フォーム製造プロセス

発泡プロセスは4つの段階に分かれており、その中で化学発泡剤が重要な役割を果たします。化学発泡剤は、通常、窒素、二酸化炭素、水分、その他のガスを少量発生させます。理想的なガスは窒素です。窒素は透過性が低く、無臭で無毒であり、良好な特性と均一な気孔を持つ発泡体を生成します。

製造工程において、化学発泡剤は適切なタイミングで、通常はポリマーが液体または溶融状態にある時にポリマー中に均一に分散させる必要があります。この段階では、発泡剤とポリマー材料を濃厚状態または開放状態で混合するため、発泡剤の分解温度よりも低い精製温度を考慮する必要があります。

第二段階では、システムは多数の個別の気泡を形成します。この段階では、小さな気泡の形成を促進するために核剤を添加する必要があります。核剤を添加しないと、極めて不均一な細孔が形成されてしまいます。核剤は通常、炭酸カルシウム、カオリン、カーボンブラックなどの微細な不活性粒子です。

第三段階では、最初に形成された小胞は、より多くのガスがポリマーを通過して小胞内に入るにつれて、サイズが大きくなり続けます。時間が十分に長ければ、個々の小胞は互いに接触して融合し、連続気泡の泡を形成します。一方、小胞が互いに連結されていない場合は、独立気泡の泡が形成されます。小胞の融合は無限に続き、泡は崩壊します。

最終段階では、ポリマー粘度が上昇するにつれて、発泡剤はほぼ完全に分解され、気泡の成長が止まり、泡が安定して定型的な製品になります。ポリマー粘度は、冷却、架橋、その他の方法によって上昇させることができます。これらの3段階の時間範囲は、最短で数分の1秒、最長で数秒以内です。

フォームの品質は、発泡剤の分解とポリマー材料のゲル化（粘度）に密接に関係しています。通常、発泡剤の分解とポリマー材料のゲル化は同時に進行するか、ゲル化が発泡剤の分解よりもわずかに早く進行することが求められます。これらが一致しない場合、良好な性能のフォームを得ることはできません。ゲル化が発泡過程よりも遅れると、気孔壁の粘度が低下し、フォームが軟化したり、材料を支持できなくなったりしてフォームが崩壊します。逆に、気孔壁の強度が高すぎると、気孔内に過度の圧力がかかり、気孔壁が破れ、フォーム中心部に大きな亀裂が生じます。