニル芳香族ポリマー材料は、全アルケニル芳香族ポリマー材料質量に基づいて、アルケニル芳香族モノマー単位５０質量％より多く、より好ましくは、アルケニル芳香族モノマー単位７０質量％より多くを含む。最も好ましくは、アルケニル芳香族ポリマー材料は、アルケニル芳香族モノマー単位のみを含む。
【００１９】
適切なアルケニル芳香族ポリマーには、スチレン、α−メチルスチレン、エチルスチレン、ビニルベンゼン、ビニルトルエン、クロロスチレン、及びブロモスチレンが含まれる。ポリスチレンは、好ましいアルケニル芳香族ポリマーである。アルケニル芳香族ポリマーは、炭素数２〜６（Ｃ₂ _〜 ₆）を含むアルキルアシド及びエステル、アイオノマー誘導体、及びＣ₄ _〜 ₆ジエンのごとき、少なくとも一つのモノエチレン系不飽和化合物を少量、その中に重合させることができる。例示の共重合化合物には、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルアセテート、及びブタジエンが含まれる。アルケニル芳香族モノマーがスチレンであるとき、アルケニル芳香族ポリマー材料は、好ましくは、芳香族ポリマー材料の質量に基づいて、９５質量％より多くのポリスチレン、より好ましくは、１００質量％まで、又１００質量％のポリスチレンを含む。
【００２０】
好ましいポリマーフォームは、５０質量％より多く、より好ましくは、７０質量％より多くのアルケニル芳香族モノマー単位を含むアルケニル芳香族ポリマーフォームである。本発明において使用するのに好ましいアルケニル芳香族ポリマーは、ポリスチレンである。好ましくは、このフォームは、実質的に（即ち、９５質量％より多い）、及びより好ましくは、完全なポリスチレンを含むが、又、ポリエチレン、及びポリプロピレン、並びにそれらの組合せのごとき、ポリオレフィンを含む他の適切なポリマー材料から構成されても良い。米国特許第５，４６１，０８９号明細書、米国特許第５，３９７，８０７号明細書及び米国特許第５，５７１，８４７号明細書は、その関連教示事項は、参照により本明細書に一体のものとされるが、アルケニル芳香族ポリマー及びポリオレフィンポリマーの有用なコポリマーを開示している。
【００２１】
好ましいポリマーフォームは、米国材料試験協会（ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒａｉｌｓ）のＡＳＴＭＤ２８５６−Ａによって決定された閉鎖セル含量７０％より多く有する閉鎖セルを主とするフォームである。そのようなフォームは、好ましくは、１０〜２００キログラム／立方メートル（ｋｇ／ｍ³）、より好ましくは１０〜７０ｋｇ／ｍ³（ＡＳＴＭＤ−１６２２−８８）の密度を有する。このフォームは、５ミリメートル（ｍｍ）以下、好ましくは、０．１０〜５．０ｍｍ（ＡＳＴＭＤ３５７６−７７）の平均セルサイズを有する。
【００２２】
このフォームは、又、ポリウレタン及びポリイソシアヌレートのごとき熱硬化性ポリマーから製造することができる。ポリウレタン及びポリイソシアヌレートは、典型的には、通常Ａ成分（イソシアネート）及びＢ成分（ポリオール）と称される、二つの予備調合成分を反応フォーミングすることにより製造することができる。ファーネスブラック及び発泡剤は、イソシアネート又はポリオール中でも、或いはその双方中にでも分散することができる。有用なポリウレタン、及びポリイソシアヌレート並びにそれらの製造方法は、米国特許第４，７９５，７６３号明細書に記載されており、その関連教示事項は、参照により本明細書に一体のものとされる。
【００２３】
本発明のフォームは、従来の押出し発泡成形方法により製造することができる。そのフォ−ムは、一般に、ポリマー材料を加熱して可塑化された又は溶融されたポリマー材料を形成し、発泡剤を一体化して発泡性ゲルを形成し、そのゲルをダイを介して押出してフォーム製品を形成することにより、製造する。発泡剤の混合に先立って、そのポリマー材料を、そのガラス転移点又はピーク結晶溶融点を超えた温度に加熱する。その発泡剤を、押出し機、混合機、ブレンダー、等のごとき、公知の手段により溶融されたポリマー材料中に一体化、混合される。この発泡剤は、溶融ポリマー材料の実質的膨張を阻止し、全体に発泡剤がその中に均一に分散するのに十分な加圧下に、溶融ポリマーと混合される。ファーネスブラックは、ポリマーゲルと乾燥混合し、又は、ポリマー溶融物又は、ポリマーゲルと混合して、溶融材料混合物を形成しても良い。このファーネスブラックは、好ましくは、ポリマー中に濃縮物として添加しても良い。
【００２４】
この発泡性ゲルは、そのポリマーのガラス転移点又はピーク結晶溶融点（ポリマーが非晶質か半結晶性かに基づく）に近い（即ち、その下又は超えた温度）最適フォーム温度に冷却される。好ましいフォーミング温度は、ＰＥ及びポリスチレン（ＰＳ）フォームに対して１００℃から１５０℃に変わる。最適フォーミング温度は、ポリマー材料特性、発泡剤組成及び濃度、並びに押出し系の態様を含む諸要素に依存して変わることに留意されるべきである。
【００２５】
様々な特許公報が、複数の一体化した（ｃｏａｌａｓｃｅｄ）、分別できる（ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈａｂｌｅ）、膨張（発泡）したポリマーストランド（ストランドフォーム）を含む、発泡した（ｆｏａｍ）事物に関係する。例示の公報には、米国特許第３，５７３，１５２号明細書（特に、第２欄第19行〜３５行、第２欄第６７行〜第３欄第3０行、第４欄第２５〜第５欄第１９行、及び、第５欄第６４行〜第６欄第４６行参照）、米国特許第４，８０１，４８４号明細書（特に、第１欄第１２行〜２１行、第２欄第５５行〜第５欄第８行、第５欄第１６行〜５０行、及び、第５欄第６０行〜第６欄第６行）、米国特許第４，８２４，７２９号明細書（特に、第２欄第５７行〜６８行、第３欄第３４行〜第５欄第３２、及び、第５欄第５０行〜５８行）、米国特許第５，１２４，０９７号明細書（特に、第３欄第３４行〜第４欄第３行、第５欄第３１行〜第６欄第１１行、及び、第６欄第３６行〜５４行）、米国特許第５，１１０，８４１号明細書、米国特許第５，１０９，０２９号明細書、及び欧州特許出願（ＥＰ−Ａ）０２７９，６６８、日本特許出願公開公報ＪＰ６０−０１５１１−Ａ、ＪＰ５３−１２６２号、及びＨ６−２６３９０９号が含まれる。その公報の関連部分、特に特記した事項は、参照により本願明細書に一体化される。
【００２６】
加速化された発泡剤の放出が望ましいか又は必要であるなら、米国特許第５，４２４，０１６号明細書及び米国特許第５，５８５，０５８号明細書中に開示された方法、その関連教示事項は参照により本明細書に一体化される、が非常に満足すべき結果を提供する。特に、第３欄第１６行〜４１行、第４欄第３１行〜４２行、及び、第４欄第６５行〜第７欄第２９行にわたる実施例参照。本質的に、この方法は、フォーム本体中に複数の通路（ｃｈａｎｎｅｌ）を規定することを含む。この多数の通路は、そのような通路がない場合の同じフォームに比べて加速化された発泡剤放出をもたらすに十分である。
【００２７】
発泡性ゲルは、典型的には、フォーム構造の物理的特徴を最適化するために、より低い温度まで冷却される。このゲルは、その後、所望の形状のダイを介して、減圧され又はより低圧にされたゾーンに押出され、或いは運ばれて、フォーム構造を形成する。より低い圧力ゾーンは、発泡性ゲルがダイを介して押出されるに先立って維持されているところの圧力より低い圧力である。
【００２８】
本発明において使用に適した発泡剤には、無機発泡剤、有機発泡剤、及び化学発泡剤が含まれる。使用することのできる無機発泡剤には、二酸化炭素、窒素、アルゴン、及び水、空気、窒素、及びヘリウムが含まれる。有機発泡剤には、酸素数１〜９（Ｃ_1〜9）を有する脂肪族炭化水素、Ｃ_1〜3の脂肪族アルコール、及び完全又は部分的にハロゲン化された脂肪族Ｃ_1〜4炭化水素が含まれる。脂肪族炭化水素には、メタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、等が含まれる。完全又は部分的にハロゲン化された脂肪族炭化水素には、フルオロカーボン、クロロカーボン、及びクロロフルオロカーボンが含まれる。フルオロカーボンの例示には、メチルフルオリド、ペルフルオロメタン、エチルフルオリド、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１，１，１−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、ペンタフルオロエタン、ジフルオロメタン、ペルフルオロエタン、２，２−ジクロロプロパン、ジフルオロプロパン、ペルフルオロブタン、ペルフルオロシクロブタンが含まれる。本発明において使用される部分的にハロゲン化されたクロロカーボン及びクロロフルオロカーボンには、メチルクロリド、メチレンクロリド、エチルクロリド、１，１，１−トリクロロエタン、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）、及び１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）が含まれる。完全にハロゲン化されたクロロフルオロカーボンには、トリクロロモノフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）、ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、トリクロロトリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）、１，１，１−トリフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロエタン（ＣＦＣ−１１４）、クロロペンタフルオロプロパン、及びジクロロヘキサフルオロプロパンが含まれる。適切な化学発泡剤には、アゾジカルボアミド、アゾジイソブチロ−ニトリル、ベンゼンスルホンヒドラジド、４，４−オキシベンゼンスルホニル−セミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルセミ−カルバジド、バリウムアゾジカルボキシレート、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド、及びトリヒドラジノトリアジンが含まれる。その発泡剤は、単独或いは他の発泡剤との組合せ、又はそれらの混合物として使用できる。
【００２９】
フォーム形成性ポリマーゲルを作るためにポリマー溶融材料に一体化される発泡剤の含有量は、ポリマーキログラム当り、０．２〜５．０グラムモル、好ましくは、０．５〜３．０グラムモル、及び最も好ましくは、１．０〜２．５グラムモル（ｇ−ｍ／ｋｇ）である。
【００３０】
本発明のフォームは、更に、充填剤、顔料、着色剤、抗酸化剤、酸捕捉剤、紫外線安定剤、難燃剤、加工助剤、押出し助剤、及び類似のもののごとき添加剤を含むことができる。
【００３１】
このフォームの好ましい製造方法は、押出し成形であるが、そのフォームは、又、発泡剤を含む予備膨張ビーズの膨張によっても形成できる。そのビーズは、膨張時に成型して、様々な形状の製品を形成することができる。膨張ビーズ、及び成型された膨張ビーズフォーム製品の製造方法は、ＰｌａｓｔｉｃＦｏａｍｓ、Ｐａｒｔ II、Ｆｒｉｓｃｈ及びＳａｕｎｄｅｒｓ、第５４４頁〜５８５頁、ＭａｒｃｅｌＤｅｃｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．（１９７３）、及びＰｌａｓｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｒｙｄｓｏｎ、５版、第４２６頁〜４２９頁、Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈｓ（１９８９）に教示されており、その教示事項は、参照により、本明細書に一体化される。
【００３２】
ファーネスブラックは、幾つかの方法でビーズフォーム中に一体化できる。ファーネスブラックは、膨張性ビーズの重合の間に一体化するか、又は、膨張性ビーズの製造に間に、ポリマー溶融物に一体化することができる。
【００３３】
本発明のフォームは、用途に応じて閉鎖セル又は開放セルであって良い。殆どの絶縁用途に関しては、本フォームは、好ましくは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）による閉鎖セルが７０％より多いものである。
【００３４】
得られたフォームは、家屋、屋根、建造物、冷蔵庫、冷凍庫、電気製品、配管、及び乗り物のごとき表面又は内包物の絶縁に使用されるパネルに成型することができる。そのフォームは、又、従来知られた空隙詰め用クッション及び包装用具として多数の分離、発泡した小片に成型することができ、或いは、発泡絶縁体として使用するために砕片に破砕することができる。
【００３５】
下記の実施例は、本発明を説明するものであって、その範囲を制約するものではない。
【００３６】
実施例１
樹脂１００部当り６部（６ｐｈｒ）ＨＦＣ−１３４ａ、エチルクロリド３ｐｈｒ、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）１．９ｐｈｒを加えてポリスチレンを膨張することにより、本発明に沿って閉鎖セル型フォームを製造する。このポリスチレンは、名目上の重量平均分子量（Ｍ_w）１９２，０００を有する。その他の成分は、テトラソジウムピロホスフェート０．２ｐｈｒ、バリウムステアレート０．０５ｐｈｒ、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）０．５ｐｈｒ、及びヘキサブロモシクロデカン（ＨＢＣＤ）１ｐｈｒである。ＰＡＮＴＨＥＲ１８ファーネスブラック（ＣＢ−１）を加えてそのフォームを製造する。Ｔｈｅｒｍａｘ（商標）ＭＦＴサーマルブラック（カナダのＣａｎｃｒａｂの製品）（以降「ＣＢ−２」と称する。）を加えて比較フォームを製造する。そのカーボンブラックを３０質量％濃縮物として上記ポリスチレン中に供給する。この３つのフォーム全てが、３回測定の平均に基づいて、縦方向セルサイズ（ｖｅｒｔｉｃａｌｃｅｌｌｓｉｚｅ）０．１０ｍｍであり、又、熱歪み温度あるいはＨＤＴ通過値１８５°Ｆ（８５℃）である。このＣＢ−２フォームは、本発明の一部ではない。標準化圧縮強度（ＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＳｔｒｅｎｇｔｈ）は、ポンド／平方フィートで表すフォーム密度の平方に対する、ポンド／平方インチで表す圧縮強度の比（ＮＣＳ−１）、又は、ｋｇ／立方メートルで表すフォーム密度の平方に対する、ｋＰａで表す圧縮強度の比（ＮＣＳ−２）である。熱伝導度を英国熱単位、インチ／時間−平方フィート−°Ｆ、又は、ミリワット／メーター−℃で表す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
ＣＢ−１を加えて製造したフォームは、望まれるように、少ない圧力低下、及び、良好な最終製品フォームの物理的性質（ＣＢ−２を加えた場合に得られたものに比べてより低い密度、及び改善された標準化圧縮強度を含めて）を示す。
【００３９】
実施例２
同じポリスチレン；ＨＦＣ−１３４ａ６．５ｐｈｒ、エチルクロリド２．４ｐｈｒ、ｎ−ブタン１．８ｐｈｒ及び二酸化炭素０．８ｐｈｒの発泡剤組合せ；発泡温度１２７℃；及び、ペンタエリスリトールモノオレエート０．９ｐｈｒを添加する他は同じタイプで同量の「他の」成分を使用して、実施例１を繰り返す。縦方向セルサイズは、４〜５回測定の平均である。実施例１においてと同様に、本発明のフォームは、ＣＢ−１を含む。Ｔｈｅｒｍａｘ（商標）ＬＰＴＢサーマルブラック（カナダのＣａｎｃａｒｂの製品）を加えて比較フォームを製造する。そのカーボンブラックを３０質量％の濃縮物として上記ポリスチレンに供給する。そのＣＢ−３フォームは、本発明の一部ではない。
【００４０】
【表２】

【００４１】
表２のデータにより、ＣＢ−１を加えて製造したフォームは、望まれるように、少ない圧力低下、及び、良好な最終製品フォームの物理的性質を示すことを明らかにしている。ＣＢ−１を加えて製造したフォームは、又、ＣＢ−３を加えて製造された比較フォームに比べていくらか優れた絶縁性を示す。
【００４２】
ある代表的な実施形態と詳細について本発明を説明する目的で解説したが、当業者は、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲を外れないで、本明細書に開示された方法及び装置において、様々な改変がなされ得ることは、理解できる。

Claims

発泡性ポリマー材料から製造されるポリマーフォームであって、その発泡性ポリマー材料が、ファーネスブラックを含まない外は同じ発泡性ポリマー材料から製造された対応フォームのフォーム熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラックを含有し、このファーネスブラックはファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する、ポリマーフォーム。
フォームがファーネスブラックを全フォーム質量に基づいて１〜２５質量％含む、請求項１に記載のポリマーフォーム。
フォームがファーネスブラックを全フォーム質量に基づいて２〜１０質量％含む、請求項１に記載のポリマーフォーム。
オイルが水素化処理された重質ナフテン系留出油を含む、請求項１に記載のポリマーフォーム。
ポリマー材料がアルケニル芳香族モノマー単位を５０質量％より多い量有するアルケニル芳香族ポリマーを含む、請求項１に記載のポリマーフォーム。
ポリマー材料がポリスチレンである、請求項１に記載のポリマーフォーム。
ポリマー材料がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソシアヌレート又はポリウレタンから選択される、請求項１に記載のポリマーフォーム。
ポリマー材料が０．１０〜５．０ｍｍの平均セルサイズを有する、請求項１に記載のポリマーフォーム。
フォームが７０％より多い量の閉鎖セルを有する、請求項１に記載のポリマーフォーム。
下記の工程を含む、請求項１〜９のいずれかに記載のフォームの製造方法。
ａ）発泡性ポリマー材料を準備する工程、
ｂ）その発泡性ポリマー材料が、オイル含有ファーネスブラックを含まないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のオイル含有ファーネスブラック（このファーネスブラックはファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を前記ポリマー材料に添加する工程、
ｃ）発泡剤を添加して発泡性ゲルを形成する工程、
ｄ）最適発泡温度まで前記発泡性ゲルを冷却する工程、及び
ｅ）そのゲルを、ダイを介して押出してフォームを形成する工程。
下記の工程を含む、膨張性熱可塑性フォームビーズの製造方法。
ａ）第１の熱可塑性モノマーを準備する工程、
ｂ）その第１のモノマーと同じ又は異なる第２の熱可塑性モノマーであって、その第１のモノマーと重合性のある第２のモノマーを準備する工程、
ｃ）前記第１及び第２のモノマーを重合させて熱可塑性粒子を形成する工程、
ｄ）重合の間に、ファーネスブラックを含まないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラック（このファーネスブラックはファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を一体化する工程、
ｅ）重合の間又はその後に、発泡剤を前記熱可塑性粒子に一体化する工程、及び
ｆ）その熱可塑性粒子を冷却して、膨張性フォームビーズを形成する工程。
下記の工程を含む、膨張性熱可塑性フォームビーズの製造方法。
ａ）熱可塑性ポリマー材料を加熱して溶融ポリマー材料を形成する工程、
ｂ）その溶融熱可塑性ポリマー材料に、ファーネスブラックを含まないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラック（このファーネスブラックはファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を一体化する工程、
ｃ）更に、高温時にその溶融ポリマー材料に発泡剤を一体化して発泡性ゲルを形成する工程、
ｄ）その発泡性ゲルを冷却して、本質的に連続する膨張性熱可塑性ストランドを形成する工程、及び
ｅ）その膨張性熱可塑性ストランドをペレット化して膨張性熱可塑性フォームビーズを形成する工程。
下記の工程を含む、熱硬化性ポリマーフォームの製造方法。
ａ）第１の熱硬化性モノマーを準備する工程、
ｂ）その第１のモノマーと同じ又は異なる第２の熱硬化性モノマーであって、その第１のモノマーと重合性のある第２のモノマーを準備する工程、
ｃ）前記第１及び第２のモノマーの一方又は双方に、ファーネスブラックのないフォームの熱伝導率より低くまで、このフォームの熱伝導率を下げるのに十分な量のファーネスブラック（このファーネスブラックはファーネスブラック質量に基づいて３〜１０質量％のオイルをその中に有する。）を一体化する工程、
ｄ）前記第１及び第２のモノマーの一方又は双方に発泡剤を一体化する工程、及び
ｅ）その第１及び第２のモノマーを重合条件下に混合して、熱硬化性ポリマーフォームを形成する工程。
フォームがポリスチレンフォームである、請求項１１〜１３のいずれかに記載の方法。
フォームが、複数の合体した、区別のできる、膨張した（発泡した）ポリマーストランド（ストランドフォーム）である、請求項１０に記載の方法。
フォームが複数の通路を規定し、その通路は、その通路を有さない外は同じであるフォームに比べて発泡剤の解放を加速化できるのに十分である、請求項１〜９のいずれかに記載のフォーム。