JP2004500998A - 遮音および断熱用に有用なポリオレフィンフォーム - Google Patents
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Abstract
連続気泡で遮音用途用に有用であるかまたは独立気泡で断熱用途用に有用であるかのどちらかである押し出された合体フォームストランドプロピレンポリマー材料。増大横断面を有する前記フォームを製造するのに適した装置。
Description
【0001】
本発明は一般に、遮音および断熱の両方の用途における有用性を有する連続気泡ポリオレフィンフォーム並びにその製造に関する。
【0002】
米国特許(USP)第5,348,795号明細書は、寸法安定性の連続気泡ポリプロピレンフォーム製品の製造を開示する。好ましいプロピレンポリマー樹脂は、分岐状でありまたは軽度に架橋されている。押し出された合体フォームストランド構造体に関する例は、34〜72パーセントの連続気泡含有率、0.36〜0.85ミリメートル(mm)の気泡サイズおよび立方メートル当たり22.1〜31.7キログラム(kg/m3)の密度を有する。それはまた、ポリテトラフルオロエチレンシートで裏打ちされているグラファイト製成形板の使用を開示する。
【0003】
本発明の一つの観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ22kg/m3またはそれ以下(≦)好ましくは≦20kg/m3の密度、少なくとも(≧)50パーセントの連続気泡含有率および≦2mmの気泡サイズを有する押し出された連続気泡合体フォームストランド材料である。
【0004】
関連観点において、該材料は、≧80パーセントの連続気泡含有率を有する。その構造体は好ましくは、機械的に生成された穿孔チャネルを実質的に含まない。
【0005】
本発明の第2の観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ≦100kg/m3の密度、≧50%の連続気泡含有率、≦2mmの気泡サイズおよび押出方向において≧0.3の騒音減少率を有する押し出された連続気泡の防音活性合体フォームストランド材料であって、そのフォームはその中に複数の穿孔チャネルが画定されており、しかもこれらのチャネルは総体的に押出方向に垂直な方向に配向されている合体フォームストランド材料である。
【0006】
本発明の第3の観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ≦20kg/m3の密度および≦50パーセントの連続気泡含有率を有する押し出された連続気泡合体フォームストランド材料である。
【0007】
本発明の第4の観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ立方メートル当たり20キログラムまたはそれ以下の密度、20パーセント未満の連続気泡含有率および2ミリメートルまたはそれ以下の気泡サイズを有する押し出された実質的に独立気泡の合体フォームストランド材料である。
【0008】
本発明の第5の観点は、フォーム成形装置であって、
a)フォーム押出物受取ローラーアッセンブリー、
b)第2ローラーアッセンブリーであって、少なくとも1つの関節式リンク機構により該フォーム押出物受取ローラーアッセンブリーに連結されている第2ローラーアッセンブリー、および
c)フォーム引張りアッセンブリーであって、第2ローラーアッセンブリーから離間されているがしかし第2ローラーアッセンブリーに対して動作関係にあるフォーム引張りアッセンブリー
を含むフォーム成形装置である。関連観点において、該装置は、成形板アッセンブリーを更に含む。成形板アッセンブリーは第2ローラーアッセンブリーに取って代わり得、あるいはそれはローラーアッセンブリーa)およびb)に補足し得る。代替物として、成形板アッセンブリーは好ましくは、少なくとも1つの関節式リンク機構によりフォーム押出物受取ローラーアッセンブリーに連結される。補足物として、成形板アッセンブリーは好ましくは、同じ態様で第2ローラーアッセンブリーに連結され、かつフォーム引張りアッセンブリーから離間されているがしかしフォーム引張りアッセンブリーに対して動作関係にある。成形板アッセンブリーは好ましくは、少なくとも1つの滑剤アプリケーターがそれに動作的に連結される。滑剤アプリケーターは好ましくは、装置の動作中フォーム材料に接触する成形板アッセンブリー表面に滑剤物質を供給する。
【0009】
本発明の第1および第2観点の押し出された合体フォームストランド材料または構造体は、≧50%好ましくは≧70%一層好ましくは≧80%の連続気泡含有率により明示されるような連続気泡構造を有する。本発明の第4観点の押し出された合体フォームストランド材料は、20%未満の連続気泡含有率により明示されるような実質的に独立気泡の構造を有する。第3観点の材料は、20から50%より小さいかもしくは等しい(≦)連続気泡含有率により明示されるような連続気泡構造または20%未満の連続気泡含有率により明示されるような独立気泡構造のどちらかを有し得る。アメリカ材料試験協会の試験D2856−A(ASTM D2856−A)は、連続気泡含有率を決定するための手順を概略する。
【0010】
比較的低い比通気抵抗(国際規格機構(ISO)9053:1991(E))を有する連続気泡フォーム構造体は、音管理用途に用いるのに十分な吸音を与える。吸音についての最適比通気抵抗値はおおよそ、メートル当たり≧800から≦2000パスカル秒の範囲内にある。25mmの厚さにおいてかかる比通気抵抗を有するために、連続気泡フォームはおおよそ、平方メートル当たり≧32から≦80キロパスカル秒(kPa.s/m2)の範囲内の通気抵抗度を有するべきである。吸音について次善最適であるけれども、32kPa.s/m2より低い通気抵抗度を有するフォームもまた、音管理用に特に遮音用に有用である。
【0011】
ポリオレフィンフォームに関してかかる通気抵抗度を達成することは、製造上の難問を呈する。本発明は、線状ポリオレフィン樹脂を、高い(下記に定められるような)連続気泡含有率を有する押し出された合体フォームストランド構造体に転換することにより、これらの難問を克服する。生じたフォーム構造体は、その押出方向において70kPa.s/m2より大きくない(≦)通気抵抗度を有する。これは、その方向において望ましいレベルの吸音を与える。押出方向に垂直な方向において満足な吸音を有するために、フォームは好ましくは、垂直方向に針でもってのように穿孔される。
【0012】
押し出された合体フォームストランド材料はまた、押出方向において測定して≦70kPa.s/m2好ましくは≦50kPa.s/m2一層好ましくは5〜20kPa.s/m2の範囲内の通気抵抗度(AFR)を有する。AFRは、ISO9053:1991(E)の方法Aに従って決定される。
【0013】
押し出されたフォームストランド材料は、随意にしかし好ましくは、本明細書において定義された穿孔チャネルを有するように穿孔される。穿孔は、穿孔前の同じフォーム材料に関して、フォーム材料の平均吸音率(ASC)を向上する傾向にある。ASCは、25、500、1000および2000ヘルツ(Hz)の振動数において25mmの厚さを有するフォーム試験片の、ASTM E−1050に従って測定された吸音率の算術平均である。フォーム材料のASCが少なくとも0.3(≧)好ましくは0.3より大きい(>)限り、いかなる穿孔パターンまたは頻度も用いられ得る。所望される場合平方センチメートル(cm2)当たり1つ未満(<)の孔の頻度を有する穿孔パターンが用いられ得るけれども、cm2当たり≧1つの孔の頻度および約10mmの孔間隔を有する穿孔パターンが満足な結果をもたらす。頻度は好ましくは、約5mmの間隔でもってcm2当たり≧4つの孔である。ASTM E−1050に従って決定されたASCのような実験室データは材料の騒音減少率(NRC)の合理的近似を与える、ということを当業者は認める。NRCは、250、500、1000および2000Hzの振動数において残響室を用いてASTM C−423に従って測定された吸音率の算術平均である。ASTM E−1050法は、インピーダンス管に頼る。
【0014】
吸音用途に用いるのに適しているところの、本発明の押し出された合体フォームストランド材料は好ましくは、フォームの押出方向において測定して≧0.3のASCを有する。
【0015】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料を穿孔するために、いかなる慣用穿孔手段も用いられ得る。2mm円錐針またはかかる針の格子のような機械手段は、非常に望ましい結果をもたらす。穿孔は好ましくは、押出方向に総体的に垂直な方向に行われる。
【0016】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料は、遮音用途(たとえば、サンドイッチパネル構造体における芯材として)用に適している。かかる用途において、該材料は、低い動的剛性を有さねばならない。本発明の低密度の連続気泡の押し出された合体ストランドフォーム材料は、低い動的剛性を有する。下記に記載されるような、かかるフォーム材料の弾性化は、更に低い動的剛性に通じる。好ましい弾性化技法は、フォームをその原厚から≧50%好ましくは≧80%一層好ましくは≧90%更に一層好ましくは≧95%圧縮するのに十分な圧力を素早く加えそして次いで加圧力を解放することを伴う。
【0017】
弾性化フォームは、平方ミリメートル当たり1ニュートン(N/mm2)より低い好ましくは0.6N/mm2より低い一層好ましくは0.4N/mm2より低い動的弾性率を有する。動的弾性率は、定義により、ゼロN/mm2より大きい。
【0018】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料は、好ましくは2mmを越えない気泡サイズを有する。気泡サイズは、一層好ましくは≦1.5mm更に一層好ましくは≦1mmである。
【0019】
本発明の第2観点の合体フォームストランド材料は、≦100kg/m3望ましくは≦60kg/m3好ましくは≦30kg/m3一層好ましくは≦20kg/m3である密度(ρ)を有する。本発明の第1観点の材料は、≦22kg/m3好ましくは≦20kg/m3の密度を有する。第3および第4観点のものは、≦20kg/m3の密度を有する。好ましいおよび一層好ましい密度は、本発明のすべてのフォーム製品について、それらがそれらの中に画定された穿孔チャネルを有するかどうかに関係なく非常に満足な結果をもたらす。密度はまた、>0kg/m3望ましくは≧5kg/m3好ましくは≧10kg/m3一層好ましくは≧10〜20kg/m3である。
【0020】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料はまた、メートル・ケルビン当たり45ミリワット(mW/m・K)またはそれ以下好ましくは40mW/m・Kまたはそれ以下一層好ましくは35mW/m・Kまたはそれ以下の熱伝導率を有する点で、断熱用途において利用性がある。断熱用途に用いるのに適した押し出された合体フォームストランド材料は、80%未満好ましくは70%未満一層好ましくは60%未満の連続気泡含有率を有する連続気泡フォーム材料であり得る。他の適当な合体フォームストランド材料は、それらが20%未満の連続気泡含有率を有する点で、独立気泡フォームとみなされる。
【0021】
本発明の第5観点またはその関連観点のフォーム成形装置でもって製造された場合、合体フォームストランド材料は、滑らかな外面を有する傾向にある。
【0022】
合体フォームストランド材料は望ましくは、線状ポリオレフィン樹脂または線状ポリオレフィン樹脂と異なる熱可塑性樹脂との配合物を含むポリマー組成物からもたらされる。ポリプロピレン(PP)ホモポリマーおよびプロピレンコポリマー樹脂は、線状ポリオレフィン樹脂として用いられる場合満足な結果をもたらす。米国特許第5,527,573号明細書は、適当なプロピレンポリマー物質を第3欄第27〜52行において開示する(その教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる)。プロピレンポリマー物質は、(a)プロピレンホモポリマー、(b)プロピレンと、エチレン、4ないし10個の炭素原子(C4 〜 10)を含有する1−オレフィン(α−オレフィン)およびC4 〜 10ジエンから選択されたオレフィンとのランダムおよびブロックコポリマー、および(c)プロピレンと、エチレンおよびC4 〜 10α−オレフィンから選択された2種のモノマーとのランダムターポリマーを包含する。C4 〜 10α−オレフィンは線状または分岐状であり得るが、しかし好ましくは線状である。適当なプロピレンポリマー物質は、10分当たり0.01〜100グラム(g/10分)好ましくは0.01〜50g/10分一層好ましくは0.05〜10g/10分更に一層好ましくは0.1〜3g/10分の溶融流量すなわちMFR(ASTM D−1238,条件230℃/2.16キログラム(kg))を有する。
【0023】
PPおよびプロピレンコポリマー樹脂は、所望される場合、当該技術において知られた分岐方法により製造された高溶融強度樹脂であり得る。該方法は、高エネルギー電子ビームでの照射(米国特許第4,916,198号明細書)、アジド官能性シランでのカップリング(米国特許第4,714,716号明細書)および多ビニル官能性モノマーの存在下での過酸化物との反応(ヨーロッパ特許第879,844公開公報)を包含する。しかしながら、満足な結果は、比較的高価でない樹脂または添加剤の使用から生じる。
【0024】
適当な合体フォームストランド材料の製造は望ましくは、米国特許第3,573,152号明細書および米国特許第4,824,720号明細書に詳述されたもののような慣用の押出手順および装置を用いる。これらの特許の教示は、そっくりそのまま本明細書に組み込まれる。
【0025】
慣用の押出発泡法において、ポリマー成分をポリマー溶融物に転換し、そして発泡剤および所望される場合他の添加剤(核剤のような)を該ポリマー溶融物に混入して発泡性ゲルを形成させる。次いで、ダイを通じてそして発泡を促進する減圧すなわちより低い圧力の帯域中に該発泡性ゲルを押し出して、所望製品を形成させる。該減圧は、発泡性ゲルがダイを通じての押出しの前に維持される圧力より低い。より低い圧力は大気圧より高くまたは大気圧より低く(真空)あり得るが、好ましくは大気圧レベルにある。
【0026】
本発明の合体フォームストランド製品を作る際に、マルチオリフィスダイを通じて、発泡に有利であるところのより低い圧力の帯域中に発泡性ゲルを通す。オリフィスは、溶融押出物の隣接流間の接触が発泡過程中起こりそして接触表面が十分な付着力でもって互いに付着して一体的フォーム構造体をもたらすことになるように配置される。ダイを出る溶融押出物の流れはストランドまたは異形材の形態を取り、しかしてそれらは望ましくは、発泡し、合体しそして互いに付着して一体的構造体を形成する。望ましくは、合体された個々のストランドまたは異形材は、フォームの製造、造形および使用の際に遭遇される応力下でのストランドの離層を防ぐべき一体的構造体にて互いに付着されたままにある。
【0027】
ダイを通じて発泡性ゲルを押し出す前に、典型的には、溶融混合を促進する温度からより低い最適発泡温度に発泡性ゲルを冷却する。ゲルは、押出機もしくは他の混合装置中でまたは別個の冷却器中で冷却され得る。最適発泡温度は典型的には、各ポリマー成分のガラス転移温度(Tg)を越え、または溶融温度(Tm)を有するのに十分な結晶化度を有するものについてはTm付近である。「付近」は、「にて」、「より高い」または「より低い」を意味し、そして安定なフォームが存在する点に主として依存する。温度は望ましくは、Tmより30°摂氏(℃)高いまたは低い範囲内に入る。本発明のフォームについて、最適発泡温度は、フォームが崩壊しない範囲にある。
【0028】
発泡剤は、押出機、混合機または配合機でもってのように、当該技術において知られたいかなる手段によっても、ポリマー溶融物に混入されまたは混ぜ込まれ得る。発泡剤は、溶融ポリマー物質の実質的膨張を防ぐのに十分な高められた圧力にてかつ発泡剤を総体的に均質に分散させるように、ポリマー溶融物と混合される。随意に、核剤は、ポリマー溶融物中に配合されまたは可塑化もしくは溶融に先だってポリマー物質と乾式配合され得る。
【0029】
本発明の合体フォームストランド製品を製造するために、いかなる慣用発泡剤も用いられ得る。米国特許第5,348,795号明細書は、多数の適当な発泡剤を第3欄第15〜61行において開示する(その教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる)。米国特許第5,527,573号明細書もまた、多数の適当な発泡剤を第4欄第66行ないし第5欄第20行において開示する(その教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる)。好ましい発泡剤は、1〜9個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素特にプロパン、n−ブタンおよびイソブタン一層好ましくはイソブタンを包含する。
【0030】
本発明のフォームはまた、米国特許第4,323,528号明細書および米国特許第5,817,705号明細書(それらの教示は、参照することにより本明細書組み込まれる)に示されたもののような蓄積式押出法および装置を用いて作られ得る。普通「押出機−アキュムレーターシステム」として知られているこの装置は、連続的よりむしろ間欠的基本原則で方法を操作することを可能にする。該装置は、発泡性ゲルが発泡を妨げる条件下のままにあるところの保持帯域またはアキュムレーターを含む。保持帯域は、大気圧のようなより低い圧力の帯域に開口する出口ダイを備える。該ダイは、好ましくは保持帯域の外にあるゲートとして、開放または閉鎖され得るオリフィスを有する。ゲートの動作は、ダイを通じて流れるようにすること以外は発泡性組成物に影響を及ぼさない。ゲートを開放しそして実質的に同時に機構(たとえば、機械ラム)によりゲルに機械圧力を加えることにより、ゲルはダイを通じてより低い圧力の帯域中に押し通される。機械圧力は、ダイ内での有意発泡を妨げるのに十分に速いがしかしフォームの横断面積または形状における不整の発生を最小にする好ましくは排除するのに十分に遅い速度にて、発泡性ゲルをダイに押し通すのに十分である。このように、間欠的に操作すること以外は、該方法およびその生じる製品は、連続押出法にて成されるものに密接に類似する。
【0031】
本発明の合体フォームストランド材料は、断熱および遮音の両方の用途における有用性を有する。それらは気泡サイズおよび連続気泡構造の組合わせを有し、しかして随意に、両方の用途に効果的に役立つようにする穿孔チャネルにより相互連結される。
【0032】
本発明の合体フォームストランド材料は、1種またはそれ以上の慣用添加剤を含有し得る。添加剤は制限なしに、核剤、無機充填剤、伝導性充填剤、顔料、酸化防止剤、酸スカベンジャー、難燃剤、紫外線吸収剤、加工助剤、押出助剤、透過性改善剤、帯電防止剤、放射線遮断性物質および他の熱可塑性ポリマーを包含する。無機および伝導性充填剤のような該添加剤の或るものはまた、核剤として機能し、連続気泡の形成を促進しまたは両方を成し得る。合体フォームストランド材料は好ましくは、カーボンブラックのような放射線遮断性物質および難燃添加剤の少なくとも一方を含有する。
【0033】
放射線遮断剤および難燃相乗剤(たとえば、酸化アンチモンすなわちSb2O3)のような固体粒子添加剤は過度に核化し、それによりフォームの膨張および究極的にフォームの横断面サイズを制限する傾向にある。これに対抗するために、比較的低い融点を有するロウ質物質(米国特許第4,229,396号明細書)または非ロウ質低分子量化合物(米国特許第5,489,407号明細書)のような気泡拡大剤を添加し得る。これらの2つの特許の教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【0034】
大きい気孔のフォームは、独立気泡が作られる最高温度よりわずかに1℃から15℃好ましくは1℃から5℃高い温度にてPP樹脂を合体ストランド構造体に押し出しそして随意に、第5観点またはその関連観点のもののようなローラーを用いてダイにおける発泡体を穏やかに成形することにより製造される。
【0035】
諸図において、第2フォーム引張りアッセンブリー40のような単一番号の使用は、各図において同じ部品の使用を指摘する。40′のような番号の変型の使用は、同様な部品の使用を指摘する。
【0036】
図1は、フォーム成形装置10を概略的に図示する。装置10は、フォーム押出物受取ローラーアッセンブリー20、第2ローラーアッセンブリー30およびフォーム引張りアッセンブリー40を含む。
【0037】
フォーム押出物受取アッセンブリー20は、第1列のローラー21、および第1列のローラー21から離間されているがしかしそれらに総体的に平行している第2列のローラー25を有する。第1列のローラー21は、第1ローラーフレーム22および複数本のローラー23を含む。第2列のローラー25は、第2ローラーフレーム26および複数本のローラー27を含む。
【0038】
第2ローラーアッセンブリー30は、第3列のローラー31、および第3列のローラー31から離間されているがしかしそれらに総体的に平行している第4列のローラー35を有する。第3列のローラー31は、第3ローラーフレーム32および複数本のローラー33を含む。第4列のローラー35は、第4ローラーフレーム36および複数本のローラー37を含む。
【0039】
第1ローラーフレーム22および第3ローラーフレーム32は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構24(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。第2ローラーフレーム26および第4ローラーフレーム36は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構28(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。
【0040】
フォーム引張りアッセンブリー40は、第1移動ベルト41、および第1移動ベルト41から離間されているがしかしそれに総体的に平行している第2移動ベルト46を含む。第1移動ベルト41は反時計回りに回転し、そして第2移動ベルト46は時計回りに回転する。図1は移動ベルトを図示しそして移動ベルトは非常に満足な結果をもたらすけれども、他の装置がフォーム引張りアッセンブリーとして用いられ得ることを当業者は容易に認識する。一つのかかる装置は、対向対の被動引張りロールである。
【0041】
動作において、発泡用ダイ12(好ましくは、フォームストランド用多開口ダイ)を備えている溶融加工装置11(押出機の部分破断図として図示されている)は、第1列のローラー21および第2列のローラー25により画定されたより低い圧力の帯域に発泡性ゲル14を供給する。発泡性ゲルは、2つの列のローラー(21および25)と接触するまで膨張し、そして少なくとも部分的に固化して発泡体15になる。
【0042】
装置11からの圧力とローラー列21および25に含まれたローラーによる作用との組合わせが、発泡体15を第1および第2ローラー列21および25から第2ローラーアッセンブリー30へ並びに離間された第3ローラー列31および第4ローラー列35に移動させ並びに通す。発泡体15はローラーアッセンブリー30を出てそしてフォーム引張りアッセンブリー40に入り、しかしてそこで第1移動ベルト41および第2移動ベルト46と接触する。移動ベルト41および46は協同して、発泡体を第2ローラーアッセンブリー30から引き離す。
【0043】
フォーム引張りアッセンブリー40が発泡体15に作用しそして該アッセンブリーを通じて前進させ始めると、発泡体が装置10を通じて前進するにつれてより大きいまたはより小さい量の圧縮力を発泡体に加えるために、アッセンブリー20の第1および第2ローラー列21および25の間の並びにアッセンブリー30の第3および第4ローラー列31および35の間の間隔(および必要なまたは望ましい場合整合)を調節し得る。
【0044】
関節式リンク機構24は、第1ローラー列21および第3ローラー列31の互いに対して最も近い端を同じ方向に移動させる、ということを当業者は認識する。換言すれば、ローラー列21の該端が発泡体15から離れるよう移動する場合、ローラー列31の最も近いすなわち隣接した端もまた発泡体15から離れるよう移動する。第2ローラー列25および第4ローラー列35の隣接端を連結する関節式リンク機構28は、関節式リンク機構24と同じ態様で動作する。
【0045】
図2は、フォーム成形装置10′を概略的に図示する。装置10′は、フォーム押出物受取アッセンブリー20、成形板アッセンブリー50およびフォーム引張りアッセンブリー40を含む。
【0046】
図2に示された溶融加工装置11、フォーム押出物受取アッセンブリー20およびフォーム引張りアッセンブリー40は好ましくは、図1に示されたそれらの対応品と同じである。それらの図面に示された尺度のいかなる相違も、純粋に偶発的である。
【0047】
成形板アッセンブリー50は、上板アッセンブリー51、および上板アッセンブリー51から離間されているがしかしそれに総体的に平行している下板アッセンブリー55を有する。上板アッセンブリー51は、上ベース板ハウジング52、ハウジング52に動作的に連結されている低摩擦フォーム接触板53、およびハウジング52に動作的に連結されかつ接触板53と流体連通している滑剤アプリケーター54を含む。滑剤アプリケーター54はまた、滑剤源(図示されていない)と流体連通している。下板アッセンブリー55は、下ベース板ハウジング56、ハウジング56に動作的に連結されている低摩擦フォーム接触板57、およびハウジング56に動作的に連結されかつ接触板57と流体連通している滑剤アプリケーター58を含む。滑剤アプリケーター58はまた、滑剤源(図示されていない)と流体連通している。
【0048】
第1ローラーフレーム22および上板アッセンブリー51は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構24(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。第2ローラーフレーム26および下板アッセンブリー55は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。
【0049】
動作において、溶融加工装置11は好ましくは、図1における同じ装置について上記に記載されたのと同じ態様で動作する。
【0050】
装置11からの圧力とローラー列21および25に含まれたローラーによる作用との組合わせが、発泡体15を第1および第2ローラー列21および25から成形板アッセンブリー50へ並びに離間された上板アッセンブリー51および下板アッセンブリー55に移動させ並びに通す。発泡体15は成形板アッセンブリー50を出てそしてフォーム引張りアッセンブリー40に入り、しかしてそこで第1移動ベルト41および第2移動ベルト46と接触する。移動ベルト41および46は協同して、発泡体を第2ローラーアッセンブリー30から引き離す。
【0051】
フォーム引張りアッセンブリー40が発泡体15に作用しそして該アッセンブリーを通じて前進させ始めると、発泡体が装置10′を通じて前進するにつれてより大きいまたはより小さい量の圧縮力を発泡体に加えるために、アッセンブリー20の第1および第2ローラー列21および25の間の並びにアッセンブリー50の上および下板アッセンブリー51および55の間の間隔(および必要なまたは望ましい場合整合)を調節し得る。
【0052】
成形板アッセンブリー50と第2ローラーアッセンブリー30の相違を考慮に入れると、関節式リンク機構24および28は、図1におけるそれらの対応品と同じ態様で動作する。
【0053】
次の例は本発明を例示するが、しかし本発明の範囲を決して限定しない。アラビア数字は本発明の例(実施例)を示し、そしてアルファベットの文字は比較の例(比較例)を示す。別段記載されていなければ、部および百分率はすべて重量によるものであり、そして温度はすべて℃にてである。
【0054】
実施例1
供給、溶融および計量についての典型的連続帯域後に混合および冷却についての2つの追加的連続帯域を有する2インチ(2″)(50.8mm)スクリュー型押出機を用いる。計量帯域と混合帯域の間に発泡剤注入用の口を備える。冷却帯域後に、132個の円形開口(1列当たり22個の開口を有する6列の配列にて配置された)が画定されているストランド用ダイブロックを取り付ける。各開口は、0.8mmの直径を有する。それらの開口は、3.6mmの開口間距離でもって正三角形パターンにて互いに離間されている。この例は円形開口を用いるけれども、所望される場合他の開口形状が用いられ得ることを当業者は理解する。
【0055】
粒状PPホモポリマー樹脂(PP−1、Moplen(登録商標)D50G、MFR0.3g/10分、Montell Polyolefins)を押出機中に、時間当たり55kg(kg/時間)の速度にて、100重量部のPP当たり0.05重量部(pph)の酸化防止剤(AO−1、Irganox(登録商標)1010、Ciba−Geigy Corp.)と一緒に供給する。押出機を次の設定点温度に維持する。すなわち、供給帯域=160℃、溶融帯域=190℃、計量帯域=200℃および混合帯域=200℃。イソブタンを混合帯域中に、17pphの一定率にて注入する。
【0056】
冷却帯域温度およびダイブロック温度を160℃に下げる。前発泡のない安定な合体フォームストランド構造体をもたらすようにダイブロック内のダイギャップを調節する。該構造体は、安定である間、軟質コア(「芯部」)を保留する。
【0057】
本発明のフォーム成形装置好ましくは図1に示されたもの(第5観点)を通じて合体フォームストランド材料を加工して、試験1.1についての試料を生じせしめる。ローラーアッセンブリーとフォーム引張りアッセンブリーの組合わせは、該組合わせなしで達成され得る横断面積より50%より多い大きい横断面積を有する滑らかなスキン(「表皮層」)のある合体フォームストランド材料を生じる。
【0058】
冷却帯域温度およびダイブロック温度を157℃に下げ、そして安定な合体フォームストランド構造体を達成させる。試験1.2についてのフォーム構造体の試料を取る。
【0059】
冷却帯域およびダイブロックの温度の155℃への更なる低減は、実質的に独立気泡の合体フォームストランド材料を生じる。
【0060】
表1は、試験1.1および1.2についての性質およびパラメーターを要約する。
【0061】
【表1】
【0062】
試験1.1のフォームは、破壊または相互連結されている多数の内部気泡をストランド内に有する。試験1.2のフォームは、試験1.1のフォームより多い数の無傷内部気泡を有する。連続気泡含有率は、この観察を支持する。試験1.1および1.2のフォームはそれぞれ、メートル・ケルビン当たり38.5ミリワット(mW/M・K)および42.2mW/M・Kの熱伝導率を有する。
【0063】
実施例2
実施例1の試験1.2を繰り返して試験2.1を与え、そしてフォーム成形装置の使用を省くことにより試験2.1を改変して試験2.2を与える。表2Aおよび2Bは、試験2.1および2.2についての性質およびパラメーターを要約する。ASTM D3575に従って、10%撓みにおいて押出方向(E)および垂直方向(V)における圧縮強さを決定する。
【0064】
【表2】
【0065】
【表3】
【0066】
成形装置の使用は、成形装置なしで同じフォーム組成物について得られたフォーム(試験2.2)より62%より多い大きい横断面積を有するフォーム(試験2.1)を生じる、ということを表2Aおよび2Bのデータは示している。加えて、成形装置の使用は、成形装置なしでの同じフォーム組成物の加工に関してダイ圧力を増加する。高いダイ圧力は、低密度ポリプロピレンフォーム材料の成形に有利であると信じられる。
【0067】
成形装置の使用(試験2.1)は、成形装置の不存在(試験2.2)に関してより大きい密度、熱伝導率および垂直方向における相対強度(V/E)に通じる、ということも表2Aおよび2Bのデータは示している。それらのフォーム材料は両方共本発明の目的のために適しているけれども、試験2.1のものは試験2.2のものに関して或る性能利点を呈する。
【0068】
実施例3
実施例1を繰り返すが、しかし供給速度を50kg/時間に下げ、酸化防止剤をIrganox(登録商標)XP 621(Ciba−Geigy Corp.)に変え、かつ組成物を改変してカーボンブラック、難燃剤および三酸化アンチモン(Sb2O3)をそれぞれ2.5pph、3pphおよび1pphのレベルにて添加する。難燃剤は、テトラブロモビスフェノール−Aのビス(2,3−ジブロモプロピル)エーテル(PE−68TM、Great Lakes Chemical Corp.)である。難燃剤を低密度ポリエチレン(LDPE)中の30重量%濃厚物として、Sb2O3をLDPE中の80重量%濃厚物としてそしてカーボンブラック(Aerosperse(登録商標)15,Engineered Carbons)をポリオレフィンプラストマー(POP)中の30重量%濃厚物として添加する。LDPEは、20グラム/10分(g/10分)のメルトインデックス(I2)(ASTM D−1238,190℃/2.16kg)を有する。POPは、0.9g/cm3の密度(ρ)および1.0のI2を有する(AFFINITY*PL 1880、The Dow Chemical Company)。*The Dow Chemical Companyの商標。
【0069】
試験3.1についての試料が取られるところの安定なフォームを生成させるために、冷却帯域およびダイブロックについて150℃の温度を用いる。この温度は、ダイブロックにおけるオリフィスのいくらかの閉塞に通じる。オリフィスの閉塞は次いで、欠けているストランドに因り、フォーム内のいくらかの開放チャネルに通じる。試験3.1のフォームは、22mmの厚さおよび88mmの幅、19.2kg/m3の密度、0.4mmの気泡サイズ並びに87容量%の連続気泡含有率を有する。該フォームはまた、34.0mW/M・Kの熱伝導率(TC)を有する。
【0070】
実施例4
実施例3を繰り返すが、しかしカーボンブラックを省き、難燃剤を2.5pphに減らし、Sb2O3を1.25pphに増やし、かつ冷却帯域およびダイブロックの温度を155℃に上げる。Sb2O3を無定形ポリプロピレン中の濃厚物として与える(TMS銘柄(0.9〜1.8マイクロメートル粒度)Sb2O3、Fyrebloc(登録商標)5AO−080Y8、Great Lakes Chemical Corporation)。表3Aおよび3Bは、試験4.1および4.2についての性質およびパラメーターを要約する。試験4.2は、実施例1の成形装置を用いる。試験4.1は成形装置を用いず、本発明の例でない。
【0071】
【表4】
【0072】
【表5】
【0073】
実施例2の場合のように、本発明の成形装置の使用は望ましい性能結果をもたらす、ということを表3Aおよび3Bのデータは示している。フォーム製品は断熱用途に用いられ得る、ということを熱伝導率値は示している(ドイツ工業規格(DIN)4102によるB2の等級)。
【0074】
実施例5
実施例3を繰り返すが、しかしカーボンブラックの代わりに2.5pphのグラファイト(銘柄PF−426、Graphite Sales Inc.)を用い、難燃剤のレベルを2.5pphに下げ、供給速度を45kg/時間に下げ、酸化防止剤のレベルを0.1pphに上げ、かつ冷却帯域およびダイブロックの温度を156℃(試験5.1)または154℃(試験5.2)に変えて、フォーム材料を製造する。試験5.1および5.2は、試験5.1について0.5pphレベルのGMSそして試験5.2について1.5pphレベルのGMSを与えるのに十分な、POP中のグリセロールモノステアレート(GMS、Atmer(登録商標)129、ICI Americas)の10%濃厚物の量を有する。試験5.2は実施例1の成形装置を用いるが、しかし試験5.1は用いない。試験5.1および5.2のフォームは実施例1のものよりも一層独立気泡である傾向にあるが、しかしそれらは断熱材としての使用に適するのに十分に低い熱伝導率を有する(表4参照)。表4Aおよび4Bは、試験5.1および5.2についての性質およびパラメーターを要約する。
【0075】
【表6】
【0076】
【表7】
【0077】
表4Aおよび4Bのデータは、実施例1に記載された成形装置を用いる有益効果、並びに比較的低い熱伝導率に因る断熱用途における使用のためのかかるフォーム製品の適合性を示している。
【0078】
実施例6
いくつかの改変でもって、実施例1を繰り返して、フォーム試験6.1についての試料を生成させる。ダイを120開口ダイ(0.9mm開口が3.46mm離間されて、15個の開口の8列が実施例1においてように三角形パターンにて配置されている)に変える。ポリマーを90重量%のPP樹脂(PP−2、Pro−fax(登録商標)6823、MFR0.5g/10分、Montell Polyolefins)と10重量%の実施例2において用いられたPOPとの配合物に変える。樹脂供給速度を60kg/時間に上げ、そしてイソブタンを16pphに減らす。160℃の冷却帯域およびダイブロックの温度を用いてフォームを生成させる。
【0079】
試験6.1のフォームは、各ストランド内に多数の膨張気泡を有する合体フォームストランド製品である。膨張気泡は、フォームストランド内に中空チャネルを残す傾向にある。試験6.1のフォームは、30mmの厚さ、68mmの幅、20.8kg/m3の密度、0.6mmの気泡サイズおよび87容積%の連続気泡含有率を有する。
【0080】
実施例7
いくつかの改変でもって、実施例1を繰り返して、フォーム試験7.1、7.2および7.3についてのフォーム材料を生成させる。実施例1の2″(50.8mm)でなく6″(152.4mm)押出機、並びに3.92mmの開口対開口間隔でもって1.02mm直径の開口が三角形パターンにて配置されている多開口ダイを用いる。所望のフォーム横断面サイズを得るのに十分な開口を選択的に開放する。
【0081】
フォーム試験7.1、7.2および7.3に備えるために、3種の樹脂の配合物を用いる。それらの樹脂は、次の重量比におけるPP−2、PP−3および実施例3のPOPである。すなわち、フォーム試験7.1および7.2について68/20/12、そしてフォーム試験7.3について49/39/12。PP−3は、高溶融強度PP樹脂(Pro−fax(登録商標)PF−814、MFR3g/10分、Montell Polyolefins)である。配合物を押出機に363kg/時間の速度にて供給する。イソブタン発泡剤を、試験7.1および7.2について14pphにてそして試験7.3について12pphにて注入する。
【0082】
試験7.1および7.2は、各々0.1pphのAO−1およびAO−2を用いる。試験7.3は、0.6pphのAO−1および0.1pphのAO−2を用いる。AO−2は、別の酸化防止剤(Ultranox(登録商標)626、General Electric)である。核剤として、試験7.1および7.2は0.2pphのステアリン酸カルシウムおよび0.4pphのタルクを用いそして試験7.3は0.2pphのステアリン酸カルシウムおよび0.65pphのタルクを用いる。
【0083】
次の設定点温度を用いる。すなわち、供給帯域=170℃、溶融帯域=190℃、計量帯域=210℃および混合帯域=195℃。イソブタンを、表5に示されたような予定率にて注入する。167℃の冷却帯域およびダイブロックの温度は、フォーム試験7.1についての安定なフォームを生じる。165℃への温度の低減は、フォーム試験7.2についての実質的に独立気泡のフォームを生じる。160℃への更なる温度低減は、フォーム試験7.3についての実質的に独立気泡のフォームを生じる。
【0084】
表5は、試験7.1、7.2および7.3についての性質およびパラメーターを要約する。
【0085】
【表8】
【0086】
表5のデータは、独立気泡フォームを生じる冷却帯域温度より数度高く冷却帯域温度を保つことによる大規模装置での連続気泡合体フォームストランド厚板製品の製造を示している。
【0087】
実施例8
実施例1を繰り返すが、しかし押出機供給速度を60kg/時間に上げ、各々0.035pphのAO−1およびAO−2並びに0.05pphのタルクを用い、イソブタン供給率を21pphに上げ、かつ発泡温度を158℃に下げて、試験8.1および8.2として示される実質的に独立気泡のフォームを生成させる。表6Aおよび6Bは、試験8.1および8.2についての性質およびパラメーターを要約する。試験8.2は、実施例1のフォーム成形装置を用いる。試験8.1は用いず、本発明の例でない。
【0088】
【表9】
【0089】
【表10】
【0090】
実施例1の成形装置の使用(試験番号8.2)は実質的に独立気泡の構造(<20%の連続気泡)を有する非常に低い密度のフォームを生じること、並びに大きい横断面サイズは成形により製造され得ることを、表6Aおよび6Bのデータは示している。
【0091】
実施例9
実施例1、3、6および7のフォームを、通気抵抗度試験(ISO9053:1991(E)の方法A)に付す。65mmの直径および35mmの厚さを有する円筒状試験試料片を取り去るのを可能にするのに十分な厚さを作るために、各試験材料の十分な試料を溶接する(フォームストランドは厚さ方向に整合される)。試験3.1において開放チャネルを、試験に先立ってコーキングコンパウンドで充填する。表7は、指摘された試験フォームについての通気抵抗度および連続気泡含有率を要約する。
【0092】
【表11】
【0093】
表7は、データを通気抵抗度の減少順にて呈する。通気抵抗度は一般に、連続気泡含有率に逆関連する。試験7.2および7.3のフォームは、押出方向における高い通気抵抗度を有する実質的に独立気泡のフォームである。低い通気抵抗度は、遮音用途における有用性に有利である。
【0094】
実施例10
実施例3を繰り返すが、しかし多数の変更を行う。難燃剤のレベルを2.5pphにそしてカーボンブラックのレベルを2pphに下げる。AO−1のレベルを0.1pphに、イソブタンを19pphにそして発泡温度を151℃に上げる。実施例4のSb2O3濃厚物を1pphのSb2O3レベルを与えるようにそして実施例5のGMS濃厚物を0.4pphのGMSレベルを与えるように用いる。試験10.2ないし10.4について、VORANOL*9287銘柄のポリエーテルポリオール(The Dow Chemical Company)とエタノールの75/25(重量による)混合物の2pphを、気泡サイズの拡大のために混合帯域中に注入する。*The Dow Chemical Companyの商標。試験10.1および10.3は実施例1のフォーム成形装置を用いず、本発明を表さない。試験10.2および10.4は、該装置を用いる。表8Aおよび8Bは、試験10.1〜10.4についての性質およびパラメーターを要約する。それらのフォームは、実施例4のフォームと同じB2のDIN燃焼性等級を達成する。
【0095】
【表12】
【0096】
【表13】
【0097】
表8Aおよび8Bのデータは、連続気泡含有率を増加することなく、ダイ圧力、フォームの横断面サイズ、フォーム密度および気泡サイズに関しての成形の有益効果を示している。加えて、VORANOL/エタノール混合物の使用は、成形フォームの密度を効果的に減少する。
【0098】
実施例11
型式4206音響インピーダンス管および型式3555信号分析器(両方共デンマーク国ナエルムのBrueel and Kjaer A/Sから入手できる)を用いる吸音試験に、実施例1、3、6および7のフォーム試験からの試料を付す。これは、ASTM E−1050に従って垂直入射吸音率を測定する。29mmおよび100mmの直径の試料片の両方を試験する。
【0099】
29mm試料片は、高振動数において、100mm試料片よりも正確な吸音データを与える。低振動数において、その逆が当てはまる。100mm試料片からの低振動数データと29mm試料片からの高振動数データを一緒にすると、合成吸音曲線が与えられる。
【0100】
2つまたはそれ以上のフォーム片を垂直方向に溶接して試料厚を増すことにより、25mmの長さを有する試験試料片を作製する。これらの溶接された片からの試験試料片を、押出方向に中ぐりする。
【0101】
垂直方向音響試験のために、各試料の厚さがその他の試料の厚さに加えられるように、2つまたはそれ以上の試料を一緒に溶接する。試料片の一つのセットは、実質的に穿孔されていない(V0h)。第2のセットは、1孔/cm2の穿孔チャネル密度(おおよそ10mmの孔間隔)(V1h)を与えるように、2mm針で穿孔される。第3のセットは、4孔/cm2の穿孔チャネル密度(おおよそ5mmの孔間隔)(V4h)を与えるように、2mm針で穿孔される。表9A〜Dは、音響試験データを呈する。表9A〜Dのすべてについて、E=押出方向、Max=合成吸音曲線の低振動数側において出現する第1ピーク(もしあれば)において決定された最大吸音率、fmax=最大吸収が起こる振動数。
【0102】
【表14】
【0103】
【表15】
【0104】
【表16】
【0105】
【表17】
【0106】
実施例1、3および6において製造された多孔質連続気泡フォームは、それらの低い通気抵抗から期待されるように、押出方向において音を十分に吸収する。試験7.1の部分連続気泡フォームは、押出方向においてかろうじて有用な吸音特性を示す。試験番号7.2および7.3において製造された実質的に独立気泡のフォームは、押出方向における吸音において不満足である。穿孔なしである用途における使用に適している試験番号6.1のフォーム(中空フォーム)についてさえ、穿孔は垂直方向における吸音を高める。穿孔なしでは、中空合体フォームストランド材料(試験番号6.1)は例外であり得るが、すべてのフォームは、フォームがしばしば利用される方向である垂直方向における吸音において満足でない。あるフォーム材料は、0.3またはそれ以上のASCを達成するために、他のものより大きい穿孔を必要とする。更に他のフォーム材料は、0.3またはそれ以上のASCを達成するために、穿孔を全く必要としない。
【0107】
実施例12
試験1.1、7.1および7.2からのフォームを動的剛性試験に付す。10cm×10cmの試料片の2つのセットを、フォームから切り取る。未圧縮状態で試験されるよう充てられる一方のセットは、表11に示された厚さを有する。他方のセットは、最初に圧縮され、回復され、そして次いで表11に示された厚さに切断される。圧縮または弾性化は、試料片をそれらの原厚の95%まで圧縮するのに十分な圧力を加え、そして次いで加圧力を解放してフォームを回復させることにより行われる。10cm×10cmの2kgの重りをフォーム試料片に置いて平方メートル当たり200キログラム(kg/m2)の表面重さを与え、そしてISO9052−1に従って動的剛性を決定する。動的剛性測定値に試料片の厚さを掛けて、動的弾性率を算出する。表11は、フォーム試験番号、試料が弾性化(圧縮)されていようとmmでの試料片の厚さ(T)、立方メートル当たりメガニュートン(MN/m3)での動的剛性(DS)および平方ミリメートル当たりニュートン(N/mm2)での動的弾性率(DM)を同定する。
【0108】
【表18】
【0109】
本発明の連続気泡フォーム(試験1.1および7.1)は、試験*7.2の独立気泡フォームに関して低い動的剛性および動的弾性率(特に圧縮/弾性化後)を有する、ということを表11のデータは示している。フォーム試験1.1は、動的剛性および動的弾性率の両方においてほぼ7倍の向上により示されるように、容易に弾性化する。かかるフォームは、サンドイッチパネルまたはプラスターボード積層物(PBL)用の挿入材として並びに衝撃音の遮音用途について有用性を有する。生じた積層物は、壁構造体の断熱および防音の両方における有用性を有する。
【0110】
実施例13
実施例1を繰り返すが、しかし実施例7のダイを備えた31/2インチ(89mm)押出機を用いて、70/30重量比のポリプロピレン/エチレン−オクテン−1(PP/EO)ポリマー配合物をフォーム試験11.1のフォームに転換する。押出機を次の設定点温度に維持する。すなわち、供給帯域=170℃、溶融帯域=205℃、計量帯域=220℃、混合帯域=190℃並びに冷却帯域および押出機ダイ=153℃。AO−1およびAO−2を各々0.13pphの率にて、タルクを0.15pphの率にてそしてHCFC−142bを12pphの率にて供給する。
【0111】
該PPは、0.6グラム/10分(g/10分)の溶融流量(MFR)(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)を有する開発的高溶融強度樹脂複合材料(Himont Incorporated)である。該複合材料は、分岐状PPコポリマー樹脂(2g/10分のMFR)と慣用PPホモポリマー(0.3g/10分のMFR)の50/50重量比の配合物である。該EOは、エチレン/オクテン−1コポリマー(AFFINITY*FW 1650、0.902g/cm3の密度、3.0g/10分のメルトインデックス(I2)(ASTM D−1238、190℃/2.16kg)、The Dow Chemical Company)である。
【0112】
生じたフォームは、実質的に連続気泡の構造(ASTM D 2856の手順Aに従って85%連続気泡)および0.94mmの気泡サイズを有する。フォームは、40.4kg/m3の密度および45mm×505mmの横断面積を有する。
【0113】
フォームを実施例11においてような吸音試験(表12に示されているようにより少ない振動数でもって)に付し、そして結果を表12に示す。
【0114】
【表19】
【0115】
105cm×205cmのパネルを用いて、ISO717/1−1982に従って減音指数(R′w)データを決定する。試験データについて2つの形状の一方並びに発生期状態の(成形されただけで穿孔のない)フォームまたはV1hについてのように穿孔されたフォームのどちらかを用いる。一つの形状(公称的に「I」)は、50mmの厚さを有する直線状フォームスラブである。他方の形状(公称的に「W」)は、スラブの交互側面において205mm離間されたフォームストリップにより支持された40mm厚のフォームスラブである。それらのストリップは、40mmの幅および5mmの厚さを有する。Centre Experimental de Recherche et d’Etudes du Batiment et des Travaux Publics(CEBTP)のような試験機関は、かかる試験を容易に遂行する。
【0116】
発生期状態のフォームについてのR′wはI形状において31dBであり、そしてW形状において33dBである。穿孔フォームについてのR′wは、39dBである。このデータは、穿孔の有益性を示す。
【0117】
実施例14
いくつかの改変でもって、実施例1を繰り返して、フォーム試験14.1についてのフォーム材料を生成させる。押出機を6″(152.4mm)押出機にそしてダイを1950開口ダイ(0.84mm開口が3.53mm離間されて、150個の開口の13列が実施例1においてように三角形パターンにて配置されている)に変える。PP−2樹脂を押出機中に、544kg/時間の速度にて、0.2pphの粉末状酸化防止剤(Ultranox(登録商標)815P、General Electric(AO−3))および0.8pphのAO−1の濃厚物(1.8グラム/10分(g/10分)のメルトインデックス(I2)(ASTM D−1238,190℃/2.16kg)および0.923g/cm3の密度を有する低密度ポリエチレン樹脂中の、濃厚物重量を基準として15重量%のAO−1)と一緒に供給する。設定点温度を、次のように変える。すなわち、供給帯域=170℃、溶融帯域=190℃、計量帯域=210℃および混合帯域=195℃。イソブタン供給率を16.5pphに下げる。158℃の冷却帯域およびダイブロックの温度を用いて、安定なフォームを生成させる。
【0118】
表13は、試験14.1についての性質およびパラメーターを要約する。
【0119】
【表20】
【0120】
表13のデータは、より大きい規模の装置での本発明を表す連続気泡合体フォームストランド厚板製品の製造を示している。
【0121】
実施例15
試験14.1からのフォームを、実施例12においてのような動的弾性率および動的剛性試験並びに実施例10においてのような吸音率試験に付す。押し出されたままの並びに穿孔(実施例10においてようなV4h)および圧縮処理(実施例12においてのような)後の両方のフォームを試験する。表14Aおよび14Bは、試験データを要約する。
【0122】
表14Aは、試験15についての動的弾性率および通気抵抗度を要約する。
【0123】
【表21】
【0124】
表14Bは、試験15の吸音率を要約する。
【0125】
【表22】
【0126】
試験14において作られたフォーム材料は、穿孔および圧縮された場合、低い動的剛性および良好な吸音率を有する優秀な防音材になる、ということを表14Aおよび14Bのデータは指摘している。
【0127】
実施例16
押し出されたままのフォーム(実施例14)並びに穿孔および圧縮されているフォーム(実施例15)からプラスターボード積層物(PBL)を製造する。PBLを製造する際に、最初にフォーム厚板を積層して77mmの厚さを有するフォーム積層物を作り、次いで該フォーム積層物を13mm厚のプラスターボードに積層する。少量のモルタルを用いて各PBLを160mm厚のコンクリート壁に接着して2.5m×4mの全壁面を覆い、そして国際規格機構(ISO)試験717−1に従って、生じた構造体を音響透過損失測定(表15において示された振動数においてデシベル(dB)にて)に付しそして各構造体について減音指数(R′w)を算出する。CEBTPのような試験機関は、かかる試験を遂行する。
【0128】
【表23】
【0129】
試験14において製造された連続気泡フォームは、特に穿孔および圧縮された場合、遮音層として良好に動作する、ということを表15のデータは指摘している。PBL構造体において、穿孔および圧縮されたフォームは、裸コンクリート壁に対して9dBくらいのR′wの向上をもたらす。
【0130】
同様な結果が、本発明により製造された他のフォーム材料、特に本発明のフォーム成形装置を用いて製造されたものについて期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、第5観点の本発明のフォーム成形装置の概略図である。
【図2】
図2は、第5観点に関連した観点のフォーム成形装置の概略図である。
本発明は一般に、遮音および断熱の両方の用途における有用性を有する連続気泡ポリオレフィンフォーム並びにその製造に関する。
【0002】
米国特許(USP)第5,348,795号明細書は、寸法安定性の連続気泡ポリプロピレンフォーム製品の製造を開示する。好ましいプロピレンポリマー樹脂は、分岐状でありまたは軽度に架橋されている。押し出された合体フォームストランド構造体に関する例は、34〜72パーセントの連続気泡含有率、0.36〜0.85ミリメートル(mm)の気泡サイズおよび立方メートル当たり22.1〜31.7キログラム(kg/m3)の密度を有する。それはまた、ポリテトラフルオロエチレンシートで裏打ちされているグラファイト製成形板の使用を開示する。
【0003】
本発明の一つの観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ22kg/m3またはそれ以下(≦)好ましくは≦20kg/m3の密度、少なくとも(≧)50パーセントの連続気泡含有率および≦2mmの気泡サイズを有する押し出された連続気泡合体フォームストランド材料である。
【0004】
関連観点において、該材料は、≧80パーセントの連続気泡含有率を有する。その構造体は好ましくは、機械的に生成された穿孔チャネルを実質的に含まない。
【0005】
本発明の第2の観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ≦100kg/m3の密度、≧50%の連続気泡含有率、≦2mmの気泡サイズおよび押出方向において≧0.3の騒音減少率を有する押し出された連続気泡の防音活性合体フォームストランド材料であって、そのフォームはその中に複数の穿孔チャネルが画定されており、しかもこれらのチャネルは総体的に押出方向に垂直な方向に配向されている合体フォームストランド材料である。
【0006】
本発明の第3の観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ≦20kg/m3の密度および≦50パーセントの連続気泡含有率を有する押し出された連続気泡合体フォームストランド材料である。
【0007】
本発明の第4の観点は、プロピレンポリマー物質を含みかつ立方メートル当たり20キログラムまたはそれ以下の密度、20パーセント未満の連続気泡含有率および2ミリメートルまたはそれ以下の気泡サイズを有する押し出された実質的に独立気泡の合体フォームストランド材料である。
【0008】
本発明の第5の観点は、フォーム成形装置であって、
a)フォーム押出物受取ローラーアッセンブリー、
b)第2ローラーアッセンブリーであって、少なくとも1つの関節式リンク機構により該フォーム押出物受取ローラーアッセンブリーに連結されている第2ローラーアッセンブリー、および
c)フォーム引張りアッセンブリーであって、第2ローラーアッセンブリーから離間されているがしかし第2ローラーアッセンブリーに対して動作関係にあるフォーム引張りアッセンブリー
を含むフォーム成形装置である。関連観点において、該装置は、成形板アッセンブリーを更に含む。成形板アッセンブリーは第2ローラーアッセンブリーに取って代わり得、あるいはそれはローラーアッセンブリーa)およびb)に補足し得る。代替物として、成形板アッセンブリーは好ましくは、少なくとも1つの関節式リンク機構によりフォーム押出物受取ローラーアッセンブリーに連結される。補足物として、成形板アッセンブリーは好ましくは、同じ態様で第2ローラーアッセンブリーに連結され、かつフォーム引張りアッセンブリーから離間されているがしかしフォーム引張りアッセンブリーに対して動作関係にある。成形板アッセンブリーは好ましくは、少なくとも1つの滑剤アプリケーターがそれに動作的に連結される。滑剤アプリケーターは好ましくは、装置の動作中フォーム材料に接触する成形板アッセンブリー表面に滑剤物質を供給する。
【0009】
本発明の第1および第2観点の押し出された合体フォームストランド材料または構造体は、≧50%好ましくは≧70%一層好ましくは≧80%の連続気泡含有率により明示されるような連続気泡構造を有する。本発明の第4観点の押し出された合体フォームストランド材料は、20%未満の連続気泡含有率により明示されるような実質的に独立気泡の構造を有する。第3観点の材料は、20から50%より小さいかもしくは等しい(≦)連続気泡含有率により明示されるような連続気泡構造または20%未満の連続気泡含有率により明示されるような独立気泡構造のどちらかを有し得る。アメリカ材料試験協会の試験D2856−A(ASTM D2856−A)は、連続気泡含有率を決定するための手順を概略する。
【0010】
比較的低い比通気抵抗(国際規格機構(ISO)9053:1991(E))を有する連続気泡フォーム構造体は、音管理用途に用いるのに十分な吸音を与える。吸音についての最適比通気抵抗値はおおよそ、メートル当たり≧800から≦2000パスカル秒の範囲内にある。25mmの厚さにおいてかかる比通気抵抗を有するために、連続気泡フォームはおおよそ、平方メートル当たり≧32から≦80キロパスカル秒(kPa.s/m2)の範囲内の通気抵抗度を有するべきである。吸音について次善最適であるけれども、32kPa.s/m2より低い通気抵抗度を有するフォームもまた、音管理用に特に遮音用に有用である。
【0011】
ポリオレフィンフォームに関してかかる通気抵抗度を達成することは、製造上の難問を呈する。本発明は、線状ポリオレフィン樹脂を、高い(下記に定められるような)連続気泡含有率を有する押し出された合体フォームストランド構造体に転換することにより、これらの難問を克服する。生じたフォーム構造体は、その押出方向において70kPa.s/m2より大きくない(≦)通気抵抗度を有する。これは、その方向において望ましいレベルの吸音を与える。押出方向に垂直な方向において満足な吸音を有するために、フォームは好ましくは、垂直方向に針でもってのように穿孔される。
【0012】
押し出された合体フォームストランド材料はまた、押出方向において測定して≦70kPa.s/m2好ましくは≦50kPa.s/m2一層好ましくは5〜20kPa.s/m2の範囲内の通気抵抗度(AFR)を有する。AFRは、ISO9053:1991(E)の方法Aに従って決定される。
【0013】
押し出されたフォームストランド材料は、随意にしかし好ましくは、本明細書において定義された穿孔チャネルを有するように穿孔される。穿孔は、穿孔前の同じフォーム材料に関して、フォーム材料の平均吸音率(ASC)を向上する傾向にある。ASCは、25、500、1000および2000ヘルツ(Hz)の振動数において25mmの厚さを有するフォーム試験片の、ASTM E−1050に従って測定された吸音率の算術平均である。フォーム材料のASCが少なくとも0.3(≧)好ましくは0.3より大きい(>)限り、いかなる穿孔パターンまたは頻度も用いられ得る。所望される場合平方センチメートル(cm2)当たり1つ未満(<)の孔の頻度を有する穿孔パターンが用いられ得るけれども、cm2当たり≧1つの孔の頻度および約10mmの孔間隔を有する穿孔パターンが満足な結果をもたらす。頻度は好ましくは、約5mmの間隔でもってcm2当たり≧4つの孔である。ASTM E−1050に従って決定されたASCのような実験室データは材料の騒音減少率(NRC)の合理的近似を与える、ということを当業者は認める。NRCは、250、500、1000および2000Hzの振動数において残響室を用いてASTM C−423に従って測定された吸音率の算術平均である。ASTM E−1050法は、インピーダンス管に頼る。
【0014】
吸音用途に用いるのに適しているところの、本発明の押し出された合体フォームストランド材料は好ましくは、フォームの押出方向において測定して≧0.3のASCを有する。
【0015】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料を穿孔するために、いかなる慣用穿孔手段も用いられ得る。2mm円錐針またはかかる針の格子のような機械手段は、非常に望ましい結果をもたらす。穿孔は好ましくは、押出方向に総体的に垂直な方向に行われる。
【0016】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料は、遮音用途(たとえば、サンドイッチパネル構造体における芯材として)用に適している。かかる用途において、該材料は、低い動的剛性を有さねばならない。本発明の低密度の連続気泡の押し出された合体ストランドフォーム材料は、低い動的剛性を有する。下記に記載されるような、かかるフォーム材料の弾性化は、更に低い動的剛性に通じる。好ましい弾性化技法は、フォームをその原厚から≧50%好ましくは≧80%一層好ましくは≧90%更に一層好ましくは≧95%圧縮するのに十分な圧力を素早く加えそして次いで加圧力を解放することを伴う。
【0017】
弾性化フォームは、平方ミリメートル当たり1ニュートン(N/mm2)より低い好ましくは0.6N/mm2より低い一層好ましくは0.4N/mm2より低い動的弾性率を有する。動的弾性率は、定義により、ゼロN/mm2より大きい。
【0018】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料は、好ましくは2mmを越えない気泡サイズを有する。気泡サイズは、一層好ましくは≦1.5mm更に一層好ましくは≦1mmである。
【0019】
本発明の第2観点の合体フォームストランド材料は、≦100kg/m3望ましくは≦60kg/m3好ましくは≦30kg/m3一層好ましくは≦20kg/m3である密度(ρ)を有する。本発明の第1観点の材料は、≦22kg/m3好ましくは≦20kg/m3の密度を有する。第3および第4観点のものは、≦20kg/m3の密度を有する。好ましいおよび一層好ましい密度は、本発明のすべてのフォーム製品について、それらがそれらの中に画定された穿孔チャネルを有するかどうかに関係なく非常に満足な結果をもたらす。密度はまた、>0kg/m3望ましくは≧5kg/m3好ましくは≧10kg/m3一層好ましくは≧10〜20kg/m3である。
【0020】
本発明の押し出された合体フォームストランド材料はまた、メートル・ケルビン当たり45ミリワット(mW/m・K)またはそれ以下好ましくは40mW/m・Kまたはそれ以下一層好ましくは35mW/m・Kまたはそれ以下の熱伝導率を有する点で、断熱用途において利用性がある。断熱用途に用いるのに適した押し出された合体フォームストランド材料は、80%未満好ましくは70%未満一層好ましくは60%未満の連続気泡含有率を有する連続気泡フォーム材料であり得る。他の適当な合体フォームストランド材料は、それらが20%未満の連続気泡含有率を有する点で、独立気泡フォームとみなされる。
【0021】
本発明の第5観点またはその関連観点のフォーム成形装置でもって製造された場合、合体フォームストランド材料は、滑らかな外面を有する傾向にある。
【0022】
合体フォームストランド材料は望ましくは、線状ポリオレフィン樹脂または線状ポリオレフィン樹脂と異なる熱可塑性樹脂との配合物を含むポリマー組成物からもたらされる。ポリプロピレン(PP)ホモポリマーおよびプロピレンコポリマー樹脂は、線状ポリオレフィン樹脂として用いられる場合満足な結果をもたらす。米国特許第5,527,573号明細書は、適当なプロピレンポリマー物質を第3欄第27〜52行において開示する(その教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる)。プロピレンポリマー物質は、(a)プロピレンホモポリマー、(b)プロピレンと、エチレン、4ないし10個の炭素原子(C4 〜 10)を含有する1−オレフィン(α−オレフィン)およびC4 〜 10ジエンから選択されたオレフィンとのランダムおよびブロックコポリマー、および(c)プロピレンと、エチレンおよびC4 〜 10α−オレフィンから選択された2種のモノマーとのランダムターポリマーを包含する。C4 〜 10α−オレフィンは線状または分岐状であり得るが、しかし好ましくは線状である。適当なプロピレンポリマー物質は、10分当たり0.01〜100グラム(g/10分)好ましくは0.01〜50g/10分一層好ましくは0.05〜10g/10分更に一層好ましくは0.1〜3g/10分の溶融流量すなわちMFR(ASTM D−1238,条件230℃/2.16キログラム(kg))を有する。
【0023】
PPおよびプロピレンコポリマー樹脂は、所望される場合、当該技術において知られた分岐方法により製造された高溶融強度樹脂であり得る。該方法は、高エネルギー電子ビームでの照射(米国特許第4,916,198号明細書)、アジド官能性シランでのカップリング(米国特許第4,714,716号明細書)および多ビニル官能性モノマーの存在下での過酸化物との反応(ヨーロッパ特許第879,844公開公報)を包含する。しかしながら、満足な結果は、比較的高価でない樹脂または添加剤の使用から生じる。
【0024】
適当な合体フォームストランド材料の製造は望ましくは、米国特許第3,573,152号明細書および米国特許第4,824,720号明細書に詳述されたもののような慣用の押出手順および装置を用いる。これらの特許の教示は、そっくりそのまま本明細書に組み込まれる。
【0025】
慣用の押出発泡法において、ポリマー成分をポリマー溶融物に転換し、そして発泡剤および所望される場合他の添加剤(核剤のような)を該ポリマー溶融物に混入して発泡性ゲルを形成させる。次いで、ダイを通じてそして発泡を促進する減圧すなわちより低い圧力の帯域中に該発泡性ゲルを押し出して、所望製品を形成させる。該減圧は、発泡性ゲルがダイを通じての押出しの前に維持される圧力より低い。より低い圧力は大気圧より高くまたは大気圧より低く(真空)あり得るが、好ましくは大気圧レベルにある。
【0026】
本発明の合体フォームストランド製品を作る際に、マルチオリフィスダイを通じて、発泡に有利であるところのより低い圧力の帯域中に発泡性ゲルを通す。オリフィスは、溶融押出物の隣接流間の接触が発泡過程中起こりそして接触表面が十分な付着力でもって互いに付着して一体的フォーム構造体をもたらすことになるように配置される。ダイを出る溶融押出物の流れはストランドまたは異形材の形態を取り、しかしてそれらは望ましくは、発泡し、合体しそして互いに付着して一体的構造体を形成する。望ましくは、合体された個々のストランドまたは異形材は、フォームの製造、造形および使用の際に遭遇される応力下でのストランドの離層を防ぐべき一体的構造体にて互いに付着されたままにある。
【0027】
ダイを通じて発泡性ゲルを押し出す前に、典型的には、溶融混合を促進する温度からより低い最適発泡温度に発泡性ゲルを冷却する。ゲルは、押出機もしくは他の混合装置中でまたは別個の冷却器中で冷却され得る。最適発泡温度は典型的には、各ポリマー成分のガラス転移温度(Tg)を越え、または溶融温度(Tm)を有するのに十分な結晶化度を有するものについてはTm付近である。「付近」は、「にて」、「より高い」または「より低い」を意味し、そして安定なフォームが存在する点に主として依存する。温度は望ましくは、Tmより30°摂氏(℃)高いまたは低い範囲内に入る。本発明のフォームについて、最適発泡温度は、フォームが崩壊しない範囲にある。
【0028】
発泡剤は、押出機、混合機または配合機でもってのように、当該技術において知られたいかなる手段によっても、ポリマー溶融物に混入されまたは混ぜ込まれ得る。発泡剤は、溶融ポリマー物質の実質的膨張を防ぐのに十分な高められた圧力にてかつ発泡剤を総体的に均質に分散させるように、ポリマー溶融物と混合される。随意に、核剤は、ポリマー溶融物中に配合されまたは可塑化もしくは溶融に先だってポリマー物質と乾式配合され得る。
【0029】
本発明の合体フォームストランド製品を製造するために、いかなる慣用発泡剤も用いられ得る。米国特許第5,348,795号明細書は、多数の適当な発泡剤を第3欄第15〜61行において開示する(その教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる)。米国特許第5,527,573号明細書もまた、多数の適当な発泡剤を第4欄第66行ないし第5欄第20行において開示する(その教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる)。好ましい発泡剤は、1〜9個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素特にプロパン、n−ブタンおよびイソブタン一層好ましくはイソブタンを包含する。
【0030】
本発明のフォームはまた、米国特許第4,323,528号明細書および米国特許第5,817,705号明細書(それらの教示は、参照することにより本明細書組み込まれる)に示されたもののような蓄積式押出法および装置を用いて作られ得る。普通「押出機−アキュムレーターシステム」として知られているこの装置は、連続的よりむしろ間欠的基本原則で方法を操作することを可能にする。該装置は、発泡性ゲルが発泡を妨げる条件下のままにあるところの保持帯域またはアキュムレーターを含む。保持帯域は、大気圧のようなより低い圧力の帯域に開口する出口ダイを備える。該ダイは、好ましくは保持帯域の外にあるゲートとして、開放または閉鎖され得るオリフィスを有する。ゲートの動作は、ダイを通じて流れるようにすること以外は発泡性組成物に影響を及ぼさない。ゲートを開放しそして実質的に同時に機構(たとえば、機械ラム)によりゲルに機械圧力を加えることにより、ゲルはダイを通じてより低い圧力の帯域中に押し通される。機械圧力は、ダイ内での有意発泡を妨げるのに十分に速いがしかしフォームの横断面積または形状における不整の発生を最小にする好ましくは排除するのに十分に遅い速度にて、発泡性ゲルをダイに押し通すのに十分である。このように、間欠的に操作すること以外は、該方法およびその生じる製品は、連続押出法にて成されるものに密接に類似する。
【0031】
本発明の合体フォームストランド材料は、断熱および遮音の両方の用途における有用性を有する。それらは気泡サイズおよび連続気泡構造の組合わせを有し、しかして随意に、両方の用途に効果的に役立つようにする穿孔チャネルにより相互連結される。
【0032】
本発明の合体フォームストランド材料は、1種またはそれ以上の慣用添加剤を含有し得る。添加剤は制限なしに、核剤、無機充填剤、伝導性充填剤、顔料、酸化防止剤、酸スカベンジャー、難燃剤、紫外線吸収剤、加工助剤、押出助剤、透過性改善剤、帯電防止剤、放射線遮断性物質および他の熱可塑性ポリマーを包含する。無機および伝導性充填剤のような該添加剤の或るものはまた、核剤として機能し、連続気泡の形成を促進しまたは両方を成し得る。合体フォームストランド材料は好ましくは、カーボンブラックのような放射線遮断性物質および難燃添加剤の少なくとも一方を含有する。
【0033】
放射線遮断剤および難燃相乗剤(たとえば、酸化アンチモンすなわちSb2O3)のような固体粒子添加剤は過度に核化し、それによりフォームの膨張および究極的にフォームの横断面サイズを制限する傾向にある。これに対抗するために、比較的低い融点を有するロウ質物質(米国特許第4,229,396号明細書)または非ロウ質低分子量化合物(米国特許第5,489,407号明細書)のような気泡拡大剤を添加し得る。これらの2つの特許の教示は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【0034】
大きい気孔のフォームは、独立気泡が作られる最高温度よりわずかに1℃から15℃好ましくは1℃から5℃高い温度にてPP樹脂を合体ストランド構造体に押し出しそして随意に、第5観点またはその関連観点のもののようなローラーを用いてダイにおける発泡体を穏やかに成形することにより製造される。
【0035】
諸図において、第2フォーム引張りアッセンブリー40のような単一番号の使用は、各図において同じ部品の使用を指摘する。40′のような番号の変型の使用は、同様な部品の使用を指摘する。
【0036】
図1は、フォーム成形装置10を概略的に図示する。装置10は、フォーム押出物受取ローラーアッセンブリー20、第2ローラーアッセンブリー30およびフォーム引張りアッセンブリー40を含む。
【0037】
フォーム押出物受取アッセンブリー20は、第1列のローラー21、および第1列のローラー21から離間されているがしかしそれらに総体的に平行している第2列のローラー25を有する。第1列のローラー21は、第1ローラーフレーム22および複数本のローラー23を含む。第2列のローラー25は、第2ローラーフレーム26および複数本のローラー27を含む。
【0038】
第2ローラーアッセンブリー30は、第3列のローラー31、および第3列のローラー31から離間されているがしかしそれらに総体的に平行している第4列のローラー35を有する。第3列のローラー31は、第3ローラーフレーム32および複数本のローラー33を含む。第4列のローラー35は、第4ローラーフレーム36および複数本のローラー37を含む。
【0039】
第1ローラーフレーム22および第3ローラーフレーム32は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構24(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。第2ローラーフレーム26および第4ローラーフレーム36は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構28(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。
【0040】
フォーム引張りアッセンブリー40は、第1移動ベルト41、および第1移動ベルト41から離間されているがしかしそれに総体的に平行している第2移動ベルト46を含む。第1移動ベルト41は反時計回りに回転し、そして第2移動ベルト46は時計回りに回転する。図1は移動ベルトを図示しそして移動ベルトは非常に満足な結果をもたらすけれども、他の装置がフォーム引張りアッセンブリーとして用いられ得ることを当業者は容易に認識する。一つのかかる装置は、対向対の被動引張りロールである。
【0041】
動作において、発泡用ダイ12(好ましくは、フォームストランド用多開口ダイ)を備えている溶融加工装置11(押出機の部分破断図として図示されている)は、第1列のローラー21および第2列のローラー25により画定されたより低い圧力の帯域に発泡性ゲル14を供給する。発泡性ゲルは、2つの列のローラー(21および25)と接触するまで膨張し、そして少なくとも部分的に固化して発泡体15になる。
【0042】
装置11からの圧力とローラー列21および25に含まれたローラーによる作用との組合わせが、発泡体15を第1および第2ローラー列21および25から第2ローラーアッセンブリー30へ並びに離間された第3ローラー列31および第4ローラー列35に移動させ並びに通す。発泡体15はローラーアッセンブリー30を出てそしてフォーム引張りアッセンブリー40に入り、しかしてそこで第1移動ベルト41および第2移動ベルト46と接触する。移動ベルト41および46は協同して、発泡体を第2ローラーアッセンブリー30から引き離す。
【0043】
フォーム引張りアッセンブリー40が発泡体15に作用しそして該アッセンブリーを通じて前進させ始めると、発泡体が装置10を通じて前進するにつれてより大きいまたはより小さい量の圧縮力を発泡体に加えるために、アッセンブリー20の第1および第2ローラー列21および25の間の並びにアッセンブリー30の第3および第4ローラー列31および35の間の間隔(および必要なまたは望ましい場合整合)を調節し得る。
【0044】
関節式リンク機構24は、第1ローラー列21および第3ローラー列31の互いに対して最も近い端を同じ方向に移動させる、ということを当業者は認識する。換言すれば、ローラー列21の該端が発泡体15から離れるよう移動する場合、ローラー列31の最も近いすなわち隣接した端もまた発泡体15から離れるよう移動する。第2ローラー列25および第4ローラー列35の隣接端を連結する関節式リンク機構28は、関節式リンク機構24と同じ態様で動作する。
【0045】
図2は、フォーム成形装置10′を概略的に図示する。装置10′は、フォーム押出物受取アッセンブリー20、成形板アッセンブリー50およびフォーム引張りアッセンブリー40を含む。
【0046】
図2に示された溶融加工装置11、フォーム押出物受取アッセンブリー20およびフォーム引張りアッセンブリー40は好ましくは、図1に示されたそれらの対応品と同じである。それらの図面に示された尺度のいかなる相違も、純粋に偶発的である。
【0047】
成形板アッセンブリー50は、上板アッセンブリー51、および上板アッセンブリー51から離間されているがしかしそれに総体的に平行している下板アッセンブリー55を有する。上板アッセンブリー51は、上ベース板ハウジング52、ハウジング52に動作的に連結されている低摩擦フォーム接触板53、およびハウジング52に動作的に連結されかつ接触板53と流体連通している滑剤アプリケーター54を含む。滑剤アプリケーター54はまた、滑剤源(図示されていない)と流体連通している。下板アッセンブリー55は、下ベース板ハウジング56、ハウジング56に動作的に連結されている低摩擦フォーム接触板57、およびハウジング56に動作的に連結されかつ接触板57と流体連通している滑剤アプリケーター58を含む。滑剤アプリケーター58はまた、滑剤源(図示されていない)と流体連通している。
【0048】
第1ローラーフレーム22および上板アッセンブリー51は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構24(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。第2ローラーフレーム26および下板アッセンブリー55は、少なくとも1つ好ましくは少なくとも2つの関節式リンク機構(それらの一つのみが図示されている)により動作的に連結される。
【0049】
動作において、溶融加工装置11は好ましくは、図1における同じ装置について上記に記載されたのと同じ態様で動作する。
【0050】
装置11からの圧力とローラー列21および25に含まれたローラーによる作用との組合わせが、発泡体15を第1および第2ローラー列21および25から成形板アッセンブリー50へ並びに離間された上板アッセンブリー51および下板アッセンブリー55に移動させ並びに通す。発泡体15は成形板アッセンブリー50を出てそしてフォーム引張りアッセンブリー40に入り、しかしてそこで第1移動ベルト41および第2移動ベルト46と接触する。移動ベルト41および46は協同して、発泡体を第2ローラーアッセンブリー30から引き離す。
【0051】
フォーム引張りアッセンブリー40が発泡体15に作用しそして該アッセンブリーを通じて前進させ始めると、発泡体が装置10′を通じて前進するにつれてより大きいまたはより小さい量の圧縮力を発泡体に加えるために、アッセンブリー20の第1および第2ローラー列21および25の間の並びにアッセンブリー50の上および下板アッセンブリー51および55の間の間隔(および必要なまたは望ましい場合整合)を調節し得る。
【0052】
成形板アッセンブリー50と第2ローラーアッセンブリー30の相違を考慮に入れると、関節式リンク機構24および28は、図1におけるそれらの対応品と同じ態様で動作する。
【0053】
次の例は本発明を例示するが、しかし本発明の範囲を決して限定しない。アラビア数字は本発明の例(実施例)を示し、そしてアルファベットの文字は比較の例(比較例)を示す。別段記載されていなければ、部および百分率はすべて重量によるものであり、そして温度はすべて℃にてである。
【0054】
実施例1
供給、溶融および計量についての典型的連続帯域後に混合および冷却についての2つの追加的連続帯域を有する2インチ(2″)(50.8mm)スクリュー型押出機を用いる。計量帯域と混合帯域の間に発泡剤注入用の口を備える。冷却帯域後に、132個の円形開口(1列当たり22個の開口を有する6列の配列にて配置された)が画定されているストランド用ダイブロックを取り付ける。各開口は、0.8mmの直径を有する。それらの開口は、3.6mmの開口間距離でもって正三角形パターンにて互いに離間されている。この例は円形開口を用いるけれども、所望される場合他の開口形状が用いられ得ることを当業者は理解する。
【0055】
粒状PPホモポリマー樹脂(PP−1、Moplen(登録商標)D50G、MFR0.3g/10分、Montell Polyolefins)を押出機中に、時間当たり55kg(kg/時間)の速度にて、100重量部のPP当たり0.05重量部(pph)の酸化防止剤(AO−1、Irganox(登録商標)1010、Ciba−Geigy Corp.)と一緒に供給する。押出機を次の設定点温度に維持する。すなわち、供給帯域=160℃、溶融帯域=190℃、計量帯域=200℃および混合帯域=200℃。イソブタンを混合帯域中に、17pphの一定率にて注入する。
【0056】
冷却帯域温度およびダイブロック温度を160℃に下げる。前発泡のない安定な合体フォームストランド構造体をもたらすようにダイブロック内のダイギャップを調節する。該構造体は、安定である間、軟質コア(「芯部」)を保留する。
【0057】
本発明のフォーム成形装置好ましくは図1に示されたもの(第5観点)を通じて合体フォームストランド材料を加工して、試験1.1についての試料を生じせしめる。ローラーアッセンブリーとフォーム引張りアッセンブリーの組合わせは、該組合わせなしで達成され得る横断面積より50%より多い大きい横断面積を有する滑らかなスキン(「表皮層」)のある合体フォームストランド材料を生じる。
【0058】
冷却帯域温度およびダイブロック温度を157℃に下げ、そして安定な合体フォームストランド構造体を達成させる。試験1.2についてのフォーム構造体の試料を取る。
【0059】
冷却帯域およびダイブロックの温度の155℃への更なる低減は、実質的に独立気泡の合体フォームストランド材料を生じる。
【0060】
表1は、試験1.1および1.2についての性質およびパラメーターを要約する。
【0061】
【表1】
【0062】
試験1.1のフォームは、破壊または相互連結されている多数の内部気泡をストランド内に有する。試験1.2のフォームは、試験1.1のフォームより多い数の無傷内部気泡を有する。連続気泡含有率は、この観察を支持する。試験1.1および1.2のフォームはそれぞれ、メートル・ケルビン当たり38.5ミリワット(mW/M・K)および42.2mW/M・Kの熱伝導率を有する。
【0063】
実施例2
実施例1の試験1.2を繰り返して試験2.1を与え、そしてフォーム成形装置の使用を省くことにより試験2.1を改変して試験2.2を与える。表2Aおよび2Bは、試験2.1および2.2についての性質およびパラメーターを要約する。ASTM D3575に従って、10%撓みにおいて押出方向(E)および垂直方向(V)における圧縮強さを決定する。
【0064】
【表2】
【0065】
【表3】
【0066】
成形装置の使用は、成形装置なしで同じフォーム組成物について得られたフォーム(試験2.2)より62%より多い大きい横断面積を有するフォーム(試験2.1)を生じる、ということを表2Aおよび2Bのデータは示している。加えて、成形装置の使用は、成形装置なしでの同じフォーム組成物の加工に関してダイ圧力を増加する。高いダイ圧力は、低密度ポリプロピレンフォーム材料の成形に有利であると信じられる。
【0067】
成形装置の使用(試験2.1)は、成形装置の不存在(試験2.2)に関してより大きい密度、熱伝導率および垂直方向における相対強度(V/E)に通じる、ということも表2Aおよび2Bのデータは示している。それらのフォーム材料は両方共本発明の目的のために適しているけれども、試験2.1のものは試験2.2のものに関して或る性能利点を呈する。
【0068】
実施例3
実施例1を繰り返すが、しかし供給速度を50kg/時間に下げ、酸化防止剤をIrganox(登録商標)XP 621(Ciba−Geigy Corp.)に変え、かつ組成物を改変してカーボンブラック、難燃剤および三酸化アンチモン(Sb2O3)をそれぞれ2.5pph、3pphおよび1pphのレベルにて添加する。難燃剤は、テトラブロモビスフェノール−Aのビス(2,3−ジブロモプロピル)エーテル(PE−68TM、Great Lakes Chemical Corp.)である。難燃剤を低密度ポリエチレン(LDPE)中の30重量%濃厚物として、Sb2O3をLDPE中の80重量%濃厚物としてそしてカーボンブラック(Aerosperse(登録商標)15,Engineered Carbons)をポリオレフィンプラストマー(POP)中の30重量%濃厚物として添加する。LDPEは、20グラム/10分(g/10分)のメルトインデックス(I2)(ASTM D−1238,190℃/2.16kg)を有する。POPは、0.9g/cm3の密度(ρ)および1.0のI2を有する(AFFINITY*PL 1880、The Dow Chemical Company)。*The Dow Chemical Companyの商標。
【0069】
試験3.1についての試料が取られるところの安定なフォームを生成させるために、冷却帯域およびダイブロックについて150℃の温度を用いる。この温度は、ダイブロックにおけるオリフィスのいくらかの閉塞に通じる。オリフィスの閉塞は次いで、欠けているストランドに因り、フォーム内のいくらかの開放チャネルに通じる。試験3.1のフォームは、22mmの厚さおよび88mmの幅、19.2kg/m3の密度、0.4mmの気泡サイズ並びに87容量%の連続気泡含有率を有する。該フォームはまた、34.0mW/M・Kの熱伝導率(TC)を有する。
【0070】
実施例4
実施例3を繰り返すが、しかしカーボンブラックを省き、難燃剤を2.5pphに減らし、Sb2O3を1.25pphに増やし、かつ冷却帯域およびダイブロックの温度を155℃に上げる。Sb2O3を無定形ポリプロピレン中の濃厚物として与える(TMS銘柄(0.9〜1.8マイクロメートル粒度)Sb2O3、Fyrebloc(登録商標)5AO−080Y8、Great Lakes Chemical Corporation)。表3Aおよび3Bは、試験4.1および4.2についての性質およびパラメーターを要約する。試験4.2は、実施例1の成形装置を用いる。試験4.1は成形装置を用いず、本発明の例でない。
【0071】
【表4】
【0072】
【表5】
【0073】
実施例2の場合のように、本発明の成形装置の使用は望ましい性能結果をもたらす、ということを表3Aおよび3Bのデータは示している。フォーム製品は断熱用途に用いられ得る、ということを熱伝導率値は示している(ドイツ工業規格(DIN)4102によるB2の等級)。
【0074】
実施例5
実施例3を繰り返すが、しかしカーボンブラックの代わりに2.5pphのグラファイト(銘柄PF−426、Graphite Sales Inc.)を用い、難燃剤のレベルを2.5pphに下げ、供給速度を45kg/時間に下げ、酸化防止剤のレベルを0.1pphに上げ、かつ冷却帯域およびダイブロックの温度を156℃(試験5.1)または154℃(試験5.2)に変えて、フォーム材料を製造する。試験5.1および5.2は、試験5.1について0.5pphレベルのGMSそして試験5.2について1.5pphレベルのGMSを与えるのに十分な、POP中のグリセロールモノステアレート(GMS、Atmer(登録商標)129、ICI Americas)の10%濃厚物の量を有する。試験5.2は実施例1の成形装置を用いるが、しかし試験5.1は用いない。試験5.1および5.2のフォームは実施例1のものよりも一層独立気泡である傾向にあるが、しかしそれらは断熱材としての使用に適するのに十分に低い熱伝導率を有する(表4参照)。表4Aおよび4Bは、試験5.1および5.2についての性質およびパラメーターを要約する。
【0075】
【表6】
【0076】
【表7】
【0077】
表4Aおよび4Bのデータは、実施例1に記載された成形装置を用いる有益効果、並びに比較的低い熱伝導率に因る断熱用途における使用のためのかかるフォーム製品の適合性を示している。
【0078】
実施例6
いくつかの改変でもって、実施例1を繰り返して、フォーム試験6.1についての試料を生成させる。ダイを120開口ダイ(0.9mm開口が3.46mm離間されて、15個の開口の8列が実施例1においてように三角形パターンにて配置されている)に変える。ポリマーを90重量%のPP樹脂(PP−2、Pro−fax(登録商標)6823、MFR0.5g/10分、Montell Polyolefins)と10重量%の実施例2において用いられたPOPとの配合物に変える。樹脂供給速度を60kg/時間に上げ、そしてイソブタンを16pphに減らす。160℃の冷却帯域およびダイブロックの温度を用いてフォームを生成させる。
【0079】
試験6.1のフォームは、各ストランド内に多数の膨張気泡を有する合体フォームストランド製品である。膨張気泡は、フォームストランド内に中空チャネルを残す傾向にある。試験6.1のフォームは、30mmの厚さ、68mmの幅、20.8kg/m3の密度、0.6mmの気泡サイズおよび87容積%の連続気泡含有率を有する。
【0080】
実施例7
いくつかの改変でもって、実施例1を繰り返して、フォーム試験7.1、7.2および7.3についてのフォーム材料を生成させる。実施例1の2″(50.8mm)でなく6″(152.4mm)押出機、並びに3.92mmの開口対開口間隔でもって1.02mm直径の開口が三角形パターンにて配置されている多開口ダイを用いる。所望のフォーム横断面サイズを得るのに十分な開口を選択的に開放する。
【0081】
フォーム試験7.1、7.2および7.3に備えるために、3種の樹脂の配合物を用いる。それらの樹脂は、次の重量比におけるPP−2、PP−3および実施例3のPOPである。すなわち、フォーム試験7.1および7.2について68/20/12、そしてフォーム試験7.3について49/39/12。PP−3は、高溶融強度PP樹脂(Pro−fax(登録商標)PF−814、MFR3g/10分、Montell Polyolefins)である。配合物を押出機に363kg/時間の速度にて供給する。イソブタン発泡剤を、試験7.1および7.2について14pphにてそして試験7.3について12pphにて注入する。
【0082】
試験7.1および7.2は、各々0.1pphのAO−1およびAO−2を用いる。試験7.3は、0.6pphのAO−1および0.1pphのAO−2を用いる。AO−2は、別の酸化防止剤(Ultranox(登録商標)626、General Electric)である。核剤として、試験7.1および7.2は0.2pphのステアリン酸カルシウムおよび0.4pphのタルクを用いそして試験7.3は0.2pphのステアリン酸カルシウムおよび0.65pphのタルクを用いる。
【0083】
次の設定点温度を用いる。すなわち、供給帯域=170℃、溶融帯域=190℃、計量帯域=210℃および混合帯域=195℃。イソブタンを、表5に示されたような予定率にて注入する。167℃の冷却帯域およびダイブロックの温度は、フォーム試験7.1についての安定なフォームを生じる。165℃への温度の低減は、フォーム試験7.2についての実質的に独立気泡のフォームを生じる。160℃への更なる温度低減は、フォーム試験7.3についての実質的に独立気泡のフォームを生じる。
【0084】
表5は、試験7.1、7.2および7.3についての性質およびパラメーターを要約する。
【0085】
【表8】
【0086】
表5のデータは、独立気泡フォームを生じる冷却帯域温度より数度高く冷却帯域温度を保つことによる大規模装置での連続気泡合体フォームストランド厚板製品の製造を示している。
【0087】
実施例8
実施例1を繰り返すが、しかし押出機供給速度を60kg/時間に上げ、各々0.035pphのAO−1およびAO−2並びに0.05pphのタルクを用い、イソブタン供給率を21pphに上げ、かつ発泡温度を158℃に下げて、試験8.1および8.2として示される実質的に独立気泡のフォームを生成させる。表6Aおよび6Bは、試験8.1および8.2についての性質およびパラメーターを要約する。試験8.2は、実施例1のフォーム成形装置を用いる。試験8.1は用いず、本発明の例でない。
【0088】
【表9】
【0089】
【表10】
【0090】
実施例1の成形装置の使用(試験番号8.2)は実質的に独立気泡の構造(<20%の連続気泡)を有する非常に低い密度のフォームを生じること、並びに大きい横断面サイズは成形により製造され得ることを、表6Aおよび6Bのデータは示している。
【0091】
実施例9
実施例1、3、6および7のフォームを、通気抵抗度試験(ISO9053:1991(E)の方法A)に付す。65mmの直径および35mmの厚さを有する円筒状試験試料片を取り去るのを可能にするのに十分な厚さを作るために、各試験材料の十分な試料を溶接する(フォームストランドは厚さ方向に整合される)。試験3.1において開放チャネルを、試験に先立ってコーキングコンパウンドで充填する。表7は、指摘された試験フォームについての通気抵抗度および連続気泡含有率を要約する。
【0092】
【表11】
【0093】
表7は、データを通気抵抗度の減少順にて呈する。通気抵抗度は一般に、連続気泡含有率に逆関連する。試験7.2および7.3のフォームは、押出方向における高い通気抵抗度を有する実質的に独立気泡のフォームである。低い通気抵抗度は、遮音用途における有用性に有利である。
【0094】
実施例10
実施例3を繰り返すが、しかし多数の変更を行う。難燃剤のレベルを2.5pphにそしてカーボンブラックのレベルを2pphに下げる。AO−1のレベルを0.1pphに、イソブタンを19pphにそして発泡温度を151℃に上げる。実施例4のSb2O3濃厚物を1pphのSb2O3レベルを与えるようにそして実施例5のGMS濃厚物を0.4pphのGMSレベルを与えるように用いる。試験10.2ないし10.4について、VORANOL*9287銘柄のポリエーテルポリオール(The Dow Chemical Company)とエタノールの75/25(重量による)混合物の2pphを、気泡サイズの拡大のために混合帯域中に注入する。*The Dow Chemical Companyの商標。試験10.1および10.3は実施例1のフォーム成形装置を用いず、本発明を表さない。試験10.2および10.4は、該装置を用いる。表8Aおよび8Bは、試験10.1〜10.4についての性質およびパラメーターを要約する。それらのフォームは、実施例4のフォームと同じB2のDIN燃焼性等級を達成する。
【0095】
【表12】
【0096】
【表13】
【0097】
表8Aおよび8Bのデータは、連続気泡含有率を増加することなく、ダイ圧力、フォームの横断面サイズ、フォーム密度および気泡サイズに関しての成形の有益効果を示している。加えて、VORANOL/エタノール混合物の使用は、成形フォームの密度を効果的に減少する。
【0098】
実施例11
型式4206音響インピーダンス管および型式3555信号分析器(両方共デンマーク国ナエルムのBrueel and Kjaer A/Sから入手できる)を用いる吸音試験に、実施例1、3、6および7のフォーム試験からの試料を付す。これは、ASTM E−1050に従って垂直入射吸音率を測定する。29mmおよび100mmの直径の試料片の両方を試験する。
【0099】
29mm試料片は、高振動数において、100mm試料片よりも正確な吸音データを与える。低振動数において、その逆が当てはまる。100mm試料片からの低振動数データと29mm試料片からの高振動数データを一緒にすると、合成吸音曲線が与えられる。
【0100】
2つまたはそれ以上のフォーム片を垂直方向に溶接して試料厚を増すことにより、25mmの長さを有する試験試料片を作製する。これらの溶接された片からの試験試料片を、押出方向に中ぐりする。
【0101】
垂直方向音響試験のために、各試料の厚さがその他の試料の厚さに加えられるように、2つまたはそれ以上の試料を一緒に溶接する。試料片の一つのセットは、実質的に穿孔されていない(V0h)。第2のセットは、1孔/cm2の穿孔チャネル密度(おおよそ10mmの孔間隔)(V1h)を与えるように、2mm針で穿孔される。第3のセットは、4孔/cm2の穿孔チャネル密度(おおよそ5mmの孔間隔)(V4h)を与えるように、2mm針で穿孔される。表9A〜Dは、音響試験データを呈する。表9A〜Dのすべてについて、E=押出方向、Max=合成吸音曲線の低振動数側において出現する第1ピーク(もしあれば)において決定された最大吸音率、fmax=最大吸収が起こる振動数。
【0102】
【表14】
【0103】
【表15】
【0104】
【表16】
【0105】
【表17】
【0106】
実施例1、3および6において製造された多孔質連続気泡フォームは、それらの低い通気抵抗から期待されるように、押出方向において音を十分に吸収する。試験7.1の部分連続気泡フォームは、押出方向においてかろうじて有用な吸音特性を示す。試験番号7.2および7.3において製造された実質的に独立気泡のフォームは、押出方向における吸音において不満足である。穿孔なしである用途における使用に適している試験番号6.1のフォーム(中空フォーム)についてさえ、穿孔は垂直方向における吸音を高める。穿孔なしでは、中空合体フォームストランド材料(試験番号6.1)は例外であり得るが、すべてのフォームは、フォームがしばしば利用される方向である垂直方向における吸音において満足でない。あるフォーム材料は、0.3またはそれ以上のASCを達成するために、他のものより大きい穿孔を必要とする。更に他のフォーム材料は、0.3またはそれ以上のASCを達成するために、穿孔を全く必要としない。
【0107】
実施例12
試験1.1、7.1および7.2からのフォームを動的剛性試験に付す。10cm×10cmの試料片の2つのセットを、フォームから切り取る。未圧縮状態で試験されるよう充てられる一方のセットは、表11に示された厚さを有する。他方のセットは、最初に圧縮され、回復され、そして次いで表11に示された厚さに切断される。圧縮または弾性化は、試料片をそれらの原厚の95%まで圧縮するのに十分な圧力を加え、そして次いで加圧力を解放してフォームを回復させることにより行われる。10cm×10cmの2kgの重りをフォーム試料片に置いて平方メートル当たり200キログラム(kg/m2)の表面重さを与え、そしてISO9052−1に従って動的剛性を決定する。動的剛性測定値に試料片の厚さを掛けて、動的弾性率を算出する。表11は、フォーム試験番号、試料が弾性化(圧縮)されていようとmmでの試料片の厚さ(T)、立方メートル当たりメガニュートン(MN/m3)での動的剛性(DS)および平方ミリメートル当たりニュートン(N/mm2)での動的弾性率(DM)を同定する。
【0108】
【表18】
【0109】
本発明の連続気泡フォーム(試験1.1および7.1)は、試験*7.2の独立気泡フォームに関して低い動的剛性および動的弾性率(特に圧縮/弾性化後)を有する、ということを表11のデータは示している。フォーム試験1.1は、動的剛性および動的弾性率の両方においてほぼ7倍の向上により示されるように、容易に弾性化する。かかるフォームは、サンドイッチパネルまたはプラスターボード積層物(PBL)用の挿入材として並びに衝撃音の遮音用途について有用性を有する。生じた積層物は、壁構造体の断熱および防音の両方における有用性を有する。
【0110】
実施例13
実施例1を繰り返すが、しかし実施例7のダイを備えた31/2インチ(89mm)押出機を用いて、70/30重量比のポリプロピレン/エチレン−オクテン−1(PP/EO)ポリマー配合物をフォーム試験11.1のフォームに転換する。押出機を次の設定点温度に維持する。すなわち、供給帯域=170℃、溶融帯域=205℃、計量帯域=220℃、混合帯域=190℃並びに冷却帯域および押出機ダイ=153℃。AO−1およびAO−2を各々0.13pphの率にて、タルクを0.15pphの率にてそしてHCFC−142bを12pphの率にて供給する。
【0111】
該PPは、0.6グラム/10分(g/10分)の溶融流量(MFR)(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)を有する開発的高溶融強度樹脂複合材料(Himont Incorporated)である。該複合材料は、分岐状PPコポリマー樹脂(2g/10分のMFR)と慣用PPホモポリマー(0.3g/10分のMFR)の50/50重量比の配合物である。該EOは、エチレン/オクテン−1コポリマー(AFFINITY*FW 1650、0.902g/cm3の密度、3.0g/10分のメルトインデックス(I2)(ASTM D−1238、190℃/2.16kg)、The Dow Chemical Company)である。
【0112】
生じたフォームは、実質的に連続気泡の構造(ASTM D 2856の手順Aに従って85%連続気泡)および0.94mmの気泡サイズを有する。フォームは、40.4kg/m3の密度および45mm×505mmの横断面積を有する。
【0113】
フォームを実施例11においてような吸音試験(表12に示されているようにより少ない振動数でもって)に付し、そして結果を表12に示す。
【0114】
【表19】
【0115】
105cm×205cmのパネルを用いて、ISO717/1−1982に従って減音指数(R′w)データを決定する。試験データについて2つの形状の一方並びに発生期状態の(成形されただけで穿孔のない)フォームまたはV1hについてのように穿孔されたフォームのどちらかを用いる。一つの形状(公称的に「I」)は、50mmの厚さを有する直線状フォームスラブである。他方の形状(公称的に「W」)は、スラブの交互側面において205mm離間されたフォームストリップにより支持された40mm厚のフォームスラブである。それらのストリップは、40mmの幅および5mmの厚さを有する。Centre Experimental de Recherche et d’Etudes du Batiment et des Travaux Publics(CEBTP)のような試験機関は、かかる試験を容易に遂行する。
【0116】
発生期状態のフォームについてのR′wはI形状において31dBであり、そしてW形状において33dBである。穿孔フォームについてのR′wは、39dBである。このデータは、穿孔の有益性を示す。
【0117】
実施例14
いくつかの改変でもって、実施例1を繰り返して、フォーム試験14.1についてのフォーム材料を生成させる。押出機を6″(152.4mm)押出機にそしてダイを1950開口ダイ(0.84mm開口が3.53mm離間されて、150個の開口の13列が実施例1においてように三角形パターンにて配置されている)に変える。PP−2樹脂を押出機中に、544kg/時間の速度にて、0.2pphの粉末状酸化防止剤(Ultranox(登録商標)815P、General Electric(AO−3))および0.8pphのAO−1の濃厚物(1.8グラム/10分(g/10分)のメルトインデックス(I2)(ASTM D−1238,190℃/2.16kg)および0.923g/cm3の密度を有する低密度ポリエチレン樹脂中の、濃厚物重量を基準として15重量%のAO−1)と一緒に供給する。設定点温度を、次のように変える。すなわち、供給帯域=170℃、溶融帯域=190℃、計量帯域=210℃および混合帯域=195℃。イソブタン供給率を16.5pphに下げる。158℃の冷却帯域およびダイブロックの温度を用いて、安定なフォームを生成させる。
【0118】
表13は、試験14.1についての性質およびパラメーターを要約する。
【0119】
【表20】
【0120】
表13のデータは、より大きい規模の装置での本発明を表す連続気泡合体フォームストランド厚板製品の製造を示している。
【0121】
実施例15
試験14.1からのフォームを、実施例12においてのような動的弾性率および動的剛性試験並びに実施例10においてのような吸音率試験に付す。押し出されたままの並びに穿孔(実施例10においてようなV4h)および圧縮処理(実施例12においてのような)後の両方のフォームを試験する。表14Aおよび14Bは、試験データを要約する。
【0122】
表14Aは、試験15についての動的弾性率および通気抵抗度を要約する。
【0123】
【表21】
【0124】
表14Bは、試験15の吸音率を要約する。
【0125】
【表22】
【0126】
試験14において作られたフォーム材料は、穿孔および圧縮された場合、低い動的剛性および良好な吸音率を有する優秀な防音材になる、ということを表14Aおよび14Bのデータは指摘している。
【0127】
実施例16
押し出されたままのフォーム(実施例14)並びに穿孔および圧縮されているフォーム(実施例15)からプラスターボード積層物(PBL)を製造する。PBLを製造する際に、最初にフォーム厚板を積層して77mmの厚さを有するフォーム積層物を作り、次いで該フォーム積層物を13mm厚のプラスターボードに積層する。少量のモルタルを用いて各PBLを160mm厚のコンクリート壁に接着して2.5m×4mの全壁面を覆い、そして国際規格機構(ISO)試験717−1に従って、生じた構造体を音響透過損失測定(表15において示された振動数においてデシベル(dB)にて)に付しそして各構造体について減音指数(R′w)を算出する。CEBTPのような試験機関は、かかる試験を遂行する。
【0128】
【表23】
【0129】
試験14において製造された連続気泡フォームは、特に穿孔および圧縮された場合、遮音層として良好に動作する、ということを表15のデータは指摘している。PBL構造体において、穿孔および圧縮されたフォームは、裸コンクリート壁に対して9dBくらいのR′wの向上をもたらす。
【0130】
同様な結果が、本発明により製造された他のフォーム材料、特に本発明のフォーム成形装置を用いて製造されたものについて期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、第5観点の本発明のフォーム成形装置の概略図である。
【図2】
図2は、第5観点に関連した観点のフォーム成形装置の概略図である。
Claims (25)
- プロピレンポリマー物質を含みかつ立方メートル当たり22キログラムまたはそれ以下の密度、少なくとも50パーセントの連続気泡含有率および2ミリメートルまたはそれ以下の気泡サイズを有する押し出された連続気泡合体フォームストランド材料。
- プロピレンポリマー物質を含みかつ立方メートル当たり100キログラムまたはそれ以下の密度、少なくとも50パーセントの連続気泡含有率、2ミリメートルまたはそれ以下の気泡サイズおよび押出方向において少なくとも0.3の騒音減少率を有する押し出された連続気泡の防音活性合体フォームストランド材料であって、そのフォームはその中に複数の穿孔チャネルが画定されており、しかもこれらのチャネルは総体的に押出方向に垂直な方向に配向されている合体フォームストランド材料。
- プロピレンポリマー物質を含みかつ≦22kg/m3の密度および≧80パーセントの連続気泡含有率を有する押し出された連続気泡合体フォームストランド材料。
- プロピレンポリマー物質を含みかつ≦20kg/m3の密度および≦50パーセントの連続気泡含有率を有する押し出された連続気泡合体フォームストランド材料。
- フォームがまた、平方メートル当たり25キロパスカル秒未満の通気抵抗度を有する、請求項1または2に記載の材料。
- 連続気泡含有率が少なくとも80パーセントである、請求項1または2に記載の材料。
- 穿孔チャネルが、約10ミリメートルの孔間隔でもって平方センチメートル当たり少なくとも1つの孔の頻度で存在する、請求項2に記載の材料。
- 穿孔チャネルが、約5ミリメートルの孔間隔でもって平方センチメートル当たり少なくとも4つの孔の頻度で存在する、請求項2に記載の材料。
- 穿孔チャネルが機械的に生成されている、請求項2に記載の材料。
- 材料が、弾性化後に平方ミリメートル当たり1ニュートン未満の動的弾性率を有する、請求項2に記載の材料。
- 動的弾性率が平方ミリメートル当たり0.6ニュートン未満である、請求項10に記載の材料。
- 動的弾性率が平方ミリメートル当たり0.4ニュートン未満である、請求項10に記載の材料。
- 密度が、立方メートル当たり60キログラムまたはそれ以下であるかまたは等しい、請求項2に記載の材料。
- 少なくとも1層の請求項10〜12のいずれか一項に記載の材料を含む遮音構造体。
- プロピレンポリマー物質を含みかつ立方メートル当たり20キログラムまたはそれ以下の密度、20パーセント未満の連続気泡含有率および2ミリメートルまたはそれ以下の気泡サイズを有する押し出された実質的に独立気泡の合体フォームストランド材料。
- 材料が、メートル・ケルビン当たり45ミリワットより大きくない熱伝導率を有する、請求項4または15に記載の材料。
- 難燃添加剤、放射線遮断添加剤または両方を更に含む、請求項15に記載の材料。
- 熱伝導率が、メートル・ケルビン当たり40ミリワットより大きくない、請求項16に記載の材料。
- 熱伝導率が、メートル・ケルビン当たり35ミリワットより大きくない、請求項16に記載の材料。
- フォームが、0.3より大きい圧縮強さ比(垂直方向対押出方向)を有する、請求項11に記載の材料。
- フォーム成形装置であって、
a)フォーム押出物受取ローラーアッセンブリー、
b)第2ローラーアッセンブリーであって、少なくとも1つの関節式リンク機構により該フォーム押出物受取ローラーアッセンブリーに連結されている第2ローラーアッセンブリー、および
c)フォーム引張りアッセンブリーであって、第2ローラーアッセンブリーから離間されているがしかし第2ローラーアッセンブリーに対して動作関係にあるフォーム引張りアッセンブリー
を含むフォーム成形装置。 - フォーム押出物受取ローラーアッセンブリーが、1対の対向した総体的に平行なしかし離間した調節可能なローラー配列体であり、しかも各ローラー配列体は第1端および第2端を有し、各ローラー配列体の第2端は第2ローラーアッセンブリーに隣接している、請求項21に記載の装置。
- 第2ローラーアッセンブリーが、1対の対向した総体的に平行なしかし離間した調節可能なローラー配列体であり、しかも各ローラー配列体は、押出物受取ローラーアッセンブリーからのローラー配列体と総体的に同一平面にありかつ第1端および第2端を有し、第2ローラーアッセンブリーの各ローラー配列体の第1端は、フォーム押出物受取ローラーアッセンブリーの総体的に同一平面のローラー配列体の第2端に隣接しかつ関節式に連結されている、請求項21に記載の装置。
- フォーム引張りアッセンブリーが1対の逆回転移動ベルトであり、しかもこれらのベルトは互いに離間されているがしかし総体的に平行にあり、各移動ベルトは、第2ローラーアッセンブリーに隣接した取入れ端および該取入れ端から離間したかつ遠方の排出端を有し、ベルト運動は、材料を第2ローラーアッセンブリーの第2端から移動ベルトの排出端に前進させるのに十分である、請求項21に記載の装置。
- フォーム成形装置であって、
a)フォーム押出物受取ローラーアッセンブリー、
b)少なくとも1つの関節式リンク機構により該フォーム押出物受取ローラーアッセンブリーに連結されている成形板アッセンブリー、および
c)フォーム引張りアッセンブリーであって、該成形板アッセンブリーから離間されているがしかし該成形板アッセンブリーに対して動作関係にあるフォーム引張りアッセンブリー
を含むフォーム成形装置。
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