JP2003524667A - 発泡性熱可塑性ポリマー粒子及びその製造方法 - Google Patents
発泡性熱可塑性ポリマー粒子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
発泡性ポリマー粒子の製造のための改良された方法が提供される。開示された連続方法は、その方法のために使用される先行技術の方法において固有の危険の多くを排除しながら単一段階で発泡性ポリマーペレットを製造する。本発明で製造されるポリマーは均一な寸法でありそして現存の装置及び当業者に知られた技術を使用して種々の製品に成形することができる。
Description
【０００１】
Ｔｈｏｍａｓ Ｏ，Ｃｒａｉｇ ａｎｄ Ｇｅｏｒｇｅ Ｂ．Ｋｌｉｎｇｅｎ
ｓｍｉｔｈによる。
ｓｍｉｔｈによる。
【０００２】
本願は１９９８年９月２２日に出願された米国非暫定特許出願０９／１５８，
１８９、１９９８年７月２４日に出願された米国非暫定特許出願０９／１２２，
５１２及び１９９８年７月２４日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ９８／１５４４６ の利益をクレームする。これらのすべては現在まだ係属中である。これらの特許
出願の全体の内容を参照により本明細書に加入する。
１８９、１９９８年７月２４日に出願された米国非暫定特許出願０９／１２２，
５１２及び１９９８年７月２４日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ９８／１５４４６ の利益をクレームする。これらのすべては現在まだ係属中である。これらの特許
出願の全体の内容を参照により本明細書に加入する。
【０００３】
本発明は発泡性熱可塑性粒子（ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ ｔｈｅｒｍｏｏｌａｓ
ｔｉｃ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）を製造するための新規な方法に関する。更に特定
的には、本発明は微粒化（ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）技術を使用して有利に製造
することができる発泡性ポリマー粒子に関する。そのように製造された粒子の発
泡及び融解は粒子から種々の成形品を形成するために発泡性ポリマーの分野の当
業者には周知の手段を使用して行うことができる。
ｔｉｃ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）を製造するための新規な方法に関する。更に特定
的には、本発明は微粒化（ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）技術を使用して有利に製造
することができる発泡性ポリマー粒子に関する。そのように製造された粒子の発
泡及び融解は粒子から種々の成形品を形成するために発泡性ポリマーの分野の当
業者には周知の手段を使用して行うことができる。
【０００４】
先行技術は結晶性ポリマー及び無定形ポリマーの両方を包含する発泡性熱可塑
性ポリマー材料を製造する方法を提供する。結晶性ポリマーから作られる発泡性
熱可塑性材料の製造は、普通は固体のポリマー樹脂を熱可塑化し、このような熱
可塑化された樹脂を熱及び圧力下に揮発性発泡剤と混合して流動性ゲルを形成し
、次いでゲルをより低い圧力及び温度のゾーンに押し出してゲルを発泡させそし
て冷却して、所望の固体ポリマー発泡製品を形成することにより行われる。１，
２−ジクロロテトラフルオロエタンは、それが硬化期間中に発泡された製品の塊
に与える十分な程度の寸法安定性により、このような発泡剤して広く使用されて
きた。しかしながら、ペンタンの如きアルカン類を包含する炭化水素のような他
の発泡剤が成功を得ることが米国特許第３，６４４，２３０号に記載のこれらの
長鎖脂肪酸／ポリオール部分エステル及び米国特許第４，２１４，０５４号及び
第４，３９５，５１０号に詳述された高級脂肪酸のエステルの如き安定性制御剤
の使用により最近実現された。これらの特許の内容は参照により本明細書に加入
される。従って、結晶性ポリマーすら含んで成る広範な種類の発泡性熱可塑性プ
ラスチックの製造が慣用の技術を使用して今や可能である。既知の方法では、発
泡剤は、得られる発泡した気泡製品（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ）に
おける所望の程度の発泡、通常約９．６ｋｇ／ｍ3（約０．６ポンド／立方フィ
ート）まで下がった熟成した発泡体密度を有する製品を製造するために約６０倍
の容積膨張までの、発泡をさせるための割合で出発ポリマー樹脂ブレンドに配合
される。発泡性組成物は、オレフィンポリマー樹脂を熱可塑化し、樹脂を安定性
制御剤及び発泡剤と混合し、最後に発泡剤を活性化させて混合物を発泡させるこ
とにより製造することができる。このような材料を製造するための典型的な方法
は米国特許第４，６９４，０２７号、第４，８９４，３９５号、第５，３０４，
５８０号及び第５，６０５，９３７号に概略が述べられている。これらの全体の
内容は参照により本明細書に加入される。しかしながら、発泡性熱可塑性材料を
製造するための既知の手段は最適よりは低い性質を有する粒子を生成する。この
例は、ポリエチレンの如き発泡性ポリオレフィン粒子は発泡剤による含浸の前に
予備発泡されなければならないということであり、そしてこのような予備発泡用
件は当業者には周知である。この必要な予備発泡は仕上げられた発泡性粒子を貯
蔵するのに必要な倉庫空間を比例して増加させる。更に、普通は結晶性のポリマ
ーから作られた予備発泡された熱可塑性発泡性材料の寿命は所望されるよりもは
るかに少ないことは当業者には周知である。
性ポリマー材料を製造する方法を提供する。結晶性ポリマーから作られる発泡性
熱可塑性材料の製造は、普通は固体のポリマー樹脂を熱可塑化し、このような熱
可塑化された樹脂を熱及び圧力下に揮発性発泡剤と混合して流動性ゲルを形成し
、次いでゲルをより低い圧力及び温度のゾーンに押し出してゲルを発泡させそし
て冷却して、所望の固体ポリマー発泡製品を形成することにより行われる。１，
２−ジクロロテトラフルオロエタンは、それが硬化期間中に発泡された製品の塊
に与える十分な程度の寸法安定性により、このような発泡剤して広く使用されて
きた。しかしながら、ペンタンの如きアルカン類を包含する炭化水素のような他
の発泡剤が成功を得ることが米国特許第３，６４４，２３０号に記載のこれらの
長鎖脂肪酸／ポリオール部分エステル及び米国特許第４，２１４，０５４号及び
第４，３９５，５１０号に詳述された高級脂肪酸のエステルの如き安定性制御剤
の使用により最近実現された。これらの特許の内容は参照により本明細書に加入
される。従って、結晶性ポリマーすら含んで成る広範な種類の発泡性熱可塑性プ
ラスチックの製造が慣用の技術を使用して今や可能である。既知の方法では、発
泡剤は、得られる発泡した気泡製品（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ）に
おける所望の程度の発泡、通常約９．６ｋｇ／ｍ3（約０．６ポンド／立方フィ
ート）まで下がった熟成した発泡体密度を有する製品を製造するために約６０倍
の容積膨張までの、発泡をさせるための割合で出発ポリマー樹脂ブレンドに配合
される。発泡性組成物は、オレフィンポリマー樹脂を熱可塑化し、樹脂を安定性
制御剤及び発泡剤と混合し、最後に発泡剤を活性化させて混合物を発泡させるこ
とにより製造することができる。このような材料を製造するための典型的な方法
は米国特許第４，６９４，０２７号、第４，８９４，３９５号、第５，３０４，
５８０号及び第５，６０５，９３７号に概略が述べられている。これらの全体の
内容は参照により本明細書に加入される。しかしながら、発泡性熱可塑性材料を
製造するための既知の手段は最適よりは低い性質を有する粒子を生成する。この
例は、ポリエチレンの如き発泡性ポリオレフィン粒子は発泡剤による含浸の前に
予備発泡されなければならないということであり、そしてこのような予備発泡用
件は当業者には周知である。この必要な予備発泡は仕上げられた発泡性粒子を貯
蔵するのに必要な倉庫空間を比例して増加させる。更に、普通は結晶性のポリマ
ーから作られた予備発泡された熱可塑性発泡性材料の寿命は所望されるよりもは
るかに少ないことは当業者には周知である。
【０００５】
他方、ポリスチレン材料の如き無定形ポリマーを含んで成る発泡性組成物の製
造は、スチレンモノマー、界面活性剤、触媒及び他の添加剤を含有する水性懸濁
液を包含する出発原料は激しい撹拌の条件下に周知の手段によって加工されて約
０３〜１．５ｍｍの範囲の直径を有する球形ポリスチレンビーズを得る普通に使
用される０バッチ方法を包含する。次いでこのようなビーズに炭化水素又は他の
発泡剤、典型的にはペンタン又はハロゲン化炭化水素を含浸させる。これは、ポ
リマー粒子約１００部（重量）、水１００部及び濃厚界面活性剤（又はその混合
物、例えばアルキルアリールポリエーテルアルコール及びドデシルベンゼンスル
ホネートの混合物）１部を約３〜１０部のペンタンと共にオートクレーブに入れ
ることにより行われる。混合物を圧力下に約１７０°Ｆに３時間加熱しそして室
温に冷却して発泡性ポリスチレンビーズを生成させ、これを次いで洗浄し、乾燥
しそして後に使用するために貯蔵する。一般に、このようなバッチシステムでは
、ビーズの寸法は時間、撹拌、温度、圧力及び反応体濃度を包含する加工条件を
有利に選ぶことにより制御することができる。しかしながら、この発泡性ポリス
チレンビーズを製造するためのこの方法はいくつかの固有の欠点がないわけでは
なく、その１つは、重合及び含浸の両段階中にポリスチレンビーズを懸濁させる
ために大容積の水が必要であるということである。これは実際には二重の欠点で
ある。第１には、水を必要な温度にするための水への熱エネルギー入力のすべて
は、含浸の終わりに水が環境に排出されるとき失われる。第２に、このような排
出の前に、種々の政府により課される厳しい規制要求を満足させるために、水は
追加の費用で処理されなければならない。これらの組み合わせたエネルギー及び
処理コストはポリスチレンの最終使用者に回される発泡性ポリスチレンのコスト
の重要な部分である。
造は、スチレンモノマー、界面活性剤、触媒及び他の添加剤を含有する水性懸濁
液を包含する出発原料は激しい撹拌の条件下に周知の手段によって加工されて約
０３〜１．５ｍｍの範囲の直径を有する球形ポリスチレンビーズを得る普通に使
用される０バッチ方法を包含する。次いでこのようなビーズに炭化水素又は他の
発泡剤、典型的にはペンタン又はハロゲン化炭化水素を含浸させる。これは、ポ
リマー粒子約１００部（重量）、水１００部及び濃厚界面活性剤（又はその混合
物、例えばアルキルアリールポリエーテルアルコール及びドデシルベンゼンスル
ホネートの混合物）１部を約３〜１０部のペンタンと共にオートクレーブに入れ
ることにより行われる。混合物を圧力下に約１７０°Ｆに３時間加熱しそして室
温に冷却して発泡性ポリスチレンビーズを生成させ、これを次いで洗浄し、乾燥
しそして後に使用するために貯蔵する。一般に、このようなバッチシステムでは
、ビーズの寸法は時間、撹拌、温度、圧力及び反応体濃度を包含する加工条件を
有利に選ぶことにより制御することができる。しかしながら、この発泡性ポリス
チレンビーズを製造するためのこの方法はいくつかの固有の欠点がないわけでは
なく、その１つは、重合及び含浸の両段階中にポリスチレンビーズを懸濁させる
ために大容積の水が必要であるということである。これは実際には二重の欠点で
ある。第１には、水を必要な温度にするための水への熱エネルギー入力のすべて
は、含浸の終わりに水が環境に排出されるとき失われる。第２に、このような排
出の前に、種々の政府により課される厳しい規制要求を満足させるために、水は
追加の費用で処理されなければならない。これらの組み合わせたエネルギー及び
処理コストはポリスチレンの最終使用者に回される発泡性ポリスチレンのコスト
の重要な部分である。
【０００６】
他の欠点は、懸濁液を反応させる撹拌式タンク反応器はパワー及び装置の故障
を含む反応器撹拌器の運転の中止を引き起こすことがある多数の出来事による害
を受け易いということである。このような故障は、モノマー小滴の合体が、この
ような場合に熱除去のための有効な手段がないことにより、制御不能な強い発熱
反応を受ける物質の単一の大きな反応性塊の形成をもたらすことがあるという点
で大災害の発生の可能性を示す。装置の焼き付きに加えて、このような筋書きは
重要な安全上の危険を表す。
を含む反応器撹拌器の運転の中止を引き起こすことがある多数の出来事による害
を受け易いということである。このような故障は、モノマー小滴の合体が、この
ような場合に熱除去のための有効な手段がないことにより、制御不能な強い発熱
反応を受ける物質の単一の大きな反応性塊の形成をもたらすことがあるという点
で大災害の発生の可能性を示す。装置の焼き付きに加えて、このような筋書きは
重要な安全上の危険を表す。
【０００７】
揮発剤（ｖｏｌａｔｉｌｅ ａｇｅｎｔｓ）を含む前記に従う結晶性材料及び
無定形材料の両方から製造された発泡性熱可塑性ポリマー材料を包含する発泡性
熱可塑性ポリマー材料は、揮発剤を蒸発させそしてポリマー材料のバルク内に多
数の気泡を形成する条件下に熱を加えることにより発泡可能であることが知られ
ている。（米国特許第４，１７４，４２７号根第５，０００，８９１号、第５，
２４０，６５７号、第５，５２５，６３７号及び第５，５７３，７９０号はそれ
らについて説明しており、これらの内容は参照により本明細書に加入される）。
発泡性熱可塑性材料の加熱が適当なモールドの拘束内で行われるとき、材料がペ
レット又はビーズの形態で存在するかどうかにかかわりなく、上記した発泡性ポ
リマー材料を使用して種々の製品を製造することができる。本発明は、先行技術
の方法及び上記した性質と関連した欠点を回避してポリオレフィン及びポリスチ
レンビーズを包含する発泡性結晶性粒子及び無定形粒子を製造するための別の手
段に向けられる。本発明は、スフェロイド（ｓｐｈｅｒｏｉｄｅｓ）の多段階粒
度分級（ｍｕｌｔｉ−ｓｔｅｐ ｐｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｃｌａｓｓｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ）の必要を減少させそして排除すらする寸法が合理的に均一な発泡
性ポリマー粒子を製造するための手段にも関する。本発明において製造されるス
フェロイド粒子は、難燃剤、核発生剤、及びポリマーに望ましい性質を付与する
ことが知られている他の化学的種を包含するがそれらに限定はされない種々の添
加剤を含むことができる。このような他の化学的種は当業者には周知である。
無定形材料の両方から製造された発泡性熱可塑性ポリマー材料を包含する発泡性
熱可塑性ポリマー材料は、揮発剤を蒸発させそしてポリマー材料のバルク内に多
数の気泡を形成する条件下に熱を加えることにより発泡可能であることが知られ
ている。（米国特許第４，１７４，４２７号根第５，０００，８９１号、第５，
２４０，６５７号、第５，５２５，６３７号及び第５，５７３，７９０号はそれ
らについて説明しており、これらの内容は参照により本明細書に加入される）。
発泡性熱可塑性材料の加熱が適当なモールドの拘束内で行われるとき、材料がペ
レット又はビーズの形態で存在するかどうかにかかわりなく、上記した発泡性ポ
リマー材料を使用して種々の製品を製造することができる。本発明は、先行技術
の方法及び上記した性質と関連した欠点を回避してポリオレフィン及びポリスチ
レンビーズを包含する発泡性結晶性粒子及び無定形粒子を製造するための別の手
段に向けられる。本発明は、スフェロイド（ｓｐｈｅｒｏｉｄｅｓ）の多段階粒
度分級（ｍｕｌｔｉ−ｓｔｅｐ ｐｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｃｌａｓｓｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ）の必要を減少させそして排除すらする寸法が合理的に均一な発泡
性ポリマー粒子を製造するための手段にも関する。本発明において製造されるス
フェロイド粒子は、難燃剤、核発生剤、及びポリマーに望ましい性質を付与する
ことが知られている他の化学的種を包含するがそれらに限定はされない種々の添
加剤を含むことができる。このような他の化学的種は当業者には周知である。
【０００８】
本発明は、ポリオレフィンの如き結晶性ポリマー及びポリスチレンの如き無定
形ポリマーの両方に適用することができる、発泡性熱可塑性スフェロイドを製造
する連続的方法を提供する。発泡性ポリオレフィンの場合には、本発明に従って
製造されたこのような材料は先行技術の方法を使用して製造されたこれらの材料
よりも多くのガス状発泡剤を含有する。無定形ポリスチレンの場合には、このよ
なものの製造は、発熱反応性材料の大きな塊の形成の可能性に関連した危険並び
に環境基準又は他の規制基準の満足に従う大容積の水の処理のための余計なコス
トを伴わない。
形ポリマーの両方に適用することができる、発泡性熱可塑性スフェロイドを製造
する連続的方法を提供する。発泡性ポリオレフィンの場合には、本発明に従って
製造されたこのような材料は先行技術の方法を使用して製造されたこれらの材料
よりも多くのガス状発泡剤を含有する。無定形ポリスチレンの場合には、このよ
なものの製造は、発熱反応性材料の大きな塊の形成の可能性に関連した危険並び
に環境基準又は他の規制基準の満足に従う大容積の水の処理のための余計なコス
トを伴わない。
【０００９】
本発明の方法は、熱可塑性ポリマーと少なくとも１種の発泡剤を含む溶融混合
物を提供し、そして熱可塑性ポリマーから粒子を形成することを含んでなる。形
成された粒子を、ポリマー溶融物全体に分散した発泡剤を固体マトリックス内に
所定の場所に保持するために直ちに且つ急速に熱的に冷却する。１つの方法では
、発泡剤を含んだ（ｂｌｏｗｉｎｇ ａｇｅｎｔ−ｌａｄｅｎ）熱可塑性プラス
ックの微粒化を伴う技術を有利に行って、粒子マトリックス内に発泡剤を閉じ込
める（ｌｏｃｋ）ために発生初期の（ｎａｓｃｅｎｔ）粒子の深い熱力学的急冷
を達成する。このような粒子の形成はポリマー結晶化と普通は関連している発泡
ガス拒絶の困難を回避する。何故ならば、冷却は他の先行技術の方法を使用して
可能であるよりも早く行われるからである。本発明に従えば、アイソタクチック
ポリプロピレン及びポリエチレンの如きポリマーは本明細書の他のところで説明
したように微粒化ノズルにおける粒子の形成の直後に行われる断熱冷却によって
急冷される。別法として、流動性ポリマー塊（ｆｌｕｉｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍ
ａｓｓ）をそれが押出物の形態でダイから出てくるにつれて液体冷却浴中で直ち
に急冷する押出技術を使用して熱可塑性ポリマーから粒子を形成することができ
る。この方法において液体冷却浴は、冷水、液体窒素又は液体ヘリウムから選ば
れ、そしてこの方法は鉛散弾（ｌｅａｄ ｓｈｏｔ）又は宝石職人の鋳形粒子（
ｊｅｗｅｌｅｒ′ｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｇｒａｎｕｌｅｓ）を製造するのに使用
された方法と方式において同様である。この方法は、必ずしもそうではないけれ
ども、好ましくは圧力下に発泡剤を含有する制御された雰囲気中で行うことがで
きる。このような条件下では、普通に結晶性の材料を使用するとき他の場合には
殆ど瞬間的に起こる熱可塑性プラスチックの結晶化の速度を実質的に遅らせるか
又は抑制することが可能である。ペレットは、慣用のポリマー押出機のダイから
出てくる押出物に作用する切断表面の作用により形成することができ、そしてこ
のようなペレットは本明細書及び特許請求の範囲において使用した用語「粒子」
の意味の範囲内に入る。普通は結晶性の材料の場合には、ポリマーの結晶化の速
度を抑制するか又は遅らせる条件下でのポリマーの急速な冷却は、ガス状発泡剤
が冷却時に粒子のバルクから外へ拡散する能力を実質的に制限する。かくして、
発泡剤は粒子内に閉じ込められる。この概念は本明細書に開示された方法により
共有された共通の筋書きである。
物を提供し、そして熱可塑性ポリマーから粒子を形成することを含んでなる。形
成された粒子を、ポリマー溶融物全体に分散した発泡剤を固体マトリックス内に
所定の場所に保持するために直ちに且つ急速に熱的に冷却する。１つの方法では
、発泡剤を含んだ（ｂｌｏｗｉｎｇ ａｇｅｎｔ−ｌａｄｅｎ）熱可塑性プラス
ックの微粒化を伴う技術を有利に行って、粒子マトリックス内に発泡剤を閉じ込
める（ｌｏｃｋ）ために発生初期の（ｎａｓｃｅｎｔ）粒子の深い熱力学的急冷
を達成する。このような粒子の形成はポリマー結晶化と普通は関連している発泡
ガス拒絶の困難を回避する。何故ならば、冷却は他の先行技術の方法を使用して
可能であるよりも早く行われるからである。本発明に従えば、アイソタクチック
ポリプロピレン及びポリエチレンの如きポリマーは本明細書の他のところで説明
したように微粒化ノズルにおける粒子の形成の直後に行われる断熱冷却によって
急冷される。別法として、流動性ポリマー塊（ｆｌｕｉｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍ
ａｓｓ）をそれが押出物の形態でダイから出てくるにつれて液体冷却浴中で直ち
に急冷する押出技術を使用して熱可塑性ポリマーから粒子を形成することができ
る。この方法において液体冷却浴は、冷水、液体窒素又は液体ヘリウムから選ば
れ、そしてこの方法は鉛散弾（ｌｅａｄ ｓｈｏｔ）又は宝石職人の鋳形粒子（
ｊｅｗｅｌｅｒ′ｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｇｒａｎｕｌｅｓ）を製造するのに使用
された方法と方式において同様である。この方法は、必ずしもそうではないけれ
ども、好ましくは圧力下に発泡剤を含有する制御された雰囲気中で行うことがで
きる。このような条件下では、普通に結晶性の材料を使用するとき他の場合には
殆ど瞬間的に起こる熱可塑性プラスチックの結晶化の速度を実質的に遅らせるか
又は抑制することが可能である。ペレットは、慣用のポリマー押出機のダイから
出てくる押出物に作用する切断表面の作用により形成することができ、そしてこ
のようなペレットは本明細書及び特許請求の範囲において使用した用語「粒子」
の意味の範囲内に入る。普通は結晶性の材料の場合には、ポリマーの結晶化の速
度を抑制するか又は遅らせる条件下でのポリマーの急速な冷却は、ガス状発泡剤
が冷却時に粒子のバルクから外へ拡散する能力を実質的に制限する。かくして、
発泡剤は粒子内に閉じ込められる。この概念は本明細書に開示された方法により
共有された共通の筋書きである。
【００１０】
粒子を形成するための最も好ましい方法は、溶融混合物を含んで成る小滴を形
成するように溶融混合物の微粒化を引き起こすのに十分な条件下に発泡剤を含有
する溶融混合物を微粒化ノズルに送り、そしてポリマー粒子内に閉じ込められた
発泡剤を有するポリマー粒子を形成するのに十分な小滴の同時的冷却を行うこと
である。次いで粒子を後に使用するために集める。この方法は結晶性ポリマー及
び無定形ポリマーの両方に適用可能である。
成するように溶融混合物の微粒化を引き起こすのに十分な条件下に発泡剤を含有
する溶融混合物を微粒化ノズルに送り、そしてポリマー粒子内に閉じ込められた
発泡剤を有するポリマー粒子を形成するのに十分な小滴の同時的冷却を行うこと
である。次いで粒子を後に使用するために集める。この方法は結晶性ポリマー及
び無定形ポリマーの両方に適用可能である。
【００１１】
１つの好ましい態様では、発泡性ポリスチレンスフェロイドは、気相が溶融塊
中に存在しないことを確実にするのに十分な温度及び圧力の条件下に一様に分布
した形態で少なくとも１種の発泡剤を含有する溶融ポリマー塊の流れ又は貯蔵物
を最初に与えることにより製造することができる。微粒化ノズルは溶融塊との流
体接触においても与えられる。ポリマー流れ又は貯蔵物からの溶融した材料は貯
蔵物又は流れ中に存在する圧力より少ない圧力の領域にノズルのオリフィスを通
して移送される。ノズルの物理的形状及び微粒化ガスの作用とカップリングした
遭遇した圧力の変化は溶融ポリマーのバルク全体にわたって一様に分布した発泡
剤を含有する溶融ポリマーの微粒化をもたらす。場合により適用された外部冷却
と共に、微粒化を伴う微粒化ガスの膨張に付随したジュール／トムソン冷却は、
溶融ポリマーがスフェロイド中に一様に分散した発泡剤を含有するスフェロイド
を形成することを引き起こす。集めた後、スフェロイドは当業者に知られている
技術を使用して種々の製品を成形するために使用するのに適している。
中に存在しないことを確実にするのに十分な温度及び圧力の条件下に一様に分布
した形態で少なくとも１種の発泡剤を含有する溶融ポリマー塊の流れ又は貯蔵物
を最初に与えることにより製造することができる。微粒化ノズルは溶融塊との流
体接触においても与えられる。ポリマー流れ又は貯蔵物からの溶融した材料は貯
蔵物又は流れ中に存在する圧力より少ない圧力の領域にノズルのオリフィスを通
して移送される。ノズルの物理的形状及び微粒化ガスの作用とカップリングした
遭遇した圧力の変化は溶融ポリマーのバルク全体にわたって一様に分布した発泡
剤を含有する溶融ポリマーの微粒化をもたらす。場合により適用された外部冷却
と共に、微粒化を伴う微粒化ガスの膨張に付随したジュール／トムソン冷却は、
溶融ポリマーがスフェロイド中に一様に分散した発泡剤を含有するスフェロイド
を形成することを引き起こす。集めた後、スフェロイドは当業者に知られている
技術を使用して種々の製品を成形するために使用するのに適している。
【００１２】
本発明は、少なくとも１種の発泡剤を含有するポリマー溶融物から発泡性熱可
塑性粒子を製造する方法である。急速冷却手段と組み合わせた押出技術を使用し
て又は最も好ましいのだが、固有に断熱冷却又は外部冷却を含む微粒化方法によ
りこの溶融物から粒子が製造される。製造された粒子は当業者に周知の成形方法
に後に使用することができるスフェロイドである。典型的には、ポリマースフェ
ロイド粒子はポリプロピレン、ポリエチレン又はポリスチレンを含んでなる。
塑性粒子を製造する方法である。急速冷却手段と組み合わせた押出技術を使用し
て又は最も好ましいのだが、固有に断熱冷却又は外部冷却を含む微粒化方法によ
りこの溶融物から粒子が製造される。製造された粒子は当業者に周知の成形方法
に後に使用することができるスフェロイドである。典型的には、ポリマースフェ
ロイド粒子はポリプロピレン、ポリエチレン又はポリスチレンを含んでなる。
【００１３】
本発明に従う発泡性熱可塑性粒子を形成するための好ましい方法は、発泡剤を
含有するポリマーの溶融流を粒子の迅速な形成及び同時の又は直後の粒子の急速
な冷却を引き起こすのに十分な条件下に微粒化ノズルに送られる。この方法を利
用して、ポリプロピレン、ポリエチレンの如き結晶性ポリマー及びポリスチレン
の如き無定形ポリマーから粒子を形成することができる。
含有するポリマーの溶融流を粒子の迅速な形成及び同時の又は直後の粒子の急速
な冷却を引き起こすのに十分な条件下に微粒化ノズルに送られる。この方法を利
用して、ポリプロピレン、ポリエチレンの如き結晶性ポリマー及びポリスチレン
の如き無定形ポリマーから粒子を形成することができる。
【００１４】
本発明に従う他の方法では、押出技術を使用して、鉛散弾又は宝石職人の鋳形
粒子を製造するのと同様な方式で、冷水、液体窒素又は液体ヘリウムの如き急冷
浴への溶融した熱可塑性材料の流れの方向を含むがそれに限定はされない混合物
から粒子を形成し、その際急冷の全体は好ましくは圧力下に発泡剤を含有する制
御された雰囲気中で行われる。好ましくは、制御された雰囲気中の圧力は、発泡
剤の溶融塊から分離されるいかなる傾向も実質的に減少させるのに十分である。
１秒未満にポリマーが２５０℃から−７８℃になることを意味することがある急
速な冷却のこのような条件下では、普通の条件では結晶性であることが一般に知
られているポリマーの固化の際に起こる熱可塑性プラスチックの結晶化の速度を
実質的に遅らせるか又は抑制することが可能である。ポリマー押出機のダイから
出てくる押出物に作用する切断表面の作用により形成されたポリマーのペレット
又はバレル形状のチャンク（ｃｈｕｎｋ）は、本明細書及び特許請求の範囲で使
用された用語［粒子］の意味の範囲内に入る。このような粒子の製造は、押出物
と接触している冷却媒体として水を使用して又は液体窒素、液体ヘリウム又は金
属水銀の低温プールの如き他の液体材料を使用して行うことができる。本発明者
は特定の理論により束縛されることを望むものではないが、ポリマーの結晶化の
速度を抑制するか又は遅らせる条件下でのポリマーの急速な冷却はガス状発泡剤
が冷却時に粒子のバルクから外に拡散する能力を実質的に制限すると推測される
。かくして、発泡剤は粒子内に捕捉されそしてそれは粒子中にポリマーの正常な
その後の結晶化の後ですら閉じ込められたままである。粒子中のポリマーのこの
ような普通のその後の結晶化は、急冷温度から周囲の温度にポリマーの温度を増
加させることにより起こる。
粒子を製造するのと同様な方式で、冷水、液体窒素又は液体ヘリウムの如き急冷
浴への溶融した熱可塑性材料の流れの方向を含むがそれに限定はされない混合物
から粒子を形成し、その際急冷の全体は好ましくは圧力下に発泡剤を含有する制
御された雰囲気中で行われる。好ましくは、制御された雰囲気中の圧力は、発泡
剤の溶融塊から分離されるいかなる傾向も実質的に減少させるのに十分である。
１秒未満にポリマーが２５０℃から−７８℃になることを意味することがある急
速な冷却のこのような条件下では、普通の条件では結晶性であることが一般に知
られているポリマーの固化の際に起こる熱可塑性プラスチックの結晶化の速度を
実質的に遅らせるか又は抑制することが可能である。ポリマー押出機のダイから
出てくる押出物に作用する切断表面の作用により形成されたポリマーのペレット
又はバレル形状のチャンク（ｃｈｕｎｋ）は、本明細書及び特許請求の範囲で使
用された用語［粒子］の意味の範囲内に入る。このような粒子の製造は、押出物
と接触している冷却媒体として水を使用して又は液体窒素、液体ヘリウム又は金
属水銀の低温プールの如き他の液体材料を使用して行うことができる。本発明者
は特定の理論により束縛されることを望むものではないが、ポリマーの結晶化の
速度を抑制するか又は遅らせる条件下でのポリマーの急速な冷却はガス状発泡剤
が冷却時に粒子のバルクから外に拡散する能力を実質的に制限すると推測される
。かくして、発泡剤は粒子内に捕捉されそしてそれは粒子中にポリマーの正常な
その後の結晶化の後ですら閉じ込められたままである。粒子中のポリマーのこの
ような普通のその後の結晶化は、急冷温度から周囲の温度にポリマーの温度を増
加させることにより起こる。
【００１５】
ポリマーの結晶化度は試験方法ＡＳＴＭ Ｄ−３４１７又はＡＳＴＭ Ｅ−７
９３−８５により便利に測定することができる融解熱として知られたそれらの固
有の性質によりしばしば測定される。一般に、熱可塑性ポリマーでは、商業的銘
柄の材料の与えられたサンプルで測定された結晶化度の量は純粋にアイソタクチ
ックな材料の値のほんの一部にすぎない。これは、材料の与えられたサンプルに
おける結晶化度の全体の量に影響する多くの製造変数のためであり、正味の結果
は、高度に結晶性であるとしばしば考えられている材料中に存在する結晶性材料
の量は４０〜６０％のオーダーにすぎないということである。従って、与えられ
たサンプルの融解熱は純粋な材料で観察される融解熱のほんの一部にすぎない。
従って、ポリマーの各サンプルは、それと関連した特性的融解熱値を有しており
、これはサンプル中に存在する結晶化度の量の直接の指示である。本発明がその
予期した効用において機能するように、調製したばかりの（１分未満しか経てい
ない）発泡性ペレットの結晶化度は、それが成形され、射出成形され又はそうで
なければ発泡剤と混合される前にポリマーの結晶化度の９０％より低くなければ
ならない。この減少した結晶化度は、溶融したポリマー流が本発明の技術に従っ
て急速に冷却された結果であり、そしてポリマーの結晶化の有効な抑制又は遅れ
の直接の指示である。もちろん、最終的には、本発明に従って製造されたペレッ
トの貯蔵、特に室温での貯蔵の後、ペレットの結晶化度は、問題のポリマーで普
通に観察される値（発泡剤の存在について補正後）に増加するであろう。しかし
ながら、このような結晶化は、ポリマーの自然の傾向によりポリマーが溶融状態
から固体状態に進むにつれて、ガス状発泡剤がペレットのバルク内に有効に捕捉
されていることにより、ポリマーが完全に結晶化することを許容された場合に及
ぼすのと同じの、ガス状発泡剤のポリマー中への添加（ｌｏａｄｉｎｇ）に対す
る不利な効果を及ぼさない。このような理由付けは固化時にガス状発泡剤を十分
に保持する無定形ポリマーには適用できない。
９３−８５により便利に測定することができる融解熱として知られたそれらの固
有の性質によりしばしば測定される。一般に、熱可塑性ポリマーでは、商業的銘
柄の材料の与えられたサンプルで測定された結晶化度の量は純粋にアイソタクチ
ックな材料の値のほんの一部にすぎない。これは、材料の与えられたサンプルに
おける結晶化度の全体の量に影響する多くの製造変数のためであり、正味の結果
は、高度に結晶性であるとしばしば考えられている材料中に存在する結晶性材料
の量は４０〜６０％のオーダーにすぎないということである。従って、与えられ
たサンプルの融解熱は純粋な材料で観察される融解熱のほんの一部にすぎない。
従って、ポリマーの各サンプルは、それと関連した特性的融解熱値を有しており
、これはサンプル中に存在する結晶化度の量の直接の指示である。本発明がその
予期した効用において機能するように、調製したばかりの（１分未満しか経てい
ない）発泡性ペレットの結晶化度は、それが成形され、射出成形され又はそうで
なければ発泡剤と混合される前にポリマーの結晶化度の９０％より低くなければ
ならない。この減少した結晶化度は、溶融したポリマー流が本発明の技術に従っ
て急速に冷却された結果であり、そしてポリマーの結晶化の有効な抑制又は遅れ
の直接の指示である。もちろん、最終的には、本発明に従って製造されたペレッ
トの貯蔵、特に室温での貯蔵の後、ペレットの結晶化度は、問題のポリマーで普
通に観察される値（発泡剤の存在について補正後）に増加するであろう。しかし
ながら、このような結晶化は、ポリマーの自然の傾向によりポリマーが溶融状態
から固体状態に進むにつれて、ガス状発泡剤がペレットのバルク内に有効に捕捉
されていることにより、ポリマーが完全に結晶化することを許容された場合に及
ぼすのと同じの、ガス状発泡剤のポリマー中への添加（ｌｏａｄｉｎｇ）に対す
る不利な効果を及ぼさない。このような理由付けは固化時にガス状発泡剤を十分
に保持する無定形ポリマーには適用できない。
【００１６】
発泡剤は、一般にポリマー業界の業者には周知されている。本発明で使用され
る発泡剤はこの目的に有用なものであることが発泡ポリマーの分野で周知された
発泡剤を包含することができる。これらには、炭化水素、窒素、二酸化炭素、ハ
ロゲン化炭化水素、フッ素化炭化水素、クロロカーボン、クロロフルオロカーボ
ンが包含されるが、それらに限定はされない。アゾシカルボンアミド及び熱エネ
ルギーにさらされるときポリマー中の発泡剤として使用するのに適当なガスを同
様に発生する他の周知の化合物の如き固体物質もポリマー溶融物に含ませるため
の適当な発泡剤としてここに示される。好ましくは、本発明の目的には、発泡剤
はｎ−ペンタン、ブタン又はイソブタンを含んで成る。最も好ましくは、発泡剤
はｎ−ペンタンを含んで成る。好ましくは、溶融物中に存在する発泡剤の量は約
０．５〜７．０重量％であり、そしてｎ−ペンタンが発泡剤として選ばれるとき
、それは全体のポリマー質量の１．０重量％〜１０重量％、最も好ましくは５．
０重量％の量で存在する。溶融ポリマー流はガス状ペンタンが存在しないような
温度及び圧力の条件下に維持され、そして発泡剤はポリマー流溶融物内に一様に
分布している。当業者には周知されているとおり、種々の撹拌の手段を使用して
溶融物中の発泡剤の分散の均一性を促進することができる。
る発泡剤はこの目的に有用なものであることが発泡ポリマーの分野で周知された
発泡剤を包含することができる。これらには、炭化水素、窒素、二酸化炭素、ハ
ロゲン化炭化水素、フッ素化炭化水素、クロロカーボン、クロロフルオロカーボ
ンが包含されるが、それらに限定はされない。アゾシカルボンアミド及び熱エネ
ルギーにさらされるときポリマー中の発泡剤として使用するのに適当なガスを同
様に発生する他の周知の化合物の如き固体物質もポリマー溶融物に含ませるため
の適当な発泡剤としてここに示される。好ましくは、本発明の目的には、発泡剤
はｎ−ペンタン、ブタン又はイソブタンを含んで成る。最も好ましくは、発泡剤
はｎ−ペンタンを含んで成る。好ましくは、溶融物中に存在する発泡剤の量は約
０．５〜７．０重量％であり、そしてｎ−ペンタンが発泡剤として選ばれるとき
、それは全体のポリマー質量の１．０重量％〜１０重量％、最も好ましくは５．
０重量％の量で存在する。溶融ポリマー流はガス状ペンタンが存在しないような
温度及び圧力の条件下に維持され、そして発泡剤はポリマー流溶融物内に一様に
分布している。当業者には周知されているとおり、種々の撹拌の手段を使用して
溶融物中の発泡剤の分散の均一性を促進することができる。
【００１７】
発泡剤を含んだポリマー流が供給される微粒化ノズルは、約０．３ｍｍ〜１．
５ｍｍの寸法範囲内の粒子が微粒化されたポリマーの冷却時に形成されるように
ポリマー流が十分に微粒化されるとの条件下に、種々の形状であることができる
。
５ｍｍの寸法範囲内の粒子が微粒化されたポリマーの冷却時に形成されるように
ポリマー流が十分に微粒化されるとの条件下に、種々の形状であることができる
。
【００１８】
本発明に従ってポリマー溶融物を微粒化する際に使用するための最も好ましい
ノズルは、溶融ポリマーの流れ又はフイルムを微粒化するために溶融ポリマーの
流れ又はフイルムに対するガス流の衝突を使用するノズルである。このようなガ
ス微粒化ノズルの例は米国特許第４，６１９，８４５号及び第５，２２８，６２
０号に開示されており、この全体の内容は参照により本明細書に加入される。図
面を参照すると、本発明に従う発泡性ポリマーの粒子を製造するのに有用な微粒
化ノズルの略図の切り欠き図が示される。この図面において、７５はポリマー粒
子生成物を示す。８３は溶融ポリマー流２６が微粒化ゾーン６９に運ばれる管状
導管７１が含まれている同時押出構造体を示す。４２は微粒化ガス及び溶融ポリ
マー流が通過するオリフィスを規定する構造である。オリフィスを通過すると、
溶融ポリマー流は溶融ポリマー流と相互作用する高速度微粒化ガス１７の相互作
用により微粒化させられる。微粒化ガス１７は微粒化ノズルに亜音速で高圧下に
供給され、そこでそれは溶融ポリマー流に作用し、かくして溶融ポリマーを微粒
化させる。微粒化粒子が出てくる部分３０はより低い圧力、好ましくは大気圧の
領域である。微粒化ガス１７により経験される圧力降下を伴うのは、微粒化ガス
及びポリマー粒子の両方の断熱冷却である。溶融ポリマー流２６は発泡剤を含有
するので、粒子のこのような冷却は発泡剤が生成物粒子７５それ自体内に閉じ込
められる（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）ことを確実にする。
ノズルは、溶融ポリマーの流れ又はフイルムを微粒化するために溶融ポリマーの
流れ又はフイルムに対するガス流の衝突を使用するノズルである。このようなガ
ス微粒化ノズルの例は米国特許第４，６１９，８４５号及び第５，２２８，６２
０号に開示されており、この全体の内容は参照により本明細書に加入される。図
面を参照すると、本発明に従う発泡性ポリマーの粒子を製造するのに有用な微粒
化ノズルの略図の切り欠き図が示される。この図面において、７５はポリマー粒
子生成物を示す。８３は溶融ポリマー流２６が微粒化ゾーン６９に運ばれる管状
導管７１が含まれている同時押出構造体を示す。４２は微粒化ガス及び溶融ポリ
マー流が通過するオリフィスを規定する構造である。オリフィスを通過すると、
溶融ポリマー流は溶融ポリマー流と相互作用する高速度微粒化ガス１７の相互作
用により微粒化させられる。微粒化ガス１７は微粒化ノズルに亜音速で高圧下に
供給され、そこでそれは溶融ポリマー流に作用し、かくして溶融ポリマーを微粒
化させる。微粒化粒子が出てくる部分３０はより低い圧力、好ましくは大気圧の
領域である。微粒化ガス１７により経験される圧力降下を伴うのは、微粒化ガス
及びポリマー粒子の両方の断熱冷却である。溶融ポリマー流２６は発泡剤を含有
するので、粒子のこのような冷却は発泡剤が生成物粒子７５それ自体内に閉じ込
められる（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）ことを確実にする。
【００１９】
断熱冷却又はジュール−トムソン冷却は、物理化学の分野の熟練者には周知の
現象であり、その詳細な数学的且つ実用的説明は、“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ”，ｗｒｉｔｔｅｎ ｂｙ Ｐｅｔｅｒ Ｗ．Ａｔｋｉｎｓ，３ｒ
ｄ ｅｄ．ａｎｄ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎ
ｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５（ＩＳＢＮ−０−７１６７−
１７４９−２）と題する本に記載されている。その内容は参照により本明細書に
加入される。
現象であり、その詳細な数学的且つ実用的説明は、“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ”，ｗｒｉｔｔｅｎ ｂｙ Ｐｅｔｅｒ Ｗ．Ａｔｋｉｎｓ，３ｒ
ｄ ｅｄ．ａｎｄ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎ
ｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５（ＩＳＢＮ−０−７１６７−
１７４９−２）と題する本に記載されている。その内容は参照により本明細書に
加入される。
【００２０】
微粒化の原理は、“Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ Ｍｅ
ｔａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ” ｂｙ Ｊ．Ｓｚｅｋｅｌｙ，ｐｕｂｌｉｓ
ｈｅｄ ｂｙ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ｃｉｔｙ，
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９７９），ｐｐ３４０ ｅｔ ｓｅｑ．，と題する本に詳
述されている。その内容を参照により本明細書に加入する。本発明に従う方法の
ための他の適当な微粒化装置は、例えば、回転微粒化ディスク又はプレート、補
助エネルギー供給装置（例えば機械的振動）を有する又は有していない単一材料
及び複数材料ノズル及び内部混合（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｍｉｘｉｎｇ）又は外部
混合（ｅｘｔｅｒｎａｋ ｎｉｘｉｎｇ）を伴う混合ノズルを包含することがで
きる。本発明で有用であると予想される他のノズルは“Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｗ
ｏｒｌｄ” ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．７（Ｊｕｌｙ １９９７）
，ｐａｇｅｓ ３８３ ｅｔ ｓｅｑ．所載の論文に記載及び説明されたノズル
である。（その内容は参照により本明細書に加入される）。
ｔａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ” ｂｙ Ｊ．Ｓｚｅｋｅｌｙ，ｐｕｂｌｉｓ
ｈｅｄ ｂｙ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ｃｉｔｙ，
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９７９），ｐｐ３４０ ｅｔ ｓｅｑ．，と題する本に詳
述されている。その内容を参照により本明細書に加入する。本発明に従う方法の
ための他の適当な微粒化装置は、例えば、回転微粒化ディスク又はプレート、補
助エネルギー供給装置（例えば機械的振動）を有する又は有していない単一材料
及び複数材料ノズル及び内部混合（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｍｉｘｉｎｇ）又は外部
混合（ｅｘｔｅｒｎａｋ ｎｉｘｉｎｇ）を伴う混合ノズルを包含することがで
きる。本発明で有用であると予想される他のノズルは“Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｗ
ｏｒｌｄ” ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．７（Ｊｕｌｙ １９９７）
，ｐａｇｅｓ ３８３ ｅｔ ｓｅｑ．所載の論文に記載及び説明されたノズル
である。（その内容は参照により本明細書に加入される）。
【００２１】
本発明に従うポリマー粒子を製造するための他の用件は、溶融ポリマー液の流
れを上記した微粒化装置に供給することである。これは、加圧された容器からの
自由流入又は適当なポンプ、押出機又は当業界で知られている他の溶融物運搬装
置により達成することができる。ポリマー溶融物を所望の流速で微粒化ノズルに
送るのに必要な温度及び圧力の組み合わせは使用したポリマー又はポリマーブレ
ンドの温度−粘度依存性データから容易に計算することができる。好ましくは、
導管の内側の圧力は大気圧より大きく、そして最も好ましくは約２００ｐｓｉｇ
である。好ましくは、ポリマー溶融物の温度は、ポリマーの融点又はガラス転移
点より少なくとも１０℃上である。使用したポリマーがポリスチレンである場合
には、溶融物の好ましい温度は溶融物中の５．０％ペンタンを使用して１８０℃
である。
れを上記した微粒化装置に供給することである。これは、加圧された容器からの
自由流入又は適当なポンプ、押出機又は当業界で知られている他の溶融物運搬装
置により達成することができる。ポリマー溶融物を所望の流速で微粒化ノズルに
送るのに必要な温度及び圧力の組み合わせは使用したポリマー又はポリマーブレ
ンドの温度−粘度依存性データから容易に計算することができる。好ましくは、
導管の内側の圧力は大気圧より大きく、そして最も好ましくは約２００ｐｓｉｇ
である。好ましくは、ポリマー溶融物の温度は、ポリマーの融点又はガラス転移
点より少なくとも１０℃上である。使用したポリマーがポリスチレンである場合
には、溶融物の好ましい温度は溶融物中の５．０％ペンタンを使用して１８０℃
である。
【００２２】
ポリマー溶融物を含んで成る液体流が微粒化ノズルに供給されると、微粒化ガ
スとポリマー溶融物との相互作用及びポリマーが経験する圧力の同時的変化によ
り微粒化が起こる。好ましくは、ノズルの外側の圧力は大気圧であが、ポリマー
溶融物により経験される圧力と外部圧力との差が少なくとも５ｐｓｉｇであると
いう条件下に、大気圧以外の圧力を使用することもできる。生成した粒子の直径
は好ましくは約０．３〜１．５ｍｍである。粒子の好ましい寸法は粒子の使用が
所望される最終用途に従って変わり、１．０ｍｍの直径が典型的である。
スとポリマー溶融物との相互作用及びポリマーが経験する圧力の同時的変化によ
り微粒化が起こる。好ましくは、ノズルの外側の圧力は大気圧であが、ポリマー
溶融物により経験される圧力と外部圧力との差が少なくとも５ｐｓｉｇであると
いう条件下に、大気圧以外の圧力を使用することもできる。生成した粒子の直径
は好ましくは約０．３〜１．５ｍｍである。粒子の好ましい寸法は粒子の使用が
所望される最終用途に従って変わり、１．０ｍｍの直径が典型的である。
【００２３】
更に、微粒化ノズルから出てくる発生初期のポリマー粒子に与えるための十分
な冷却は、粒子の認められる程の正味の発泡が起こらないようにポリマースフェ
ロイドが形成される段階中発泡剤からのガス発生を抑制するために使用され、そ
して固化した粒子自体内における発泡剤の保持を促進するために使用される。
な冷却は、粒子の認められる程の正味の発泡が起こらないようにポリマースフェ
ロイドが形成される段階中発泡剤からのガス発生を抑制するために使用され、そ
して固化した粒子自体内における発泡剤の保持を促進するために使用される。
【００２４】
実施例１
ギアポンプを使用して５０ｋｇ／時間の速度でプラント取り出し流から溶融ポ
リマーの側流を採取することができるように８０００ｋｇ／時間で溶融ポリスチ
レンを生成する連続的塊重合プラントを配置する。ギアポンプはポリマーをイン
ジェクター装置を備えたスタテイックミキサーに送り、このインジェクター装置
を通して５．０％（ポリマー重量を基準として重量で）のペンタンの如き揮発性
物質を溶融ポリマー中に入れそしてその中に溶解させることができる。スタテイ
ックミキサーを出るポリマーは、スタテイックミキサーを取り囲んでいるジャケ
ット中で循環している熱伝達油により２１０℃の温度に維持される。ポリマーは
、スタティックミキサーから溶融ポリマーを１７０℃に冷却する冷却押出機のス
ロートに進む。押出機を出るポリマーは１０ｍｍの内径を有する加熱式鉛直注入
管を具備する微粒化ダイヘッドに進む。溶融ポリマーは注入管の下端から自由落
下するストランドとして現れ、そして窒素ガスの流れに衝突して微粒化される。
窒素ガスの微粒化流は、円形アレーの中心として注入管のそれを有する円形アレ
ーにおいて配列された複数のオリフィスを通して１７バールの圧力で送られる。
各オリフィスからの窒素の流れはこの場合に鉛直であるポリマー流の軸線に関し
て１５度の角度でポリマーに衝突する。各窒素送り導管内には、窒素ガス流にお
いて５０ｋＨｚの圧力及び速度振動を発生する共鳴キャビティがある。窒素の流
速は標準温度及び圧力で計算して５ｍ3／時間に調節される。ペンタンを含んだ
ポリマーは１．０ｍｍの平均直径を有するスフェロイド状粒子の形態に衝突ガス
により微粒化される。これらの粒子のサンプルは沸騰水中で加熱され、それによ
り発泡されて独立気泡構造を有する低密度発泡ポリスチレン粒子を与え、かくし
て有効量のペンタンが微粒化により生成された初期のポリマー粒子内に保持され
て粒子の発泡を引き起こすことを証明する。１００ｋｇロットのオーダーでの大
量の粒子は、懸濁重合されたガス含浸ポリマービーズからの発泡性ポリスチレン
の製造に慣用されるタイプの予備発泡機（ｐｒｅ−ｅｘｐａｎｄｅｒ）において
スチームにさらすことにより予備発泡される。発泡したビーズは５時間熟成させ
られ、次いで成形されて４０ｋｇ／ｍ3の密度及び０．０３ワット／メートル／
℃の熱伝導度を有する絶縁ボードを生成する。
リマーの側流を採取することができるように８０００ｋｇ／時間で溶融ポリスチ
レンを生成する連続的塊重合プラントを配置する。ギアポンプはポリマーをイン
ジェクター装置を備えたスタテイックミキサーに送り、このインジェクター装置
を通して５．０％（ポリマー重量を基準として重量で）のペンタンの如き揮発性
物質を溶融ポリマー中に入れそしてその中に溶解させることができる。スタテイ
ックミキサーを出るポリマーは、スタテイックミキサーを取り囲んでいるジャケ
ット中で循環している熱伝達油により２１０℃の温度に維持される。ポリマーは
、スタティックミキサーから溶融ポリマーを１７０℃に冷却する冷却押出機のス
ロートに進む。押出機を出るポリマーは１０ｍｍの内径を有する加熱式鉛直注入
管を具備する微粒化ダイヘッドに進む。溶融ポリマーは注入管の下端から自由落
下するストランドとして現れ、そして窒素ガスの流れに衝突して微粒化される。
窒素ガスの微粒化流は、円形アレーの中心として注入管のそれを有する円形アレ
ーにおいて配列された複数のオリフィスを通して１７バールの圧力で送られる。
各オリフィスからの窒素の流れはこの場合に鉛直であるポリマー流の軸線に関し
て１５度の角度でポリマーに衝突する。各窒素送り導管内には、窒素ガス流にお
いて５０ｋＨｚの圧力及び速度振動を発生する共鳴キャビティがある。窒素の流
速は標準温度及び圧力で計算して５ｍ3／時間に調節される。ペンタンを含んだ
ポリマーは１．０ｍｍの平均直径を有するスフェロイド状粒子の形態に衝突ガス
により微粒化される。これらの粒子のサンプルは沸騰水中で加熱され、それによ
り発泡されて独立気泡構造を有する低密度発泡ポリスチレン粒子を与え、かくし
て有効量のペンタンが微粒化により生成された初期のポリマー粒子内に保持され
て粒子の発泡を引き起こすことを証明する。１００ｋｇロットのオーダーでの大
量の粒子は、懸濁重合されたガス含浸ポリマービーズからの発泡性ポリスチレン
の製造に慣用されるタイプの予備発泡機（ｐｒｅ−ｅｘｐａｎｄｅｒ）において
スチームにさらすことにより予備発泡される。発泡したビーズは５時間熟成させ
られ、次いで成形されて４０ｋｇ／ｍ3の密度及び０．０３ワット／メートル／
℃の熱伝導度を有する絶縁ボードを生成する。
【００２５】
本発明を或る好ましい態様に関して示しそして説明したが、本明細書及び特許
請求の範囲を読みそして理解すれば均等な変更及び改変を当業者が思い浮かべる
ことは明らかであろう。本発明はすべてのこのような変更及び改変を包含し、そ
して特許請求の範囲によってのみ限定される。
請求の範囲を読みそして理解すれば均等な変更及び改変を当業者が思い浮かべる
ことは明らかであろう。本発明はすべてのこのような変更及び改変を包含し、そ
して特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
本発明に従う発泡性熱可塑性ポリマー粒子を製造するのに有用な微粒化ノズル
の切り欠き図である。
の切り欠き図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年７月３１日（２０００．７．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 該粒子内に含まれた該発泡剤の量は、９５℃以上の温度にさ
らされると該粒子をそれらの元の直径の約２倍に膨張させるのに有効な量である
請求項１に記載の方法。
らされると該粒子をそれらの元の直径の約２倍に膨張させるのに有効な量である
請求項１に記載の方法。
【請求項３】 粒子を形成する段階及び冷却する段階を両方共１秒未満に行
う請求項１に記載の方法。
う請求項１に記載の方法。
【請求項４】 該粒子の該冷却を、該ポリマーの結晶化を実質的に抑制して ＡＳＴＭ Ｄ−３４１７標準方法により測定された普通に該ポリマーで
観察され
る結晶化度の９０％未満の結晶化度を有する材料を生成するのに有効な速度で有
効に低い温度となるように行う請求項１に記載の方法。
る結晶化度の９０％未満の結晶化度を有する材料を生成するのに有効な速度で有
効に低い温度となるように行う請求項１に記載の方法。
【請求項５】 該粒子が約０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の寸法を有するス
フェロイドである請求項１に記載の方法。
フェロイドである請求項１に記載の方法。
【請求項７】 微粒化ガスを該微粒化ノズルに供給する請求項６に記載の方
法。
法。
【請求項８】 該微粒化ガスが希ガス、窒素、酸素、空気及び二酸化炭素よ
りなる群から選ばれる請求項７に記載の方法。
りなる群から選ばれる請求項７に記載の方法。
【請求項９】 発泡剤を微粒化ガスとして使用する請求項７に記載の方法。
【請求項１０】 該発泡剤が炭化水素、クロロ炭化水素、クロロフルオロ炭
化水素、二酸化炭素、窒素及び空気よりなる群から選ばれる請求項７に記載の方
法。
化水素、二酸化炭素、窒素及び空気よりなる群から選ばれる請求項７に記載の方
法。
【請求項１１】 該発泡剤がアゾジカルボンアミドである請求項７に記載の
方法。
方法。
【請求項１２】 該発泡剤がペンタン及びイソブタンよりなる群から選ばれ
る請求項７に記載の方法。
る請求項７に記載の方法。
【請求項１３】 該熱可塑性ポリマーが、ポリスチレン、ポリエチレン、及
びポリプロピレン、又はその組み合わせよりなる群から選ばれたポリマーを含ん
で成る請求項７に記載の方法。
びポリプロピレン、又はその組み合わせよりなる群から選ばれたポリマーを含ん
で成る請求項７に記載の方法。
【請求項１４】 該熱可塑性ポリマーがエチレン、プロピレンのＣ2〜Ｃ4コ
ポリマー、及びスチレン又はそれらの組み合わせを包含する請求項７に記載の方
法。
ポリマー、及びスチレン又はそれらの組み合わせを包含する請求項７に記載の方
法。
【請求項１５】 熱可塑性ポリマーが普通は結晶性のポリマー材料を包含す
る請求項７に記載の方法。
る請求項７に記載の方法。
【請求項１６】 熱可塑性ポリマーが実質的に無定形のポリマー材料を包含
する請求項７に記載の方法。
する請求項７に記載の方法。
【請求項１７】 該冷却を微粒化ガスの膨張により行う請求項７に記載の方
法。
法。
【請求項１８】 溶融した熱可塑性粒子を、結晶性ポリマー材料の結晶化を
該ポリマーについて普通に観察される結晶化度の９０％未満に抑制するのに十分
な速度で２５℃以下の温度に冷却する請求項７に記載の方法。
該ポリマーについて普通に観察される結晶化度の９０％未満に抑制するのに十分
な速度で２５℃以下の温度に冷却する請求項７に記載の方法。
【請求項１９】 熱可塑性ビーズを２５℃より低く冷却し、次いでゆっくり
と２５℃に到達させる請求項１８に記載の方法。
と２５℃に到達させる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】 該発泡が本質的に断熱的である請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】 該溶融混合物の温度が約４０℃〜３００℃である請求項７
に記載の方法。
【請求項２２】 該溶融混合物により経験される圧力が大気圧より高い請求
項７に記載の方法。
項７に記載の方法。
【請求項２３】 該ポリマー溶融物中の該発泡剤の濃度が全ポリマー溶融物
重量の０．５重量％〜７．０重量％である請求項７に記載の方法。
重量の０．５重量％〜７．０重量％である請求項７に記載の方法。
【請求項２４】 該微粒化ガスがポリマーを機能化させることができる反応
性種を包含する請求項７に記載の方法。
性種を包含する請求項７に記載の方法。
【請求項２５】 該反応性種が、ハロゲン、ハロゲン化水素、ハロゲン間化
合物、酸化窒素、オゾン、無水マレイン酸、アミン、酸素、三酸化硫黄及び空気
よりなる群から選ばれる請求項２４に記載の方法。
合物、酸化窒素、オゾン、無水マレイン酸、アミン、酸素、三酸化硫黄及び空気
よりなる群から選ばれる請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】 ポリマー溶融物により経験された圧力と該微粒化ノズルの
外側の圧力との差が５ｐｓｉｇより大きい請求項８に記載の方法。
外側の圧力との差が５ｐｓｉｇより大きい請求項８に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
本願は１９９８年９月２２日に出願された米国非暫定特許出願０９／１５８，
１８９、１９９８年７月２４日に出願された米国非暫定特許出願０９／１２２，
５１２及び１９９８年７月２４日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ９８／１５４４６ の利益をクレームする。これらのすべては現在まだ係属中である。
１８９、１９９８年７月２４日に出願された米国非暫定特許出願０９／１２２，
５１２及び１９９８年７月２４日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ９８／１５４４６ の利益をクレームする。これらのすべては現在まだ係属中である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【背景】
先行技術は結晶性ポリマー及び無定形ポリマーの両方を包含する発泡性熱可塑
性ポリマー材料を製造する方法を提供する。結晶性ポリマーから作られる発泡性
熱可塑性材料の製造は、普通は固体のポリマー樹脂を熱可塑化し、このような熱
可塑化された樹脂を熱及び圧力下に揮発性発泡剤と混合して流動性ゲルを形成し
、次いでゲルをより低い圧力及び温度のゾーンに押し出してゲルを発泡させそし
て冷却して、所望の固体ポリマー発泡製品を形成することにより行われる。１，
２−ジクロロテトラフルオロエタンは、それが硬化期間中に発泡された製品の塊
に与える十分な程度の寸法安定性により、このような発泡剤して広く使用されて
きた。しかしながら、ペンタンの如きアルカン類を包含する炭化水素のような他
の発泡剤が成功を得ることが米国特許第３，６４４，２３０号に記載のこれらの
長鎖脂肪酸／ポリオール部分エステル及び米国特許第４，２１４，０５４号及び
第４，３９５，５１０号に詳述された高級脂肪酸のエステルの如き安定性制御剤
の使用により最近実現された。従って、結晶性ポリマーすら含んで成る広範な種
類の発泡性熱可塑性プラスチックの製造が慣用の技術を使用して今や可能である
。既知の方法では、発泡剤は、得られる発泡した気泡製品（ｃｅｌｌｕｌａｒ
ｐｒｏｄｕｃｔｓ）における所望の程度の発泡、通常約９．６ｋｇ／ｍ3（約０
．６ポンド／立方フィート）まで下がった熟成した発泡体密度を有する製品を製
造するために約６０倍の容積膨張までの、発泡をさせるための割合で出発ポリマ
ー樹脂ブレンドに配合される。発泡性組成物は、オレフィンポリマー樹脂を熱可
塑化し、樹脂を安定性制御剤及び発泡剤と混合し、最後に発泡剤を活性化させて
混合物を発泡させることにより製造することができる。このような材料を製造す
るための典型的な方法は米国特許第４，６９４，０２７号、第４，８９４，３９
５号、第５，３０４，５８０号及び第５，６０５，９３７号に概略が述べられて
いる。しかしながら、発泡性熱可塑性材料を製造するための既知の手段は最適よ
りは低い性質を有する粒子を生成する。この例は、ポリエチレンの如き発泡性ポ
リオレフィン粒子は発泡剤による含浸の前に予備発泡されなければならないとい
うことであり、そしてこのような予備発泡用件は当業者には周知である。この必
要な予備発泡は仕上げられた発泡性粒子を貯蔵するのに必要な倉庫空間を比例し
て増加させる。更に、普通は結晶性のポリマーから作られた予備発泡された熱可
塑性発泡性材料の寿命は所望されるよりもはるかに少ないことは当業者には周知
である。
性ポリマー材料を製造する方法を提供する。結晶性ポリマーから作られる発泡性
熱可塑性材料の製造は、普通は固体のポリマー樹脂を熱可塑化し、このような熱
可塑化された樹脂を熱及び圧力下に揮発性発泡剤と混合して流動性ゲルを形成し
、次いでゲルをより低い圧力及び温度のゾーンに押し出してゲルを発泡させそし
て冷却して、所望の固体ポリマー発泡製品を形成することにより行われる。１，
２−ジクロロテトラフルオロエタンは、それが硬化期間中に発泡された製品の塊
に与える十分な程度の寸法安定性により、このような発泡剤して広く使用されて
きた。しかしながら、ペンタンの如きアルカン類を包含する炭化水素のような他
の発泡剤が成功を得ることが米国特許第３，６４４，２３０号に記載のこれらの
長鎖脂肪酸／ポリオール部分エステル及び米国特許第４，２１４，０５４号及び
第４，３９５，５１０号に詳述された高級脂肪酸のエステルの如き安定性制御剤
の使用により最近実現された。従って、結晶性ポリマーすら含んで成る広範な種
類の発泡性熱可塑性プラスチックの製造が慣用の技術を使用して今や可能である
。既知の方法では、発泡剤は、得られる発泡した気泡製品（ｃｅｌｌｕｌａｒ
ｐｒｏｄｕｃｔｓ）における所望の程度の発泡、通常約９．６ｋｇ／ｍ3（約０
．６ポンド／立方フィート）まで下がった熟成した発泡体密度を有する製品を製
造するために約６０倍の容積膨張までの、発泡をさせるための割合で出発ポリマ
ー樹脂ブレンドに配合される。発泡性組成物は、オレフィンポリマー樹脂を熱可
塑化し、樹脂を安定性制御剤及び発泡剤と混合し、最後に発泡剤を活性化させて
混合物を発泡させることにより製造することができる。このような材料を製造す
るための典型的な方法は米国特許第４，６９４，０２７号、第４，８９４，３９
５号、第５，３０４，５８０号及び第５，６０５，９３７号に概略が述べられて
いる。しかしながら、発泡性熱可塑性材料を製造するための既知の手段は最適よ
りは低い性質を有する粒子を生成する。この例は、ポリエチレンの如き発泡性ポ
リオレフィン粒子は発泡剤による含浸の前に予備発泡されなければならないとい
うことであり、そしてこのような予備発泡用件は当業者には周知である。この必
要な予備発泡は仕上げられた発泡性粒子を貯蔵するのに必要な倉庫空間を比例し
て増加させる。更に、普通は結晶性のポリマーから作られた予備発泡された熱可
塑性発泡性材料の寿命は所望されるよりもはるかに少ないことは当業者には周知
である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
他方、ポリスチレン材料の如き無定形ポリマーを含んで成る発泡性組成物の製
造は、スチレンモノマー、界面活性剤、触媒及び他の添加剤を含有する水性懸濁
液を包含する出発原料は激しい撹拌の条件下に周知の手段によって加工されて約
０３〜１．５ｍｍの範囲の直径を有する球形ポリスチレンビーズを得る普通に使
用される０バッチ方法を包含する。次いでこのようなビーズに炭化水素又は他の
発泡剤、典型的にはペンタン又はハロゲン化炭化水素を含浸させる。これは、ポ
リマー粒子約１００部（重量）、水１００部及び濃厚界面活性剤（又はその混合
物、例えばアルキルアリールポリエーテルアルコール及びドデシルベンゼンスル
ホネートの混合物）１部を約３〜１０部のペンタンと共にオートクレーブに入れ
ることにより行われる。混合物を圧力下に約７６．７℃（１７０°Ｆ）に３時間
加熱しそして室温に冷却して発泡性ポリスチレンビーズを生成させ、これを次い
で洗浄し、乾燥しそして後に使用するために貯蔵する。一般に、このようなバッ
チシステムでは、ビーズの寸法は時間、撹拌、温度、圧力及び反応体濃度を包含
する加工条件を有利に選ぶことにより制御することができる。しかしながら、こ
の発泡性ポリスチレンビーズを製造するためのこの方法はいくつかの固有の欠点
がないわけではなく、その１つは、重合及び含浸の両段階中にポリスチレンビー
ズを懸濁させるために大容積の水が必要であるということである。これは実際に
は二重の欠点である。第１には、水を必要な温度にするための水への熱エネルギ
ー入力のすべては、含浸の終わりに水が環境に排出されるとき失われる。第２に
、このような排出の前に、種々の政府により課される厳しい規制要求を満足させ
るために、水は追加の費用で処理されなければならない。これらの組み合わせた
エネルギー及び処理コストはポリスチレンの最終使用者に回される発泡性ポリス
チレンのコストの重要な部分である。
造は、スチレンモノマー、界面活性剤、触媒及び他の添加剤を含有する水性懸濁
液を包含する出発原料は激しい撹拌の条件下に周知の手段によって加工されて約
０３〜１．５ｍｍの範囲の直径を有する球形ポリスチレンビーズを得る普通に使
用される０バッチ方法を包含する。次いでこのようなビーズに炭化水素又は他の
発泡剤、典型的にはペンタン又はハロゲン化炭化水素を含浸させる。これは、ポ
リマー粒子約１００部（重量）、水１００部及び濃厚界面活性剤（又はその混合
物、例えばアルキルアリールポリエーテルアルコール及びドデシルベンゼンスル
ホネートの混合物）１部を約３〜１０部のペンタンと共にオートクレーブに入れ
ることにより行われる。混合物を圧力下に約７６．７℃（１７０°Ｆ）に３時間
加熱しそして室温に冷却して発泡性ポリスチレンビーズを生成させ、これを次い
で洗浄し、乾燥しそして後に使用するために貯蔵する。一般に、このようなバッ
チシステムでは、ビーズの寸法は時間、撹拌、温度、圧力及び反応体濃度を包含
する加工条件を有利に選ぶことにより制御することができる。しかしながら、こ
の発泡性ポリスチレンビーズを製造するためのこの方法はいくつかの固有の欠点
がないわけではなく、その１つは、重合及び含浸の両段階中にポリスチレンビー
ズを懸濁させるために大容積の水が必要であるということである。これは実際に
は二重の欠点である。第１には、水を必要な温度にするための水への熱エネルギ
ー入力のすべては、含浸の終わりに水が環境に排出されるとき失われる。第２に
、このような排出の前に、種々の政府により課される厳しい規制要求を満足させ
るために、水は追加の費用で処理されなければならない。これらの組み合わせた
エネルギー及び処理コストはポリスチレンの最終使用者に回される発泡性ポリス
チレンのコストの重要な部分である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
揮発剤（ｖｏｌａｔｉｌｅ ａｇｅｎｔｓ）を含む前記に従う結晶性鎖及び無
定形材料の両方から製造された発泡性熱可塑性ポリマー材料を包含する発泡性熱
可塑性ポリマー材料は、揮発剤を蒸発させそしてポリマー材料のバルク内に多数
の気泡を形成する条件下に熱を加えることにより発泡可能であることが知られて
いる。（米国特許第４，１７４，４２７号根第５，０００，８９１号、第５，２
４０，６５７号、第５，５２５，６３７号及び第５，５７３，７９０号はそれら
について説明している。発泡性熱可塑性材料の加熱が適当なモールドの拘束内で
行われるとき、材料がペレット又はビーズの形態で存在するかどうかにかかわり
なく、上記した発泡性ポリマー材料を使用して種々の製品を製造することができ
る。本発明は、先行技術の方法及び上記した性質と関連した欠点を回避してポリ
オレフィン及びポリスチレンビーズを包含する発泡性結晶性粒子及び無定形粒子
を製造するための別の手段に向けられる。本発明は、スフェロイド（ｓｐｈｅｒ
ｏｉｄｅｓ）の多段階粒度分級（ｍｕｌｔｉ−ｓｔｅｐ ｐｒｔｉｃｌｅ ｓｉ
ｚｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の必要を減少させそして排除すらする寸
法が合理的に均一な発泡性ポリマー粒子を製造するための手段にも関する。本発
明において製造されるスフェロイド粒子は、難燃剤、核発生剤、及びポリマーに
望ましい性質を付与することが知られている他の化学的種を包含するがそれらに
限定はされない種々の添加剤を含むことができる。このような他の化学的種は当
業者には周知である。
定形材料の両方から製造された発泡性熱可塑性ポリマー材料を包含する発泡性熱
可塑性ポリマー材料は、揮発剤を蒸発させそしてポリマー材料のバルク内に多数
の気泡を形成する条件下に熱を加えることにより発泡可能であることが知られて
いる。（米国特許第４，１７４，４２７号根第５，０００，８９１号、第５，２
４０，６５７号、第５，５２５，６３７号及び第５，５７３，７９０号はそれら
について説明している。発泡性熱可塑性材料の加熱が適当なモールドの拘束内で
行われるとき、材料がペレット又はビーズの形態で存在するかどうかにかかわり
なく、上記した発泡性ポリマー材料を使用して種々の製品を製造することができ
る。本発明は、先行技術の方法及び上記した性質と関連した欠点を回避してポリ
オレフィン及びポリスチレンビーズを包含する発泡性結晶性粒子及び無定形粒子
を製造するための別の手段に向けられる。本発明は、スフェロイド（ｓｐｈｅｒ
ｏｉｄｅｓ）の多段階粒度分級（ｍｕｌｔｉ−ｓｔｅｐ ｐｒｔｉｃｌｅ ｓｉ
ｚｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の必要を減少させそして排除すらする寸
法が合理的に均一な発泡性ポリマー粒子を製造するための手段にも関する。本発
明において製造されるスフェロイド粒子は、難燃剤、核発生剤、及びポリマーに
望ましい性質を付与することが知られている他の化学的種を包含するがそれらに
限定はされない種々の添加剤を含むことができる。このような他の化学的種は当
業者には周知である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
発泡剤は、一般にポリマー業界の業者には周知されている。本発明で使用され
る発泡剤はこの目的に有用なものであることが発泡ポリマーの分野で周知された
発泡剤を包含することができる。これらには、炭化水素、窒素、二酸化炭素、ハ
ロゲン化炭化水素、フッ素化炭化水素、クロロカーボン、クロロフルオロカーボ
ンが包含されるが、それらに限定はされない。アゾシカルボンアミド及び熱エネ
ルギーにさらされるときポリマー中の発泡剤として使用するのに適当なガスを同
様に発生する他の周知の化合物の如き固体物質もポリマー溶融物に含ませるため
の適当な発泡剤としてここに示される。好ましくは、本発明の目的には、発泡剤
はｎ−ペンタン、ブタン又はイソブタンを含んで成る。最も好ましくは、発泡剤
はｎ−ペンタンを含んで成る。好ましくは、溶融物中に存在する発泡剤の量は０ ．５〜７．０重量％であり、そしてｎ−ペンタンが発泡剤として選ばれるとき、
それは全体のポリマー質量の１．０重量％〜１０重量％、最も好ましくは５．０
重量％の量で存在する。溶融ポリマー流はガス状ペンタンが存在しないような温
度及び圧力の条件下に維持され、そして発泡剤はポリマー流溶融物内に一様に分
布している。当業者には周知されているとおり、種々の撹拌の手段を使用して溶
融物中の発泡剤の分散の均一性を促進することができる。
る発泡剤はこの目的に有用なものであることが発泡ポリマーの分野で周知された
発泡剤を包含することができる。これらには、炭化水素、窒素、二酸化炭素、ハ
ロゲン化炭化水素、フッ素化炭化水素、クロロカーボン、クロロフルオロカーボ
ンが包含されるが、それらに限定はされない。アゾシカルボンアミド及び熱エネ
ルギーにさらされるときポリマー中の発泡剤として使用するのに適当なガスを同
様に発生する他の周知の化合物の如き固体物質もポリマー溶融物に含ませるため
の適当な発泡剤としてここに示される。好ましくは、本発明の目的には、発泡剤
はｎ−ペンタン、ブタン又はイソブタンを含んで成る。最も好ましくは、発泡剤
はｎ−ペンタンを含んで成る。好ましくは、溶融物中に存在する発泡剤の量は０ ．５〜７．０重量％であり、そしてｎ−ペンタンが発泡剤として選ばれるとき、
それは全体のポリマー質量の１．０重量％〜１０重量％、最も好ましくは５．０
重量％の量で存在する。溶融ポリマー流はガス状ペンタンが存在しないような温
度及び圧力の条件下に維持され、そして発泡剤はポリマー流溶融物内に一様に分
布している。当業者には周知されているとおり、種々の撹拌の手段を使用して溶
融物中の発泡剤の分散の均一性を促進することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明に従ってポリマー溶融物を微粒化する際に使用するための最も好ましい
ノズルは、溶融ポリマーの流れ又はフイルムを微粒化するために溶融ポリマーの
流れ又はフイルムに対するガス流の衝突を使用するノズルである。このようなガ
ス微粒化ノズルの例は米国特許第４，６１９，８４５号及び第５，２２８，６２
０号に開示されている。図面を参照すると、本発明に従う発泡性ポリマーの粒子
を製造するのに有用な微粒化ノズルの略図の切り欠き図が示される。この図面に
おいて、７５はポリマー粒子生成物を示す。８３は溶融ポリマー流２６が微粒化
ゾーン６９に運ばれる管状導管７１が含まれている同時押出構造体を示す。４２
は微粒化ガス及び溶融ポリマー流が通過するオリフィスを規定する構造である。
オリフィスを通過すると、溶融ポリマー流は溶融ポリマー流と相互作用する高速
度微粒化ガス１７の相互作用により微粒化させられる。微粒化ガス１７は微粒化
ノズルに亜音速で高圧下に供給され、そこでそれは溶融ポリマー流に作用し、か
くして溶融ポリマーを微粒化させる。微粒化粒子が出てくる部分３０はより低い
圧力、好ましくは大気圧の領域である。微粒化ガス１７により経験される圧力降
下を伴うのは、微粒化ガス及びポリマー粒子の両方の断熱冷却である。溶融ポリ
マー流２６は発泡剤を含有するので、粒子のこのような冷却は発泡剤が生成物粒
子７５それ自体内に閉じ込められる（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）ことを確実に
する。
ノズルは、溶融ポリマーの流れ又はフイルムを微粒化するために溶融ポリマーの
流れ又はフイルムに対するガス流の衝突を使用するノズルである。このようなガ
ス微粒化ノズルの例は米国特許第４，６１９，８４５号及び第５，２２８，６２
０号に開示されている。図面を参照すると、本発明に従う発泡性ポリマーの粒子
を製造するのに有用な微粒化ノズルの略図の切り欠き図が示される。この図面に
おいて、７５はポリマー粒子生成物を示す。８３は溶融ポリマー流２６が微粒化
ゾーン６９に運ばれる管状導管７１が含まれている同時押出構造体を示す。４２
は微粒化ガス及び溶融ポリマー流が通過するオリフィスを規定する構造である。
オリフィスを通過すると、溶融ポリマー流は溶融ポリマー流と相互作用する高速
度微粒化ガス１７の相互作用により微粒化させられる。微粒化ガス１７は微粒化
ノズルに亜音速で高圧下に供給され、そこでそれは溶融ポリマー流に作用し、か
くして溶融ポリマーを微粒化させる。微粒化粒子が出てくる部分３０はより低い
圧力、好ましくは大気圧の領域である。微粒化ガス１７により経験される圧力降
下を伴うのは、微粒化ガス及びポリマー粒子の両方の断熱冷却である。溶融ポリ
マー流２６は発泡剤を含有するので、粒子のこのような冷却は発泡剤が生成物粒
子７５それ自体内に閉じ込められる（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）ことを確実に
する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
断熱冷却又はジュール−トムソン冷却は、物理化学の分野の熟練者には周知の
現象であり、その詳細な数学的且つ実用的説明は、“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ”，ｗｒｉｔｔｅｎ ｂｙ Ｐｅｔｅｒ Ｗ．Ａｔｋｉｎｓ，３ｒ
ｄ ｅｄ．ａｎｄ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎ
ｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５（ＩＳＢＮ−０−７１６７−
１７４９−２）と題する本に記載されている。
現象であり、その詳細な数学的且つ実用的説明は、“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ”，ｗｒｉｔｔｅｎ ｂｙ Ｐｅｔｅｒ Ｗ．Ａｔｋｉｎｓ，３ｒ
ｄ ｅｄ．ａｎｄ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎ
ｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５（ＩＳＢＮ−０−７１６７−
１７４９−２）と題する本に記載されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
微粒化の原理は、“Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ Ｍｅ
ｔａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ” ｂｙ Ｊ．Ｓｚｅｋｅｌｙ，ｐｕｂｌｉｓ
ｈｅｄ ｂｙ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ｃｉｔｙ，
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９７９），ｐｐ３４０ ｅｔ ｓｅｑ．，と題する本に詳
述されている。本発明に従う方法のための他の適当な微粒化装置は、例えば、回
転微粒化ディスク又はプレート、補助エネルギー供給装置（例えば機械的振動）
を有する又は有していない単一材料及び複数材料ノズル及び内部混合（ｉｎｔｅ
ｒｎａｌ ｍｉｘｉｎｇ）又は外部混合（ｅｘｔｅｒｎａｋ ｎｉｘｉｎｇ）を
伴う混合ノズルを包含することができる。本発明で有用であると予想される他の
ノズルは“Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｗｏｒｌｄ” ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｖｏｌ．５
，Ｎｏ．７（Ｊｕｌｙ １９９７），ｐａｇｅｓ ３８３ ｅｔ ｓｅｑ．所載
の論文に記載及び説明されたノズルである。
ｔａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ” ｂｙ Ｊ．Ｓｚｅｋｅｌｙ，ｐｕｂｌｉｓ
ｈｅｄ ｂｙ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ｃｉｔｙ，
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９７９），ｐｐ３４０ ｅｔ ｓｅｑ．，と題する本に詳
述されている。本発明に従う方法のための他の適当な微粒化装置は、例えば、回
転微粒化ディスク又はプレート、補助エネルギー供給装置（例えば機械的振動）
を有する又は有していない単一材料及び複数材料ノズル及び内部混合（ｉｎｔｅ
ｒｎａｌ ｍｉｘｉｎｇ）又は外部混合（ｅｘｔｅｒｎａｋ ｎｉｘｉｎｇ）を
伴う混合ノズルを包含することができる。本発明で有用であると予想される他の
ノズルは“Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｗｏｒｌｄ” ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｖｏｌ．５
，Ｎｏ．７（Ｊｕｌｙ １９９７），ｐａｇｅｓ ３８３ ｅｔ ｓｅｑ．所載
の論文に記載及び説明されたノズルである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明に従うポリマー粒子を製造するための他の用件は、溶融ポリマー液の流
れを上記した微粒化装置に供給することである。これは、加圧された容器からの
自由流入又は適当なポンプ、押出機又は当業界で知られている他の溶融物運搬装
置により達成することができる。ポリマー溶融物を所望の流速で微粒化ノズルに
送るのに必要な温度及び圧力の組み合わせは使用したポリマー又はポリマーブレ
ンドの温度−粘度依存性データから容易に計算することができる。好ましくは、
導管の内側の圧力は大気圧より大きく、そして最も好ましくは約１．３８ＭＰａ （ ２００ｐｓｉｇ）ゲージ圧である。好ましくは、ポリマー溶融物の温度は、ポ
リマーの融点又はガラス転移点より少なくとも１０℃上である。使用したポリマ
ーがポリスチレンである場合には、溶融物の好ましい温度は溶融物中の５．０％
ペンタンを使用して１８０℃である。
れを上記した微粒化装置に供給することである。これは、加圧された容器からの
自由流入又は適当なポンプ、押出機又は当業界で知られている他の溶融物運搬装
置により達成することができる。ポリマー溶融物を所望の流速で微粒化ノズルに
送るのに必要な温度及び圧力の組み合わせは使用したポリマー又はポリマーブレ
ンドの温度−粘度依存性データから容易に計算することができる。好ましくは、
導管の内側の圧力は大気圧より大きく、そして最も好ましくは約１．３８ＭＰａ （ ２００ｐｓｉｇ）ゲージ圧である。好ましくは、ポリマー溶融物の温度は、ポ
リマーの融点又はガラス転移点より少なくとも１０℃上である。使用したポリマ
ーがポリスチレンである場合には、溶融物の好ましい温度は溶融物中の５．０％
ペンタンを使用して１８０℃である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ポリマー溶融物を含んで成る液体流が微粒化ノズルに供給されると、微粒化ガ
スとポリマー溶融物との相互作用及びポリマーが経験する圧力の同時的変化によ
り微粒化が起こる。好ましくは、ノズルの外側の圧力は大気圧であが、ポリマー
溶融物により経験される圧力と外部圧力との差が少なくとも３４．５ｋＰａ（５
ｐｓｉｇ）ゲージ圧であるという条件下に、大気圧以外の圧力を使用することも
できる。生成した粒子の直径は好ましくは０．３〜１．５ｍｍである。粒子の好
ましい寸法は粒子の使用が所望される最終用途に従って変わり、１．０ｍｍの直
径が典型的である。
スとポリマー溶融物との相互作用及びポリマーが経験する圧力の同時的変化によ
り微粒化が起こる。好ましくは、ノズルの外側の圧力は大気圧であが、ポリマー
溶融物により経験される圧力と外部圧力との差が少なくとも３４．５ｋＰａ（５
ｐｓｉｇ）ゲージ圧であるという条件下に、大気圧以外の圧力を使用することも
できる。生成した粒子の直径は好ましくは０．３〜１．５ｍｍである。粒子の好
ましい寸法は粒子の使用が所望される最終用途に従って変わり、１．０ｍｍの直
径が典型的である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
実施例１
ギアポンプを使用して５０ｋｇ／時間の速度でプラント取り出し流から溶融ポ
リマーの側流を採取することができるように８０００ｋｇ／時間で溶融ポリスチ
レンを生成する連続的塊重合プラントを配置する。ギアポンプはポリマーをイン
ジェクター装置を備えたスタテイックミキサーに送り、このインジェクター装置
を通して５．０％（ポリマー重量を基準として重量で）のペンタンの如き揮発性
物質を溶融ポリマー中に入れそしてその中に溶解させることができる。スタテイ
ックミキサーを出るポリマーは、スタテイックミキサーを取り囲んでいるジャケ
ット中で循環している熱伝達油により２１０℃の温度に維持される。ポリマーは
、スタティックミキサーから溶融ポリマーを１７０℃に冷却する冷却押出機のス
ロートに進む。押出機を出るポリマーは１０ｍｍの内径を有する加熱式鉛直注入
管を具備する微粒化ダイヘッドに進む。溶融ポリマーは注入管の下端から自由落
下するストランドとして現れ、そして窒素ガスの流れに衝突して微粒化される。
窒素ガスの微粒化流は、円形アレーの中心として注入管のそれを有する円形アレ
ーにおいて配列された複数のオリフィスを通して１．７ＭＰａ（１７バール）の
圧力で送られる。各オリフィスからの窒素の流れはこの場合に鉛直であるポリマ
ー流の軸線に関して１５度の角度でポリマーに衝突する。各窒素送り導管内には
、窒素ガス流において５０ｋＨｚの圧力及び速度振動を発生する共鳴キャビティ
がある。窒素の流速は標準温度及び圧力で計算して５ｍ3／時間に調節される。
ペンタンを含んだポリマーは１．０ｍｍの平均直径を有するスフェロイド状粒子
の形態に衝突ガスにより微粒化される。これらの粒子のサンプルは沸騰水中で加
熱され、それにより発泡されて独立気泡構造を有する低密度発泡ポリスチレン粒
子を与え、かくして有効量のペンタンが微粒化により生成された初期のポリマー
粒子内に保持されて粒子の発泡を引き起こすことを証明する。１００ｋｇロット
のオーダーでの大量の粒子は、懸濁重合されたガス含浸ポリマービーズからの発
泡性ポリスチレンの製造に慣用されるタイプの予備発泡機（ｐｒｅ−ｅｘｐａｎ
ｄｅｒ）においてスチームにさらすことにより予備発泡される。発泡したビーズ
は５時間熟成させられ、次いで成形されて４０ｋｇ／ｍ3の密度及び０．０３ワ
ット／メートル／℃の熱伝導度を有する絶縁ボードを生成する。
リマーの側流を採取することができるように８０００ｋｇ／時間で溶融ポリスチ
レンを生成する連続的塊重合プラントを配置する。ギアポンプはポリマーをイン
ジェクター装置を備えたスタテイックミキサーに送り、このインジェクター装置
を通して５．０％（ポリマー重量を基準として重量で）のペンタンの如き揮発性
物質を溶融ポリマー中に入れそしてその中に溶解させることができる。スタテイ
ックミキサーを出るポリマーは、スタテイックミキサーを取り囲んでいるジャケ
ット中で循環している熱伝達油により２１０℃の温度に維持される。ポリマーは
、スタティックミキサーから溶融ポリマーを１７０℃に冷却する冷却押出機のス
ロートに進む。押出機を出るポリマーは１０ｍｍの内径を有する加熱式鉛直注入
管を具備する微粒化ダイヘッドに進む。溶融ポリマーは注入管の下端から自由落
下するストランドとして現れ、そして窒素ガスの流れに衝突して微粒化される。
窒素ガスの微粒化流は、円形アレーの中心として注入管のそれを有する円形アレ
ーにおいて配列された複数のオリフィスを通して１．７ＭＰａ（１７バール）の
圧力で送られる。各オリフィスからの窒素の流れはこの場合に鉛直であるポリマ
ー流の軸線に関して１５度の角度でポリマーに衝突する。各窒素送り導管内には
、窒素ガス流において５０ｋＨｚの圧力及び速度振動を発生する共鳴キャビティ
がある。窒素の流速は標準温度及び圧力で計算して５ｍ3／時間に調節される。
ペンタンを含んだポリマーは１．０ｍｍの平均直径を有するスフェロイド状粒子
の形態に衝突ガスにより微粒化される。これらの粒子のサンプルは沸騰水中で加
熱され、それにより発泡されて独立気泡構造を有する低密度発泡ポリスチレン粒
子を与え、かくして有効量のペンタンが微粒化により生成された初期のポリマー
粒子内に保持されて粒子の発泡を引き起こすことを証明する。１００ｋｇロット
のオーダーでの大量の粒子は、懸濁重合されたガス含浸ポリマービーズからの発
泡性ポリスチレンの製造に慣用されるタイプの予備発泡機（ｐｒｅ−ｅｘｐａｎ
ｄｅｒ）においてスチームにさらすことにより予備発泡される。発泡したビーズ
は５時間熟成させられ、次いで成形されて４０ｋｇ／ｍ3の密度及び０．０３ワ
ット／メートル／℃の熱伝導度を有する絶縁ボードを生成する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(31)優先権主張番号 ０９／１５８，１８９
(32)優先日 平成10年９月22日(1998．9．22)
(33)優先権主張国 米国（ＵＳ）
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ
，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)
，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，
ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ
Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ
，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，
ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ
Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ
，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，
ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ
Ｎ，ＹＵ，ＺＷ
Ｆターム(参考） 4F074 AA17 AA24 AA32 BA13 BA32
BA33 BA35 BA38 BA39 BA42
BA53 BA84 CA22 CA26 CA32
CA34 CA44 CB05 CB52 CC04X
CC04Y CC22X CC32X CC36Y
CC44Y CC46Y DA02 DA07
DA32
Claims (28)
- 【請求項１】 ａ）熱可塑性ポリマーと発泡剤を含む溶融混合物を提供し、 ｂ）該熱可塑性ポリマーから粒子を形成し、 ｃ）該粒子をそれらの融点以下に冷却し、そして ｄ）該粒子を集める、 ことを含んで成る発泡性熱可塑性粒子を製造する方法。
- 【請求項２】 該冷却を該粒子内に該発泡剤を含ませるのに十分な速度で行
う請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 該粒子内に含まれた該発泡剤の量は、９５℃以上の温度にさ
らされると該粒子をそれらの元の直径の約２倍に膨張させるのに有効な量である
請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 粒子を形成する段階及び冷却する段階を両方共１秒未満に行
う請求項２に記載の方法。 - 【請求項５】 該粒子の該冷却を、該ポリマーの結晶化を実質的に抑制して
該ポリマーについて普通に観察される結晶化度の９０％未満の結晶化度を有する
材料を生成するのに有効な速度で有効に低い温度となるように行う請求項２に記
載の方法。 - 【請求項６】 該粒子が約０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の寸法を有するス
フェロイドである請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 ａ）熱可塑性ポリマーと発泡剤を含む溶融混合物を提供し、 ｂ）微粒化ガスを提供し、 ｃ）該溶融混合物及び該微粒化ガスを、該溶融混合物の微粒化及び該溶融混合
物を含んで成る小滴の形成を引き起こすのに十分な条件下に微粒化ノズルに送り
、 ｄ）該小滴を冷却して固体ポリマー粒子を形成し、そして ｅ）該粒子を集める、 ことを含んで成る発泡性熱可塑性粒子を製造する方法。 - 【請求項８】 微粒化ガスを該微粒化ノズルに供給する請求項７に記載の方
法。 - 【請求項９】 該微粒化ガスが希ガス、窒素、酸素、空気及び二酸化炭素よ
りなる群から選ばれる請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 発泡剤を微粒化ガスとして使用する請求項８に記載の方法
。 - 【請求項１１】 該発泡剤が炭化水素、クロロ炭化水素、クロロフルオロ炭
化水素、二酸化炭素、窒素及び空気よりなる群から選ばれる請求項８に記載の方
法。 - 【請求項１２】 該発泡剤をアゾジカルボンアミドである請求項８に記載の
方法。 - 【請求項１３】 該発泡剤がペンタン及びイソブタンよりなる群から選ばれ
る請求項８に記載の方法。 - 【請求項１４】 該熱可塑性ポリマーが、ポリスチレン、ポリエチレン、及
びポリプロピレン、又はその組み合わせよりなる群から選ばれたポリマーを含ん
で成る請求項８に記載の方法。 - 【請求項１５】 該熱可塑性ポリマーがエチレン、プロピレンのＣ2〜Ｃ4コ
ポリマー、及びスチレン又はそれらの組み合わせを包含する請求項８に記載の方
法。 - 【請求項１６】 熱可塑性ポリマーが普通は結晶性のポリマー材料を包含す
る請求項８に記載の方法。 - 【請求項１７】 熱可塑性ポリマーが実質的に無定形のポリマー材料を包含
する請求項８に記載の方法。 - 【請求項１８】 該冷却を微粒化ガスの膨張により行う請求項８に記載の方
法。 - 【請求項１９】 溶融した熱可塑性粒子を、結晶性ポリマー材料の結晶化を
該ポリマーについて普通に観察される結晶化度の９０％未満に抑制するのに十分
な速度で２５℃以下の温度に冷却する請求項８に記載の方法。 - 【請求項２０】 熱可塑性ビーズを２５℃より低く冷却し、次いでゆっくり
と２５℃に到達させる請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２１】 該発泡が本質的に断熱的である請求項１８に記載の方法。
- 【請求項２２】 該溶融混合物の温度が約４０℃〜３００℃である請求項８
に記載の方法。 - 【請求項２３】 該溶融混合物により経験される圧力が大気圧より高い請求
項８に記載の方法。 - 【請求項２４】 該ポリマー溶融物中の該発泡剤の濃度が全ポリマー溶融物
重量の約０．５重量％〜７．０重量％である請求項８に記載の方法。 - 【請求項２５】 該微粒化ガスがポリマーを機能化させることができる反応
性種を包含する請求項８に記載の方法。 - 【請求項２６】 該反応性種が、ハロゲン、ハロゲン化水素、ハロゲン間化
合物、酸化窒素、オゾン、無水マレイン酸、アミン、酸素、三酸化硫黄及び空気
よりなる群から選ばれる請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２７】 ポリマー溶融物により経験された圧力と該微粒化ノズルの
外側の圧力との差が５ｐｓｉｇより大きい請求項８に記載の方法。 - 【請求項２８】 請求項１〜２７のいずれかの方法により製造されたポリマ
ー製品。
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12251298A | 1998-07-24 | 1998-07-24 | |
| US9815446 | 1998-07-24 | ||
| US09/122,512 | 1998-07-24 | ||
| PCT/US1998/015446 WO1999006477A1 (en) | 1997-08-01 | 1998-07-24 | Expandable thermoplastic particles and atomization method for making same |
| US09/158,189 US5977195A (en) | 1997-08-01 | 1998-09-22 | Expandable thermoplastic polymer particles and method for making same |
| US09/158,189 | 1998-09-22 | ||
| PCT/US1999/001256 WO2000005296A1 (en) | 1998-07-24 | 1999-01-21 | Expandable thermoplastic polymer particles and method for making same |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003524667A true JP2003524667A (ja) | 2003-08-19 |
Family
ID=27378517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000561250A Pending JP2003524667A (ja) | 1998-07-24 | 1999-01-21 | 発泡性熱可塑性ポリマー粒子及びその製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1102808A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003524667A (ja) |
| CN (1) | CN1313876A (ja) |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010144055A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Nikkiso Co Ltd | ポリマービーズの製造装置及びポリマービーズの製造方法 |
| JP2022548845A (ja) * | 2019-09-11 | 2022-11-22 | エルエックス・ハウシス・リミテッド | 熱可塑性高分子粒子及びその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10358800A1 (de) * | 2003-12-12 | 2005-07-14 | Basf Ag | Expandierbare Styrolpolymergranulate |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4211972A1 (de) * | 1992-04-09 | 1993-10-14 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur Herstellung von Schaumperlen |
| IT1255364B (it) * | 1992-09-15 | 1995-10-31 | Himont Inc | Processo per la preparazione di manufatti in polipropilene espanso mediante produzione di granuli pre-espansi e termoformatura per sinterizzazione degli stessi |
| DE4319990A1 (de) * | 1993-06-17 | 1994-12-22 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Teilchen aus Kunststoffen |
-
1999
- 1999-01-21 EP EP99902414A patent/EP1102808A1/en not_active Withdrawn
- 1999-01-21 CN CN99809956A patent/CN1313876A/zh active Pending
- 1999-01-21 JP JP2000561250A patent/JP2003524667A/ja active Pending
- 1999-01-21 WO PCT/US1999/001256 patent/WO2000005296A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-01-21 CA CA002338464A patent/CA2338464A1/en not_active Abandoned
- 1999-01-21 AU AU22399/99A patent/AU2239999A/en not_active Abandoned
-
2001
- 2001-01-22 NO NO20010367A patent/NO20010367L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010144055A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Nikkiso Co Ltd | ポリマービーズの製造装置及びポリマービーズの製造方法 |
| JP2022548845A (ja) * | 2019-09-11 | 2022-11-22 | エルエックス・ハウシス・リミテッド | 熱可塑性高分子粒子及びその製造方法 |
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