(57)【要約】【課題】改善された発泡構造を有する発泡体を提供する。【解決手段】ポリマー、及び組成物の総質量を基準にして２０質量％までのタルク粒子を含むポリマーベースの発泡体組成物が開示されている。前記タルク粒子は微結晶タルクである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーベースの発泡体組成物であって、
ポリマー、及び
組成物の総質量を基準にして２０質量％までのタルク粒子、
を含み、
前記タルク粒子が、微結晶タルクであることを特徴とする組成物。
【請求項２】
前記ポリマーベースの発泡体組成物が、１０質量％までのタルク粒子を含む、請求項１に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項３】
前記ポリマーが熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム又はポリプロピレンポリマーである、請求項１又は２に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項４】
前記ポリプロピレンポリマーが、ポリプロピレンホモポリマーである、請求項３に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項５】
前記ポリマーが、組成物の主成分である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項６】
前記微結晶タルクが、０．５〜１０μｍのＳｅｄｉｇｒａｐｈによる平均粒径ｄ50、及び／又は９〜１５のＪｅｎｎｉｎｇｓ理論によるアスペクト比、及び／又は５〜２５ｍ2・ｇ-1のＢＥＴ表面積を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項７】
垂直方向（φVD）、若しくは幅方向（φWD）のいずれか又はその両方において、φ ＝ １５０μｍ以下の平均セルサイズを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項８】
垂直方向の平均セルサイズφVD対幅方向の平均セルサイズφWDの比φVD／φWDが、０．７以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項９】
Ｎf ＝ １０5個／ｃｍ3以上のセルを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項１０】
２段階の押出混合及び発泡プロセスによって製造される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項１１】
１段階の射出成形発泡プロセスによって製造される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物。
【請求項１２】
包装材料、食品包装製品、自動車用プラスチック部品、断熱及び／又は遮音発泡体、パイプ、消費財及び機器の製造における、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物の使用。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物を含む製品。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物を形成する方法であって、
ａ）ポリマー組成物を提供する工程、
ｂ）微結晶タルク製品を提供する工程、
ｃ）前記微結晶タルク製品を押出混合工程で前記ポリマー組成物に導入する工程、及び
ｄ）ＣＯ2、窒素又は希ガスのような気体を用いて前記ポリマー組成物を発泡する工程、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のポリマーベースの発泡体組成物を形成する方法であって、
ａ）ポリマー組成物を提供する工程、
ｂ）微結晶タルク製品を提供する工程、及び
ｃ）前記微結晶タルク製品を前記ポリマー組成物に導入し、１段階の射出成形発泡工程を用いて該組成物を発泡する工程、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良されたセル構造を有し、タルクを造核剤として使用したポリマーベースの発泡体に関する。本発明は更に、かかる発泡体を提供する方法及びその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー材料に関する大きな課題の１つは、食品包装又は自動車産業のような用途で使用するためのますます軽量で改良された特性を有する構成部品の開発にある。考えられる戦略は、ベース材料の発泡による軽量化を、セル造核剤又は促進剤として作用する強化充填剤及び／又は機能性充填剤の組み込みとを組み合わせることである。セル造核剤は、一般的に高分子発泡プロセスにおいてセル造核を増強するために使用される。造核剤が存在すると、不均一造核がポリマー発泡プロセスの間、セル造核の支配的な様式になる。
【０００３】
ポリプロピレン発泡体は当該技術分野で知られているが、通常のポリプロピレンと比べて剛性及び機械的強度が低い。石油価格の上昇が、プラスチック樹脂及び完成品のプラスチック製品の製造費用上昇の一因となっている。プラスチック樹脂の費用は一般的に、所与のプラスチック製品の総費用の５０〜６０％を占めることから、プラスチック製品の機械的特性及びその他の特性を維持しながらプラスチック中の樹脂量を削減することは、かなり経済的に有益である。
【０００４】
国際公開第２０１０／０６５０５３Ａ１号パンフレットは、ポリヒドロキシアルカノエート発泡体の製造におけるセル造核組成物の使用を記載している。高アスペクト比のタルク（ＦｌｅｘＴａｌｃ（登録商標）６１０Ｄ）等の広範な造核剤が使用された。ポリヒドロキシアルカノエートは生分解性ポリマーであり、主に食品包装用の生分解性フィルムの製造にとって関心対象である。得られる発泡体の特性は示されておらず、未発泡製品との比較が開示されている。
【０００５】
韓国登録特許第１０−０８３７１０６Ｂ１号公報は、９３〜９８質量部のポリプロピレンホモポリマーと３質量部までのタルクとの混合物を押出した後、１〜４ 質量部のブタンガスを発泡剤として注入することによって発泡させる工程を含む非架橋ポリプロピレン発泡体シートの製造方法を開示している。最終製品の物理的特性（密度、機械的強度又は剛性）に関する表示はない。
【０００６】
韓国公開特許第１０−２００７−００２８７３６Ａ号公報は、５〜１０質量部のタルク及び平均粒径１０〜１３μｍの０．１〜０．４質量部の酸化防止剤を、９０〜９５質量部のポリプロピレン樹脂を含む１００質量部の樹脂混合物と共に溶融混合することによって調製した複合樹脂から作製された自動車内装材料用の硬質発泡体を開示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、添付の特許請求の範囲に定義される。
【０００８】
一態様において、本発明は、ポリマー、及び組成物の総質量を基準にして２０質量％までのタルク粒子を含む、ポリマーベースの発泡体組成物に関する。本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡体組成物は、タルク粒子が微結晶タルクであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一実施形態において、ポリマーベースの発泡体組成物に使用するポリマーは、ポリプロピレンポリマー、例えばポリプロピレンホモポリマーである。本発明の一実施形態によると、ポリマーは、ポリマーベースの発泡体組成物の主成分（すなわち、組成物の５０質量％超）であってもよい。
【００１０】
本発明の特定の実施形態によると、ポリマーベースの発泡体組成物は、２段階の押出混合及び発泡プロセス、又はＭｕｃｅｌｌ（登録商標）発泡プロセスのような１段階の射出成形発泡プロセスのいずれかによって製造できる。これらのプロセスは、本明細書の実施例の節でより詳細に説明する。
【００１１】
本発明の第２の態様は、食品包装製品の製造及び／又は自動車用プラスチック部品の製造、並びに包装製品全般、断熱及び／又は遮音発泡体、パイプ、消費財及び機器におけるポリマーベースの発泡体組成物の使用である。
【００１２】
本発明の第３の態様は、本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡体組成物を含む組成物及び製品を提供する。これらの製品は、例えば食品包装製品、又は自動車産業用構造部品であってもよい。
【００１３】
本発明の第４の態様は、２段階の押出混合及び発泡プロセス、又は例えばＭｕｃｅｌｌ（登録商標）発泡プロセスのような１段階の射出成形発泡プロセスのいずれかを伴うポリマーベースの発泡体組成物の形成方法を提供する。
【００１４】
本発明の特定の実施形態の造核ポリマー発泡体は、全体の機械的特性に悪影響を及ぼすことなく材料の密度を低下させることができ、従って材料性能を未発泡材料の性能に近づけることができる良好な造核効果の向上を示す。
本発明の例示的実施形態を、以下の図を参照することによって更に例証する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】は、微結晶構造を有するタルクの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。
【図１ｂ】は、巨大結晶構造を有するタルクの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。
【図２】２段階の押出混合及び発泡プロセスで使用されるＣＯ2溶解発泡のスキームを示す。
【図３】１段階の射出成形発泡プロセスを用いて製造された発泡体試料の図を示す。
【図４】セルの配向及びそのセルサイズφＶＤ及びφＷＤを模式的に示す。
【図５】試料のＤＭＴＡ測定に使用したシングルカンチレバークランプを示す。
【図６】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１０参照）。
【図７】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図８】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図９】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１０】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１１】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１２】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１３】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１４】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１５】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１６】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１７】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１８】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図１９】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図２０】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図２１】は、実施例１〜７並びに比較例１及び８〜１２による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図２２】１段階の射出成形発泡プロセスに従って製造した発泡体のセル構造の流れ方向（ＦＤ）及び横方向（ＴＤ）の測定の図を示す。
【図２３】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図２４】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真を１つ示す（表１２及び１３参照）。
【図２５】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図２６】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図２７】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図２８】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真を１つ示す（表１２及び１３参照）。
【図２９】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３０】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３１】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３２】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３３】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３４】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３５】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３６】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３７】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３８】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図３９】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図４０】は、実施例８〜１９及び比較例１３〜１６による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１２及び１３参照）。
【図４１】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す（表１９及び２０など参照）。
【図４２】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４３】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４４】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４５】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４６】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４７】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４８】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４９ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図４９ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５０ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５０ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５１ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５１ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５２ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５２ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５３ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５３ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５４ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５４ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５５ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５５ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５６ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５６ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５７】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５８ａ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５８ｂ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【図５８ｃ】は、実施例２０〜３１及び比較例１７〜２０による発泡体の様々な倍率のＳＥＭ顕微鏡写真の１つを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付の特許請求の範囲による本発明は、高いガス体積分率を組み込むことによって引き起こされるポリマーの剛性及び機械的強度の相当な低下が、造核剤及び強化充填剤の両方として作用する微結晶タルクを組み込むことによって、少なくとも部分的に補償されたポリマー発泡体を提供する。
【００１７】
一般的に、別個のタルク小板（数千の基本薄板）の個々の小板サイズ、すなわち、以下の実験の節に記載するＳｅｄｉｇｒａｐｈ法によって測定した中央径は、鉱床形成の状態に応じて約１μｍ〜１００μｍ超で変動し得る。個々の小板のサイズは、タルクのラメラリティを決定する。高ラメラタルクは、大きな別個の小板を有するのに対し、微結晶タルクは小さな小板を有する。全てのタルクをラメラと呼んでもよいが、その小板サイズは鉱床によって異なる。小さい結晶は、微結晶タルクとして知られる小さく密な鉱石を提供する。大きな結晶は、巨大結晶タルクとして知られる紙様の層として生じる。既知の微結晶タルク鉱床は、Ｍｏｎｔａｎａ（Ｙｅｌｌｏｗｓｔｏｎｅ）及びオーストラリア（Ｔｈｒｅｅ  Ｓｐｒｉｎｇｓ）に存在する。微結晶構造において、タルク基本粒子は巨大結晶構造と比べて小さな板で構成され、巨大結晶構造は、より大きな板で構成される。図１ａ及び図１ｂは、それぞれ微結晶構造及び巨大結晶構造を有するタルクの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【００１８】
本発明の特定の実施形態によると、微結晶タルクはポリマー発泡体の製造において造核物質及び／又は充填剤としての使用に適している。ポリマー発泡体は、熱可塑性樹脂、物理的発泡剤で発泡した熱可塑性エラストマー及びポリスチレン又はポリプロピレン発泡体から選択される。ポリプロピレン発泡体は、食品包装及び自動車産業における使用に適している。ポリスチレン発泡体は、例えば包装製品又は絶縁材料としての使用に好適である。
【００１９】
更に、本発明の特定の実施形態によると、２段階の押出混合及び発泡プロセス、又は１段階の射出成形発泡プロセスのいずれを用いて製造したかにかかわらず、改良された特性を提供する。事実、１段階の射出成形発泡プロセスを使用した場合、成形の流れ方法（ＦＤ）及び成形方向に対して横方向（ＴＤ）のいずれでも有利な物理的特性が得られることが見出されている。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、ポリマーはポリマーベースの発泡体組成物の主成分であってもよく、すなわち、組成物の５０質量％を超える量で存在してもよい。実施形態において、ポリマーは、（組成物の質量の）５５％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％、又は９９％以上の量で存在してもよい。
【００２１】
本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡組成物は、様々な濃度の微結晶タルクが負荷されたポリプロピレン発泡体、例えばポリプロピレンホモポリマー発泡体であってもよい。例えば、微結晶タルクは複合（未発泡）材料の総質量を基準にして２０質量％まで、若しくは１０質量％までの量、又は５質量％までの量、若しくは０．１質量％〜５質量％の範囲の量で存在してもよい。
【００２２】
本発明の特定の実施形態によるポリマー発泡体に含まれる微結晶タルクは、０．５〜１０μｍのＳｅｄｉｇｒａｐｈによるｄ50を有してもよい。例えば、微結晶タルクのｄ50は１．０〜７．５μｍ、例えば、１．０〜５μｍ、又は３．０〜４．５μｍであってもよい。Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ法は、以下の実験の節に説明されている。
【００２３】
更に、本発明の特定の実施形態によるポリマー発泡体に含まれる微結晶タルクは５〜２５ｍ2・ｇ-1の範囲、例えば８〜２５ｍ2・ｇ-1、又は１０〜１５ｍ2・ｇ-1、又は１０〜１２ｍ2・ｇ-1の範囲のＢＥＴ表面積を有してもよい。本明細書で使用するとき、ＢＥＴ表面積は、ＤＩＮ ＩＳＯ ９２７７に従って測定した比表面積である。
【００２４】
更に、本発明の特定の実施形態によるポリマー発泡体に含まれる微結晶タルクは、３〜２５、５〜２０、９〜１５、又は１０〜１５の範囲のＪｅｎｎｉｎｇｓ理論によるアスペクト比を有してもよい。Ｊｅｎｎｉｎｇｓ理論（又はＪｅｎｎｉｎｇｓの近似）のアスペクト比は、例えばＰａｂｓｔ  Ｗ．，Ｂｅｒｔｈｏｌｄ  Ｃ．：Ｐａｒｔ．Ｐａｒｔ．Ｓｙｓｔ．Ｃｈａｒａｃｔ．２４（２００７），４５８に記載されているように、プラハのＩｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  ａｎｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ及びドイツのＩｎｓｔｉｔｕｔ  ｆuｒ  Ｇｅｏｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔaｔ  ＴuｂｉｎｇｅｎのＷ．Ｐａｂｓｔ、Ｅ．Ｇｒｅｇｏｒｏｖａ及びＣ．Ｂｅｒｔｈｏｌｄが実施した研究に基づく。
【００２５】
特定の実施形態において、ポリマーベースの発泡体組成物に含まれる微結晶タルクは、Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによる平均粒径ｄ50が０．５〜１０μｍ、Ｊｅｎｎｉｎｇｓ理論によるアスペクト比が３〜２５、及びＢＥＴ表面積が５〜２５ ｍ2・ｇ-1であってもよい。他の実施形態において、ポリマーベースの発泡体組成物に含まれる微結晶タルクは、Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによる平均粒径ｄ50が３〜４．５μｍ、Ｊｅｎｎｉｎｇｓ理論によるアスペクト比が９〜１５、ＢＥＴ表面積が１０〜１５ ｍ2・ｇ-1であってもよい。
【００２６】
本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡体組成物は、垂直方向（φVD）、若しくは幅方向（φWD）又はその両方において、１５０μｍ以下、又は１００μｍ以下、又は８０μｍ以下、又は更には４０μｍ以下の平均セルサイズを有してもよい。幅方向の平均セルサイズφWDの垂直方向の平均セルサイズφVDに対する比φWD／φVDは０．７以上であってもよく、例えば、０．８以上、又は更には０．９以上であってもよい。
【００２７】
本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡体組成物は、発泡体中のセル濃度（Ｎf）が１×１０5個・ｃｍ-3以上、例えば１×１０6個・ｃｍ-3以上、又は５×１０6個・ｃｍ-3以上、又は場合によっては１×１０7個・ｃｍ-3以上であってもよい。本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡体組成物は、１ｃｍ3につき１０6個以上のセル（Ｎf）を含有してもよい。
【００２８】
本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡体組成物は、それぞれの未発泡ベース材料と比較したときの相対密度が、０．４０〜０．９５の範囲、例えば０．５５〜０．９０の範囲であってもよい。
【００２９】
本発明の特定の実施形態によるポリマーベースの発泡体組成物において、貯蔵弾性率は発泡の影響を受け、未発泡製品の貯蔵弾性率と比較した場合、例えば５％の微結晶タルクを充填したポリマーベースの発泡体の比貯蔵弾性率（１０５２．７ ＭＰａ・ｃｍ3／ｇ）は、ほぼ同じ質量減少率（約１５％）の未充填ポリマーベース発泡体（９２６．８ ＭＰａ・ｃｍ3／ｇ）よりも１３％高い。あるいは、例えば５％の微結晶タルク（１０５２．７ ＭＰａ・ｃｍ3／ｇ）を充填したポリマーベースの発泡体の比貯蔵弾性率は、未充填及び未発泡ポリマー（１１４８．６ ＭＰａ・ｃｍ3／ｇ）より９％低いが、１６％の質量減少が達成される。特定の実施形態において、発泡が物理的特性に与える相対的影響を、対応する未発泡製品と関連付けて測定した変動パラメータ「ｎ」は、１．５以下、例えば１．４以下である。
【実施例】
【００３０】
２段階の押出混合及び発泡プロセス及び１段階の射出成形発泡プロセスにより作製した未充填及び充填ポリプロピレン及びポリスチレン発泡体の試験及び分析結果を別々に記載する。上述のように、上記のプロセスのいずれかによって作製したタルク造核ポリプロピレン及びポリスチレン発泡体は本発明の一部を形成する。
【００３１】
２段階の押出混合及び発泡プロセス：
コンパウンディング：全ての材料は、ポリプロピレン（ポリプロピレンホモポリマー「Ｍｏｐｌｅｎ  ＨＰ５０１Ｌ」、ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌより提供）と種々のタルク（比較用タルクＡ〜Ｄ、並びにタルクＡ及びＢ）とを、同方向回転２軸押出機「Ｃｏｌｌｉｎ  Ｋｎｅｔｅｒ  ２５Ｘ３６Ｄ」を用いて溶融混合することによって作製した。表１に示す押出温度プロファイル及びスクリュー回転数を使用した：
【００３２】
【表１】
2018154835.tif 000002
【００３３】
（３２）様々なタルクを、そのポリマー発泡体における充填剤／造核物質としての使用の可能性について試験した。試験したタルクを、それぞれのモルホロジー及び主な物理的特性と共に表２に示す。特記のない限り、本明細書で無機粒子状材料について言及する粒径特性は、当業者に既知の方法により測定した。特記のない限り、該特性は、本明細書で「Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ  ５１００装置」と呼ばれる、米国ジョージア州ＮｏｒｃｒｏｓｓのＭｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより供給される「Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ  ５１００」装置を用いて、水性媒体への完全分散状態における粒子状材料の沈降によって測定した。このような装置は、測定値及び当該技術分野において「球相当径」（ｅ．ｓ．ｄ）と呼ばれる１つのサイズについて、所与のｅ．ｓ．ｄ値未満のサイズを有する粒子の累積質量百分率のプロットを提供する。本明細書で与えられる平均粒径ｄ50は、この方法で、ｄ50値よりも小さい球相当径を有する粒子が５０質量％存在する粒子のｅ．ｓ．ｄで決定される値である。
【００３４】
【表２】
2018154835.tif 000003
【００３５】
（３３）比較用タルクＡ及びＢのポリプロピレン複合体を、ポリプロピレン−タルクマスターバッチを２質量％の公称量のタルクを用いて希釈し、公称タルク濃度０．５、１、１．３及び１．７質量％にすることによって調製した。比較用タルクＣ及びＤの場合、並びにタルクＡ及びＢ複合体の場合、１質量％のタルク−ポリプロピレン複合体を、ポリプロピレン−タルクマスターバッチを５質量％の公称量のタルクで希釈することによって調製した。
【００３６】
（３４）完全な均一化を提供するため、全ての複合体を、２軸押出機内部で２回処理することによって作製した。比較のため、タルクを含まないポリプロピレンホモポリマーも同じ温度プロファイルを用いて２回処理した。円形の押出ダイ（φ＝３ｍｍ）の出口で、水浴を用いて全ての材料を冷却し、ペレット化した後で、中実の発泡前駆体を調製した。
【００３７】
（３５）中実発泡前駆体の調製：発泡用の中実前駆体を調製するため、コンパウンディング段階終了時に得られた種々のペレット化材料を、厚さ３．５ｍの円形鋼製金型（φ＝７４ ｍ）内に該ペレットを置くことにより、表３に示す条件を用いて熱板プレスＩＱＡＰ−ＬＡＰ  ＰＬ−１５で圧縮成形した。
【００３８】
【表３】
2018154835.tif 000004
【００３９】
（３６）ポリプロピレン−タルク複合体が提供され、これは表２に示す様々なタルクを様々な濃度で含む。複合体の実際のタルク含有量は、か焼によってＵＮＥ−ＥＮ  ＩＳＯ ３４５１−１に従って得られる３つの値の平均として決定される。約５．０ｇの試料質量を使用し、次式によりタルク含有量を計算した：
【００４０】
【数１】
2018154835.tif 000005
式中、Ｍ0は空のるつぼの質量であり、Ｍcはか焼前の試料が入ったるつぼの質量であり、Ｍbは燃焼した試料が入ったるつぼの質量である。使用した種々の複合体を表４に示す。
初期試験で、タルクＡを含むポリプロピレン組成物が有望な結果を与える可能性があることが示されたことから、このタルクを含む材料を更に広範囲に試験した。
【００４１】
【表４】
2018154835.tif 000006
【００４２】
（３７）発泡は、ＣＯ2溶解により実施した：中実発泡前駆体の円板を、ＣＯ2を物理的膨張剤とした溶解バッチ発泡プロセス（図２に示すスキーム参照）を用いて発泡した。高圧容器内で円板をＣＯ2で飽和することによって、発泡体が得られ、圧力低下を行うことで飽和試料が１段階で発泡される。２００ｂａｒ及び１５５℃（飽和温度）で３０分間加圧し、飽和温度から発泡温度（１３５℃）に冷却する間、及び１８０ｂａｒ（発泡圧力）から０ｂａｒへの除圧、すなわち１８０ｂａｒの圧力低下の適用により、ＣＯ2飽和円板が発泡する。発泡体作製に用いた発泡条件を表５に示す。
【００４３】
【表５】
2018154835.tif 000007
【００４４】
（３８）様々な複合体（発泡体及び未発泡体）の密度を、ＩＳＯ ８４５に従って、ＣＯ2発泡プロセスの間に生成した発泡試料の表面スキンを除去せずに測定した。結果を表６に示す。相対密度は、発泡製品及び未発泡製品のそれぞれの密度の比
【００４５】
【数２】
2018154835.tif 000008
を指す。
【００４６】
【表６】
2018154835.tif 000009
【００４７】
１段階の射出成形発泡プロセス：
（３９）発泡ポリプロピレンの製造は、Ｍｕｃｅｌｌ（登録商標）発泡プロセスとして知られる物理的発泡である射出成形による発泡を用いて実施した。ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌが提供するポリプロピレンホモポリマー「Ｍｏｐｌｅｎ  ＥＰ３００Ｋ」を、超臨界Ｎ2（０．７〜０．８質量％）を物理的発泡剤として使用して発泡し、１０ｃｍ×１０ｃｍ×５ｍｍの寸法の正方形の板を得た。組み込んだタルクは、１、２及び５質量％の濃度のタルクＡ（表２参照）であった。射出成型機「Ｅｎｇｅｌ  Ｖｉｃｔｏｒｙ  １１０」は、１１０トンの型閉力、２５０ｃｍ3の最大可塑化量、２５０ＭＰa（２５００ｂａｒ）の最大射出圧、及び４０ｍｍのスクリュー直径を有する。射出装置の温度を表７に示す。射出中の逆背圧は２０ＭＰａで、金型温度は３５℃、金型内冷却温度は３５〜４５秒である。射出速度は、実施例８〜１９については０．２００ ｍ・ｓ-1、実施例８*については０．０６５ｍ・ｓ-1であった。
【００４８】
【表７】
2018154835.tif 000010
【００４９】
（４０）上記のプロセスを用いて、様々な発泡体を製造した。各発泡条件のポリマー投与量及び射出速度を表８に示す。
【００５０】
【表８】
2018154835.tif 000011
【００５１】
（４１）１、２及び５質量％のタルクＡを含むポリプロピレンから作製した様々な発泡体、及びその未発泡相当物は、表９に示す密度を有した。密度は、ＩＳＯ ８４５に従って測定した。
【００５２】
【表９】
2018154835.tif 000012
【００５３】
発泡体特性決定：
（４２）上記の実施例及び比較例により製造した様々な発泡体のセル構造を、液体窒素を用いて冷凍破壊し、金薄層のスパッタ蒸着によって導電性とした試料から、「ＪＥＯＬ  ＪＳＭ-５６１０」走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて調べた。平均セルサイズ（φ）及びセル密度（Ｎf）は、交点計数法（ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ  ｃｏｕｎｔｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）［Ｇ．Ｌ．Ａ．  Ｓｉｍｓ  ａｎｄ  Ｃ．  Ｋｈｕｎｎｉｔｅｅｋｏｏｌ，  Ｃｅｌｌ  ｓｉｚｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｆｏａｍｓ，  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，  １３，  １３７（１９９４）］を用いて低倍率顕微鏡写真から直接得た。具体的には、Ｎfは次式により求めた：
【００５４】
【数３】
2018154835.tif 000013
式中、ｎは面積Ａ当たりのセルの数（単位ｃｍ2）でありρs及びρfはそれぞれ中実体及び発泡体の密度である。
【００５５】
（４３）φVD及びφWDの２種類のセルサイズを測定した。図４に示すように、φVDのＶＤは垂直方向を表し、この場合は圧力解除方向のセルサイズであり、φWDのＷＤは幅方向を示す。
【００５６】
（４４）上記の実施例及び比較例に従って製造した発泡体を、更に動的粘弾性分析（ＤＭＴＡ）評価を用いて特性決定した。使用装置は、ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓが提供する「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｅｄ  ＤＭＡ  Ｑ８００」であった。使用した方法は、０．０２％のひずみ制御のＤＭＡ多周波数ひずみ法であった。試験した試料は長方形で、図５に示すように、シングルカンチレバークランプで保持した。試料は、発泡中に生成した表面スキンを除去した後に試験し、厚さ２．８ｍｍ、幅１３．０ｍｍ、長さ３５．０ｍｍを有し、柱間距離は１７．５ｍｍであった。
【００５７】
（４５）材料の貯蔵弾性率Ｅを、次式により求めた：
【００５８】
【数４】
2018154835.tif 000014
式中、Ｋsは測定した剛性、Ｌは試料長さ、ｖはポアソン比、ｔは試料厚さを表す。Ｉは、次式で表される試料の慣性モーメントであり、
【００５９】
【数５】
2018154835.tif 000015
ｗは試料の幅であり、ＦCは次式で定義されるクランプ補正計数（ｃｌａｍｐｉｎｇ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｆａｃｔｏｒ）である：
【００６０】
【数６】
2018154835.tif 000016
【００６１】
（４６）続いて、貯蔵弾性率Ｅを、下記のように材料の相対的貯蔵弾性率及び密度によってパラメータｎを定義するＧｉｂｓｏｎ−Ａｓｈｂｙモデルに従って分析した。
【００６２】
【数７】
2018154835.tif 000017
式中、ｎは発泡体をその未発泡相当品と比較したときの機械的特性の低下の尺度である。
本明細書で使用するとき、「ｎ」はそれぞれのベース中実体の特性に伴う発泡体の特性（弾性率又は強度等）の変動を、発泡体密度と関連づけて示す。従来、一般的に「ｎ」は１〜２の範囲の値を取ることが容認される。「ｎ」はセル構造と密接に関係し、その材料が数マイクロメートルの平均セルサイズを有する独立気泡構造（微小セル発泡体）を示す場合にはその値が１に近づく。ｎ＝１の場合、様々な密度の中実体の特性に伴う発泡体の特性の変動は直線的である（例えば、２０％の密度低下は、測定された特性の２０％低下を生じるであろう）。「ｎ」はセルサイズ及び／又は気泡連続性の増大と共に増大する傾向がある。一般的に、連続気泡発泡体は２に近い「ｎ」値を有すると理解されるが、ｎ＝２は必ずしもそのセル構造が完全に連続気泡であることを意味しない。
【００６３】
結果：
（４７）２段階の押出混合及び発泡プロセスによって作製した様々な発泡体のセル構造を、上記の手順に従って測定し、表１０に示す：
【００６４】
【表１０】
2018154835.tif 000018
【００６５】
（４８）２段階の押出混合及び発泡プロセスによって製造した様々な発泡体のセル構造を図６〜２１に示す。
【００６６】
（４９）見てわかるように、タルクを組み込むことで、平均セルサイズがより低い発泡体（未充填ポリプロピレン発泡体の２６８μｍから比較用タルクＡ及び比較用タルクＢを有するポリプロピレン発泡体の約１７０μｍへのセルサイズ低下−表１０の比較例１〜４及び８参照）及びセル密度がより高い発泡体（２．６７×１０5個・ｃｍ-3から最大で３．４０×１０5個・ｃｍ-3まで増大）が生成しており、従ってタルク粒子によって促進される不均質セル造核効果を実証する。更に、ポリプロピレン−タルク発泡体は、未充填ポリプロピレン発泡体と比較したときにより等方性様のセル構造を示す（図６を図７及び図９と比較）。
【００６７】
（５０）タルク濃度がポリプロピレン発泡体のセル構造に与える影響を、比較用タルクＡを用いて、平均セルサイズ、セル密度及びセルアスペクト比に関して評価した。表１０に示す結果からわかるように、タルク含有量を０．５質量％から最高で１．７質量％に増大することで、より微細なセル構造が得られ（約１６０μｍ及び２．３０×１０5個・ｃｍ-3から約１５３μｍ及び３．４０×１０5個・ｃｍ-3へ）、タルク粒子によって促進される不均質セル造核効果を示した。０．５質量％の比較用タルクＡを有する発泡体（比較例１）は、未充填ポリプロピレン発泡体よりも明らかに低いセル密度（未充填ポリプロピレン発泡体の２．６７×１０5個・ｃｍ-3と比較して、２．３０×１０5個・ｃｍ-3）を示したが、この小さな差はより高い相対密度に対して達成され、これがＮfの決定に影響した（式参照）。事実、ポリプロピレン＋０．５質量％の比較用タルクＡの発泡体（比較例１）は、他のポリプロピレン−タルク発泡複合体と比較して、なおかなり低いセルサイズ値を示した（未充填ポリプロピレン発泡体の２６８μｍと比較して、約１６０μｍ）。それにもかかわらず、主に１質量％以上のタルク濃度の場合において、セル構造に関する主要な違いが、タルクをポリプロピレンに組み込むことでなお観察された（未充填ポリプロピレン発泡体と比較して、セルサイズ低下、セル密度増大、及びセル等方性の向上）。
【００６８】
（５１）図１２及び図１４〜１７、並びに比較する形の図１３は、微結晶タルク濃度を、１０質量％のタルクＡ量（実施例５）が得られるまで増大したとき、次第に微小なセル（より小さいセルサイズ）及びより等方性様のセル構造（より１に近いアスペクト比）が得られることを示す。セル造核効率に関する系の飽和は、タルク濃度が１０質量％に達したときに得られる。
【００６９】
（５２）比較用タルクＡ発泡体と比較用タルクＢ発泡体との間にはごくわずかな差しか見出されなかった。比較用タルクＡ−１．７発泡体（１．７質量％の比較用タルクＡ；（比較例４））で、比較用タルクＢの相当品の例（比較例８）と比較して大幅なセルサイズ低下が明らかに観察されたが、Ｓｔ−１．７発泡体発泡体は比較用タルクＡ−１．７よりも低いタルク含有量を示したことを考慮に入れる必要がある（比較例４の比較用タルクＡは１．７質量％であるのに対し、比較例Ｂの比較用タルクＢは１質量％）。タルク含有量がより近い例を比較した場合、セルサイズに関して、いずれの種類のタルクについてもほぼ同じ結果が得られたが、より微細なタルク（比較用タルクＢ）を組み込むことで、より高いセル密度の発泡体が得られ（３．１５×１０5個・ｃｍ-3に対し、比較用タルクＡが１％の発泡体は３．００×１０5個・ｃｍ-3；比較例２）、これは主にその相対密度がより低い（膨張がより高い）ことに関係する。
【００７０】
（５３）タルクモルホロジーの影響：タルクＡの添加（実施例１〜５）は、比較用タルクＣと比較してセルサイズがより大きい発泡体を生じ（比較例１〜４；１５６μｍと比較して約１８７μｍ）、実施例４によると、これらの発泡体はポリプロピレン＋比較用タルクＣの発泡体のセル密度の２倍を超えるセル密度を示し、これはポリプロピレン＋タルクＡ発泡体の相対密度がより低いこと、すなわち膨張がより高いことだけでなく、タルク粒子の微結晶モルホロジーにも関係する。５質量％のタルクＡ（微結晶タルク）で、最高のセル造核が得られた。１０質量％のタルクＡでは、ポリプロピレンマトリックス中でタルク粒子がかなり凝集するため、より低いセル造核が得られた。
【００７１】
（５４）特に、造核物質は可能な最も均一なサイズ、形状及び表面特性の組合せを有するべきである。タルクＡは比較用タルクＣと比べて微結晶モルホロジーを有し、それ故、より高く均一な表面積を有する（比較用タルクＣの６．５ｍ2／ｇと比べて１１．０ｍ2／ｇ）ことから、高ラメラタルクのはるかに大きい個々の小板と比較したときに、微結晶タルクのより小さい小板の直接的な結果である、より高いセル造核が得られる。理論に束縛されるものではないが、このより優れたセル造核は、微結晶タルクの粗くより大きな表面積がより多くの空気を捕捉し、より多くの核及びより微細な気泡を生じることに起因すると考えられる。
【００７２】
（５５）分析は、１質量％タルクの比較用タルクＤ（比較例１２）及び１質量％のタルクＢ（実施例７）のいずれを添加しても、ほぼ同じ平均セルサイズ（約１９０μｍ）を有する発泡体が生成するが、第２の種類の（微結晶）タルクは、セル密度がかなり高い発泡体を生成する（ポリプロピレン＋１質量％のタルクＢの発泡体（実施例７）の場合２．６８×１０5個・ｃｍ-3、ポリプロピレン＋１質量％の比較用タルクＤの場合１．２１×１０5個・ｃｍ-3−図１９及び２１に示す比較参照）ことを示し、これは、タルクＢの微結晶タルクモルホロジーと関係した。
【００７３】
（５６）２段階の押出混合及び発泡プロセスにより製造した発泡体を、上記のＤＭＴＡ評価により分析した。結果及び外挿したｎ値を表１１に示す。
【００７４】
【表１１】
2018154835.tif 000019
【００７５】
（５７）パラメータｎは、未発泡相当品と比較したときの、発泡体の密度低下を考慮した発泡体の特性低下の指標である。ｎ値が低いほど、対応する発泡体の性能が優れることを示す。表１１に示す結果は、本発明による実施例の発泡材料が、ラメラ及び高ラメラタルクを使用した場合に、比較例と比べて、改良された又は同等の性能を有することを示す。
微結晶タルクの大量負荷が粒子の凝集を招いた実施例５の例でさえ、タルク負荷ポリプロピレン発泡体の性能は、比較材料の性能と一致する。
【００７６】
（５８）１段階の射出成形Ｍｕｃｅｌｌ（登録商標）発泡プロセスにより製造した様々な発泡体のセル構造を測定した。セル構造の特性は、測定が流れ方向（ＦＤ）又は横方向（ＴＤ）のいずれで実施されたかによって、正方形の板の中で変動することから、両方の測定値を表１２及び１３に示す。図２２は、横方向（ＴＤ）及び流れ方向（ＦＤ）で考慮したゾーンを図解する。
【００７７】
（５９）実施例８*は、実施例８と同じ構成成分及び配合比率を有するが、１段階の射出成形発泡プロセスにおける射出速度を標準の０．２００ｍ・ｓ-1から０．０６５ｍ・ｓ-1に下げた材料を表す。
【００７８】
【表１２】
2018154835.tif 000020
【００７９】
【表１３】
2018154835.tif 000021
【００８０】
（６０）１段階の射出成形発泡プロセスによって製造した様々な発泡体のセル構造を図２３〜４０に示す。
【００８１】
（６１）見てわかるように、タルクを組み込むことで、より低い平均セルサイズを有する発泡体が得られた。表１２及び１３の実施例８及び８*、並びに図２９及び３８に示されるように、射出速度が低いほど、流れ方向（ＦＤ）及び横方向（ＴＤ）の両方でセルサイズがより高く、セル濃度がより低い発泡体が得られた。従って、射出速度は他の実施例全てにおいて０．２００ｍ・ｓ-1に維持した。
【００８２】
（６２）未充填ポリプロピレン発泡体１〜３（比較例１３〜１５）において、セルサイズφは全方向で１１０μｍを超え、セル数は１０6個・ｃｍ-3未満であった。流れ方向（ＦＤ）と横方向（ＴＤ）との間のセルサイズの差は比較的大きく、セルアスペクト比
2018154835.tif 000022
である。他方、ポリプロピレン／タルクＡ複合体から作製した発泡体は、セルサイズφが全方向で８０μｍ未満のままであり、時には４０μｍ未満であり、セル数濃度は１０6個・ｃｍ-3を超え、場合によっては１０7個・ｃｍ-3超でさえある。更に、流れ方向（ＦＤ）と横方向（ＴＤ）との間のセルサイズの差は、非造核発泡体と比較して低く、セルアスペクト比は１により近く、これは発泡体がより等方性であることを意味する。流れ方向が発泡に与える影響は小さく、それ故、寸法的により均一な（「対称な」）発泡体を得ることができる。
【００８３】
（６３）造核ポリプロピレン発泡体において、様々なタルク濃度の間の差は有意ではなかった。しかし、タルク負荷が高いほどそのセル濃度に対してより大きいＮf値が得られることがわかる。次第に大量の微結晶タルクを添加すると、特により膨張した発泡体について、特に横方向（ＴＤ）で、セルサイズへの影響が大きかった。これはタルクの可塑化効果によるものである可能性があり、流れ方向におけるセルサイズの差の拡大を促進する。
【００８４】
（６４）図３３は、タルク組み込み及び濃度がセル構造に与える影響を示す。１５〜１６％（実施例８、１２及び１６）の質量減少の場合、タルク量が増大したときに高いセル造核効果が得られることが明らかである。いくつかの特定の場合において、タルク濃度を次第に高くすると更に高いセル密度を有する発泡体が形成されたが、最も大きな差は未充填ポリプロピレン発泡体と微結晶タルクを含む発泡体との間で見出された。
【００８５】
（６５）１段階の射出成形発泡プロセスにより製造した発泡体を、上記のようにＤＭＴＡ評価により分析した。発泡中に形成された試料のスキンは、２段階の発泡プロセスと対照的に、残した。測定は、流れ方向（ＦＤ）及び横方向（ＴＤ）のいずれでも実施した。図２２参照。結果及び外挿ｎ値を表１４及び１５に示す。
【００８６】
【表１４】
2018154835.tif 000023
【００８７】
【表１５】
2018154835.tif 000024
【００８８】
（６６）データは、未発泡複合体のＥ’spec値がタルク負荷の増大と共に増大したことを示す。一般的に、Ｅ’spec値は相対密度の低下と共に（すなわち、質量減少率の増大と共に）低下した。更に、タルクを含むポリプロピレン発泡体は、特に流れ方向（ＦＤ）において、それぞれの未充填ポリプロピレン発泡体よりも高いＥ’spec値を示した。この影響は、より微細なセル構造と、タルクによる発泡体の機械的強化影響の組合せに関係すると考えられる。
【００８９】
（６７）タルク量の増大に伴う機械的特性に関する全体的傾向は存在しないが、２％及び５％のタルクＡを含むポリプロピレン発泡体（実施例１２〜１９）は、発泡により、Ｇｉｂｓｏｎ−Ａｓｈｂｙ指数ｎのより低い値で評価したときに改良された横方向の機械的挙動を示す。これは、発泡ポリプロピレン複合体において、微結晶タルクの量の増大に伴い、発泡体の機械的特性の低下がより低速となることを示唆する。
【００９０】
（６８）ポリプロピレン発泡体の代わりにポリスチレン発泡体を使用して、同等の試験を実施した。発泡ポリスチレンの製造も、Ｍｕｃｅｌｌ（登録商標）発泡プロセスとして知られる射出成形物理発泡によって実施した。ＢＡＳＦが提供するポリスチレンアタクチックホモポリマー「Ｐｏｌｙｓｔｙｒｏｌ  １６５Ｈ」は、超臨界Ｎ2（０．７〜０．８質量％）を物理的発泡剤として使用して発泡し、１０ｃｍ×１０ｃｍ×５ｍｍの寸法の正方形の板を得た。組み込んだタルクは、１、２及び５質量％の濃度のタルクＡ（表２参照）であった。複合体は、１０質量％のタルクＡを含むポリスチレン−タルクマスターバッチを最初に調製し、その後該マスターバッチを希釈して所望の濃度を得ることによって製造した。
【００９１】
（６９）発泡Ｍｕｃｅｌｌ（登録商標）プロセスにおける射出装置の射出成形温度を表１６に示す。射出中の逆背圧は２０ＭＰａ、金型温度は２０℃であり、金型内冷却時間は４５〜５０秒であった。
【００９２】
【表１６】
2018154835.tif 000025
【００９３】
（７０）上記のプロセスを用いて様々な発泡体を製造した。ポリマー投与量及び射出速度を表１７に示す。
【００９４】
【表１７】
2018154835.tif 000026
【００９５】
（７１）１、２及び５質量％のタルクＡを含むポリスチレンから製造した様々な発泡体、及びその未発泡相当品は、表１８に示す密度を有した。密度は、ＩＳＯ８４５に従って測定した。
【００９６】
【表１８】
2018154835.tif 000027
【００９７】
発泡体特性評価
（７２）様々なポリスチレン発泡体のセル構造を、上記のポリプロピレン発泡体と同じ方法で、分析及び評価した。２段階の押出混合及び発泡プロセスによって製造した様々なポリスチレン発泡体のセル構造を、上記の手順により測定し、表１９及び２０に示す。
【００９８】
【表１９】
2018154835.tif 000028
【００９９】
【表２０】
2018154835.tif 000029
【０１００】
（７３）１段階の射出成形発泡プロセスにより製造した様々な発泡体のセル構造を、図４１〜５８ｃに示す。
【０１０１】
（７４）見てわかるように、タルクの組み込みにより、平均セルサイズがより低い発泡体を生じる。未充填ポリスチレン発泡体２〜４（比較例１８〜２０）において、セルサイズφは全方向で約５０μｍ〜６０μｍであり、セル数は約１０7個・ｃｍ-3以下であった。
未充填ポリスチレン発泡体１（比較例１７）は、ＦＤ及びＴＤのいずれの方向でも約８５μｍ及び９０μｍの明らかに高いセルサイズを示し、セル数は１０6個・ｃｍ-3未満であった。これは、発泡剤の割合が低く、セル造核の効率が低いためであると考えられる。未充填ポリスチレン発泡体の場合、セル密度は発泡効率の上昇と共に増大した。
【０１０２】
（７５）造核ポリスチレン発泡体において、様々なタルク濃度の間の差は有意ではなかった。しかし、タルク負荷が高いほどそのセル濃度に対して大きいＮf値が得られることがわかる。タルクの組み込みは、いずれの方向でもセルサイズを明らかに減少させ、セル密度がはるかに高い発泡体の形成を促進する。検出されたセルサイズは５０μｍ未満であり、場合によっては２０μｍ未満でさえあった。セル密度は１０7個・ｃｍ-3を超え、場合によっては１０8個・ｃｍ-3超でさえあった。更に、流れ方向（ＦＤ）と横方向（ＴＤ）との間のセルサイズの差が非造核発泡体と比べて比較的低く、セルアスペクト比は１により近く、発泡がより等方性であることを意味する。流れ方向が発泡に及ぼす影響は低く、それ故、より寸法均一な（「対称の」）発泡体を得ることができる。これも図５７に示す。
【０１０３】
（７６）有意な差はタルクの量を増大したときにも観察され、発泡体は、より低いセルサイズ及びより高いセル密度を示した。タルク濃度の増大と共に、より高いセル造核効果が明らかに存在する。セルサイズ低下及びセル密度増大は、１６及び２８％の発泡体質量減少率の場合のタルク量の増大で特に顕著であり（図５８ａ〜５８ｃ参照）、タルクによって誘発されるセル造核は、質量減少率が低い方がより有効であるという結論が導かれる。
【０１０４】
（７７）１段階の射出成形発泡プロセスにより製造したポリスチレン発泡体を、上記のようにＤＭＴＡ評価により分析した。発泡中に形成された試料のスキンは、２段階の発泡プロセスと対照的に、残した。測定は、流れ方向（ＦＤ）及び横方向（ＴＤ）の両方向でも実施した。結果を表２１及び表２２に示す。
【０１０５】
【表２１】
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【０１０６】
【表２２】
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【０１０７】
（７８）データは、未発泡複合体のＥ’spec値がタルク負荷の増大と共に、発砲方向および横方向において、増大したことを示す。一般的に、Ｅ’spec値は相対密度の低下と共に（すなわち、質量減少率の増大と共に）低下した。更に、タルクを含むポリスチレン発泡体は、特に１６％及び２８％の質量において、それぞれの未充填ポリスチレン発泡体よりも高いＥ’spec値を示した。この影響は、タルク粒子によって誘発された、はるかに微細なセル構造に関係すると考えられる。
【０１０８】
（７９）タルクを含むポリスチレン発泡体は、それぞれの未充填ポリスチレン発泡体と比べたときに、発泡体の比貯蔵弾性率の値の低下が少なかった。ここでも、最大の差は、タルクによって誘発されるセル造核がより有効な、質量減少率が１６％及び２８％の発泡体で見出された。特に、ポリスチレン発泡体に２質量％のタルクを造核剤として使用すると、最善の改良が得られると思われる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９ａ】
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【図４９ｂ】
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【図５０ａ】
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【図５０ｂ】
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【図５１ａ】
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【図５１ｂ】
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【図５２ａ】
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【図５２ｂ】
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【図５３ａ】
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【図５３ｂ】
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【図５４ａ】
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【図５４ｂ】
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【図５５ａ】
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【図５５ｂ】
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【図５６ａ】
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【図５６ｂ】
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【図５７】
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【図５８ａ】
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【図５８ｂ】
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【図５８ｃ】
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【外国語明細書】
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