JPS60245538A - 高度の熱形状安定性を持つ気泡材料の製造方法 - Google Patents

高度の熱形状安定性を持つ気泡材料の製造方法

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JPS60245538A
JPS60245538A JP60080053A JP8005385A JPS60245538A JP S60245538 A JPS60245538 A JP S60245538A JP 60080053 A JP60080053 A JP 60080053A JP 8005385 A JP8005385 A JP 8005385A JP S60245538 A JPS60245538 A JP S60245538A
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foaming agent
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ユルゲン・へンケ
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Carl Freudenberg KG
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、押出機中′で液状又は気体状の起泡剤により
熱可塑性樹脂の溶融体を直接処理して発泡性とし、続い
て気泡材料として押出成形する、高度の熱形状安定性を
持った気泡材料の製造方法に関するものである。
［従来の技術］ この種の製造方法の一つは、ドイツ特許公告第１８０８
１７１号に記載されている。その方法では、標準状態で
は固体である任意の熱可塑性ポリマーの軟化された状態
のものに揮発性の有機化合物が添加され、全体が高圧の
下に冷却された混合帯域中で混合された後、常圧の冷た
い帯域に押出される。この場合熱可塑性ポリマーは、揮
発性成分のない溶融体の形で押出機に供給される。
またドイツ特許公告第２５０１９６６号は、バレル中の
溶融体の圧力の変動に合わせて起泡剤の気体圧を変化さ
せる技術を教えている。ここでは高い押出圧力の下でも
液化しない、すなわち臨界温度を越えた一定の熱力学的
条件下にある、例えばＮ２　、Ｎｅ５Ａｒ、Ｈｅの如き
気体を用いることを提案している。
さらにドイツ特許公開筒２９０６９７３号及びヨーロッ
パ特許公開第６８３３２号では、例えばポリスチレン又
はポリオレフィンの熱可塑性気泡材料を得るについての
液体起泡剤として、ハロゲン化炭化水素又はペンタンが
提案されている。
射出ノズルに至るまでの過程で、溶融物質は起泡剤がさ
しあたり揮発しないような高圧を受けている。そして、
ここでは前出の特許と反対に、起泡剤が液体状態である
ことが望まれている。
またその臨界温度は、できる限り高くなければならない
。
脂肪族炭化水素、特に加圧下に初めてポリマー中に溶解
できる脂肪族炭化水素が、ドイツ特許公開筒３２２０８
５６号ではスチロール重合体に対する起泡剤として記載
されている。この場合、８０％までのポリフェニレンオ
キシドが混合される。そして混合物を大気圧下に開放し
た後、気泡材料を外部から強力に冷却しなければならな
い。生成物は嵩密度５５ｇ／ｎ？で、１４４℃までの熱
形状安定性を示す。
［発明の解決しようとする問題点］ 前記した如き種類の方法によって製造された気泡材料は
、あるものは小さな熱形状安定性及び機械的強度しかな
く、またあるものは衝撃靭性が不十分である。あるいは
、得られた気泡材料が軟弾性であるか、もしくは脆い。
広い温度範囲にわたって衝撃靭性があり、弾性があり、
同時に形状安定性があり軽重量でもあり、２００Ｋｇ／
ｒｒ＋より小さい嵩密度を持つような気泡材料は、今日
まで製造されていないのである。
従って本発明の基本的課題は、今述べた諸性質の組合せ
を満足する、新規な気泡材料を実現するにある。すなわ
ち面積当たりの重量を最低にａで、広い温度範囲で衝撃
靭性、弾性、形状安定性を示す気泡材料を実現するにあ
る。そしてその場合、既知の、押出成形の際の熱可塑性
樹脂の直接気体処理法を用いることができるようにすべ
きである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、この課題の解決策は、熱可塑性ポリマ
ーとして、メルトインデックス（メルトフローインデッ
クス又はメルトフローレー））２ｇ／１０分乃至２０ｇ
　／１０分（３００℃／１．２Ｋｇ。
ＤＩＮ　５３７３５又はＩＳＯＩＲ１１３３）のポリカ
ーボネートを用い、押出機のノズルを、離れるまで溶融
体を１５０℃以上に維持し、ノズルを離れた後に追加の
冷却用手段を用いることなく固化することにある。ポリ
カーボネートは押出機中で１５×１０３〜３００Ｘ１０
３ｔｏｒｒ　（２〜４０ＭＰａ）の圧力下に維持される
。
前記ポリカーボネートの中でも、メルトインデックスが
５ｇ／１０分乃至１０ｇ／１０分であるポリカーボネー
トが好適である。余りに小さい粘度のものは、発泡過程
に於ける溶融体の粘度が余りに小さいこととなり、得ら
れた気泡材料の嵩密度が余りにも大きくなる。メルトイ
ンデックスが２ｇ／１０分より小さいポリカーボネート
を用いた場合には、完全には発泡せず、起泡剤の気体収
率が小さくなってしまう。
起泡剤としては、既知の易揮発性有機化合物、特にジフ
ルオロジクロロメタン、モノフルオロトリクロロメタン
、テトラフルオロジクロロエタン、トリフルオロクロロ
メタン、トリフルオロトリクロロエタンあるいは塩化メ
チレンの如きハロゲン化炭化水素が適する。
更に、押出条件下で液体である起泡剤も適当。
であることが示された。これらのものは、例えば前記ヨ
ーロッパ特許公開第６８３３２号に記載されたように、
液体としてポリマー中に溶解する。
ポリカーボネートの押出発泡は、押出条件の下で、臨界
状態を越える状態にある気体によっても可能であり、そ
の例としては例えば既にドイツ特許公告箱２５０１９６
６号に言及された気体、即３Ｎ２　、Ｎｅ、Ａｒ、Ｈｅ
があり、更にはＣＯ２又はＮ２０がある。これらの気体
は、すべて、充分な加熱の下では如何に加圧が高（とも
液化させることができない。つまり相転移の臨界点が低
い温度にあることが共通している。
スチレン又はオレフィンポリマー製の気泡材料を製造す
る場合は、押出機から外に現われ大気圧の下に発泡しつ
つある溶融体を、迅速かつ強力に冷却することが要求さ
れるが、ポリカーボネートの気泡材料を製造する際には
このような冷却は助けにならないことが見出された。こ
のような冷却は反対に、余り、に迅速な固化を招き、起
泡剤のかなりの部分が気泡体形成に使われずに、熱可塑
性樹脂溶融体中に溶解されたままで残ってしまう。
従って、本発明の課題の解決策には、気体の吹付けや冷
たい接触面の如き、追加の補助手段なしに、発泡しつつ
ある溶融体をできるだけ緩慢に放置して固化させるとい
う、他の発泡押出では異常ともいえる過程をとることが
、決定的なことであり、驚くべきことである。溶融体は
、できるだけ多量の起泡剤を気泡体形成に役立てるため
に、発泡過程の終了に至るまで、１５０℃を越え最高２
６０℃までの温度に維持される。そのうえ、押出成形さ
れた気泡材料を１００乃至１８０℃に加熱して約１分間
後処理することにより、生成物の性質を改善することが
できる。従来用いられていたような条件下に発泡させよ
うと試みると、何等の効果的な気泡材料も得られない。
本発明の特徴ある発泡条件でもって初めて、予見できな
かった経済的なポリカーボネート気泡体の製造が可能に
なったものである。
発泡過程に影響を及ぼす他の因子としては、可能な発泡
余効の制御を目的とする、核剤（例えばタルク、白亜、
石粉、ガラス球又は金属粉末）の限定的な添加がある。
［発明の効果］ 上述のようにして、２００Ｋｇ　／　ｒｄと２０ｋｇ／
ｒｒｒの間の嵩密度を持つポリカーボネートの気泡材料
が製造される。このような気泡材料は新規なものであり
、有利な機械的特性値を持つ。軽量建築様式の材料とし
て考案に値するものであり、技術的にも経済的にも意義
深いものである。この気泡材料は、板又は膜として深絞
り成形可能である。また、着色顔料、各種の充填材や補
強材、難燃剤の添加物、及び劣化防止剤などを通常の方
法で加えることができる。従って、例えば力学的にも熱
的にも高度に耐性のある材料を製造することができる。
［実施例］ 以下に二、三の実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。
大嵐桝」 ポリカーボネート　（メルトインデックス２ｇ／ＩＯ分
）をスクリュー直径９０ｍｍ、長さ３７８０ｍｍ　（４
２Ｄ）の−軸スクリユー押出機中で溶融した（材料の温
度２４０乃至２７０℃）。スクリューの回転速度は３６
回転／分であった。押出量はポリマー１００ｋｇ　／時
間であった。１５０のところで、起泡剤としてトリフル
オロトリクロロエタンを１５０ＸＩＯ３ｔｏｒｒ　（２
０ＭＰａ　）の加圧の下で６７！／時間の量で溶融体中
に注入し、ポリマーと混合した。
次いで起泡剤を含んだ溶融体を押出機中で１８０乃至２
６０°Ｃに冷却し、輪状のノズル（輪間隔／ｍｍ）を経
て押出した。次いで、１４０℃に加熱したリングを経て
引出し、追加の冷却は行わなかった。
得られた気泡材料は、１３０Ｋｇ／　ｒｒｌの嵩密度と
、４ｍｍの厚さを持っていた。ＡＳＴＭ　Ｄ　７４７７
０に準拠したＦｒａｎｋ法での曲げ強度は、５°の角度
で１２５０Ｋｇ　／　ｃｎｌであった。
真空成形した気泡材料は、１４０℃の空気循環炉中に２
時間放置してもその形状を維持した。
収縮は１％より小さかった。
太施五」 実施例１と同様に処理を行った。ただし起泡剤としては
、溶融体の１２．６重量％の量のモノフルオロトリクロ
ロメタンを用いた。得られた気泡材料は６３Ｋｇ／ｒｒ
ｒの嵩密度を持っていた。
大震法」 ボ、リカーボネート　（メルトインデックス２ｇ／１０
分）を、スクリュー直径３４ｍｍ、長さ９６０ｎ＋ｎ＋
（約２８Ｄ）の二軸スクリュー押出機中で溶融した（材
料の温度２４０乃至２７０℃）。スクリューの回転速度
は１００回転／分）であった。押出量は１０Ｋｇ／時間
（ポリマーに換算して）であった。
１２０のところの下流で、７５Ｘ１０３ｔｏｒｒ　（１
０ＭＰａ　）の圧力の下に起泡剤モノフルオロトリクロ
ロメタンを０．７β／時間の量で溶融体中に注入し、ポ
リマーと混合した。次いで、起泡剤を含んだ溶融体を押
出機中で２１０乃至２４０℃に冷却し、直径３ｍｍの孔
のノズルを経て押、出した。この丸いストランドは最初
は稠密体であったが、ノズルから２〜３ｃｍの距離のと
ころで緩慢に発泡し始めた。溶融体に含まれた熱は、例
えば気体の吹付けの如き何等かの補助手段を用いること
なく除かれた。得られたズ泡材料は６０Ｋｇ／ｒ／の孔
を持ち、微細で一様な気泡構造を持っていた。
大震法」 発泡した丸いストランドを実施例３と同様にして製造し
た。ただし押出成形後は、赤外線放射界中で約１分間、
１１０乃至１３０℃に連続的に加熱した。得られた気泡
材料ストランドは５５Ｋｇ１ｒｄの嵩密度を持っていた
。
出願人代理人　古　谷　馨 同　溝部孝彦 同　古谷　聡

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　熱可塑性ポリマーを押出機中で揮発性起泡剤と一様
    に混合し、気体で富化され高圧の下にある溶融体を大気
    圧下に押出すことから成る、高度の熱形状安定性を持つ
    気泡材料の製造方法に於いて、前記熱可塑性ポリマーと
    して２乃至２０ｇ　／１０分（３００℃／１．２Ｋｇ　
    ）のメルトインデックスを持つポリカーボネートを用い
    、押出機のノズルを離れるまで溶融体を１５０℃を越え
    る温度に維持し、ノズルを離れた後に追加の冷却手段を
    用いることなく固化させることを特徴とする、前記気泡
    材料の製造方法。 ２　ポリカーボネートのメルトインデックスが５乃至１
    ０ｇ　／１０分であることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の方法。 ３　起泡剤が易揮発性の有機化合物であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 本　起泡剤がハロゲン化炭化水素であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５　起泡剤が、押出条件の下で液体としてポリマー中に
    存在する気体であることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項又は第２項に記載の方法。 ６　起泡剤が、押出条件の下で臨界状態を越えた気体状
    態にある気体であることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項又は第２項記載の方法。 ７　起泡剤がＮ２　、Ｎｅ、Ａ”ｒ、、Ｈｅ、ＣＯ２又
    はＮ２０であることを特徴とする特許請求の範囲第６項
    記載の方法。 ８　ＷＩ融体が１５×１０３〜３００×１０３ＬＯｒｒ
    （２〜４０　ＭＰａ）の圧力下に保たれ、１５０〜２７
    ０℃の間の温度に維持されることを特徴とする特許請求
    の範囲第１１１−から第７項のいずれかに記載の方法。 ９　溶融体を、押出直後に１００〜１８０℃で１分間、
    後加熱することを特徴とする特許請求の範囲第１項から
    第８項のいずれかに記載の方法。
JP60080053A 1984-05-18 1985-04-15 高度の熱形状安定性を持つ気泡材料の製造方法 Pending JPS60245538A (ja)

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