JPH0343429A - 熱可塑性合成物質から成る発泡物質の製造方法およびそのための押出し成形装置 - Google Patents

熱可塑性合成物質から成る発泡物質の製造方法およびそのための押出し成形装置

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JPH0343429A
JPH0343429A JP2170359A JP17035990A JPH0343429A JP H0343429 A JPH0343429 A JP H0343429A JP 2170359 A JP2170359 A JP 2170359A JP 17035990 A JP17035990 A JP 17035990A JP H0343429 A JPH0343429 A JP H0343429A
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ヨハヒム・マイケ
Gerhard Martin
ゲルハルト・マルテイン
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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、押出し成形装置の中で組成材料を可塑化し、
混合し、かつ均質化し、二つの異なった発泡剤を下流側
に相前後に配設した注入開口部を経て熱可塑性合成物質
の中に噴入して行う、上記の、多孔性調整物質と発泡剤
と熱可塑性合成物質からなる発泡物質の製造方法に関す
る。
（従来の技術） 押し出底形された発泡製品の市場導入が、１９６０年代
の中ごろに、炭化水素の一種の可燃性発泡剤であるペン
タンの代わりとしてのフロロクロロ炭化水素（ＦＣＫＷ
）を使用したことによって決定的に促進れた。発泡押し
出成形の場合、ＦＣＫＷタイプのＲ１１Ｒ１２，Ｒ１１
３およびＲ１１４の使用開始によって半製品および製品
が生産され、これらは品質および取扱に関しても市場の
要求に適合していた。
さらに、ＦＣＫＷガスは、噴霧剤および冷却剤としてエ
アゾールおよび冷凍工業製品に、洗浄剤として電子工業
製品に、並びに発泡剤としてポリウレタン発泡材の場合
にもに使用され、このガスが大気上のオゾン層の分解を
著しく加速することが科学的認識によって１１１認され
ている。
最近になって、最初に導入された極めて引火性の高いペ
ンタンが、オゾン層に有害な影響を与えないために再び
使用されている。
そのために使用された装置は、本質的に従来のシステム
と相違しない。しかし、発泡剤を添加するために、発泡
剤がポンプの圧力発生システム中の摩耗のために漏洩す
ることがないようにするための配量システムを使用する
ことができる。発泡剤が漏洩すると火災発生の危険性が
著しく増大するだろう。それに加えて、発泡剤配量シス
テムは、装置と分離して配量することが望ましい。さら
に付加的な安全対策は、発泡押し出成形装置の配量場所
における換気改善として、シート間中継倉庫、深絞り成
形の領域および発泡廃棄物の再押し出底形の領域で強制
換気をすること、さらに装置の配置は、発泡半製品およ
び製品の静電気の帯電を阻止することが絶−射的に不可
欠なことである。
このことからポリスチロールの押出し成形発泡物質に関
して、発泡剤に対して一定の要件が課せられる。
発泡剤はポリスチロール溶液中で溶解性でなければなら
ない、しかしその粘度およびガラス転移点は著しく変化
してはならない。この発泡剤は残留ガス濃度が僅かであ
るように膨張している間、高い蒸発速度を有してなけれ
ばならない。またガス等の透過が発生してはならない。
なぜなら、この透過により凝固する前にセル破壊が生じ
るからである。
上記のような性質を持ち、実際上に使用される物理的な
発泡剤は、ペンタン、トリクロロフロロメタン、ジクロ
ロジフロロメタンおよび例外の場合に窒素である。
［発明が解決しようとする課題１ 十分高い溶解濃度に遠戚することができる場合には、窒
素を発泡剤として効果的に使用することができる。これ
は、これまで非常に高額な、そして許容しがたい機械的
な配量経費を費やして、実行できなかった。ポリスチロ
ール溶融物に対する窒素の僅かな親和力は、これに対し
て非常に高い温圧を必要とする。この温圧はジクロロジ
フロロメタンに比べて数倍高くなっている。
［課題を解決するための手段１ 本発明の課題は、発火の危険性を伴わずに加工すること
ができ、その使用にあたってオゾン層を破壊しない優れ
た発泡特性を有する発泡剤を提供することにある。
この発泡剤は、包装材料の分野において重量を僅かにし
、かつ比較的高価な合成物質を可能限り少量で使用する
ことにより、それ自体極めて小さな発泡密度にしなけれ
ばならない。
この課題は、特許請求の範囲第１項及び第２項に記載さ
れた特徴部分によって解決される。
本発明により以下のことが見出された。
二つの異なった発泡剤、即ちタルクと混合したポリスチ
ロールに対して０．２〜０，５重量％のＮ２とＯ８５〜
２，０重量％の部分ハロゲン化化合物との噴霧物（、ｉ
ｆ求項（１）参照）は、合成物質溶融物の中にまずガス
状の窒素を導入し、その後液状の部分ハロゲン化化合物
を噴入させた際、極めて小さな発泡物質の容量型になる
。この際、押出成形ノズルの領域、即ち出口の直前で材
料は最低５５バールの発泡剤混合圧力を維持した場合だ
けで有利な容量型が達せられる。
さらにこのノズルの領域における温度は最低１３０°Ｃ
に保つ必要がある。
この方法を実施するための押出し成形装置は、有利な方
法で下流側にガス状の発泡剤のための噴射装置と、これ
から少なくとも２Ｄ（Ｄ＝ニスクリユー直径）の距離に
液状発泡剤の噴射装置とを備えられている。この距離は
ガス発泡剤を良くかつ均等に混合するために非常に有利
である。
液状の発泡剤を使用する場合、ガス状発泡剤をすでに含
有した合成物質溶融物に液状発泡富化剤を入れることが
できる。しかもその際、第２番目の液状発泡剤を混入す
る際に不利な影響（分離すること等）が生じることはな
い。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。
押出し成形装置１の中にスクリュー２が設けられており
、このスクリューは、歯車装置３によって回転運動され
、ポツパー４を介して装填された材料をヘッド方向に送
る。
発泡剤噴射ノズル６を介してガス状のＮ２が、噴射ノズ
ル７を介して液化ガスＲ２２が、押出成形空間部８の圧
力を越える圧力で、この空間部８中に噴入される。
窒素（Ｎ２）のために、同様にクロロジフロロメタン（
Ｒ２２）のためにも公知の配量装置９が使用されている
。
ヘッド５内に設けられた調温導管１０が図示されない調
整器に接続されている。
圧力センサ１１を用いて、ヘッド５の空間部１２の圧力
が測定される。流動管を適切に形成することによってま
たマンドレル１３を軸方向で一矢印のように一移動され
ることによって、この空間１２の圧力を調整可能である
。
押出成形空間部８の圧力は、圧力センサ１４を介して検
出され、さらに他の機器に与えられる。
実施例３〜１２に記載された実験を実施する場合、噴射
ノズル６．７の領域の押出成形空間部８中に１５０〜３
５０バール（ｂａｒ）の圧力が保たれている。　スクリ
ュー２の端部において、圧力が約ｌｏｏ〜２００バール
（ｂａｒ）に調節される。ヘッドにおいてはその中央部
において８０〜１８０バール（ｂａｒ）の材料−発泡剤
の混合圧力に調節される。ヘッド中でのこの度合いの圧
力が消失した場合、発泡の成果、即ち造られたシート状
製の発泡度が不十分になる。
この混合物の温度は、噴射ノズルの領域の押出成形空間
部８の中で最大２４０°Ｃに達し、その後この温度はス
クリュー２の先端部に向かって１３０°Ｃに調整される
。この温度がさらに下がった場合、発泡物質の所望の品
質を保つことができなくなる。
以下、比較を挙げる。
［実施例１（従来の技術）］ 多孔調整化合物としてのタルク０．５Ｋｇと混ぜたポリ
スチロール９５Ｋｇを第１図で示されたように押出し成
形装置の中に配量し、且つ融解させる。
０．３重量％の窒素（Ｎ２）を気体状（ガス体積０．３
２７ｒｒｆ）の形で、噴射ノズル６を介してポリスチロ
ール溶融物の中に配量し、且つ均質に混合した。
続いて、混合物を押出してホース体に成形した。
このホース体の肉厚が１ｍｍである場合、容量型は３５
０　ｋｇ／　ｒＴ？に達した。達成した容量型が大き過
ぎるのでこの発泡物質は条件付きでしか使用できない。
［実施例２（従来の技術）］ ０．５重量％の窒素（Ｎ２）　（ガス容積０．５４５ｍ
３）を使用し、他は同じ方法の条件下で比較実験した場
合、肉壁厚を２ｍｍで容量型は２００　ｋｇ／ｍ’に達
した。この値は制限されはするが許容し得るだけの値で
ある。
この窒素成分をさらに増量した場合、おそらく発泡剤が
飽和状態になり、容量型が急速に低下する。
（つまり、合成物質はもはや発泡剤を吸収しない。）［
実施例３（本発明による）） 多孔調整化合物としてのタルク０．５Ｋｇと課粒状のポ
リスチロール９５．５Ｋｇとを一緒に押出し成形装置の
中に装填し、そして融解した。
温度３７３にで約０．５４５ｍ３のガス容積になり、こ
の窒素は全発泡剤！（１，５重量％）の全ガス容積６１
％に成る０、５重量％の気体窒素（Ｎ２）を前記融解物
の中に配量した。
それに引き続いて、１．０重量％の液状のクロロジフロ
ロメタン（１？２２）は温度３７３にでガス容積０．３
５５ポに達し、全発泡剤量の全ガス容積３９％に成る。
このようなりロロジフロロメタン（Ｒ２２）を前記融解
物の中に配量し、押出成形装置の次の部材によって均質
に混合する。
押出しヘッド内で、６０バール（ｂａｒ）の材料−発泡
剤の圧力は、マンドレル１３を軸方向に移動することに
よって、また流量管の形成によって調節される。
同時に、１６３°Ｃの材料−発泡剤混合温度は、オイル
調温器を用いてヘッドを調温することによって維持され
ている。
それに引き続いて、この混合物はホースとして押出し底
形され、切断され、且つ平らに置かれる。
このホースの肉厚は１．５　ｍｍに達し、容量型１６１
ｋｇ／ｒ′ｒｆになることは、いろいろな応用の場合に
有用なことである。
ポリスチロールを使用する場合、この成果に著しく影響
を及ぼすことなく、ヘッド温度を１３０°Ｃ未満まで下
げることができることが実験によって確認された。
〔実施例４（本発明による）〕 この実験は、実施例３に記載されたように再び繰り返さ
れるが、次に示す相違点がある。
１．５重量％の液状のクロロジフロロメタン（Ｒ２２）
（３７３Ｋでガス容積０．５３２　ｒｒｒ）が、２重量
％の全発泡剤量の全ガス容積４９％の割合で配量される
。
この場合、ホースの肉厚は１．７　ｍｍに、しかも容量
型が１３２　ｋｇ／ｒｒｆに達した。このことは得られ
た値が十分なものであることを示している。
〔実施例５（本発明による）両方の発泡剤を最大量添加
〕 実験を、実施例３に記載されたように行なった。
しかしＲ２２の割合を次のように高くした。
２．０重量％の液状のクロロジフロロメタン（Ｒ２２”
）（３７３にでガス容積０．７１０ボ〉を、２．５重量
％の全発泡剤量の全ガス容積５７％の中に装填した。
この場合、ホースの肉厚は２．０　ｍｍになり、しかも
容量型は９０ｋｇ／ｒｒｆに達した。このことは絶対的
に十分な値として見なすことができる。
［実施例６（Ｎ２−最大量添加、Ｒ２２−最小）１この
実験は、実施例５に記載されたように繰り返されるが、
然し次に示す相違点がある。
３７３にで約０．１７７ボのガス容積に達し、１．０重
量％の全発泡剤量の全ガス容積２５％の割合の０．５重
量％のＣＩＩＣＩＦＺ　（Ｒ２２）を配量装填した。
この場合、ホースの肉厚は１．５　ｍｍになり、しかも
容量型が１４５ｋｇ／ｒｒｆに達した。
［実施例７（Ｎ２−最小量添加、Ｒ２２−最大量）１こ
の実験は、実施例５に記載されたように繰り返されるが
、然し次に示す相違点がある。
３７３にで約０．２１８　ｒｒｒのガス容積の０．２重
量％の窒素（１’ｈ）　　２．２重量％の全発泡剤量の
全ガス容積２４％に相当する−を配量装填した。
この場合、ホースの肉厚は１．４　ｍｍになり、しかも
容量型が１８０　ｋｇ／ｒｒｌに達した。
［実施例８（Ｎ２−最小量添加、Ｒ２２−最小量）１実
験は、実施例７に記載されたように行うが、しかしＲ２
２の成分を次のように減少させた。
３７３にで約０．１７７ボ　のガス容積の０．５重量％
のＣ１（Ｃ］Ｆｚ（Ｒ２２）　−０，７重量％の全発泡
剤量の全ガス容積４５％に相当−を配量装填した。
この場合、ホースの肉厚が０．７　ｍｍに、しかも容量
型が約５００　ｋｇ／ｒｒｉに達した。この結果として
硬く、脆い非常に重たい発泡物質が製造された。
〔実施例９（本発明による）〕 この実験は、実施例３に記載されたように繰り返される
が、然し次に示す相違点がある。
３７３にで約０．２００ボのガス容積の１．０ｋｇの液
状のＣＩＩＣＩＺ−ＣＦｆｆ　（Ｒ１２３）　（１重量
％）−Ｌ５重量％の全発泡剤量の全ガス容積２７％にな
る−を配量装填した。
この場合、ホースの肉厚が１．３　ｍｍに、しかも容量
型が１６０１（ｇ／ｒｒｆに達した。この結果として実
施例３より全体的に若干硬く、脆い発泡物質が製造され
た。
〔実施例１０（本発明による）〕 この実験は、Ｒ２２の代わりに、１．０ｋｇの液状のＣ
ｌｌ２Ｆ−ＣＦ３　（Ｒ１３４ａ）　（１重量％）を使
用し、実施例３に記載されたように再び繰り返される。
このＲ１３４ａは３７３にで約０．３０１１１（のガス
容積に、かつ１．５重量％の全発泡剤量の全ガス容積３
５％に達した。
この場合、ホースの肉厚が１．５　ｍｍに、しかも容量
型が１４８　ｋｇ／ＩＴ（に達した。このような成果は
、好ましい値と見なすことができる。
［実施例１１　（本発明による）］ この実験は、Ｒ２２の代わりに、実施例３に記載された
ように再び繰り返される。このＲ１４１ｂは３７３にで
約０．２６３　ｒｌｉのガス容積に、かつ全発泡剤量１
．５重量％の全ガス容積３３％に達する１、０　ｋｇの
液状のＣ１１３−ＣＣｌ□Ｆ　（Ｒ１４１ｂ）　（１重
量％）を配量装填した。
この場合、ホースの肉厚が１．４　ｍｍに、しかも容量
型が１５５ｋｇ／ｒｒｒに達した。この発泡物質の品質
は、Ｒ２２を使用した実施例３の発泡物質の品質に似て
いるが、しかし容量型が改善されている。
〔実施例１２（本発明による）〕 実験を、Ｒ２２の代わりの、実施例３に記載されたよう
に再び繰り返される。このＲ１４２ｂは３７３にで約０
．３０４　ｒｔ（のガス容積に、かつ１，５重量％の全
発泡剤量の全ガス容積３６％の１．０ｋｇの液体状のＣ
１１３−Ｃ２ＦＦ　（Ｒ１４２ｂ）　（１重量％）を配
量装填した。
この場合、１．６　ｍｍのホース肉厚、１５５ｋｇ／ｒ
＋（の容量型が得られた。このことは好ましい値と見な
すことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は押出成形装置の斜視図、第２図は押出成形装置
の縦断面図。 図中の参照符号 １・・・・・・押出し成形装置、 ２・・・・・・スクリュウ、 ３・・・・・・歯車装置、 ４・・・・・・ホンバー ５　・・・・・・へ・ンド、 ６・・・・・・発泡剤噴射ノズル、 ７・・・・・・噴射ノズル、 ８・・・・・・押出成形空間、 ９・・・・・・配量装置、 １０・・・・・・調温導管、 １１・・・・・・圧力検出器、 １２・・・・・・空間、 Ｉ３・・・・・・マンドレル、 １４・・・・・・圧力検出器、

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）押出し成形装置の中で組成材料を可塑化し、混合
    し、かつ均質化し、二つの異なった発泡剤を下流側に相
    前後に配設した注入開口部を経て熱可塑性合成物質の中
    に噴入して行う、多孔性調整物質と発泡剤と熱可塑性合
    成物質からなる発泡物質の製造方法において、 第１番目の発泡剤としてガス状窒素（Ｎ＿２）をタルク
    と混合したポリスチロールを基準として０．２〜０． ５重量％の量で噴入すること、 第２番目の発泡剤として液状部分ハロゲン化化合物、例
    えばＣＨＣＩ＿２Ｆ（Ｒ２２）、ＣＨＣＩ＿２−ＣＦ＿
    ３（Ｒ１２３）、ＣＨ＿２Ｆ−ＣＦ＿３（Ｒ１３４ａ）
    、ＣＨ＿３−ＣＣＩ＿２Ｆ（Ｒ１４１ｂ）或いは　ＣＨ
    ＿３−ＣＣＩＦ＿２（Ｒ１４２ｂ）を、タルクと混合し
    たポリスチロールを基準として０．５〜２．０重量％の
    量で噴入すること、押出し成形ヘッド中で少なくとも５
    ５バールの材料−発泡剤混合圧力および少なくとも１３
    ０℃の材料−発泡剤混合温度を調整することを特徴とす
    る、上記製造方法。
  2. （２）下流側に相前後して配置された二つの噴射領域を
    もつ中空円筒状のケーシングから成る押出し成形装置に
    おいて、 第１番目の噴射領域はガス状発泡剤のための噴射装置（
    ６）で形成され、第２番目の噴射領域は液状発泡剤のた
    めの噴射装置（７）で形成されていること、 そして、二つの領域の間において少なくとも２Ｄ（Ｄ＝
    スクリューの直径）の距離が保たれていることを特徴と
    する押し出成形装置。
  3. （３）ヘッド（５）の圧力調節を行うために、マンドレ
    ル（１３）が軸方向に移動可能に構成されていることを
    特徴とする、請求項（２）に記載の押し出成形装置。
  4. （４）押し出成形装置のヘッド（５）が圧力検出器（１
    １）を備えていることを特徴とする、請求項（２）に記
    載の押し出成形装置。
  5. （５）前記ヘッド（５）と噴出ノズルスリットとが調温
    導管（１０）によって調温可能に構成されていることを
    特徴とする請求項（２）に記載の押し出成形装置。
JP2170359A 1989-06-30 1990-06-29 熱可塑性合成物質から成る発泡物質の製造方法およびそのための押出し成形装置 Pending JPH0343429A (ja)

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