JPH06256556A - 発泡ポリオレフィン板及びその製造方法 - Google Patents

発泡ポリオレフィン板及びその製造方法

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JPH06256556A
JPH06256556A JP5046343A JP4634393A JPH06256556A JP H06256556 A JPH06256556 A JP H06256556A JP 5046343 A JP5046343 A JP 5046343A JP 4634393 A JP4634393 A JP 4634393A JP H06256556 A JPH06256556 A JP H06256556A
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マーティン・フィッデレアーズ
Svennen Leon
レオン・スヴェンネン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハロゲンを含まない炭化水素又はＣＯ2であ
り得る発泡剤により発泡された発泡ポリオレフィン板及
びその製造方法 【構成】 １００重量部の粒状低密度ポリエチレン、１
重量部のステアリン酸亜鉛、及び０．５重量部の微粒タ
ルクの混合物を、シングルスクリュー押出機中で、溶融
しブタン発泡剤と加圧下に混合し、融点に比較して低い
温度に冷却し、そしてリング形のスプレーノズルを通し
て外に押出した。発泡されたリング状に押出された粘稠
素材を円筒状のスリーブ上に導き、そして成形マンドレ
ルに供給し、そしてそこで延伸しそして冷却した。発泡
された素材が、引取路において、安定化しそして十分な
内部強度を得た後、チューブラフォームをマンドレルの
端で切り開き、ニードル孔あけロール装置を通して導い
た。発泡剤の含量を減じるためにニードル孔あけ装置に
よってニードル孔あけし、発泡ポリオレフィンの押出板
を製造した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発泡剤を含むポリオレ
フィン成形材料、特にこのタイプのポリエチレン及びポ
リプロピレン合成樹脂組成物から、これらの組成物の押
出、発泡及び膨張によって、比較的小さな板厚さに製造
された発泡材料ウェブ形板、及び多方面の殊に包装及び
断熱材のような使用法の発見に関する。
【０００２】
【従来の技術】小さな厚さの均一な発泡製品を、包装及
び断熱材料のために要求される、無限大の長さと比較的
大きな幅をもった板形に製造することは比較的困難であ
る。この目的のために、例えば、米国特許番号第４,３
２３,５２８号（コリンズ［Collins］）に記述されてい
るような特別の装置や方法が開発されてきた。工業上の
操作のために使用可能な連続又は非連続な工程を確保す
るためには、特にお互いに適用される圧力、温度及び押
出速度の操作条件の他、ポリマー組成物、発泡又は膨張
剤、及び所望により含まれる他の添加剤の加工される出
発物質中の量的割合の、調整に影響する正確な漸次的移
行をも与えることが必要である。
【０００３】ハロゲン化炭化水素が発泡又は膨張剤とし
て使用される限りは結果は満足すべきものであった。環
境保護の考慮から、そのようなハロゲン化炭化水素の利
用は今や望ましいものでも、許容されるものでもない。
ハロゲン化炭化水素の代用として、現在これらの方法
は、薄いポリオレフィン発泡シート材料の製造において
発泡及び膨張剤としてハロゲンを含まない炭化水素、特
にブタン、イソブタン及び／又はプロパン及び／又はＣ
Ｏ2を使用している。本方法において、発泡材料の形成
後に、膨張した材料からこれらの発泡及び膨張材料が望
ましい方法で逃げないという問題がある。このようにし
て形成された発泡シートはその次の配置された「熟成段
階」において発泡及び膨張剤を可能な限り含まないべき
である。このことは、高温又は周囲温度における比較的
長期間、例えば数週間貯蔵又は放置によって達成され
る。この目的のためには、押出機の下流に配置された装
置内で発泡シート材料を例えば３０分間、４０〜５０℃
に加熱すること、例えばこの温度に設定されたオーブン
内に発泡シート材料を導入することによって熱安定化を
実施することも可能である。これらの処理が時間とエネ
ルギーを消費するという事実の他に、完成発泡材料に残
っている炭化水素発泡剤が高い残留濃度であることが発
見されてきた；これはその熱安定性及び表面の視覚的外
観、いわゆるスキンにおける逆効果をもつ。
【０００４】本発明は、ハロゲンを含まない炭化水素及
び／又はＣＯ2、特にブタンによって、もし望まれる場
合にはＣＯ2との混合物中で膨張させたポリオレフィン
組成物から作成された発泡シート材料及び板材料であっ
て、その製造直後に３０％以上に減じられた発泡剤の量
を示し、そして良好な機械的耐久性をもつ前記材料を提
案することの目的に基づく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】米国特許番号第４,３
２３,５２８号から知られるような方法にしたがった装
置中で、発泡剤として例えばフルオロ化塩素化炭化水素
（ＦＣＨＣ）の替わりにブタンを用いてほぼ５０mm〜１
００mm薄い発泡板を製作するとき、完成発泡板は、見い
出されてきたように、その他は同一の条件でＦＣＨＣを
発泡剤として製作された板と異なった物理的性質を示
す。特に、熱安定性は、要求される標準条件に合致しな
い。
【０００６】このような欠点は、発泡された材料からの
炭化水素発泡材料の放出が困難になるという事実に因
る。おそらく、押出された材料の発泡の間、ダイの上流
の押出機ヘッド内の約１０５〜１１５℃と発泡材料が押
出される周囲の空間における２０℃との温度差の衝撃の
影響によって、そしてどうしても固化した発泡材料から
ハロゲンを含まない炭化水素発泡剤の脱出を妨げるため
にある意味ではいわゆる象皮の表面スキンが形成され
る。したがって、固化され、使用状態となった発泡板材
料中の発泡剤の残量は比較的高い水準になり、数週間の
過程の間、要求される熱安定性が達成される度合いには
減少しない。この材料の熱的性質は不十分である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】これらの不十分性は、本
発明にしたがって、材料が固化しその内部安定性に達し
た後、ほぼ押出機ダイから出たあと１時間以内、最大で
押出後３時間後に直接に押出発泡板材料をニードル孔あ
け工程にかけることによって克服できる。
【０００８】このことは、押出機及びその下流に連続し
て安定化された発泡板製品にステッチ孔あけのための装
置を配備することによって単純な方法で達成される。
【０００９】本目的に使用できるニードル孔あけ装置は
普通のものである。例えば、２つのロールから作られた
装置であって、ロールが互いに平行に配置され同じ周速
で反対方向で運転されており、ロールの１つがゴム被覆
を備えそして他のロールがニードルを植え込まれてお
り、ロールの軸間隔が可変調整できる装置を用いること
が可能である。発泡板製品はゴムロール上に導かれ、そ
して板製品は向かい側のロール上のニードルの助けによ
ってによって孔あけされる。本発明のニードル孔あけを
実施することは、ニードルが垂直に所望によっては水平
に可動な発泡板の平面に平行に配置されたプレートに取
り付けられ、このプレートが発泡ウェブの引取速度に相
当する水平速度で運転されており；ニードル孔あけ工程
が、それによって発泡ウェブの方向に垂直の動きによっ
て、同時にニードル孔あけ工程が実施される、通常の装
置によっても同様に可能である。
【００１０】発泡ウェブ内へのニードル孔あけの穿孔の
深さはロールの場合には相当する軸間隔の調整によっ
て、及びニードルプレート装置の上昇高さの調整によっ
てそれぞれ変えることができる。孔あけ工程中の孔あけ
の穿孔の大きさは採用されるニードルの厚さによって制
御される。適切には、発泡板材料内への最大穿孔深さに
相当する長さを有する先端のニードルが使用される。
【００１１】三角形のニードル先端を利用するときは、
その際、穿孔の大きさと深度はニードル孔あけロール又
はプレートを調整することによって制御し得る。
【００１２】最大限の深度のニードル穿孔及び最大限密
なニードル孔あけパターンでの本発明による発泡ウェブ
製品を形成することは有利であることを証明した。密な
ニードル孔あけ及び浅い深度の穿孔は、希薄なニードル
孔あけ及び最大孔あけ深度が相対的に示すものと比較で
きる製品を生じる。
【００１３】（理論的に）極限の場合、無限のニードル
孔あけ密度及び完全なニードルの穿孔によって、本発明
による発泡ウェブ製品の表面スキンは完全に除去され
る。実際の状態下では、そのような本発明による発泡ウ
ェブ製品は、もしその穿孔深さが板厚の少なくとも６０
％になり、そしてそのニードル孔あけ密度が少なくとも
４,０００ニードル／ｍ2であり、そしてもしニードルが
三角形ニードルが利用されたなら、特に有用であること
を証明した。
【００１４】本発明による発泡板及びウェブは常用的な
寸法で存在し得る。知られているように、ポリオレフィ
ン発泡材料の板材料は０.５〜１５０ｍｍのゲージ（厚
さ）及び２ｍまでの幅で連続又は非連続の操作モードで
製作される。それを通って発泡性の粘稠な組成物が押出
されるところのリング形状の押出ダイであって、相対的
により小さい又はより大きいリングギャップ幅を有する
リング形状の押出ダイを使用することが可能である。
【００１５】そのようにして形成されたチューブラ発泡
製品は、次に、その内部強度が増加するのと同様に速く
支持手段としての円筒スリーブマンドレルの方法によっ
て引き取られそして延伸されそしてウェブ形に切断され
る。押出のために平坦なダイが選択的に採用され得、そ
してそのようにして形成された発泡製品は最初に支持手
段としての２つのベルトの間に引き出さるれことがで
き、そして望まれる寸法に調整される。２〜２.５ｍの
引き取り巻路の後、製品は次にコンベアベルト上に置か
れ、製品が内部強度を獲得するまでに約１５ｍの巻路上
でさらに引き取られる。
【００１６】本発明によって提供されるニードル孔あけ
工程は、何にしても、発泡板又はシート材料が適切な内
部安定性を得るときのみに行われるべきである。しか
し、次にニードル孔あけ穿孔をすぐに行うことが必要で
ある。比較的長い安定化期間の後では、ニードル孔あけ
工程は、そのように膨張された完成品中に残ったハロゲ
ンを含まない炭化水素発泡剤の残渣量における変化に何
らの本質的な影響を与えないということが発見されてき
た。
【００１７】発泡板製品の押出後、有利には１時間の期
間がニードル孔あけ穿孔のために望ましい結果を与える
であろうことが発見されてきた。ニードル孔あけ工程は
押出後３時間より前に実行されるべきであり；他の場合
には得られた結果は最適ではない。
【００１８】ニードル孔あけ工程の後、本発明の穿孔さ
れた発泡板製品は、その限りにおいていまだ回分式製造
において製造されたような個々のパネルの形態ではな
く、シート材料の形態で貯蔵され輸送されるか、又は意
図される用途，長さ及び所望によっては幅に相当する寸
法に切断されてそのような定寸商品の形態でさらに使用
されるために先に進められる。
【００１９】本発明によって達成される利点は特に非架
橋のポリオレフィンをベースとした組成物をもって作業
するときに明らかであり、そして発泡製品は発泡体にお
いて独立気泡構造を有するものとして製造される。連続
気泡フォームの製品の場合、機械的及び物理的な使用の
性質は、機械的及び物理的性質は何か望ましいものを見
捨てる。
【００２０】さらに、−−発見されてきたように−−約
１５０ｍｍより大きい厚さを有する本発明の発泡板製品
においては熱安定性が減少するので、それらがいかなる
実質的な温度の影響にさらされないところの使用におい
てのみ最適状態であるように、有利には１５０ｍｍまで
の厚さを持つ発泡板製品を提供することが推奨される。
【００２１】本発明の目的のために利用されるポリオレ
フィンは、ホモポリマー及びエチレン，プロピレン，ブ
チレン等のような相当するＣ2−Ｃ8モノマーのコポリマ
ーであることができ、それらは要求される慣用的方法に
従って高圧，中圧又は低圧重合によって重合され得る。
ポリマー類は有利には架橋されていない線状ポリマーで
ある。
【００２２】気泡製品中の気泡の構成及び／又は気泡サ
イズ及び分布を調整する添加剤としては、本発明により
発泡板製品の製造の間に公知の及び慣習的な全ての化合
物が付随的に使用できる。そのような材料は、例えば、
ステアリン酸亜鉛又はステアリン酸のグリセリンエステ
ルのの形態で、これらの目的のために種々の商品名
（例：「ＡＴＭＯＳ」，「Ｒａｄｉａｓｕｒｆ」）で商
業的に入手できる脂肪酸のエステルである。普通、例え
ばタルクまたはＣａＯ等本目的のために市場で商業的に
入手し得る、例えば「ＭＩＳＴＲＯＶＺＳＣ」及び「Ｔ
ａｌｃ ｄｅ Ｌｕｚｅｎａｃ」の商品名の成核剤も添
加剤として利用される。
【００２３】本発明の発泡製品は気孔サイズが２０〜３
６ＣＰＩ（インチ当たりの数、試料材料の部分の切断し
た表面上の平面拡大レンズの手段によって測定され
た）、約１５〜６５ｋｇ／ｍｍ3の気泡密度，ＤＩＮ
〔ドイツ工業基準（German Industrial Standard）〕５
３５７７（第４圧縮上で測定された）によって加えられ
た５０％圧縮応力において０．０６−０．１５０Ｎ／ｍ
ｍ2の圧縮強さ、及びＤＩＮ５３５７２による２２時間
の５０％での圧縮と２時間の回復の圧力の圧力セット、
及びＡＳＴＭ ３５７５ Ｆによる７０℃における２４
時間で＜−１０％の熱安定性を示すことができる。
【００２４】本発明によるニードル孔あけされた製品中
のこれらの物理的性質は、発泡剤及び膨張剤としてハロ
ゲンを含まない炭化水素又はハロゲンを含む炭化水素及
びＣＯ2との混合物により膨張された今まで公知の製品
と比較して改善されているか同一の質である。
【００２５】
【実施例】
【００２６】
【実施例１】１００重量部の粒状低密度ポリエチレン
（ＬＤＰＥ）、１重量部のステアリン酸亜鉛、及び０．
５重量部の微粒タルク（ＣａＯ又はＺｎＯ）の混合物
を、米国特許番号第４，３２３，５２８号に記載の構造
のシングルスクリュー押出機の供給ユニット内に連続的
に導入し、そしてその中で押出機スクリューによって転
送中に溶融して均一で粘稠な素材にした。押出機ダイ方
向への運搬路にある間、溶融された素材をブタン発泡剤
と加圧下に組み合わせ、そこで混合した。溶融素材を発
泡剤と均一に混合し、融点に比較して低い温度に冷却
し、そしてリング形のスプレーノズルを通して外に押出
した。発泡されたリング状に押出された粘稠素材をスプ
レーノズルの前に配置された円筒状のスリーブ上に導
き、そして成形マンドレルに供給し、そしてそこで延伸
しそして冷却した。
【００２７】発泡された素材が、引取路において、安定
化しそして十分な内部強度を得た後、チューブラフォー
ムをマンドレルの端で切り開き、そして発泡ウェブ製品
としてニードル孔あけロール装置を通して導いた。ニー
ドル孔あけ装置によって、発泡ウェブ製品をニードル孔
あけした。
【００２８】以下に説明される表１及び表２に方法のパ
ラメーター及び製品の性質を詳細に示す。「比較例１」
の値は、本明細書中上記したように製造された発泡板製
品の試料において決定し、この試料は成形マンドレルの
下流のチューブラフォームの切断後でニードル孔あけ装
置内への導入前に収集したものである。
【００２９】
【実施例２】環状のスプレーノズルの代わりに、それを
通って発泡素材が外に押出される平坦ダイを用いて、実
施例１の工程を続けた。最初に、押出された発泡素材
を、製造される発泡板の厚さに相当する間隔で互いに平
行に水平に回転している２つのベルトの間に導き；その
後、発泡製品をさらに付加的なほぼ１５ｍの路長以上の
ベルトの上で前方向に輸送した。引取速度は１〜７ｍ／
分であった。このようにして得た発泡板製品がその内部
強度に達した後、実施例１に記載した通りのニードル孔
あけ装置を通して導き、そしてそこでニードル孔あけし
た。
【００３０】以下に説明される表１及び表２に方法のパ
ラメーター及び製品の性質を詳細に示す。「比較例２」
の値は、上述したように製造された発泡板製品の試料に
おいて決定し、この試料はコンベアベルトからの発泡板
の除去後で、発泡板製品をニードル孔あけ装置内へ供給
する前に収集したものである。
【００３１】
【実施例３】成形工程を連続的（累積方法）によりもむ
しろ非連続的に回分式で行う他は、本質的に前記実施例
に記載した通りに工程を実施した。この目的のために、
混合し溶融した素材を混合物の発泡を避けるような方法
で互いに調整された温度と圧力にある押出しスクリュー
の下流に配置された保圧チャンバー内に導入した。保圧
チャンバーからその中に入っている量の混合物を、プラ
ンジャーによって周期的な時間間隔でスプレーノズルを
通して押出した。保圧チャンバー３〜２５ｋｇの容量で
３〜１２秒の押出周期によって達成される、２，０００
〜４，５００ｋｇ／時間の押出量によって、発泡板を
０．５〜１２ｍの長さで製造した。
【００３２】さらなる製品の性質は下記表１及び２中に
説明する。「比較例３」の値は上述したように製造され
た発泡板製品の試料において決定し、この試料はコンベ
アベルトからの発泡板の除去後で、発泡板製品をニード
ル孔あけ装置内へ供給する前に収集したものである。
【００３３】本発明による発泡板及びシート材料は、熱
安定性に関して与えられた明細書に対応する単純な方法
で直接製造可能であるという利点を有している。
【００３４】さらに、それらは優秀な表面性を示し；表
面の粗さはない。
【００３５】本発明による発泡ウェブ及び板において、
発泡剤含量は実質的に低く、本発明による製品にニード
ル孔あけ工程穿孔がない同一の製造方法によって得られ
た発泡製品より３０％より低い。さらに、本発明の発泡
製品は、それらの「成熟方法」が実質的により短い期間
内に熱エネルギーの消耗なしに実施できる、例えば（以
前の）５０℃で１４週の代わりに「成熟時間」が周囲温
度で１週間という条件で、という利点を示す。
【００３６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ Ｃ０８Ｌ 23:04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハロゲンを含有しない炭化水素及びＣＯ
    2より成る群から選択される発泡剤によって発泡された
    発泡ポリオレフィンの押出板であって、前記板の少なく
    とも一つの表面が押出し後３時間以内にニードル孔あけ
    されていることを特徴とする、前記発泡ポリオレフィン
    の押出板。
  2. 【請求項２】 前記ニードル孔あけの穿孔の深さが、板
    の厚さの少なくとも６０％である、請求項１記載の発泡
    板。
  3. 【請求項３】 前記ニードル孔あけの密度が板表面積平
    方メーター当り少なくとも４,０００孔である、請求項
    １記載の発泡板。
  4. 【請求項４】 ５０〜１００mmの厚さを有し、ニードル
    孔あけの深さが３０〜１００mmで、ニードル孔あけの密
    度が板表面積１平方メーター当り４,０００〜２０,００
    ０孔である、請求項１記載の発泡板。
  5. 【請求項５】 発泡板の製造方法であって、ハロゲンを
    含有しない炭化水素及びＣＯ2より成る群から選択され
    る部材によって発泡されたポリオレフィンを押出し、押
    出しから３時間以内に前記板の少なくとも一つの表面を
    ニードル孔あけすることを含んで成る前記発泡板の製造
    方法。
  6. 【請求項６】 前記ニードル孔あけの穿孔の深さが、板
    の厚さの少なくとも６０％である、請求項５記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 前記ニードル孔あけの密度が板表面積平
    方メーター当り少なくとも４,０００孔である、請求項
    ５記載の方法。
  8. 【請求項８】 ５０〜１００mmの厚さを有する発泡板の
    上に実施され、３０〜１００mmの深さ及び、板表面積平
    方メーター当り４,０００〜２０,０００孔の密度で実施
    する、請求項５記載の方法。
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