DE112012003070T5

DE112012003070T5 - Polymermaterial für einen isolierten Behälter

Info

Publication number: DE112012003070T5
Application number: DE112012003070.2T
Authority: DE
Inventors: Chris K. Leser; Philip A. Driskill; Charles T. Wallace; John B. Euler; Jason J. Paladino; Milan C. Maravich; Daniel O. Davis; Jeffrey A. Mann; Randy A. Bowlds; Svetlana L. Contrada
Original assignee: Berry Plastics Corp
Current assignee: Berry Global Inc
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2014-04-30
Also published as: RU2605398C2; CA3170958A1; TW201309757A; CN111690204A; US20200299478A1; JP6210985B2; US20160362529A1; US20150001435A1; US9783649B2; AU2016204692B2; US10023710B2; AR086945A1; US11155689B2; GB201405600D0; GB202010642D0; US9102802B2; CA2845225A1; GB2508777A; US20130052385A1; ES2486615R1

Abstract

Eine Formulierung enthält ein Polymermaterial, ein Nukleierungsmittel, ein Treibmittel und ein oberflächenaktives Mittel. Die Formulierung kann zur Bildung eines Behälters verwendet werden.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. § 119(e) der U.S. Provisional Applications Serial No. 61/529,632, eingereicht am 31. August 2011, und Serial No. 61/618,604, eingereicht am 30. März 2012, worauf hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft Polymermaterialien, die zu einem Behälter geformt werden können, und insbesondere Polymermaterialien, die isolieren. Spezieller betrifft die vorliegende Offenbarung Formulierungen auf Polymerbasis, die zu einem isolierten nichtaromatischen Polymermaterial geformt werden können.
KURZE DARSTELLUNG
Ein Polymermaterial gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Polymerharz und Zellbildner. In illustrativen Ausführungsformen wird eine Mischung von Polymerharzen und Zellbildnern zu einem isolierten zelligen nichtaromatischen Polymermaterial extrudiert oder anderweitig geformt.
In illustrativen Ausführungsformen kann ein gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestelltes isolierendes zelliges nichtaromatisches Polymermaterial zu einem isolierenden Becher oder anderen Produkt geformt werden. Zur Bildung des isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterials wird in illustrativen Ausführungsformen Polypropylenharz verwendet.
In illustrativen Ausführungsformen umfasst ein isolierendes zelliges nichtaromatisches Polymermaterial ein Polypropylen-Grundharz mit hoher Schmelzefestigkeit, ein Polypropylen-Copolymer und/oder -Homopolymer und Zellbildner einschließlich mindestens eines Nukleierungsmittels und eines Treibmittels wie Kohlendioxid. In illustrativen Ausführungsformen umfasst das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial ferner ein Slipadditiv. Das Polypropylen-Grundharz hat eine breit verteilte unimodale (nicht bimodale) Molekulargewichtsverteilung.
In illustrativen Ausführungsformen wird eine auf Polypropylen basierende Formulierung gemäß der vorliegenden Offenbarung erhitzt und in zwei Stufen zu einem rohrförmigen Extrudat extrudiert (in einem Extrusionsprozess), das zur Bereitstellung eines Streifens aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial geschnitten werden kann. In der ersten Extrusionsstufe wird in illustrativen Ausführungsformen ein Treibmittel in Form eines Inertgases in ein schmelzflüssiges Harz eingetragen.
In illustrativen Ausführungsformen wird unter Verwendung des Streifens aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial ein isolierender Becher gebildet. Dieser isolierende Becher enthält einen Körper mit einer hülsenförmigen Seitenwand und einen Boden, der an den Körper gekoppelt ist und im Zusammenwirken mit der Seitenwand einen Innenbereich zur Speicherung von Lebensmitteln, Flüssigkeiten oder einem beliebigen geeigneten Produkt bildet. Der Körper enthält auch einen gerollten Rand, der an ein oberes Ende der Seitenwand gekoppelt ist, und einen Bodenträger, der an ein unteres Ende der Seitenwand und an den Boden gekoppelt ist.
Das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial ist gemäß der vorliegenden Offenbarung konfiguriert, um Mittel zur Ermöglichung von lokalisierter plastischer Verformung in mindestens einem ausgewählten Bereich des Körpers (z. B. der Seitenwand, dem gerollten Rand, dem Bodenträger und einem in dem Bodenträger enthaltenen Bodenhalteflansch) bereitzustellen, um (1) ein plastisch verformtes erstes Materialsegment mit einer ersten Dichte in einem ersten Teil des ausgewählten Bereichs des Körpers und (2) ein zweites Materialsegment mit einer relativ niedrigeren zweiten Dichte in einem benachbarten zweiten Teil des ausgewählten Bereichs des Körpers bereitzustellen. In illustrativen Ausführungsformen ist das erste Materialsegment dünner als das zweite Materialsegment.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Offenbarung ergeben sich für den Fachmann bei der Betrachtung illustrativer Ausführungsformen, die die beste Ausführungsweise der Offenbarung nach derzeitiger Auffassung exemplifizieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
Die ausführliche Beschreibung bezieht sich insbesondere auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Materialformungsverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung, die zeigt, dass das Materialformungsverfahren von links nach rechts das Platzieren einer Formulierung von isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial in einen Speisetrichter, die in eine erste Extrusionszone eines ersten Extruders eingespeist wird, wo Wärme und Druck angewandt werden, um schmelzflüssiges Harz zu bilden, einschließt, und zeigt, dass in das schmelzflüssige Harz ein Treibmittel eingeleitet wird, um eine Extrusionsharzmischung zu bilden, die in eine zweite Extrusionszone eines zweiten Extruders eingespeist wird, wo die Extrusionsharzmischung austritt und unter Bildung eines Extrudats expandiert, das zu einem Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial geschnitten wird;
2 eine perspektivische Ansicht eines aus einem Streifen von Material einschließlich des isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterials von 1 hergestellten isolierenden Bechers, die zeigt, dass der isolierende Becher einen Körper und einen Boden enthält, und zeigt, dass vier Bereiche des Körpers weggebrochen wurden, um lokalisierte Bereiche plastischer Verformung offenzulegen, die in diesen Bereichen für eine erhöhte Dichte sorgen und in dem Körper eine vorbestimmte Isoliereigenschaft aufrechterhalten;
3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils einer in dem Körper des isolierenden Bechers von 2 enthaltenen Seitenwand, die zeigt, dass die Seitenwand aus einem Flächengebilde besteht, das von links nach rechts eine Haut einschließlich eines Films, einer Druckfarbenschicht und einer Klebstoffschicht und den Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial von 1 enthält;
4 eine auseinandergezogene Teileansicht des isolierenden Bechers von 2, die zeigt, dass der isolierende Becher von oben nach unten den Boden und den Körper mit einem gerollten Rand, der Seitenwand und einer Tragstruktur, die so konfiguriert ist, dass sie den Boden und die Seitenwand wie in 2 gezeigt miteinander verbindet, enthält;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von 2, die zeigt, dass die in dem Körper des isolierenden Bechers enthaltene Seitenwand eine im Allgemeinen einheitliche Dicke enthält und dass der Boden mit einem in dem Körper enthaltenen Bodenträger gekoppelt ist;
die 6–9 eine Reihe von Ansichten, die den ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich des isolierenden Bechers von 2, die jeweils lokalisierte plastische Verformung enthalten, zeigen;
6 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von 2, die zeigt, dass sich der erste Bereich in der Seitenwand des Körpers befindet;
7 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von 2, die zeigt, dass sich der zweite Bereich im gerollten Rand des Körpers befindet;
8 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von 2, die zeigt, dass sich der dritte Bereich in einem in dem Bodenträger des Körpers enthaltenen Verbindungssteg befindet;
9 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von 2, die zeigt, dass sich der vierte Bereich in einem in dem Bodenträger des Körpers enthaltenen Stegtragring befindet; und
10 ein Diagramm, das die Leistungsfähigkeit von isolierenden Bechern gemäß der vorliegenden Offenbarung bei der Temperaturprüfung in Abhängigkeit von der Zeit zeigt.
NÄHERE BESCHREIBUNG
Ein gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestelltes isolierendes zelliges nichtaromatisches Polymermaterial kann zu einem isolierenden Becher 10 geformt werden, wie in den 2–9 vorgeschlagen. Als Beispiel umfasst das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial ein Polypropylen-Grundharz mit hoher Schmelzefestigkeit, ein Polypropylen-Copolymer und/oder -Homopolymer und Zellbildner einschließlich mindestens eines Nukleierungsmittels und eines Treibmittels wie Kohlendioxid. Als weiteres Beispiel umfasst das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial ferner ein Slipadditiv. Das Polypropylen-Grundharz hat eine breit verteilte unimodale (nicht bimodale) Molekulargewichtsverteilung.
Bei einem Materialformungsverfahren 100 wird eine auf Polypropylen basierende Formulierung 121 gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Herstellung eines Streifens 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial verwendet, wie in 1 gezeigt. Die Formulierung 121 wird erhitzt und in zwei Stufen zu einem rohrförmigen Extrudat 124 extrudiert, das zur Bereitstellung des Streifens 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial geschnitten werden kann, wie beispielsweise in 1 illustriert. In der ersten Extrusionszone wird ein Treibmittel in Form eines verflüssigten Inertgases in ein schmelzflüssiges Harz 122 eingetragen.
Das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial wird zur Bildung des isolierenden Bechers 10 verwendet. Der isolierende Becher 10 enthält einen Körper 11 mit einer hülsenförmigen Seitenwand 18 und einen Boden 20, wie in den 2 und 4 gezeigt. Der Boden 20 ist an den Körper 11 gekoppelt und bildet im Zusammenwirken mit der Seitenwand 18 einen Innenbereich 14 dazwischen zur Speicherung von Lebensmitteln, Flüssigkeiten oder einem beliebigen geeigneten Produkt. Der Körper 11 enthält außerdem einen gerollten Rand 16, der an ein oberes Ende der Seitenwand 18 gekoppelt ist, und einen Bodenträger 17, der an ein unteres Ende der Seitenwand 18 und an den Boden 20 gekoppelt ist, wie in 5 gezeigt.
Das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial ist gemäß der vorliegenden Offenbarung konfiguriert, um Mittel zur Ermöglichung von lokalisierter plastischer Verformung in mindestens einem ausgewählten Bereich des Körpers 11 (z. B. Seitenwand 18, gerolltem Rand 16, Bodenträger 17 und in Bodenträger 17 enthaltendem Bodenhalteflansch 26) bereitzustellen, um (1) ein plastisch deformiertes erstes Materialsegment mit einer ersten Dichte, das sich in einem ersten Teil des ausgewählten Bereichs des Körpers 11 befindet, und (2) ein zweites Materialsegment mit einer relativ niedrigeren zweiten Dichte, das sich in einem benachbarten zweiten Teil des ausgewählten Bereichs des Körpers 11 befindet, bereitzustellen, wie beispielsweise in den 2 und 6–9 vorgeschlagen. In illustrativen Ausführungsformen ist das erste Materialsegment dünner als das zweite Materialsegment.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Formulierung zur Herstellung eines isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterials bereit. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich ein isolierendes zelliges nichtaromatisches Polymermaterial auf eine extrudierte Struktur mit darin ausgebildeten Zellen und wünschenswerten Isoliereigenschaften bei gegebenen Dicken. Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Harzmaterial zur Herstellung einer extrudierten Struktur aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial bereit. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Extrudat, das ein isolierendes zelliges nichtaromatisches Polymermaterial umfasst, bereit. Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine aus einem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial gebildete Materialstruktur bereit. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt einen Behälter aus einem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial bereit.
In beispielhaften Ausführungsformen enthält eine Formulierung mindestens ein Polymermaterial. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein primäres Polymer oder Grundpolymer ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit Langkettenverzweigung. Langkettenverzweigung ergibt sich durch den Ersatz eines Substituenten, z. B. eines Wasserstoffatoms, an einer Monomer-Untereinheit durch eine andere kovalent gebundene Kette des Polymers oder, im Fall eines Pfropfcopolymers, durch eine Kette eines anderen Typs. Beispielsweise könnten Kettenübertragungsreaktionen während der Polymerisation zu einer Verzweigung des Polymers führen. Die Langkettenverzweigung ist eine Verzweigung mit Seitenpolymerkettenlängen, die länger als der durchschnittliche kritische Verhakungsabstand einer linearen Polymerkette sind. Langkettenverzweigungen schließen nach allgemeiner Auffassung je nach der für die Polymerisation verwendeten spezifischen Monomerstruktur Polymerketten mit mindestens 20 Kohlenstoffatomen ein.
Verzweigung ergibt sich beispielsweise auch durch Vernetzung des Polymers nach Abschluss der Polymerisation. Einige Polymere mit Langkettenverzweigung werden ohne Vernetzung gebildet. Die Polymerkettenverzweigung kann erheblichen Einfluss auf Materialeigenschaften haben. Bei der letztendlichen Wahl eines Polypropylenmaterials können die Eigenschaften des Endmaterials, die während der Formulierung benötigten zusätzlichen Materialien sowie die Bedingungen während des Extrusionsprozesses berücksichtigt werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann es sich bei Polypropylenen mit hoher Schmelzefestigkeit um Materialien handeln, die ein Gas halten können (wie nachstehend erörtert), eine wünschenswerte Zellengröße ergeben, eine wünschenswerte Oberflächenglätte aufweisen und ein annehmbares Geruchsniveau (wenn überhaupt) aufweisen.
Ein illustratives Beispiel für ein geeignetes Polypropylen-Grundharz ist das Homopolymer DAPLOY^TM WB140 (erhältlich von Borealis A/S), ein strukturisomeres modifiziertes Polypropylen-Homopolymer mit hoher Schmelzefestigkeit (Schmelzefestigkeit = 36 gemäß Prüfung nach ISO 16790, worauf hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, Schmelztemperatur = 325,4°F (163°C) unter Verwendung von ISO 11357, worauf hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird).

Eigenschaften von DAPLOY^TM WB140 von Borealis (gemäß einer Produktbroschüre von Borealis):

Eigenschaft	Typischer Wert	Einheit	Testmethode
Schmelzflussrate (230/2,16)	2,1	g/10 min	ISO 1133
Biegemodul	1900	MPa	ISO 178
Streckspannung	40	MPa	ISO 527-2
Streckdehnung	6	%	ISO 527-2
Zugmodul	2000	MPa	ISO 527-2
Charpy-Kerbschlagzähigkeit (+23°C)	3,0	kJ/m²	ISO 179/1eA
Charpy-Kerbschlagzähigkeit (–20°C)	1,0	kJ/m²	ISO 179/1eA
Wärmeformbeständigkeitstemperatur A (bei einer Last von 1,8 MPa)	60	°C	ISO 75-2 Methode A
Wärmeformbeständigkeitstemperatur B (bei einer Last von 0,46 MPa)	110	°C	ISO 75-2 Methode B

Es können auch andere Polypropylen-Polymere mit geeigneter Schmelzefestigkeit, Verzweigung und Schmelztemperatur verwendet werden. Es können mehrere Grundharze verwendet und zusammengemischt werden.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsform kann mit dem Grundpolymer ein sekundäres Polymer verwendet werden. Bei dem sekundären Polymer kann es sich beispielsweise um ein Polymer mit ausreichender Kristallinität handeln. In beispielhaften Ausführungsformen kann es sich bei dem sekundären Polymer um mindestens ein kristallines Polypropylen-Homopolymer, ein schlagzähes Copolymer, Mischungen davon oder dergleichen handeln. Ein illustratives Beispiel ist ein hochkristallines Polypropylen-Homopolymer, das unter der Bezeichnung F020HC von Braskem erhältlich ist. Ein anderes illustratives Beispiel ist ein Polymer, das unter der Bezeichnung PRO-FAX SC204^TM erhältlich ist (von LyndellBasell Industries Holdings, B. V.). Ein anderes illustratives Beispiel ist Homo PP – INSPIRE 222, das von Braskem erhältlich ist. In einem Aspekt kann das Polypropylen einen hohen Kristallinitätsgrad aufweisen, d. h. der Gehalt der kristallinen Phase bei einer Abkühlungsrate von 10°C/min überschreitet 51% (gemäß Prüfung mittels Differentialkalorimetrie). In beispielhaften Ausführungsformen können mehrere verschiedene sekundäre Polymere verwendet und zusammengemischt werden.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das sekundäre Polymer Polyethylen sein oder enthalten. In beispielhaften Ausführungsformen kann das sekundäre Polymer Polyethylen niederer Dichte, lineares Polyethylen niederer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Mischungen von mindestens zwei der vorstehenden Polymere und dergleichen einschließen. Die Verwendung von Nicht-Polypropylenmaterialien kann jedoch die Rezyklierbarkeit, Isolierung, Mikrowellentauglichkeit, Schlagzähigkeit oder andere Eigenschaften beeinflussen, wie nachstehend weiter erörtert.
Ein oder mehrere Nukleierungsmittel werden zur Bereitstellung und Steuerung von Nukleierungsstellen zur Förderung der Bildung von Zellen, Blasen oder Hohlräumen in dem schmelzflüssigen Harz während des Extrusionsprozesses verwendet. Unter einem Nukleierungsmittel ist ein chemisches oder physikalisches Material zu verstehen, das Stellen zur Bildung von Zellen in einer schmelzflüssigen Harzmischung bereitstellt. Bei Nukleierungsmitteln kann es sich um physikalische Mittel oder chemische Mittel handeln. Geeignete physikalischen Nukleierungsmittel weisen eine wünschenswerte Teilchengröße, ein wünschenswertes Aspektverhältnis und wünschenswerte Top-Cut-Eigenschaften auf. Beispiele sind u. a. Talk, CaCO₃, Glimmer und Mischungen von mindestens zwei der oben genannten Materialien. Das Nukleierungsmittel kann mit der Polymerharzformulierung, die in den Speisetrichter eingetragen wird, gemischt werden. Alternativ dazu kann das Nukleierungsmittel zu der schmelzflüssigen Harzmischung in dem Extruder gegeben werden. Beim Erreichen der Temperatur der chemischen Reaktion ermöglicht das Nukleierungsmittel die Bildung von Blasen, die in dem schmelzflüssigen Harz Zellen erzeugen. Ein illustratives Beispiel für ein chemisches Treibmittel ist Citronensäure oder ein Material auf Citronensäurebasis. Nach seinem Zerfall bildet das chemische Treibmittel kleine Gaszellen, die des Weiteren als Nukleierungsstellen für das Wachstum von größeren Zellen aus einem physikalischen Treibmittel oder anderen Treibmitteltypen dienen. Ein repräsentatives Beispiel ist Hydrocerol^TM CF-40E^TM (von Clariant Corporation), das Citronensäure und ein Kristallnukleierungsmittel enthält. In illustrativen Ausführungsformen können ein oder mehrere Katalysatoren oder andere Reaktanten zur Beschleunigung oder Erleichterung der Bildung von Zellen zugegeben werden.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsform können ein oder mehrere Treibmittel eingearbeitet werden. Unter einem Treibmittel ist ein physikalisches oder chemisches Material (oder eine Kombination von Materialien) zu verstehen, das Nukleierungsstellen expandiert. Nukleierungsmittel und Treibmittel können zusammenarbeiten. Durch Treibmittel wird die Dichte durch Bildung von Zellen in dem schmelzflüssigen Harz verringert. Treibmittel kann zu der schmelzflüssigen Harzmischung in dem Extruder gegeben werden. Repräsentative Beispiele für physikalische Treibmittel sind u. a. Kohlendioxid, Stickstoff, Helium, Argon, Luft, Pentan, Butan oder andere Alkane, Mischungen der oben genannten Treibmittel und dergleichen. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann ein Verarbeitungshilfsmittel eingesetzt werden, das die Löslichkeit des physikalischen Treibmittels erfüllt. Alternativ dazu kann es sich bei dem physikalischen Treibmittel um einen teilfluorierten Fluorkohlenwasserstoff, wie 1,1,1,2-Tetrafluorethan, das auch unter der Bezeichnung R134a bekannt ist, oder ein anderes Halogenalkan-Kältemittel handeln. Bei der Wahl des Treibmittels kann auch die Umweltbelastung berücksichtigt werden.
In beispielhaften Ausführungsformen handelt es sich bei physikalischen Treibmitteln in der Regel um Gase, die über eine Öffnung im Extruder als Flüssigkeiten unter Druck in das schmelzflüssige Harz eingetragen werden, wie in 1 vorgeschlagen. Beim Durchgang des schmelzflüssigen Harzes durch den Extruder und den Düsenkopf verursachen die Druckabfalle einen Phasenwechsel des physikalischen Treibmittels von einer Flüssigkeit zu einem Gas, wodurch in dem extrudierten Harz Zellen erzeugt werden. Überschüssiges Gas wird nach der Extrusion abgeblasen, wobei das verbliebene Gas in den Zellen in dem Extrudat eingefangen wird.
Chemische Treibmittel sind Materialien, die unter Bildung eines Gases abgebaut werden oder reagieren. Chemische Treibmittel können endotherm oder exotherm sein. Chemische Treibmittel werden bei einer speziellen Temperatur unter Zersetzung und Bildung eines Gases abgebaut. In einem Aspekt kann es sich bei dem chemischen Treibmittel um ein oder mehrere Materialien aus der Gruppe bestehend aus Azodicarbonamid; Azodiisobutyronitril; Benzolsulfonhydrazid; 4,4-Oxybenzolsulfonylsemicarbazid; p-Toluolsulfonylsemicarbazid; Bariumazodicarboxylat; N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamid; Trihydrazinotriazin; Methan; Ethan; Propan; n-Butan; Isobutan; n-Pentan; Isopentan; Neopentan; Methylfluorid; Perfluormethan; Ethylfluorid; 1,1-Difluorethan; 1,1,1-Trifluorethan; 1,1,1,2-Tetrafluorethan; Pentafluorethan; Perfluorethan; 2,2-Difluorpropan; 1,1,1-Trifluorpropan; Perfluorpropan; Perfluorbutan; Perfluorcyclobutan; Methylchlorid; Methylenchlorid; Ethylchlorid; 1,1,1-Trichlorethan; 1,1-Dichlor-1-fluorethan; 1-Chlor-1,1-difluorethan; 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan; 1-Chlor-1,2,2,2-tetrafluorethan; Trichlormonofluormethan; Dichlordifluormethan; Trichlortrifluorethan; Dichlortetrafluorethan; Chlorheptafluorpropan; Dichlorhexafluorpropan; Methanol; Ethanol; n-Propanol; Isopropanol; Natriumhydrogencarbonat; Natriumcarbonat; Ammoniumhydrogencarbonat; Ammoniumcarbonat; Ammoniumnitrit; N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamid; N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin; Azodicarbonamid; Azobisisobutylonitril; Azocyclohexylnitril; Azodiaminobenzol; Bariumazodicarboxylat; Benzolsulfonylhydrazid; Toluolsulfonylhydrazid; p,p'-Oxybis(benzolsulfonylhydrazid); Diphenylsulfon-3,3'-disulfonylhydrazid; Calciumazid; 4,4'-Diphenyldisulfonylazid und p-Toluolsulfonylazid handeln.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann dann, wenn ein chemisches Treibmittel verwendet wird, das chemische Treibmittel in die in den Speisetrichter gegebene Harzformulierung eingetragen werden.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann es sich bei dem Treibmittel um ein zersetzbares Material handeln, das bei Zersetzung ein Gas bildet. Ein repräsentatives Beispiel für ein derartiges Material ist Citronensäure oder ein Material auf Citronensäurebasis. In einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann es möglich sein, eine Mischung von physikalischen und chemischen Treibmitteln zu verwenden.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann mindestens ein Slipadditiv zur Unterstützung der Erhöhung von Produktionsraten in die Harzmischung eingearbeitet werden. Der Begriff Slipadditiv (auch als Verfahrenshilfsmittel bekannt) dient zur Bezeichnung einer allgemeinen Klasse von Materialien, die einer Harzmischung zugegeben werden, um die Oberfläche des Polymers während und nach der Umwandlung zu schmieren. Slipadditive können auch zur Verringerung oder Eliminierung von Düsenverlegungen (Die Drool) verwendet werden. Repräsentative Beispiele für Slipadditivmaterialien sind Amide von Fetten oder Fettsäuren, wie u. a. Erucamid und Oleamid. In einem beispielhaften Aspekt können Amide von Oleyl (einfach ungesättigtes C-18) bis Erucyl (C-22 einfach ungesättigt) verwendet werden. Andere repräsentative Beispiele für Slipadditivmaterialien sind niedermolekulare Amide und Fluorelastomere. Es können Kombinationen von zwei oder mehr Slipadditiven verwendet werden. Slipadditive können in Masterbatch-Pelletform bereitgestellt und mit der Harzformulierung gemischt werden.
Gegebenenfalls können ein oder mehrere zusätzliche Komponenten und Additive eingearbeitet werden, wie u. a. Schlagzähigkeitsmodifikatoren, Farbmittel (wie u. a. Titandioxid) und gemahlene Verbundabfälle.
Die Polymerharze können mit jeglichen zusätzlichen gewünschten Komponenten gemischt und zur Bildung einer Harzformulierungsmischung aufgeschmolzen werden.
Ein anderer Faktor, der sich neben Oberflächentopographie und -morphologie als für den Erhalt eines hochwertigen faltenfreien isolierenden Bechers günstig erwies, war die Anisotropie des isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstreifens. Das Aspektverhältnis ist das Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse der Zelle. Wie durch Mikroskopie bestätigt, betrugen in einer beispielhaften Ausführungsform die durchschnittlichen Zellenabmessungen in einer Maschinenrichtung 67 (Maschinenrichtung oder Richtung entlang der Bahn) eines extrudierten Streifens 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial etwa 0,0362 Zoll (0,92 mm) in der Breite und etwa 0,0106 Zoll (0,27 mm) in der Höhe. Infolgedessen beträgt das Aspektverhältnis der Zellengröße in Maschinenrichtung etwa 3,5. Die durchschnittlichen Zellabmessungen in einer Querrichtung (Richtung quer zur Bahn oder Transversalrichtung) betrugen etwa 0,0205 Zoll (0,52 mm) in der Breite und etwa 0,0106 Zoll (0,27 mm) in der Höhe. Infolgedessen beträgt das Aspektverhältnis in Querrichtung 1,94. In einer beispielhaften Ausführungsform wurde gefunden, dass dafür, dass der Streifen der Kompressionskraft während der Bildung des Bechers widerstehen kann, ein wünschenswertes durchschnittliches Aspektverhältnis der Zellen zwischen etwa 1,0 und etwa 3,0 lag. In einer beispielhaften Ausführungsform lag ein wünschenswertes durchschnittliches Aspektverhältnis der Zellen zwischen etwa 1,0 und etwa 2,0.
Das Verhältnis von Zellenlänge in Maschinenrichtung zu Zellenlänge in Querrichtung wird als Maß für die Anisotropie des extrudierten Streifens verwendet. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial biaxial orientiert sein, wobei ein Anisotropie-Koeffizient zwischen etwa 1,5 und etwa 3 liegt. In einer beispielhaften Ausführungsform betrug der Anisotropie-Koeffizient etwa 1,8.
Wenn der Umfang des Bechers auf die Maschinenrichtung 67 des extrudierten Streifens 82 mit einem Zellenaspektverhältnis von mehr als etwa 3,0 ausgerichtet wird, werden auf der inneren Oberfläche des Bechers typischerweise tiefe Falten mit einer Tiefe von mehr als 200 Mikron gebildet, wodurch der Becher unbrauchbar wird. Unerwarteterweise wurde gefunden, dass dann, wenn der Umfang des Bechers auf die Querrichtung des extrudierten Streifens 82, der durch ein Zellenaspektverhältnis von weniger als etwa 2,0 gekennzeichnet sein kann, ausgerichtet wird, auf der Innenseite des Bechers keine tiefen Falten gebildet wurden, woraus hervorgeht, dass die Querrichtung des extrudierten Streifens 82 gegenüber Kompressionskräften während der Bildung des Bechers beständiger war.
Ein möglicher Grund für die größere Kompressibilität eines extrudierten Streifens mit Zellen mit einem Aspektverhältnis unter etwa 2,0 in der Richtung des Becherumfangs, wie in der Querrichtung, könnte auf die geringere Spannungskonzentration für Zellen mit größerem Radius zurückzuführen sein. Ein anderer möglicher Grund kann sein, dass das höhere Aspektverhältnis von Zellen ein höheres Schlankheitsverhältnis der Zellwand bedeuten könnte, der zur Knickfestigkeit umgekehrt proportional ist. Das Falten des Streifens in Runzeln im Kompressionsmodus könnte näherungsweise dem Knicken von Zellwänden gleichgesetzt werden. Für Zellwände mit größerer Länge kann das Schlankheitsverhältnis (Länge zu Durchmesser) höher sein. Ein weiterer möglicher Faktor bei der Abschwächung von Kompressionsspannung könnte eine günstigere Polymerkettenpackung in Zellwänden in der Querrichtung sein, die Polymerkettenumlagerungen unter Kompressionskräften ermöglicht. Es wird erwartet, dass Polymerketten in der Maschinenrichtung 67 bevorzugt orientiert und dichter gepackt sind.
In beispielhaften Ausführungsformen die Kombination von Ausrichtung des Umfangs des gebildeten Bechers entlang der Richtung des extrudierten Streifens, wobei das Zellenaspektverhältnis weniger als etwa 2,0 beträgt. Infolgedessen kann die Oberfläche des extrudierten Streifens mit einer Kristalldomänengröße unter etwa 100 Angström, die der Innenseite des Bechers zugewandt ist, günstige Ergebnisse zur Erzielung einer gewünschten Oberflächentopographie mit Unvollkommenheiten mit einer Tiefe von weniger als etwa 5 Mikron bereitstellen.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Polypropylenharz (entweder das Grundharz oder das kombinierte Grundharz und sekundäre Harz) eine Dichte im Bereich von etwa 0,01 g/cm³ bis etwa 0,19 g/cm³ aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Dichte in einem Bereich von etwa 0,05 g/cm³ bis etwa 0.19 g/cm³ liegen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Dichte in einem Bereich von etwa 0,1 g/cm³ bis etwa 0,185 g/cm³ liegen.
In einer alternativen beispielhaften Ausführungsform kann anstelle von Polypropylen als primärem Polymer ein Polymilchsäurematerial verwendet werden, wie u. a. ein Polymilchsäurematerial, das sich von einem Material auf Lebensmittelbasis, beispielsweise Maisstärke, ableitet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann Polyethylen als primäres Polymer verwendet werden.
In einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält eine Formulierung für ein Material, das bei der Bildung eines isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterials verwendet werden kann, Folgendes: mindestens ein primäres Harz, umfassend ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit Langkettenverzweigung, mindestens ein sekundäres Harz, umfassend ein hochkristallines Polypropylen-Homopolymer oder ein schlagzähes Copolymer, mindestens ein Nukleierungsmittel, mindestens ein Treibmittel und mindestens ein Slipadditiv. Gegebenenfalls kann ein Farbmittel eingearbeitet werden.
Die Formulierung kann über einen Speisetrichter in einen Extruder eingetragen werden, wie in 1 gezeigt. Während des Extrusionsprozesses wird die Formulierung erhitzt und aufgeschmolzen, wobei man eine schmelzflüssige Harzmischung erhält. In beispielhaften Ausführungsformen wird mindestens ein physikalisches Treibmittel über eine oder mehrere Öffnungen im Extruder in die schmelzflüssige Harzmischung eingetragen. Dann werden die schmelzflüssige Harzmischung und Gas durch eine Düse extrudiert.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Formulierung sowohl mindestens ein chemisches Treibmittel als auch mindestens ein physikalisches Treibmittel enthalten.
Aus dem Flächengebilde können gemäß herkömmlichen Vorrichtungen und Methoden Becher oder andere Behälter oder Strukturen gebildet werden.
Lediglich für Zwecke der nicht einschränkenden Erläuterung wird hier die Bildung eines Bechers aus einer beispielhaften Ausführungsform eines hier offenbarten Materials beschrieben werden; der Behälter kann jedoch in einer beliebigen einer Reihe von möglichen Formen oder Strukturen oder für eine Reihe von Anwendungen ausgeführt sein, wie u. a. als herkömmlicher Getränkebecher, Lagerbehälter, Flasche oder dergleichen. Lediglich für Zwecke der nicht einschränkenden Erläuterung wird als Material, das in dem Behälter enthalten sein kann, ein flüssiges Getränk verwendet werden; der Behälter kann jedoch Flüssigkeiten, Feststoffe, Gele, Kombinationen davon oder anderes Material aufnehmen.
Ein Materialformungsverfahren 100 ist beispielsweise in 1 gezeigt. Bei dem Materialformungsverfahren 100 wird ein nichtaromatisches Polymermaterial zu einem Flächengebilde oder Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial 82 geformt, wie in 1 vorgeschlagen. As Beispiel wird bei dem Materialformungsverfahren 100 eine Tandem-Extrusionstechnik verwendet, bei der ein erster Extruder 111 und ein zweiter Extruder 112 im Zusammenwirken einen Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial 82 extrudieren.
Wie in 1 gezeigt wird eine Formulierung 121 von isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial 82 in einen an einen ersten Extruder 111 gekoppelten Speisetrichter 113 gegeben. Die Formulierung 121 kann in Pellet-, Granulatplättchen-, Pulver- oder einer anderen geeigneten Form vorliegen. Die Formulierung 121 von isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial wird durch eine in dem ersten Extruder 111 enthaltene Schnecke 114 aus dem Trichter 113 bewegt. Die Formulierung 121 wird in einer ersten Extrusionszone eines ersten Extruders 111 durch Anwendung von Wärme 105 und Druck von der Schnecke 114 in ein schmelzflüssiges Harz 122 überführt, wie in 1 vorgeschlagen. In beispielhaften Ausführungsformen kann nach Etablierung des schmelzflüssigen Harzes 122 ein physikalisches Treibmittel 115 in das schmelzflüssige Harz 122 eingetragen und eingemischt werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann es sich, wie hier weiter erörtert, bei dem physikalischen Treibmittel um ein Gas, das als unter Druck stehende Flüssigkeit über eine Öffnung 115A eingetragen und mit schmelzflüssigem Harz 122 gemischt wird, handeln, wobei man eine schmelzflüssige Extrusionsharzmischung 123 erhält, wie in 1 gezeigt.
Die Extrusionsharzmischung 123 wird durch die Schnecke 114 in eine in einem zweiten Extruder 112 enthaltene zweite Extrusionszone befördert, wie in 1 gezeigt. Dort wird die Extrusionsharzmischung 123 durch den zweiten Extruder 112 weiter verarbeitet, bevor sie durch eine an ein Ende des zweiten Extruder 112 gekoppelte Extrusionsdüse 116 ausgetragen wird, wobei man ein Extrudat 124 erhält. Beim Durchgang der Extrusionsharzmischung 123 durch die Extrusionsdüse 116 kommt Gas 115 aus der Lösung in der Extrusionsharzmischung 123 und beginnt Zellen zu bilden und zu expandieren, so dass das Extrudat 124 etabliert wird. Als eine in 1 gezeigte beispielhafte Ausführungsform kann das Extrudat 124 durch eine ringförmige Extrusionsdüse 116 zur Bildung eines rohrförmigen Extrudats gebildet werden. Das Extrudat 124 wird dann durch eine Schneidemaschine 117 geschnitten, wobei man ein Flächengebilde oder einem Streifen 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial erhält, wie in 1 gezeigt.
Unter Extrudat ist das aus einer Extrusionsdüse austretende Material zu verstehen. Das Extrudatmaterial kann in einer Form wie u. a. eines Flächengebildes, eines Streifens, eines Rohrs, eines Fadens, eines Pellets, eines Granulats oder einer anderen Struktur, die das Ergebnis der Extrusion einer polymerbasierten Formulierung gemäß der hier angegebenen Beschreibung durch eine Extruderdüse ist, vorliegen. Lediglich für Zwecke der Erläuterung wird auf ein Flächengebilde als repräsentative Extrudatstruktur, die gebildet werden kann, Bezug genommen, soll aber die hier erörterten Strukturen einschließen. Das Extrudat kann weiter zu einer Reihe von Endprodukten geformt werden, wie u. a. Bechern, Behältern, Tabletts, Umhüllungen, gewickelten Rollen von Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial oder dergleichen.
Als Beispiel wird ein Streifen 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial zu einer Rolle aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gewickelt und zur späteren Verwendung entweder bei einem Becherformungsverfahren verwendet. Es liegt jedoch auch im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung, den Streifen 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial in-line mit dem Becherformungsverfahren zu verwenden. In einem illustrativen Beispiel wird der Streifen 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial mit einer Haut mit einem Film und einer auf den Film aufgedruckten Druckfarbenschicht zur Bereitstellung von hochwertigen Graphiken laminiert.
Unter Verwendung eines Streifens 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial wird ein isolierender Becher 10 gebildet, wie in den 2 und 3 gezeigt. Der isolierende Becher 10 enthält beispielsweise einen Körper 11 mit einer hülsenförmigen Seitenwand 18 und einen Boden 20, der an den Körper 11 gekoppelt und im Zusammenwirken mit der Seitenwand 18 einen Innenbereich 14 zur Speicherung von Lebensmitteln, Flüssigkeiten oder einem beliebigen geeigneten Produkt bildet, wie in 2 gezeigt. Der Körper 11 enthält außerdem einen gerollten Rand 16, der an ein oberes Ende der Seitenwand 18 gekoppelt ist, und einen Bodenträger 17, der an ein unteres Ende der Seitenwand 18 und an den Boden 20 gekoppelt ist, wie in den 2 und 7 gezeigt.
Der Körper 11 ist aus einem Streifen 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gebildet, wie hier offenbart. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Streifen 82 aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial durch Anwendung von Druck und Wärme konfiguriert (wenngleich in beispielhaften Ausführungsformen die Konfigurierung ohne Anwendung von Wärme erfolgen kann), um Mittel zur Ermöglichung von lokalisierter plastischer Verformung in mindestens einem ausgewählten Bereich des Körpers 11 bereitzustellen, um ein plastisch deformiertes erstes Flächengebildesegment mit einer ersten Dichte, das sich in einem ersten Teil des ausgewählten Bereichs des Körpers 11 befindet, und ein zweites Flächengebildesegment mit einer zweiten Dichte, die niedriger als die erste Dichte ist, das sich in einem benachbarten zweiten Teil des ausgewählten Bereichs des Körpers 11 befindet, bereitzustellen, ohne dass das Flächengebilde aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial reißt, so dass in dem Körper 11 eine vorbestimmte Isoliereigenschaft aufrechterhalten wird.
Ein erster Bereich 101 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11, in dem lokalisierte plastische Verformung durch das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial ermöglicht ist, befindet sich in der hülsenförmigen Seitenwand 18, wie in den 2, 5 und 6 vorgeschlagen. Die hülsenförmige Seitenwand 18 enthält einen aufrechten inneren Lappen 514, einen aufrechten äußeren Lappen 512 und eine aufrechte Umfassung 513, wie in den Figuren 2, 5 und 6 vorgeschlagen. Der aufrechte innere Lappen 514 ist so angeordnet, dass er sich vom Boden 20 nach oben erstreckt, und so konfiguriert, dass er das erste Flächengebildesegment mit der ersten Dichte im ersten Bereich 101 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt. Der aufrechte äußere Lappen 512 ist so angeordnet, dass er sich vom Boden 20 nach oben erstreckt und mit dem aufrechten inneren Lappen 514 entlang einer Grenzfläche I dazwischen gepaart ist, wie in 6 vorgeschlagen. Die aufrechte Umfassung 513 ist so angeordnet, dass sie den aufrechten inneren Lappen 514 und den aufrechten äußeren Lappen 512 miteinander verbindet und den Innenbereich 14 umgibt. Die aufrechte Umfassung 513 ist so konfiguriert, dass sie das zweite Flächengebildesegment mit der zweiten Dichte im ersten Bereich 101 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt und im Zusammenwirken mit dem aufrechten inneren Lappen 514 und dem aufrechten äußeren Lappen 512 die hülsenförmige Seitenwand 18 bildet, wie in den 2–5 vorgeschlagen.
Ein zweiter Bereich 102 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11, in dem lokalisierte plastische Verformung durch das Flächengebilde aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial ermöglicht ist, befindet sich in dem gerollten Rand 16, der in dem Körper 11 enthalten ist, wie in den 2, 4, 5 und 7 vorgeschlagen. Der gerollte Rand 16 ist an ein oberes Ende der hülsenförmigen Seitenwand 18 gekoppelt, um in beabstandeter Beziehung zum Boden 20 zu liegen und eine Öffnung in den Innenbereich 14 zu umrahmen. Der gerollte Rand 16 enthält einen inneren gerollten Lappen 164, einen äußeren gerollten Lappen 162 und eine gerollte Lippe 163, wie in den 2, 4, 5 und 7 vorgeschlagen. Der innere gerollte Lappen 164 ist so konfiguriert, dass er das erste Flächengebildesegment in dem zweiten Bereich 102 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt. Der innere gerollte Lappen 164 ist an ein oberes Ende des aufrechten äußeren Lappens 512, der in der hülsenförmigen Seitenwand 18 enthalten ist, gekoppelt. Der äußere gerollte Lappen 162 ist an ein oberes Ende des aufrechten inneren Lappens 514, der in der hülsenförmigen Seitenwand 18 enthalten ist, und an eine nach außen gewandte Außenoberfläche des inneren gerollten Lappens 164 gekoppelt. Die gerollte Lippe 163 ist so angeordnet, dass sie voneinander abgewandte Seitenkanten des inneren gerollten Lappens 164 und des äußeren gerollten Lappens 162 miteinander verbindet. Die gerollte Lippe 163 ist so konfiguriert, dass sie das zweite Flächengebildesegment mit der zweiten Dichte in dem zweiten Bereich 102 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt und im Zusammenwirken mit dem inneren gerollten Lappen 164 und dem äußeren gerollten Lappen 162 den gerollten Rand 16 bildet, wie in 2 vorgeschlagen.
Ein dritter Bereich 103 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11, in dem lokalisierte plastische Verformung durch das Flächengebilde aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial ermöglicht ist, befindet sich in einem Bodenträger, der in dem Körper 11 enthalten ist, wie in den 2, 5 und 8 vorgeschlagen. Der Bodenträger 27 ist an ein unteres Ende der hülsenförmigen Seitenwand 18 gekoppelt, um in beabstandeter Beziehung zum gerollten Rand 16 zu liegen, und an den Boden 20 gekoppelt, um den Boden 20 in einer stationären Position relativ zur hülsenförmigen Seitenwand 18 zu tragen, um den Innenbereich 14 zu bilden. Der Bodenträger 17 enthält einen Stegtragring 126, einen Bodenhalteflansch 26 und einen Steg 25. Der Stegtragring 126 ist an das untere Ende der hülsenförmigen Seitenwand 18 gekoppelt und so konfiguriert, dass er das zweite Flächengebildesegment mit der zweiten Dichte in dem dritten Bereich 103 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt. Der Bodenhalteflansch 26 ist an den Boden 20 gekoppelt und so angeordnet, dass er von dem Stegtragring 126 umgeben ist. Der Steg 25 ist so angeordnet, dass er den Bodenhalteflansch 26 und den Stegtragring 126 miteinander verbindet. Der Steg 25 ist so konfiguriert, dass er das erste Flächengebildesegment mit der ersten Dichte in dem dritten Bereich 103 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt.
Ein vierter Bereich 104 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11, in dem lokalisierte plastische Verformung durch das Flächengebilde aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial ermöglicht ist, befindet sich in dem Bodenhalteflansch des Bodenträgers 17, wie in den 2, 5 und 9 vorgeschlagen. Der Bodenhalteflansch 26 enthält eine alternierende Reihe von aufrechten dicken und dünnen Sprossen, die so nebeneinander angeordnet sind, dass sie sich von dem Steg 25 nach oben zu dem durch die hülsenförmige Seitenwand 18 und den Boden 20 begrenzten Innenbereich 14 erstrecken. Eine erste 261 der aufrechten dicken Sprossen ist so konfiguriert, dass sie eine rechte Seitenkante enthält, die sich von dem Steg 25 zu dem Innenbereich 14 erstreckt. Eine zweite 262 der aufrechten dicken Sprossen ist so konfiguriert, dass sie eine linke Seitenkante enthält, die sich von dem Steg 25 zu dem Innenbereich 14 erstreckt und in beabstandeter gegenüberstehender Beziehung zur rechten Seitenkante der ersten 261 der aufrechten dicken Sprossen liegt. Eine erste 260 der aufrechten dünnen Sprossen ist so angeordnet, dass sie die linke Seitenkante der ersten 261 der aufrechten dicken Sprossen und die rechte Seite der zweiten 262 der aufrechten dicken Sprossen miteinander verbindet und im Zusammenwirken mit der linken Seitenkante und der rechten Seitenkante dazwischen einen vertikalen Kanal 263 definiert, der sich nach innen in einen unteren Innenbereich öffnet, der durch den Bodenhalteflansch 26 und eine im Boden 20 enthaltene und über dem Bodenhalteflansch 26 gelegene horizontale Plattform 21 begrenzt ist. Die erste 260 der aufrechten dünnen Sprossen ist so konfiguriert, dass sie das erste Flächengebildesegment in dem vierten Bereich 104 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt. Die erste 261 der aufrechten dicken Sprossen ist so konfiguriert, dass sie das zweite Flächengebildesegment in dem vierten Bereich 104 der ausgewählten Bereiche des Körpers 11 bereitstellt.
Dank der Kompressibilität des zur Herstellung des isolierenden Bechers 10 verwendeten isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterials kann das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial für den mechanischen Zusammenbau des isolierenden Bechers 10 ohne die bei anderen nichtaromatischen Polymermaterialien auftretenden Einschränkungen hergestellt werden. Die zellige Beschaffenheit des Materials stellt Isoliereigenschaften gemäß nachstehender Erörterung bereit, während dank der plastischen Verformbarkeit das Material ohne Reißen erhalten werden kann. Die bei Einwirkung einer Drucklast auf das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial erfahrene plastische Verformung wird zur Bildung einer dauerhaften Verformung in dem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial nach Entfernung der Drucklast genutzt. An einigen Stellen sind die Stellen dauerhafter Verformung so positioniert, dass ein kontrolliertes Aufnehmen des Flächengebildes aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial bereitgestellt wird.
Die plastische Verformung kann auch zur Erzeugung von Faltlinien in dem Flächengebilde zur Steuerung der Verformung des Flächengebildes bei der Verarbeitung während des Zusammenbauverfahrens verwendet werden. Wenn Verformung vorliegt, sorgt das Fehlen von Material in den durch die Verformung gebildeten Hohlräumen für Entlastung, damit das Material an den Verformungsstellen leicht gefaltet werden kann.
Ein potentielles unerwartetes Merkmal des wie hier beschrieben gebildeten Flächengebildes aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial ist der bei einer gegebenen Dicke erhaltene hohe Isolationswert. Siehe beispielsweise Beispiel 1 und 2 unten.
Ein potentielles Merkmal eines Bechers aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass der Becher einen geringen Materialverlust aufweist. Das Weiteren kann das Material der vorliegenden Offenbarung bei Einwirkung von Wärme aus einem herkömmlichen Mikrowellenofen vom Küchentyp über Zeiträume von bis zu einigen Minuten merklich weniger Ausgasung aufweisen.
Ein anderes potentielles Merkmal eines Bechers aus dem isolierenden zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gemäß der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass der Becher in einem Reinigungszyklus eines herkömmlichen häuslichen oder gewerblichen Geschirrspülers (Obergestell) positioniert werden und diesen ohne wahrnehmbare Struktur- oder Materialschäden oder nachteiligen Einfluss auf Materialeigenschaften durchlaufen kann. Demgegenüber können Becher oder Behälter aus Perlen aus expandiertem Polystyrol bei ähnlichen Reinigungsprozessen Schäden erleiden. Demgemäß kann ein gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hergestellter Becher gereinigt und wiederverwendet werden.
Ein anderes potentielles Merkmal eines Artikels aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass der Artikel rezykliert werden kann. Unter rezyklierbar ist zu verstehen, dass ein Material (wie gemahlene Abfälle) ohne Segregation von Komponenten des Materials wieder in ein Extrusionsverfahren oder anderes Bildungsverfahren gegeben werden kann, d. h. bei einem aus dem Material gebildeten Artikel müssen vor dem Wiedereintritt in das Extrusionsverfahren keine Materialien oder Komponenten entfernt werden. Beispielsweise kann ein Becher mit einer auf die Außenseite des Bechers auflaminierten bedruckten Folienschicht rezyklierbar sein, wenn die Folienschicht vor dem Zerkleinern des Bechers zu Teilchen nicht abgetrennt zu werden braucht. Im Gegensatz dazu kann ein mit Papier umwickelter Becher aus expandiertem Polystyrol nicht rezyklierbar sein, da das Polystyrolmaterial nicht praktikabel als Material bei der Bildung eines Bechers aus expandiertem Polystyrol verwendet werden könnte, selbst wenn aus dem Bechermaterial möglicherweise ein anderes Produkt hergestellt werden kann. Als weiteres Beispiel kann ein aus einem nicht expandierten Polystyrolmaterial mit einer darauf haftenden aufgebrachten Schicht aus bedruckter Nichtstyrolfolie gebildeter Becher als nicht rezyklierbar betrachtet werden, da er die Segregation des Polystyrol-Bechermaterials von der Nichtstyrolfolienschicht erfordern würde, deren Einführung in das Extrusionsverfahren als Teil der gemahlenen Abfälle nicht wünschenswert wäre.
Durch die Rezyklierbarkeit von aus dem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial der vorliegenden Offenbarung gebildeten Artikeln wird die Menge von anfallendem Deponieabfall minimiert. Im Vergleich dazu brechen Becher aus Perlen aus expandiertem Polystyrol in Perlen auf und können daher gewöhnlich bei einem Fertigungsverfahren mit dem gleichen Material, aus dem der Artikel gebildet wurde, nicht leicht wiederverwendet werden. Außerdem können Papierbecher, die in der Regel eine extrusionsbeschichtete Kunststoffschicht oder eine Kunststofflamination für Flüssigkeitsbeständigkeit aufweisen, gewöhnlich nicht rezykliert werden, da die verschiedenen Materialien (Papier, Klebstoff, Folie, Kunststoff) normalerweise bei kommerziellen Rezyklierungsvorgängen nicht praktikabel getrennt werden können.
Ein potentielles Merkmal eines Bechers oder anderen Artikels aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gemäß einem Aspekt (einem Nichtlaminatverfahren) der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass die äußere (und/oder innere) Wandoberfläche des Flächengebildes aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polypropylen (je nach dem eingesetzten Herstellungsverfahren vor dem Formen zu einem isolierenden Becher oder während des Formens des Bechers) mit hochaufgelösten Graphiken bedruckt werden kann. Herkömmliche Becher aus Perlen aus expandiertem Polystyrol weisen eine Oberfläche auf, deren Glätte in der Regel für ein Bedrucken mit Ausnahme von niedrigaufgelösten Graphiken nicht ausreicht. Ebenso haben auch unbeschichtete Papierbecher in der Regel eine Oberfläche, deren Glätte für derartige hochaufgelöste Graphiken nicht ausreicht. Papierbecher können so beschichtet werden, dass sie das gewünschte Oberflächenfinish aufweisen und eine hohe Auflösung erreichen können. Da es bei Papier schwierig ist, Isolierungsniveaus zu erreichen, muss zur Erzielung von Isolierung ein geplanter Luftspalt in den Papierbecher eingebaut oder damit assoziiert werden, wie eine auf und über einen Teil des Bechers geschobene Hülse. Lösungen waren demgemäß die Verwendung von niedrig auflösendem Bedrucken, die Laminierung eines bedruckten Films auf die Außenwand oder das Vorliegen einer über die Außenwand geschobenen bedruckten Hülse (entweder verklebt oder entfernbar) oder das Beschichten des Papiers zur Aufnahme von hochauflösenden Graphiken.
Ein potentielles Merkmal eines Bechers aus dem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass er eine unerwartete Festigkeit, wie durch Starrheit gemessen, aufweist. Die Starrheit ist eine Messung, die bei Raumtemperatur und bei einer erhöhten Temperatur (z. B. durch Füllen des Bechers mit einer heißen Flüssigkeit) und Messen der Starrheit des Materials erfolgt. Die Festigkeit des Bechermaterials ist wichtig, um die Gefahr der Verformung des Bechers bei der Handhabung durch einen Benutzer und des Abspringens des Deckels oder des Leckens des Deckels oder der Seitenwanddichtung zu verringern.
Ein potentielles Merkmal eines Bechers aus dem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial gemäß der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass der isolierende Becher beständig gegenüber Durchstoßen, wie durch einen Strohhalm, eine Gabel, einen Löffel, einen Fingernagel oder dergleichen, ist, wie durch Standardschlagprüfungen gemessen, wie nachstehend beschrieben. Die Testmaterialien zeigten eine wesentlich höhere Schlagzähigkeit im Vergleich zu einem Becher aus Perlen aus expandiertem Polystyrol. Daher kann durch einen Becher gemäß der vorliegenden Offenbarung die Wahrscheinlichkeit des Durchstoßens und Auslaufen von heißer Flüssigkeit auf einen Benutzer minimiert werden.
Ein Merkmal eines Bechers mit komprimiertem Rand und komprimierter Naht aus dem Material gemäß einem Aspekt gemäß der hier angegebenen Beschreibung besteht darin, dass eine größere Zahl derartiger Becher in einer gegebenen Hülsenlänge untergebracht werden kann, da die Naht dünner ist und der Seitenwandwinkel minimiert werden kann (d. h. mehr in der Nähe von 90°, bezogen auf den Becherboden), wobei zugleich ein ausreichender Luftspalt bereitgestellt wird, um eine leichte Einzelentnahme zu erlauben. Mit herkömmlicher Naht gebildete Becher mit einer Naht, die wesentlich dicker als die Seitenwand ist, erfordern einen größeren Seitenwandwinkel (und Luftspalt), um eine Einzelentnahme zu erlauben, was dazu führt, dass in einer gegebenen Länge weniger Becher untergebracht werden können.
Ein Merkmal eines Bechers aus dem Material gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass der Rand ein Querschnittsprofil von weniger als etwa 0,170 Zoll (4,318 mm) aufweisen kann, was auf lokalisierte Zelldeformation und -kompression zurückzuführen sein kann. Ein derartiges kleines Profil ist ästhetisch ansprechender als ein großes Profil.
Ein Merkmal eines Bechers aus dem Material gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass der Durchmesser des gerollten Rands für Becher mit verschiedenen Volumina gleich sein kann, so dass für verschiedene Bechergrößen eine einzige Deckelgröße verwendet werden kann, unter der Annahme, dass die Durchmesser der Becherränder gleich sind. Infolgedessen kann die Zahl verschiedener Deckelgrößen im Lagerbestand und am Verwendungspunkt verringert werden.
Die Materialformulierung kann Eigenschaften aufweisen, die eine Komprimierung des Flächengebildes ohne Reißen ermöglichen.
Das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial der vorliegenden Offenbarung kann zu einem Streifen geformt werden, der um andere Strukturen gewickelt werden kann. Beispielsweise kann ein Streifen aus dem Material gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, der als Umhüllungsmaterial verwendet werden kann, gebildet werden und zur Bereitstellung verbesserter Isolierung um ein Rohr, eine Leitung oder eine andere Struktur gewickelt werden. Das Flächengebilde bzw. der Streifen kann eine ein- oder beidseitig aufgebrachte Schicht aus Klebstoff, wie einem Haftklebstoff, aufweisen. Der Streifen kann zu einer Rolle gewickelt werden. Gegebenenfalls kann der Streifen einen damit assoziierten Releaseliner aufweisen, um das Abwickeln des Streifens von der Rolle zu erleichtern. Die Polymerformulierung kann auf die Bereitstellung der geforderten Flexibilität zur Bildung einer Umhüllung oder eines aufwickelbaren Streifens ausgelegt werden, beispielsweise durch Verwendung eines oder mehrerer Polypropylenmaterialien oder andere Polyolefinmaterialien, die eine ausreichende Flexibilität aufweisen, damit das extrudierte Flächengebilde flexibel genug ist, um zu einer Rolle aufgewickelt werden. Das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial kann zu einer Hülse geformt werden, die zur Bereitstellung von zusätzlicher Isolierung über einen Becher geschoben werden kann.
In beispielhaften Ausführungsformen können Flächengebilde aus dem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial der vorliegenden Offenbarung an der Düse geschnitten oder zu Schuppen verarbeitet und als Bulk-Isoliermaterial verwendet werden.
Die Formulierung und das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial der vorliegenden Offenbarung erfüllen einen schon seit langem bestehenden Bedarf an einem Material, das zu einem Artikel, wie einem Becher, geformt werden kann, der viele, wenn nicht alle, der Merkmale Isolierleistungsfähigkeit, Bereitschaft für Rezyklierbarkeit, Durchstoßfestigkeit, Bruchfestigkeit, Mikrowellentauglichkeit und andere Merkmale gemäß der hier angegebenen Erörterung aufweist. Frühere Versuche zur Bereitstellung eines Materials mit Kombinationen dieser Merkmale, wie sie sich in den beigefügten Ansprüchen widerspiegeln, sind gescheitert. Dieses Scheitern ist auf die zahlreichen Merkmale zurückzuführen, die mit konkurrierenden Designwahlen assoziiert sind. Als Beispiel sind anderswo Materialien und Strukturen daraus geschaffen worden, die auf der Basis von Designwahlen isoliert sind, aber eine schlechte Durchstoßfestigkeit aufweisen, nicht effizient rezyklierbar sind und nicht mikrowellentauglich sind. Im Vergleich dazu überwinden die hier offenbarten Formulierungen und Materialien die Fehlschläge anderer durch Verwendung eines isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterials. Bezüglich Offenbarung in Bezug auf aus derartigem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gebildete Artikel, wie Becher, wird hiermit auf die am 7. Juni 2012 eingereichte US.-Anmeldung Nr. 13/491,007 mit dem Titel INSULATED CONTAINER verwiesen, auf die hiermit in vollem Umfang ausdrücklich Bezug genommen wird.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung. In derartigen Beispielen erscheinende Teile- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben. Auf alle in der vorliegenden Offenbarung angegebenen ASTM-, ISO- und andere Normprüfmethoden, die in der vorliegenden Offenbarung zitiert werden bzw. auf die in der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen wird, wird hiermit in vollem Umfang ausdrücklich Bezug genommen.
Beispiel 1 – Formulierung und Extrusion
Als Polypropylen-Grundharz wurde Polypropylenhomopolymer DAPLOY^TM WB140 (von Borealis A/S) verwendet. Als sekundäres Harz wurde F020HC von Braskem, ein Polypropylenhomopolymerharz, verwendet. Die beiden Harze wurden mit Hydrocerol^TM CF-40E^TM als primärem Nukleierungsmittel, Talk als sekundärem Nukleierungsmittel, CO₂ als Treibmittel, einem Slipadditiv und Titandioxid als Farbmittel gemischt. Die Prozentanteile betrugen:
79,9% Primäres Harz: Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit Borealis WB140 HMS
15% Sekundäres Harz: F020HC (Braskem)
0,1% Primäres Nukleierungsmittel: Clariant Hyrocerol CF-40E^TM
2% Sekundäres Nukleierungsmittel: Talk
1% Farbmittel: TiO₂ PE (alternativ dazu kann PP verwendet werden)
2% Slipadditiv: Ampacet^TM 102823 LLDPE (lineares Polyethylen niederer Dichte) von Ampacet Corporation
Die Formulierung wurde in einen Extruderspeisetrichter gegeben. Im Extruder wurde die Formulierung zur Bildung einer schmelzflüssigen Harzmischung erhitzt. Zu dieser Mischung wurden:
1,1 lb/h CO₂
0,7 lb/h R134a
gegeben.
Das Kohlendioxid mit R134a wurde zum Expandieren des Harzes und zur Verringerung der Dichte in das Harz eingeleitet. Die so gebildete Mischung wurde durch einen Düsenkopf zu einem Flächengebilde extrudiert. Das Flächengebilde wurde dann geschnitten und zu einem Becher geformt.
Beispiel 1 – Testergebnisse
Die Testergebnisse des gemäß Beispiel 1 gebildeten Materials zeigten, dass das Material eine Dichte von 0,1902 g/cm³ und eine nominelle Flächengebildestärke von 0,089 Zoll (2,2606 mm) aufwies.
Mikrowellentauglichkeit
Unter Verwendung dieses Materials hergestellte, mit 12 Unzen Wasser bei Raumtemperatur gefüllte Behälter wurden in einem Mikrowellenofen der Bauart FISO Microwave Station (1200 Watt) 2,5 Minuten ohne Verbrennen oder Verschmoren oder andere sichtbare Effekte auf den Becher erhitzt. Im Vergleich dazu verschmorten oder verbrannten in dem gleichen Mikrowellenofen erhitzte Papierbecher in weniger als 90 Sekunden.
Starrheit
Testmethode
Die Proben befanden sich bei 73°F (22,8°C) und 50% relativer Feuchte. Der Test auf Bechersteifigkeit/-starrheit wurde mit einem Horizontalkraftmesser mit einer Lastzelle zur Messung der Widerstandskraft des Bechers unter den folgenden Testbedingungen durchgeführt: (a) Die Teststelle am Becher lag 1/3 vom Rand des Bechers nach unten; (b) der Testfahrweg beträgt 0,25 Zoll (6,35 mm); und (c) die Testfahrzeit betrug 10 Sekunden.
Testergebnisse
Mit einer durchschnittlichen Wanddicke von 0,064 Zoll (1,6256 mm), einer durchschnittlichen Dichte von 0,1776 g/cm³ und einem durchschnittlichen Bechergewicht von 9,86 g ist die Starrheit des Materials nachstehend in den Tabellen 1–2 aufgeführt.
Tabelle 1 – Starrheitstestergebnisse
Tabelle 2 – Zusammenfassung der Starrheitstestergebnisse
Isolierung
Testmethode
Es wurde eine typische technische Becherisolierungstestmethode verwendet, wie folgt:

• Das (Becheraußenseiten-)Oberflächentemperaturthermoelement wird mit Klebstoff an dem Becher befestigt.
• Das befestigte Thermoelement wird mit Zellophanband an den Becher geklebt, so dass sich das Thermoelement in der Mitte des Bechers gegenüber der Naht befindet.
• Wasser oder eine andere wässrige Flüssigkeit wird fast bis zum Sieden erhitzt, wie in einer Mikrowelle.
• Die heiße Flüssigkeit wird mit einem Kolbenthermometer kontinuierlich gerührt, während die Flüssigkeitstemperatur beobachtet wird.
• Die Temperatur des Thermoelements wird aufgezeichnet.
• Wenn die Flüssigkeit 200°F erreicht, wird der Becher fast bis zum Rand gefüllt.
• Der Deckel wird auf den Becher gesetzt.
• Die Oberflächentemperatur wird über einen Zeitraum von mindestens 5 Minuten aufgezeichnet.

Die Materialdicke betrug etwa 0,089 Zoll (2,2606 mm). Die Dichte betrug etwa 0,1902 g/cm³.
Testergebnisse
Es wurde ein Becher aus der oben angegebenen Formulierung mit einer Dichte von etwa 0,190 g/cm³ und einer Wanddicke von etwa 0,089 Zoll verwendet. Eine heiße Flüssigkeit bei 200°F (93,3°C) wurde in den Becher gegeben.
Testergebnisse
Die an der Außenwand des Bechers gemessene Temperatur betrug etwa 140,5°F (60,3°C), d. h. ein Rückgang von 59,5°F (33°C). Die Maximaltemperatur über einen Zeitraum von fünf Minuten betrug 140,5°F (60,3°C). Je niedriger die Temperatur, desto besser die Isoliereigenschaft des Bechermaterials, da das Material die von der Flüssigkeit auf die Außenseite des Bechermaterials übertragene Wärme verringert.
Zerbrechlichkeit
Die Zerbrechlichkeit kann als Beständigkeit gegenüber Reißen oder Fragmentierung verursachenden Durchstößen definiert werden.
Testmethode
Es wurde die in ASTM D1922-93 beschriebene Elmendorf-Testmethode verwendet. Der Reißradius betrug 1,7 Zoll (43,18 mm).
Testergebnisse

Die Testergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 3–4 gezeigt. Das wie in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildete Material stellt überlegene Beständigkeit gegenüber Reißkräften im Vergleich zu EPS bereit. Tabelle 3 – Testergebnisse

Tabelle 4 – Zusammenfassung der Testergebnisse

Durchreißwiderstand	Proben-ID →	Testmaterialbecher (Mittelwert)
Elmendorf-Durchreißwiderstand, Arm in Maschinenrichtung (MD)	g (Gramm)	800
Elmendorf-Durchreißwiderstand MD	gf (Gramm Kraft)	282
Elmendorf-Durchreißwiderstand, Arm in Querrichtung (TD)	g	800
Elmendorf-Durchreißwiderstand TD	gf	212

Durchreißwiderstand	Expandiertes Polystyrol (Mittelwert)
Elmendorf-Durchreißwiderstand, Arm	800
Elmendorf-Durchreißwiderstand	112

Man beachte, dass für den Querrichtungstest für expandiertes Polystyrol keine Daten erhalten wurden, da expandiertes Polystyrol herstellungsbedingt keine Materialorientierung, d. h. eine Maschinen- oder Querrichtung, aufweist. Der Bereich (berechnet als: unterer Bereich = Mittelwert – (3 × Std.-Abw.); oberer Bereich = Mittelwert + (3 × Std.-Abw.)) für das getestete Material der vorliegenden Offenbarung betrug etwa 213 Gramm-Kraft bis etwa 351 Gramm-Kraft in der Maschinenrichtung und etwa 143 Gramm-Kraft bis etwa 281 Gramm-Kraft in der Querrichtung. Im Vergleich dazu betrug der Bereich des getesteten expandierten Polystyrolmaterials etwa 103 Gramm-Kraft bis etwa 121 Gramm-Kraft.
Durchstoßfestigkeit
Testmethode
Die Kraft und der Fahrweg, die bzw. der zum Durchstoßen der Seitenwand und des Bodens des Bechers erforderlich sind, werden bestimmt. Es wird ein Instron-Instrument im Kompressionsmodus verwendet, das auf 10 Zoll (254 mm) pro Minute Fahrgeschwindigkeit eingestellt ist. Es wird die Becherdurchstoßtest-Montagevorrichtung auf Basis von Instron verwendet. Mit dieser Montagevorrichtung kann der Becher über eine in den Becher passende Form angepasst werden, wobei eine obere Oberfläche senkrecht zum Fahrweg des Instron-Prüfgeräts steht. Das einen Durchmesser von einem Zoll aufweisende Loch in der Montagevorrichtung sollte nach oben zeigen. Der sich bewegende Teil des Instron-Prüfgeräts sollte mit einem Stempel mit einem Durchmesser von 0,300 Zoll (7,62 mm) ausgestattet werden. Der Stempel mit dem Loch wird in der Test-Montagevorrichtung ausgerichtet. Der Becher wird über der Montage der Vorrichtung positioniert, und die Kraft und der Fahrweg, die bzw. der zum Durchstoßen der Seitenwand des Bechers erforderlich sind, wird aufgezeichnet. Der Seitenwand-Durchstoßtest wird an drei gleichmäßig beabstandeten Stellen wiederholt, wobei an der Naht des Bechers kein Durchstoßtest vorgenommen wird. Der Boden des Bechers wird getestet. Dies sollte auf die gleiche Weise wie der Seitenwandtest erfolgen, außer dass keine Montagevorrichtung verwendet wird. Der Becher wird einfach umgestülpt auf der Basis des Instron-Prüfgeräts positioniert, während der Stempel auf die Mitte des Becherbodens heruntergefahren wird.
Testergebnisse
Ergebnisse des typischen Seitenwand-Durchstoßes und des Boden-Durchstoßes sind in nachstehender Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 – Durchstoßtestergebnisse

Hohlraum Nr. Max. Last (lbf) Ext. bei max. Last (Zoll)

Expandiertes Polystyrol 3,79 0,300

Getestetes isoliertes zelliges nicht-aromatisches Polymermaterial (kein Rand) 22,18 0,292
Langsamer Durchstoß – Strohhalm
Testmethode
Das wie in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildete Material stellt im Vergleich zu expandiertem Polystyrol unter Verwendung der in ASTM D-3763-86 beschriebenen Slow Puncture Resistance Test Method (langsamer Strohhalmdurchstoßtest) eine überlegene Durchstoßfestigkeit bereit.

Die Testergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 6–9 gezeigt. Testergebnisse Tabelle 6 – Getestetes Material

Probe Nr.	Spitzenlast g(f)	Bruchdehnung (mm)
1	13876,49	-
2	13684,33	-
3	15121,53	-
4	15268,95	17
5	14970,47	20
6	13049,71	-
7	15648,44	17
8	15352,38	23
9	18271,37	-
10	16859,29	-
Mittelwert	15210,30	19
Std.-Abw.	1532,83	3

Tabelle 7 – Vergleich: Expandiertes Polystyrol

Probe Nr.	Spitzenlast g(f)	Bruchdehnung (mm)
1	2936,73	-
2	2870,07	10
3	2572,62	-
4	2632,44	-
5	2809,70	-
6	2842,93	-
7	2654,55	-
8	2872,96	-
9	2487,63	-
10	2866,53	-
11	2803,25	-
12	2775,22	-
13	2834,28	-
14	2569,97	-
Mittelwert	2752,06	10
Std.-Abw.	140,42	-

Tabelle 8 – Mit Papier umwickeltes expandiertes Polystyrol

Probe Nr.	Spitzenlast g(f)	Bruchdehnung (mm)
1	7930,61	-
2	10044,30	-
3	9849,01	-
4	8711,44	-
5	9596,79	-
6	9302,99	-
7	10252,27	-
8	7785,64	-
9	8437,28	-
10	6751,98	-
11	9993,19	-
Mittelwert	8968,68	-
Std.-Abw.	1134,68	-

Tabelle 9 – Zusammenfassung der Ergebnisse des langsamen Strohhalmdurchstoßtests

Proben-ID →	Becher aus getestetem isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial (Mittelwert) Gramm-Kraft (gf)	Expandiertes Polystyrol (Mittelwert) GrammKraft (gf)	Mit Papier umwickeltes expandiertes Polystyrol (Mittelwert) Gramm-Kraft (gf)
Durchschnittliche gf:	15210	2752	8969

Beispiel 2 – Formulierung und Extrusion
Es wurde die folgende Formulierung verwendet:
81,70% primäres Polypropylen Borealis WB14OHMS
0,25% talkgefülltes Konzentrat Amco A18035 PPRO
2% lineares Polyethylen niederer Dichte Ampacet 102823 Process Aid PE MB als Slipadditiv
0,05% chemisches Treibmittel Hydrocerol CF-40E
1% Farbmittel Colortech 11933-19
15% hochkristallines Polypropylenhomopolymer Braskem F020HC
3,4 lb/Stunde CO₂ wurden in das schmelzflüssige Harz eingetragen.
Die Dichte des gebildeten Streifens lag im Bereich von etwa 0,155 g/cm³ bis etwa 0,182 g/cm³.
Die Formulierung wurde in einen Extruderspeisetrichter gegeben. Im Extruder wurde die Formulierung zur Bildung einer schmelzflüssigen Harzmischung erhitzt. Zu dieser Mischung wurde zum Expandieren des Harzes und zur Verringerung der Dichte das CO₂ gegeben. Die so gebildete Mischung wurde durch einen Düsenkopf zu einem Streifen 82 extrudiert. Der Streifen wurde dann geschnitten und zu einem isolierenden Becher 10 geformt.
Beispiel 2 – Testergebnisse
In beispielhaften Ausführungsformen hat ein Rohr aus extrudiertem isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial zwei Oberflächen, die unter verschiedenen Abkühlungsbedingungen bei der Extrusion des Materials gebildet werden. Eine Oberfläche, die weiterhin als Außenoberfläche des extrudierten Rohrs bezeichnet wird, steht mit Luft in Kontakt und weist keine die Expansion beschränkenden physikalischen Barrieren auf. Die Außenoberfläche der Oberfläche des extrudierten Rohrs wird durch Aufblasen von Druckluft mit einer Abkühlrate größer gleich 12°F pro Sekunde abgekühlt. Die Oberfläche der gegenüberliegenden Seite wird als Innenseite des extrudierten Rohrs bezeichnet. Die Innenseite der Oberfläche des extrudierten Rohrs wird beim Aufziehen des extrudierten Rohrs in Bahn- oder Maschinenrichtung auf die Metallabkühlungsoberfläche des Torpedodorns, der die Innenseite des extrudierten Rohrs physikalisch beschränkt, gebildet und durch eine Kombination von Wasser und Druckluft mit einer Abkühlungsrate von weniger als 10°F pro Sekunde abgekühlt. In beispielhaften Ausführungsformen beträgt die Kühlwassertemperatur etwa 135°F (57,22°C). In beispielhaften Ausführungsformen beträgt die Kühllufttemperatur etwa 85°F (29,44°C). Infolge der verschiedenen Abkühlungmechanismen haben die Außenoberfläche des extrudierten Rohrs und die Innenseite der Oberflächen des extrudierten Rohrs verschiedene Oberflächeneigenschaften. Es ist bekannt, dass die Abkühlungsrate und -methode den Kristallisationsprozess von Polypropylen beeinflusst und dadurch dessen Morphologie (Größe von Kristalldomänen) und Topographie (Oberflächenprofil und -glätte) verändert.
Ein unerwartetes Merkmal von beispielhaften Ausführungsformen eines extrudierten Flächengebildes gemäß der hier angegebenen Beschreibung besteht darin, dass das Flächengebilde beim Biegen zum Bilden eines runden Artikels, wie eines Bechers, eine bemerkenswert glatte, falten- und runzelfreie Oberfläche bilden kann. Die Oberfläche ist selbst auf der Innenseite des Bechers, wo das Material in der Regel infolge von Kompressionskräften leicht Quetschfalten bildet, insbesondere für Material niedriger Dichte mit großer Zellengröße, glatt und runzelfrei. In beispielhaften Ausführungsformen ist die Oberfläche eines extrudierten Flächengebildes aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial gemäß Mikroskopie so glatt, dass die Tiefe der Vertiefungen (Falten oder Runzeln), die bei der Einwirkung der Dehnend Kompressionskräfte während der Becherbildung in der Außenseite und Innenseite der Becheroberfläche natürlich auftreten, weniger als etwa 100 Mikron betragen kann. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Glätte weniger als etwa 50 Mikron betragen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Glätte weniger als etwa 5 Mikron oder weniger betragen. Bei etwa 10 Mikron und weniger sind die Mikrorunzeln auf der Becheroberfläche mit dem bloßen Auge gewöhnlich nicht mehr wahrnehmbar.
In einer beispielhaften Ausführungsform weist ein isolierender Becher aus einem Flächengebilde mit einer Haut und einem Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial typische Falten (tiefe Runzeln) mit einer Tiefe von etwa 200 Mikron auf, die sich vom oberen Ende zum unteren Ende des Bechers erstrecken. In einer beispielhaften Ausführungsform hat ein isolierender Becher aus einem Flächengebilde, das nur einen Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial umfasst (ohne Haut), typische Falten mit einer Tiefe von etwa 200 Mikron, die sich vom oberen Ende zum unteren Ende des Bechers erstrecken. Derartige Falten mit Tiefen von etwa 100 Mikron bis etwa 500 Mikron werden in der Regel gebildet, wenn die Innenseite des extrudierten Rohrs der Innenseite des Bechers in einem Kompressionsmodus zugewandt ist. Falten und tiefe Runzeln können ein Problem unzureichender Oberflächenqualität darstellen, das die letztendlich erhaltenen Becher unbrauchbar oder nicht wünschenswert macht. Falten können sich in Fällen bilden, in denen Flächengebilde eine Haut enthalten oder keine Haut enthalten.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das isolierende zellige nichtaromatische Polymermaterial als Streifen extrudiert werden. Mikroskopaufnahmen zeigen jedoch, dass in dem extrudierten Streifen zwei unterschiedliche Schichten vorliegen, nämlich eine matte Außenschicht des extrudierten Rohrs und eine glänzende Innenschicht des extrudierten Rohrs. Der Unterschied zwischen den beiden Schichten besteht im Reflexionsvermögen der Oberfläche aufgrund des Unterschieds der Kristalldomänengröße. Bei Verwendung eines schwarzen Markers zur Einfärbung der mikroskopisch untersuchten Oberfläche wird das Reflexionsvermögen eliminiert, und der Unterschied zwischen den beiden Oberflächen kann minimal oder nicht feststellbar sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform wurde ein Probestreifen ohne Haut hergestellt. Zur Eliminierung jeglicher Unterschiede des Reflexionsvermögens zwischen den Schichten wurde ein schwarzer Marker verwendet. Die Aufnahmen zeigten, dass die Zellengröße und Zellenverteilung über die gesamte Dicke des Streifens gleich waren. Eine Falte mit einer Tiefe von etwa 200 Mikron wurde als Faltung in der Oberfläche gesehen, wo die Zellwand unter den Kompressionskräften kollabierte.

Die differentialkalorimetrische Analyse auf einem Gerät der Bauart TA Instruments DSC 2910 unter Stickstoffatmosphäre zeigte, dass die Kristallisationstemperatur und der Kristallinitätsgrad für das Polymermatrixmaterial des Streifens mit zunehmender Abkühlungsrate abnahmen, wie nachstehend in Tabelle 10 gezeigt. Tabelle 10

Kristallisation der Polymermatrix
Kristallisationstemp. in °C			Kristallinitätsgrad in %
Langsame Abkühlung 5°C/min	10°C/min	Schnelle Abkühlung 15°C/min	Langsame Abkühlung 5°C/min	10°C/min	Schnelle Abkühlung 15°C/min
135,3	131,5	129,0	49,2	48,2	47,4

Schmelzen (2. Erhitzen) der Polymermatrix (Aufheizrate 10°C/min) nach Kristallisation
Schmelztemp., °C			Kristallinitätsgrad, %
Langsame Abkühlung 5°C/min	10°C/min	Schnelle Abkühlung 15°C/min	Langsame Abkühlung 5°C/min	10°C/min	Schnelle Abkühlung 15°C/min
162,3	162,1	161,8	48,7	47,2	46,9

Die Differentialkalorimetriedaten zeigen die Abhängigkeit der Kristallisation und nachfolgenden Schmelztemperatur beim 2. Erhitzen und der prozentualen Kristallinität von der Abkühlungsrate während der Kristallisation.
Beispielhafte Ausführungsformen eines Streifens aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial können die Schmelztemperatur zwischen etwa 160°C (320°F) und etwa 172°C (341,6°F), eine Kristallisationstemperatur zwischen etwa 108°C (226,4°F) und etwa 135°C (275°F) und eine prozentuale Kristallinität zwischen etwa 42% und etwa 62% aufweisen.
In beispielhaften Ausführungsformen wies das extrudierte Flächengebilde gemäß Differentialkalorimetrie bei einer Aufheiz- und Abkühlungsrate von 10°C pro Minute eine Schmelztemperatur von etwa 162°C (323,6°F), eine Kristallisationstemperatur von etwa 131°C (267,8°F) und einen Kristallinitätsgrad von etwa 46% auf.
Es wurde unerwarteterweise gefunden, dass die Außenoberfläche des Extrusionsrohrs in einem Kompressionsmodus günstig arbeitet, ohne nennenswerte Faltenbildung zu verursachen, und daher ein Becher (oder eine andere Struktur) vorteilhafterweise hergestellt werden kann, wenn die Außenoberfläche des Extrusionsrohrs der Innenseite des isolierenden Bechers zugewandt ist. Der Unterschied der Resistenz der Innenschicht des Extrusionsrohrs und der Außenschicht des Extrusionsrohrs gegenüber Kompressionskräften kann auf den Unterschied der Morphologie der Schichten zurückzuführen sein, da sie bei verschiedenen Abkühlungsraten kristallisiert wurden.
In beispielhaften Ausführungsformen der Bildung eines extrudierten Flächengebildes kann die Innenoberfläche des Extrusionsrohrs durch eine Kombination von Wasserkühlung und Druckluft abgekühlt werden. Die Außenoberfläche des Extrusionsrohrs kann durch Druckluft unter Verwendung eines Torpedos mit zirkulierenden Wasser und Luftauslass abgekühlt werden. Schnellere Abkühlungsraten können zur Bildung kleinerer Kristalle führen. Typischerweise bildet sich eine umso größere relative Menge kleinerer Kristalle, je höher die Abkühlungsrate ist. An einer beispielhaften extrudierten Folie aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial wurde eine Röntgenbeugungsanalyse auf einem Diffraktometer einer Bauart X Panalytical X'pert MPD Pro unter Verwendung von Cu-Strahlung mit 45 KV/40 mA durchgeführt. Dabei wurde bestätigt, dass die Außenoberfläche des Extrusionsrohrs eine Kristalldomänengröße von etwa 99 Angström aufwies, wohingegen die Innenseite des Extrusionsrohrs eine Kristalldomänengröße von etwa 114 Angström aufwies. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein extrudierter Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial eine Kristalldomänengröße unter etwa 200 Angström aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein extrudierter Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial eine Kristalldomänengröße von vorzugsweise weniger als etwa 115 Angström aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein extrudierter Streifen aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial eine Kristalldomänengröße von weniger als etwa 100 Angström aufweisen.
Starrheit
Testmethode
Es wird die gleiche Testmethode verwendet wie für den Starrheitstest in Beispiel 1.
Testergebnisse
Die Starrheitstestergebnisse sind in nachstehender Tabelle 11 gezeigt.
Tabelle 11
Isolierung
Testmethode-Wandtemperatur
Es wurde ein aus der oben angegebenen Formulierung gebildeter Becher mit einer Dichte von etwa 0,18 g/cm³ und einer Wanddicke von etwa 0,074 Zoll (1,8796 mm) verwendet. Eine heiße Flüssigkeit bei 200°F (93,3°C) wurde in den Becher gegeben.
Testergebnisse
Die an der Außenwand des Bechers gemessene Temperatur betrug etwa 151°F (66,1°C), d. h. ein Rückgang von 49,0°F (27,2°C). Die Maximaltemperatur über einen Zeitraum von fünf Minuten betrug 151°F (66,1°C).
Es wurde ein Isolierungstest in Form von Wärmeleitfähigkeit durchgeführt.
Testmethode-Wärmeleitfähigkeit
Bei diesem Test wird die Volumenwärmeleitfähigkeit (W/m-K) bei Umgebungstemperatur und bei 93°C (199,4°F) gemessen. Es wurde ein Instrument der Bauart ThermTest TPS 2500 S Thermal Constants Analyzer unter Anwendung der Testmethode von ISO/DIS 22007-2.2 und unter Verwendung der Option Low Density/High Insulating verwendet. Für alle Messungen wurde der TPS-Sensor Nr. 5501 mit einem Radius von 0,2521 Zoll (Radius von 6,403 mm) mit Kapton^®-Isolierung verwendet. Es wurde ein 20 Sekunden dauernder Test mit einer Leistung von 0,02 Watt durchgeführt. Es wurden Daten unter Verwendung der Punkte 100–200 angegeben.
Testergebnisse
Die Testergebnisse sind in nachstehender Tabelle 12 gezeigt. Tabelle 12 – Ergebnisse für die mittlere Wärmeleitfähigkeit

Temp. (°C) Mittlere Wärmeleitfähigkeit (W/m-K) Standardabweichung (W/m-K)

21 0,05792 0,00005

93 0,06680 0,00025
Wenngleich oben nur eine Reihe von beispielhaften Ausführungsformen ausführlich beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann ohne Weiteres, dass in den beispielhaften Ausführungsformen zahlreiche Modifizierungen möglich sind, ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen abzuweichen. Demgemäß sollen alle derartigen Modifizierungen im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, enthalten sein.
Im Rahmen der Beschreibung und der beigefügten Ansprüche schließen die Singularformen „ein”, „eine”, „der”, „die” und „das” Pluralformen mit ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Bereiche können hierin als von ”etwa” einem besonderen Wert und/oder bis zu ”etwa” einem anderen besonderen Wert ausgedrückt sein. Wenn ein solcher Bereich ausgedrückt wird, schließt eine andere Ausführungsform von dem einen besonderen Wert und/oder bis zu dem anderen besonderen Wert ein. Ganz analog versteht es sich, dass dann, wenn Werte durch Verwendung des Vorsatzes ”etwa” als Näherungen ausgedrückt sind, der besondere Wert eine andere Ausführungsform bildet. Es versteht sich weiterhin, dass die Endpunkte jedes der Bereiche sowohl in Bezug auf den anderen Endpunkt als auch unabhängig von dem anderen Endpunkt signifikant sind.
”Fakultativ” oder ”gegebenenfalls” bedeutet, dass das nachfolgend beschriebene Ereignis bzw. der nachfolgende beschriebene Umstand auftreten kann, aber nicht auftreten muss, und dass die Beschreibung Fälle einschließt, in denen dieses Ereignis bzw. dieser Umstand auftritt, und Fälle, in denen es bzw. er nicht auftritt.
In der Beschreibung und den Ansprüchen der vorliegenden Patentschrift bedeutet das Wort ”umfassen” und Abwandlungen des Worts, wie ”umfassend” und ”umfasst”, ”einschließlich, aber nicht beschränkt auf” und soll andere Additive, Komponenten, ganze Zahlen oder Schritte nicht ausschließen. ”Beispielhaft” bedeutet ”ein Beispiel für” und soll keinen Hinweis auf eine bevorzugte oder ideale Ausführungsform vermitteln. ”Wie” wird nicht in einschränkendem Sinne verwendet, sondern zu Erklärungszwecken.
Es werden Komponenten offenbart, die zur Durchführung der offenbarten Verfahren, Einrichtungen und Systeme verwendet werden können. Diese und andere Komponenten werden hierin offenbart, und es versteht sich, dass bei Offenbarung von Kombinationen, Untergruppen, Wechselwirkungen, Gruppen usw. dieser Komponenten zwar eine spezifische Bezugnahme auf jede der verschiedenen individuellen und kollektiven Kombinationen und Permutationen davon nicht explizit sein mag, aber jede hierin spezifisch vorgesehen und beschrieben wird, was für alle Methoden, Einrichtungen und Systeme gilt. Dies gilt für alle Aspekte dieser Anmeldung einschließlich u. a. Schritten bei offenbarten Verfahren. Somit versteht es sich, dass dann, wenn eine Reihe von zusätzlichen Schritten durchgeführt werden kann, jeder dieser zusätzlichen Schritte mit einer spezifischen Ausführungsform oder Kombination von Ausführungsformen der offenbarten Verfahren durchgeführt werden kann.
Es versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich oder Gedanken abzuweichen. Andere Ausführungsformen sind für den Fachmann aus der Betrachtung der hier offenbarten Beschreibung und Ausübung ohne Weiteres ersichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als beispielhaft erachtet werden.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass auf jegliche Veröffentlichungen und Broschüren, auf die hierin Bezug genommen wird, hiermit in vollem Umfang ausdrücklich Bezug genommen wird.

Claims

Formulierung zur Bildung einer isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstruktur, wobei die Formulierung Folgendes umfasst: ein erstes Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit Langkettenverzweigung, ein zweites Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polymer, das aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen und Mischungen davon ausgewählt ist, mindestens ein Nukleierungsmittel und mindestens ein Slipadditiv.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten Material um ein Homopolymer handelt.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei das erste Polymermaterial eine Schmelzefestigkeit von mindestens 36 gemäß ISO16790 aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei das erste Polymermaterial eine Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F) aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei das zweite Polymermaterial ein Material auf Polyethylenbasis umfasst, das aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen niederer Dichte, linearem Polyethylen niederer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymeren, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren und Mischungen und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Nukleierungsmittel um mindestens ein Material handelt, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Mischungen und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Nukleierungsmittel um Citronensäure oder ein Material auf Citronensäurebasis handelt.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Nukleierungsmittel um mindestens ein Material handelt, das aus der Gruppe bestehend aus Talk, CaO₃, Glimmer und Mischungen von mindestens zwei der vorgenannten Materialien ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Treibmittel um mindestens ein Material handelt, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Treibmitteln, physikalischen Treibmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens ein Treibmittel.
Formulierung nach Anspruch 10, wobei das mindestens ein Treibmittel in die Formulierung eingetragen und eingemischt wird, bevor die Formulierung geschmolzen wird.
Formulierung nach Anspruch 11, wobei es sich bei dem Treibmittel um mindestens ein Gas handelt, das als unter Druck stehende Flüssigkeit eingetragen wird.
Formulierung nach Anspruch 12, wobei es sich bei dem Treibmittel um mindestens ein Gas handelt, das aus der Gruppe bestehend aus Kohlendioxid, Stickstoff, Helium, Argon, Luft, Pentan, Butan oder einem anderen Alkan und Mischungen davon ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 10, wobei es sich bei dem Treibmittel um ein chemisches Treibmittel handelt, das unter Freisetzung eines Gases reagiert oder zerfällt.
Formulierung nach Anspruch 14, wobei es sich bei dem chemischen Treibmittel um CaCO₃ handelt.
Formulierung nach Anspruch 14, wobei das Nukleierungsmittel ferner einen Katalysator umfasst.
Formulierung nach Anspruch 16, wobei die Struktur eine durchschnittliche Zellengröße in Maschinenlängenrichtung von etwa 0,016 Zoll und eine Breite von etwa 0,003 Zoll und eine durchschnittliche Zellengröße in Querlängenrichtung von etwa 0,017 Zoll und eine Breite von etwa 0,003 Zoll aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Treibmittel um mindestens ein Material handelt, das aus der Gruppe bestehend aus Azodicarbonamid; Azodiisobutyronitril; Benzolsulfonhydrazid; 4,4-Oxybenzolsulfonylsemicarbazid; p-Toluolsulfonylsemicarbazid; Bariumazodicarboxylat; N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamid; Trihydrazinotriazin; Methan; Ethan; Propan; n-Butan; Isobutan; n-Pentan; Isopentan; Neopentan; Methylfluorid; Perfluormethan; Ethylfluorid; 1,1-Difluorethan; 1,1,1-Trifluorethan; 1,1,1,2-Tetrafluorethan; Pentafluorethan; Perfluorethan; 2,2-Difluorpropan; 1,1,1-Trifluorpropan; Perfluorpropan; Perfluorbutan; Perfluorcyclobutan; Methylchlorid; Methylenchlorid; Ethylchlorid; 1,1,1-Trichlorethan; 1,1-Dichlor-1-fluoroethan; 1-Chlor-1,1-difluorethan; 1,1-Dichlor-2,2,2-trifluorethan; 1-Chlor-1,2,2,2-tetrafluorethan; Trichlormonofluormethan; Dichlordifluormethan; Trichlortrifluorethan; Dichlortetrafluorethan; Chlorheptafluorpropan; Dichlorhexafluorpropan; Methanol; Ethanol; n-Propanol; Isopropanol; Natriumhydrogencarbonat; Natriumcarbonat; Ammoniumhydrogencarbonat; Ammoniumcarbonat; Ammoniumnitrit; N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamid; N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin; Azodicarbonamid; Azobisisobutylonitril; Azocyclohexylnitril; Azodiaminobenzol; Bariumazodicarboxylat; Benzolsulfonylhydrazid; Toluolsulfonylhydrazid; p,p'-Oxybis(benzolsulfonylhydrazid); Diphenylsulfon-3,3'-disulfonylhydrazid; Calciumazid; 4,4'-Diphenyldisulfonylazid und p-Toluolsulfonylazid ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Slipadditiv um mindestens eine Fettsäure oder ein Material auf Fettsäurebasis handelt.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Slipadditiv um mindestens ein Material handelt, das aus der Gruppe bestehend aus Erucamid, Oleamid und Mischungen davon ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens ein Material, das aus der Gruppe bestehend aus Schlagzähigkeitsmodifikatoren, Farbmitteln, Treibmitteln, gemahlenen Verbundabfällen und Mischungen aus mindestens zwei der vorgenannten Materialien ausgewählt ist.
Formulierung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Farbmittel.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur eine durchschnittliche Zellengröße in Maschinenrichtung in der Maschinenlängenrichtung von etwa 0,016 Zoll (0,4064 mm) und eine Breite von etwa 0,003 Zoll (0,0762 mm), und eine durchschnittliche Zellengröße in Querlängenrichtung von etwa 0,017 Zoll (0,4318 mm) und eine Breite von etwa 0,003 Zoll (0,0762 mm) aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur Zellen mit einem durchschnittlichen Zellenaspektverhältnis in mindestens einer Richtung im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 3,0 aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur Zellen mit einem durchschnittlichen Zellenaspektverhältnis in mindestens einer Richtung im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 2,0 aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur eine Schmelztemperatur zwischen etwa 160°C (320°F) und etwa 172°C (341,6°F), eine Kristallisationstemperatur zwischen etwa 108°C (226,4°F) und etwa 135°C (275°F) und eine prozentuale Kristallinität zwischen etwa 42% und etwa 62% bei einer Erwärmungs- und Abkühlungsrate von 10 Grad pro Minute aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur eine Schmelztemperatur von etwa 162°C (323.6°F), eine Kristallisationstemperatur von etwa 131°C (267,8°F), und einen Kristallinitätsgrad von etwa 46% bei einer Erwärmungs- und Abkühlungsrate von 10 Grad pro Minute aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die isolierende zellige nichtaromatische Polymerstruktur eine Dichte im Bereich von etwa 0,01 g/cm³ bis etwa 0,19 g/cm³ aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die isolierende zellige, nichtaromatische Polymerstruktur eine Dichte im Bereich von etwa 0,05 g/cm³ bis etwa 0,19 g/cm³ aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die isolierende zellige nichtaromatische Polymerstruktur eine Dichte im Bereich von etwa 0,1 g/cm³ bis etwa 0,185 g/cm³ aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur ohne sichtbare Verbrennung oder Verkohlung über einen Zeitraum von bis zu etwa 2,5 Minuten Mikrowellenenergie von etwa 1200 Watt ausgesetzt werden kann.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur eine Wanddicke von etwa 0,089 Zoll (2,2606 mm) und eine Dichte von etwa 0,1902 g/cm³, und eine Starrheit im Bereich von etwa 0,545 Kilogramm-Kraft (kg-F) bis etwa 0,716 Kilogramm-Kraft (kg-F) aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei das Material eine durchschnittliche Durchstoßfestigkeit von bis zu etwa 15.210 Gramm-Kraft gemäß dem Slow Puncture Resistance Test Method nach ASTM D3763-86 aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur einen Durchreißwiderstand in Maschinenrichtung von mindestens etwa 282 Gramm-Kraft gemäß ASTM D1922-93 aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur mindestens etwa 282 Gramm-Kraft erfordert, um das Material in Maschinenrichtung gemäß der Elmendorf-Testmethode ASTM D1922-93 zu zerreißen.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur mindestens etwa 212 Gramm-Kraft erfordert, um das Material in der Querrichtung gemäß der Elmendorf-Testmethode nach ASTM D1922-93 zu zerreißen.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur eine Kraft im Bereich von etwa 213 Gramm-Kraft bis etwa 351 Gramm-Kraft erfordert, um das Material in Maschinenrichtung gemäß der Elmendorf-Testmethode ASTM D1922-93 zu zerreißen.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur eine Kraft im Bereich von etwa 143 Gramm-Kraft bis etwa 281 Gramm-Kraft erfordert, um das Material in Querrichtung gemäß der Elmendorf-Testmethode ASTM D1922-93 zu zerreißen.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur bei Formung zu einem Becher eine maximale Außenoberflächentemperatur von etwa 140,5°F (60,28°C) aufweist, wenn der Becher mit einer Flüssigkeit von etwa 200°F (93,33°C) gefüllt wird und ein Deckel auf den Becher gesetzt wird.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur bei Formung zu einem Streifen eine mittlere Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,05792 W/m-K bei 21°C mit einer Standardabweichung von etwa 0,00005 W/m-K bei 21°C aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur bei Formung zu einem Streifen eine mittlere Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,06680 W/m-K bei 93°C mit einer Standardabweichung von etwa 0,00025 W/m-K bei 93°C aufweist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur rezyklierbar ist.
Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Struktur auf mindestens einer Oberfläche davon mit Graphiken bedruckt werden kann.
Formulierung zum Bilden einer isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstruktur, wobei die Formulierung Folgendes umfasst: ein erstes Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit einer Schmelzefestigkeit von mindestens 36 und einer Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F), ein zweites Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, mindestens ein Nukleierungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen und Mischungen davon ausgewählt ist, mindestens ein Treibmittel und mindestens ein Slipadditiv, umfassend eine Fettsäure oder Zusammensetzung auf Fettsäurebasis.
Formulierung zum Bilden einer isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstruktur, wobei die Formulierung Folgendes umfasst: ein Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit, mindestens ein Nukleierungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, und mindestens ein Slipadditiv.
Formulierung zum Bilden einer isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstruktur, wobei die Formulierung Folgendes umfasst: ein erstes Material, umfassend mindestens ein Polypropylenpolymer mit hoher Schmelzefestigkeit, ein zweites Material, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, mindestens ein Nukleierungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, ein Inertgas und ein Slipadditiv.
Formulierung zum Bilden einer isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstruktur, wobei die Formulierung Folgendes umfasst: ein erstes Material, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit einer Schmelzefestigkeit von mindestens 36 und einer Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F), ein zweites Material, umfassend mindestens ein schlagzähes Copolymer, ein chemisches Nukleierungsmittel, umfassend Citronensäure oder eine Zusammensetzung auf Citronensäurebasis, Talk, ein Slipadditiv und Kohlendioxid.
Formulierung nach Anspruch 47, ferner umfassend Titaniumdioxid.
Formulierung zum Bilden einer isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstruktur, wobei die Formulierung Folgendes umfasst: ein erstes Material, umfassend eine Polymilchsäure, mindestens ein Nukleierungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, mindestens ein Treibmittel und mindestens ein Slipadditiv.
Formulierung nach Anspruch 49, wobei sich die Polymilchsäure von Maisstärke abgeleitet.
Schmelzflüssiges Harz zum Bilden einer isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymerstruktur, wobei das schmelzflüssige Harz Folgendes umfasst: ein erstes Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit von mindestens 36 und einer Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F), ein zweites Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, mindestens ein Nukleierungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, mindestens ein Treibmittel, umfassend mindestens eine Zusammensetzung, die aus der Gruppe bestehend aus chemischen Treibmitteln, Inertgasen und Kombinationen ausgewählt ist, und mindestens ein Slipadditiv, umfassend eine Fettsäure oder eine Zusammensetzung auf Fettsäurebasis.
Isolierendes zelliges nichtaromatisches Polymerextrudat, das Folgendes umfasst: ein erstes Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit einer Schmelzefestigkeit von mindestens 36 und einer Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F) und ein zweites Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, wobei das Extrudat darin ausgebildete Zellen aufweist.
Isolierender zelliger nichtaromatischer Polymergegenstand, der Folgendes umfasst: ein erstes Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit einer Schmelzefestigkeit von mindestens 36 und einer Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F) und ein zweites Polymermaterial, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, wobei der Gegenstand darin ausgebildete Zellen aufweist.
Behälter, gebildet aus einer Formulierung, die Folgendes umfasst: ein erstes Material, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit von mindestens 36 und einer Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F), ein zweites Material, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, mindestens ein Nukleierungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, ein Treibmittel und ein Slipadditiv, das aus der Gruppe bestehend aus Erucamid, Oleamid, linearen Polyethylenen niederer Dichte und Mischungen von mindestens zwei davon ausgewählt ist.
Behälter nach Anspruch 54, wobei der Behälter eine Wanddicke von etwa 0,089 Zoll (2,2606 mm) und eine Dichte von etwa 0,1902 g/cm³ aufweist und eine Starrheit ohne Füllung und ohne Deckel im Bereich von etwa 0,545 Kilogramm-Kraft bis etwa 0,716 Kilogramm-Kraft aufweist.
Behälter nach Anspruch 54, wobei der Behälter eine Wanddicke von 0,089 Zoll (2,2606 mm) und eine Dichte von 0,1902 g/cm³ aufweist und eine Starrheit ohne Füllung und mit Deckel im Bereich von etwa 0,680 Kilogramm-Kraft bis etwa 1,011 Kilogramm-Kraft aufweist.
Behälter nach Anspruch 54, wobei der Behälter eine Wanddicke von etwa 0,089 Zoll (2,2606 mm) und eine Dichte von etwa 0,1902 g/cm³ aufweist und Starrheit mit heißer Füllung und ohne Deckel im Bereich von etwa 0,238 Kilogramm-Kraft (kg-F) bis etwa 0,324 Kilogramm-Kraft (kg-F) bei etwa 200°F (93,33°C) aufweist.
Behälter nach Anspruch 54, wobei der Behälter eine Wanddicke von etwa 0,089 Zoll (2,2606 mm) und eine Dichte von etwa 0,1902 g/cm³ aufweist und eine Starrheit mit heißer Füllung und mit Deckel im Bereich von etwa 0,227 Kilogramm-Kraft (kg-F) bis etwa 0,476 Kilogramm-Kraft (kg-F) bei etwa 200°F (93,33°C) aufweist.
Behälter nach Anspruch 54, wobei der Behälter eine Wanddicke von etwa 0,089 Zoll (2,2606 mm) und eine Dichte von etwa 0,1902 g/cm³ aufweist und eine Starrheit mit kalter Füllung ohne Deckel im Bereich von etwa 0,698 Kilogramm-Kraft (kg-F) bis etwa 0,894 Kilogramm-Kraft (kg-F) bei etwa 35°F (1,67°C) aufweist.
Behälter nach Anspruch 54, wobei der Behälter eine Wanddicke von etwa 0,089 Zoll (2,2606 mm) und eine Dichte von etwa 0,1902 g/cm³ einschließt und eine Starrheit mit kalter Füllung mit Deckel im Bereich von etwa 0,837 Kilogramm-Kraft (kg-F) bis etwa 1,192 Kilogramm-Kraft (kg-F) bei etwa 35°F (1,67°C) aufweist.
Isolierendes zelliges nichtaromatisches polymeres Umhüllungsmaterial, gebildet aus einer Formulierung, die Folgendes umfasst: ein erstes Material, umfassend mindestens ein Polypropylen mit hoher Schmelzefestigkeit mit einer Schmelzefestigkeit von mindestens 36 und einer Schmelztemperatur von mindestens 163°C (325,4°F), ein zweites Material, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, mindestens ein Nukleierungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, mindestens ein Treibmittel und ein Slipadditiv, wobei das Umhüllungsmaterial zu einem Streifen ausgebildet ist, der um einen Gegenstand gewickelt werden kann.
Formulierung nach Anspruch 61, ferner umfassend einen Klebstoff, der mindestens einer Oberfläche des Streifens zugeordnet ist.
Formulierung nach Anspruch 62, ferner umfassend einen Releaseliner.
Formulierung nach Anspruch 61, wobei der Streifen zu einer Rolle gerollt ist.
Verfahren zur Bildung einer Struktur aus einem isolierenden zelligen nichtaromatischen Polymermaterial, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a. Bereitstellen eines ersten Materials, umfassend mindestens ein Polypropylenpolymer mit hoher Schmelzefestigkeit, b. Bereitstellen eines zweiten Materials, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, c. Bereitstellen mindestens eines Nukleierungsmittels, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, d. Zugeben eines Slipadditivs zu der Harzmischung, e. Mischen der in den Schritten a–d bereitgestellten Materialien zur Bildung einer Harzmischung, f. Erwärmen der Harzmischung zur Bildung einer schmelzflüssigen Harzmischung, g. Zugeben eines Treibmittels zu der schmelzflüssigen Harzmischung zur Herstellung einer Extrusionsharzmischung und h. Extrudieren der Extrusionsharzmischung zur Bildung einer Struktur mit darin ausgebildeten Zellen.
Struktur aus isolierendem zelligem nichtaromatischem Polymermaterial, das durch ein Verfahren gebildet wird, das folgende Schritte umfasst: a. Bereitstellen eines ersten Materials, umfassend mindestens ein Polypropylenpolymer mit hoher Schmelzefestigkeit, b. Bereitstellen eines zweiten Materials, umfassend mindestens ein Polypropylen, das aus der Gruppe bestehend aus schlagzähen Copolymeren und hochkristallinen Homopolymeren ausgewählt ist, c. Bereitstellen mindestens eines Nukleierungsmittels, das aus der Gruppe bestehend aus chemischen Nukleierungsmitteln, physikalischen Nukleierungsmitteln und Kombinationen davon ausgewählt ist, d. Zugeben eines Slipadditivs zu der Harzmischung, e. Mischen der in den Schritten a–d bereitgestellten Materialien zur Bildung einer Harzmischung, f. Erwärmen der Harzmischung zur Bildung einer schmelzflüssigen Harzmischung, g. Zugeben eines Treibmittels zu der schmelzflüssigen Harzmischung zur Herstellung einer Extrusionsharzmischung und h. Extrudieren der Extrusionsharzmischung zur Bildung einer Struktur mit darin ausgebildeten Zellen.