JP6387304B2 - 熱成形発泡体物品 - Google Patents
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Description
本出願は、2011年2月22日出願の米国仮特許出願第61/579112号明細書に対するならびに2012年2月16日出願の欧州特許出願第12155762.3号明細書および2012年10月12日出願の欧州特許出願第12188357.3に対する優先権を主張するものであり、これらの出願のそれぞれの全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
工程1.ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)発泡性組成物[組成物(FP)]を調製する工程と、
工程2.この組成物(FP)を発泡させて発泡ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)材料[発泡体(P)材料]を生成する工程と、
工程3.前記発泡体(P)材料を熱および圧力の影響下に成形して熱成形発泡物品を提供する工程とを含む熱成形ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)発泡体物品の製造方法に関する。
概して、本発明の方法の第1工程で調製された組成物(FP)は、組成物(FP)の総重量を基準として、有利には50重量%を超える、好ましくは80重量%を超える;より好ましくは90重量%を超える;より好ましくは95重量%を超える、より好ましくは99重量%を超える量でポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P1)ポリマーを含む。
(式中、Rは、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され、互いに等しいかまたは異なるj、kおよびlは独立して、0、1、2、3または4である)に従うものからなる群から好ましくは選択される少なくとも1つのビフェニレン基と;
少なくとも1つのエーテル基(−O−)および少なくとも1つのスルホン基(−SO2−)とを含有する1つ以上の式の繰り返し単位(R2)である重縮合ポリマーを意味することを意図している。
−Ar1−(T−Ar2)n−O−Ar3−SO2−[Ar4−(T−Ar2)n−SO2]m−Ar5−O− (式A)
{式中:
− 互いにおよびそれぞれ等しいかまたは異なる、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、およびAr5は独立して、芳香族単核基もしくは多核基であり;ただし、少なくとも1つのAr1〜Ar5は、次式:
(式中、Rは、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され、互いに等しいかまたは異なるkおよびlは独立して、0、1、2、3または4である)に従うものからなる群から選択される、少なくとも1つのビフェニレン基を含有する芳香族部分であり、
− 互いに等しいかまたは異なる、Tのそれぞれは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む2価基であり;
− 互いに等しいかまたは異なる、nおよびmは独立して、0または1〜5の整数である}の繰り返し単位である。
(式中、Rは、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され、互いに等しいかまたは異なるj、kおよびlは独立して、0、1、2、3または4である)に従うものからなる群から好ましくは選択される芳香族部分である、ただし、少なくとも1つのAr1〜Ar5は、次式:
(式中、Rは、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され、互いに等しいかまたは異なるkおよびlは独立して、0、1、2、3または4である)に従うものからなる群から選択される、少なくとも1つのビフェニレン基を含有する芳香族部分である。
などの、繰り返し単位(R2)とは異なる、繰り返し単位(R2*)との繰り返し単位(R2)からなってもよい。
本発明の方法によれば、上述のような、組成物(FP)は、工程2で発泡して、高い空洞含有率、低い見かけ密度および実質的に一様な気泡サイズを有する発泡体(P)材料を生成する。
本発明の方法では、熱成形発泡物品を提供するための熱および圧力の影響下に工程3での発泡体(P)材料の成形は、当該技術分野で公知の様々な熱成形法に従って成し遂げることができる。
二酸化チタン:−シリカおよびアルミナで処理された、塩化物法によって製造されたTipure(登録商標)R−105二酸化チタン、ルチル型TiO2。
Solvay Specialty Polymers USA,L.L.C.製のRADEL(登録商標)R PPSU
Solvay Specialty Polymers USA,L.L.C.製のSUPRADELTMHTS−2600NT
Solvay Specialty Polymers USA,L.L.C.製のRADEL(登録商標)R 5100 PPSU
ポリマーまたはポリマー混合物を、樹脂の100部当たり2部のTiO2ペレットへの配合は、40:1のL/D比および、そのうちセクション2〜8が加熱および冷却を備えている、8つのバレルセクションを有するBerstorff 25mm二軸スクリュー押出機で行った。各場合に、ベースポリマーペレットおよびTiO2を先ず20分間混転ブレンドし、次にこのミックスを押出機の喉に供給した。押出機を、バレルセクション2〜8について330℃のバレル温度に設定した。ダイ温度を340℃に設定し、200rpmのスクリュー速度を、4つの調合物のそれぞれについて25ポンド/時の押出量と共に用いた。溶融物の真空ガス抜きをバレルセクション7で行った。各場合の押出機からの押出物を水桶中で冷却し、次にペレット化した。調合物から製造されたペレットを130〜180℃の温度で8時間乾燥させ、次に、50mmのReifenhauser単軸スクリュー押出機と直列にセットされている41mm径のReifenhauser二軸スクリュー押出機からなる発泡セットアップに供給した。第1押出機(A押出機)アウトプットを、溶融物パイプ経由で直接T字構成の第2(B押出機)へ供給した。A押出機は43のL/D比を有し、一方B押出機は30のL/Dを有した。B押出機は1mmのスリットダイを備えていた。調合物から製造されたペレットをA押出機に供給し、A押出機にてそれは溶融した。膨張剤のための注入点は、A押出機の軸長さの下方へ2/3の所に置かれた。イソプロパノールを計量供給し、押出機中の現融解圧力に依存して60〜300バールの圧力でポリマー溶融物へ注入した。均質化されたポリマー溶融物およびイソプロパノール混合物を次にB押出機へ供給し、B押出機にて混合物を180〜230℃の温度に冷却した。混合物を次にスリットダイを通して、キャリブレーター中へ押し出して発泡体を形成する。
19.1mm厚さの発泡パネルを、上に記載されたような、一般的な手順に従ってSolvay Specialty Polymers USA, L.L.C.製のRADEL(登録商標)R PPSUから製造した。前記発泡パネルを、水平帯鋸を用いて5mmにさらにスライスし、下記の一般的な手順に従って熱成形し、熱成形発泡体物品を生成するために使用した。
発泡パネルを、重量で100当たり2部のTiO2を今使用することによって、上記のような、一般的な手順に従ってSolvay Specialty Polymers US, L.L.C.製のSUPRADELTMHTS高温スルホンポリマーから製造し、均質化ポリマー溶融物およびイソプロパノール混合物を押出機Bにて230℃〜280℃の温度にここで冷却する。
実施例3は、式(F)のすべての繰り返し単位を有するポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P1)を使用することによって実施例2について記載されたように実施する。
適当量のTiO2(表1を参照されたい)と前配合されたSUPRADELTMHTSまたはSUPRADELTMHTSとRADEL(登録商標)R PPSUとのブレンドのポリマーペレットを、45mmのスクリュー径の単軸スクリュー押出機と直列にセットされた、25mmのスクリュー径のCollins二軸スクリュー押出機からなる発泡構成へ供給した。第1押出機(A押出機)のアウトプットを、直角配置でセットされた第2押出機(B押出機)へ直接供給した。A押出機は42のL/D比を有し、一方B押出機は30のL/D比を有した。B押出機は0.6mmのスリット−ダイを備えていた。調合物から製造されたペレットをA押出機に供給し、A押出機にてそれらは溶融した(表1、溶融温度を参照されたい)。膨張剤のための注入点は、A押出機の軸長さの下方へ2/3の所に置かれた。イソプロパノール(9重量%)を計量供給し、押出機中の現融解圧力に依存して60〜150バールの圧力でポリマー溶融物へ注入した。均質化されたポリマー溶融物およびイソプロパノール混合物を次にB押出機へ供給し、B押出機にて混合物を250〜280℃の温度に冷却した。混合物を次にスリットダイを通して押し出して発泡フィルムを形成した。これら結果を表1にまとめる。
粘土鋳型および発泡体材料(P)を、210℃の温度に熱風循環オーブン中で予熱し、短時間予熱した。鋳型を201℃に予熱した後、前記鋳型を熱風循環オーブンから取り出し、1/4インチのアルミニウム板上に置いた。鋳型とその板との間に、ナイロン通気布を入れた。発泡体を次に鋳型上に置き、通気布の別の一片で覆い、粘着テープでナイロン袋詰めフィルムに固定し、それによって袋詰めシステムを形成した。急速排気弁を袋詰めシステム中へ挿入して前記システムを真空下に置くことを可能にした。全体袋詰めシステムを、210℃の温度に維持される熱風循環オーブン中に入れた。210℃で6分の安定化後に、真空を1分の期間で5インチHgまでかけた、その後5分毎に、真空を1インチHgだけ段階的に上げた。もう30分後に、熱成形部品を、クラッキングなしに鋳型に押し付けて成形した。熱風循環オーブンを、室温にオーブンを冷却し、鋳型中心温度が内部で120℃に達したときに、真空を解除した。熱成形部品を取り出した。
実施例4の発泡体材料を、ここで熱風循環オーブンを220℃に予熱し、発泡体を金属鋳型上に置く代わりに、上に詳述されたような、一般的な手順に従って熱成形する。前記アセンブリを次に1/4インチのアルミニウム板上に置いた。全体袋詰めシステムをここで、220℃の温度に維持される熱風循環オーブン中に入れた。5分の安定化後に、7.5インチHgの真空を追加の5分の間かけた。代わりに、この段階で発泡体をクラッキングなしに鋳型の上で成形した。この熱成形部品はスプリングバックをまったく示さず、145kg/m3の密度を有する。
実施例5の発泡体材料を、実施例6について記載されたのと同じ方法で熱成形する。この熱成形部品は、スプリングバックをまったく示さず、81kg/m3の密度を有する。
Claims (10)
- 次の3つの工程:
工程1.ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)発泡性組成物[組成物(FP)]を調製する工程と、
工程2.前記組成物(FP)を発泡させて発泡ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)材料[発泡体(P)材料]を生成する工程と、
工程3.前記発泡体(P)材料を熱および圧力の影響下に成形して熱成形発泡物品を提供する工程とを含み、前記組成物(FP)が、前記組成物(FP)の総重量を基準として、50重量%を超える量でポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P1)ポリマーを含み、前記ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P1)ポリマーの繰り返し単位の50重量%超が、式(A):
Ar1−(T−Ar2)n−O−Ar3−SO2−[Ar4−(T−Ar2)n−SO2]m−Ar5−O− (式A)
{式中:
− 互いにおよびそれぞれ等しいかまたは異なる、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、およびAr5は独立して、芳香族単核基もしくは多核基であり;ただし、少なくとも1つのAr1〜Ar5は、次式:
(式中、Rは、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカルもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され、互いに等しいかまたは異なるkおよびlは独立して、0、1、2、3または4である)に従うものからなる群から選択される、少なくとも1つのビフェニレン基を含有する芳香族部分であり、
互いに等しいかまたは異なる、Tのそれぞれは、結合または1つまたは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む2価基であり;
互いに等しいかまたは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数である}の繰り返し単位(R2)であり、
工程3での前記発泡体(P)材料の前記成形が、真空成形、加圧成形、マッチドモールド成形およびツインシート熱成形法からなる群から選択される熱成形法によって行われる、
熱成形ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)発泡体物品の製造方法。 - 核形成剤が、前記組成物(FP)の総重量を基準として0.1〜5重量%の量で工程1に使用される、請求項1に記載の方法。
- 工程2での前記発泡が、圧力セル法、オートクレーブ法、押出法、直接(変温)射出法およびビーズ発泡からなる群から選択される発泡技術によって行われる、請求項1又は2に記載の方法。
- 膨張剤が、前記組成物(FP)の総重量を基準として1〜15重量%の量で工程2に使用される、請求項3に記載の方法。
- 前記熱成形法が4つの工程:(i)前記発泡体(P)材料を加熱の影響下に予備成形する工程(すなわち、予備加熱工程)、(ii)前記発泡体(P)材料を圧力差および加熱下に鋳型に押し付けることによって前記熱成形発泡物品を形成する工程(すなわち、成形工程)、(iii)前記熱成形発泡物品を鋳型中で冷却する工程(すなわち、冷却工程)、(iv)熱成形発泡体物品をトリミングする工程(すなわち、トリミング工程)で、実施される、請求項4に記載の方法。
- 前記熱成形法が真空成形法である、請求項4または5に記載の方法。
- 前記発泡体(P)材料が、少なくとも200℃の温度に、少なくとも10分の時間間隔の間、前記予備加熱工程(i)で予備加熱される、請求項5または6に記載の方法。
- 前記成形工程(ii)での前記発泡体(P)材料が、圧力差下に温度制御される鋳型に押し付けられ、前記圧力が少なくとも2インチHgであり、前記圧力差が好ましくは真空の形態下にある、請求項5〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記真空が1段階でかけられ、大気圧から少なくとも5インチHgの最大真空圧力レベル1[真空(1)]まで、かつ少なくとも2インチHg/分の真空速度で提供される、請求項8に記載の方法。
- 前記真空が、2段階でかけられ、第1段階では、前記真空が大気圧から少なくとも1インチHgの真空圧力レベル2[真空(2)]まで、かつ少なくとも0.2インチHg/分の真空速度で提供され、第2段階では、前記真空が真空(2)で一定にさらに保たれるか、または少なくとも5インチHgの最大真空レベル3[真空(3)]まで連続的に上げられるかもしくは真空(3)まで段階的に上げられる、請求項8に記載の方法。
Applications Claiming Priority (7)
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---|---|---|---|
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EP12155762.3 | 2012-02-16 | ||
EP12155762 | 2012-02-16 | ||
EP12188357 | 2012-10-12 | ||
EP12188357.3 | 2012-10-12 | ||
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Publications (2)
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