(57)【要約】【課題】  各発泡粒子の融着状態が均一であり、密度分布と機械特性に優れた発泡成形体を製造するための、簡単であり、更にエネルギーの節約が可能な方法を提供する。      【解決手段】  予備発泡した発泡粒子から発泡成形体を製造する方法であって、ポリマー被覆を有する発泡粒子を金型内で加圧することにより蒸気を用いずに焼結することを特徴とする製造方法が得られた。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備発泡した発泡粒子から発泡成形体を製造する方法であって、ポリマー被覆を有する発泡粒子を金型内で加圧することにより蒸気を用いずに焼結することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
金型の容量を小さくすることにより加圧を行うことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
【請求項３】
金型に加熱空気を噴射することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
金型にマイクロ波エネルギーを照射することにより焼結を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
圧力を０．５〜３０ｋｇ／ｃｍ2の範囲に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
金型を３０〜９０℃の範囲の温度に加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
発泡ポリオレフィン又は発泡性スチレンポリマーの予備発泡粒子を発泡粒子として使用することを特徴とする請求項１〜６のいずれか1項に記載の製造方法。
【請求項８】
再利用による発泡成形体から得られた粉砕粒子を発泡粒子として用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
ａ）発泡性スチレンポリマーを予備発泡させて発泡粒子を形成する工程、
ｂ）前記発泡粒子をポリマー溶液又はポリマー水分散液で被覆する工程、及び
ｃ）被覆された発泡粒子を金型に導入し、水蒸気の不存在下に、加圧して焼結する工程、
を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記ポリマーの被覆が、無機充填材を含み、かつガラス転移温度が−６０℃〜＋６０℃の範囲にあるポリマーフィルムを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法により得られた発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー被覆を有する予備発泡した発泡粒子から発泡成形体を製造する方法、この製造方法により得られた発泡成形体、及びその使用法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡フォームは、通常、予備発泡した発泡性ポリスチレン粒子（EPS）又は発泡ポリプロピレン粒子（EPP）を閉鎖した金型に装填し、これを蒸気を用いて焼結することにより得られる。更に発泡させ、相互に十分に融着した発泡成形体を形成するためには、予備発泡後の発泡粒子は僅かな残留量の発泡剤を含んでいなければならない。このため、予備発泡後の発泡粒子はあまり長く保管してはならない。更に、使用されなくなった発泡フォームを粉砕した再利用材料は、更に発泡性を有さないため、新たな発泡成形体を製造するためには、その少量のみを混合することができる。
【０００３】
ＷＯ00/050500には、珪酸ナトリウム水溶液及び高分子量酢酸ビニルポリマーラテックスと混合することにより得られた予備発泡ポリスチレン粒子を含む難燃性フォームであって、金型に注入し、振とう下に空気乾燥するフォームについての記載がある。同方法によると、何点かでのみ相互に接着／結合したポリスチレンの流動床充填材のみが製造可能であり、得られた材料の機械的強度は不満足なものに過ぎない。
【０００４】
ＷＯ2005/105404には発泡成形体を製造するためのエネルギー節約方法が記載されている。同方法では、予備発泡粒子を、発泡性ポリマーよりも低い軟化点を有する樹脂溶液で被覆する。次いで、被覆された発泡粒子は、外圧の付加により、又は一般に加熱蒸気により生ずる発泡粒子の後発泡により金型内で相互に融着する。ここで、被覆に含まれる水溶性成分は洗い流される。導入部では他の部分よりも高温であること、及び蒸気の冷却、凝縮により、全発泡体の発泡粒子の融着状態と密度には変動（ムラ）が生ずる。更に、蒸気が凝縮して、各発泡粒子の間の隙間に取り込まれることがある。
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ00/050500
【特許文献２】ＷＯ2005/105404
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は上記不具合を解消し、均一な密度分布と優れた機械特性を有する発泡成形体を製造するための簡単で、エネルギー節約可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明者等は予備発泡した発泡粒子から発泡成形体を製造する方法であって、ポリマー被覆を有する発泡粒子を加圧下に、金型内で、蒸気を用いずに焼結することを特徴とする製造方法を見出した。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発泡成形体としては、発泡ポリオレフィン、例えば発泡ポリエチレン（ＥＰＥ）又は発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ)又は発泡性スチレンポリマーの予備発泡粒子、特に発泡性ポリスチレン（ＥＰＳ)を用いることができる。発泡粒子の平均粒径は一般に２〜１０ｍｍである。発泡成形体の嵩密度は、DIN EN ISO 60に準じた測定により、通常５〜５０ｋｇ／ｍ3、好ましくは５〜４０ｋｇ／ｍ3、特に８〜１６ｋｇ／ｃｍ3である。
【０００９】
スチレンポリマーによる発泡粒子は、ＥＰＳを、予備発泡器中、加熱空気又は蒸気により所望の密度に予備発泡することにより得られる。加圧予備発泡器又は連続式予備発泡器で一回又は複数回予備発泡することに、最終嵩密度１０ｇ／リットルが得られる。
【００１０】
本発明の製造方法は、
ａ）発泡性スチレンポリマーを予備発泡させて発泡粒子を形成する工程、
ｂ）発泡粒子をポリマー溶液又はポリマー水性分散液で被覆する工程、及び
ｃ）被覆された発泡粒子を金型に導入し、水蒸気の不存在下に、加圧して焼結する工程、
を含むことが好ましい。
【００１１】
高い断熱性能により、不透熱性固体、例えばカーボンブラック、アルミニウム、又はグラファイトを含む、予備発泡した発泡性スチレンポリマーを用いると特に好ましい。特に、平均粒径１〜５０μｍのグラファイトをＥＰＳに対して０．１〜１０質量％、特に２〜８質量％の量で含む予備発泡した発泡性スチレンポリマーを用いると好ましい。これについては、例えばEP-B 981 574及びEP-B 981 574により公知である。
【００１２】
ポリマー発泡粒子は難燃剤、例えば１〜６質量％の有機臭素化合物、例えばヘキサブロモシクロデカン（HBCD）、及び必要に応じて０．１〜０．５質量％のビクミル又は過酸化物を含んでも良い。しかしながら、ポリマー被覆中には、難燃剤のみ、特にハロゲン不含有難燃剤のみが含まれると好ましい。
【００１３】
再利用(再生)による発泡成形体から得られた粉砕された発泡粒子を本発明の製造法に使用することも可能である。本発明の発泡成形体の製造では、粉砕された再生発泡材料を１００％の割合で用いても、或いは２〜９０質量％、特に５〜２５質量％として、これを新たな製品と一緒に用いてもよい。再生発泡材料を使用しても発泡成形体の強度及び機械的特性を大きく損なうことはない。
【００１４】
一般に、被覆は−６０℃〜＋１００℃の範囲の１又は複数のガラス転移温度を有するポリマーフィルムを含むが、場合により更に充填材（フィラー）が埋設されていても良い。ポリマーフィルムのガラス転移温度は、−３０℃〜＋８０℃の範囲であると好ましく、更に−１０℃〜＋６０℃であると特に好ましい。ガラス転移温度は示差走査熱量測定（DSC）により測定可能である。ポリマーフィルムの分子量は、ゲル透過型クロマトグラフィー(GPC)の測定により、400000ｇ／モル未満であると好ましい。
【００１５】
発泡粒子を被覆する場合には、慣用の混合器、噴霧装置、浸漬装置、又はドラム装置において、慣用の方法、例えば発泡粒子のポリマー溶液又はポリマー分散液での噴霧、浸漬、又は湿潤方法を用いても、或いは固体ポリマー又は固体上に取り込まれたポリマーをドラム施与してもよい。
【００１６】
被覆用に適するポリマーには、例えばビニル芳香族モノマー、例えばα−メチルスチレン、エチルスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ビニルスチレン、ビニルトルエン、１，２−ジフェニルエチレン、１，１−ジフェニルエチレン、アルケン、例えばエチレン又はプロピレン、ジエン、例えば１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、２，３−ジメチルブタジエン、イソプレン、ピペリレン又はイソプレン、α，β−不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸及びメタクリル酸、これらのエステル、特にアルキルエステル、例えばアクリル酸のＣ1−Ｃ10アルキルエステル、特にブチルエステル、好ましくはｎ−アクリル酸ブチル、メタクリル酸Ｃ1−Ｃ10アルキルエステル、特にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）、カルボキサミド、例えばアクリルアミド及びメタクリルアミド等のモノマーから得られたポリマーがある。
【００１７】
ポリマーは、場合により、１〜５質量％のコモノマー、例えば（メタ）アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ウレイド（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アクリルアミドプロパンスルホン酸、メチロールアクリルアミド、又はビニルスルホン酸のナトリウム塩を含んでも良い。
【００１８】
被覆ポリマーは、スチレン、ブタジエン、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸Ｃ1−Ｃ4アルキルエステル、メタクリル酸Ｃ1−Ｃ4アルキルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド及びメチロールアクリルアミドの１種類以上のモノマーから得られると好ましい。
【００１９】
ポリマー被覆に用いられる好ましいバインダーは、アクリレート樹脂であり、発泡粒子に対してポリマーの水分散液として施与すると好ましい。場合により、セメント、石灰セメント、石膏プラスターを基剤とする水硬化性バインダーを一緒に用いてもよい。適するポリマー分散液は、WO 00/50480に記載されているように、例えばエチレン性不飽和モノマー、例えばスチレン、アクリレート、又はメタクリレートのラジカル乳化重合により得られる。
【００２０】
特に好ましくは、純粋なアクリレート又はスチレン−アクリレート、すなわちモノマーのスチレン、ｎ−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、メタクリル酸、アクリルアミド又はメチロールアクリルアミドから構成されるポリマーが使用される。
【００２１】
ポリマー分散液は、好ましくは水性相を用いた公知方法、例えば乳化重合、懸濁重合、または分散重合により製造される。更に、溶液重合又は塊状重合によりポリマーを製造し、場合によりこれを粉砕し、次いで慣用の方法により水にポリマー粒子を分散してもよい。本発明の重合には開始剤、乳化剤又は懸濁助剤、又は上記各重合方法において慣用の調整剤又は助剤を用いることができる。重合は、慣用の反応器中で重合を行う場合の一般的な温度及び圧力により、連続法により又はバッチ法により行われる。
【００２２】
ポリマー被覆は、無機フィラー、例えば顔料又は難燃剤等の添加剤を含んでも良い。添加剤（無機フィラーの場合）の含有割合は、添加剤の種類及び所望の効果に応じて決定するが、無機添加剤の場合には添加剤を含んだポリマー被覆に対して一般に１０〜９９質量％、好ましくは２０〜９８質量％とされる。
【００２３】
被覆混合物は、水ガラス等の水結合物質を含むことが好ましい。これにより、ポリマー分散液からのフィルム形成が良好となり、フィルム形成速度も向上する。この結果、発泡成形体の硬化が迅速に行われる。
【００２４】
ポリマー被覆は、難燃剤、例えば発泡性グラファイト、ホウ酸塩、特にホウ酸亜鉛、メラミン化合物又はリン化合物、又は膨張性組成物を含む。膨張性組成物は、通常８０℃〜１００℃の高温で作用することにより膨張、膨潤又は発泡し、ポリマー被覆内部の断熱性発泡粒子を火炎と熱から保護する断熱／耐熱フォームを形成する。難燃剤又は膨張性組成物の使用量は、ポリマー被覆に対して、通常２〜９９質量％、好ましくは５〜９８質量％である。
【００２５】
難燃剤、特にハロゲン化難燃剤を含まない発泡粒子を用い、被覆に難燃剤を用いる場合にも、優れた火炎防止効果を得ることも可能である。また、ポリマー被覆中に難燃剤を含む場合は難燃剤が発泡粒子の表面に集中して、熱や火炎の作用により堅固なネットワークを形成するため、難燃剤の使用量を比較的少量とすることができる。
【００２６】
ポリマー被覆は、化学的な結合水を含むか、又は４０℃を超過する温度で脱水する膨張性組成物、例えば珪酸アルカリ金属塩、金属水酸化物、金属塩水和物、及び金属酸化物水和物を添加物として含むと特に好ましい。
【００２７】
上記被覆を有する発泡粒子を加工することにより、優れた火炎耐性を有し、かつDIN 4102によるクラスBに相当する燃焼挙動（burning behavior）を示す発泡成形体を製造することが可能である。
【００２８】
適当な金属水酸化物は、特に、周期表第２族（アルカリ金属）、及び周期表１３族（ホウ素族）の金属水酸化物である。水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムが好ましく使用され、水酸化アルミニウムが特に好ましく用いられる。
【００２９】
適する金属塩の水和物は、結晶構造に結晶水が組み込まれた全ての金属塩である。同様に、適する金属酸化物の水和物は、その結晶構造に結晶水が組み込まれた全ての金属酸化物である。式単位ごとの結晶水の分子数は、最大限度、又はこれを下回る数であっても良い。例えば硫酸銅五水和物、三水和物又は一水和物が使用される。結晶水の他に、金属塩水和物又は金属酸化物水和物は更に構造水を含んでも良い。
【００３０】
好ましい金属塩水和物は、金属ハロゲン化物（特に塩化物）、硫酸塩、カルボン酸塩、リン酸塩、硝酸塩又はホウ酸塩の水和物である。適する金属塩の水和物の具体例は、硫酸マグネシウム十水和物、硫酸ナトリウム十水和物、硫酸銅五水和物、硫酸ニッケル七水和物、塩化コバルト（II）六水和物、塩化クロム（III）六水和物、炭酸ナトリウム十水和物、塩化マグネシウム六水和物、ホウ酸錫水和物である。硫酸マグネシウム十水和物及びホウ酸錫水和物が特に好ましい。
【００３１】
使用可能な他の金属塩水和物は複塩又は明礬、例えばMIMIII(SO4)2・12H2Oで示される金属塩水和物である。ここで、M1の例はカリウム、ナトリウム、ルビジウム、セシウム、アンモニウム、タリウム、又はアルミニウムイオンであり、MIIIの例はアルミニウム、ガリウム、インジウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ロジウム又はイリジウムである。
【００３２】
適する金属酸化物の水和物は、例えば酸化アルミニウム水和物、及び好ましくは酸化亜鉛水和物又は三酸化ホウ素水和物である。
【００３３】
好ましいポリマー被覆は、
水含有率が４０〜９０質量％、好ましくは５０〜７０質量％の水ガラス水溶液４０〜８０質量部、好ましくは５０〜７０質量部と、
水含有率が０〜３０質量％、好ましくは１〜２５質量％の水ガラス粉体２０〜６０質量部、３０〜５０質量部と、
固体含有率が１０〜６０質量％、好ましくは２０〜５０質量％のポリマー分散液５〜４０質量部、好ましくは１０〜３０質量部と、
を混合することにより、又は
水酸化アルミニウム含有率が１０〜９０質量％、好ましくは２０〜７０質量％の水酸化アルミニウム懸濁液２０〜９５質量部、好ましくは４０〜９０質量部と、
固体含有率が１０〜６０質量％、好ましくは２０〜５０質量％のポリマー分散液５〜４０質量部、好ましくは１０〜３０質量部と、
を混合することにより得られる。
【００３４】
本発明の方法では、可動パンチで金型の容量を縮小する等により、圧力を発生させる。ここでの圧力は、一般に０．５〜３０ｋｇ／ｃｍ2の範囲に設定される。このため、被覆を有する発泡粒子の混合物を開放された金型に導入する。そして、金型を閉鎖した後、上述のパンチにより発泡粒子を加圧し、これにより発泡粒子の間の空気を放出させて隙間容量を減少させる。発泡粒子をポリマー被覆で結合することにより発泡成形体が得られる。
【００３５】
金型は発泡体の所望のサイズに応じた形態とされる。材料の装填程度は、特に、得ようとする成形体の所望の密度に応じて決定される。発泡体の板体を形成する場合には、単純な箱型の金型を使用することができる。更に複雑な形態を得るためには、金型に装填された粒子を圧縮することにより不要な空隙の発生を回避することが必要な場合もある。圧縮は、金型の振とう、転がし動作(tumbling motion)又は他の適当な方法により行われる。
【００３６】
結合を促進するためには、加熱空気を金型に対して噴射するか、金型を加熱してもよい。本発明では、金型に蒸気を導入しないため、発泡粒子のポリマー被覆に含まれる水溶性成分が洗い流されることはなく、間隙に凝縮した水が生ずることもない。しかしながら、金型を加熱するために、油又は蒸気等の所望の熱伝達媒体を用いることが可能である。加熱空気又は金型は２０〜１２０℃、好ましくは３０〜９０℃の範囲に加熱される。
【００３７】
上述の方法に代えて、又は上述の方法と併用して、マイクロ波エネルギーを金型に照射することにより焼結を行っても良い。ここで、マイクロ波は一般に０．８５〜１００GHz、好ましくは０．９〜１０GHzであり、照射時間は通常０．１〜１５分とされる。
【００３８】
８０℃〜１５０℃の加熱空気を用いる場合、又はマイクロ波エネルギーを金型に照射する場合、通常は０．１〜１．５バールのゲージ圧が生ずる。このため、本発明の方法は、外圧を付加することも、金型の容量を低下することもなく行うこともできる。マイクロ波又は比較的高温により生ずる内的圧力により、発泡粒子は更に容易に発泡可能とされるため、ポリマー被覆を介した癒着の他に発泡粒子の軟化の結果として相互の融着が生ずる。これにより、各発泡粒子の間の間隙が消失する。結合を促進するために、更に上述の熱交伝導媒体によって金型を加熱しても良い。
【００３９】
ポリウレタンフォームの製造に用いられる二重ベルト装置は、本発明の発泡成形体の連続的製造にも好適に用いられる。例えば予備発泡し、被覆を有する発泡粒子を二重ベルト(穿孔を有しても良い)の下方ベルト上に載置し、二重の金属ベルトにより加圧下又は非加圧下に加工し、連続した形状の発泡板体を得ることができる。本発明の一実施の形態では、二本のベルトの間の容積を徐々に減少させると良い。この結果、ベルト間で製品が圧縮され、発泡粒子の間の間隙が消失する。硬化帯域を経て、連続板体が得られる。他の実施の形態では、ベルト間の容積を一定に保ち、ベルトを加熱空気又はマイクロ波照射帯域に通過させ、これらの帯域で発泡粒子を更に発泡させる。この場合にも、間隙が消失し、連続形状の板体が得られる。上記二種類の連続的製法を結合して用いることも可能である。
【００４０】
発泡板体の厚さ、長さ、及び幅は、広範囲に変更可能であり、使用する器具の大きさや型締め力(closure force)が制限される。発泡板体の厚さは、通常１〜５００ｍｍ、好ましくは１０〜３００ｍｍである。
【００４１】
DIN 53420に準じて測定した発泡成形体の密度は１０〜１２０ｋｇ／ｍ3、好ましくは２０〜９０ｋｇ／ｍ3である。本発明の方法により、全断面に亘り均一密度を有する発泡成形体を得ることが可能となる。表面層の密度は発泡成形体の内部領域の密度とほぼ対応する。本発明の方法は、板体、ブロック、管状体、棒状体、異形材等の単純な又は複雑な発泡成形体を製造するために適している。板体、又は後の段階で鋸等により切断して板体上とすることが可能なブロックを製造することが好ましい。これらは、例えば外壁の断熱用に建物や建造物に適用可能である。本発明の発泡成形体は、サンドウィッチ素子、例えば低温貯蔵所又は倉庫に使用される構造断熱パネル（SIP: structural insulation panel）を製造するためのコア層として用いられると特に好ましい。
【００４２】
他の用途としては、木材のパレット、天井パネル、断熱容器、移動住宅の交換用のフォーム製パレットがある。難燃剤を用いたフォームは航空貨物にも好適に使用される。
【実施例】
【００４３】
被覆混合物Ｂ1の製造：
４０質量部の水ガラス粉体（Portil N）を、６０質量部の水ガラス溶液（Woellner社製、珪酸ナトリウム38/40、固体含有率：３６％、密度：１．３７、モル比：ＳｉＯ2：Ｎａ2Ｏ＝３．４）に攪拌しながら一度に少量ずつ添加し、混合物を約３〜５分間均質化した。次いで、１０部のアクリレート分散液（Acronal S790、固体含有率：約５０％）を攪拌下に添加した。
【００４４】
被覆混合物Ｂ２の製造：
４０質量部の水ガラス粉体（Portil N）を、６０質量部の水ガラス溶液（Woellner社製、珪酸ナトリウム38/40、固体含有率：３６％、密度：１．３７、モル比：ＳｉＯ2：Ｎａ2Ｏ＝３．４）に攪拌しながら一度に少量ずつ添加し、混合物を約３〜５分間均質化した。次いで、２０部のアクリレート分散液（Acronal S790、固体含有率：約５０％）を攪拌下に添加した。
【００４５】
ポリスチレン発泡粒子I（密度：１０ｇ／リットル）
発泡性ポリスチレン（Neopor（登録商標）2200、BASF社製、原料粒径：１．４〜２．３ｍｍ）を、連続式予備発泡器で、約１８ｇ／リットルの密度まで予備発泡させた。約４時間の中間貯蔵時間の後、上記予備発泡器で所望の密度まで更に発泡させた。予備発泡したポリスチレン粒子の粒径は６〜１０ｍｍの範囲にあった。
【００４６】
ポリスチレン発泡粒子II（密度：１５ｇ／ｇ）
発泡性ポリスチレン（Neopor（登録商標）２２００、ＢＡＳＦ社製、原料粒径：１．４〜２．３ｍｍ）を連続式予備発泡器で約１５ｇ／リットルの密度に予備発泡させた。
【００４７】
［容量縮小を伴う加圧］
［実施例１］
ポリスチレン発泡粒子Ｉを被覆混合物Ｂ１により、混合器中、質量比１：４で被覆した。被覆したポリスチレン発泡粒子を、７０℃に加熱されたテフロン（登録商標）被覆を有する金型に装填し、当初の容量の５０％までパンチで加圧した。７０℃で３０分間硬化させた後、発泡成形体を金型から取り出した。更に調整するために、成形体を環境温度で数日間保管した。保管後の成形体の密度は７８ｇ/リットルであった。
【００４８】
［実施例２］
ポリスチレン発泡粒子として、平均密度１８ｇ/リットルであり、被覆混合物Ｂ２により質量比１：２で被覆された再生発泡ポリスチレンフォームを用いた以外は実施例１と同様の操作を繰り返した。貯蔵後の成形体密度は７８ｇ／リットルであった。
【００４９】
［実施例３］
混合器中で、ポリスチレン発泡粒子ＩＩを被覆混合物Ｂ２で質量比１：２の割合で被覆した。これにより得られた被覆を有するポリスチレン発泡粒子をテフロン（登録商標）被覆を有する金型に装填し、開閉可能なスリットから加熱空気（１１０℃、０．８バール（ゲージ圧））を噴射した。これにより発泡粒子が更に発泡して相互に融着し、発泡ブロックが得られた。５分後にこれを金型から取り出した。更に調節するために、成形体を環境温度で数日間保管した。保管後の成形体密度は４５ｇ／リットルであった。
［加熱空気による加圧と容量の縮小］
【００５０】
［実施例４］
混合器中で、ポリスチレン発泡粒子ＩＩを被覆混合物Ｂ２で質量比１：２の割合で被覆した。これにより得られた被覆を有するポリスチレン発泡粒子をテフロン（登録商標）被覆を有する金型に装填し、開閉可能なスリットから加熱空気（１１０℃、０．８バール（ゲージ圧））を噴射した。同時に、可動パンチにより容積を２０％低下させた。発泡粒子を更に発泡して相互に融着させることにより発泡ブロックが得られた。５分後にこれを金型から取り出した。更に調節するために、成形体を環境温度で数日間保管した。保管後の成形体密度は４５ｇ／リットルであった。
【００５１】
［マイクロ波による追加的な発泡を付加した加圧処理］
［実施例５］
混合器中で、ポリスチレン発泡粒子ＩＩを被覆混合物で質量比１：２の割合で被覆した。これにより得られた被覆を有するポリスチレン発泡粒子をテフロン（登録商標）被覆を有する金型に装填した。複数のパルス状のマイクロ波照射を行うと、発泡粒子が更に発泡して相互に融着し、発泡ブロックが得られた。更に調節するために、離型後の成形体を環境温度で数日間保管した。保管後の成形体密度は４５ｇ／リットルであった。
【００５２】
実施例１〜５の発泡成形体は、燃焼試験に付しても液滴を生ずることはなく、熱の作用によっても再度収縮することはなかった。発泡成形体は、自己消火性を有し、燃焼試験Ｂ２又はＥの基準を満たすものであった。
【００５３】
実施例１〜５の発泡板体を用いて、金属被覆層を有するサンドウィッチ素子を製造した。すなわち、サイズが６００×１００×１００ｍｍであり、各実施例に示した密度を有する板体を両面に施し、それぞれに５０μｍ厚のポリウレタン接着層を設けた。厚さ１ｍｍのスチール板を両面の接着層上に設けた。２５℃で５時間に亘り接着層を硬化させた。
【００５４】
サンドウィッチ素子の燃焼挙動の試験を行うため、素子を水平に（金属面が上下に配置されるように）固定し、板体の下方にガスバーナーを載置した。バーナーのガスの火炎を板体下面の中央部に向けた。火炎の高さは約５ｃｍ、火炎温度は約６００℃であった。火炎の先端から、板体の下面までの距離は２ｃｍであった。
【００５５】
燃焼挙動試験によると、上記の状態で火炎を３０分間燃焼させても、金属板体間のポリスチレン発泡体の僅かな部分が溶けたにすぎなかった。板体の機械的安定性は維持されていた。ポリスチレンフォームからは液滴が生ずることがなく、発火も起こらなかった。煙の発生も非常に僅かであった。
【００５６】
［比較実験１−発泡のための蒸気の使用］
混合器中で、ポリスチレン発泡粒子Ｉを被覆混合物Ｂ１で質量比１：４となるように被覆した。これにより得られた被覆を有するポリスチレン発泡粒子をテフロン（登録商標）被覆を有する金型に装填し、蒸気ノズルを用い、０．５バール（（ゲージ圧））の蒸気で３０分間処理した。成形体を金型から取り出し、環境温度で数日保管することにより更に調整した。保管後の成形体密度は５０ｇ／リットルであった。被覆は、蒸気の凝縮液により部分的に洗い流され、成形体中に不均一に分布していた。これにより成形体内部から外部に向かう密度勾配が生じた。燃焼試験では、成形体表面領域において、火炎耐性が不十分であることが示された。
【００５７】
［比較実験２］
本比較実験では、パンチを動作させず、体積の縮小も行わず、この他の一切の加圧を行わなかったが、これ以外は実施例１と同様の操作を繰り返した。金型中の発泡粒子を振とうにより圧縮した。更に調整するために、成形体を環境温度下で数日間保管した。保管後の成形体の密度は４０ｇ／リットルであった。発泡粒子は部分的な癒着（point conglutination）のみが得られた。間隙容量が大きいことにより、圧縮強さ及び曲げ強度が非常に低下していた。更に、発泡板体は本発明の板体に比較して水分の吸収量が大きかった。
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）発泡性スチレンポリマーを予備発泡させて発泡粒子を形成する工程、
ｂ）前記発泡粒子をポリマー溶液又はポリマー水分散液で被覆する工程、及び
ｃ）被覆された発泡粒子を金型に導入し、水蒸気の不存在下に、加圧して焼結する工程、
を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法。
【請求項２】
金型の容量を小さくすることにより加圧を行うことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
【請求項３】
金型に加熱空気を噴射することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
金型にマイクロ波エネルギーを照射することにより焼結を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
圧力を０．５〜３０ｋｇ／ｃｍ2の範囲に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
金型を３０〜９０℃の範囲の温度に加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記ポリマーの被覆が、無機充填材を含み、かつガラス転移温度が−６０℃〜＋６０℃の範囲にあるポリマーフィルムを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記ポリマーの被覆が、バインダーとしてアクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記ポリマーの被覆が、珪酸アルカリ金属塩、金属水酸化物、金属塩水和物、又は金属酸化物の水和物を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
水含有率が４０〜９０質量％の水ガラス水溶液４０〜８０質量部と、
水含有率が０〜３０質量％の水ガラス粉体２０〜６０質量部と、
固体含有率が１０〜６０質量％のポリマー分散液５〜４０質量部と、
を混合することにより、又は
水酸化アルミニウム含有率が１０〜９０質量％の水酸化アルミニウム懸濁液２０〜９５質量部と、
固体含有率が１０〜６０質量％のポリマー分散液５〜４０質量部と、
を混合することにより前記ポリマーの被覆を得ることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
【国際調査報告】
2009506149.tif 000002
2009506149.tif 000003
2009506149.tif 000004
2009506149.tif 000005