KR20060098387A - 셀 형태 제어를 위해 나노-입자를 사용한 열가소성 폼의형성 방법 - Google Patents

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Abstract

생성된 폼의 셀 형태를 제어하기 위해 나노-입자 제제를 사용하는 폐쇄-셀, 알케닐 방향족 중합체를 만드는 방법으로, 이는 중합체 유리 전이 온도(결정 중합체의 경우) 초과의 온도 또는 중합체 용융점(무정형 중합체의 경우) 초과의 온도에서 중합체 용융물을 형성; 선택된 나노-입자를 중합체 용융물에 혼입; 증압하에서 발포제를 중합체 용융물에 혼입; 난연제와 같은 기타 첨가물을 중합체 용융물에 임의 혼입; 및 감소된 평균 셀 크기 범위 및/또는 셀의 증가된 대칭성과 같은 요소로 특징지어지는, 요구되는 셀 형태를 갖는 폼 생산물을 생산하기에 충분한 조건하에서 중합체 용융물을 압출하는 것을 포함한다.

Description

셀 형태 제어를 위해 나노-입자를 사용한 열가소성 폼의 형성 방법{METHOD OF FORMING THERMOPLASTIC FOAMS USING NANO-PARTICLES TO CONTROL CELL MORPHOLOGY}
본 발명은 나노-입자를 기핵제로 사용함으로써 광범위한 셀 형태를 갖는 알케닐 방향족 중합체 경질 폼 생산을 위한 방법과 관련이 있다. 이러한 경질 폼은 다수의 통상적인 단열 적용에 적합한 경질 절연폼 보드 형성용으로 유용하다.
경질 중합체 폼 보드의 물리적 특성, 예컨대 이들의 압축 강도, 열전도도, 수치 안정성, 물 흡수율은 보드를 형성하는 재료의 미세구조, 즉 폼의 셀 형태에 크게 좌우된다. 그러나, 전체 폼 특성을 최적화시키거나, 또는 폼의 단열 수치와 같은 특정 성질을 개선시키는 경향이 있는 바람직한 셀 형태의 일관된 생산을 위해 필요한 정도로의 중합체 포밍(foaming)을 제어하기 어려울 수 있다.
요구되는 셀 형태를 갖는 폼 미세구조를 만들기 위한 이전 기술에서의 시도는 무기 산화물, 다양한 유기 재료 및 금속으로부터의 분말과 같은 기핵제의 사용을 포함한다. 이러한 기핵제 중에서 무기 산화물, 예컨대 탈크, 티타늄 이산화물 및 카올린이 가장 통상적으로 사용된다. 폼을 형성하기 위해 사용되는 기핵제(들)의 크기, 모양, 입자 분포 및 표면 처리는 모두, 기핵 효율에, 결과적으로는, 생성된 폼에서의 셀 크기 형태 및 분포에 영향을 주는 경향을 가질 것이다.
그러나, 중합체 전체에서 기핵제 입자를 고르게 분포시키는 것 및/또는 분산된 입자의 응결을 억제하는 것이 어렵기 때문에 셀 형태를 제어하는 통상적인 방법은 제한되는 경향이 있다. 생성된 폼에서의 특정한 구조적 결합은 일반적으로, 최소한 부분적으로, 저밀도 상업용 절연폼에 있어서 기핵제 입자(특히, 일정 정도의 응결이 있는 경우 수 마이크론의 범위일 수 있음)와 요구되는 셀 미세구조(1 마이크론 이하의 목표 셀 벽 두께를 가질 수 있음) 사이의 수치 차이 때문이다.
이러한 기핵제 입자와 셀 벽 두께 사이의 크기 차이는 또한, 기핵제와 나노-규모 중합체 사이의 상대적으로 약한 상호작용을 야기하고, 따라서 전체 폼 구조를 약하게 할 수 있다. 유사하게, 세포의 결함 또한, 최소한 일부는, 중합체 내에서 고르게 분산되는 것을 어렵게 하는, 가장 통상적인 무기 기핵제의 친수성 표면 때문일 수 있다. 이러한 효과는 기핵제가 약 2 중량% 초과 수준으로 첨가되거나 또는 생성된 폼의 셀 크기 중앙값이 약 120 마이크론 미만일 때, 생성된 보드 폼에 주름이 생기는 등의 가공시 어려움을 야기할 수 있다.
폼 구조의 물결 효과를 피하기 위한 이전 기술의 시도에서, 미국 특허 제 4,229,396 호에 기재된 왁스성 조성물 및 미국 특허 제 5,489,407 호에 기재된 비왁스성 조성물과 같은 셀 크기 증대제(enlarging agent)를 사용하였다.
쌍봉(bi-modal) 셀 형태를 갖는 폼 구조를 위한 다른 노력(Kanelite Super EIII, Kaneka, Japan)에서는 혼합불가능 발포제, 예컨대 물 및 탄화수소의 사용을 포함한다. 그러나, 이러한 조합은 중합체 중의 낮은 수용성, 및 압출 공정 중에 통상적으로 사용되는 증가된 온도에서 물과 헥사브로모사이클로도데칸(HBCD)과 같은 난연제의 반응 때문에 가공상 어려움을 야기하는 경향을 가질 것이다.
본 발명의 요약
본 발명은, 나노-입자 기핵제가 셀 형태를 제어하기 위해 사용되는, 폐쇄셀, 알케닐 방향족 중합체 폼을 생산하는 방법을 제공한다. 대표 공정은 하기를 포함한다: 1) 중합체의 유기 전이 온도(결정 중합체의 경우) 또는 중합체의 용융점(무정형 중합체의 경우) 초과의 온도로 알케닐 방향족 중합체를 가열시켜 중합체 용융물을 형성; 2) 선택된 나노-입자 적당량을 중합체 용융물에 혼입시켜 중합체의 성질 및 흐름성, 용융 강도와 같은 공정 거동을 변화; 3) 증압하에서 중합체 용융물에 발포제를 혼입; 4) 난연제와 같은 다른 첨가제를 중합체 용융물에 혼입; 및 5) 대기압 또는 대기압 미만(부분 진공)에서 폼 보드를 압출 및 형성시켜, 셀 크기 범위 및 분포, 셀 배향도 및 셀 벽 두께와 같은 요인들로 특징지어지는 요구되는 셀 형태를 생산한다.
추가적으로 본 발명에 따라, 나노-입자는 통상적으로 한 차원 이상에서 100 nm 미만의 입자이고, 표면 개질 나노-입자, 중앙의 마이크론 크기의 입자와 기계화학적인 결합을 갖는 나노-입자, 마스터 배치(master batch) 조성물과 같은 중합체, 및/또는 액체 발포제와 조합되는 나노-입자로써 중합체에 혼입될 수 있다. 추가적으로 나노입자 중합체 화합물은 개재(intercalrated)나노층, 예컨대 나노-몬트모릴로나이트(MMT) 또는 팽창흑연(expanded graphite)을 중합체와 단순 혼합하여 형성한 화합물, 또는 박리시킨 나노-층, 예컨대 나노-MMT 또는 다른 표면-개질 무기 또는 흑연 입자의 존재하에 중합체 전구체의 인시츄(in-situ) 중합을 통해 형성된 화합물일 수 있다.
본 발명의 제 1 의 대표 구현예는 표면 개질 소수성 나노-MMT 입자를 사용하여 약 60 마이크론의 상대적으로 작은 중앙값 셀 크기를 갖는 경질 중합체 폼의 생산 방법을 제공한다. 이와 비교하여 통상적인 폼은, 친수성 탈크와 같은 통상적인 무기 기핵제를 사용하여 생성한 150 마이크론 초과의 중앙값 셀 크기를 갖는 경향이 있다. 본 발명의 이 구현예에 따라 제조된 경질 폼에서는 주름이 검출되지 않고, 약 30% 개선된 압축 강도를 지닌다.
본 발명의 제 2 의 대표 구현예는, 탈크와 같은 통상적인 기핵제에 부가적으로 예를 들어 탄산칼슘인 바늘 모양의 나노-입자를 첨가함으로써 관찰할 수 있는, 약 1.0 인 통상적인 셀 배향도와 비교하여, 약 1.4 이상의 증가된 셀 배향도를 갖는 경질 폼의 생산 방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 의 대표 구현예는, 생성된 폼의 기계적 강도를 개선시키고, 열전도율 감소(따라서 절연 수치 증가시킴)시키기 위한, 감소된 중앙값 셀 크기 및 더 얇은 셀 벽을 갖는 경질 폼을 생산하기 위해, 나노-MMT와 같은 나노 규모인 기핵제와 이산화탄소 발포제를 조합 사용함으로써 개선된 폼 구조를 형성하는 방법을 제공한다.
도 1 은 전형적인 XPS 폼의 셀 벽 구조의 SEM 이미지를 보여준다.
도 2 는 전형적인 압출 폴리스티렌 ("XPS")폼의 셀 스트럿(strut) 구조의 SEM 이미지를 보여준다.
도 3 은 약 0.5 % 의 나노-클레이 기핵제로 생성된 약 81 마이크론의 평균 셀 크기를 갖는 XPS 폼의 SEM 이미지를 보여준다.
도 4 는 2 % 나노-탄산칼슘과의 XPS 폼의 셀 크기, 셀 크기 분포, 및 셀 배향도(x/z)의 광학 현미경 이미지를 보여준다.
도 5 는 3.3 % 나노-팽창흑연 기핵제와의 XPS 폼의 셀 크기, 셀 크기 분포, 및 셀 배향도(x/z)의 광학 현미경 이미지를 보여준다.
도 6 은 기핵제로써 5 % 나노-MMT 및 발포제로써 6% CO2 를 사용하여 제조한 XPS 폼 샘플의 SEM 셀 형태 이미지를 보여준다.
대표 구현예의 자세한 설명
셀 형태는 셀 평균 크기, 셀 이방성 비율 또는 셀 배향도, 셀 밀도, 셀 크기 분포, 셀 벽 두께, 셀 스트럿 유효 직경, 개방/폐쇄 셀 비율, 셀 모양, 예컨대 5변형 12면체, 마름모꼴 12면체, 4변형 12면체(곡면을 가짐), 및 다른 셀 모델, 예컨대 바이(bi)-셀 및 셀-중-셀(cell-in-cell) 모델과 같은 요소를 포함한다. 이러한 셀 형태 요소 중에서, 셀 평균 크기, 셀 벽 두께, 셀 스트럿 유효 직경 및 셀 배향도가 폐쇄 셀 폼의 폼 물리적인 특성을 결정하는 주요 요소이다. 도 1 및 2 는 전형적인 XPS 폼의 셀 벽 및 스트럿 구조의 SEM 이미지를 보여준다. 만약 중합체 폼을 균일한 크기를 갖는 5변형 12면체의 폐쇄 벽으로, 이상적으로 표현한다면 셀 벽 두께 및 스트럿 유효 직경은 폼의 밀도 및 셀 크기에 주로 의존한다.
본 발명은 상대적으로 넓은 범위내의 셀 배향도뿐 아니라, 셀 크기, 셀 벽 두께, 스트럿 유효 직경을 제어하기 위해 나노-입자 및 관련된 압출 공정을 사용한다. 그러나, 통상적인 중합체 폼은 약 120 내지 280 마이크론 사이의 범위내 셀 평균 크기를 가지는 경향이 있다. 본 발명에 따른 나노-입자 기술을 사용함으로써, 수십 마이크론 내지 수백 마이크론 셀 평균 크기를 갖는 중합체 폼 구조를 생산할 수 있다. 본 발명에 따른 중합체 폼을 생산하는데 사용되는 나노-입자는 바람직하게, 알케닐 방향족 중합체 재료에 대해 약 0.01 내지 10 중량%, 더 바람직하게 약 0.05 내지 2.5 중량% 비율로 중합체 용융물 내에 함유된다.
본 나노-입자 셀 크기 제어 제제의 입자 크기는 전형적으로 한차원 이상에서 100 Å 이하이고, 표면이 개질된 또는 개질되지 않은 유기 또는 무기 재료일 수 있다. 폼 구조의 주요 요소는 알케닐 방향족 중합체 재료이다. 적합한 알케닐 방향족 중합체 재료는 알케닐 방향족 단일중합체 및 알케닐 방향족 화합물 및 중합가능 에틸렌성 불포화 공단량체의 공중합체를 포함한다.
알케닐 방향족 중합체 재료는 추가적으로 적은 부분의 비(non)-알케닐 방향족 중합체를 포함할 수 있다. 알케닐 방향족 중합체 재료는 오직 하나 이상의 알케닐 방향족 단일중합체, 각 하나 이상의 알케닐 방향족 단일중합체 및 공중합체, 또는 상기한 임의의 것과 비-알케닐 방향족 중합체와의 배합으로 이루어질 수 있다. 적합한 알케닐 방향족 중합체는 스티렌, α-메틸스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 에틸스티렌, 비닐 벤젠 및 비닐 톨루엔과 같은 알케닐 방향족 화합물로부터 유도된 것을 포함한다. 바람직한 알케닐 방향족 중합체는 95% 이상 폴리스티렌이고, 완전히 폴리스티렌으로 이루어질 수 있다.
본 폼 구조는 또한 전형적으로 하기에서 선택되는 하나 이상의 발포제를 포함한다: 1) 유기 발포제, 예컨대 1 내지 9 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소(예를 들어, 메탄, 에탄올, 에탄, 프로판, n-부탄 및 이소펜탄을 포함) 및 전체적 또는 부분적으로 할로겐화된, 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소(플루오로카본, 클로로카본 및 클로로플루오로카본); 2) 무기 발포제, 예컨대 이산화탄소, 질소 및 물; 및 3) 화학 발포제, 예컨대 아조디카본아미드, p-톨루엔설포닐. 유용한 발표제는 1-클로로-1, 1-디플루오로에탄(HCFC-142b), HCFC-134a, 이산화탄소, HCFC-142b와 이산화탄소의 배합물, HCFC-134a와 이산화탄소의 배합물, 이산화탄소와 에탄올의 배합물 또는 이산화탄소와 물의 배합물을 포함한다. 또한 폼 조성물에, 폼의 가공을 개선하거나, 또는 생성된 폼의 성질을 하나 이상 개질시키기 위해, 다양한 첨가제, 예컨대 난연제, 주형 이형제, 색소 및 충진제를 혼입시킬 수 있다.
본 발명에 따라 생산된 중합체 폼의 대표 구현예는, ASTM D-1622에 따라 측정하였을 때, 약 10 내지 약 500 kg/m3 의 밀도를 가질 수 있고, 바람직하게는 약 20 내지 약 60 kg/m3 의 밀도를 가질 수 있다. 본 발명에 따라 생산한 중합체 폼이 폐쇄셀 및 개방셀을 모두 지니는 구조를 가질 수 있지만, 바람직한 폼 조성물은 ASTM D2856-A에 따라 측정하였을 때 90 % 이상의 폐쇄셀을 가진다.
하기는 본 발명의 실시예이고, 이에 제한적으로 해석되지 않는다. 달리 지시하지 않는 한, 모든 백분율, 부 또는 부분은 총 조성물의 중량에 대한 것이다.
일련의 대표 폼 및 비교 폼의 구조가 제조되고, 셀 형태, 즉 셀 벽 두께(도 1), 셀 스트럿의 유효 직경(도 2), 셀 이방성 비율 및 폼 셀 형태와 관련된 특정한 다른 성질을 결정하기 위해 평가하였다.
시험한 물리적 성질은 밀도, 압축 강도, 열 전도율, 경년 단열 수치, 열 수치 안정성 중 하나 이상을 포함하였다. 이러한 실시예들과 관련하여, 셀 크기는 ASTM D3576에 따라; 밀도는 ASTM D1622에 따라, 열 전도도는 ASTM C518에 따라; 압축 강도는 ASTM D1621에 따라; 및 열 수치 안정성은 ASTM D2126에 따라 측정하였다.
폼 구조는, 표 1에 나열된 조작 조건에 맞게 한 쌍의 압출 스크류, 가열존 믹서, 발포제 주입기, 냉각기, 금형 및 셰이퍼(shaper)를 포함하는 이축 공회전 압출기로 만들었다. 달리 지시하지 않는 한, 실시예 폼 조성물을 제조하는 데 사용하는 중합체는 중량 평균 분자량(Mw)이 약 250,000이고, 용융 지수가 10 분 당 3.1 gm인, AtoFina 과립형 폴리스티렌이었다.
Figure 112006033941796-PCT00001
실시예 1
두 폴리스티렌 폼은 LMP 압출기를 사용하여, 2.5% 나노-입자 로딩과 함께(7347) 및 나노-입자 로딩 없이(7346) 제조하였다. 이러한 예를 제조하기 위해 사용한 나노-입자는 유기점토(구체적으로 Southern Clay Products Inc.,의 Nano-MMT 20A 등급)를 폴리스티렌 중합체(구체적으로 AtoFina의 CX5197 등급)와 용융 화합시켜 용융 중합체를 형성하였다. 나노-입자는 X-선 회절을 사용하여 검사하였을 때 개재 나노-MMT 층 구조를 지녔다. 비교 샘플은 나노-입자를 전혀 포함하지 않았고, 기핵제로써 0.8% 탈크 로딩이 혼입되었다. 나노-입자를 사용한 폼의 대표 실시예는 약 60 마이크론의 현저하게 감소된 평균 셀 크기를 지닐 때, 비교 샘플은 약 186 마이크론의 평균 셀 크기를 지녔다. 대표 실시예는 또한 약 0.5 마이크론의 셀 벽 두께 및 약 5 마이크론의 스트럿 유효직경을 지녔다. 하기 [표 2]에 보이듯이, 대표 폼 조성물은 주름을 지니지 않았고, 불필요한 가공 어려움 없이 가공되었고, 약 30% 의 압축 강도 개선을 제공하였다.
Figure 112006033941796-PCT00002
실시예 2
샘플 폼(7349)은, 0.5 %의 개재 나노-MMT를 폴리스티렌 조성물에 사용한 것을 제외하고, 실시예 1에서 설명한 공정에 따라 생산하여, 약 26.5 kg/m3 의 밀도, 약 38 mm의 두께 및 600mm의 너비를 가지는 대표 폼을 생산하였다. 조성물에 혼입되는 나노-MMT 양의 감소는 실시예 1과 비교하여 약 83 마이크론(도 3)정도로 약간 증가한 셀 크기를 야기하였으나, 비교 폼 조성물에 대해서는 개선된 강도, 329 kPa를 유지하였다.
실시예 3
폼(7790)은 Ampacet의 2% 나노-칼슘 카르보네이트의 나노-입자 로딩과 함께, 부가적인 기핵제로써 1% 탈크 및 난연제로써 1%의 안정화된 헥사브로모사이클로도데콘을 사용하여 LMP 압출기에서 제조되었다. 나노-칼슘 카르보네이트 입자는 전형적으로 평균 수치 80 nm × 2 ㎛의 가늘고 긴 것이고, 올레핀성 공중합체 담체 수지와 조합으로 50% 마스터배치 조성물에 제공되었다. 나머지 제형은 폴리스티렌이었다: 80% Nova 1220 (용융 지수=1.45) 및 16% Nova 3900 (용융 지수=34.5). 생산한 대표 폼은 두께 28 mm, 너비 400 mm 및 셀 배향도(압출 방향의 셀 수치 대 두께 방향의 셀 수치의 비율(x/z)임)가 1.54 정도(도 4 참고)로 높은 평균 셀 크기 230 마이크론을 생산하였다.
실시예 4
폼(7789)은, Superior Graphite Company의 3.3% 개재 팽창 나노-흑연을 나노-입자로 사용한 것을 제외하고 실시예 3과 같이 생산되었다. 나노-팽창흑연은 약 10 내지 약 100 nm 범위의 두께 및 약 3 ㎛의 너비를 갖는 흑연의 나노-시트를 포함하였다. 대표 폼은 실질적으로 실시예 3과 동일한 두께, 너비 및 밀도(49 kg/m3)를 지녔지만, 166 마이크론으로 더 작은 평균 셀 크기 및 1.21 의 셀 배향도 수치를 가졌다(도 5 참고). 20 일 동안 숙성시킨 샘플에 대해 이 폼의 열 전도율은 0.14 K.m2/W 정도로 낮았다.
실시예 5
폼(7289, 7291)은 Leistritz 압출기를 사용하여 약 10 mm의 두께, 약 50 mm의 너비, 및 약 46 kg/m3 의 밀도를 갖는 샘플을 생산하였다. 두 샘플은 모두, 기핵제로써 0.5 %의 탈크, 및 발포제로써 10%의 HCFC142b/22를 가진다. 셀 형태의 일부 특징을 [표 3]에 정리하였다:
Figure 112006033941796-PCT00003
실시예 6
폼(7293, 7294)은 발포제로써 6 중량%의 이산화탄소 및 통상적인 기핵제로써 0.2 중량%의 탈크를 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 같이 제조되었다. 생성된 셀 형태(도 6)의 일부 특징을 하기 [표 4]에 정리하였다:
Figure 112006033941796-PCT00004
본 발명의 공정의 대표 구현예가 구체적인 항목 및 요소들을 참고로 설명되었지만, 당업자는 기재된 방법이 하기 청구항에 정의된 본 발명의 요지와 범위를 벗어 나지 않는 한, 요구되는 폼 조성물 성질을 달성하거나 또는 생산자의 특정 장비에 순응하도록 맞출 수 있는, 다양한 생산 방법 및 폼 조성물을 만들기 위해 맞출 수 있는, 다양한 요소 및 조작 조건을 포함하는 것으로 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 하기를 포함하는 경질 폼의 생산 방법:
    중합체 용융물의 제조;
    나노-입자를 중합체 용융물에 혼입;
    첫 번째 압력 하 및 첫 번째 온도에서 중합체 용융물에 발포제를 혼입;
    중합체 용융물이 팽창되어 폼을 형성하기에 충분한 두 번째 압력 하 및 두 번째 온도에서 중합체 용융물을 압출; 및
    폼을 냉각시켜 평균 셀 크기, 셀 크기 분포, 평균 셀 벽 두께, 평균 셀 스트럿(strut) 직경, 셀 배향도, 열 전도도, 폼 밀도 및 폼 강도를 가지는 폼 생산물을 형성.
  2. 제 1 항에 있어서, 알케닐 방향족 단일중합체, 알케닐 방향족 화합물 및 공중합가능 에틸렌성 불포화 공단량체의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 알케닐 방향족 중합체를 중합체의 주요 부분으로 함유하는 경질 폼의 생산 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    스티렌, α-메틸스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 에틸스티렌, 비닐 벤젠 및 비닐 톨루엔의 중합 생산물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 알케닐 방향족 중합체를 중합체의 주요 부분으로 함유하고;
    비(非)-알케닐 방향족 중합체를 적은 부분으로 함유하는 경질 폼의 생산 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 중합체가 80 중량% 이상의 폴리스티렌을 함유하는 경질 폼의 생산 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 발포제가, 1 내지 9 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소, 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 지방족 탄화수소, 이산화탄소, 질소, 물, 아조디카르본아미드 및 p-톨루엔설포닐으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조성물을 함유하는 경질 폼의 생산 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 발포제가 메탄, 메탄올, 에탄, 에탄올, 프로판, 프로판올, n-부탄 및 이소펜탄, 이산화탄소, 질소, 물, 아조디카르본아미드, p-톨루엔설포닐, HCFC-142b 및 HCFC-134a으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조성물을 함유하는 경질 폼의 생산 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 폼 형성 전 중합체 용융물에 첨가제를 혼입시키는 것을 추가적으로 포함하는 경질 폼의 생산 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 첨가제가 난연제, 주형 이형제, 색소 및 충진제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조성물을 함유하는 경질 폼의 생산 방법.
  9. 제 2 항에 있어서, 나노-입자가 약 100 nm 미만의 최소 수치를 가지고, 칼슘 카르보네이트, 개재(intercalated)점토, 개재흑연, 박리시킨 점토 및 팽창(expande)흑연으로 이루어진 군에서 선택되는 경질 폼의 생산 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 나노-입자가 중합체 용융물에, 중합체 중량에 대해 0.01 내지 10 중량% 사이의 비율로 혼입되는 경질 폼의 생산 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 나노-입자가 중합체 용융물에, 중합체 중량에 대해 0.5 내지 5 중량% 사이의 비율로 혼입되는 경질 폼의 생산 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 나노-입자가 나노-몬트모릴로나이트(MMT)를 주요 부분으로 함유하고; 중합체가 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 주요 부분으로 함유하는 경질 폼의 생산 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 나노-입자가, 폴리스티렌과의 개재, 표면 개질 나노-몬트모릴로나이트(MMT)와의 폴리스티렌(PS) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 인시츄(in-situ) 중합, 및 폴리스티렌 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 매트릭스 중 의 팽창가능 흑연 입자의 박리로 이루어진 군에서 선택된 기술에 의해 형성되는 경질 폼의 생산 방법.
  14. 제 2 항에 있어서,
    평균 셀 크기가 약 500 ㎛ 미만;
    평균 셀 벽 두께가 약 10 ㎛ 미만;
    평균 스트럿 직경이 약 20 ㎛ 미만;
    셀 배향도가 약 0.5 내지 2.0 사이; 및
    폼 밀도가 약 100 kg/m3 미만인 경질 폼의 생산 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    평균 셀 크기가 약 60 내지 약 120 ㎛ 사이;
    평균 셀 벽 두께가 약 0.2 내지 약 1.0 ㎛ 사이;
    평균 스트럿 직경이 약 4 내지 약 8 ㎛ 사이;
    셀 배향도가 약 1.0 내지 약 1.5 사이; 및
    폼 밀도가 약 20 내지 약 50 kg/m3 사이인 경질 폼의 생산 방법.
  16. 제 2 항에 있어서, 중합체 용융물에 통상적인 기핵제를, 중합체 중량에 대해 약 2 중량% 미만의 비율로 혼입시키는 것을 추가적으로 포함하는 경질 폼의 생산 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 셀 크기 분포가, 첫 번째 피크의 중앙은 약 50 ㎛ 내지 120 ㎛ 사이에 있고, 두 번째 피크의 중앙은 200 ㎛ 초과에 있는 쌍봉 형태인 경질 폼의 생산 방법.
  18. 알케닐 방향족 단일중합체, 알케닐 방향족 화합물 및 공중합가능 에틸렌성 불포화 공단량체의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 알케닐 방향족 중합체를 주요 부분으로 포함하는 중합체 매트릭스를 약 80 중량% 이상; 및
    약 100 nm 미만의 최소 수치를 가지는 나노-입자를 약 10 중량% 미만으로 함유하는 경질 폼으로서, 상기 중합체 매트릭스가 추가적으로 하기를 특징으로 하는 경질 폼:
    평균 셀 크기가 약 60 내지 약 120 ㎛ 사이;
    평균 셀 벽 두께가 약 0.2 내지 약 1.0 ㎛ 사이;
    평균 스트럿 직경이 약 4 내지 약 8 ㎛ 사이;
    셀 배향도가 약 1.0 내지 약 1.5 사이; 및
    폼 밀도가 약 20 내지 약 50 kg/m3 사이임.
  19. 제 18 항에 있어서, 중합체 매트릭스가 ASTM D1621에 따른 폼 압축 강도 300 kPa 이상임을 추가적 특징으로 하는 경질 폼.
  20. 제 18 항에 있어서, 셀 배향도가 1.2 이상; 및 또한 셀의 90% 이상이 폐쇄 셀인 경질 중합체 폼.
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