(57)【要約】  ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）および分岐状炭化水素を含む発泡剤組成物、ならびに発泡剤組成物を含む発泡性ポリマー組成物が開示される。また、ＨＦＯおよび分岐状炭化水素を含む発泡剤組成物を利用してポリマーフォームを作製する方法が開示される。
2021528513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）発泡剤、および
ｂ）分岐状炭化水素共発泡剤
を含み、水を実質的に含有しない、ポリマーフォームのための発泡剤組成物。
【請求項２】
ＨＦＯ発泡剤が、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）、２，３，３−トリフルオロプロペン、（シスおよび／またはトランス）−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、１，１，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、（シスおよび／またはトランス）−１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｚｃ）、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｃ）、ヘキサフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２１６）、２−フルオロプロペン、１−フルオロプロペン、１，１−ジフルオロプロペン、３，３−ジフルオロプロペン、４，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、オクタフルオロ−２−ペンテン（ＨＦＯ−１４３８）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロ−２−メチル−ｌ−プロペン、オクタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４，４−ヘキサフルオロ−１−ブテン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍ／ｚ）、１，２−ジフルオロエテン（ＨＦＯ−１１３２）、１，１，１，２，４，４，４−ヘプタフルオロ−２−ブテン、３−フルオロプロペン、２，３−ジフルオロプロペン、１，１，３−トリフルオロプロペン、１，３，３−トリフルオロプロペン、１，１，２−トリフルオロプロペン、１−フルオロブテン、２−フルオロブテン、２−フルオロ−２−ブテン、１，１−ジフルオロ−１−ブテン、３，３−ジフルオロ−１−ブテン、３，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，３，３−トリフルオロ−１−ブテン、１，１，３，３−テトラフルオロ−１−ブテン、１，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、４，４−ジフルオロ−１−ブテン、１，１，１−トリフルオロ−２−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，１，２−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，４，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、１，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテン、１，１，２，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテン、１，３，３，３−テトラフルオロ−２−（トリフルオロメチル）−プロペンならびにこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の発泡剤組成物。
【請求項３】
分岐状炭化水素共発泡剤が、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、ネオヘキサン、イソヘプタン、３−メチルヘキサン、２，２−ジメチルペンタン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペンタン、３，３−ジメチルペンタン、３−エチルペンタン、２，２，３−トリメチルブタンおよびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の発泡剤組成物。
【請求項４】
ＨＦＯ発泡剤が、発泡剤組成物の全質量の約１４質量％〜約８９質量％を占める、請求項１に記載の発泡剤組成物。
【請求項５】
分岐状炭化水素共発泡剤が、発泡剤組成物の全質量の約１１質量％〜約８６質量％を占める、請求項１に記載の発泡剤組成物。
【請求項６】
ハイドロフルオロカーボン（「ＨＦＣ」）、ハイドロクロロフルオロカーボン（「ＨＣＦＯ」）、二酸化炭素および水からなる群から選択される１種または複数の第二の共発泡剤をさらに含む、請求項１に記載の発泡剤組成物。
【請求項７】
１種または複数の第二の共発泡剤が、発泡剤組成物の全質量に対して約０．５質量％〜約５０質量％の量で存在する、請求項６に記載の発泡剤組成物。
【請求項８】
発泡性ポリマー組成物に使用される、請求項１に記載の発泡剤組成物。
【請求項９】
発泡性ポリマー組成物が、アルケニル芳香族ポリマー、スチレン系ポリマー、スチレン系コポリマー、スチレン系ブロックコポリマー、ポリオレフィン、ハロゲン化ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリイソシアヌレート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン、フェノール類、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、アセタール樹脂、ポリアミド、ポリアラミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ゴム変性ポリマー、熱可塑性ポリマーブレンドおよびこれらの組合せからなる群から選択されるマトリックスポリマーを含む、請求項８に記載の発泡剤組成物。
【請求項１０】
ａ）マトリックスポリマー組成物、ならびに
ｂ）ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）発泡剤および分岐状炭化水素共発泡剤を含む発泡剤組成物
を含み、水を実質的に含有しない、発泡性ポリマー組成物。
【請求項１１】
ＨＦＯ発泡剤が、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）、２，３，３−トリフルオロプロペン、（シスおよび／またはトランス）−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、１，１，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、（シスおよび／またはトランス）−１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｚｃ）、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｃ）、ヘキサフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２１６）、２−フルオロプロペン、１−フルオロプロペン、１，１−ジフルオロプロペン、３，３−ジフルオロプロペン、４，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、オクタフルオロ−２−ペンテン（ＨＦＯ−１４３８）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロ−２−メチル−ｌ−プロペン、オクタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４，４−ヘキサフルオロ−１−ブテン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍ／ｚ）、１，２−ジフルオロエテン（ＨＦＯ−１１３２）、１，１，１，２，４，４，４−ヘプタフルオロ−２−ブテン、３−フルオロプロペン、２，３−ジフルオロプロペン、１，１，３−トリフルオロプロペン、１，３，３−トリフルオロプロペン、１，１，２−トリフルオロプロペン、１−フルオロブテン、２−フルオロブテン、２−フルオロ−２−ブテン、１，１−ジフルオロ−１−ブテン、３，３−ジフルオロ−１−ブテン、３，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，３，３−トリフルオロ−１−ブテン、１，１，３，３−テトラフルオロ−１−ブテン、１，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、４，４−ジフルオロ−１−ブテン、１，１，１−トリフルオロ−２−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，１，２−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，４，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、１，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテン、１，１，２，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテン、１，３，３，３−テトラフルオロ−２−（トリフルオロメチル）−プロペンならびにこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１０に記載の発泡性ポリマー組成物。
【請求項１２】
分岐状炭化水素共発泡剤が、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、ネオヘキサン、イソヘプタン、３−メチルヘキサン、２，２−ジメチルペンタン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペンタン、３，３−ジメチルペンタン、３−エチルペンタン、２，２，３−トリメチルブタンおよびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１０に記載の発泡性ポリマー組成物。
【請求項１３】
ＨＦＯ発泡剤が、発泡性ポリマー組成物の全質量の約１質量％〜約８質量％を占める、請求項１０に記載の発泡性ポリマー組成物。
【請求項１４】
分岐状炭化水素共発泡剤が、発泡性ポリマー組成物の全質量の約１質量％〜約６質量％を占める、請求項１０に記載の発泡性ポリマー組成物。
【請求項１５】
ＨＦＯ発泡剤が、０．０３モル未満／１００グラムのマトリックスポリマー、を占める、請求項１０に記載の発泡性ポリマー組成物。
【請求項１６】
マトリックスポリマーが、アルケニル芳香族ポリマー、スチレン系ポリマー、スチレン系コポリマー、スチレン系ブロックコポリマー、ポリオレフィン、ハロゲン化ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリイソシアヌレート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン、フェノール類、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、アセタール樹脂、ポリアミド、ポリアラミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ゴム変性ポリマー、熱可塑性ポリマーブレンドおよびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１０に記載の発泡性ポリマー組成物。
【請求項１７】
ポリマーフォームを製造する方法であって、
ａ）マトリックスポリマー組成物を用意するステップ、
ｂ）マトリックスポリマー組成物を押出機中で溶融するステップ、
ｃ）ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）発泡剤および分岐状炭化水素共発泡剤を含む発泡剤組成物を、押出機内の溶融したマトリックスポリマー組成物に注入して発泡性ポリマー組成物を形成するステップであって、発泡性ポリマー組成物が水も二酸化炭素も実質的に含有しない、ステップ、ならびに
ｄ）発泡性ポリマー組成物を押出して、ポリマーフォームを形成するステップ
を含む、方法。
【請求項１８】
ＨＦＯ発泡剤が、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）、２，３，３−トリフルオロプロペン、（シスおよび／またはトランス）−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、１，１，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、（シスおよび／またはトランス）−１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｚｃ）、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｃ）、ヘキサフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２１６）、２−フルオロプロペン、１−フルオロプロペン、１，１−ジフルオロプロペン、３，３−ジフルオロプロペン、４，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、オクタフルオロ−２−ペンテン（ＨＦＯ−１４３８）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロ−２−メチル−ｌ−プロペン、オクタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４，４−ヘキサフルオロ−１−ブテン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍ／ｚ）、１，２−ジフルオロエテン（ＨＦＯ−１１３２）、１，１，１，２，４，４，４−ヘプタフルオロ−２−ブテン、３−フルオロプロペン、２，３−ジフルオロプロペン、１，１，３−トリフルオロプロペン、１，３，３−トリフルオロプロペン、１，１，２−トリフルオロプロペン、１−フルオロブテン、２−フルオロブテン、２−フルオロ−２−ブテン、１，１−ジフルオロ−１−ブテン、３，３−ジフルオロ−１−ブテン、３，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，３，３−トリフルオロ−１−ブテン、１，１，３，３−テトラフルオロ−１−ブテン、１，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、４，４−ジフルオロ−１−ブテン、１，１，１−トリフルオロ−２−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，１，２−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，４，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、１，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテン、１，１，２，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテン、１，３，３，３−テトラフルオロ−２−（トリフルオロメチル）−プロペンならびにこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
分岐状炭化水素共発泡剤が、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、ネオヘキサン、イソヘプタン、３−メチルヘキサン、２，２−ジメチルペンタン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペンタン、３，３−ジメチルペンタン、３−エチルペンタン、２，２，３−トリメチルブタンおよびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
ＨＦＯ発泡剤が、発泡性ポリマー組成物の全質量の約１質量％〜約８質量％を占める、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
分岐状炭化水素共発泡剤が、発泡性ポリマー組成物の全質量の約１質量％〜約６質量％を占める、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
マトリックスポリマーが、アルケニル芳香族ポリマー、スチレン系ポリマー、スチレン系コポリマー、スチレン系ブロックコポリマー、ポリオレフィン、ハロゲン化ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリイソシアヌレート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン、フェノール類、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、アセタール樹脂、ポリアミド、ポリアラミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ゴム変性ポリマー、熱可塑性ポリマーブレンドおよびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
ポリマーフォームが約４〜約７のＲ値を有する、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年５月２９日出願の米国仮特許出願第６２／６７７，２４８号の優先権および利益を主張する。
本発明は、熱可塑性ポリマーから作製される絶縁フォームのための発泡剤組成物に関する。本発明はさらに、これらの発泡剤組成物を利用して作製される絶縁フォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁フォームはこれまで、絶縁フォーム内にガスが充填された気泡を生成するためのハロゲン化発泡剤を利用して作製されてきた。最も初期の発泡剤としては、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）およびクロロフルオロ炭化水素（ＨＣＦＣ）があった。しかし、上層大気におけるオゾン層破壊の可能性を含め、塩素化発泡剤に関して環境上の懸念が考えられたことから、環境への損傷が少ないとみなされる発泡剤の開発が行われた。これらの後年の発泡剤には、フルオロカーポン（ＦＣ）およびフッ化炭化水素（ＨＦＣ）が含まれていた。
近年では、新規のハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）が開発されている。ＨＦＯ発泡剤は、従来のハロゲン化発泡剤よりも環境に優しいと考えられる。例えば、ＨＦＯは、従来のＦＣおよびＨＦＣハロゲン化発泡剤と比べて低減したオゾン層破壊係数（ＯＤＰ）および低減した地球温暖化係数（ＧＷＰ）を有すると考えられる。
【０００３】
ハロゲン化発泡剤以外の他の種類の発泡剤が調査されている。例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロペンタンおよび同様の化合物などの炭化水素もまた、発泡剤とみなされている。これらの炭化水素は、高度に可燃性かつ揮発性であるため、安全性の懸念と、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の放散に関する懸念の両方を提起している。二酸化炭素（ＣＯ2）は、環境と経済の両方の観点から、発泡剤の魅力的な候補である。ＣＯ2は、絶縁フォームのマトリックスポリマーとして典型的に使用されるポリマーに対して比較的溶解性が低く、拡散性が高く、かつ加工性が乏しいため、ＣＯ2を発泡剤として有利に使用することは困難である。また、ＣＯ2は、ＨＣＦＣおよびＨＦＣと比べて熱伝導率が高く、ＣＯ2で発泡されたフォームは、ＨＣＦＣまたはＨＦＣを用いて生産された対応するフォームより約１０〜２０％低い絶縁値を示す。
絶縁フォームが所望の特性（例えば、低密度、良好な熱抵抗など）を有することを確実にするために、発泡剤が絶縁フォームのポリマーマトリックスに十分可溶性であることが重要である。ＨＦＯ発泡剤単独では、絶縁フォームのポリマーマトリックスに十分可溶性でない場合があり、密度が高すぎる、または熱伝導率が許容されない程高くなる絶縁フォームが得られることが見出された。得られる絶縁フォームの特性を向上させるために、ＨＦＯとＨＣＦＣ、ＨＦＣ、二酸化炭素、水の組合せおよび他のそのような混合物を含有する発泡剤組成物が試みられているが、結果は様々である。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、ＨＦＯおよび分岐状炭化水素を含む、向上した発泡剤組成物を含む。目的は、向上した発泡剤を組み込んだ発泡性ポリマー組成物、および向上した発泡剤を使用してポリマーフォームを作製する向上した方法をさらに含む。
本発明の例示的実施形態では、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）および分岐状炭化水素を含む発泡剤組成物が提供される。一部の例示的実施形態では、発泡剤は、水を実質的に含有しない。
本発明の例示的実施形態では、マトリックスポリマー、ならびにＨＦＯおよび分岐状炭化水素を含む発泡剤組成物を含む発泡性ポリマー組成物が提供される。一部の例示的実施形態では、発泡性ポリマー組成物は、水を実質的に含有しない。
【０００５】
本発明の例示的実施形態では、ポリマーフォームを製造する方法であって、マトリックスポリマーを溶融するステップ、ＨＦＯおよび分岐状炭化水素を含む発泡剤組成物と、マトリックスポリマー溶融物を混合して、発泡性ポリマー組成物を形成するステップ、ならびに発泡性ポリマー組成物を押出して、ポリマーフォームを形成するステップを含む、方法が提供される。一部の例示的実施形態では、発泡性ポリマー組成物は、水を実質的に含有しない。
本発明の例となる実施形態は、以下に提供され添付の図面に図示される、本発明のある特定の例となる実施形態のより詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】７日間の熟成後の、種々の発泡剤組成物を含むフォーム配合物の断熱性のグラフである。
【図２】フォームの熟成に伴う、種々の濃度のＨＦＯ−１２３４ｚｅおよびｎ−ペンタンを含有するフォーム配合物の断熱性のグラフである。
【図３】フォームの熟成に伴う、ＨＦＯ−１２３４ｚｅおよび種々の共発泡剤を含有するフォーム配合物の断熱性のグラフである。
【図４】各共発泡剤のモル％濃度で正規化した、図３のデータのグラフである。
【図５】フォームの熟成に伴う、種々の密度の、ＨＦＯ−１２３４ｚｅおよびイソブタンを含有するフォーム配合物の断熱性のグラフである。
【図６】７日間の熟成後の、種々の密度の、ＨＦＯ−１２３４ｚｅおよび種々の炭化水素共発泡剤を含有するフォーム配合物の断熱性のグラフである。
【図７】ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、イソブタンおよび二酸化炭素を含有するフォーム配合物の断熱性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
これらの図面は、以下にさらに詳細に記載される本発明の例となる実施形態の理解を促すために提供されたものであり、本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。
ポリマーフォーム組成物が、ポリマーフォームを作製するための方法とともに本明細書に詳細に記載される。本明細書に開示される組成物およびポリマーフォームを作製するための方法は、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）および分岐状炭化水素を含む発泡剤組成物を含む。一部の例示的実施形態では、発泡剤は、水も二酸化炭素も実質的に含有しない。得られるポリマーフォームは、ＨＦＯおよび直鎖状炭化水素を含む発泡剤と比較して低減した熱伝導率、およびしたがって向上した絶縁性を有する。ポリマーフォームのこれらおよび他の特色、ならびに多数の任意選択の変形および付加の一部が、以下に詳細に記載される。
【０００８】
別段定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと同様または同等の任意の方法および材料が、本発明の実施または試験に使用されうる。公開されたもしくは対応する米国もしくは外国特許出願、発行された米国もしくは外国特許または任意の他の参考文献を含む、本明細書で引用されるいずれの参考文献も、引用された参考文献で提示されたすべてのデータ、表、図およびテキストを含め、それぞれその全体が参照により組み込まれる。
本発明の記載および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が別段明確に示さない限り、複数形も含むことを意図する。用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」が本明細書または特許請求の範囲で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が特許請求の範囲において移行語として用いられるときに解釈されるのと同様の態様で、包括的であることを意図する。さらに、用語「または」が用いられる場合（例えば、ＡまたはＢ）、「ＡまたはＢまたは両方」を意味することを意図する。本出願人らが「ＡまたはＢのみ、ただし両方ではない」を示そうとする場合、用語「ＡまたはＢのみ、ただし両方ではない」が用いられる。したがって、本明細書における用語「または」の使用は包括的であり、排他的な使用ではない。
【０００９】
本明細書で使用される数値範囲は、詳細に開示されているか否かにかかわらず、範囲内のあらゆる数および数のサブセットを含むことを意図する。さらに、これらの数値範囲は、その範囲の任意の数または数のサブセットを対象とする請求項を支持すると解釈されるべきである。例えば、１〜１０の開示は、２〜８、３〜７、５〜６、１〜９、３．６〜４．６、３．５〜９．９などの範囲を支持すると解釈されるべきである。
本開示の単数の特性または制限へのあらゆる言及は、言及がなされる文脈によって別段指定されないまたは明確に逆のことが示されない限り、対応する複数の特性または制限を含むものとし、その逆も同じである。
本明細書で使用される場合、別段指定されない限り、ポリマーフォーム、難燃性組成物または他の組成物の構成要素または構成成分の値は、組成物の各成分の質量パーセントまたは質量％で表される。提供される値は、与えられる端点までを含み、端点を含む。別様に指定されない限り、用語「質量％（％  ｂｙ  ｗｅｉｇｈｔ）」および「質量％（ｗｔ．％）」は互換可能に使用され、１００％の全質量に対するパーセンテージを示すことを意図する。一部の実施形態では、発泡剤の量はモル／１００ｇ単位で与えられ、これは、マトリックスポリマー１００グラムあたりの指定された発泡剤のモル数を示すことを意図する。
【００１０】
本明細書で使用される場合、用語「ポリマー」は、用語「ホモポリマー」、「コポリマー」、「ターポリマー」ならびにホモポリマー、コポリマーおよび／またはターポリマーの組合せの総称である。
本明細書で使用される場合、用語「マトリックスポリマー」は、発泡性ポリマー組成物のバルクおよびポリマーフォーム製品を形成するポリマーまたはポリマー混合物を指す。マトリックスポリマーは、最終製品に強度、柔軟性、靭性および耐久性を付与する。
本明細書で使用される場合、用語「マトリックスポリマー組成物」は、マトリックスポリマーと、安定剤、加工助剤、着色剤、防火剤などの他の任意選択の添加剤を含む組成物を指す。
本明細書で使用される場合、用語「発泡剤」は、圧力（押出機内の圧力など）下で溶融されたマトリックスポリマー組成物と混合されると発泡性ポリマー組成物を形成し、組成物が圧力から解放されると小さなガスポケットに変わり、それにより発泡性ポリマー組成物を発泡させる液体または気体化合物または混合物を指す。本明細書で使用される場合、用語「共発泡剤」は、発泡剤組成物の第２（第３、第４など）の発泡剤を指す。
【００１１】
本明細書で使用される場合、用語「分岐状炭化水素」は、炭素およびハロゲン原子からなる化合物を指し、ここで炭素原子は、直鎖状または環状立体配座ではなく、分岐状立体配座で配置される。例示的な分岐状炭化水素として、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、ネオヘキサン、イソヘプタン、３−メチルヘキサン、２，２−ジメチルペンタン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペンタン、３，３−ジメチルペンタン、３−エチルペンタンおよび２，２，３−トリメチルブタンが挙げられる。
押出された合成発泡体の調製に利用される一般的な手順は、一般的に、マトリックスポリマー組成物を溶融し、次に、発泡剤組成物とマトリックスポリマーの完全な混合をもたらすと同時に、発泡性ポリマー組成物が、例えば圧力下で時期尚早に発泡するのを妨げる条件下で、発泡剤組成物をポリマー溶融物に組み込み、発泡性ポリマー組成物を形成するステップを含む。他の添加剤（例えば、安定剤、加工助剤、着色剤、防火剤など）も発泡性ポリマー組成物に添加されてもよい。その後、この発泡性ポリマー組成物は典型的に、発泡性ポリマー組成物を冷却して減圧し、発泡性ポリマー組成物を発泡させて発泡製品を生産する一段階または多段階押出ダイから押出される。理解されるように、発泡性ポリマー組成物のポリマー、発泡剤および添加剤の相対量、ならびに減圧の温度および態様は、得られるフォーム製品の品質および特性に影響を及ぼしうる。
【００１２】
発泡剤組成物
発泡剤組成物を選択する上で、発泡剤組成物のマトリックスポリマーへの溶解性は重要な考慮事項である。例えば、ペンタンとフロン１１および１２などのＣＦＣの組合せは、ＰＳに部分的に可溶性であり、一般的に許容される外観、ならびに表面仕上げ、気泡サイズおよび分布、配向、収縮および硬さなどの物理的特性を示すＰＳフォームを生成するために使用されている。フルオロカーボン（ＦＣ）ならびに１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）および１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）などのハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）は、ＣＦＣよりはるかにオゾンに優しいと考えられるが、ＰＳへの溶解性は低い傾向にある。新規のハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）発泡剤は、従来のハロゲン化発泡剤よりも環境に優しいと考えられる。しかし、テトラフルオロプロペンなどの多くのＨＦＯはＰＳへの溶解性が乏しい。ＰＳフォームを作製するために、これらのＨＦＯが共発泡剤を伴わずに発泡剤として使用されると、ＨＦＯは、ＰＳマトリックスに溶解されないままである傾向にあり、これにより発泡性ポリマー組成物の押出の際に、フォーム製品に大きなブローホールおよび他の欠陥がもたらされる。ＨＦＯ発泡剤のＰＳへの溶解性が乏しいことはまた、フォームの長期的な絶縁性に有害な影響を及ぼす可能性がある。
【００１３】
炭化水素、ハイドロフルオロカーボン、二酸化炭素および水などの共発泡剤を伴うＨＦＯ発泡剤は、共発泡剤が、ＨＦＯのマトリックスポリマーへの溶解性を向上させるかどうかを決定するために研究されてきた。炭化水素はＰＳに可溶性であり、ＨＦＯのＰＳへの溶解性も向上させると考えられる。
本発明者らは、分岐状炭化水素共発泡剤を含むＨＦＯ発泡剤組成物が、ＨＦＯと、直鎖状炭化水素、環状炭化水素またはＨＦＣ共発泡剤を含み、分岐状炭化水素を含まない発泡剤組成物で作製されたフォームと比較して向上した絶縁性を有するフォームを予想外に形成することを発見した。理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは、分岐状炭化水素は、分岐状炭化水素分子の緻密性のために優れた共発泡剤であると考える。分岐状炭化水素上のペンダント分岐状基（例えば、メチル基）は、これらの分子が、同じ炭素原子数を有する直鎖状または環状炭化水素分子よりも緻密であり、より小さい表面積を有することを意味する。分子の表面積に依存する分子間引力もまた、同じ炭素原子数を有する直鎖状または環状炭化水素間よりも、分岐状炭化水素間でより小さい。結果として、分岐状炭化水素の沸点は、対応する直鎖状または環状炭化水素より低く、沸点が低下すると、分岐状炭化水素の蒸気圧が上昇する。分岐状炭化水素の蒸気圧が上昇すると、絶縁フォームの各気泡内の分岐状炭化水素ガスが増加する。発泡剤は、有効な絶縁ガスであるためには気体形態でなければならないため、発泡剤の蒸気圧が上昇し、したがってフォームの気泡内のガスが増加すると、絶縁性が向上しやすい。
【００１４】
本発明の発泡剤組成物のハイドロフルオロオレフィン発泡剤として、例えば、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）、２，３，３−トリフルオロプロペン、（シスおよび／またはトランス）−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、特にトランス異性体、１，１，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、（シスおよび／またはトランス）−１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｚｃ）、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｃ）、ヘキサフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２１６）、２−フルオロプロペン、１−フルオロプロペン、１，１−ジフルオロプロペン、３，３−ジフルオロプロペン、４，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、オクタフルオロ−２−ペンテン（ＨＦＯ−１４３８）、１，１，３，３，３−ペンタフルオロ−２−メチル−ｌ−プロペン、オクタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４，４−ヘキサフルオロ−１−ブテン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍ／ｚ）、１，２−ジフルオロエテン（ＨＦＯ−１１３２）、１，１，１，２，４，４，４−ヘプタフルオロ−２−ブテン、３−フルオロプロペン、２，３−ジフルオロプロペン、１，１，３−トリフルオロプロペン、１，３，３−トリフルオロプロペン、１，１，２−トリフルオロプロペン、１−フルオロブテン、２−フルオロブテン、２−フルオロ−２−ブテン、１，１−ジフルオロ−１−ブテン、３，３−ジフルオロ−１−ブテン、３，４，４−トリフルオロ−１−ブテン、２，３，３−トリフルオロ−１−ブテン、１，１，３，３−テトラフルオロ−１−ブテン、１，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、４，４−ジフルオロ−１−ブテン、１，１，１−トリフルオロ−２−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，１，２−テトラフルオロ−２ブテン、１，１，４，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテン、１，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテン、１，１，２，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブテンおよび１，３，３，３−テトラフルオロ−２−（トリフルオロメチル）−プロペンを挙げることができる。一部の例示的実施形態では、発泡剤または共発泡剤として、ＨＦＯ−１２３４ｚｅが挙げられる。
【００１５】
本発明の発泡剤組成物の分岐状炭化水素共発泡剤として、例えば、分岐状ブタン、ペンタン、ヘキサンおよびヘプタンを挙げることができる。好ましい分岐状炭化水素共発泡剤として、これらに限定されないが、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、ネオヘキサン、イソヘプタン、３−メチルヘキサン、２，２−ジメチルペンタン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペンタン、３，３−ジメチルペンタン、３−エチルペンタンおよび２，２，３−トリメチルブタンが挙げられる。一部の例示的実施形態では、発泡剤または共発泡剤として、イソブタン、イソペンタンまたはこれらの組合せが挙げられる。
【００１６】
ある特定の例示的実施形態では、ＨＦＯ発泡剤は、発泡剤組成物の全質量の約１４質量％〜約８９質量％、例えば、発泡剤組成物の全質量の約１５質量％〜約８０質量％、例えば約２０質量％〜約７５質量％、例えば約２５質量％〜約７０質量％、例えば約３０質量％〜約６５質量％、例えば約３５質量％〜約６０質量％、例えば約３８質量％〜約５５質量％を占める。一部の例示的実施形態では、ＨＦＯ発泡剤は、発泡剤組成物全体の５０質量％未満を占める。
ある特定の例示的実施形態では、分岐状炭化水素共発泡剤は、発泡剤組成物の全質量の約５．０質量％〜約８５質量％、例えば約７．０％〜約５０％、例えば約９．０％〜約４５％、例えば約１０％〜約４０％、例えば約１２％〜約３５％、例えば約１２．３％〜約３２％、例えば約１２．５％〜約３０％を占める。
【００１７】
ある特定の例示的実施形態では、発泡剤組成物は、１種または複数のハイドロフルオロカーボン（「ＨＦＣ」）、ハイドロクロロフルオロカーボン（「ＨＣＦＯ」）、二酸化炭素および水などの少なくとも１つの第二の共発泡剤をさらに含む。一部の例示的実施形態では、発泡剤組成物は、ハイドロフルオロカーボンおよび二酸化炭素などの２種以上の第二の共発泡剤を含む。一部の例示的実施形態では、発泡剤組成物は、第二の共発泡剤を含まない。一部の例示的実施形態では、発泡剤配合物は、二酸化炭素および／または水を含まない。種々の例示的実施形態では、発泡剤組成物は、ハイドロフルオロカーボンを含まない。
【００１８】
一部の例示的実施形態では、第二の共発泡剤は、１種または複数のハイドロフルオロカーボンを含んでもよい。利用される特定のハイドロフルオロカーボンは特に限定されない。好適な発泡ＨＦＣ発泡剤の例の非包括的なリストは、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、１，３，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦ０−１２３４ｚｅ）、ペンタフルオロ−エタン（ＨＦＣ−１２５）、フルオロエタン（ＨＦＣ−１６１）、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｃａ）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｅａ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｆａ）、１，１，１，２，２，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｃａ）、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｅａ）、１，１，１，２，３ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｅｂ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロブタン（ＨＦＣ−３５６ｍｆｆ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）およびこれらの組合せを含んでもよい。一部の例示的実施形態では、第二の共発泡剤はＨＦＣ−１５２ａを含む。
【００１９】
第二の共発泡剤はまた、ＨＣＦＯ−１２３３、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１、１、１、２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２２７ｅａ）、トリクロロフルオロメタン（ｔｎｃｈｌｏｒｏｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）（ＣＦＣ−１１）、ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、およびジクロロフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）などの、１種または複数のハイドロクロロフルオロオレフィン（ＨＣＦＯ）を含んでもよい。
用語「ＨＣＦＯ−１２３３」は、すべてのトリフルオロモノクロロプロペンを指すように本明細書で使用される。トリフルオロモノクロロプロペンには、シスとトランスの両方の１，１，１−トリフルオ−３，クロロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄまたは１２３３ｚｄ）が含まれる。用語「ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ」または「１２３３ｚｄ」は、シス型であるかトランス型であるかにかかわらず、１，１，１−トリフルオ−３−クロロ−プロペンを全般的に指すように本明細書で使用される。用語「シスＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ」および「トランス１２３３ｚｄ」はそれぞれ、１，１，１−トリフルオ，３−クロロプロペンのシスおよびトランス型またはトランス異性体を記載するために本明細書で使用される。
【００２０】
ある特定の例示的実施形態では、第二の共発泡剤は、発泡剤組成物の０〜約９０質量％、例えば、発泡剤組成物の全質量の約０．５質量％〜約８９質量％、例えば、発泡剤組成物の全質量の約１質量％〜約５０質量％、例えば約３質量％〜約２５質量％、例えば約５質量％〜約２０質量％、例えば約７質量％〜約１５質量％、例えば約７．５質量％〜約１３質量％を占める。
ある特定の例示的実施形態では、発泡剤組成物全体は、約２質量％〜約１５質量％、一部の実施形態では、約３質量％〜約１０質量％または約４質量％〜約９質量％（発泡剤組成物を除く発泡性組成物の全質量に対して）の量で存在する。一部の例示的実施形態では、発泡剤組成物全体は、発泡剤組成物を除く発泡性組成物の全質量に対して約６．８質量％〜約８．０質量％、例えば約７．３質量％〜約７．９質量％の量で存在する。
ある特定の例示的実施形態では、ＨＦＯ発泡剤は、発泡性組成物のすべての成分の全質量の約１質量％〜約８質量％、例えば、発泡性組成物のすべての成分の全質量の約１．５質量％〜約７．５質量％、例えば約２質量％〜約７質量％、例えば約２．５質量％〜約６．５質量％、例えば約３質量％〜約６質量％、例えば約３．５質量％〜約５．５質量％、例えば約４質量％〜約５質量％、例えば約４．５質量％を占める。
【００２１】
ある特定の例示的実施形態では、ＨＦＯは、約０．００４モル／１００ｇ〜約０．１４０モル／１００ｇのマトリックスポリマー、例えば約０．００７モル／１００ｇ〜約０．１２５モル／１００ｇ、例えば約０．００９モル／１００ｇ〜約０．１２０モル／１００ｇ、例えば約０．０１０モル／１００ｇ〜約０．１０８モル／１００ｇ、例えば約０．０１５モル／１００ｇ〜約０．０９９９モル／１００ｇ、例えば約０．０１７モル／１００ｇ〜約０．０９１モル／１００ｇ、例えば約０．０１９モル／１００ｇ〜約０．０８５モル／１００ｇ、例えば約０．０２０〜約０．０７５モル／１００ｇのマトリックスポリマー、を占める。一部の例示的実施形態では、ＨＦＯ発泡剤は、０．０５モル未満／１００グラムのマトリックスポリマー、例えば０．０４５モル未満／１００ｇ、約０．０３モル未満／１００ｇ、０．０２５モル未満／１００ｇ、０．０２３モル未満／１００グラムおよび０．０２１モル／１００グラムのマトリックスポリマー、を占める。
【００２２】
ある特定の例示的実施形態では、分岐状炭化水素共発泡剤は、発泡性組成物のすべての成分の全質量の約０．０５質量％〜約６質量％、例えば、すべての成分の全質量の約０．１質量％〜約５．５質量％、例えば約０．５質量％〜約５質量％、例えば約０．８質量％〜約４．５質量％、例えば約０．９質量％〜約４質量％、例えば約１．０質量％を占める。ある特定の例示的実施形態では、分岐状炭化水素共発泡剤は、約０．０００５モル／１００ｇ〜約０．１５０モル／１００ｇのマトリックスポリマー、例えば約０．００１０モル／１００ｇ〜約０．１０モル／１００ｇ、例えば約０．００５０モル／１００ｇ〜約０．０８５モル／１００ｇ、例えば約０．００８０モル／１００ｇ〜約０．０７８モル／１００ｇ、例えば約０．００９モル／１００ｇ〜約０．０６５モル／１００ｇ、例えば約０．０１００モル〜約０．０２０モル／１００ｇのマトリックスポリマー、を占める。
ある特定の例示的実施形態では、１種または複数の第二の共発泡剤は、発泡性組成物のすべての成分の全質量の約０．０５質量％〜約６質量％、例えば、すべての成分の全質量の約０．１質量％〜約５．５質量％、例えば約０．５質量％〜約５質量％、例えば約０．８質量％〜約４．５質量％、例えば約０．９質量％〜約４質量％、例えば約１．０質量％を占める。
【００２３】
マトリックスポリマー
マトリックスポリマーは、発泡性ポリマー混合物のバルクを形成し、最終製品に強度、柔軟性、靭性および耐久性を付与する。マトリックスポリマーは特に限定されないが、一般的に、発泡性ポリマー混合物のマトリックスポリマーとして発泡可能な任意のポリマーが使用されてもよい。マトリックスポリマーは、熱可塑性ポリマーであっても熱硬化性ポリマーであってもよい。一部の実施形態では、マトリックスポリマーは、単一のポリマーを含んでもよい。一部の実施形態では、マトリックスポリマーは、２種以上のポリマーのブレンドを含んでもよい。一部の実施形態では、マトリックスポリマーは、最終ポリマー発泡製品に十分な機械的強度を付与するように選択されてもよい。一部の実施形態では、マトリックスポリマーは、最終ポリマーフォーム製品を形成するのに利用されるプロセスに適合性があるように選択されてもよい。一部の実施形態では、マトリックスポリマーは化学的に安定である、すなわち、形成中およびその後のポリマーフォームにおける使用中に、マトリックスポリマーが経験する予測される温度範囲内で、一般的に非反応性である。
マトリックスポリマーは、少なくとも約５０質量％（発泡剤組成物を除くすべての成分の全質量に対して）の量、約６０質量％〜約１００質量％の量、約７０質量％〜約９９質量％の量、約７５質量％〜約９８質量％の量、約８０質量％〜約９６質量％の量、または約８５質量％〜約９５質量％の量で発泡性ポリマー混合物に存在してもよい。ある特定の例示的実施形態では、マトリックスポリマーは、約８０質量％〜約１００質量％の量で存在してもよい。
【００２４】
好適なマトリックスポリマーの非限定的な例として、アルケニル芳香族ポリマー、スチレン系ポリマー、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン系コポリマー、スチレン系ブロックコポリマー、スチレンとブタジエンのコポリマー、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン、アクリル／スチレン／アクリロニトリルブロックターポリマー（ＡＳＡ）、スチレンマレイン酸無水物コポリマー（ＳＭＡ）、スチレンメタクリル酸メチルコポリマー（ＳＭＭＡ）、ポリオレフィン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンとプロピレンのコポリマー、酢酸ビニルとエチレンのコポリマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）、ポリカーボネート、ポリイソシアヌレート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリフェニレンオキシド、ポリウレタン、フェノール類、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、アセタール樹脂、ポリアミド、ポリアラミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ゴム変性ポリマー、熱可塑性ポリマーブレンドおよびこれらの組合せが挙げられる。
【００２５】
一部の例示的実施形態では、マトリックスポリマーはアルケニル芳香族ポリマー材料である。好適なアルケニル芳香族ポリマー材料として、アルケニル芳香族ホモポリマー、およびアルケニル芳香族化合物と共重合可能なエチレン性不飽和コモノマーのコポリマーが挙げられる。さらに、アルケニル芳香族ポリマー材料は、わずかな割合の非アルケニル芳香族ポリマーを含んでもよい。アルケニル芳香族ポリマー材料は、１種または複数のアルケニル芳香族ホモポリマー、１種または複数のアルケニル芳香族コポリマー、アルケニル芳香族ホモポリマーとコポリマーのそれぞれの１種または複数のブレンド、または非アルケニル芳香族ポリマーとのこれらのブレンドから形成されてもよい。
アルケニル芳香族ポリマーの例として、これらに限定されないが、スチレン、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）コポリマー、アルファ−メチルスチレン、エチルスチレン、ビニルベンゼン、ビニルトルエン、クロロスチレンおよびブロモスチレンなどのアルケニル芳香族化合物に由来するアルケニル芳香族ポリマーが挙げられる。少なくとも１つの実施形態では、アルケニル芳香族ポリマーはポリスチレン（ＰＳ）を含む。
【００２６】
ある特定の例示的実施形態では、わずかな量のＣ２−Ｃ６アルキル酸およびエステル、イオノマー誘導体ならびにＣ４−Ｃ８ジエンなどのモノエチレン性不飽和モノマーがアルケニル芳香族モノマーと共重合され、アルケニル芳香族ポリマーを形成してもよい。共重合可能なモノマーの非限定的な例として、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸メチル、酢酸ビニルおよびブタジエンが挙げられる。
ある特定の例示的実施形態では、マトリックスポリマーは、ポリスチレンのみから形成されてもよい。ある特定の例示的実施形態では、マトリックスポリマーは、実質的に（例えば、９５質量％より多く）ポリスチレンから形成されてもよい。ある特定の例示的実施形態では、マトリックスポリマーは、約４０〜１００質量％のポリスチレン、例えば約４５〜９９質量％、例えば約５０〜９８質量％、例えば約５５〜９７質量％、例えば約６０〜９６質量％、例えば約６５〜９５質量％、例えば約７０〜９４質量％、例えば約７５〜９３質量％、例えば約８０〜９２質量％、例えば約８５〜９１質量％、例えば約８０〜９０質量％のポリスチレンから形成されてもよい。
ある特定の例示的実施形態では、ポリマーフォームは、これらに限定されないが、抗酸化剤、熱安定剤、ＵＶ安定剤、酸捕捉剤、難燃性組成物、共力剤、造核剤、可塑剤、顔料、エラストマー、加工剤、押出助剤、充填剤、帯電防止剤、殺生物剤、殺シロアリ剤、着色剤、油またはワックスを含む、少なくとも１つの任意選択の添加剤を含んでもよい。ある特定の例示的実施形態では、ポリマーフォームは、添加剤の混合物を含んでもよい。これらの任意選択の添加剤は、発泡性ポリマー混合物または得られるポリマーフォームの所望の特性を得るために必要な量で含まれてもよい。添加剤は、発泡性ポリマー混合物に添加されてもよく、マトリックスポリマーを作製するために使用される重合プロセスの前、間、または後に組み込まれてもよい。
【００２７】
ある特定の例示的実施形態では、ポリマーフォームは、炭酸塩組成物などの１種または複数の加工助剤を含む。例示的な炭酸塩組成物として、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレンカーボネートなどが挙げられる。１種または複数の加工助剤は、０〜２０質量％、例えば約０．０５〜約１７質量％、約０．１〜約１５質量％、約１．０〜約１０質量％、約１．５〜約８質量％、および約２〜約５質量％の量でポリマーフォーム材料に含まれてもよい。
【００２８】
製造方法
発泡剤組成物を含むポリマーフォームは、押出されたフォームまたは膨張されたフォームであってもよい。これらのポリマーフォームは、一般の製造機器を使用する公知の製造方法を改変することによって作製されてもよい。
一部の実施形態では、本開示のポリマーフォームは、押出方法によって作製される、押出されたポリマーフォームである。押出装置は、その上に螺旋状のフライトが設けられ、スクリュー押出機に導入された材料を圧縮し、それによって加熱溶融するよう構成されたスクリューを囲むバレルを含む、一軸または二軸押出機を含んでもよい。マトリックスポリマーおよび任意選択の添加剤は、マトリックスポリマー混合物を形成し、混合物は、ビーズ、顆粒もしくはペレットなどの流動性固体として、または液体もしくは半液体溶融物として、１つまたは複数の供給ホッパーからスクリュー押出機に供給されてもよい。
マトリックスポリマー混合物がスクリュー押出機を通って進むに従い、フライトの徐々に狭まる間隔が、マトリックスポリマー混合物がスクリューの回転によって通される連続的に小さい空間を画定する。この漸減する容積は、マトリックスポリマー混合物の圧力を増大させてポリマー溶融物を得る（固体出発材料が使用された場合）、および／またはポリマー溶融物の圧力を増大させるように働く。
【００２９】
マトリックスポリマー混合物がスクリュー押出機を通って進むに従い、ポリマー混合物に１種または複数の添加剤を注入するように構成されたポートが、バレルを貫いて設けられてもよい。一部の実施形態では、加工助剤、造核剤、難燃剤、抗酸化剤または安定剤などの添加剤もまた、ポートからポリマー混合物に導入されてもよい。同様に、１種または複数の発泡剤組成物をポリマー混合物に注入するための１つまたは複数のさらなるポートが、バレルを貫通して設けられてもよい。一部の実施形態では、１種または複数の任意選択の添加剤および発泡剤組成物は、１つのポートから導入される。一部の実施形態では、任意選択の添加剤および発泡剤組成物は、複数のポートから導入される。これらの添加剤および発泡剤組成物がマトリックスポリマー混合物に導入されると、得られる混合物は、添加剤のそれぞれがポリマー混合物に全体的に均一に分布するのに十分ないくつかのさらなるブレンドに供され、押出組成物が得られる。
【００３０】
次に、この押出組成物は押出ダイに通され、ダイから減圧領域（大気圧未満であってもよい）へと出て行き、それにより発泡剤組成物が膨張し、ポリマーフォーム材料が生産される。この減圧は、押出組成物が、ダイに設けられた連続的に大きい開口を通って進む、または押出組成物にかかる圧力を低減する態様をある程度制御するのに好適な、押出ダイの下流に設けられたいくつかの装置を通って進むにつれて徐々に達成されてもよい。押出され膨張されたポリマーフォーム材料は、カレンダー加工、浸水、冷却スプレー、または得られるポリマーフォーム材料の厚さおよび他の特性を制御するための他の操作などのさらなる加工に供されてもよい。
一部の実施形態では、本開示のポリマーフォームは、ビーズ押出方法によって作製される押出されたポリマービーズである。ビーズ押出は、上に記載される押出プロセスと同様である。しかし、ビーズ押出では、押出ダイは、押出組成物がビーズとして押出されるように、複数の小さい穴を含有する。これらのビーズは典型的に、直径約０．０５ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲である。さらに、押出組成物は、押出組成物を含有するビーズが押出ダイを出ると、発泡することができない。代わりに、押出組成物を含有するビーズは、冷却チャンバまたは冷却浴に排出され、押出組成物のガラス転移温度（Ｔg）未満に急速に冷却される。この急速な冷却により、ビーズ内の押出組成物の発泡が妨げられる。
【００３１】
ビーズ押出の一部の実施形態では、マトリックスポリマー、発泡剤組成物および任意選択の添加剤は、上述のように押出機に導入され、押出組成物を形成する。ビーズ押出の一部の実施形態では、マトリックスポリマーおよび任意選択の添加剤は、上述のように押出機に導入されて押出組成物を形成するが、発泡剤組成物は、ビーズが押出され冷却された後に、圧力容器を介して押出されたビーズに添加される。
一部の実施形態では、本開示のポリマーフォームは、乳化または懸濁重合方法によって作製される、膨張したポリマーフォームである。膨張したポリマーフォームの一部の実施形態では、マトリックスポリマーは、反応容器内の液相に分散されたモノマーから重合される。一部の実施形態では、発泡剤組成物は、発泡剤を、重合反応中に反応容器内の液相の希釈剤として添加することにより、ポリマー混合物に添加される。一部の実施形態では、発泡剤組成物は、重合反応中に反応容器内の液相として使用される。一部の実施形態では、発泡剤組成物は、重合反応の完了後に圧力容器内のポリマー混合物に添加される。
次に、この押出組成物は、押出ダイに通され、ダイから減圧領域（大気圧未満であってもよい）へと出て行き、これにより発泡剤が膨張し、ポリマーフォーム層またはスラブが生産される。ポリマーフォームは、カレンダー加工、浸水、冷却スプレー、または得られるポリマーフォーム製品の厚さおよび他の特性を制御するための他の操作などのさらなる加工に供されてもよい。
【００３２】
ポリマーフォーム
製造方法によってポリマーフォームが生産される。一部の例示的実施形態では、発泡性ポリマー混合物の製造方法により、押出プロセスによって調製される、剛性の実質的に独立気泡のポリマーフォームボードが生産される。押出されたフォームは、気泡が、気泡膜および支柱によって画定された気泡構造を有する。支柱は気泡膜の交点に形成され、気泡膜は支柱間の相互接続する気泡窓を覆う。
一部の例示的実施形態では、フォームは、立方フィートあたり５ポンド（「ｐｃｆ」）未満または４ｐｃｆ未満または３ｐｃｆ未満の平均密度を有する。一部の例示的実施形態では、ポリマーフォームは、約１ｐｃｆ〜約４．５ｐｃｆ、例えば約１．２ｐｃｆ〜約４ｐｃｆ、例えば約１．３ｐｃｆ〜約３．５ｐｃｆ、例えば約１．４ｐｃｆ〜約３ｐｃｆ、例えば約１．５ｐｃｆ〜約２．８ｐｃｆ、例えば約１．６ｐｃｆ〜約２．６ｐｃｆ、例えば約１．７ｐｃｆ〜約２．５ｐｃｆ、例えば約１．８ｐｃｆ〜約２．４ｐｃｆ、例えば約１．９ｐｃｆ〜約２．３ｐｃｆ、例えば約２．０ｐｃｆ〜約２．２ｐｃｆの密度を有する。一部の例示的実施形態では、ポリマーフォームは、約２．０ｐｃｆまたは２．０ｐｃｆより低い密度を有する。
【００３３】
語句「実質的に独立気泡」は、フォームが、すべて独立した気泡を含有する、または気泡構造内の気泡のほぼすべてが独立していることを示すことを意図することが理解されるべきである。一部の実施形態では、気泡の２０％以下が連続気泡であり、特に１０％以下、または５％以下が連続気泡であるか、そうでなければ「非独立」気泡である。一部の実施形態では、気泡の約０．５％〜約４．０％が連続気泡である、例えば気泡の約０．７５％〜約３．５％、例えば約１．０％〜約３．２％、例えば約１．２％〜約３．０％、例えば約１．５％〜約２．８％、例えば約１．７５％〜約２．５％、例えば約２．０％〜約２．２５％が連続気泡である。独立気泡構造は、形成された発泡絶縁製品のＲ値を増大させるのに役立つ。しかし、連続気泡構造を生産するための本発明の範囲内においてであることが理解されるべきである。
【００３４】
本発明のフォームおよび発泡製品のマトリックスポリマー気泡の平均気泡サイズは、約０．０５ｍｍ（５０μｍ）〜約０．４ｍｍ（４００μｍ）、例えば約０．１ｍｍ（１００μｍ）〜約０．３ｍｍ（３００μｍ）、例えば約０．１１ｍｍ（１１０μｍ）〜約０．２５ｍｍ（２５０μｍ）、例えば約０．１２ｍｍ（１２０μｍ）〜約０．２ｍｍ（２００μｍ）、例えば約０．１３ｍｍ（１３０μｍ）〜約０．１８ｍｍ（１８０μｍ）、例えば約０．１４ｍｍ（１４０μｍ）〜約０．１６ｍｍ（１６０μｍ）であってもよい。本発明のフォームは、剛性絶縁ボード、絶縁フォーム、包装製品および建築絶縁材または地下絶縁材（例えば、高速道路、空港滑走路、鉄道および地下ユーティリティ絶縁材）などの絶縁製品へと形成されてもよい。
さらに、本発明の発泡性ポリマー混合物によって、フォーム材料の、軸方向の押圧力に耐える能力を規定する、高い圧縮強度を有するポリマーフォームが生産されてもよい。一部の実施形態では、本発明のフォーム組成物は、約６ｐｓｉ〜１２０ｐｓｉの、ポリマーフォームに望ましい範囲内の圧縮強度を有する。一部の実施形態では、本発明の発泡性ポリマー混合物により、約１０ｐｓｉ〜約１１０ｐｓｉ、例えば約２０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ、例えば約２５ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉ、例えば約３０ｐｓｉ〜約８０ｐｓｉ、例えば約３５ｐｓｉ〜約７０ｐｓｉ、例えば約４０ｐｓｉ〜約６０ｐｓｉ、例えば約４５ｐｓｉ〜約５０ｐｓｉの圧縮強度を有するフォームが生産される。
【００３５】
さらに、本発明の発泡性ポリマー混合物により、高レベルの寸法安定性を有するポリマーフォームが生産されてもよい。例えば、任意の方向の寸法の変化は、３％以下、２％以下および１．５％以下など、５％以下である。本明細書で使用される場合、平均気泡サイズは、Ｘ、ＹおよびＺ方向に決定される気泡サイズの平均である。詳細には、「Ｘ」方向は押出方向であり、「Ｙ」方向は機械に直交する方向であり、「Ｚ」方向は厚さである。本発明では、気泡の拡大における最大の衝撃は、ＸおよびＹ方向にあり、これは配向およびＲ値の観点から望ましい。加えて、さらなる方法の改変によって、Ｚ配向を増大させ、機械的特性を向上させると同時に、許容される熱特性を依然として達成することが可能である。本発明のポリマーフォームを使用して、剛性絶縁ボード、絶縁フォームおよび包装製品などの絶縁製品を作製することができる。
【００３６】
さらに、本発明のフォーム組成物により、少なくとも４、または約４〜約７のインチあたりの絶縁値（Ｒ値）を有するポリマーフォームが生産される。Ｒ値または全熱抵抗は、熱伝達の抵抗の尺度である。Ｒ値を決定する方法を以下に記載する。熱伝導率ｋは、単位断面積あたりの熱流量の、単位厚さあたりの温度降下に対する比と定義され、米国単位では：
Ｂｔｕ・ｉｎ
ｋ＝------------------------------------------------------------------
ｈｒ・ｆｔ2・°Ｆ
であり、メートル単位では：
Ｗ
ｋ＝---------------------------------
ｍ・Ｋ
である。絶縁材料による熱伝達は、固体伝導、気体伝導、放射および対流によって生じうる。全熱抵抗（Ｒ値）Ｒは、熱伝達に対する抵抗の尺度であり、
Ｒ＝ｔ／ｋ
と決定され、ここでｔ＝厚さである。
【００３７】
本発明のフォームが７日間熟成された後の熱伝導率ｋは、約０．１６〜約０．１８Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈｒ・ｆｔ2・°Ｆ、例えば約０．１６２〜約０．１７８、例えば約０．１６４〜約０．１７６、例えば約０．１６６〜約０．１７４、例えば約０．１６８〜約０．１７２、例えば約０．１７０Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈｒ・ｆｔ2・°Ｆである。本発明のフォームが６０日間熟成された後の熱伝導率ｋは、約０．１７〜約０．１８５Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈｒ・ｆｔ2・°Ｆ、例えば約０．１７２〜約０．１８４、例えば約０．１７４〜約０．１８２、例えば約０．１７５〜約０．１８１、例えば約０．１７６〜約０．１８０、例えば約０．１７８Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈｒ・ｆｔ2・°Ｆである。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
一連の実験を行い、ＨＦＯ−１２３４ｚｅとともに、共発泡剤として種々の炭化水素を使用して、１．０インチの押出されたポリスチレン（ＸＰＳ）フォーム試料を形成した。試験した炭化水素共発泡剤は、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタンおよびシクロペンタンを含んだ。各フォーム試料について、配合物は９８．５質量％のポリスチレン、１質量％の難燃剤、０．５質量％の赤外減衰剤および７．８質量％の発泡剤組成物を含んだ。各発泡剤構成成分の量は、全組成物の質量％、およびマトリックスポリマー１００ｇあたりのモル数で与えられる。各試験試料の発泡剤組成物の配合および物理的特性を、以下の表１〜５に示す。
【００３９】
【表１】
2021528513.tif 000003
【００４０】
【表２】
2021528513.tif 000004
【００４１】
【表３】
2021528513.tif 000005
【００４２】
【表４】
2021528513.tif 000006
【００４３】
【表５】
2021528513.tif 000007
各フォーム配合物の断熱（７日後ｋファクター）のグラフを図１に示す。各配合物について、断熱性は、ＨＦＯの量が変化するとき比較的一定のままであった。製造直後のポリマーフォームにおいて、ＨＦＯ発泡剤（高価な材料）の、炭化水素共発泡剤に対する質量パーセントの増加には、直接的な利点はないように思われる。
【００４４】
（実施例２）
実施例１のフォーム配合物を、試料の熟成に伴う断熱性について分析した。Ｃ１〜Ｃ６（共発泡剤としてｎ−ペンタンを含むフォーム配合物）の熱熟成曲線を図２に示す。実施例１の他のフォーム配合物の熱熟成曲線は、図２に示すように、同じ一般的な傾向を辿った。
ＨＦＯ／ｎ−ペンタンフォームが熟成するにつれ、ＨＦＯの濃度が最も高いフォーム試料（試料Ｃ−１）は、より低いＨＦＯの濃度を有するフォーム試料（試料Ｃ−２〜Ｃ−６）よりわずかに良好な断熱性を示す。しかし、試料Ｃ−１は、試料Ｃ−６より約３０％多いＨＦＯを有する（７．５５質量％対５．８０質量％）が、６０日目のＣ−１のｋファクターは、Ｃ−６を約２％しか上回らない（０．１８１対０．１８５）ことに留意すべきである。ＨＦＯ発泡剤（高価な材料）の、炭化水素共発泡剤に対する質量％の増加には、ポリマーフォームの熟成に伴う大きな長期的な利点はないように思われる。
【００４５】
（実施例３）
５．８質量％のＨＦＯおよび２．０質量％の炭化水素を含む、実施例１のフォーム配合物（すなわち、試料Ａ−６、Ｂ−６、Ｃ−６、Ｄ−６およびＥ−６）を、熟成に伴う断熱性について比較した。比較例として、５．８０質量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅおよび２．００質量％のＨＦＣ−１５２を含む同様のフォームも、熟成に伴うその断熱性について評価した。これらの試料の熱熟成曲線を図３に示す。
ＨＦＯおよびイソブタンを含むフォーム試料（試料Ｂ−６）が最も良好な断熱性を示し、６０日後のｋファクターは約０．１８０Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈ・ｆｔ2・°Ｆであった。ＨＦＯおよびイソペンタンを含むフォーム試料（試料Ｄ−６）が次に良好な断熱性を示し、６０日後のｋファクターは約０．１８３Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈ・ｆｔ2・°Ｆであった。ｎ−ブタン、ｎ−ペンタンおよびシクロペンタンを含むフォーム試料（それぞれ試料Ａ−６、Ｃ−６およびＥ−６）は、同等の断熱性を示し、６０日後のｋファクターは約０．１８４〜０．１８５Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈ・ｆｔ2・°Ｆであった。ＨＦＯおよびＨＦＣを含む比較試料（試料ＣＯＭＰ）が最も乏しい断熱性を示し、６０日後のｋファクターは約０．１８８Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈ・ｆｔ2・°Ｆであった。これらの結果は、ＨＦＯおよびイソブタンまたはイソペンタンなどの分岐状炭化水素を含む発泡剤を使用するポリマーフォームは、ＨＦＯおよびｎ−ブタン、ｎ−ペンタンまたはシクロペンタンなどの直鎖状または環状炭化水素を含む発泡剤を使用する同様のフォームより優れた断熱性を示すことを示唆する。さらに、ＨＦＯおよびイソブタンまたはイソペンタンなどの分岐状炭化水素を含む発泡剤を使用するポリマーフォームはまた、ＨＦＯおよびＨＦＣを含み、分岐状炭化水素を含まない発泡剤を使用する同様のフォームより優れた断熱性を示す。
【００４６】
（実施例４）
図３に提示される実施例３のデータを、炭化水素共発泡剤を、各組成物の質量（２．０質量％）基準ではなくモル（２．８８モル／１００ｇのマトリックスポリマー）基準で比較するために正規化した。正規化した熱熟成曲線を図４に示す。このようにして正規化されたとき、イソペンタン、イソブタンおよびｎ−ブタンを含むフォーム（それぞれ試料Ｄ−６、Ｂ−６およびＡ−６）は、ｎ−ペンタンおよびシクロペンタンを含むフォーム（それぞれ試料Ｃ−６およびＥ−６）と比較して優れた断熱性を示す。比較試料（試料ＣＯＭＰ）はやはり、最も乏しい断熱性を示す。
【００４７】
（実施例５）
一連の実験を行い、３．００質量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅ発泡剤および４．８０質量％の種々の炭化水素共発泡剤を使用して、可能な限り最も低い密度の、押出されたポリスチレン（ＸＰＳ）フォーム試料を形成した。試験した炭化水素共発泡剤は、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタンおよびシクロペンタンを含んだ。試料の厚さは１．００インチで一定に保った。１．０インチのボードでは、Ｒ値は５である、または熱伝導率は０．２０Ｂｔｕ・ｉｎ／ｆｔ2・ｈ・°Ｆである。Ｒ値は熱伝導率の逆数である。熱伝導率が低いほど、Ｒ値は高くなる。比較例として、３．００質量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅおよび４．８０質量％のＨＦＣ−１５２ａを含む同様のフォームも、熟成に伴うその断熱性について評価した。各フォーム試料について、配合物は、９８．５質量％のポリスチレン、１質量％の難燃剤、０．５質量％の赤外減衰剤および７．８質量％の発泡剤組成物を含んだ。各一連の試験試料の発泡剤組成物の配合を、以下の表６に示す。
【表６】
2021528513.tif 000008
【００４８】
図５は、３．００質量％のＨＦＯ発泡剤および４．８０質量％のイソブタンを使用する、種々の密度のフォームの熱熟成曲線のグラフを示す。フォームはそれぞれ、０．０３モル未満のＨＦＯ−１２３４ｚｅを含んだ。２．５２ｌｂ／ｆｔ3の密度のフォーム試料が最も高い熱抵抗を示し、１８０日後のｋファクターは約０．１７９Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈ・ｆｔ2・°Ｆであった。しかし、より低い密度のフォームも許容される熱抵抗値を示し、１８０日後のｋファクターは、２．２５〜１．４３ｌｂ／ｆｔ3の密度のフォームで、それぞれ約０．１８０〜約０．１９４Ｂｔｕ・ｉｎ／ｈ・ｆｔ2・°Ｆの範囲であった。上述のように、１．０インチのボードでは、Ｒ値が５のとき熱伝導率は０．２０Ｂｔｕ・ｉｎ／ｆｔ2・ｈ・°Ｆである。したがって、フォーム試料はそれぞれ、少なくとも５のＲ値を達成した。
図６は、種々の密度の、様々な炭化水素共発泡剤を含有するフォームを比較するグラフを示す。すべてのフォーム密度について、それぞれ共発泡剤としてイソブタンおよびイソペンタンを含有する試料Ｆ−２およびＦ−４は、それぞれｎ−ブタンおよびｎ−ペンタンを含有する試料Ｆ−１およびＦ−３より、７日後、良好な熱抵抗（より低いｋファクター）を示す。１．７５ｌｂ／ｆｔ3の密度における点線は、ほとんどの市販のフォームの目標密度を表す。図６は、密度が１．７５ｌｂ／ｆｔ3より実質的に低いフォーム製品は、共発泡剤としてイソブタンまたはイソペンタンを使用し、発泡剤としてＨＦＯを使用するとき、許容される熱抵抗を有しうることを示す。
【００４９】
（実施例６）
一連の実験を行い、種々の濃度のＨＦＯ−１２３４ｚｅ、イソブタンおよび二酸化炭素を使用して、押出されたポリスチレン（ＸＰＳ）フォーム試料を形成した。フォームの目標密度は２．２５＋／−０．０５ｌｂ／ｆｔ3であった。ＣＯ２を使用して、全発泡剤を発泡性材料の７．８質量％に維持したが、ＨＦＯ−１２３４ｚｅおよびイソブタンの濃度は変動した。ＨＦＯとイソブタンの比は、１．６で一定に保った。各フォーム試料について、配合物は、９８．５質量％のポリスチレン、１質量％の難燃剤、０．５質量％の赤外減衰剤および７．８質量％の発泡剤組成物を含んだ。各発泡剤構成成分の量は、全組成物の質量％、およびマトリックスポリマー１００ｇあたりのモル数で与えられる。各試料の発泡剤組成物の配合、フォーム密度、７日後ｋファクターを、以下の表７に示す。
【００５０】
【表７】
2021528513.tif 000009
【００５１】
種々の濃度のＨＦＯ−１２３４ｚｅ、イソブタンおよび二酸化炭素を含むフォームの熱熟成曲線を図７に示す。曲線は、ＨＦＯ−１２３４ｚｅおよびイソブタンの濃度が減少し、二酸化炭素で置き換えられるにつれて、フォームの熱伝導率が増大することを示す。
本発明を特定のポリスチレンフォーム材料に関して記載したが、本発明の方法は、多様なポリマーフォーム材料を得るために、他のポリマー組成物およびブレンド剤の種々の組合せにも適用可能である。本発明の例となる実施形態が本明細書に開示され、特定の用語が用いられているが、これらは包括的および説明的な意味でのみ使用され、解釈されるものであり、限定を目的とするものではない。したがって、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に示される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、開示された装置および方法の形態および詳細に種々の変更がなされてもよいことを理解する。
【図１】
2021528513.tif 000010
【図２】
2021528513.tif 000011
【図３】
2021528513.tif 000012
【図４】
2021528513.tif 000013
【図５】
2021528513.tif 000014
【図６】
2021528513.tif 000015
【図７】
2021528513.tif 000016
【国際調査報告】
2021528513.tif 000017