JPH04226549A - 二酸化炭素による重合体粒子の精製、含浸及び発泡 - Google Patents
二酸化炭素による重合体粒子の精製、含浸及び発泡Info
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- JPH04226549A JPH04226549A JP3185890A JP18589091A JPH04226549A JP H04226549 A JPH04226549 A JP H04226549A JP 3185890 A JP3185890 A JP 3185890A JP 18589091 A JP18589091 A JP 18589091A JP H04226549 A JPH04226549 A JP H04226549A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、二酸化炭素又は他の気
体発生物により重合体及び共重合体を含浸且つ精製する
方法に関する。
体発生物により重合体及び共重合体を含浸且つ精製する
方法に関する。
【0001】
【従来の技術】成型した発泡プラスチック物品の製造は
周知であり、その場合、プラスチック物品は有機発泡剤
により含浸され、予備的な低密度粒子に膨脹され、型に
入れられそして最後に所望の十分に膨脹した物品に膨脹
される。最も用いられる有機発泡剤は、n−ペンタンで
ある。残念ながら、n−ペンタンは、膨脹及び成型中に
除かれる量で、或る地理上の領域で環境的に望ましくな
いと現在考えられている。又、クロロフルオロカーボン
は満足しうる発泡剤であるが、これらの物質は、それら
が地球の上層のオゾン層に有害であると考えられている
ので、望ましくない。
周知であり、その場合、プラスチック物品は有機発泡剤
により含浸され、予備的な低密度粒子に膨脹され、型に
入れられそして最後に所望の十分に膨脹した物品に膨脹
される。最も用いられる有機発泡剤は、n−ペンタンで
ある。残念ながら、n−ペンタンは、膨脹及び成型中に
除かれる量で、或る地理上の領域で環境的に望ましくな
いと現在考えられている。又、クロロフルオロカーボン
は満足しうる発泡剤であるが、これらの物質は、それら
が地球の上層のオゾン層に有害であると考えられている
ので、望ましくない。
【0002】この問題を除くために、種々の不活性な発
泡剤例えば二酸化炭素、窒素、空気及び他の気体発生物
が試みられている。
泡剤例えば二酸化炭素、窒素、空気及び他の気体発生物
が試みられている。
【0003】米国特許第2023204号明細書は、二
酸化炭素、窒素、六弗化硫黄などを用いてポリスチレン
を含浸し発泡することを教示している。
酸化炭素、窒素、六弗化硫黄などを用いてポリスチレン
を含浸し発泡することを教示している。
【0004】米国特許第2531665号明細書は、加
圧下不活性気体により100−125℃で重合体を含浸
し、次に冷却し、膨脹を生じさせるために型中で再加熱
することを教示している。
圧下不活性気体により100−125℃で重合体を含浸
し、次に冷却し、膨脹を生じさせるために型中で再加熱
することを教示している。
【0005】米国特許第2848427号明細書は、少
なくとも2%のCO2 が吸収されるまで、0.01−
0.25%のDVBにより橋かけされたポリスチレンを
Tgより低い温度で加圧下CO2 により含浸すること
を教示している。
なくとも2%のCO2 が吸収されるまで、0.01−
0.25%のDVBにより橋かけされたポリスチレンを
Tgより低い温度で加圧下CO2 により含浸すること
を教示している。
【0006】米国特許第3243485号明細書は、ド
ライアイス中でポリスチレンのフィルムまたはシートを
含浸することを教示している。
ライアイス中でポリスチレンのフィルムまたはシートを
含浸することを教示している。
【0007】米国特許第4695621号明細書は、超
臨界下の二酸化炭素により重合体を精製することを教示
している。
臨界下の二酸化炭素により重合体を精製することを教示
している。
【0008】米国特許第4703105号明細書は、A
BS及びスチレン・アクリロニトリル共重合体から残存
するアクリロニトリル及び他の低分子量化合物を抽出す
ることを教示している。
BS及びスチレン・アクリロニトリル共重合体から残存
するアクリロニトリル及び他の低分子量化合物を抽出す
ることを教示している。
【0009】米国特許第4911869号明細書は、二
酸化炭素及び任意の他の気体発生物により膨脹した粒子
を再含浸することにより低密度発泡物品を成型すること
を教示している。
酸化炭素及び任意の他の気体発生物により膨脹した粒子
を再含浸することにより低密度発泡物品を成型すること
を教示している。
【0010】米国特許第4925606号明細書は、二
酸化炭素により膨脹したシートを含浸することにより押
出した発泡シートをさらに膨脹させることを教示してい
る。
酸化炭素により膨脹したシートを含浸することにより押
出した発泡シートをさらに膨脹させることを教示してい
る。
【0011】ドイツ特許第3323940号明細書は、
超臨界下の二酸化炭素又は六弗化硫黄により重合体を抽
出することによりポリ(メタクリルアミド)を精製する
方法を教示している。
超臨界下の二酸化炭素又は六弗化硫黄により重合体を抽
出することによりポリ(メタクリルアミド)を精製する
方法を教示している。
【0012】ヨーロッパ特許出願第0183314号明
細書は、臨界又は超臨界の温度及び圧力で二酸化炭素ま
たはエチレンによりアクリロニトリル、スチレン、アル
ファ−メチルスチレン及び他の不純物を抽出してアクリ
ロニトリル含有共重合体を精製することを教示している
。
細書は、臨界又は超臨界の温度及び圧力で二酸化炭素ま
たはエチレンによりアクリロニトリル、スチレン、アル
ファ−メチルスチレン及び他の不純物を抽出してアクリ
ロニトリル含有共重合体を精製することを教示している
。
【0013】ヨーロッパ特許出願第0281464号明
細書は、超臨界二酸化炭素による抽出によりスチレン・
ビニルピリジン共重合体を精製することを教示している
。
細書は、超臨界二酸化炭素による抽出によりスチレン・
ビニルピリジン共重合体を精製することを教示している
。
【0014】引用した文献のいずれも、一工程で重合体
を精製、抽出そして含浸することを教示していない。 又、誰も今迄この工程と膨脹及び成型とを組み合わせる
ことを教示していない。
を精製、抽出そして含浸することを教示していない。 又、誰も今迄この工程と膨脹及び成型とを組み合わせる
ことを教示していない。
【0015】
【発明の概要】我々は、二酸化炭素又は他の気体発生物
を再循環可能な装置で含浸、精製及び発泡の工程を単一
の方法に組み合わせることにより、発泡した物品が製造
され、それは非常に少量の残存発泡剤を含みそして残存
発泡剤を殆ど含まずそして重合体からの有機残渣を殆ど
含まない。
を再循環可能な装置で含浸、精製及び発泡の工程を単一
の方法に組み合わせることにより、発泡した物品が製造
され、それは非常に少量の残存発泡剤を含みそして残存
発泡剤を殆ど含まずそして重合体からの有機残渣を殆ど
含まない。
【0016】本発明の方法は、発泡剤として不活性気体
または液体を含む重合体粒子からの発泡体の成型法に関
する。
または液体を含む重合体粒子からの発泡体の成型法に関
する。
【0017】方法に好適な重合体粒子は、ポリスチレン
、スチレン共重合体、ポリフェニレンオキシド、ポリス
チレン・ポリフェニレンオキシドブレンド、ポリオキシ
メチレン、ポリメタクリル酸メチレン、メタクリル酸メ
チル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ン・プロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、これらの橋
かけ結合物、これらのゴム変性物及びこれらの相互浸透
網状物であろう。2−20%の不活性発泡剤または抽出
流体を吸収する任意の重合体又は重合体の組み合わせが
、この方法に適しているだろう。スチレンの特に好適な
共重合体は、5−35モル%の無水マレイン酸及びその
誘導体例えばイミド、N−アルキルイミド、N−フェニ
ルイミド、エステル、半酸及び半エステルとの共重合体
である。他の好適な共重合体は、スチレン・アクリロニ
トリル、シクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、ス
チレン・メタクリル酸メチル、スチレン・メタクリル酸
、スチレン・アクリル酸及びゴム変性高衝撃スチレン共
重合体である。
、スチレン共重合体、ポリフェニレンオキシド、ポリス
チレン・ポリフェニレンオキシドブレンド、ポリオキシ
メチレン、ポリメタクリル酸メチレン、メタクリル酸メ
チル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ン・プロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、これらの橋
かけ結合物、これらのゴム変性物及びこれらの相互浸透
網状物であろう。2−20%の不活性発泡剤または抽出
流体を吸収する任意の重合体又は重合体の組み合わせが
、この方法に適しているだろう。スチレンの特に好適な
共重合体は、5−35モル%の無水マレイン酸及びその
誘導体例えばイミド、N−アルキルイミド、N−フェニ
ルイミド、エステル、半酸及び半エステルとの共重合体
である。他の好適な共重合体は、スチレン・アクリロニ
トリル、シクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、ス
チレン・メタクリル酸メチル、スチレン・メタクリル酸
、スチレン・アクリル酸及びゴム変性高衝撃スチレン共
重合体である。
【0018】不活性発泡剤は、気体又は液体の二酸化炭
素、窒素、空気及び他の気体発生物であろう。周知のよ
うに、これらの剤が前記の重合体に関する発泡剤として
用いられるとき、その剤は、室温及び大気圧で重合体粒
子から非常に早く逃れる。そのため、超臨界流体、高圧
気体又は加圧及び/又は冷却流体を含むことのできる耐
圧装置で粒子を含浸且つ抽出する必要がある。二酸化炭
素の臨界温度及び圧力は、それぞれ31℃及び73バー
ルである。
素、窒素、空気及び他の気体発生物であろう。周知のよ
うに、これらの剤が前記の重合体に関する発泡剤として
用いられるとき、その剤は、室温及び大気圧で重合体粒
子から非常に早く逃れる。そのため、超臨界流体、高圧
気体又は加圧及び/又は冷却流体を含むことのできる耐
圧装置で粒子を含浸且つ抽出する必要がある。二酸化炭
素の臨界温度及び圧力は、それぞれ31℃及び73バー
ルである。
【0019】本発明の方法において、重合体粒子は、耐
圧容器に入れられ、液体又は超臨界条件で流体により抽
出且つ含浸される。抽出物は、次に流体が、凝縮器に排
出されそして耐圧容器に戻される回収室で、循環流体か
ら取り出される。精製且つ含浸した重合体は、次に重合
体を予備膨脹するために加熱される。膨脹した重合体は
、次に型に射出され、発泡する。必要ならば、予備膨脹
された重合体は、成型され発泡される前に、不活性流体
により再含浸される。生成物は、従来の方法により成型
された生成物に比べて、非常に純粋な重合体物品である
。特に、二酸化炭素が抽出流体及び発泡剤である場合、
生成物は、残存発泡剤を有せず、重合体からの残存有機
不純物を最少量有し、そのため食品コンテナー及び飲用
カップに特に有用である。
圧容器に入れられ、液体又は超臨界条件で流体により抽
出且つ含浸される。抽出物は、次に流体が、凝縮器に排
出されそして耐圧容器に戻される回収室で、循環流体か
ら取り出される。精製且つ含浸した重合体は、次に重合
体を予備膨脹するために加熱される。膨脹した重合体は
、次に型に射出され、発泡する。必要ならば、予備膨脹
された重合体は、成型され発泡される前に、不活性流体
により再含浸される。生成物は、従来の方法により成型
された生成物に比べて、非常に純粋な重合体物品である
。特に、二酸化炭素が抽出流体及び発泡剤である場合、
生成物は、残存発泡剤を有せず、重合体からの残存有機
不純物を最少量有し、そのため食品コンテナー及び飲用
カップに特に有用である。
【0020】これらの精製流体の使用は、有機炭化水素
発泡剤が或る地理上の領域に用いられるとき遭遇する反
対を排除する。従って、有毒な煙霧が成型サイクル中放
出しない。その上、型から取り出し後成型により生ずる
残存蒸気が存在しない。完全に満足はできないが、炭化
水素及びCO2 の組み合わせも又使用できる。
発泡剤が或る地理上の領域に用いられるとき遭遇する反
対を排除する。従って、有毒な煙霧が成型サイクル中放
出しない。その上、型から取り出し後成型により生ずる
残存蒸気が存在しない。完全に満足はできないが、炭化
水素及びCO2 の組み合わせも又使用できる。
【0021】
【実施例】下記の実施例は、本発明をさらに説明するこ
とを意味するが、請求の範囲を限定するものではない。
とを意味するが、請求の範囲を限定するものではない。
【0022】実施例1
【0023】214gのポリスチレンビーズ(直径0.
4mm)を、少なくとも50℃の温度で超臨界二酸化炭
素の圧力に抵抗可能な抽出器・含浸器に入れた。二酸化
炭素を所望の時間、所望の温度及び圧力で連続的に加え
た。抽出された材料を含む二酸化炭素を材料から分離し
、大気中に排出したが、それは再生し抽出器・含浸器に
再循環できる。ポリスチレンは、揮発性有機化合物の抽
出前及び後に分析された。
4mm)を、少なくとも50℃の温度で超臨界二酸化炭
素の圧力に抵抗可能な抽出器・含浸器に入れた。二酸化
炭素を所望の時間、所望の温度及び圧力で連続的に加え
た。抽出された材料を含む二酸化炭素を材料から分離し
、大気中に排出したが、それは再生し抽出器・含浸器に
再循環できる。ポリスチレンは、揮発性有機化合物の抽
出前及び後に分析された。
【0024】結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
液体CO2 条件:約81.2kg/cm2 (116
0psig)、室温、135分。超臨界CO2 条件:
約303.5kg/cm2 (4335psig)、5
0℃、324分。ビーズのCO2 含量は8.2%(液
体CO2 による抽出後)、そして4.12%(超臨界
CO2 による抽出後)。
0psig)、室温、135分。超臨界CO2 条件:
約303.5kg/cm2 (4335psig)、5
0℃、324分。ビーズのCO2 含量は8.2%(液
体CO2 による抽出後)、そして4.12%(超臨界
CO2 による抽出後)。
【0026】同様な量の二酸化炭素を含むビーズは、水
蒸気オートクレーブ〔外部約1.4kg/cm2 (2
0psig)及び内部約1.75kg/cm2 (25
psig)〕中で5−10秒間膨脹した。得られたパフ
は、約0.096−0.112g/cm3 (6−7p
cf)の密度を有した。
蒸気オートクレーブ〔外部約1.4kg/cm2 (2
0psig)及び内部約1.75kg/cm2 (25
psig)〕中で5−10秒間膨脹した。得られたパフ
は、約0.096−0.112g/cm3 (6−7p
cf)の密度を有した。
【0027】前記からの予備パフは、ドライアイス中で
種々の時間後カップに成型された。成型した物品の融合
は、等級を付けられそして表2に記録された。
種々の時間後カップに成型された。成型した物品の融合
は、等級を付けられそして表2に記録された。
【0028】
【表2】
【0029】ビーズが予備パフされたとき、CO2 は
完全に消散し、成型物は融合しなかったことが、表II
のデータから分かる。予備膨脹したビーズの再含浸は、
再含浸したビーズをしてかなりのビーズの融合を有する
パーツに成型させた。再含浸でドライアイスの代わりに
空気を用いることは、又説明される。
完全に消散し、成型物は融合しなかったことが、表II
のデータから分かる。予備膨脹したビーズの再含浸は、
再含浸したビーズをしてかなりのビーズの融合を有する
パーツに成型させた。再含浸でドライアイスの代わりに
空気を用いることは、又説明される。
【0030】実施例2
【0031】他の重合体は、二酸化炭素(4−12重量
%CO2 )を用いる抽出により又はなしで同様に含浸
された。これらの生成物は、適切な流体(即ち水蒸気、
加熱グリセリンなど)中で膨脹し、空気中で再含浸後成
型した〔約2.1−21kg/cm2 (30−300
psig)、2−70時間〕。これらの生成物の発泡体
の密度を表3に示す。
%CO2 )を用いる抽出により又はなしで同様に含浸
された。これらの生成物は、適切な流体(即ち水蒸気、
加熱グリセリンなど)中で膨脹し、空気中で再含浸後成
型した〔約2.1−21kg/cm2 (30−300
psig)、2−70時間〕。これらの生成物の発泡体
の密度を表3に示す。
【0032】
【表3】
Claims (21)
- 【請求項1】 (a)耐圧容器の抽出器・含浸器に所
望の重合体又は共重合体の粒子を入れる工程;(b)重
合体粒子を抽出流体により含浸しつつ低分子量化合物を
除くために、重合体粒子を流体により液体又は超臨界条
件で連続的に抽出する工程; (c)抽出器・含浸器から精製且つ含浸した重合体粒子
を分離する工程; (d)重合体・流体ブレンドのガラス転移温度より高い
温度で精製且つ含浸した粒子を予め膨脹する工程;及び
(e)発泡成型機中で加熱することにより膨脹した粒子
を成型する工程よりなる重合体及び共重合体を発泡する
方法。 - 【請求項2】 重合体がポリエチレンである請求項1
の方法。 - 【請求項3】 共重合体が、スチレン並びに5−35
モル%の無水マレイン酸、マレイミド、N−アルキルマ
レイミド、N−フェニルマレイミド、マレイン酸のエス
テル及び半エステル及びこれらの混合物の共重合体であ
る請求項1の方法。 - 【請求項4】 再含浸が、ハロゲン置換分とともに又
はなしで、二酸化炭素及び少量の炭化水素発泡剤の混合
物により達成される請求項1の方法。 - 【請求項5】 重合体が、2種以上の重合体のブレン
ドである請求項1の方法。 - 【請求項6】 抽出流体及び低分子量化合物の混合物
が、連続的に抽出器・含浸器から回収室へ取り出され、
そして混合物は低分子量化合物から抽出液体を分離する
ために凝縮器に排出され、さらに得られる精製した抽出
流体を次に連続的に抽出器・含浸器に戻す請求項1の方
法。 - 【請求項7】 精製且つ膨脹した粒子が、粒子を成型
する前に、気体状、液状または固体状二酸化炭素、空気
、窒素又は他の気体発生物により再含浸される請求項1
の方法。 - 【請求項8】 重合体又は共重合体が、ポリスチレン
、スチレン・アクリロニトリル、アクリロニトリル・ブ
タジエン・スチレン、スチレン・無水マレイン酸、スチ
レン・メタクリル酸メチル、スチレン・メタクリル酸、
スチレン・アクリル酸、高衝撃ゴム変性スチレン共重合
体、ポリ(メタクリル酸メチル)、メタクリル酸メチル
共重合体、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(オキシメチレン
)、ポリ(フェニレンオキシド)、ポリプロピレン、ポ
リエチレン、エチレン・プロピレン共重合体、ポリスチ
レンポリ(フェニレンオキシド)ブレンド、これらの橋
かけ結合物、これらのゴム変性物及びこれらの相互浸透
網状物からなる群から選ばれる請求項1の方法。 - 【請求項9】 請求項1の方法からの精製且つ含浸し
た材料から成型した発泡物品。 - 【請求項10】 物品が飲用カップである請求項9の
発泡物品。 - 【請求項11】 物品が食品コンテナーである請求項
9の発泡物品。 - 【請求項12】 (a)耐圧容器の抽出器・含浸器に
所望の重合体又は共重合体の粒子を入れる工程;(b)
重合体粒子を二酸化炭素により含浸しつつ低分子量化合
物を除くために、重合体粒子を再循環二酸化炭素により
液体又は超臨界条件で連続的に抽出し、二酸化炭素、及
び低分子量化合物の混合物が、連続的に抽出器・含浸器
から回収室へ取り出され、そして混合物は低分子量化合
物から二酸化炭素を分離するために凝縮器に排出され、
さらに得られる精製した二酸化炭素を次に連続的に抽出
器・含浸器に戻す工程; (c)抽出器・含浸器から精製且つ含浸した重合体粒子
を分離する工程; (d)重合体・二酸化炭素のガラス転移温度より高い温
度で精製且つ含浸した粒子を予め膨脹する工程;(e)
膨脹した粒子を気体状、液状又は固体状二酸化炭素、空
気、窒素又は他の気体発生物により再含浸する工程;及
び (f)発泡成型機中で加熱することにより前記の再含浸
し膨脹した粒子を成型する工程;よりなる重合体及び共
重合体を発泡する方法。 - 【請求項13】 重合体がポリエチレンである請求項
12の方法。 - 【請求項14】 共重合体が、スチレン並びに5−3
5モル%の無水マレイン酸、マレイミド、N−アルキル
マレイミド、N−フェニルマレイミド、マレイン酸のエ
ステル及び半エステル及びこれらの混合物の共重合体で
ある請求項12の方法。 - 【請求項15】 重合体が、2種以上の重合体のブレ
ンドである請求項12の方法。 - 【請求項16】 再含浸が、ハロゲン置換分とともに
又はなしで、二酸化炭素及び少量の炭化水素発泡剤の混
合物により達成される請求項12の方法。 - 【請求項17】 重合体又は共重合体が、ポリスチレ
ン、スチレン・アクリロニトリル、アクリロニトリル・
ブタジエン・スチレン、スチレン・無水マレイン酸、ス
チレン・メタクリル酸メチル、スチレン・メタクリル酸
、スチレン・アクリル酸、高衝撃ゴム変性スチレン共重
合体、ポリ(メタクリル酸メチル)、メタクリル酸メチ
ル共重合体、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(オキシメチレ
ン)、ポリ(フェニレンオキシド)、ポリプロピレン、
ポリエチレン、エチレン・プロピレン共重合体、ポリス
チレンポリ(フェニレンオキシド)ブレンド、これらの
橋かけ結合物、これらのゴム変性物及びこれらの相互浸
透網状物からなる群から選ばれる請求項12の方法。 - 【請求項18】 (a)耐圧容器の抽出器・含浸器に
膨脹可能なポリスチレンビーズを入れる工程;(b)ビ
ーズを二酸化炭素により含浸しつつ低分子量化合物を除
くために、ビーズを二酸化炭素により液体又は超臨界条
件で連続的に抽出し、二酸化炭素、及び低分子量化合物
の混合物が、連続的に抽出器・含浸器から回収室へ取り
出され、そして混合物は低分子量化合物から二酸化炭素
を分離するために凝縮器に排出され、さらに得られる精
製した二酸化炭素を次に連続的に抽出器・含浸器に戻す
工程; (c)抽出器・含浸器から精製且つ含浸したポリスチレ
ンビーズを分離する工程; (d)ポリスチレン・二酸化炭素のガラス転移温度より
高い温度でビーズを予め膨脹する工程;(e)膨脹した
ビーズを気体状、液状又は固体状二酸化炭素、空気、窒
素又は他の気体発生物により再含浸する工程;及び (f)発泡成型機中で加熱することにより前記の再含浸
し膨脹したビーズを成型する工程よりなる発泡且つ成型
したポリスチレンを製造する方法。 - 【請求項19】 請求項12の方法からの精製且つ含
浸した材料から成型した発泡物品。 - 【請求項20】 物品が飲用カップである請求項19
の発泡物品。 - 【請求項21】 物品が食品コンテナーである請求項
19の発泡物品。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/546,955 US5049328A (en) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | Purification, impregnation and foaming of polymer particles with carbon dioxide |
US07/546955 | 1990-07-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04226549A true JPH04226549A (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=24182706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3185890A Pending JPH04226549A (ja) | 1990-07-02 | 1991-07-01 | 二酸化炭素による重合体粒子の精製、含浸及び発泡 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5049328A (ja) |
EP (1) | EP0467551A3 (ja) |
JP (1) | JPH04226549A (ja) |
AU (1) | AU635183B2 (ja) |
CA (1) | CA2046003C (ja) |
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