(57)【要約】ポリマー発泡体の製造方法は、ポリマー組成物を準備することと、アルカリ土類金属ケイ酸塩を該ポリマー組成物中に導入することと、ガスを用いて該ポリマー組成物を発泡させて、ポリマー発泡体を形成することとを含み得る。ポリマーマトリックスを製造する方法は、ポリマー組成物を準備することと、アルカリ土類金属ケイ酸塩を用いて該ポリマー組成物を核生成することと、発泡剤を使用して、該ポリマー組成物からポリマー発泡体を形成することとを含み得る。アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ポリマー発泡体中の気泡の核生成を促進し得る。ポリマー発泡体組成物は、ポリマーベースの発泡体マトリックス、及びポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内のアルカリ土類金属ケイ酸塩を含み得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー発泡体を製造する方法であって、
ポリマー組成物を準備することと、
アルカリ土類金属ケイ酸塩を該ポリマー組成物中に導入することと、
ガスを用いて該ポリマー組成物を発泡させて、ポリマー発泡体を形成することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩を導入することは、前記アルカリ土類金属ケイ酸塩を前記ポリマー組成物中に押出混合法を使用して導入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性エラストマーの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマー組成物は、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらのコポリマーの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記発泡剤は、ＣＯ２、Ｎ２又は有機ガスの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリマー組成物は、前記ポリマー発泡体の主成分である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ケイ酸カルシウム又はケイ酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマー発泡体は、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍから約５０μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
押出混合及び発泡成形の２段階法を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
射出発泡成形の１段階法を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、珪藻土由来のケイ酸カルシウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ウォラストナイトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３００重量％以上の吸油量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約４００重量％以上の吸水量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１から約５０までの範囲のアスペクト比を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、二次的鉱物質を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記二次的鉱物質は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、ベントナイト、タルク、クロライト質タルク、膨張パーライト粉砕物及び珪藻土から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ポリマーベースの発泡体マトリックスと、
該ポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内の鉱物質核生成剤と、
を含む、ポリマー発泡体組成物。
【請求項２３】
前記鉱物質核生成剤は、アルカリ土類金属ケイ酸塩を含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項２４】
前記鉱物質核生成剤は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、クロライト質タルク、パーライト、膨張パーライト粉砕物、珪藻土、ガラスカレット、長石、かすみ石閃長岩、及びベントナイトの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項２５】
前記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、熱可塑性ポリマーマトリックス又は熱可塑性エラストマーマトリックスの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項２６】
前記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリスチレンマトリックス、ポリプロピレンマトリックス、ポリウレタンマトリックス、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）マトリックス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）マトリックス又はそれらのコポリマーマトリックスの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項２７】
前記ポリマーベースの発泡体マトリックスの形成のために使用される発泡剤は、ＣＯ２、Ｎ２又は有機ガスの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項２８】
前記ポリマーベースの発泡体マトリックス組成物は、前記ポリマー発泡体の主成分である、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項２９】
前記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ケイ酸カルシウム又はケイ酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３０】
前記ポリマー発泡体は、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３１】
前記ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３２】
前記鉱物質核生成剤は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３３】
前記鉱物質核生成剤は、約１μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３４】
前記鉱物質核生成剤は、約１μｍから約５０μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３５】
前記鉱物質核生成剤は、約３００重量％以上の吸油量を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３６】
前記鉱物質核生成剤は、約４００重量％以上の吸水量を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３７】
前記鉱物質核生成剤は、約１から約５０までの範囲のアスペクト比を有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３８】
前記鉱物質核生成剤は、二次的鉱物質核生成剤を更に含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項３９】
前記二次的鉱物質核生成剤は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、ベントナイト、タルク、クロライト質タルク、膨張パーライト粉砕物及び珪藻土から選択される、請求項３８に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４０】
前記鉱物質核生成剤は、タルクとクロライト質タルクとのブレンドを含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４１】
タルク又はクロライト質タルクの１つを個別に含む鉱物質核生成剤を有する比較用ポリマー発泡体組成物の曲げ弾性率より大きい第一の曲げ弾性率を有する、請求項４０に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４２】
前記鉱物質核生成剤は、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４３】
前記鉱物質核生成剤は、約２．８より大きいラメラリティーインデックスを有する、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４４】
前記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリオレフィンを含む、請求項２２に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４５】
ポリマーマトリックスを製造する方法であって、
ポリマー組成物を準備することと、
アルカリ土類金属ケイ酸塩を用いて該ポリマー組成物を核生成することと、
発泡剤を使用して、該ポリマー組成物からポリマー発泡体を形成することと、
を含み、前記アルカリ土類金属ケイ酸塩が、該ポリマー発泡体中の気泡の核生成を促進する、方法。
【請求項４６】
ポリマーベースの発泡体マトリックスと、
該ポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内の鉱物質核生成剤と、
を含み、前記鉱物質核生成剤が、タルクとクロライト質タルクとを含む、ポリマー発泡体組成物。
【請求項４７】
タルク又はクロライト質タルクの１つを個別に含む鉱物質核生成剤を有する比較用ポリマー発泡体組成物の曲げ弾性率より大きい第一の曲げ弾性率を有する、請求項４６に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４８】
前記鉱物質核生成剤は、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つを含む、請求項４６に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項４９】
前記鉱物質核生成剤は、約２．８より大きいラメラリティーインデックスを有する、請求項４６に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項５０】
前記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリオレフィンを含む、請求項４６に記載のポリマー発泡体組成物。
【請求項５１】
請求項４６に記載のポリマー発泡体組成物を含む、射出成形された自動車用構成部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権主張］
本ＰＣＴ国際出願は、２０１５年１０月２日付けで出願された米国仮特許出願第６２／２３６，３００号及び２０１５年１１月３日付けで出願された欧州特許出願第１５２９０２８２．１号の優先権の利益を主張し、その主題の全体は、引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本開示は、核生成剤として少なくとも１種のアルカリ土類金属ケイ酸塩を使用する、改善された多孔質構造を有するポリマーベースの発泡体に関する。本開示はさらに、核生成剤として少なくとも１種のアルカリ土類金属ケイ酸塩を使用する、ポリマーベースの発泡体の提供方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
軽量ポリマー材料から形成される軽量構成部材は、食品包装産業及び自動車産業のような多くの用途において使用される。軽量ポリマー材料にまつわる主たる課題の１つは、更に軽量化しながら、それより重い構成部材の機械的特性を維持する構成部材を開発することにある。軽量な構成部材の開発のために考えられる方策には、重量又は密度を減らすために基礎材料の発泡を行うことが含まれることがある。発泡には、気泡核生成剤又は気泡促進剤として作用するために、発泡体中への補強充填剤及び／又は機能的充填剤の導入が含まれることがある。気泡核生成剤は、気泡核生成を高めるためにポリマー発泡過程において使用することができる。核生成剤が存在する場合、核生成が不均質であることが、ポリマー発泡過程の間の気泡核生成の主な状況となる。
【０００４】
ポリプロピレン発泡体が知られているが、慣用のポリプロピレンに比べて低い剛性及び機械的強度しか有さず、この場合の発泡過程は、所望な機械的特性を維持しながら重量を減らすには不十分となり得る。原油価格の増大も、プラスチック樹脂及び完成したプラスチック製品の生産コストの増大の一因となっている。プラスチック樹脂のコストは典型的には、任意の所与のプラスチック製品の総コストの５０％〜６０％に達するため、したがってプラスチック製品の機械的特性及びその他の特性を同時に維持しながらプラスチック中の樹脂量を減らすことにより、かなりの経済的恩恵がもたらされ得る。
【０００５】
ポリマー発泡体は、ポリマー内に気泡を形成することによって生成される多孔質構造を有する材料として説明することができる。ポリマー発泡体は、その中実類似体に対して、より低い密度、より高い断熱性、高められた消音性、及び調整可能な機械的特性を含む或る特定の利点をもたらすことができる。独立気泡型ポリマー発泡体において、発泡体気泡のサイズ及び分布は、得られる物理的特性に影響を及ぼし得る。例えば、ポリマーの臨界欠陥サイズより小さい気泡サイズを有する発泡体は、破断を制限することができ、機械的特性を犠牲にすることなく重量を減らすことができる。したがって、ポリマー発泡体内の気泡のサイズ及び分布を制御するための複雑でない方策の開発が望まれることとなる。
【０００６】
したがって、改善された特性を有するポリマーベースの発泡体を提供することが望まれ得る。また、ポリマーベースの発泡体の製造方法を提供することも望まれ得る。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一態様によれば、ポリマー発泡体を製造する方法は、ポリマー組成物を準備することと、アルカリ土類金属ケイ酸塩を該ポリマー組成物中に導入することと、ガスを用いて該ポリマー組成物を発泡させて、ポリマー発泡体を形成することとを含むことができる。
【０００８】
別の態様によれば、ポリマーマトリックスを製造する方法は、ポリマー組成物を準備することと、アルカリ土類金属ケイ酸塩を用いて該ポリマー組成物を核生成することと、発泡剤を使用して、該ポリマー組成物からポリマー発泡体を形成することとを含むことができる。アルカリ土類金属ケイ酸塩が、ポリマー発泡体中の気泡の核生成を促進する。
【０００９】
更なる態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩を導入することは、アルカリ土類金属ケイ酸塩をポリマー組成物中に押出混合法を使用して導入することを含むことができる。
【００１０】
更に別の態様によれば、ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性エラストマーの少なくとも１つを含むことができる。別の態様においては、ポリマー組成物は、少なくとも、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエチレンイミン、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリアクリレート並びにそれらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含み得る。別の態様においては、ポリマー組成物は、少なくとも、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ（エチルビニルアセテート）、ポリエチレンテレフタレート並びにそれらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含み得る。
【００１１】
更に別の態様によれば、ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性エラストマーの少なくとも１つを含むことができる。例えば、ポリマー組成物は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらのコポリマーの少なくとも１つを含むことができる。別の態様によれば、ポリマー組成物は、例えばポリエステル又は尿素−ホルムアルデヒドポリマーのような熱硬化性ポリマーを含み得る。更なる態様によれば、ポリマー組成物は、ポリオレフィンを含み得る。
【００１２】
別の態様によれば、発泡剤は、ＣＯ２、Ｎ２又は有機ガスの少なくとも１つを含むことができる。有機ガスには、例えばヘキサン、プロパン、ブタン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ペンタン、ＣＨＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＦ３、ＣＨＦＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨＦＣｌＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ３、ＣＦＣｌ３、ＣＦ２Ｃｌ２、ＣＦＣｌ２ＣＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨ３Ｃｌ又はＣＨ２Ｃｌ２が含まれ得る。
【００１３】
更に別の態様によれば、ポリマー組成物は、ポリマー発泡体の主成分とすることができる。例えば、ポリマー組成物は、ポリマー発泡体の重量に対して約５０重量％より多い量で、ポリマー発泡体の重量に対して、約５５重量％より多い量で、約６０重量％より多い量で、約６５重量％より多い量で、約７０重量％より多い量で、約７５重量％より多い量で、約８０重量％より多い量で、約８５重量％より多い量で、約９０重量％より多い量で、約９２重量％より多い量で、約９５重量％より多い量で、約９６重量％より多い量で、約９７重量％より多い量で、約９８重量％より多い量で、約９８．５重量％より多い量で、約９９重量％より多い量で、約９９．５重量％より多い量で、又は約９９．７重量％より多い量で存在し得る。
【００１４】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩又は核生成剤は、ポリマー発泡体の重量に対して約１重量％から約３０重量％までの範囲の量で、例えばポリマー発泡体の重量に対して、約５重量％から約２０重量％までの、約５重量％から約１５重量％までの、約１０重量％から約２０重量％までの、約１５重量％から約２５重量％までの、又は約２０重量％から約２５重量％までの範囲の量で存在し得る。
【００１５】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ベリリウム、ケイ酸ストロンチウム又はケイ酸バリウムの少なくとも１つが含まれ得る。別の態様においては、ケイ酸カルシウムには、合成ケイ酸カルシウムが含まれ得る。別の態様においては、ケイ酸カルシウムは、例えばウォラストナイトのような天然ケイ酸カルシウムを含み得る。別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、例えば珪藻土由来のケイ酸カルシウムのような誘導ケイ酸カルシウムが含まれ得る。別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、アルカリ土類金属ケイ酸塩のブレンドが含まれ得る。別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、アルカリ土類金属ケイ酸塩に加えて、二次的鉱物質が含まれ得る。
【００１６】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、二次的鉱物質としてオキシ硫酸マグネシウムが含まれ得る。一態様においては、オキシ硫酸マグネシウムは、約１から約５０までの、例えば約１から約４０までの、又は約１０から約４０までの範囲のアスペクト比を有し得る。別の態様においては、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、カオリン、ベントナイト、タルク、クロライト質タルク、膨張パーライト粉砕物及び珪藻土から選択される二次的鉱物質が含まれ得る。
【００１７】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、官能化されたアルカリ土類金属ケイ酸塩が含まれ得る。官能化されたアルカリ土類金属ケイ酸塩は、１種以上のガス又はポリマー組成物との相互作用を高め得る表面処理が施されてよい。例えば、表面処理は、アルカリ土類金属ケイ酸塩に疎水性特性を付与し得る。別の態様によれば、表面処理は、シラン、シリコーン油、シロキサン、脂肪酸、その塩又はそのエステルを含み得る。別の態様によれば、脂肪酸、その塩又はそのエステルは、Ｃ８以上の鎖長を有し得る。別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、アルカリ土類金属ケイ酸塩に加えて、二次的鉱物質が含まれ得る。
【００１８】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、二次的鉱物質としてオキシ硫酸マグネシウムが含まれ得る。一態様においては、オキシ硫酸マグネシウムは、約１から約５０までの、例えば約１から約４０までの、又は約１０から約４０までの範囲のアスペクト比を有し得る。別の態様においては、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、カオリン、ベントナイト、タルク、クロライト質タルク、膨張パーライト粉砕物及び珪藻土から選択される二次的鉱物質が含まれ得る。別の態様によれば、タルク又はクロライト質タルクには、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つが含まれ得る。
【００１９】
別の態様によれば、例えばアルカリ土類金属ケイ酸塩のような鉱物質核生成剤は、高いアスペクト比を有し得る。
【００２０】
なおも更なる態様によれば、タルク又はクロライト質タルクには、高アスペクト比のタルク、高アスペクト比の層状タルク、高アスペクト比の微細層状タルク、高アスペクト比のクロライト質タルク、高アスペクト比の層状クロライト質タルク、及び高アスペクト比の微細層状クロライト質タルクの１つ以上が含まれ得る。
【００２１】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤の高いアスペクト比は、湿式粉砕法によって達成することができる。
【００２２】
更に別の態様によれば、鉱物質核生成剤には、タルクとクロライト質タルクとのブレンドが含まれ得る。例えば、鉱物質核生成剤は、鉱物質としてタルクを含み、かつ二次的鉱物質としてクロライト質タルクを含むか、又は鉱物質としてクロライト質タルクを含み、かつ二次的鉱物質としてタルクを含み得る。
【００２３】
更なる態様によれば、ポリマー発泡体組成物は、約１０００ＭＰａ以上、例えば約１３００ＭＰａ以上、約１５００ＭＰａ以上、約１７００ＭＰａ以上、約２０００ＭＰａ以上、約２１００ＭＰａ以上、約２３００ＭＰａ以上、又は約２５００ＭＰａ以上の曲げ弾性率を有し得る。
【００２４】
別の態様によれば、ポリマー発泡体組成物は、約１０００ＭＰａから約３０００ＭＰａまでの範囲の、例えば約１３００ＭＰａから約２８００ＭＰａまでの範囲の、約１５００ＭＰａから約２３００ＭＰａまでの範囲の、又は約２０００ＭＰａから約２６００ＭＰａまでの範囲の曲げ弾性率を有し得る。
【００２５】
別の態様によれば、ポリマー発泡体組成物は、第一の曲げ弾性率を有し得る。第一の曲げ弾性率は、鉱物質及び二次的鉱物質の一方を個別に含む鉱物質核生成剤を有する比較用ポリマー発泡体組成物の曲げ弾性率よりも大きくてよい。
【００２６】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤と二次的鉱物質核生成剤とを有するポリマー発泡体組成物は、鉱物質及び二次的鉱物質の一方を個別に含む鉱物質核生成剤を有するポリマー発泡体組成物に対して悪影響が及ぼされない耐衝撃性を有し得る。
【００２７】
なおも更なる態様によれば、ポリマー発泡体組成物は、同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約５％以上の重量軽減、例えば同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約１０％以上、約１５％以上、又は約２０％以上の重量軽減を示し得る。
【００２８】
更に別の態様によれば、ポリマー発泡体組成物は、同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約５％から約３０％までの範囲の重量軽減を示し得る。
【００２９】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約２．８より大きい、例えば約３．０以上、約３．５以上、又は約４．０以上のラメラリティーインデックスを有し得る。
【００３０】
更に別の態様によれば、ポリマー発泡体は、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約４００μｍ以下、約３５０μｍ以下、約３００μｍ以下、約２５０μｍ以下、約２００μｍ以下、約１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約２５μｍ以下、又は約２０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【００３１】
更に別の態様によれば、ポリマー発泡体は、約１０μｍから約４５０μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約１００μｍから約４００μｍまでの、約１００μｍから約３００μｍまでの、約５０μｍから約２５０μｍまでの、約１０μｍから約１００μｍまでの、約２００μｍから約４００μｍまでの、約２００μｍから約３００μｍまでの、約１００μｍから約１５０μｍまでの、約１０μｍから約５０μｍまでの、約１０μｍから約３０μｍまでの、又は約５０μｍから約１００μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【００３２】
別の態様によれば、ポリマー発泡体は、ポリマー組成物の臨界欠陥サイズ未満の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【００３３】
更なる態様によれば、ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約５．０×１０７／ｃｍ３以上、約７．０×１０７／ｃｍ３以上、約８．０×１０７／ｃｍ３以上、約９．０×１０７／ｃｍ３以上、約１．０×１０８／ｃｍ３以上、約１．３×１０８／ｃｍ３以上、約１．５×１０８／ｃｍ３以上、約１．８×１０８／ｃｍ３以上、約２．０×１０８／ｃｍ３以上、約２．３×１０８／ｃｍ３以上、約２．５×１０８／ｃｍ３以上、約２．８×１０８／ｃｍ３以上、又は約３．０×１０８／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【００３４】
更なる態様によれば、ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約５．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約７．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約２．０×１０８／ｃｍ３までの、約２．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約３．０×１０８／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．５×１０８／ｃｍ３から約２．５×１０８／ｃｍ３までの、約５．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの、又は約７．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【００３５】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１０ｍ２／ｇ以上、約５０ｍ２／ｇ以上、約７５ｍ２／ｇ以上、約９０ｍ２／ｇ以上、約１００ｍ２／ｇ以上、約１５０ｍ２／ｇ以上、約２００ｍ２／ｇ以上、約２５０ｍ２／ｇ以上、又は約３００ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。
【００３６】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３．０ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約１００ｍ２／ｇまでの、約１００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、約５０ｍ２／ｇから約１５０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇまでの、約３ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇまでの、約１５０ｍ２／ｇから約２５０ｍ２／ｇまでの、約２００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、又は約１００ｍ２／ｇから約２００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。
【００３７】
更に別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍ以上、例えば約３μｍ以上、約５μｍ以上、約７μｍ以上、約９μｍ以上、約１０μｍ以上、約１１μｍ以上、約１２μｍ以上、約１３μｍ以上、約１４μｍ以上、又は約１５μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【００３８】
更に別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍから約１５μｍまでの、例えば約１μｍから約５μｍまでの、約５μｍから約１０μｍまでの、約１０μｍから約１５μｍまでの、約１μｍから約３μｍまでの、約３μｍから約６μｍまでの、約６μｍから約９μｍまでの、約９μｍから約１２μｍまでの、又は約１２μｍから約１５μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【００３９】
別の態様によれば、上記方法は、押出混合及び発泡成形の２段階法を含み得る。更に別の態様によれば、上記方法は、射出発泡成形の１段階法を含み得る。
【００４０】
なおも別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３００重量％以上、例えば約３２０重量％以上、約３５０重量％以上、約３７０重量％以上、約４００重量％以上、約４２０重量％以上、又は約４５０重量％以上の吸油量を有し得る。
【００４１】
なおも別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約４００重量％以上、例えば約４２０重量％以上、約４５０重量％以上、約４７０重量％以上、約５００重量％以上、約５２０重量％以上、約５５０重量％以上、又は約５７０重量％以上の吸水量を有し得る。
【００４２】
更に別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１から約５０までの範囲の、例えば約１から約２５までの範囲の、約１．５から約２０までの範囲の、約２から約１０までの範囲の、約１０から約４０までの範囲の、又は約２０から約４０までの範囲のアスペクト比を有し得る。
【００４３】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、塩基性ｐＨを有し得る。例えば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、７より高い、約８以上、約９以上、又は約１０以上のｐＨを有し得る。
【００４４】
別の態様によれば、ポリマー発泡体は、それぞれの未発泡の基礎材料と比較して、約０．２０から０．９０までの範囲の、例えば約０．２５から約０．４０までの、約０．４０から約０．６０までの、約０．６０から約０．８０までの、約０．２５から約０．３５までの、約０．３５から約０．５０までの、約０．５０から約０．７５までの、又は約０．６０から約０．７５までの範囲の相対密度を有し得る。
【００４５】
別の態様によれば、ポリマー発泡体組成物は、ポリマーベースの発泡体マトリックス、及びポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内の鉱物質核生成剤を含むことができる。
【００４６】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、アルカリ土類金属ケイ酸塩を含むことができる。別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、クロライト質タルク、パーライト、膨張パーライト粉砕物、珪藻土、ガラスカレット、長石、かすみ石閃長岩、又はベントナイトの少なくとも１つを含むことができる。別の態様によれば、タルク又はクロライト質タルクは、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つを含むことができる。
【００４７】
一般に、個々のタルク小板（数千の基本薄板）の個々の小板サイズ、すなわちＳｅｄｉｇｒａｐｈ法により測定される中央粒度は、鉱床の形成条件に応じて、約１μｍから１００μｍ超まで変動し得る。個々の小板サイズは、タルクのラメラリティーを決定する。ラメラリティーの高い（highly lamellar）タルクは、大きな個々の小板を有することとなり、一方で、微結晶質タルクは、小さい小板を有することとなる。全てのタルクは、層状であるとみなすことができるが、それらの小板サイズは、鉱床ごとに異なる。小さい結晶は、微結晶質タルクとして知られる小型で緻密な鉱石をもたらす。大きな結晶は、大型結晶質タルクとして知られる薄層となる。既知の微結晶質タルク鉱床は、モンタナ州（イエローストーン）及びオーストラリア（スリースプリングス）に位置している。微結晶質構造において、タルク基本粒子は、より大きい小板から構成される大型結晶質構造と比較して小さい小板から構成されている。
【００４８】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、高いアスペクト比を有し得る。なおも別の態様によれば、タルク又はクロライト質タルクには、高アスペクト比のタルク、高アスペクト比の層状タルク、高アスペクト比の微細層状タルク、高アスペクト比のクロライト質タルク、高アスペクト比の層状クロライト質タルク、及び高アスペクト比の微細層状クロライト質タルクの１つ以上が含まれ得る。
【００４９】
更なる態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、熱可塑性ポリマーマトリックス又は熱可塑性エラストマーマトリックスの少なくとも１つを含むことができる。更に別の態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリエチレンマトリックス、ポリスチレンマトリックス、ポリプロピレンマトリックス、ポリウレタンマトリックス、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）マトリックス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）マトリックス又はそれらのコポリマーマトリックスの少なくとも１つを含むことができる。更なる態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリオレフィンマトリックスを含むことができる。
【００５０】
別の態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスの形成のために使用される発泡剤は、ＣＯ２、Ｎ２又は有機ガスの少なくとも１つを含むことができる。有機ガスには、例えばヘキサン、プロパン、ブタン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ペンタン、ＣＨＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＦ３、ＣＨＦＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨＦＣｌＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ３、ＣＦＣｌ３、ＣＦ２Ｃｌ２、ＣＦＣｌ２ＣＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨ３Ｃｌ又はＣＨ２Ｃｌ２が含まれ得る。
【００５１】
更に別の態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリマー発泡体組成物の主成分とすることができる。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリマー発泡体組成物の重量に対して約５０重量％より多い量で、ポリマー発泡体組成物の重量に対して、約５５重量％より多い量で、約６０重量％より多い量で、約６５重量％より多い量で、約７０重量％より多い量で、約７５重量％より多い量で、約８０重量％より多い量で、約８５重量％より多い量で、約９０重量％より多い量で、約９２重量％より多い量で、約９５重量％より多い量で、約９６重量％より多い量で、約９７重量％より多い量で、約９８重量％より多い量で、約９８．５重量％より多い量で、約９９重量％より多い量で、約９９．５重量％より多い量で、又は約９９．７重量％より多い量で存在し得る。
【００５２】
別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩又は核生成剤は、ポリマー発泡体組成物の重量に対して約１重量％から約３０重量％までの範囲の量で、例えばポリマー発泡体組成物の重量に対して、約５重量％から約２０重量％までの、約５重量％から約１５重量％までの、約１０重量％から約２０重量％までの、約１５重量％から約２５重量％までの、又は約２０重量％から約２５重量％までの範囲の量で存在し得る。
【００５３】
なおも別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ベリリウム、ケイ酸ストロンチウム又はケイ酸バリウムの少なくとも１つが含まれ得る。別の態様においては、ケイ酸カルシウムには、合成ケイ酸カルシウムが含まれ得る。別の態様においては、ケイ酸カルシウムは、例えばウォラストナイトのような天然ケイ酸カルシウムを含み得る。幾つかの実施の形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、例えば珪藻土由来のケイ酸カルシウムのような誘導ケイ酸カルシウムが含まれ得る。別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、アルカリ土類金属ケイ酸塩のブレンドが含まれ得る。
【００５４】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤には、官能化されたアルカリ土類金属ケイ酸塩が含まれ得る。官能化された鉱物質核生成剤は、１種以上のガス又はポリマー組成物との相互作用を高める表面処理が施されてよい。
【００５５】
更に別の態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約４００μｍ以下、約３５０μｍ以下、約３００μｍ以下、約２５０μｍ以下、約２００μｍ以下、約１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約２５μｍ以下、又は約２０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【００５６】
更に別の態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約１０μｍから約４５０μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約１００μｍから約４００μｍまでの、約１００μｍから約３００μｍまでの、約５０μｍから約２５０μｍまでの、約１０μｍから約１００μｍまでの、約２００μｍから約４００μｍまでの、約２００μｍから約３００μｍまでの、約１００μｍから約１５０μｍまでの、約１０μｍから約５０μｍまでの、約１０μｍから約３０μｍまでの、又は約５０μｍから約１００μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【００５７】
別の態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリマーの臨界欠陥サイズ未満の平均気泡サイズを有し得る。
【００５８】
更なる態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約５．０×１０７／ｃｍ３以上、約７．０×１０７／ｃｍ３以上、約８．０×１０７／ｃｍ３以上、約９．０×１０７／ｃｍ３以上、約１．０×１０８／ｃｍ３以上、約１．３×１０８／ｃｍ３以上、約１．５×１０８／ｃｍ３以上、約１．８×１０８／ｃｍ３以上、約２．０×１０８／ｃｍ３以上、約２．３×１０８／ｃｍ３以上、約２．５×１０８／ｃｍ３以上、約２．８×１０８／ｃｍ３以上、又は約３．０×１０８／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【００５９】
更なる態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約３．０×１０７／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約５．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約７．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約２．０×１０８／ｃｍ３までの、約２．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約３．０×１０８／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．５×１０８／ｃｍ３から約２．５×１０８／ｃｍ３までの、約５．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの、又は約７．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【００６０】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、鉱物質核生成剤は、約１０ｍ２／ｇ以上、約５０ｍ２／ｇ以上、約７５ｍ２／ｇ以上、約９０ｍ２／ｇ以上、約１００ｍ２／ｇ以上、約１５０ｍ２／ｇ以上、約２００ｍ２／ｇ以上、約２５０ｍ２／ｇ以上、又は約３００ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。
【００６１】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約３．０ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、鉱物質核生成剤は、約３ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約１００ｍ２／ｇまでの、約１００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、約５０ｍ２／ｇから約１５０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇまでの、約３ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇまでの、約１５０ｍ２／ｇから約２５０ｍ２／ｇまでの、約２００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、又は約１００ｍ２／ｇから約２００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。
【００６２】
更に別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約１μｍ以上、例えば約３μｍ以上、約５μｍ以上、約７μｍ以上、約９μｍ以上、約１０μｍ以上、約１１μｍ以上、約１２μｍ以上、約１３μｍ以上、約１４μｍ以上、又は約１５μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【００６３】
更に別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約１μｍから約１５μｍまでの、例えば約１μｍから約５μｍまでの、約５μｍから約１０μｍまでの、約１０μｍから約１５μｍまでの、約１μｍから約３μｍまでの、約３μｍから約６μｍまでの、約６μｍから約９μｍまでの、約９μｍから約１２μｍまでの、又は約１２μｍから約１５μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【００６４】
なおも別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約３００重量％以上、例えば約３２０重量％以上、約３５０重量％以上、約３７０重量％以上、約４００重量％以上、約４２０重量％以上、又は約４５０重量％以上の吸油量を有し得る。
【００６５】
なおも別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約４００重量％以上、例えば約４２０重量％以上、約４５０重量％以上、約４７０重量％以上、約５００重量％以上、約５２０重量％以上、約５５０重量％以上、又は約５７０重量％以上の吸水量を有し得る。
【００６６】
更に別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、約１から約５０までの範囲の、例えば約１から約２５までの範囲の、約１．５から約２０までの範囲の、約２から約１０までの範囲の、約１０から約４０までの範囲の、又は約２０から約４０までの範囲のアスペクト比を有し得る。
【００６７】
別の態様によれば、ポリマー発泡体組成物は、それぞれの未発泡の基礎材料と比較して、約０．２０から０．９０までの範囲の、例えば約０．２５から約０．４０までの、約０．４０から約０．６０までの、約０．６０から約０．８０までの、約０．２５から約０．３５までの、約０．３５から約０．５０までの、約０．５０から約０．７５までの、又は約０．６０から約０．７５までの範囲の相対密度を有し得る。
【００６８】
例示的な実施形態を、以下の図面を参照することにより更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ポリウレタン発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図２】例示的ポリマー発泡体についての、気泡直径の、ケイ酸カルシウムの重量パーセントに対するグラフを示す図である。
【図３】例示的なポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図４】例示的なＥＶＡポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図５】例示的なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図６】例示的なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図７】例示的なＰＥＴポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図８】例示的なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図９】例示的なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図１０】例示的なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【図１１】例示的なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
幾つかの実施形態によれば、本開示は、アルカリ土類金属核生成剤を使用して製造されるポリマー発泡体を提供し得る。
【００７１】
本明細書で使用される場合に、「表面積」とは、ＢＥＴ表面積を指す。本明細書で使用される「ＢＥＴ表面積」は、ブルナウアー、エメット及びテラー（「ＢＥＴ」）の理論による物理的吸収分子の比表面積を計算するための技術に対するものである。ＢＥＴ表面積は、吸着ガスとして窒素を使用してMicromeritics Instrument Corporation社（米国、ジョージア州、ノークロス）から入手可能なＡＳＡＰ（商標）２４６０表面積多孔度分析装置を用いて測定することができる。
【００７２】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、Ｊｅｎｎｉｎｇｓ理論によるアスペクト比を有し得る。アスペクト比のＪｅｎｎｉｎｇｓ理論（又はＪｅｎｎｉｎｇｓ近似）は、プラハの化学技術研究所のガラス及びセラミックスの部門並びにドイツのチュービンゲン大学の地球科学研究所のW. Pabst、E. Gregorova及びC. Bertholdによって行われた、例えばPabst W., Berthold C.: Part. Part. Syst. Charact. 24(2007), 458に記載される研究に基づいている。
【００７３】
本明細書で特に記載がない限り、本開示に記載される様々な発泡体の多孔質構造は、液体窒素を使用して低温破砕して、炭素薄層のスパッタ堆積により導電性にされた試料から、HITACHI社製のＳ−４３００ＳＥ／Ｎ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して調査した。平均気泡サイズ（φ）及び気泡密度（Ｎｆ）は、G.L.A. Sims and C, Khunniteekool, "Cell size measurement of polymeric foams," Cellular Polymers, 13, 137 (1994)に記載される切片法を使用して低倍率顕微鏡写真から直接的に得た。特に、気泡密度Ｎｆは、以下の等式：
【数１】
2018531305.tif 000003
（式中、ｎは、面積Ａ（ｃｍ２）当たりの気泡数であり、ρｓ及びρｆは、それぞれ中実体の密度及び発泡体の密度である）に従って測定された。
【００７４】
鉱物質に関する粒度特性は、当業者に既知の方法に従って、日機装の一員であるマイクロトラック社によって供給されるＭｉｃｒｏｔｒａｃ  Ｓ３５００レーザ回折装置を使用して水性媒体中に完全に分散された状態の粒状材料の光散乱を使用して測定した。粒子のサイズは、「等価球径」（ｅｓｄ）と呼ばれる。測定された粒度は、ｅｓｄ値より小さい所与のサイズを有する粒子の重量に対する累積パーセントのプロットとして提供され得る。中央粒度ｄ５０は、粒子の５０重量％が特定の値未満のｅｓｄを有するｅｓｄであることが測定される値である。
【００７５】
「ラメラリティーインデックス」は、粒子の形状を特徴付けるものであり、より具体的にはその平坦度（大寸法／厚さ）を特徴付けるものである。以下の説明において、ラメラリティーインデックスは、Ｍａｌｖｅｒｎレーザ回折による粒度測定によって湿式法（規格ＡＦＮＯＲ  ＮＦＸ１１−６６６）を使用して得られる粉末の粒子の平均寸法の値と、「Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ」（規格ＡＦＮＯＲ  Ｘ１１−６８３）を使用する沈降による測定によって得られる平均直径ｄ５０の値との間の差によって測定され、この差は平均直径ｄ５０に関連している。G. BAUDET及びJ. P. RONAによる文献Ind. Min. Mines et Carr. Les Techn. June, July 1990, pp. 55-61を参照することができ、該文献は、このインデックスが、粒子の最大寸法の、その最小寸法に対する平均比率に相関することを示している。本開示において使用される高アスペクト比の鉱物質は、２．８より大きいラメラリティーインデックスを有する鉱物質である。
【００７６】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ポリマー発泡体の製造において核生成剤及び／又は充填剤として使用するために適切であり得る。ポリマー発泡体は、熱可塑性材料、物理発泡剤を用いて発泡された熱可塑性エラストマー、又はその他のポリマー発泡体、例えばポリスチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリウレタン発泡体、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）発泡体若しくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）発泡体から選択することができる。幾つかの実施形態においては、ポリプロピレン発泡体は、食品包装産業及び自動車産業において使用するために適切であり得る。幾つかの実施形態においては、ポリスチレン発泡体は、例えば包装製品、絶縁材料又は自動車製品として使用するために適切であり得る。幾つかの実施形態においては、ＰＥＴ発泡体は、輸送材料、構造部材、例えば自動車用若しくは航空用の構成部材、又は消費財、例えばカップ、箱若しくはプレートにおいて使用するために適切であり得る。幾つかの実施形態においては、ＥＶＡ発泡体は、消費財、例えば靴、サーフボード、矯正器具又は自動車用若しくは航空用の構成部材のために適切であり得る。
【００７７】
さらに、或る特定の実施形態によれば、本明細書に開示される組成物及び方法は、それらが押出混合及び発泡成形の２段階法、射出発泡成形の１段階法、又は別の適切な発泡成形法を使用して製造されるかどうかにかかわらず改善された特性を提供し得る。幾つかの実施形態によれば、射出発泡成形の１段階法が使用される場合に、成形の流れ方向（ＦＤ）及び成形方向に対する横断方向（ＴＤ）の両方において好ましい物理的特性を得ることができる。
【００７８】
所望の特性を有するポリマー発泡体は、発泡剤と、例えばアルカリ土類金属ケイ酸塩のような鉱物質核生成剤の表面との間の相互作用により製造され得る。発泡剤及びアルカリ土類金属ケイ酸塩の選択は、ポリマー発泡体中の気泡サイズを低下させ、気泡形成を促進するために使用することができる。特定の理論に縛られることを望むものではないが、ガス（例えば発泡剤）との強力な相互作用を有する核生成剤の表面は、発泡体における気泡核生成のための活性化エネルギーを減らすことができ、それにより気泡核生成率は高められ、気泡サイズは低下されると考えられる。幾つかの実施形態によれば、高い表面積、ＣＯ２親和性又はＮ２親和性のアルカリ土類金属ケイ酸塩は、ポリマー発泡体中で効果的な気泡核剤として作用し得る。ＣＯ２又はＮ２以外の発泡剤、例えば有機ガスのような発泡剤が使用される場合に、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、該発泡剤に対する親和性を有するように選択され得る。
【００７９】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体内の気泡のサイズは、気泡形成メカニズムによって制御され得る。例えば、ポリマー発泡体内の気泡のサイズ及び分布は、気泡の核生成率と気泡の成長速度との組み合わせによって制御することができる。この核生成及び成長は、古典的な核生成理論によって説明することができる。簡単に言うと、古典的な核生成理論は、均質なポリマー−ガス溶液からの気泡形成が、関連の活性化エネルギーを伴うエネルギー的に好ましくない過程であることを述べている。形成の活性化エネルギーは、気泡の核生成率とは反比例している。安定な気泡が形成した後に、次いでその気泡のサイズは、ガスを取り巻く溶液を減少させることによって増大する。ポリマー発泡体において、気泡核生成と関連した活性化エネルギーは、所与の体積内で作られた気泡の数における制限因子である。
【００８０】
幾つかの実施形態によれば、気泡核生成と関連した活性化エネルギーは、不均質な核生成を通じて低下され得る。この不均質な核生成において、核生成剤とポリマーとの間の表面は、気泡の界面秩序を高めることによって気泡形成を促進することができる。気泡の界面秩序を高めることで、核生成のために好ましい表面を提供することによって核生成に対するエネルギー障壁を低下させることができる。そのような表面は、ガスによる表面の濡れを促進する表面エネルギーを有し得る。さらに、これらの表面は、核生成部位の密度を最大限にするために、高い表面積を有し得る。活性化エネルギーの低下は、ポリマー発泡体の気泡構造を制御するとともに、それらの機械的特性を制御するための方策をもたらし得る。
【００８１】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体を製造する方法は、ポリマー組成物を準備することと、アルカリ土類金属ケイ酸塩を該ポリマー組成物中に導入することと、ガスを用いて該ポリマー組成物を発泡させて、ポリマー発泡体を形成することとを含むことができる。
【００８２】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーマトリックスを製造する方法は、ポリマー組成物を準備することと、アルカリ土類金属ケイ酸塩を用いて該ポリマー組成物を核生成することと、発泡剤を使用して、該ポリマー組成物からポリマー発泡体を形成することとを含むことができる。アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ポリマー発泡体中の気泡の核生成を促進することができる。
【００８３】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩を導入することは、アルカリ土類金属ケイ酸塩をポリマー組成物中に押出混合法を使用して導入することを含むことができる。
【００８４】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性エラストマーの少なくとも１つを含むことができる。例えば、ポリマー組成物は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらのコポリマーの少なくとも１つを含むことができる。幾つかの実施形態によれば、ポリマー組成物は、例えばポリエステル又は尿素−ホルムアルデヒドポリマーのような熱硬化性ポリマーを含み得る。幾つかの実施形態によれば、ポリマー組成物は、ポリオレフィンを含み得る。幾つかの実施形態によれば、ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性エラストマーの少なくとも１つを含むことができる。別の実施形態においては、ポリマー組成物は、少なくとも、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエチレンイミン、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリアクリレート並びにそれらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含み得る。別の実施形態においては、ポリマー組成物は、少なくとも、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ（エチルビニルアセテート）、ポリエチレンテレフタレート並びにそれらのコポリマー及びブレンドからなる群から選択されるポリマーを含み得る。
【００８５】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体は、その他の充填剤又は添加剤を含み得る。充填剤又は添加剤には、例えば添加剤、顔料又は補強充填剤が含まれ得る。幾つかの実施形態によれば、添加剤又は充填剤には、例えばタルク、炭酸カルシウム、カオリン、珪藻土、金属炭酸塩又は金属ケイ酸塩が含まれ得る。
【００８６】
幾つかの実施形態によれば、発泡剤は、ＣＯ２、Ｎ２又は有機ガスの少なくとも１つを含むことができる。有機ガスには、例えばヘキサン、プロパン、ブタン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ペンタン、ＣＨＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＦ３、ＣＨＦＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨＦＣｌＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ３、ＣＦＣｌ３、ＣＦ２Ｃｌ２、ＣＦＣｌ２ＣＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨ３Ｃｌ又はＣＨ２Ｃｌ２が含まれ得る。
【００８７】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー組成物は、ポリマー発泡体の主成分とすることができる。例えば、ポリマー組成物は、ポリマー発泡体の重量に対して約５０重量％より多い量で、ポリマー発泡体の重量に対して、約５５重量％より多い量で、約６０重量％より多い量で、約６５重量％より多い量で、約７０重量％より多い量で、約７５重量％より多い量で、約８０重量％より多い量で、約８５重量％より多い量で、約９０重量％より多い量で、約９２重量％より多い量で、約９５重量％より多い量で、約９６重量％より多い量で、約９７重量％より多い量で、約９８重量％より多い量で、約９８．５重量％より多い量で、約９９重量％より多い量で、約９９．５重量％より多い量で、又は約９９．７重量％より多い量で存在し得る。
【００８８】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩又は核生成剤は、ポリマー発泡体の重量に対して約１重量％から約３０重量％までの範囲の量で、例えばポリマー発泡体の重量に対して、約５重量％から約２０重量％までの、約５重量％から約１５重量％までの、約１０重量％から約２０重量％までの、約１５重量％から約２５重量％までの、又は約２０重量％から約２５重量％までの範囲の量で存在し得る。
【００８９】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ベリリウム、ケイ酸ストロンチウム又はケイ酸バリウムの少なくとも１つが含まれ得る。幾つかの実施形態においては、ケイ酸カルシウムには、合成ケイ酸カルシウムが含まれ得る。幾つかの実施形態においては、ケイ酸カルシウムは、例えばウォラストナイトのような天然ケイ酸カルシウムを含み得る。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、例えば珪藻土由来のケイ酸カルシウムのような誘導ケイ酸カルシウムが含まれ得る。別の態様によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、アルカリ土類金属ケイ酸塩のブレンドが含まれ得る。
【００９０】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、二次的鉱物質（二次的鉱物質核生成剤）としてオキシ硫酸マグネシウムが含まれ得る。幾つかの実施形態においては、オキシ硫酸マグネシウムは、約１から約５０までの、例えば約１から約４０までの、又は約１０から約４０までの範囲のアスペクト比を有し得る。幾つかの実施形態においては、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、カオリン、ベントナイト、タルク、クロライト質タルク、膨張パーライト粉砕物及び珪藻土から選択される二次的鉱物質が含まれ得る。
【００９１】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、官能化されたアルカリ土類金属ケイ酸塩が含まれ得る。官能化されたアルカリ土類金属ケイ酸塩は、１種以上のガス又はポリマー組成物との相互作用を高める表面処理が施されてよい。
【００９２】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、タルクとクロライト質タルクとのブレンドが含まれ得る。例えば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、鉱物質としてタルクを含み、かつ二次的鉱物質としてクロライト質タルクを含むか、又は鉱物質としてクロライト質タルクを含み、かつ二次的鉱物質としてタルクを含み得る。
【００９３】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、約１０００ＭＰａ以上、例えば約１３００ＭＰａ以上、約１５００ＭＰａ以上、約１７００ＭＰａ以上、約２０００ＭＰａ以上、約２１００ＭＰａ以上、約２３００ＭＰａ以上、又は約２５００ＭＰａ以上の曲げ弾性率を有し得る。
【００９４】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、約１０００ＭＰａから約３０００ＭＰａまでの範囲の、例えば約１３００ＭＰａから約２８００ＭＰａまでの範囲の、約１５００ＭＰａから約２３００ＭＰａまでの範囲の、又は約２０００ＭＰａから約２６００ＭＰａまでの範囲の曲げ弾性率を有し得る。
【００９５】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、第一の曲げ弾性率を有し得る。第一の曲げ弾性率は、該鉱物質及び該二次的鉱物質の一方を個別に含むアルカリ土類金属ケイ酸塩を有する比較用ポリマー発泡体組成物の曲げ弾性率よりも大きくてよい。
【００９６】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤と二次的鉱物質核生成剤とを有するポリマー発泡体組成物は、鉱物質及び二次的鉱物質の一方を個別に含む鉱物質核生成剤を有するポリマー発泡体組成物に対して悪影響が及ぼされない耐衝撃性を有し得る。
【００９７】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約５％以上の重量軽減、例えば同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約１０％以上、約１５％以上、又は約２０％以上の重量軽減を示し得る。
【００９８】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約５％から約３０％までの範囲の重量軽減を示し得る。
【００９９】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約２．８より大きい、例えば約３．０以上、約３．５以上、又は約４．０以上のラメラリティーインデックスを有し得る。
【０１００】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体は、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約４００μｍ以下、約３５０μｍ以下、約３００μｍ以下、約２５０μｍ以下、約２００μｍ以下、約１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約２５μｍ以下、又は約２０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【０１０１】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体は、約１０μｍから約４５０μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約１００μｍから約４００μｍまでの、約１００μｍから約３００μｍまでの、約５０μｍから約２５０μｍまでの、約１０μｍから約１００μｍまでの、約２００μｍから約４００μｍまでの、約２００μｍから約３００μｍまでの、約１００μｍから約１５０μｍまでの、約１０μｍから約５０μｍまでの、約１０μｍから約３０μｍまでの、又は約５０μｍから約１００μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【０１０２】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体は、ポリマー組成物の臨界欠陥サイズ未満の平均気泡サイズを有し得る。
【０１０３】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約５．０×１０７／ｃｍ３以上、約７．０×１０７／ｃｍ３以上、約８．０×１０７／ｃｍ３以上、約９．０×１０７／ｃｍ３以上、約１．０×１０８／ｃｍ３以上、約１．３×１０８／ｃｍ３以上、約１．５×１０８／ｃｍ３以上、約１．８×１０８／ｃｍ３以上、約２．０×１０８／ｃｍ３以上、約２．３×１０８／ｃｍ３以上、約２．５×１０８／ｃｍ３以上、約２．８×１０８／ｃｍ３以上、又は約３．０×１０８／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【０１０４】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマー発泡体は、約５．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約７．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約２．０×１０８／ｃｍ３までの、約２．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約３．０×１０８／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．５×１０８／ｃｍ３から約２．５×１０８／ｃｍ３までの、約５．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの、又は約７．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【０１０５】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１０ｍ２／ｇ以上、約５０ｍ２／ｇ以上、約７５ｍ２／ｇ以上、約９０ｍ２／ｇ以上、約１００ｍ２／ｇ以上、約１５０ｍ２／ｇ以上、約２００ｍ２／ｇ以上、約２５０ｍ２／ｇ以上、又は約３００ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。
【０１０６】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３．０ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約１００ｍ２／ｇまでの、約１００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、約５０ｍ２／ｇから約１５０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇまでの、約３ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇまでの、約１５０ｍ２／ｇから約２５０ｍ２／ｇまでの、約２００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、又は約１００ｍ２／ｇから約２００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。
【０１０７】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍ以上、例えば約３μｍ以上、約５μｍ以上、約７μｍ以上、約９μｍ以上、約１０μｍ以上、約１１μｍ以上、約１２μｍ以上、約１３μｍ以上、約１４μｍ以上、又は約１５μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【０１０８】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍから約１５μｍまでの、例えば約１μｍから約５μｍまでの、約５μｍから約１０μｍまでの、約１０μｍから約１５μｍまでの、約１μｍから約３μｍまでの、約３μｍから約６μｍまでの、約６μｍから約９μｍまでの、約９μｍから約１２μｍまでの、又は約１２μｍから約１５μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【０１０９】
幾つかの実施形態によれば、上記方法は、押出混合及び発泡成形の２段階法を含み得る。更に別の態様によれば、上記方法は、射出発泡成形の１段階法を含み得る。
【０１１０】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３００重量％以上、例えば約３２０重量％以上、約３５０重量％以上、約３７０重量％以上、約４００重量％以上、約４２０重量％以上、又は約４５０重量％以上の吸油量を有し得る。
【０１１１】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約４００重量％以上、例えば約４２０重量％以上、約４５０重量％以上、約４７０重量％以上、約５００重量％以上、約５２０重量％以上、約５５０重量％以上、又は約５７０重量％以上の吸水量を有し得る。
【０１１２】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１から約５０までの範囲の、例えば約１から約２５までの範囲の、約１．５から約２０までの範囲の、約２から約１０までの範囲の、約１０から約４０までの範囲の、又は約２０から約４０までの範囲のアスペクト比を有し得る。
【０１１３】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体は、それぞれの未発泡の基礎材料と比較して、約０．２０から０．９０までの範囲の、例えば約０．２５から約０．４０までの、約０．４０から約０．６０までの、約０．６０から約０．８０までの、約０．２５から約０．３５までの、約０．３５から約０．５０までの、約０．５０から約０．７５までの、又は約０．６０から約０．７５までの範囲の相対密度を有し得る。
【０１１４】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、ポリマーベースの発泡体マトリックス、及びポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内の鉱物質核生成剤を含むことができる。
【０１１５】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、アルカリ土類金属ケイ酸塩を含むことができる。幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、クロライト質タルク、パーライト、膨張パーライト粉砕物、珪藻土、ガラスカレット、長石、かすみ石閃長岩、又はベントナイトの少なくとも１つを含むことができる。幾つかの実施形態によれば、タルク又はクロライト質タルクは、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つを含むことができる。
【０１１６】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、高いアスペクト比を有し得る。幾つかの実施形態によれば、タルク又はクロライト質タルクには、高アスペクト比のタルク、高アスペクト比の層状タルク、高アスペクト比の微細層状タルク、高アスペクト比のクロライト質タルク、高アスペクト比の層状クロライト質タルク、及び高アスペクト比の微細層状クロライト質タルクの１つ以上が含まれ得る。
【０１１７】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤の高いアスペクト比は、湿式粉砕法によって達成することができる。
【０１１８】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤には、タルクとクロライト質タルクとのブレンドが含まれ得る。例えば、鉱物質核生成剤は、鉱物質としてタルクを含み、かつ二次的鉱物質としてクロライト質タルクを含むか、又は鉱物質としてクロライト質タルクを含み、かつ二次的鉱物質としてタルクを含み得る。
【０１１９】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、約１０００ＭＰａ以上、例えば約１３００ＭＰａ以上、約１５００ＭＰａ以上、約１７００ＭＰａ以上、約２０００ＭＰａ以上、約２１００ＭＰａ以上、約２３００ＭＰａ以上、又は約２５００ＭＰａ以上の曲げ弾性率を有し得る。
【０１２０】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、約１０００ＭＰａから約３０００ＭＰａまでの範囲の、例えば約１３００ＭＰａから約２８００ＭＰａまでの範囲の、約１５００ＭＰａから約２３００ＭＰａまでの範囲の、又は約２０００ＭＰａから約２６００ＭＰａまでの範囲の曲げ弾性率を有し得る。
【０１２１】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、第一の曲げ弾性率を有し得る。第一の曲げ弾性率は、該鉱物質及び該二次的鉱物質の一方を個別に含む鉱物質核生成剤を有する比較用ポリマー発泡体組成物の曲げ弾性率よりも大きくてよい。
【０１２２】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤と二次的鉱物質核生成剤とを有するポリマー発泡体組成物は、鉱物質及び二次的鉱物質の一方を個別に含む鉱物質核生成剤を有するポリマー発泡体組成物に対して悪影響が及ぼされない耐衝撃性を有し得る。
【０１２３】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約５％以上の重量軽減、例えば同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約１０％以上、約１５％以上、又は約２０％以上の重量軽減を示し得る。
【０１２４】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、同じ体積の未発泡のポリマーと比較して約５％から約３０％までの範囲の重量軽減を示し得る。
【０１２５】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、高いアスペクト比を有し得る。
【０１２６】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約２．８より大きい、例えば約３．０以上、約３．５以上、又は約４．０以上のラメラリティーインデックスを有し得る。
【０１２７】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤の高いアスペクト比は、湿式粉砕法によって達成することができる。
【０１２８】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、熱可塑性ポリマーマトリックス又は熱可塑性エラストマーマトリックスの少なくとも１つを含むことができる。幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリエチレンマトリックス、ポリスチレンマトリックス、ポリプロピレンマトリックス、ポリウレタンマトリックス、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）マトリックス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）マトリックス又はそれらのコポリマーマトリックスの少なくとも１つを含むことができる。幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリオレフィンマトリックスを含むことができる。
【０１２９】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスの形成のために使用される発泡剤は、ＣＯ２、Ｎ２又は有機ガスの少なくとも１つを含むことができる。有機ガスには、例えばヘキサン、プロパン、ブタン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ペンタン、ＣＨＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＨ３、ＣＨＦ２ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＦ３、ＣＨＦＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨＦＣｌＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＦ３、ＣＦＣｌ３、ＣＦ２Ｃｌ２、ＣＦＣｌ２ＣＦ２Ｃｌ、ＣＦ２ＣｌＣＦ２Ｃｌ、ＣＨ３Ｃｌ又はＣＨ２Ｃｌ２が含まれ得る。
【０１３０】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリマー発泡体組成物の主成分とすることができる。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリマー発泡体組成物の重量に対して約５０重量％より多い量で、ポリマー発泡体組成物の重量に対して、約５５重量％より多い量で、約６０重量％より多い量で、約６５重量％より多い量で、約７０重量％より多い量で、約７５重量％より多い量で、約８０重量％より多い量で、約８５重量％より多い量で、約９０重量％より多い量で、約９２重量％より多い量で、約９５重量％より多い量で、約９６重量％より多い量で、約９７重量％より多い量で、約９８重量％より多い量で、約９８．５重量％より多い量で、約９９重量％より多い量で、約９９．５重量％より多い量で、又は約９９．７重量％より多い量で存在し得る。
【０１３１】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩又は核生成剤は、ポリマー発泡体組成物の重量に対して約１重量％から約３０重量％までの範囲の量で、例えばポリマー発泡体組成物の重量に対して、約５重量％から約２０重量％までの、約５重量％から約１５重量％までの、約１０重量％から約２０重量％までの、約１５重量％から約２５重量％までの、又は約２０重量％から約２５重量％までの範囲の量で存在し得る。
【０１３２】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ベリリウム、ケイ酸ストロンチウム又はケイ酸バリウムの少なくとも１つが含まれ得る。幾つかの実施形態においては、ケイ酸カルシウムには、合成ケイ酸カルシウムが含まれ得る。幾つかの実施形態においては、ケイ酸カルシウムは、例えばウォラストナイトのような天然ケイ酸カルシウムを含み得る。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、例えば珪藻土由来のケイ酸カルシウムのような誘導ケイ酸カルシウムが含まれ得る。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属ケイ酸塩には、アルカリ土類金属ケイ酸塩のブレンドが含まれ得る。
【０１３３】
別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、アルカリ土類金属ケイ酸塩を含むことができる。別の態様によれば、鉱物質核生成剤は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、クロライト質タルク、パーライト、膨張パーライト粉砕物、珪藻土、ガラスカレット、長石、かすみ石閃長岩、又はベントナイトの少なくとも１つを含むことができる。幾つかの実施形態によれば、タルク又はクロライト質タルクは、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つを含むことができる。
【０１３４】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、高いアスペクト比を有し得る。幾つかの実施形態によれば、タルク又はクロライト質タルクには、高アスペクト比のタルク、高アスペクト比の層状タルク、高アスペクト比の微細層状タルク、高アスペクト比のクロライト質タルク、高アスペクト比の層状クロライト質タルク、及び高アスペクト比の微細層状クロライト質タルクの１つ以上が含まれ得る。幾つかの実施形態においては、鉱物質核生成剤には、二次的鉱物質核生成剤（二次的鉱物質）が含まれ得る。
【０１３５】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤には、官能化された鉱物質核生成剤が含まれ得る。官能化された鉱物質核生成剤は、１種以上のガス又はポリマー組成物との相互作用を高め得る表面処理が施されてよい。例えば、表面処理は、鉱物質核生成剤に疎水性特性を付与し得る。幾つかの実施形態によれば、表面処理は、シラン、シリコーン油、シロキサン、脂肪酸、その塩又はそのエステルを含み得る。幾つかの実施形態によれば、脂肪酸、その塩又はそのエステルは、Ｃ８以上の鎖長を有し得る。幾つかの実施形態によれば、脂肪酸には、ステアリン酸が含まれ得る。
【０１３６】
幾つかの実施形態においては、その１種の表面処理は、鉱物質核生成剤をシラン化する。シラン化する表面処理は、少なくとも１種のシロキサンを含み得る。一般に、シロキサンは、ケイ素、酸素並びにしばしば炭素及び水素を含む、Ｒ２ＳｉＯ（式中、Ｒは、アルキル基であってよい）の一般実験式を基礎とするいずれかの種類の有機又は無機の化学的化合物である。例示的なシロキサンには、限定されるものではないが、ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルトリメトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ジフェニルシロキサン及びモノフェニルシロキサン単位、ジフェニルシロキサン単位、フェニルメチルシロキサン単位、ジメチルシロキサン単位、モノメチルシロキサン単位、ビニルシロキサン単位、フェニルビニルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、エチルシロキサン単位、フェニルエチルシロキサン単位、エチルメチルシロキサン単位、エチルビニルシロキサン単位又はジエチルシロキサン単位の任意の組み合わせのコポリマー又はコポリマーのブレンドが含まれ得る。
【０１３７】
幾つかの実施形態においては、シラン化する表面処理は、少なくとも１種のシランを含み得る。一般的に、シラン及びその他のモノマー型のケイ素化合物は、鉱物質核生成剤のような無機材料に結合する能力を有する。結合メカニズムは、シラン構造中の２つの基によって補助され得る。ここで、例えばＳｉ（ＯＲ３）部は、無機粒状材料と相互作用する一方で、有機官能基（ビニル基、アミノ基、エポキシ基等）は、その他の材料と相互作用し得る。
【０１３８】
幾つかの実施形態においては、鉱物質核生成剤は、少なくとも１種のイオン性シランで表面処理される表面処理にかけられてよい。例示的なイオン性シランには、限定されるものではないが、３−（トリメトキシシリル）プロピルエチレンジアミン三酢酸三ナトリウム塩及び３−（トリヒドロキシシリル）プロピルメチルリン酸塩が含まれる。幾つかの実施形態においては、鉱物質核生成剤は、少なくとも１種の非イオン性シランによる表面処理にかけられてよい。
【０１３９】
更なる実施形態においては、鉱物質核生成剤は、式（Ｉ）：
（Ｒ１）ＸＳｉ（Ｒ２）３−ＸＲ３        （Ｉ）
（式中、
Ｒ１は、限定されるものではないが、アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、アリールオキシ、アミノ、アミド、メタクリレート、メルカプト、カルボニル、ウレタン、ピロール、カルボキシ、シアノ、アミノアシル、アシルアミノ、アルキルエステル及びアリールエステルを含む、無機粒状材料の表面上の任意の活性基と化学的反応し得る任意の加水分解可能な部であり、
Ｘは、２つ以上のシロキサン結合が、無機粒状材料と少なくとも１つのシランとの間に形成されるように、１から３の間の値を有し、
Ｒ２は、限定されるものではないが、置換又は非置換のアルキル、アルケニル、アルカリール、アルキルシクロアルキル、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロアリール、ヘテロ環、シクロアルカリール、シクロアルケニルアリール、アルキルシクロアルカリール、アルキルシクロアルケニルアリール及びアリールアルカリールを含む、処理過程の間に無機粒状材料と本質的に反応又は相互作用しない任意の炭素含有部であり、
Ｒ３は、少なくとも１つの表面処理が完了すれば式（Ｉ）のケイ素原子に本質的に化学的に結合されたままとなる、活性成分と反応又は相互作用することが可能な任意の有機含有部、例えば限定されるものではないが、水素、アルキル、アルケニル、アルカリール、アルクシクロアルキル、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロアリール、ヘテロ環、シクロアルカリール、シクロアルケニルアリール、アルクシクロアルカリール、アルクシクロアルケニルアリール、アリールアルカリール、アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、アリールオキシ、アミノ、アミド、メタクリレート、メルカプト、カルボニル、ウレタン、ピロール、アルキルエステル、アリールエステル、カルボキシ、スルホネート、シアノ、アミノアシル、アシルアミノ、エポキシ、ホスホネート、イソチオウロニウム、チオウロニウム、アルキルアミノ、第四級アンモニウム、トリアルキルアンモニウム、アルキルエポキシ、アルキル尿素、アルキルイミダゾール又はアルキルイソチオウロニウムであり、ここで、上記アルキル、アルケニル、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロアリール及びヘテロ環の水素は、任意に、例えばハロゲン、ヒドロキシ、アミノ、カルボキシ又はシアノによって置換されている）の少なくとも１種のシランによる表面処理にかけられてよい。
【０１４０】
幾つかの実施形態においては、シラン化は、当業者に既知の「湿式」又は「乾式」シラン化方法に従って行うことができる。
【０１４１】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約４００μｍ以下、約３５０μｍ以下、約３００μｍ以下、約２５０μｍ以下、約２００μｍ以下、約１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約２５μｍ以下、又は約２０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【０１４２】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約１０μｍから約４５０μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約１００μｍから約４００μｍまでの、約１００μｍから約３００μｍまでの、約５０μｍから約２５０μｍまでの、約１０μｍから約１００μｍまでの、約２００μｍから約４００μｍまでの、約２００μｍから約３００μｍまでの、約１００μｍから約１５０μｍまでの、約１０μｍから約５０μｍまでの、約１０μｍから約３０μｍまでの、又は約５０μｍから約１００μｍまでの範囲の平均気泡サイズ（φ）を有し得る。
【０１４３】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリマーの臨界欠陥サイズ未満の平均気泡サイズを有し得る。
【０１４４】
別の態様によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡サイズ分布は、所望の粒度分布を有する鉱物質核剤の選択的な添加によって選択的に制御することができる。幾つかの実施形態によれば、この制御により、狭い又は広い細孔サイズ分布を有するポリマー発泡体の製造は、同様の狭い又は広い粒度分布を有する鉱物質核生成剤の利用によって可能となる。
【０１４５】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約５．０×１０７／ｃｍ３以上、約７．０×１０７／ｃｍ３以上、約８．０×１０７／ｃｍ３以上、約９．０×１０７／ｃｍ３以上、約１．０×１０８／ｃｍ３以上、約１．３×１０８／ｃｍ３以上、約１．５×１０８／ｃｍ３以上、約１．８×１０８／ｃｍ３以上、約２．０×１０８／ｃｍ３以上、約２．３×１０８／ｃｍ３以上、約２．５×１０８／ｃｍ３以上、約２．８×１０８／ｃｍ３以上、又は約３．０×１０８／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【０１４６】
幾つかの実施形態によれば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約３．０×１０７／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。例えば、ポリマーベースの発泡体マトリックスは、約５．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約７．０×１０７／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．０×１０８／ｃｍ３から約２．０×１０８／ｃｍ３までの、約２．０×１０８／ｃｍ３から約３．０×１０８／ｃｍ３までの、約３．０×１０８／ｃｍ３から約４．０×１０８／ｃｍ３までの、約１．５×１０８／ｃｍ３から約２．５×１０８／ｃｍ３までの、約５．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの、又は約７．０×１０７／ｃｍ３から約１．０×１０８／ｃｍ３までの範囲の気泡密度（Ｎｆ）を有し得る。
【０１４７】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、鉱物質核生成剤は、約１０ｍ２／ｇ以上、約５０ｍ２／ｇ以上、約７５ｍ２／ｇ以上、約９０ｍ２／ｇ以上、約１００ｍ２／ｇ以上、約１５０ｍ２／ｇ以上、約２００ｍ２／ｇ以上、約２５０ｍ２／ｇ以上、又は約３００ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有し得る。
【０１４８】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約３．０ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。例えば、鉱物質核生成剤は、約３ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約１００ｍ２／ｇまでの、約１００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、約５０ｍ２／ｇから約１５０ｍ２／ｇまでの、約１０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇまでの、約３ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇまでの、約１５０ｍ２／ｇから約２５０ｍ２／ｇまでの、約２００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの、又は約１００ｍ２／ｇから約２００ｍ２／ｇまでの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。
【０１４９】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約１μｍ以上、例えば約３μｍ以上、約５μｍ以上、約７μｍ以上、約９μｍ以上、約１０μｍ以上、約１１μｍ以上、約１２μｍ以上、約１３μｍ以上、約１４μｍ以上、又は約１５μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【０１５０】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約１μｍから約１５μｍまでの、例えば約１μｍから約５μｍまでの、約５μｍから約１０μｍまでの、約１０μｍから約１５μｍまでの、約１μｍから約３μｍまでの、約３μｍから約６μｍまでの、約６μｍから約９μｍまでの、約９μｍから約１２μｍまでの、又は約１２μｍから約１５μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有し得る。
【０１５１】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約３００重量％以上、例えば約３２０重量％以上、約３５０重量％以上、約３７０重量％以上、約４００重量％以上、約４２０重量％以上、又は約４５０重量％以上の吸油量を有し得る。
【０１５２】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約４００重量％以上、例えば約４２０重量％以上、約４５０重量％以上、約４７０重量％以上、約５００重量％以上、約５２０重量％以上、約５５０重量％以上、又は約５７０重量％以上の吸水量を有し得る。
【０１５３】
幾つかの実施形態によれば、鉱物質核生成剤は、約１から約５０までの範囲の、例えば約１から約２５までの範囲の、約１．５から約２０までの範囲の、約２から約１０までの範囲の、約１０から約４０までの範囲の、又は約２０から約４０までの範囲のアスペクト比を有し得る。
【０１５４】
幾つかの実施形態によれば、ポリマー発泡体組成物は、それぞれの未発泡の基礎材料と比較して、約０．２０から０．９０までの範囲の、例えば約０．２５から約０．４０までの、約０．４０から約０．６０までの、約０．６０から約０．８０までの、約０．２５から約０．３５までの、約０．３５から約０．５０までの、約０．５０から約０．７５までの、又は約０．６０から約０．７５までの範囲の相対密度を有し得る。
【実施例】
【０１５５】
実施例１：
この実施例においては、ポリマー発泡体内の気泡サイズ及び分布は、高い表面積を有し、かつ発泡剤との好ましい相互作用を有するアルカリ土類金属ケイ酸塩を添加することによって制御した。
【０１５６】
合成ケイ酸カルシウムを、４，４’−メチレンビス（フェニルイソシアネート）、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、及びポリオールを含む、ユタ州ソルトレイクシティーのMorris Materials社により供給される市販の２ポンドの２液形ポリウレタン発泡体に添加した。合成ケイ酸カルシウムは、約９５ｍ２／ｇの高い表面積、高い吸水量（約５５０重量％）及び高い吸油量（約４２０重量％）を有していた。湿分とイソシアネートとの反応により生成されたＣＯ２は、物理発泡剤として使用された。
【０１５７】
試料を調製するために、最終ポリウレタン混合物の全質量に対して１重量％の合成ケイ酸カルシウムをポリオールに添加し、高速ミキサ中で３０００ｒｐｍにおいて５分間にわたり混合した。次に、等しい重量のイソシアネート混合物をポリオールに添加し、色がクリーム色になるまで３０００ｒｐｍにおいて２５秒間にわたり混合した。該混合物を発泡させ、室温及び室圧で１０分間にわたり硬化させた。対照ポリウレタン発泡体は、同様の条件下であるが、合成ケイ酸カルシウム核生成剤を用いずに調製した。
【０１５８】
発泡体組成物を分析するために、該発泡体を周囲条件において破砕し、走査型電子顕微鏡を使用して顕微鏡写真を収集した。核生成剤を含まないそのままのポリウレタン発泡体と比較したケイ酸カルシウム核生成剤を有する発泡体組成物の画像を、図１に示す。核生成された発泡体及び核生成されていない発泡体の気泡サイズを、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを使用して計算し、それぞれの発泡体について４つの画像の平均を取った。対照ポリウレタン発泡体は、６２４μｍ±３８５μｍの平均気泡直径を示した。１重量％の合成ケイ酸カルシウムを有する例示的な核生成された発泡体は、平均気泡直径を約６３％下げ、２３１μｍ±１９０μｍの平均気泡直径を有した。
【０１５９】
次いで、気泡核生成の効率を、全質量に対して０．１重量％から１０重量％まで合成ケイ酸カルシウムの量を変動させることによって調査した。該ポリマーは、この実施例に記載されるように、合成ケイ酸カルシウムの重量パーセントを変動させて調製し、次いで発泡させた。気泡直径を、合成ケイ酸カルシウムの重量パーセントの関数として測定した。平均気泡直径の、合成ケイ酸カルシウムの重量パーセントに対するグラフを、図２に示す。図２に示されるように、ケイ酸カルシウムが約１重量％までの量で添加される場合に、気泡直径は低減される。合成ケイ酸カルシウムが約１重量％を上回ると、気泡直径は、更に低下しないようである。特定の理論に縛られることを望むものではないが、約１重量％の合成ケイ酸カルシウム以降の気泡サイズにおける明らかな低下限界は、発泡剤の限られた利用可能性による材料の飽和に起因するものであると考えられる。これらの知見は、合成ケイ酸カルシウムが、化学発泡される系にとっての有望な気泡核剤であり得ることを指摘している。
【０１６０】
実施例２：
ケイ酸カルシウムの気泡核生成能を、物理発泡される系において発泡剤としてＣＯ２を使用して調査した。ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）をキシレン類中に溶解させ、高速ミキサを用いて３０００ｒｐｍにおいて５分間にわたり１重量％のケイ酸カルシウムと混合した。得られた混合物を、減圧下（真空中２９水銀柱インチ）において５０℃で乾燥させ、そして１００℃及び１ＭＰａにおいてｃａｒｖｅｒプレス機で加圧することで、０．５ｍｍ厚のフィルムを形成した。次いで該フィルムを、３４℃で１４ＭＰａにおいて３時間にわたりＣＯ２環境中に置いた。次いで、圧力を、５ＭＰａ／ｓの速度で素早く低下させ、該組成物を、３４℃及び周囲圧力で発泡させた。さらに、対照ＥＶＡ発泡体を、ケイ酸カルシウムを添加しないことを除いて同じ方法を使用して調製した。該発泡体を低温破砕し、HITACHI社製のＳ−４３００ＳＥ／Ｎ型の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用してその特性を調べた。対照ＥＶＡ発泡体及びケイ酸カルシウムで核生成されたＥＶＡ発泡体のＳＥＭ顕微鏡写真を、図３に示す。平均気泡直径を、実施例１に記載されるように測定した。
【０１６１】
図３に示されるように、核生成剤としてのケイ酸カルシウムの添加は、ＥＶＡ発泡体の平均気泡サイズを低下させる。対照ＥＶＡ発泡体に関して、平均気泡直径は、１０８μｍであった。核生成剤としての１重量％のケイ酸カルシウムの添加により、平均気泡直径は約７９％低下して、２３μｍとなった。図４は、ケイ酸カルシウムで核生成されたＥＶＡ発泡体の更なる拡大画像を示しており、それは、発泡体の気泡直径と、気泡内のケイ酸カルシウム粒子の直径との間の相関を示している。図４に示されるように、アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内に見出すことができる。また図８〜図１１は、ポリマー発泡体中の気泡核生成のために使用されるアルカリ土類金属ケイ酸塩のＳＥＭ像を示し、そこでは、核生成剤は、発泡体の気泡内に見出すことができる。特定の理論により縛られることを望むものではないが、気泡サイズと粒度との間のこの相関は、核生成メカニズムに直接的に関連していると思われる。そのような条件下では、ＣＯ２はケイ酸カルシウムの表面と好ましく相互作用することで、気泡形成を促進し、発泡のために利用可能なガスの量は、核生成するケイ酸塩の利用可能な表面積に対応する。結果として、粒度が増大すると、発泡体の気泡サイズの増加をもたらし得る。この相関は、気泡核生成が、ガスとケイ酸カルシウム表面との好ましい相互作用によって促進されることを指摘し得る。
【０１６２】
実施例３：
充填剤を含まないポリエチレンテレフタレート発泡体及び充填剤を含むポリエチレンテレフタレート発泡体の試験及び分析結果は、押出混合及び発泡成形の２段階法を介して準備した。
【０１６３】
全ての材料は、PolyQuest,Inc.社から市販されるポリエチレンテレフタレート樹脂「ＰＱＢ１５−０８９」と種々の核生成剤とを、Haake社製のＲｈｅｏｍｅｘ  ＰＴＷ１６型の同方向回転式二軸スクリュー押出機を使用して溶融混合することによって調製した。表１は、押出温度プロファイルを示している。スクリュー速度は、この実施例では２５０ｒｐｍであった。
【０１６４】
【表１】
2018531305.tif 000004
【０１６５】
幾つかの鉱物質を、ポリマー発泡体のための核生成剤として試験した。それらは、以下の表２に、それぞれの鉱物質のｄ５０値及びＢＥＴ表面積値と一緒に示されている。ｄ５０及びＢＥＴ表面積は、上記のように測定される。
【０１６６】
【表２】
2018531305.tif 000005
【０１６７】
試料Ａ〜Ｄのそれぞれを、１重量％の鉱物質とポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）とを機械的に混合し、次いで該組成物を二軸スクリュー押出機内にて加工することによって添加した。比較の目的のために、鉱物質を一切含まないＰＥＴの対照材料も、同じ加工条件を用いて加工した。環状押出ダイの出口で、全ての複合物を２５℃の水浴を用いて冷やし、ペレット化した後で、発泡する中実前駆体を調製した。
【０１６８】
それぞれのＰＥＴ−鉱物質複合物の組成を、５．０ｇのそれぞれの試料材料を使用してＵＮＥ−ＥＮ  ＩＳＯ  ３４５−１に従って得られた３つの値の平均として６００℃でか焼することによって測定した。以下の表３は、それぞれの試料の組成を示している。
【０１６９】
【表３】
2018531305.tif 000006
【０１７０】
発泡のための中実前駆体を調製するために、ペレット化された試料Ａ〜Ｄのそれぞれを、Haake社製のＭｉｎｉＪｅｔ  Ｐｒｏ型のピストン式射出成形機システムを用いて直径３４．５ｍｍ及び厚さ１．７ｍｍを有するディスクへと成形した。成形条件を、以下で表４に示す。
【０１７１】
【表４】
2018531305.tif 000007
【０１７２】
発泡は、二酸化炭素（ＣＯ２）又は窒素（Ｎ２）のいずれかのガス溶解を使用して実施した。
【０１７３】
ＣＯ２溶解のために、発泡する中実前駆体ディスクを、物理発泡剤としてＣＯ２を用いたガス溶解作業−発泡成形の２段階法を用いて発泡させた。発泡体は、該ディスクをＣＯ２中で高圧容器内にて２０℃で７．５ＭＰａにおいて、そのディスクが６重量％の溶解ＣＯ２を含有するまで７２時間にわたり飽和させることによって得た。次いで圧力は、５ＭＰａ／ｓの速度で解放した。飽和されたディスクをＣａｒｖｅｒホットプレス機に移し、１５０℃で１分間にわたり発泡させた。
【０１７４】
Ｎ２溶解のために、発泡する中実前駆体ディスクを、物理発泡剤としてＮ２を用いたガス溶解作業−発泡成形の２段階法を用いて発泡させた。発泡体は、該ディスクをＮ２中で高圧容器内にて２０℃で１７．５ＭＰａにおいて、ディスクが０．２重量％の溶解Ｎ２を含有するまで１１２時間にわたり飽和させることによって得た。次いで圧力は、５ＭＰａ／ｓの速度で解放した。次いで、飽和されたディスクをＣａｒｖｅｒホットプレス機に移し、１５０℃で１分間にわたり発泡させた。
【０１７５】
次いで、発泡された複合物及び未発泡の複合物の特性を調べた。ＣＯ２発泡法及びＮ２発泡法の間に生成された発泡された試験体の外側スキンを除去せずに、ＩＳＯ  ８４５に従って密度を測定した。また、発泡された複合物と未発泡の複合物との間の密度の比率を指す相対密度を測定した。様々な発泡体の多孔質構造は、液体窒素を使用して低温破砕して、金薄層のスパッタ堆積により導電性にされた試料から、HITACHI社製のＳ−４３００ＳＥ／Ｎ型の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して調査した。平均気泡直径（φ）及び気泡密度（Ｎｆ）は、先に記載された切片法を使用して低倍率顕微鏡写真から直接的に得た。
【０１７６】
ＣＯ２発泡の結果を、以下で表５に示す。ＣＯ２発泡された試料Ａ〜ＤのＳＥＭ像は、中心部については図５に示され、スキン層については図６に示される。
【０１７７】
【表５】
2018531305.tif 000008
【０１７８】
Ｎ２発泡の結果を、以下で表６に示す。Ｎ２発泡された試料Ａ〜ＤのＳＥＭ像は、図７に示される。
【０１７９】
【表６】
2018531305.tif 000009
【０１８０】
上記表５及び表６並びに図５及び図６に示されるように、アルカリ土類金属ケイ酸塩、例えばケイ酸カルシウム及びケイ酸マグネシウムは、ＣＯ２環境及びＮ２環境において効果的な核生成剤となり得る。Ｎ２環境においては、ケイ酸カルシウム（例えば、ウォラストナイト等）は、気泡（泡）サイズを低下させるのに効果的な、発泡された複合物の機械的強度を改善し得る作用物質となり得る。
【０１８１】
実施例４：
押出混合法及び射出発泡成形法により製造された充填剤を含まないポリプロピレン発泡体及び充填剤を含むポリプロピレン発泡体の試験及び分析結果を、この実施例で記載する。
【０１８２】
発泡されたポリプロピレンの製造は、射出成形の間に化学発泡添加剤を使用して実施した。Sabic社から市販されているポリプロピレンブロックコポリマー「ＰＰ５６Ｍ１０」（６．２ｇ／１０ｍｉｎのＭＦＩ；２３０℃、２．１６ｋｇ）を、Clariant社から市販されているＨｙｄｒｏｃｅｒｏｌ  ＩＴＰ  ８１８（６５％活性含分のクエン酸と重炭酸ナトリウムとのブレンド）（２重量％）を化学発泡剤として使用して発泡させて、８０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍの寸法のＩＳＯ  Ｂ型の短冊形試験片を得た。導入された鉱物質組成物は、（ｉ）タルク、（ｉｉ）ウォラストナイト、（ｉｉｉ）タルクとウォラストナイトとの５０：５０重量ブレンドであり、全ては、充填剤を含むポリマーの全重量に対して２０重量％の濃度で存在していた。射出成形機「Ａｒｂｕｒｇ  Ａｌｌｒｏｕｎｄｅｒ  ４２０Ｃ」は、１００トンの型閉め力、２０００ｂａｒの最高射出圧力、及び３５ｍｍのスクリュー直径を有する。射出ユニットの温度は、表７に示されている。型温度は、それぞれ１５秒及び３０秒の型内冷却時間で、中実体のためには４０℃に調節し、発泡体のためには６０℃に調節した。この実施例で使用されるタルクは、タルクＡとタルクＢとの２つのブレンドであった。タルクＡは、１０．５μｍ（レーザ）及び２μｍ（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ）のｄ５０と１９．５ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積とを有していた。タルクＢは、５．７μｍ（レーザ）及び１．１μｍ（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ）のｄ５０と２１ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積とを有していた。ウォラストナイトは、７μｍ（レーザ）のｄ５０と２．９ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積とを有していた。
【０１８３】
【表７】
2018531305.tif 000010
【０１８４】
発泡体を、上記方法を使用して製造した。中実体の条件及び発泡体の条件のためのポリマー投入量並びに射出速度は、表８に示されている。
【０１８５】
【表８】
2018531305.tif 000011
【０１８６】
タルクとウォラストナイトとを含むポリプロピレンから製造された様々な発泡体及びそれらの未発泡等価物は、表９に示される密度を有していた。密度は、ＩＳＯ  １１８３に従って測定した。
【０１８７】
【表９】
2018531305.tif 000012
【０１８８】
曲げ弾性率を、射出成形されたＩＳＯ短冊形試験片について、２３℃でＩＳＯ  １７８規格による３点曲げ試験に従って分析した。
【０１８９】
射出発泡成形法に従って製造された発泡体を、上記のような３点曲げ試験による特性決定によって分析した。結果は、表１０に示されている。
【０１９０】
【表１０】
2018531305.tif 000013
【０１９１】
そのデータは、タルクとウォラストナイトとのブレンドが、それぞれの物質単独と比較して改善された結果を示すことを裏付けており、それは、相乗効果の証拠を示している。
【０１９２】
疑義を避けるために、本出願は、以下の段落番号１〜５２における主題に及んでいる。
【０１９３】
１．  ポリマー発泡体を製造する方法であって、
ａ．ポリマー組成物を準備することと、
ｂ．アルカリ土類金属ケイ酸塩を該ポリマー組成物中に導入することと、
ｃ．ガスを用いて該ポリマー組成物を発泡させて、ポリマー発泡体を形成することと、
を含む、方法。
２．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩を導入することは、上記アルカリ土類金属ケイ酸塩を上記ポリマー組成物中に押出混合法を使用して導入することを含む、段落番号１に記載の方法。
３．  上記ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性エラストマーの少なくとも１つを含む、段落番号１又は２に記載の方法。
４．  上記ポリマー組成物は、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらのコポリマーの少なくとも１つを含む、段落番号１〜３のいずれか１つに記載の方法。
５．  上記ガスは、ＣＯ２、Ｎ２若しくは有機ガスの少なくとも１つを含むか、又は上記ガスは、ＣＯ２、Ｎ２若しくは有機ガスの少なくとも１つを含む発泡剤に由来するものである、段落番号１〜４のいずれか１つに記載の方法。
６．  上記ポリマー組成物は、上記ポリマー発泡体の主成分である、段落番号１〜５のいずれか１つに記載の方法。
７．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ケイ酸カルシウム又はケイ酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、段落番号１〜６のいずれか１つに記載の方法。
８．  上記ポリマー発泡体は、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有する、段落番号１〜７のいずれか１つに記載の方法。
９．  上記ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有する、段落番号１〜８のいずれか１つに記載の方法。
１０．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有する、段落番号１〜９のいずれか１つに記載の方法。
１１．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有する、段落番号１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
１２．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１μｍから約５０μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有する、段落番号１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
１３．  押出混合及び発泡成形の２段階法を含む、段落番号１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
１４．  射出発泡成形の１段階法を含む、段落番号１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
１５．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、珪藻土由来のケイ酸カルシウムを含む、段落番号１〜１４のいずれか１つに記載の方法。
１６．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ウォラストナイトを含む、段落番号１〜１５のいずれか１つに記載の方法。
１７．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約３００重量％以上の吸油量を有する、段落番号１〜１６のいずれか１つに記載の方法。
１８．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約４００重量％以上の吸水量を有する、段落番号１〜１７のいずれか１つに記載の方法。
１９．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、約１から約５０までの範囲のアスペクト比を有する、段落番号１〜１８のいずれか１つに記載の方法。
２０．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、二次的鉱物質を更に含む、段落番号１〜１９のいずれか１つに記載の方法。
２１．  上記二次的鉱物質は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、ベントナイト、タルク、クロライト質タルク、膨張パーライト粉砕物及び珪藻土から選択される、段落番号２０に記載の方法。
２２．
ａ．ポリマーベースの発泡体マトリックスと、
ｂ．該ポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内の鉱物質核生成剤と、
を含む、ポリマー発泡体組成物。
２３．  上記鉱物質核生成剤は、アルカリ土類金属ケイ酸塩を含む、段落番号２２に記載のポリマー発泡体組成物。
２４．  上記鉱物質核生成剤は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、タルク、クロライト質タルク、パーライト、膨張パーライト粉砕物、珪藻土、ガラスカレット、長石、かすみ石閃長岩、及びベントナイトの少なくとも１つを含む、段落番号２２に記載のポリマー発泡体組成物。
２５．  上記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、熱可塑性ポリマーマトリックス又は熱可塑性エラストマーマトリックスの少なくとも１つを含む、段落番号２２〜２４のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
２６．  上記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリスチレンマトリックス、ポリプロピレンマトリックス、ポリウレタンマトリックス、ポリ（エチルビニルアセテート）（ＥＶＡ）マトリックス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）マトリックス又はそれらのコポリマーマトリックスの少なくとも１つを含む、段落番号２２〜２５のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
２７．  上記ポリマーベースの発泡体マトリックスの形成のために使用される発泡剤は、ＣＯ２、Ｎ２又は有機ガスの少なくとも１つを含む、段落番号２２〜２６のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
２８．  上記ポリマーベースの発泡体マトリックス組成物は、上記ポリマー発泡体の主成分である、段落番号２２〜２７のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
２９．  上記アルカリ土類金属ケイ酸塩は、ケイ酸カルシウム又はケイ酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、段落番号２３〜２８のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３０．  上記ケイ酸カルシウムは、天然ケイ酸カルシウム、例えばウォラストナイトである、段落番号２９に記載のポリマー発泡体組成物。
３１．  上記ポリマー発泡体は、約４５０μｍ以下の平均気泡サイズ（φ）を有する、段落番号２２〜３０のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３２．  上記ポリマー発泡体は、約３．０×１０７／ｃｍ３以上の気泡密度（Ｎｆ）を有する、段落番号２２〜３１のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３３．  上記鉱物質核生成剤は、約３．０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有する、段落番号２２〜３２のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３４．  上記鉱物質核生成剤は、約１μｍ以上の中央粒度（ｄ５０）を有する、段落番号２２〜３３のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３５．  上記鉱物質核生成剤は、約１μｍから約５０μｍまでの範囲の中央粒度（ｄ５０）を有する、段落番号２２〜３４のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３６．  上記鉱物質核生成剤は、約３００重量％以上の吸油量を有する、段落番号２２〜３５のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３７．  上記鉱物質核生成剤は、約４００重量％以上の吸水量を有する、段落番号２２〜３６のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３８．  上記鉱物質核生成剤は、約１から約５０までの範囲のアスペクト比を有する、段落番号２２〜３７のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
３９．  上記鉱物質核生成剤は、二次的鉱物質核生成剤を更に含む、段落番号２２〜３８のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
４０．  上記二次的鉱物質核生成剤は、オキシ硫酸マグネシウム、カオリン、ベントナイト、タルク、クロライト質タルク、膨張パーライト粉砕物及び珪藻土から選択される、段落番号３９に記載のポリマー発泡体組成物。
４１．  上記鉱物質核生成剤は、タルクとクロライト質タルクとのブレンドを含む、段落番号２２〜４０のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
４２．  タルク又はクロライト質タルクの１つを個別に含む鉱物質核生成剤を有する比較用ポリマー発泡体組成物の曲げ弾性率より大きい第一の曲げ弾性率を有する、段落番号４１に記載のポリマー発泡体組成物。
４３．  上記鉱物質核生成剤は、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つを含む、段落番号２２〜４２のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
４４．  上記鉱物質核生成剤は、約２．８より大きいラメラリティーインデックスを有する、段落番号２２〜４３のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
４５．  上記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリオレフィンを含む、段落番号２２〜４４のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
４６．  ポリマーマトリックスを製造する方法であって、
ａ．ポリマー組成物を準備することと、
ｂ．アルカリ土類金属ケイ酸塩を用いて該ポリマー組成物を核生成することと、
ｃ．発泡剤を使用して、該ポリマー組成物からポリマー発泡体を形成することと、
を含み、
ｄ．上記アルカリ土類金属ケイ酸塩が、ポリマー発泡体中の気泡の核生成を促進する、方法。
４７．
ａ．ポリマーベースの発泡体マトリックスと、
ｂ．該ポリマーベースの発泡体マトリックスの気泡内の鉱物質核生成剤と、
を含み、
上記鉱物質核生成剤が、タルクとクロライト質タルクとを含む、ポリマー発泡体組成物。
４８．  タルク又はクロライト質タルクの１つを個別に含む鉱物質核生成剤を有する比較用ポリマー発泡体組成物の曲げ弾性率より大きい第一の曲げ弾性率を有する、段落番号４７に記載のポリマー発泡体組成物。
４９．  上記鉱物質核生成剤は、層状タルク、微細層状タルク、微結晶質タルク及び大型結晶質タルクの少なくとも１つを含む、段落番号４７又は４８に記載のポリマー発泡体組成物。
５０．  上記鉱物質核生成剤は、約２．８より大きいラメラリティーインデックスを有する、段落番号４７〜４９のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
５１．  上記ポリマーベースの発泡体マトリックスは、ポリオレフィンを含む、段落番号４７〜５０のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物。
５２．  段落番号４７〜５１のいずれか１つに記載のポリマー発泡体組成物を含む、射出成形された自動車用構成部材。
【０１９４】
本発明の他の実施形態は、本明細書の考察及び本明細書に開示される本発明の実施から当業者に明らかとなる。本明細書及び実施例は単なる例示とみなされることが意図されるものであり、本発明の真の範囲及び趣旨は添付の特許請求の範囲により示される。
【図１】
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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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【国際調査報告】
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