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JP7466517B2 - 発泡剤ブレンド - Google Patents

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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１８年７月１６日出願の米国特許仮出願第６２／６９８，５５０号の利益を主張するものであり、その開示の全容が参照により本明細書に組み込まれる。
（発明の分野）
本発明は、熱可塑性ポリマー（例えば、ポリスチレン）のための発泡剤としてのＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚブレンドの使用に関する。
様々な種類の発泡体の製造においては、発泡剤として、クロロフルオロカーボン（すなわち、ＣＦＣ）が歴史的に使用されてきた。ＣＦＣがもたらす発泡体は、全般に、断熱性が良好で、可燃性が低く、寸法の安定性に優れたものである。しかしながら、上記の利点にもかかわらず、ＣＦＣは、成層圏オゾンの破壊に関与しているという点、及び地球温暖化への寄与に関与しているという点によって、これまでその評価は芳しいものではなかった。
米国特許仮出願第６２／６９８，５５０号
したがって、ＯＤＰ（ｏｚｏｎｅ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ、オゾン層破壊係数）及びＧＷＰ（ｇｌｏｂａｌ ｗａｒｍｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ、地球温暖化係数）の両方が低い発泡剤が必要とされている。
本出願は、とりわけ、熱可塑性ポリマー発泡体を調製するためのプロセスを提供し、プロセスは、
（ａ）熱可塑性ポリマー及び発泡剤を含む発泡性組成物を提供する工程であって、発泡剤が、約９５重量％～約１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約１重量％～約９５重量％の２－クロロプロパンを含む、工程と、
（ｂ）発泡性組成物を膨張させて熱可塑性ポリマー発泡体を製造する工程と、を含む。
本出願は更に、熱可塑性ポリマー発泡体を提供し、熱可塑性ポリマー発泡体は、
（ａ）ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、及びスチレン－アクリロニトリルコポリマー、又はこれらのブレンドからなる群から選択される熱可塑性ポリマーと、
（ｂ）９５重量％～１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び１重量％～９５重量％の２－クロロプロパンを含む発泡剤と、を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される熱可塑性ポリマー発泡体は、本明細書で記載される１つ又は複数のプロセスに従って調製される。
特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明の属する当該技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本発明で使用するための方法及び材料が本明細書に記載されており、また、当該技術分野において既知の他の好適な方法及び材料を使用してもよい。材料、方法、及び実施例は、単なる例証であり、限定することを意図するものではない。本明細書で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、配列、データベースエントリ、及び他の参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。矛盾が生じた場合には、定義を含め、本明細書が優先される。
１７６℃で５．００ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する、ポリスチレン中に２０重量％の２－クロロプロパンを含有するＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／２－クロロプロパンブレンドの溶解度を、ポリスチレン中の純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度と比較したものである。
熱可塑性発泡体、例えば、押出加工されたポリスチレン発泡体（ＸＰＳ）（extruded polystyrene foam）を膨張させるための、高い地球温暖化係数（ＧＷＰ）を有する現用剤は、規制による圧力下にある。Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン（例えば、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ）は、原理上、ポリスチレン（又は他の熱可塑性ポリマー）を高い断熱能を有する発泡体に膨張させるための低ＧＷＰ剤として使用することができる。しかし、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚは、現用押出プロセスの動作条件下で、軟化ポリスチレンへの溶解度が低い。結果として、これらは、最適以下の発泡体特性（例えば、望ましい発泡体密度よりも高い）をもたらす。
熱可塑性発泡体（例えば、ポリスチレン発泡体）を膨張させるための発泡剤は、発泡体の膨張及び冷却相中に、セルを形成し、効果的な発泡体密度を目標値まで低下させるのに適切な量の発泡剤が利用できるように、発泡体形成条件下で溶融した熱可塑性ポリマー（例えば、ポリスチレン樹脂）に十分に溶解していなければならない。その溶解度を超えて存在する膨張剤は、発泡体の欠陥につながる可能性がある。
本明細書に記載されるように、予期せぬことに、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚと２－クロロプロパンとのブレンドは、同じ条件で純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度を大幅に超える軟化ポリスチレン中での溶解度を示すことができることが見出された（例えば、図１を参照）。例えば、１７９℃及び２００３ｐｓｉａで５．０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する軟化ポリスチレンホモポリマー中の純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度は、ポリスチレン１００ｇ当たり５．５ｇと推定される。対照的に、２０重量％の２－クロロプロパンを含有する例示的なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／２－クロロプロパンブレンドの溶解度は、同じポリスチレンにおいて、同じ温度及び圧力下で、ポリスチレン１００ｇ当たり２２．２ｇの溶解度を有する（すなわち、純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度よりも３００％大きい）。
したがって、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ、２－クロロプロパン、及び任意選択的に、本明細書で提供される少なくとも１つの追加化合物（例えば、ＨＦＯ、ＨＣＦＯ、ＨＦＣ、ＨＦＥ、ＨＣＦＣ、ＣＦＣ、ＣＯ２、Ｎ２、オレフィン、ヒドロクロロオレフィン、塩素化炭化水素、有機酸、アルコール、炭化水素、エーテル、アルデヒド、ケトン、水、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸、及びｔｒａｎｓ－１，２－ジクロロエチレン（ＤＣＥ））を含むブレンドは、押出ポリスチレン発泡体を含む熱可塑性発泡体の膨張のための低又は中程度のＧＷＰを有する発泡剤として有用であり得る。
定義及び略語
本明細書で使用するとき、「含む（comprises）」、「含む（comprising）」、「含む（includes）」、「含む（including）」、「有する（has）」、「有する（having）」という用語、又はこれらの他の任意の変化形は、非排他的な包含を網羅することを意図する。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、これらの要素に必ずしも限定されるものではなく、そのようなプロセス、方法、物品、又は装置に対して明示的に記載されていない、又はこれらに固有のものではない、他の要素も含む場合がある。更に、明示的にこれに反する記載がない限り、「又は」は、包括的な「又は」を指し、排他的な「又は」を指すものではない。例えば、条件Ａ又はＢは、以下、すなわち、Ａが真であり（又は存在し）かつＢが偽である（又は存在しない）、Ａが偽であり（又は存在しない）かつＢが真である（又は存在する）、並びにＡ及びＢの両方が真である（又は存在する）のいずれか１つにより満たされる。
また、「ａ」又は「ａｎ」の使用は、本明細書に記載された要素及び成分を記述するために用いられる。これは、単に便宜上なされるものであり、及び本発明の範囲の一般的な意味を与えるためのものである。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むものと解釈されるべきであり、単数形は、別の意味を有することが明白でない限り、複数形も含む。
本明細書で使用するとき、「約」という用語は、実験誤差による変動（例えば、示された値のプラスマイナス約１０％）を考慮することを意味する。本明細書で報告される全ての測定値は、特に明記しない限り、「約」という用語が明示的に使用されているか否かに関わらず、「約」という用語によって修飾されるものと理解される。
本明細書で使用するとき、用語「からなる」は、指定されていない、いかなる要素、工程、又は成分も除外する。特許請求の範囲における場合には、材料に通常付随する不純物を除き、このような句は、列挙された材料以外の材料を含むことに対して特許請求の範囲を限ることになる。語句「からなる」がプリアンブルの直後ではなく請求項の本文の条項内に現れている場合、その条項に記載されている要素のみを限定するものであり、他の要素が特許請求の範囲全体から除外されるわけではない。
本発明で使用するとき、「から本質的になる」は、これらの追加的に含まれる材料、工程、特徴、成分、又は要素が、特許請求される発明の基本的及び新規の特徴（複数可）、特に本発明のプロセスのいずれかの所望の結果を達成するための作用機序に実質的に影響を及ぼさないことを条件に、文字どおり開示されているものに加えて、材料、工程、特徴、成分、又は要素を含む、組成物、方法を定義するために使用される。「から本質的になる（consists essentially of）」又は「から本質的になる（consisting essentially of）」という用語は、「含む」と「からなる」との間の中間の立場をとる。
量、濃度、又は他の値若しくはパラメータが、ある範囲、好ましい範囲、又は好ましい上方値及び／若しくは好ましい下方値のリストのいずれかとして与えられている場合に、これらは、範囲が別個に開示されているかに関わらず、任意の範囲上限値又は好ましい上方値及び任意の範囲下限値又は好ましい下方値の任意の対から形成される全ての範囲を、具体的に開示するものとして、理解されるものとする。本明細書に数値範囲が記述されている場合、特に指示しない限り、この範囲は、その端点を包含し、かつその範囲内の全ての整数及び分数を包含することが意図されている。
地球温暖化係数（ＧＷＰ）は、１キログラムの二酸化炭素の排出と比較して、１キログラムの特定の温室効果ガスの大気排出に起因する相対的な地球温暖化への関与を推定するための指数である。ＧＷＰは、様々な対象期間について計算することができ、所与のガスの大気寿命の影響を示す。１００年間を対象期間とする地球温暖化係数（ＧＷＰ）が、一般的に参照される値である。
本明細書で使用するとき、「オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）」という用語は、「Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｏｚｏｎｅ Ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ，２００２，Ａ ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｗｏｒｌｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ’ｓ Ｇｌｏｂａｌ Ｏｚｏｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｐｒｏｊｅｃｔ」のセクション１．４．４、ページ１．２８～１．３１（このセクションの最初の段落を参照）で定義されている。オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）は、フルオロトリクロロメタン（ＣＦＣ－１１）の質量に対する質量を基準とした化合物から予想される成層圏オゾン層破壊の度合いを表す。
以下の略語を本明細書で使用することができる。
ＣＦＣ：クロロフルオロカーボン
ＧＷＰ：地球温暖化係数
ＨＣＦＣ：ヒドロクロロフルオロカーボン
ＨＣＦＯ：ヒドロクロロフルオロオレフィン
ＨＦＣ：ヒドロフルオロカーボン
ＨＦＥ：ヒドロフルオロエーテル
ＨＦＯ：ヒドロフルオロオレフィン
ＨＦＣ－１５２ａ：１，１－ジフルオロエタン
ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ又は１３３６ｍｚｚ－Ｚ：Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン
ＭＦＩ：メルトフローインデックス
ＯＤＰ：オゾン層破壊係数
ＰＳ：ポリスチレン
重量％：重量パーセント又は重量百分率
本発明のプロセス及び発泡体
本出願は、熱可塑性ポリマー発泡体を調製するためのプロセスを提供する。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるプロセスは、
（ａ）熱可塑性ポリマー及び発泡剤とを含む発泡性組成物を提供する工程であって、発泡剤が、約９５重量％～約１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約１重量％～約９５重量％のＣ２～５ハロアルカンを含む、工程と、
（ｂ）発泡性組成物を膨張させて熱可塑性ポリマー発泡体を製造する工程と、を含む。
本明細書で使用するとき、用語「Ｃ２～５ハロアルカン」は、１つ又は複数のハロ基により置換された、２～５個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖アルカンを指す。いくつかの実施形態では、各ハロは、独立して、フルオロ及びクロロから選択される。いくつかの実施形態では、各ハロは、クロロである。いくつかの実施形態では、ハロアルカンは、過塩素化されている。いくつかの実施形態では、ハロアルカンは、１、２、３、４、５、又は６個のクロロ基によって置換される。いくつかの実施形態では、ハロアルカンは、１、２、又は３個のクロロ基によって置換される。いくつかの実施形態では、ハロアルカンは、１又は２個のクロロ基によって置換される。いくつかの実施形態では、ハロアルカンは、１個のクロロ基によって置換される。例示的なハロアルカンとしては、ジクロロエタン、塩化プロピル、塩化イソプロピル、塩化ブチル、塩化イソブチル、塩化ペンチル、塩化イソペンチルなどが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、Ｃ２～５ハロアルカンは、２－クロロプロパン（すなわち、イソプロピルクロリド）である。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、約１重量％～約９０重量％のＣ２～５ハロアルカン、例えば、約１重量％～約７０重量％、約１重量％～約５０重量％、約１重量％～約３０重量％、約１重量％～約１０重量％、約１０重量％～約９０重量％、約１０重量％～約７０重量％、約１０重量％～約５０重量％、約１０重量％～約３０重量％、約３０重量％～約９０重量％、約３０重量％～約７０重量％、約３０重量％～約５０重量％、約５０重量％～約９０重量％、約５０重量％～約７０重量％、又は約７０重量％～約９０重量％のＣ２～５ハロアルカンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約１重量％～約３０重量％のＣ２～５ハロアルカンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約１重量％～約２５重量％のＣ２～５ハロアルカンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約５重量％～約１５重量％のＣ２～５ハロアルカンを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、少なくとも約２０重量％のＣ２～５ハロアルカンを含む。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるプロセスは、
（ａ）熱可塑性ポリマー及び発泡剤を含む発泡性組成物を提供する工程であって、発泡剤が、約９５重量％～約１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約１重量％～約９５重量％の２－クロロプロパンを含む、工程と、
（ｂ）発泡性組成物を膨張させて熱可塑性ポリマー発泡体を製造する工程と、を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるプロセスは、
（ａ）熱可塑性ポリマー及び発泡剤を含む発泡性組成物を提供する工程であって、発泡剤が、約９５重量％～約１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約１重量％～約９５重量％の２－クロロプロパンを含む、工程と、
（ｂ）発泡性組成物を膨張させて熱可塑性ポリマー発泡体を製造する工程と、を含む。
いくつかの実施形態では、ポリマー中の発泡剤の溶解度は、ポリマー中のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン単独の溶解度よりも大きい。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、約９０重量％～約５重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、例えば、約９０重量％～約１０重量％、約９０重量％～約３０重量％、約９０重量％～約５０重量％、約９０重量％～約７０重量％、約７０重量％～約５重量％、約７０重量％～約１０重量％、約７０重量％～約３０重量％、約７０重量％～約５０重量％、約５０重量％～約５重量％、約５０重量％～約１０重量％、約５０重量％～約３０重量％、約３０重量％～約５重量％、約３０重量％～約１０重量％、又は約１０重量％～約５重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約６０重量％～約１０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約５０重量％～約１０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約４０重量％～約１５重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約３０重量％～約２０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、約１重量％～約９０重量％の２－クロロプロパン、例えば、約１重量％～約７０重量％、約１重量％～約５０重量％、約１重量％～約３０重量％、約１重量％～約１０重量％、約１０重量％～約９０重量％、約１０重量％～約７０重量％、約１０重量％～約５０重量％、約１０重量％～約３０重量％、約３０重量％～約９０重量％、約３０重量％～約７０重量％、約３０重量％～約５０重量％、約５０重量％～約９０重量％、約５０重量％～約７０重量％、又は約７０重量％～約９０重量％の２－クロロプロパンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約１重量％～約３０重量％の２－クロロプロパンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約１重量％～約２５重量％の２－クロロプロパンを含む。いくつかの実施形態では、発泡剤は、約５重量％～約１５重量％の２－クロロプロパンを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、最大で約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、例えば、最大で約７０重量％、６０重量％、５０重量％、４０重量％、３０重量％、２０重量％、又は１０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、少なくとも約２０重量％の２－クロロプロパン、例えば、少なくとも約３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％、又は９０重量％の２－クロロプロパンを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、最大で約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び少なくとも約２０重量％の２－クロロプロパンを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び２－クロロプロパンから実質的になる。いくつかの実施形態では、発泡剤は、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び２－クロロプロパンからなる。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される発泡剤は、ＨＦＣ－１５２ａを更に含む。
いくつかの実施形態では、ポリマー中のＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤の溶解度は、ポリマー中のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン単独の溶解度よりも大きい。
いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約５重量％～約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、例えば、約５重量％～約４０重量％、約５重量％～約２０重量％、約５重量％～約１０重量％、約１０重量％～約６０重量％、約１０重量％～約４０重量％約１０重量％～約２０重量％、約２０重量％～約６０重量％、約２０重量％～約４０重量％、又は約４０重量％～約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約１０重量％～約５０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約１５重量～約４５重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約２０重量％～約３０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む。
いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約１重量％～約２５重量％の２－クロロプロパン、例えば、約１重量％～約２０重量％、約１重量％～約１５重量％、約１重量％～約１０重量％、約１重量％～約５重量％、約５重量％～約２５重量％、約５重量％～約２０重量％、約５重量％～約１５重量％、約５重量％～約１０重量％、約１０重量％～約２５重量％、約１０重量％～約２０重量％、約１０重量％～約１５重量％、約１５重量％～約２５重量％、約１５重量％～約２０重量％、又は約２０重量％～約２５重量％の２－クロロプロパンを含む。いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約１重量％～約２０重量％の２－クロロプロパンを含む。
いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約５重量％～約９５重量％のＨＦＣ－１５２ａ、例えば、約５重量％～約８０重量％、約５重量％～約５０重量％、約５重量％～約２５重量％、約５重量％～約１０重量％、約１０重量％～約９５重量％、約１０重量％～約８０重量％、約１０重量％～約５０重量％、約１０重量％～約２５重量％、約２５重量％～約９５重量％、約２５重量％～約８０重量％、約２５重量％～約５０重量％、約５０重量％～約９５重量％、約５０重量％～約８０重量％、又は約８０重量％～約９５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約２０重量％～約８０重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。いくつかの実施形態では、ＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤は、約５０重量％～約７０重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及びＨＦＣ－１５２ａから実質的になる。いくつかの実施形態では、発泡剤は、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及びＨＦＣ－１５２ａからなる。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、
約１０重量％～約４０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、
約５重量％～約１０重量％の２－クロロプロパン、及び
約５０重量％～約８５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、
約１０重量％～約４０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、
約６重量％～約９重量％の２－クロロプロパン、及び
約５４重量％～約８１重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、
約２５重量％～約３５重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、
約１重量％～約１０重量％の２－クロロプロパン、及び
約６０重量％～約７０重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、
約２５重量％～約３０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、
約５重量％～約１０重量％の２－クロロプロパン、及び
約６０重量％～約６５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、
約２８重量％～約３０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、
約６重量％～約８重量％の２－クロロプロパン、及び
約６３重量％～約６５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、
約２９重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、
約７重量％の２－クロロプロパン、及び
約６４重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、
約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約２０重量％の２－クロロプロパン、又は
約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約１５重量％の２－クロロプロパン、及び約５重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約１０重量％の２－クロロプロパン、及び約１０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約５重量％の２－クロロプロパン、及び約１５重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約７０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約３０重量％の２－クロロプロパン、又は
約７０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約２０重量％の２－クロロプロパン、及び約１０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約７０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約１０重量％の２－クロロプロパン、及び約２０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約７０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約５重量％の２－クロロプロパン、及び約２５重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約４０重量％の２－クロロプロパン、又は
約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約３０重量％の２－クロロプロパン、及び約１０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約２０重量％の２－クロロプロパン、及び約２０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約１０重量％の２－クロロプロパン、及び約３０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約５重量％の２－クロロプロパン、及び約３５重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約５０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約５０重量％の２－クロロプロパン、又は
約５０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約４０重量％の２－クロロプロパン、及び約１０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約５０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約３０重量％の２－クロロプロパン、及び約２０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約５０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約２０重量％の２－クロロプロパン、及び約３０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約５０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約１０重量％の２－クロロプロパン、及び約４０重量％のＨＦＣ－１５２ａ、又は
約５０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約５重量％の２－クロロプロパン、及び約４５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む。
いくつかの実施形態では、本発明のプロセスは、１つ又は複数の添加剤の存在下でポリマー及び発泡剤を加熱する工程、を更に含む。例示的な添加剤としては、所望の効果が得られる量の、造核剤、気泡安定剤、界面活性剤、防腐剤 着色剤、酸化防止剤、補強剤、充填剤、帯電防止剤、ＩＲ減衰剤、押出助剤、可塑剤、及び粘度調整剤、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される発泡剤は、添加剤を実質的に含まない。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される発泡剤は、１つ又は複数の添加剤（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、又は５つの添加剤）を含む。
いくつかの実施形態では、本発明のプロセスは、成核剤の存在下で実施される。いくつかの実施形態では、造核剤は、タルク、グラファイト、及びケイ酸マグネシウムから選択される。
いくつかの実施形態では、発泡性組成物は、難燃剤を更に含む。いくつかの実施形態では、難燃剤は、ポリマー難燃剤又はハロゲン化難燃剤を含む。いくつかの実施形態では、難燃剤は、臭素化難燃剤又は塩素化難燃剤である。いくつかの実施形態では、難燃剤は、ＰｏｌｙＦＲである。
いくつかの実施形態では、発泡性組成物は、赤外線減衰剤を更に含む。
本明細書で使用するとき、用語「溶融組成物」は、発泡性組成物を指す。溶融組成物中の発泡剤の量は、発泡剤以外の添加剤の量、及び発泡生成物において望まれる密度に依存する。いくつかの実施形態では、発泡性組成物中の発泡剤の量は、約５重量％～約２０重量％である。いくつかの実施形態では、発泡性組成物中の発泡剤の量は、発泡性組成物の重量に基づいて約５重量％～約１５重量％である。発泡性組成物中の発泡剤の重量％は、発泡体の所望の密度、及び発泡剤中の成分の比率に基づいて調整することができることが理解される。
いくつかの実施形態では、発泡剤は、ポリマー１００質量部当たり約５部～約２５部のポリマー、例えば、ポリマー１００質量部当たり約５部～約２０部、約５部～約１５部、約５部～約１０部、約１０部～約２５部、約１０部～約２０部、約１０部～約１５部、約１５部～約２５部、約１５部～約２０部、又は約２０部～約２５部である。いくつかの実施形態では、発泡剤は、ポリマー１００質量部当たり約７部～約１８部である。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される熱可塑性ポリマーは、アルケニル芳香族ポリマーである。本明細書で使用するとき、用語「アルケニル芳香族ポリマー」は、アルケニル－芳香族モノマー単位から形成されるポリマーを指す。いくつかの実施形態では、アルケニル－芳香族モノマー単位は、Ｃ２～６アルケニル－Ｃ６～１０アリールモノマー単位である。いくつかの実施形態では、アルケニル－芳香族モノマー単位は、Ｃ２～６アルケニル－フェニルモノマー単位であり、当該フェニルは、所望により置換されている。いくつかの実施形態では、アルケニル芳香族ポリマーはポリスチレンである。
ポリスチレンはスチレンホモポリマーであってもよく、又はスチレン以外の共重合モノマーを含有していてもよい（すなわち、ポリスチレンコポリマー）。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、ポリスチレンと追加の熱可塑性ポリマーとのブレンドを含む。いくつかの実施形態では、追加の熱可塑性ポリマーは、スチレンとスチレン以外のモノマー（例えば、アクリロニトリル）とのコポリマーである。
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレン、スチレンアクリロニトリルコポリマー、及びそれらのブレンドから選択される。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、ポリスチレン、ポリエチレン、及びポリプロピレンから選択される。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン－ポリプロピレンコポリマーである。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、ポリスチレンである。
発泡している熱可塑性ポリマーがポリスチレンであろうと、ポリスチレンと他の熱可塑性ポリマーとのブレンドであろうと、好ましくは、スチレンが、発泡している熱可塑性ポリマーにおける主な重合モノマー（単位）である。いくつかの実施形態では、スチレンの重合単位は、熱可塑性ポリマーの重合モノマー単位の少なくとも７０モル％、少なくとも８０モル％、少なくとも９０モル％、又は少なくとも１００モル％を構成する。
熱可塑性ポリマーがスチレンコポリマーを含有する場合、スチレンと共重合する追加のモノマーの量は、当該コポリマーの総モル数（すなわち、１００％）に基づいて、当該コポリマーのスチレン含有量が当該コポリマーの少なくとも６０モル％、当該コポリマーの少なくとも７０モル％、少なくとも８０モル％、又は少なくとも９０モル％になるような量である。これらの比は、スチレンコポリマーが熱可塑性ポリマー中の唯一のスチレン含有ポリマーであろうと、他の熱可塑性ポリマーとのブレンドであろうと、例えばスチレンホモポリマーであろうと他のスチレンコポリマーであろうと、当てはまることが理解される。
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、スチレンホモポリマー（すなわち、すなわちポリスチレンホモポリマー）を含む。熱可塑性ポリマーが上記のようなポリスチレンと他の熱可塑性ポリマーとのブレンドであるとき、このブレンドのポリスチレン成分は、好ましくは、ポリスチレンと他の熱可塑性ポリマーとの合計重量の少なくとも８０重量％を構成するスチレンホモポリマーである。
発泡しているポリスチレンを含む熱可塑性ポリマーの分子量は、発泡体の用途の要件に必要な強度を提供するのに十分に高い。強度の要件が、発泡生成物の最低密度を決定する。また、ポリスチレンを含む熱可塑性ポリマーの高い分子量は、発泡生成物の強度にも寄与する。分子量の指標は、規定の荷重下で規定のオリフィスを通って溶融ポリマーが流れる速度である。流速が遅いほど、分子量が高い。メルトフローレートの測定値は、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従って２００℃で、また溶融ポリマーに対して５ｋｇの重りを使用して求められる。規定の期間の時間にオリフィスを通って流れる溶融ポリマーの重量によって、メルトフローレートをｇ／１０分で報告することが可能になる。好ましくは、ポリスチレンを含む熱可塑性ポリマーのメルトフローレートは、２０ｇ／１０分以下、より好ましくは１５ｇ／１０分以下、最も好ましくは１０ｇ／１０分以下である。驚くべきことに、分子量が高い（メルトフローレートが低い）ほど、発泡生成物上で滑らかな皮膜がなおも得られると同時に、特に低密度発泡生成物の獲得可能性に関して、発泡結果がより良好になる。好ましくは、本明細書に開示される全てのメルトフローレートの最低メルトフローレートは、少なくとも１ｇ／１０分であり、それによって、本明細書に開示されるメルトフローレート範囲としては、１～２５、１～２０、１～１５、及び１～１０ｇ／１０分が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、メルトフローレートは、溶融ポリマーに対して５ｋｇの重りを使用して、２００℃でＡＳＴＭ Ｄ １２３８の手順に従って求めたとき、約２５ｇ／１０分以下である。
ポリスチレンを含む熱可塑性ポリマーへの言及は、ポリスチレン自体にも適用される。したがって、例えば、前述の段落におけるポリスチレンを含む熱可塑性ポリマーについての開示を、本開示のポリスチレンに置き換えることができる。
いくつかの実施形態では、本発明のプロセスは、熱可塑性ポリマーを押出加工して、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及び任意選択的にＨＦＣ－１５２ａを含む熱可塑性ポリマー発泡体を形成する工程、を更に含む。
いくつかの実施形態では、押出加工は、約１００℃～約１５０℃、例えば、約１００℃～約１４０℃、約１００℃～約１３０℃、約１００℃～約１２０℃、約１００℃～約１１０℃、約１１０℃～約１５０℃、約１１０℃～約１４０℃、約１１０℃～約１３０℃、約１１０℃～約１２０℃、約１２０℃～約１５０℃、約１２０℃～約１４０℃、約１２０℃～約１３０℃、約１３０℃～約１５０℃、約１３０℃～約１４０℃、又は約１４０℃～約１５０℃のダイ温度で行われる。いくつかの実施形態では、押出加工は、約１１０℃～約１４０℃のダイ温度で行われる。いくつかの実施形態では、押出加工は、約１２０℃～約１３０℃のダイ温度で行われる。
いくつかの実施形態では、本発明のプロセスは、１）発泡性組成物を所望の形態に形成し、２）発泡性組成物を押出加工して、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及び、任意選択的にＨＦＣ－１５２ａを含む熱可塑性ポリマー発泡体を形成するために押出加工機内で実施される。
本発明のプロセスが押出加工機内で実施されるとき、熱可塑性ポリマーは、押出加工機への供給原料を形成する。発泡剤及び共発泡剤は、好ましくは、押出加工機の供給端と押出端との中間の位置で押出加工機に供給され、典型的には、押出スクリューが供給原料を押出加工機の長さに沿って前進させるときに作製される発泡性組成物に供給される。追加の添加剤は、便利な場合、添加剤の状態によって記述され得るように添加され得る。例えば、固体添加剤は、押出加工機の供給端に、場合によっては粒子状形態のポリマー供給原料との混合物として押出加工機に便利に添加することができる。押出加工機内で得られた発泡性組成物をダイに通して押出加工し、それによって、発泡性組成物を所望の形状（例えば、シート、板、ロッド、又はチューブ）の発泡生成物に膨張させ、その後冷却する。
組成物が溶融して溶融組成物が形成される押出加工機内の領域では、この溶融は熱の印加によって生じ、その熱は溶融物を形成する混合プロセスで発生し、これが溶融混合領域とみなされる。一実施形態では、温度は、少なくとも１８５℃、より好ましくは少なくとも１９０℃、又は少なくとも２００℃、又は少なくとも２１０℃である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される全ての溶融混合温度についての最高温度は、２５０℃である。本明細書に開示される溶融混合温度は、混合時の混合ゾーンにおける溶融物の温度である。いくつかの実施形態では、溶融混合が実施される圧力は、少なくとも３０００ｐｓｉ（２０７バール）、より好ましくは少なくとも３５００ｐｓｉ（２４１バール）、より好ましくは少なくとも４０００ｐｓｉ（２７６バール）である。いくつかの実施形態では、溶融混合が実施される開示された全ての最低圧力についての最高値は、５０００ｐｓｉ（３４５バール）以下である。本明細書に開示される圧力は、ゲージ圧である。
溶融組成物が押し出される押出加工機内の領域では、押出加工が実施される温度が好ましくは少なくとも１０５℃、より好ましくは１１０℃、より好ましくは少なくとも１２５℃であるように溶融組成物が冷却される。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される全ての最低押出温度についての最高値は、好ましくは１４０℃以下である。本明細書に開示される押出温度は、押出時の溶融物の温度である。
いくつかの実施形態では、押出加工は、好ましくは、少なくとも１５００ｐｓｉ（１０３バール）、より好ましくは少なくとも１６００ｐｓｉ（１１０バール）の圧力で実施される。本明細書に開示される最低押出圧力についての最高値は、好ましくは２０００ｐｓｉ（１３８バール）以下である。押出圧力は、押出ダイ内部の圧力である。
いくつかの実施形態では、プロセスは、約１００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉ、例えば、約１００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉ、約１００ｐｓｉ～約３０００ｐｓｉ、約１００ｐｓｉ～約２０００ｐｓｉ、約１００ｐｓｉ～約１０００ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ～約３０００ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ～約２０００ｐｓｉ、約２０００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉ、約２０００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉ、約２０００ｐｓｉ～約３０００ｐｓｉ、約３０００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉ、約３０００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉ、又は約４０００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉの発泡直前の圧力で実施される。いくつかの実施形態では、プロセスは、約５００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉの発泡直前の圧力で実施される。いくつかの実施形態では、プロセスは、約８００ｐｓｉ～約３０００ｐｓｉの発泡直前の圧力で実施される。いくつかの実施形態では、プロセスは、約１０００ｐｓｉ～約２５００ｐｓｉの発泡直前の圧力で実施される。
上記メルトフローレート、温度、及び圧力についての複数の範囲の開示は、所望の特定の発泡構造を得るために、本発明の実施において任意の組み合わせで使用することができる。例えば、泡密度の低い発泡生成物を得るためには３０００～５０００ｐｓｉ（２０７～３４５バール）の溶融混合圧力が好ましく、本明細書に開示される滑らかな表皮の独立気泡の発泡体生成物密度のいずれかを形成するために、この温度範囲は溶融混合及び押出の温度範囲のいずれかと共に使用することができる。溶融混合のための３０００～５０００ｐｓｉ（２０７～３４５バール）の圧力範囲と共に、１５００～２０００ｐｓｉ（１０３～１３８バール）の溶融押出圧力範囲についても同じことが当てはまる。最も好ましくは、溶融混合（２０７～３４５バール）及び押出加工（１０３～１３８バール）のための２つの好ましい圧力範囲が共に使用される。２５、２０、１５、及び１０以下、かつ最低少なくとも１（全ての値はｇ／１０分である）の発泡するポリマーについてのメルトフローレートは、発泡生成物の所望の結果に応じて、これらの圧力及び温度の組み合わせのいずれかと共に使用することができる。
本発明のプロセスが押出加工機内で実施されるとき、押出加工が実施される温度が、好ましくは少なくとも１２５℃、より好ましくは少なくとも１３０℃になるように、熱可塑性ポリマー（すなわち、発泡性組成物）を冷却する。いくつかの実施形態では、押出加工が実施される温度は、本発明のプロセスの第１の温度よりも低い温度である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される全ての最低押出加工温度についての最高値は、約１５０℃以下である。いくつかの実施形態では、押出加工は、約１００℃～約１５０℃の温度で実施される。いくつかの実施形態では、押出加工は、約１１０℃～約１４０℃の温度で実施される。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される押出加工温度は、押出加工時のポリマー溶融物の温度である。
本発明のプロセスが押出加工機内で実施されるとき、押出加工は、好ましくは少なくとも１５００ｐｓｉ（１０３バール）、より好ましくは少なくとも１６００ｐｓｉ（１１０バール）の圧力で実施される。本明細書に開示される最低押出圧力についての最高値は、好ましくは２０００ｐｓｉ（１３８バール）以下である。いくつかの実施形態では、押出加工は、約１５００ｐｓｉ～約２０００ｐｓｉの圧力で実施される。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される押出加工圧力は、押出ダイ内部の圧力である。
いくつかの実施形態では、押出加工は、約１００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉ、例えば、約１００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉ、約１００ｐｓｉ～約２０００ｐｓｉ、約１００ｐｓｉ～約１０００ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉ、約１０００ｐｓｉ～約２０００ｐｓｉ、約２０００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉ、約２０００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉ、又は約４０００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉの圧力で実施される。
いくつかの実施形態では、押出加工は、約５００ｐｓｉ～約４０００ｐｓｉの圧力で実施される。
いくつかの実施形態では、押出加工は、約７５０ｐｓｉａ～約３０００ｐｓｉａの圧力で実施される。
いくつかの実施形態では、押出加工は、約９００ｐｓｉａ～約２７５０ｐｓｉａの圧力で実施される。
いくつかの実施形態では、本出願は、本明細書に記載されるプロセスのうちの１つ又は複数に従って調製された発泡体生成物（例えば、熱可塑性ポリマー発泡体）を提供する。
いくつかの実施形態では、発泡体は、
（ａ）ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、及びスチレン－アクリロニトリルコポリマー、又はこれらのブレンドからなる群から選択される熱可塑性ポリマーと、
（ｂ）本明細書に提供される発泡剤（すなわち、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及び任意選択的にＨＦＣ－１５２ａ）を含む発泡剤）と、を含む。
いくつかの実施形態では、発泡体は、
（ａ）ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、及びスチレン－アクリロニトリルコポリマー、又はこれらのブレンドからなる群から選択される熱可塑性ポリマーと、
（ｂ）本明細書で提供されるＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び２－クロロプロパンを含む発泡剤と、を含む。
いくつかの実施形態では、発泡体は、
（ａ）ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、及びスチレン－アクリロニトリルコポリマー、又はこれらのブレンドからなる群から選択される熱可塑性ポリマーと、
（ｂ）本明細書で提供されるＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及びＨＦＣ－１５２ａを含む発泡剤と、を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される発泡体は、１つ又は複数の添加剤を更に含む。
所望の特定の発泡構造を得るために、本明細書に記載の発泡剤ブレンド、添加剤、メルトフローレート、温度、圧力、及び他のプロセスパラメータを本発明の実施において任意の組み合わせで使用してよいことが理解される。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される熱可塑性ポリマー発泡体は、以下の特性のうちの１つ又は複数を含む。
・独立気泡－少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％。独立気泡含有量は、ＡＳＴＭ法Ｄ６２２６－０５に従って測定することができる。
・平均気泡サイズ：約０．００５ｍｍ～約５ｍｍ（すなわち、５μｍ～約５０００μｍ）、例えば、約０．０１ｍｍ～約５ｍｍ、約０．０５ｍｍ～約５ｍｍ、約０．０５ｍｍ～約０．５ｍｍ。いくつかの実施形態では、平均気泡サイズは、約０．０１ｍｍ～約１ｍｍである。いくつかの実施形態では、平均気泡サイズは約０．０２ｍｍ～約０．５ｍｍである。いくつかの実施形態では、平均気泡サイズは、約０．１ｍｍ～約０．３ｍｍである。
・約４０ｋｇ／ｍ３以下、約３５ｋｇ／ｍ３以下、又は約２３ｋｇ／ｍ３以下の密度であること。密度は、ＩＳＯ法８４５ ８５に従って測定することができる。
・スムーススキン。
・ブローホールを実質的に含まない。
本発明を、具体的な実施例によって、より詳細に説明する。以下の実施例は、例示目的のために提供され、いかなる意味でも、本発明を限定することを意図するものではない。
実施例１．軟化ポリスチレンホモポリマー中のＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／２－クロロプロパンブレンドの溶解度
この実施例は、軟化ポリスチレン中の純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度と比較して、軟化ポリスチレン中のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン（すなわち、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ）／２－クロロプロパンブレンドの溶解度の向上を示す。
ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ及び軟化ポリスチレン中に２０重量％の２－クロロプロパンを含有するＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／２－クロロプロパンブレンドの溶解度は、以下の手順によって決定した。約７８ｇのポリスチレンを１２５ｃｃのステンレス鋼Ｐａｒｒ（著作権）反応器に充填した。反応器を計量し、入口／出口配管に取り付け、油浴に浸し、排気した。ＨＩＰ圧力発生器（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ社製）を使用して、予想される溶解度を超える量の発泡剤を排気された反応器へ充填した。油浴を加熱し、最終圧力を記録する前に、１７９℃の温度で３０分間維持した。Ｐａｒｒ（著作権）反応器を油浴から取り出し、室温まで冷却した。過剰な（ポリスチレン中に溶解していない）発泡剤を排出又は通気した後、反応器（内部で再固化したポリスチレンを含む）を、計量した。重量増加は、以下の式に従って溶解度として記録した。
式１．
溶解度（重量％）＝（樹脂重量増加÷７８）Ｘ１００。
予想外に、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚと２－クロロプロパンとのブレンドは、同じ条件で純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度を有意に超える軟化ポリスチレンへの溶解度を示すことが判明した（図１参照）。例えば、１７９℃及び２００３ｐｓｉａで５．０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する軟化ポリスチレンホモポリマー中の純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度は、５．５ｇ／１００ｇポリスチレンとして推定された。対照的に、２０重量％の２－クロロプロパンを含有するＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／２－クロロプロパンブレンドの溶解度は、同じポリスチレンにおいて、同じ温度及び圧力で、２２．２ｇ／１００ｇポリスチレンの溶解度を示し、すなわち、純粋なＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚの溶解度よりも３００％高い溶解度を示した。
実施例２．発泡剤としてＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／ＨＦＣ－１５２ａ／２－クロロプロパンブレンドを使用したポリスチレン発泡押出物
この実施例は、ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ及びＨＦＣ－１５２ａを含有する発泡剤ブレンド中の２－クロロプロパンの添加から得られるＸＰＳ発泡密度の低下を示す。ポリスチレンは、４ｇ／１０分のメルトフローレートを有するスチレンホモポリマー（Ｔｏｔａｌ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＰＳ ５３５Ｂ））であった。造核剤（タルク）は、押出加工機内で形成される溶融組成物中にポリスチレン及び発泡剤と共に存在した。
９個の、個別に制御され、電気的に加熱されるゾーンを備える５０ｍｍの二軸実験室用押出加工機を使用した。押出加工機の最初の４つのゾーンを使用して、ポリマーを加熱及び軟化させた。押出加工機の発泡剤注入位置から端部までの残りのバレルセクションは、選択された、より低い温度に設定した。２ｍｍの開口部を有する環形ダイを、発泡ロッド試料の押出加工に使用した。結果を表１に要約する。
Figure 0007466517000001
表１の結果は、７重量％の２－クロロプロパン及び約３０重量％のＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚを発泡剤として含有するＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／ＨＦＣ－１５２ａ／２－クロロプロパンブレンドを使用することにより、発泡剤として約３０重量％のＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚを含有するＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ－Ｚ／ＨＦＣ－１５２ａブレンドで達成される密度より約１５％低い密度の押出形成ポリスチレン発泡体の形成が可能になる。
他の実施形態
１．熱可塑性ポリマー発泡体を調製するためのプロセスであって、
（ａ）熱可塑性ポリマー及び発泡剤を含む発泡性組成物を提供する工程であって、発泡剤が、約９５重量％～約１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び約１重量％～約９５重量％の２－クロロプロパンを含む、工程と、
（ｂ）発泡性組成物を膨張させて熱可塑性ポリマー発泡体を製造する工程と、を含む、プロセス。
２．ポリマー中の発泡剤の溶解度が、ポリマー中のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン単独の溶解度よりも大きい、実施形態１に記載のプロセス。
３．発泡剤が、約５０重量％～約１０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態１又は２に記載のプロセス。
４．発泡剤が、約３０重量％～約２０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態１又は２に記載のプロセス。
５．発泡剤が、約１重量％～約３０重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態１～４のいずれか一項に記載のプロセス。
６．発泡剤が、約５重量％～約１５重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態１～４のいずれか一項に記載のプロセス。
７．発泡剤が、最大で約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び少なくとも約２０重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態１又は２に記載のプロセス。
８．発泡剤が、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び２－クロロプロパンから実質的になる、実施形態１～７のいずれか１つに記載のプロセス。
９．発泡剤が、ＨＦＣ－１５２ａを更に含む、実施形態１～８のいずれか一項に記載のプロセス。
１０．ポリマー中の発泡剤の溶解度が、ポリマー中のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン単独の溶解度よりも大きい、実施形態９に記載のプロセス。
１１．発泡剤が、約５重量％～約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態９又は１０に記載のプロセス。
１２．発泡剤が、約２０重量％～３０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態９又は１０に記載のプロセス。
１３．発泡剤が、約１重量％～約２０重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態９から１２のいずれか一項に記載のプロセス。
１４．発泡剤が、約５重量％～約９５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む、実施形態９から１３のいずれか一項に記載のプロセス。
１５．発泡剤が、約５０重量％～７０重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む、実施形態９から１３のいずれか一項に記載のプロセス。
１６．発泡剤が、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及びＨＦＣ－１５２ａから実質的になる、実施形態９から１５のいずれか１つに記載のプロセス。
１７．熱可塑性ポリマーが、アルケニル芳香族ポリマーである、実施形態１から１６のいずれか一項に記載のプロセス。
１８．熱可塑性ポリマーが、ポリスチレン、ポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレン、及びスチレンアクリロニトリルコポリマー、並びにこれらのブレンドからなる群から選択される、実施形態１から１６のいずれか１つに記載のプロセス。
１９．熱可塑性ポリマーが、ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、スチレン－アクリロニトリルコポリマー、又はこれらのブレンドからなる群から選択される、実施形態１から１６のいずれか１つに記載のプロセス。
２０．プロセスが、約１００ｐｓｉ～約５０００ｐｓｉの発泡直前の圧力で実施される、実施形態１から１９のいずれか一項に記載のプロセス。
２１．プロセスが、約１０００ｐｓｉ～約２５００ｐｓｉの発泡直前の圧力で実施される、実施形態１から１９のいずれか一項に記載のプロセス。
２２．熱可塑性ポリマーを押出加工して、熱可塑性ポリマー発泡体を形成する工程を更に含む、実施形態１から２１のいずれか一項に記載のプロセス。
２３．押出加工が、約１００℃～約１５０℃のダイ温度で実施される、実施形態２２に記載のプロセス。
２４．押出加工が、約１１０℃～約１４０℃のダイ温度で実施される、実施形態２２に記載のプロセス。
２５．押出加工が、約１２０℃～約１３０℃のダイ温度で実施される、実施形態２２に記載のプロセス。
２６．ポリマー発泡体が、独立気泡ポリマー発泡体である、実施形態１から２５のいずれか一項に記載のプロセス。
２７．ポリマーが、少なくとも７０％の独立気泡を含む、実施形態１から２６のいずれか一項に記載のプロセス。
２８．ポリマー発泡体が、スムーススキンポリマー発泡体である、実施形態１から２７のいずれか一項に記載のプロセス。
２９．ポリマー発泡体が、ブローホールを実質的に含まない、実施形態１から２８のいずれか一項に記載のプロセス。
３０．ポリマーが、ポリスチレンホモポリマーである、実施形態１から１６から１９から２９のいずれか一項に記載のプロセス。
３１．発泡性組成物が、造核剤を更に含む、実施形態１から３０のいずれか一項に記載のプロセス。
３２．造核剤が、タルク、グラファイト、及びケイ酸マグネシウムからなる群から選択される、実施形態３１に記載のプロセス。
３３．発泡性組成物が、難燃剤を更に含む、実施形態１から３２のいずれか一項に記載のプロセス。
３４．難燃剤が、ポリマー難燃剤又はハロゲン化難燃剤を含む、実施形態３３に記載のプロセス。
３５．難燃剤が、臭素化難燃剤又は塩素化難燃剤である、実施形態３３に記載のプロセス。
３６．難燃剤が、ＰｏｌｙＦＲである、実施形態３３に記載のプロセス。
３７．発泡性組成物が、赤外線減衰剤を更に含む、実施形態１から３６のいずれか一項に記載のプロセス。
３８．発泡剤が、ポリマー１００質量部当たり約５部～約２５部である、実施形態１から３７のいずれか１つに記載のプロセス。
３９．発泡剤が、ポリマー１００質量部当たり約７部～約１８部である、実施形態１から３７のいずれか１つに記載のプロセス。
４０．本出願は更に、熱可塑性ポリマー発泡体を提供し、熱可塑性ポリマー発泡体は、
（ａ）ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、及びスチレン－アクリロニトリルコポリマー、又はこれらのブレンドからなる群から選択される熱可塑性ポリマーと、
（ｂ）９５重量％～１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び１重量％～９５重量％の２－クロロプロパンを含む発泡剤と、を含む。
４１．発泡剤が、約９０重量％～約７０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態４０に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４２．発泡剤が、約５０重量％～約１０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態４０に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４３．発泡剤が、約３０重量％～約２０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態４０に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４４．発泡剤が、約１重量％～約３０重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態４０から４３のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４５．発泡剤が、約５重量％～約１５重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態４０から４３のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４６．発泡剤が、最大で約８０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び少なくとも約２０重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態４０に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４７．発泡剤が、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン及び２－クロロプロパンから実質的になる、実施形態４０から４６のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４８．発泡剤が、ＨＦＣ－１５２ａを更に含む、実施形態４０に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
４９．発泡剤が、約５重量％～約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態４８に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５０．発泡剤が、約２０重量％～約３０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、実施形態４８に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５１．発泡剤が、約１重量％～約２０重量％の２－クロロプロパンを含む、実施形態４８から５０のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５２．発泡剤が、約５重量％～約９５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む、実施形態４８から５１のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５３．発泡剤が、約５０重量％～７０重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む、実施形態４８から５１のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５４．発泡剤が、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及びＨＦＣ－１５２ａから実質的になる、実施形態４８から５３のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５５．発泡体が、ＩＳＯ法８４５－８５に従って約６４ｋｇ／ｍ３未満の密度を有する、実施形態４０から５４のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５６．発泡体が、ＩＳＯ法８４５－８５に従って約３０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有する、実施形態４０から５４のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５７．ポリマーが、約２５ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有する、実施形態４０から５６のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５８．独立気泡ポリマー発泡体である、実施形態４０から５７のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
５９．スムーススキンポリマー発泡体である、実施形態４０から５８のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６０．ポリマー発泡体が、ブローホールを実質的に含まない、実施形態４０から５９のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６１．発泡体が、少なくとも７０％の独立気泡を含む、実施形態４０～６０のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６２．発泡体の平均気泡サイズが、約１マイクロメートル～約５，０００マイクロメートルである、実施形態４０から６１のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６３．発泡体の平均気泡サイズが、約１０マイクロメートル～約５，０００マイクロメートルである、実施形態４０から６１のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６４．発泡体の平均気泡サイズが、約１００マイクロメートル～約３００マイクロメートルである、実施形態４０から６２のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６５．発泡体が、ポリスチレン発泡体である、実施形態４０から６４のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６６．発泡体が、スチレン／アクリロニトリルコポリマー発泡体である、実施形態４０から６４のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
６７．発泡体が、約４０ｋｇ／ｍ３以下の密度を有する、実施形態４０から６６のいずれか１つに記載の熱可塑性ポリマー発泡体。
本発明をその詳細な説明と併せて説明してきたが、前述の説明は、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の範囲を例示することを意図し、かつ限定するものではないことを理解すべきである。他の態様、利点、及び変更は、以下の特許請求の範囲内である。本発明が、本発明の任意の特定の態様及び／又は実施形態に関して本明細書に記載される特徴のいずれも、本明細書に記載される本発明の任意の他の態様及び／又は実施形態の他の特徴のいずれかのうちの１つ以上と組み合わせることができ、組み合わせの適合性を確実にするために適宜変更することができることが、当業者により理解されるべきである。このような組み合わせは、本開示により企図される本発明の一部であるとみなされる。

Claims (21)

  1. 熱可塑性ポリマー発泡体を調製するためのプロセスであって、
    （ａ）熱可塑性ポリマー及び発泡剤を含む発泡性組成物を提供する工程であって、前記発泡剤が、約９５％～約１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、約１重量％～約９５％重量％の２－クロロプロパン、および１，１－ジフルオロエタン（ＨＦＣ－１５２ａ）を含む、工程と、
    （ｂ）前記発泡性組成物を膨張させて前記熱可塑性ポリマー発泡体を製造する工程と、を含み、スチレンの重合単位が、熱可塑性ポリマーの重合モノマー単位の少なくとも７０モル％を構成する、プロセス。
  2. 前記発泡剤が、約５重量％～約６０重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテンを含む、請求項１に記載のプロセス。
  3. 前記発泡剤が、約１重量％～約２０重量％の２－クロロプロパンを含む、請求項１に記載のプロセス。
  4. 前記発泡剤が、約５重量％～約９５重量％のＨＦＣ－１５２ａを含む、請求項１に記載のプロセス。
  5. 前記発泡剤が、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、２－クロロプロパン、及びＨＦＣ－１５２ａから実質的になる、請求項１に記載のプロセス。
  6. 前記熱可塑性ポリマーが、ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、スチレン－アクリロニトリルコポリマー、及びこれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１に記載のプロセス。
  7. 前記プロセスが、約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉ）～約３４．５ＭＰａ（５０００ｐｓｉ）の発泡直前の圧力で実施される、請求項１に記載のプロセス。
  8. 前記熱可塑性ポリマーを押出加工して、前記熱可塑性ポリマー発泡体を形成する工程を更に含む、請求項１に記載のプロセス。
  9. 前記押出加工が、約１００℃～約１５０℃のダイ温度で実施される、請求項８に記載のプロセス。
  10. 前記ポリマー発泡体が、独立気泡ポリマー発泡体である、請求項１に記載のプロセス。
  11. 前記ポリマー発泡体が、スムーススキンポリマー発泡体である、請求項１０に記載のプロセス。
  12. 前記ポリマーが、ポリスチレンホモポリマーである、請求項１に記載のプロセス。
  13. 前記発泡性組成物が、造核剤を更に含む、請求項１に記載のプロセス。
  14. 前記造核剤が、タルク、グラファイト、及びケイ酸マグネシウムからなる群から選択される、請求項１３に記載のプロセス。
  15. 前記発泡性組成物が、難燃剤を更に含む、請求項１に記載のプロセス。
  16. 前記難燃剤が、ポリマー難燃剤又はハロゲン化難燃剤を含む、請求項１５に記載のプロセス。
  17. 前記難燃剤が、臭素化難燃剤又は塩素化難燃剤である、請求項１５に記載のプロセス。
  18. 前記発泡性組成物が、赤外線減衰剤を更に含む、請求項１に記載のプロセス。
  19. 前記発泡剤が、ポリマー１００質量部当たり約１部～約２５部である、請求項１に記載のプロセス。
  20. 前記発泡剤が、ポリマー１００質量部当たり約７部～約１８部である、請求項１に記載のプロセス。
  21. 熱可塑性ポリマー発泡体であって、
    （ａ）ポリスチレンホモポリマー、ポリスチレンコポリマー、及びスチレン－アクリロニトリルコポリマー、又はこれらのブレンドからなる群から選択される熱可塑性ポリマーと、
    （ｂ）６０重量％～１重量％のＺ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン、５重量％～９５重量％の２．２－ジフルオロエタン、及び１重量％～２０重量％の２－クロロプロパンを含む発泡剤と、
    を含み、スチレンの重合単位が、熱可塑性ポリマーの重合モノマー単位の少なくとも７０モル％を構成している、熱可塑性ポリマー発泡体。
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