JPS6292824A - 大断面ポリエ−テルイミド発泡体の製造方法 - Google Patents

大断面ポリエ−テルイミド発泡体の製造方法

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JPS6292824A
JPS6292824A JP60231327A JP23132785A JPS6292824A JP S6292824 A JPS6292824 A JP S6292824A JP 60231327 A JP60231327 A JP 60231327A JP 23132785 A JP23132785 A JP 23132785A JP S6292824 A JPS6292824 A JP S6292824A
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JP
Japan
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group
foam
polyetherimide
compound
extrusion
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JP60231327A
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Yutaka Matsuki
豊 松木
Tsuneo Hogi
恒夫 保木
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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、航空機、車両、船舶、自動車等の内装用パネ
ル、あるいは建築物の内装間仕切りノくネル等の軽量複
合パネル芯材、あるいはノくラボラアンテナ、ロボット
アーム等の軽ik複合積層体の芯材として有用な耐薬品
性に優れた、高強度のポリエーテルイミド発泡体に関す
る。
〔従来の技術〕
ポリエーテルイミド発泡体に関しては、特開昭5q−3
t、t3qJ?y公報に分解温度がポリマーのガラス転
移点または融点以上の分解型発泡剤を使用する方法、樹
脂を膨潤性、可溶性の有機溶剤に溶解し、て溶液キャス
トして加熱発泡させる方法、あるいけ、前記有機溶剤に
浸漬または、高濃度ガス中で含有づせ加熱発泡する方法
が言e載され、好ましい有機溶剤としてメチルエチルケ
トン、トリクレン、トリクロルエタン、クロロホルムが
記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕 特開昭69−31.t39号公報に記載されている方法
では、シート状の肉厚の薄い発泡体か、発泡粒子間の融
着が不十分の型内発泡成形体しか得られず、複合パネル
、あるいけ携層体の芯羽として有用な品質が均一で厚み
が10wt以上で少なくとも/θOfiの幅をもつ板状
発泡体、あるいは厚みが10簡以上の円筒状ないしは異
形断面形状の柱状発泡体は得られなかった。
まだ、たとえ特開昭69−3t/39号公報に記載され
ている方法で得たシート状発泡体を後加工で接着し板状
発泡体としても、シート相互の接着を均一に行なうこと
が難しく、圧縮強度、セン断強度及び弾性率等の機械的
特性が均一な品質の優れた発泡体は得られなかった。
本発明は、品質の均一な大断面積を有するポリエーテル
イミド発泡体、特に、断面積IQOQWM+”以上の板
状発泡体または異形断面発泡体を提供する製造方法に関
する。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明者らは、機械的特性、熱的特性等が均一で、パネ
ル芯材として有用な大断面を有するポリエーテルイミド
発泡体の製造方法を鋭意検討し、押出し及び発泡可能な
ポリエーテルイミド組成物を、特定の成形装置を付した
押出しオリアイスを通じ低圧域中に押出し発泡するとと
くより優れた品′jIヲ有する大断面のポリエーテルイ
ミド発泡体が得られることを見い出し本発明を完成する
に至った。
すなわち本発明は、押出し及び発泡可能なポリエーテル
イミド組成物を、加熱可塑化し押出し、オリフィスを通
じ、製品形状にほぼ対応する断面形状を有し、かつ断面
形状がオリフィス出口側から製品出口方向に向かって漸
次増大する成形装置の低圧域中に押出し5、発泡可能な
ポリエーテルイミド組成物を膨張させ当該成形装置内を
ほぼ充満させ、成形装置の製品排出口付近の内壁に接触
させるとともに発泡させるポリエーテルイミド発泡体の
製造方法に関する。
本発明における押出し及び発泡可能々ポリエーテルイミ
ド組成物は、ポリエーテルイミド/にg当り、塩化エチ
ル、塩化メチル、4/−ジクロルエタン、アセトン、メ
チルエチルケトン(以下化合の混合物、/、2−ジクロ
ルエタン、塩化メチレン、/、 /、λ−トリクロルエ
タン、クロロホルム、ジクロロフルオロメタン(以下化
合物B群と称す)から選ばれたもの、及びまたは常圧下
での沸点が−aj℃〜l−〇℃の範囲内にある上記化合
物A群及びB群を除いた揮発性有機化合物(以下化合物
C群と称す)から選ばれたものと、化合物A群から選ば
れたものとの2種以上の混合物、あるいは化合物B群か
ら選ばれたものと、化合物C群から選ばれたものとの混
合物が0.2モル以上含まれるものである。
化合物C群としては、水、メタノール、エタノール、ト
ルエン、四塩化炭素、トリクロロフルオロメタン、/、
 /、 / −) IJジクロロタン、トリクロロトリ
フルオロエタン、ジクロロジフルオロ)1ン、ジクロロ
テトラフルオロエタン、クロロジフルオロメタン、エチ
ルエーテル、ペンタン、ブタン、プロパ/等の揮発性有
機化合物が挙げられる。
本発明において、これら揮発性有機化合物の組1ム枳小
針千票プ水りイ lしΔ龜り他出イ南づI斗Jリエーテ
ルイミドへの溶解、可塑化効果が大きすぎ押出し安定性
に劣り、また、たとえ押出発泡させても発泡体中にこれ
ら化合物が溶解し残留しているため圧縮強度、セン断強
度、弾性率等の機械的物性が劣り、パネル用の芯材とし
て実用性能に劣るものしか得られない。壕だ、化合物6
群単独では、ポリエーテルイミドへの溶罫が極度に小さ
く樹脂/ Kg当り0.2モル以上含有させることが困
難で、均一な気泡を有する発泡体が得られず、高温加圧
下に溶融混練して均一に分散させようとすると、ポリエ
ーテルイミドの溶融温度が300℃以上の高温であるた
め、これら化合物あるいけ樹脂が分解してしまい高品質
の発泡体が得られない。
揮発性有機化合物は、化合物A群の単独筺たは化合物A
群から選ばれた混合物、化合物A群とB群、B群と6群
、6群とA群、及び化合物A群、B群及び6群との混合
物が使用されるが、混合物の場合の混合比率は、特定の
成分の含有率がj−9!モルチの範囲内で、かつ化合物
B群を含む場合は化合物B群がj−≠Oモルチ の範囲
内となるように選定される。化合物B群の含有率が混合
物中(1−Qモルチを超えて多くなると、当該ポリエー
テルイミド組成物はもはや押出しが不安定となり、均一
な品質の発泡体が得られず好ましくない。一方、化合物
B群の含有率が混合物中jモルチに満たない少量の場合
は、その効果が小さく好ましくない。
本発明組成物において用いるポリエーテルイミドは、公
知の方法(米国特許第3..1” OJ、 0どj4、
第3. g 3 g、 097号、第3Jlt711.
7号、第3.9 g 3.093号、第J、 9 f 
Z A 70号、第3.99 /、 004を号、@1
A293.tJJ号明細書)で製造することができ、例
えば、一般式または−8−1qはO−!:たけ/、yは
/〜5の整数である)で表わされる二価の有機基、−R
−は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基もしくけその・
・ロゲン化誘導体、炭素数2〜20のアルキレン基もし
くはンクロアルキレン基、炭素数2〜ざのアルキレン基
で末端停止されたポリジオルガノ/ロキザンl −5−1−S−tたばCxH2x1Xけ/〜jの整数で
あ1す る)で表わされる二価の有機基、nけ/よりも犬きく、
かつポリエーテルイミドの固有粘度が07以上、好まし
くは035以上となるような値である〕で表わされるポ
リエーテルイミドが用いられる。
また、本発明においては、これらのポリエーテルイミド
のほかに、場合によ抄その分子鎖末端を無水フタル醗で
封鎖されたものや、前記一般式〔I〕における酸成分(
o rり) 、エーテル成分(−0−2−0−)及びア
ミン成分(−R−)の少なくとも/成分がλ稲以上の基
からなる共重合体を用いて吃よいし、あるいけこれらの
重合体のブレンド物、または所望により他の重合体をブ
レンドしたものも用いることができる。
これらのポリエーテルイミドけ、所望の目的に応じた特
性を有するものが適宜選ばれて使用される。例えば、高
温用断熱材オたは構造材として使用する場合は、ガラス
転移点が200℃以上の高いものが好ましく、緩衝性能
に優れた発泡体を得る場合は、ガラス転移点が/qO℃
未満のものが好ましい。
本発明組成物は、ポリエーテルイミドの粉末、粒子、ス
トランド、切断ベレット等を前記した揮発性有機化合物
とともに容器に入れ、液相中あるいけ気相中で加熱して
樹脂中に揮発性有機化合物を含浸させるか、ポリエーテ
ルイミドを押出機中で加熱溶融し、押出機の出口側に付
けられた圧入装置から揮発性有機化合物を樹脂に注入し
て均一に混練し、冷水槽中に押出し、て急速に冷却し発
泡を抑制して含浸ベレノトヲ得る方法で得られる。
または、押出機中でポリエーテルイミドと揮発性有機化
合物を加熱混練した後、そのまま押出し発泡プロセスに
接続し発泡成形させてもよい。揮発性有機化合物の含浸
け、目標の組成とした混合物を一度に含浸しても、別々
に分けて含浸してもよい0 本発明における好ましい方法は、あらかじめ揮発性有機
化合物を含浸し、低温で押出し可能としたポリエーテル
イミド組成物を押出発泡装置に供給し、そのまま、ある
いは更に押出機の先端部から揮発性有機化合物(!#に
化合物C群)を圧太し、押出しオリフィスを通じ、成形
装置の低圧域中に押出しポリエーテルイミド発泡体を製
造する方法である。
本発明の成形装置は、ポリエーテルイミド発泡体を製造
する上で重要で、成形装置がないと断面積が非常圧小さ
い押出発泡体しか得られず、積層パネルに使用可能な芯
材が得られない。この成形装置の効果を明らかにするた
め、代表的な発泡体であるポリスチレンの場合との比較
を第A表に示した。第A表は、口径3Io+のノズルか
ら押出発泡筒    A    表 した時の発泡体の径を示したものである。自由発泡の場
合、ポリエーテルイミドはポリスチレンに比べ断面積が
約so%も小さく、成形装置を付してはじめてポリスチ
レンと同等の断面積を有する発泡体が得られ、断面積拡
大効果はポリスチレンに比べて大きいことが明らかであ
る。
本発明の成形装置は、製品形状にほぼ対応する断面形状
を有し、かつ当該断面形状がオリフィス出口側の部分に
おいてオリフィス出口側から製品出口方向に向かって漸
次増大するものである。本発明の成形装置の例を側断面
図で示したものが第1図及び第2図である。図中/は押
出し、オリフィスであゆ、2は成形型、3は成形グレー
トで成形型内の断面形状を漸次増大させるためのもので
ある。第2図は本発明の成形装置の別の例を示すもので
、lは保温・冷却が可能で、かつ製品の断面す法により
微調整が可能な可動式補助成形型で、jはその可動式連
結具である。3の成形プレートは断面形状を漸次増大さ
せる働きをするもので、その傾斜角θは、ポリエーテル
イミドの均一、大断面積への発泡に重要で、750以上
、q o6未満の傾斜角であることが好ましい。θが/
j0に満たない場合には、押出発泡体の表面に/ワが生
じ、表面が平滑でなくなる。また、θが900、すなわ
ちの凹凸が生じ、圧縮強度が極めて低い品質の劣った発
泡体しか得られず好ましくない。成形型λの内面の内、
成形プレート3に被われていない部分は、オリアイスの
中心軸に対して平行または約/j6の範囲内で排出口に
向かって拡大または縮小した形状であり、補助成形型も
可動連結具5の開度により上記範囲内で調整される。成
形型及び成形プレートの内面は、押出し発泡体の形状に
ほぼ対応する断面形状を有するが、押出し方向への形状
は第1図及び第2図に示したように直線で構成される形
状であることが好ましい。押出し、方向への形状を放物
曲線で代表される曲面状だすると、発泡体との摩擦が大
きくなりすぎて表面が毛羽立ち、ンワ等の欠陥が多くな
り好壕しくない。
本発明の成形装置の内面は、鋼材、各種合金材、あるい
はこれらにメッキ処理1.たもの、フッ素樹脂コート処
理1.たもの、フン素樹脂板を接合し友もの・あるいは
補強趣維で補強したフッ素樹脂板、シート、フィルムを
接合し7たもの等の材料が使用六れふ、 本発明の成形装置には、その目的により加熱装置、保温
装置、冷却装置を付けることができる。
また、可動式補助成形型に圧力調整用の支持装置を付け
てもよい。
本発明の成形装置は、その断面形状がほぼ製品形状に対
応していれば、必ずし本断面外周にわたって密閉した形
状でなくてもよい。例えば、幅の広い板状の発泡製品の
場合、押出しオリアイスの両端面側は開放した2枚の平
板状成形プレートでよい。この例を第3図C細断面図)
及びダ図(正面図)K示した。また、成形プレート3は
、第3図、1図に示したように一様の幅であっても、第
5図(A)(斜視図)、(B)(正面図)K示したよう
に押出し方向に向かってその幅が両次拡大するものであ
ってもよい。成形プレート3の長さ、及び成形型2ある
いけ補助成形型グの長さは、ポリエーテルイミド組成物
の樹脂槽、揮発性有機化合物の種類、含有量、組成及び
発泡体の断面寸法、押出し発泡の発泡速度等によって適
正な長さが選択される。
本発明のポリエーテルイミド発泡体は、前記の成形装置
内で、発泡可能なポリエーテルイミド組成物を膨張させ
、はぼ充満させ、成形装置の排出口付近の内壁に接触さ
せるとともに発泡させることKよって製造される。ポリ
エーテルイミドは前記したとおり、押出発泡した場合そ
の製品の断面積が小さく実用上必要な寸法の発泡体を得
るには非常に大型の押出装置を必要とした。本発明の方
法はこの断面積を大きくするための方法で、その効果は
前記第1表に示したとお抄である。成形装置内で発泡可
能なポリエーテルイミド組成物を膨張させ、はぼ充満さ
せることけ押出を安定に行なう上で必要で、成形装置内
をいっばいだ充満させてしまうと、押出が不安定となり
表面に大きな/ワが生じたり、製品形状が不均一となっ
たり、場合によって成形装置内で閉塞を起こしてしまい
好ましくない。また、成形プレートの一部及び成形型の
内壁に接触させるとともに発泡させることは均一な断面
形状を確保し、大断面積の製品を得るために必要で、成
形装置の成形プレート全面で接触させると製品の表面に
波うちが生じたり、押出しが波状的に変動して好ましく
ない。一方、内壁Kまったく接触させないと製品の形状
が不均一となり、また、製品の断面積は小さくなり本発
明の目的を達成できない。上記した成形装置内での発泡
体の状卯は、1&形型2の押出しオリフィスに対する開
度(開口面積及び開口寸法の比率)及び、成形装置を出
た後に設置きれる発泡製品の搬送設備の速度を調整して
制御される。その条件は、使用するポリエーテルイミド
組成物の樹脂梗、揮発性有機化合物種、含有率、組成等
及び製品の形状、大きさ等によφ適宜決定される。
本発明で使用される押出しオリフィスは製品断面形状に
t−iぼ相似の形状をした単一孔であっても、製品断面
形状に相似した形に配置した多数個のオリフィスからな
るものでもよい。
〔作  用] 本発明はポリエーテルイミドを押出発泡キせる場合に、
押出し安定性及び元部性に優れた発泡性ポリニーデルイ
ミド組成物を、押出し、オリフィスから成形装置の低圧
域中に押出し、オリフィスに接続し製品押出し方向く向
かって断面形状が漸次増大する成形プレート及び成形プ
レートに接続し製品断面とほぼ同じ断面を有する成形型
からなる成形装置内で、発泡可能な組成物を膨張させ、
はぼ充満させ、成形プレートの一部及び成形型の内壁に
接触させるとともに発泡させることにより、大断面積を
有する発泡体を製造する方法に関する。
〔実施例〕
以下本発明を実施例で詳細に説明する。
実施例における発泡体の性状は各々以下の方法によって
評価した。
密  度 二ASTMDI62−に記載の方法で測定し
た。
独立気泡率 :  ASTMD srs乙に記載のエア
ピラノメータ法により測定した。
気泡の大きさ: 発泡体サンプルを約/rtmにスライ
スして25倍に投影拡大し、20 個以上ランダムに選んだ気泡の径 を測定し、その平均値で示した。
圧縮強度 :ASTMD/6コ/の記載に準じ、30v
a X j Om 、厚さ20醪のサンプルで測定した
発泡端面倍率: 押出し発泡された発泡体の断面を写真
に撮し、その断面積を求め、 押出しオリフィスの開口断面積と の比率で示した。
実施例1 口径po鰭、L/DノIrの押出機の先端側に揮発性有
機化合物の圧入装置を堰付け、押出機の出口にロータリ
一式の冷却装置を接続し、その出口に口径−,3+11
11.ランド3簡の押出し、オリフィス分取付けた押出
発泡装置に、2.−一ビス(’l −(J、 e−〕カ
ルボキシフェノキ/)フェニル〕プロパンシア/・・イ
ドライドとm−フェニレンジアミンとから得られた粒状
のポリエーテルイミド(ジェネラルエレクトリック社製
、 Ultem 1000 )を1. / Kirの速
度で供給し、330℃に加熱溶融し、第1表に記載した
揮発性有機化合物をそれぞれ/タモル/樹脂7に4とな
る速度で圧太し均一だ混練した後、iq。
〜200℃に冷却し、押出しオリフィスから大気中に押
出し発泡させた。得られた発泡体の密度及び発泡体の気
泡の均一性、収縮の度合いを測定した結果を第1表に示
した。また、押出し発泡を連続して実施した時の押出し
安定性、押出し量の変動、押出し圧力の変動、発常体の
形状変動、密度変動等から評価した結果も示した。第1
表の結果から化合物A群の揮発性有機化合物が押出し安
定性、窩発泡性、気泡の均一性ともに優れていることが
明らかである。
(以下余白) 実施例2 実施例/と同じ押出し発泡装置に、ポリエーテルイミド
(Ultem 1000 )を供給し、第−表だ示した
揮発性有機化合物の混合物を供給し、実施例/と同様の
方法で押出し発泡した。得られた発泡体の性状を第1表
に示した。単独で押出し及び発泡が困難な化合物B群、
化合物C群も化合物A群も含めて混合することによって
高発泡が可能で、押出し安定性にも優れることが明らか
である。なお、化合物B群に属する揮発性化合物は混合
組成のグ0モルチを超えて混合すると押出し安定性が悪
くなり、独立気泡率も低い品質の劣った発泡体しか得ら
れない。
(以下余白) 実施例3 実施例/で使用した押出し発泡装置において押出しオリ
フィスを開口間隔0lOIl篩、開口幅jλ鯨のスリッ
ト状のものに替え、この押出しオリフィスに第3図及び
第q図に示した成形装置を設けた発泡装置を使用して板
状の発泡体を押出し発泡した。ポリエーテルイミドはジ
ェネラルエレクトリック社製Ultsm 1000を使
用し1、あらかじめ樹脂粒子((アセトンを//λモル
/Ky含浸させたものを押出機如供給し、210℃で溶
融し、揮発性有機化合物の圧入装置でジクロロテトラフ
ルメロエタンヲo、−2rモル/に9樹脂となるように
圧入し、均一に混練して/りj〜iqt℃に冷却して押
出し発泡した。成形装置Mtの形状及び押出し発泡条件
を第3表に示したように変えてそれぞれ押出し発泡して
得られた発泡体の性状を第3表に示した。第3表におい
て/−θ、h、11.1□はそれぞれ第3図に示した成
形装置の成形プレートの傾斜角、成形プレートの最大高
さ、成形型の長さ、及び補助成形型の長さである0 第3表から、成形プレートの傾斜角が75°以上900
未満であるオリアイス出口側から製品出口方向に向かっ
て漸次増大する成形装置内で、成形装置の内壁に接触さ
せるとともに発泡させることにより、断面倍率が太きく
、表面外観が平滑で、独立気泡率、圧縮強度に優れた発
泡体が得られることが明らかである。
(以下余白) 実施例ダ 口径po藺、I4/D20の押出機の先端に、口径2.
3瓢、ランド3簡の押出しオリフィスを取付けた押出発
泡装置に、アセトン 乙ダモル/Kf含浸させたポリニ
ー−とルイミド(ジェネラルエレクトリンク社製、 U
ltem 1000 )を供給し、iqs −roo℃
で加熱溶融し、押出l−オリフィスから大気中に押出し
発泡した。この時、押出しオリスイスの先端に、Lθ#
JO1h=J’瓢、外径20回のリング状成形プレート
を内挿したl、=3QfKm、内径20嘔の円筒状成形
型を取付けて、外径的20txgの丸棒状の発泡体を得
た。発泡体の密度dl12Kfm’%平均気泡径Q、J
var、表面が滑らかな、独立気泡率9.1′チの良好
な発泡体であった。
なお、アセトンの替りにクロロホルムを/JモルA含浸
きせたポリエーテルイミドを使用して同様に押出し発泡
を試みたが、押出機内で樹脂の流れが不安定となり、安
定した押出し発泡が出来なかった0 〔発明の効果〕 本発明は、航空機をはじめとして産業上有用な軽量複合
パネルの芯材として有用なポリエーテルイミドの大断面
を有する押出発泡体、特に板状発泡体を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
、第1図は、本発明の成形装置の側断面図である。 第2図及び第3図は、本発明の成形装置の別の例を示す
側断面図である。第1図は、第3図の成形装置の正面図
である。第5図は、成形プレート3の別の例を示したも
ので、(4)は斜視図、(B)は正面図である。 図中、/は押出しオリアイス、コは成形型、3け成形プ
レート、lIは可動式補助成形型、jはその可動式連結
具である。 特許出願人 旭化成工業株式会社 代理人弁理上 星   野     6第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)押出し及び発泡可能なポリエーテルイミド組成物
    を、加熱可塑化し押出しオリフィスを通じ、成形装置の
    低圧域中に押出しポリエーテルイミド発泡体を製造する
    方法において、オリフィスに接続し製品押出し方向に向
    かつて断面形状が漸次増大する成形プレート及び成形プ
    レートに接続し製品断面とほぼ同じ断面を有する成形型
    からなる成形装置内で、前記発泡可能なポリエーテルイ
    ミド組成物を膨張させほぼ充満させ、成形プレートの一
    部及び成形型の内壁に接触させるとともに発泡させるこ
    とを特徴とする大断面ポリエーテルイミド発泡体の製造
    方法。
  2. (2)押出し及び発泡可能なポリエーテルイミド組成物
    が、ポリエーテルイミド1Kg当り、次に示した化合物
    A群から選ばれた1種または2種以上の混合物、化合物
    A群と化合物B群との混合物、化合物B群と化合物C群
    との混合物、化合物A群、B群及びC群との混合物、あ
    るいは化合物A群と化合物C群との混合物が総計0.2
    モル以上含有するものである特許請求の範囲第(1)項
    記載の大断面ポリエーテルイミド発泡体の製造方法。 化合物A群:塩化エチル、塩化メチル、1,1−ジクロ
    ルエタン、アセトン、 メチルエチルケトン 化合物B群:1,2−ジクロルエタン、塩化メチレン、
    1,1,2−トリクロルエ タン、クロロホルム、ジクロロ フルオロメタン 化合物C群:常圧下での沸点が−45℃〜120℃の範
    囲内にある上記化合物A 群及びB群を除いた揮発性有機 化合物。
JP60231327A 1985-10-18 1985-10-18 大断面ポリエ−テルイミド発泡体の製造方法 Pending JPS6292824A (ja)

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JP60231327A Pending JPS6292824A (ja) 1985-10-18 1985-10-18 大断面ポリエ−テルイミド発泡体の製造方法

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