JP2005507794A

JP2005507794A - 強化スリット付きの屈曲可能なポリマーフォーム

Info

Publication number: JP2005507794A
Application number: JP2003539920A
Authority: JP
Inventors: ジ．ブリュッカー，ミッシェル
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズインコーポレイティド
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2005-03-24
Also published as: RU2004116467A; US20030082343A1; EP1441889A1; CN1582225A; WO2003037599A1; CA2463732A1

Abstract

本発明は、反対側の主要表面を切断することなく、一つの主要表面を切断して横切るスリットを含む屈曲可能なポリマーフォームに関する。スリットの反対側主要表面の一部を含んで、スリットに隣接する反対側主要表面の高密度化された部分は、フォームがスリットに沿って曲がる際のフォームを強化する。本発明は、そのような屈曲可能なフォームを形成するためのポリマーフォームの改質方法も含む。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つの主要表面を切断して横切るとともに、反対側の主要表面を切断することなくそのフォーム中を貫通しているスリットに沿って屈曲可能なポリマーフォームに関するものである。そのスリットに隣接した反対側の表面の高密度化された部分が、そのフォームを強化する。
【背景技術】
【０００２】
可逆的に屈曲可能なフォーム構造が望まれている。例えば、スイミングプールおよび熱い浴槽のための断熱カバーは、取り外しと保管を容易にするために折り曲げられ得るように、複数枚のポリマーフォームシートをしばしば含んでいる。箱の中で形を合わせられるように、または包装物に一致するように、可逆的に曲がるポリマーフォームは、包装用材料としても有用である。
【０００３】
屈曲可能なフォーム構造は、新しいものではない。例えば、米国特許第４，８８５，８２０号明細書は、２枚のポリマーフォームに積層されたポリマーフィルムを使用して２枚のポリマーフォームを互いに結合する手段を開示している。そのフィルムが、そのフォーム間のヒンジとして働く。米国特許第５，８７６，８１３号明細書は、低密度フォームコアーの１以上の表面に積層された高密度フォーム「スキン」（skin）を備えた、低密度フォームコアー含有の積層されたフォーム構造を開示している。その積層構造は、ヒンジの領域を提供するためにそのコアーを通る切り口を含み、そのヒンジ領域でその構造体が曲げられることを可能にしている。
【０００４】
国際公開第０１／５６７７３号パンフレットは、ポリマーの重量につき少なくとも５０％のポリエチレンを含み、密度が高められたスキン表面で強化された独立気泡ポリマーフォームの厚板を開示している。そのフォーム厚板は、屈曲を可能にするために、打ち抜きまたはスリットされ得る。密度が高められたスキンが、フォーム厚板の全体表面に広がっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多数の材料を共に積層することを要さず、フォーム厚板の全表面を高密度化することを要さず、破損なしにヒンジに沿って可逆的に曲がるための十分な強さを備えた屈曲可能なフォームが望まれている。連続気泡であって、ポリマーの重量につき少なくとも５０％のポリエチレンを含むようなフォームが、より望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第1の側面では、本発明は、輪郭のはっきりした多数の気泡を有する変形可能なポリマーを含むポリマーフォームであって、前記フォームが、（a）相対する複数の主要表面、（b）一つの主要表面を横切って切断するとともに、その反対側の主要表面を切断することなく該フォーム内の大半の深さを貫通する少なくとも１本のスリット、および（c）前記スリットと反対側の表面の少なくとも一部を含んで、前記スリットに隣接する該反対側主要表面の高密度化された部分、を有するポリマーフォームである。
【０００７】
第２の側面では、本発明は、（a）フォームの一つの主要表面を横切って切断するとともに、反対側の主要表面を切断することなく前記フォームに貫通しているスリットを導入する工程、および（b）該スリットを導入した後において、反対側の主要表面の高密度化された部分が該スリットに隣接しているように、前記の反対側主要表面の一部を高密度化する工程をいかなる順序でも含む、ポリマーフォームの改質方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のポリマーフォームは、相対する第1の主要表面と第２の主要表面を有している。ここで、主要表面に関する「第1」（first）および「第２」（second）の語句は、単に便宜上のものであり、相互に置換え可能である。該フォームは、一つの主要表面における点と反対側の主要表面における点の間の最短距離に対応する厚さを有している。相対する主要表面は、平行であり得て、その場合には均一な厚さを有することになる。相対する主要表面は、非平行であり得て、その場合には一つの主要表面上の異なる点で変化する厚さを有することになる。
【０００９】
フォームは、シート、ボード（board)、厚板(plank)、管、および棒を含むいかなる物理的な形状をも有しうる。シート、ボード、厚板のフォームの主要表面は、そのフォームの長さと幅によって特定される平面内にある。管状フォームの主要表面は、その構造物の内側表面と外側表面である。棒は、単一の主要表面を有する点で独特である。それ故、棒の「相対する主要表面」（opposing primary surfaces）は、その棒の円周まわりの異なる場所、好ましくは断面の直径の相対する端部での、同一主要表面の異なる部分を言う。
【００１０】
変形可能なポリマーを使用して、本発明のポリマーフォームを製造する。変形可能なポリマーは、それを含むフォームを少なくとも部分的につぶしてそれによって密度を高めることを可能にするのに十分な程に可逆的に軟化され得る。変形可能なポリマーの例として、熱可塑性ポリマーがある。熱可塑性ポリマーフォームを部分的につぶすのに、十分な熱または化学的軟化剤（例えば、溶剤または可塑剤）を適用することによって、熱可塑性ポリマーを軟化する。妥当な熱可塑性ポリマーは、ポリスチレン（PS）のようなアルキレニル芳香族ポリマー、耐衝撃性ポリスチレン（HIPS）のようなゴム変性アルキレン芳香族ポリマー、スチレン／アクリロ二トリルまたはスチレン／ブタジエンのようなアルキレン芳香族コポリマー、水素化ポリスチレンおよび水素化スチレン／ブタジエンコポリマーのような水素化アルキレン芳香族ポリマーおよびコポリマー、ポリエチレン（PE）（低密度ポリエチレン（LDPE）および高密度ポリエチレン（HDPE）を含む）およびポリプロピレン（PP）のようなアルファー−オレフィンホモポリマー、炭素数３−２０のアルファー−オレフィンのような直鎖の低密度ポリエチレン（エチレン／オクテン−１コポリマー）および共重合可能なモノ−エチレン性不飽和単量体とエチレンの他のコポリマー、炭素数４−２０のアルファー−オレフィンのような共重合可能なモノ−エチレン性不飽和単量体とプロピレンのコポリマー、エチレン／スチレンインターポリマー（ESI）のようなエチレンのビニル芳香族単量体とのコポリマー、エチレン／プロピレンコポリマー、エチレン／ヘキサンコポリマーのようなエチレンのアルカンとのコポリマー、熱可塑性ポリウレタン（TPU）、およびそれらのブレンドまたは混合物からなる群からのものを含む。
【００１１】
変形可能なポリマーは、好ましくは、PE、PS、PP、PSとESIのブレンド、ESIとPEのブレンド、ESIとPPのブレンド、PSとPEおよびESIのブレンド、またはポリオレフィンまたはエチレン／アルファー−オレフィンコポリマー、ターポリマーまたはインターポリマーのいずれか1種以上とESIのブレンドである。特に望ましいポリマーは、PPおよびPP含有ブレンドである。
【００１２】
変形可能なポリマーは、また、カップリングしたPPのようなカップリングした熱可塑性ポリマー（例えば米国特許第５，９８６，００９号明細書16欄15行から18欄44行までを参照）、アルファー−オレフィン／ビニル芳香族単量体またはヒンダード脂肪族ビニル単量体インターポリマーのポリオレフィンとのカップリングしたブレンド（例えば米国特許第６，２８４，８４２号明細書参照）および軽く架橋したポリオレフィン、特にPE（例えば米国特許第５，５８９，５１９号明細書参照）を含む。過剰な架橋は、ポリマーをもはや変形可能でなくし得る。熟練者であれば、変形可能なポリマーを得るために、許容できる架橋の程度を容易に決定し得る。
【００１３】
本発明において使用される変形可能なポリマーは、フォームの形のポリマーの重量につき、望ましくは少なくとも５０％、より望ましくは少なくとも７０％のPP（カップリングしたものまたはカップリングしないもの）を含む。PPは、他の多くの熱可塑性ポリマーよりも高い融点を有し、PPフォームをPEのような他の熱可塑性ポリマーのフォームよりも高温（すなわち、より高温での応用）で機能させ得ることから、特に望ましい。それにもかかわらず、PPフォーム表面の一部を溶融して高密度化することは、依然として可能である。PPはまた、融点未満で十分な可撓性も有し、特に脆くはない強靭なフォームを形成する。
【００１４】
一般に、変形可能なポリマーを可塑化し、発泡性組成物を形成するために初期圧力でその中に発泡剤組成物を投入し、次いでその発泡性組成物を初期圧力よりも低い発泡圧力にさらし、そして発泡性組成物をフォームに膨張させることによって、ポリマーフォームを製造する。変形可能なポリマーの可塑化は、通常、ポリマーのガラス転移点または結晶性ポリマーの融点の温度またはそれより高い操作温度にそれを加熱することを含む。その発泡性組成物を発泡圧力にさらす前に、加熱された発泡性組成物をその操作温度より低温に冷却することが、フォーム特性を最適化し得る。例えば、押出機または他の混合機の内部で、または別の熱交換機内で、その発泡性組成物を冷却する。
【００１５】
熟練者であれば、本発明での使用に適したポリマーフォームを製造するために、通常の操作の種々の変形に加えて他の方法もあることが理解される。例えば、米国特許第４，３２３，５２８号明細書は、アキュムレート押出し操作によってポリマーフォームを作製する方法を開示している。
【００１６】
合体したポリマーフォームが、本発明での使用に特に望ましい。合体したポリマーフォームは、合体して押出された区別可能な長手方向の多数のフォーム構成部材を含む。長手方向のフォーム構成部材は、通常、合体したポリマーフォームの長さ（押出し方向）に伸びる。長手方向のフォーム構成部材は、ストランド、シート、またはストランドとシートの組合せである。シートは、合体したポリマーフォームの全幅または全高さに広がるが、ストランドは、全幅および全高さよりも小さい範囲に広がる。幅および高さは、フォームの押出し方向（長手）に垂直な互いに直交する寸法である。ストランドは、円形、楕円形、正方形、長方形、六角形、または星型を含むいかなる断面形状でもあり得る。単一のフォームにおけるストランドが、同一または異なる断面形状を有し得る。長手方向のフォーム構成部材は、中実のフォームであり得るが、中空フォーム管のような中空でもあり得る（例えば、米国特許第４，７５５，４０８号明細書参照）。本発明の一つの好ましい実施態様であるフォームは、多数の合体したフォームストランドを含み、特にそこでは前記フォームストランドの各々が該フォームストランド中のポリマーの重量につき少なくとも５０％のPPを含む。
【００１７】
合体したポリマーフォームの製造には、通常ポリマー樹脂と発泡形成材を含む発泡性組成物を、オリフィスまたはスリットのような多数の孔の輪郭をはっきりさせたダイを通して押出すことが含まれる。その発泡性組成物は、多数の流れを形成しながら、孔を通過して流れる。各流れは、膨張して1本のフォーム構成部材になる。「スキン」（skin）が、各フォーム構成部材の周りに形成する。スキンは、あたりにあるフォーム構成部材の平均密度より高い密度を有するポリマー樹脂またはポリマーフォームのフィルムであり得る。スキンは、各フォーム構成部材の全長さに伸び、それによって一つの合体したポリマーフォーム中で各フォーム構成部材を区別可能な状態が維持される。フォーム流れは、互いに接触し合い、それらのスキンが押出し成形の間に互いに結合し、それによって合体したポリマーフォームが形成される。
【００１８】
フォームを形成するのに長手方向のフォーム構成部材を互いに結合させるために、フォーム構成部材間に接着剤を使用すること、それらが形成された後でその構成部材を配列させて互いに合体させること、さらにはそれらを互いに合体させるために十分な熱、圧力または両方を適用することも含めて、他の方法が利用可能である。部分的に互いに合体した多数のフォームの粒状物を含む粒状フォームを形成するために、同様な方法が適する。粒状フォームも、本発明での使用に適する。
【００１９】
本発明でのフォームは、連続気泡または独立気泡のいずれででもあり得る。独立気泡フォームは、ASTM法のD−６２２６による２０％未満の連続気泡の含有量を有する。連続気泡フォームは、ASTM法D−６２２６による２０％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上の連続気泡の含有量を有する。連続気泡フォームは、独立気泡フォームよりも可撓性であることから、独立気泡フォームより好ましい。
【００２０】
本発明でのフォームは、添加剤を含み得る。妥当な添加剤には、無機充填剤、顔料、抗酸化剤、酸スキャベンジャー、紫外線吸収剤、難燃剤、界面活性剤、加工助剤、押出し助剤、成核剤、静電放散剤、気泡拡張剤、発泡剤透過変性剤、およびアルミニウム、金、銀、酸化チタン、カーボンブラックおよびグラファイトを含む断熱添加剤が含まれる。通常、発泡性組成物を発泡圧力に曝す前に、添加剤を発泡性組成物に加える。熟練者には、フォームで望ましい特性を達成させるために添加剤の妥当な組合せおよび濃度が容易に特定できる。
【００２１】
本発明のフォームは、一つの主要表面を横切って切断し、その反対側の主要表面を切断することなく該フォーム内を大半の深さに貫通する少なくとも１本のスリットを有する。管状および棒状のフォームについては、スリットが主要表面を半径方向にまたは好ましくは長手方向に横切る。棒状のフォームを除いて、スリットがその表面を少なくとも二つの不連続な形で切取る場合には、スリットが表面を切断する。棒状のフォームは、一つの主要表面のみを有する点で独特である。フォーム棒に沿って長手方向に、またはフォーム棒の円周方向に部分的に、スリットが伸びるとともに、その主要表面を貫通して通る場合、スリットがフォーム棒上の主要表面を切断する。「大半の深さ」（major distance）とは、スリットとその反対側の主要表面との間でフォームが破損しまたはちぎれることなく、そのフォームがスリットに沿って曲がるのに十分な距離である。ボード、厚板、シートおよび管の形のフォームでは、大半の深さが望ましくはフォーム厚さの少なくとも７０％である。棒状フォームでは、大半の深さは、望ましくはスリットに沿って切断される主要表面上の１点からそのスリットの反対側の点までの距離の少なくとも７０％である。スリットの「反対側」（opposite）とは、もしスリットがその表面を通って伸びるなら貫通するであろう反対側の主要表面の部分を言う。
【００２２】
スリットは、主要表面を横切るかぎり、変化し得る深さを有しても良い。例えば、スリットがスリットの反対側の面を、交互に貫通したり貫通しなかったりしても良く、それによってそのスリットが反対側表面を横切るので、孔あき路が形成される。スリットの反対側主要表面の少なくとも一部は、無傷のままである。望ましくは、スリットがフォームの一つの主要表面のみを貫通する。フォームは、単一の主要表面を横切る１本以上のスリットを含み得る。付加的に、各主要表面の少なくとも一部が各スリットの反対側で無傷であれば、フォームが反対側の主要表面を切断する少なくとも２本のスリットを有し得る。
【００２３】
スリットは、主要表面を横切る限り、直線状、曲線状、ぎざぎざ状、正弦波状、または他の複雑なパターンを含めて、考えられるいかなる経路に沿っても進み得る。同様に、スリットは、まっすぐで垂直な（その主要表面に垂直）切取り、まっすぐで角度を持った（その主要表面に垂直以外）切取り、および「V」状、「U」状、または「W」状の切取りを含めて、考えられるいかなる輪郭であっても、主要表面を通ってフォーム内を貫通し得る。「V」状、「U」状、および「W」状の切取りは、そのフォームの第１主要表面または第２主要表面のいずれかに向かってフォームが屈曲することを可能にする。例えば、「V」状スリットを有する平坦なボードは、スリットを含むフォーム主要表面、またはスリットを含む面の反対側のフォーム主要表面のいずれかに向かって平面の外側に、そのスリットに沿って屈曲し得る。
【００２４】
熟練者には、フォーム中にスリットを形成するための多くの異なる方法が特定され得る。スリットの形成は、フォームの製造の間になされ得る。例えば、発泡性組成物がフォーム中で膨張した後などに、固定かみそり（または旋回刃）を位置決めし、それが押出し方向に移動する間に、そのかみそり（または旋回刃）がその押出し方向に沿ってフォームにスリットを切り進む。もう一つの選択肢として、押出フォームの表面の幅方向に端から端までかみそりをいそがしく往復させ、それによってフォームの幅方向にスリットを形成する。フォーム製造後のいずれの時点でも、フォームにスリットを形成することが可能である。例えば、かみそりでスリットを形成すること、旋回刃でスリットを形成すること、フライス削りによりスリットを形成すること、またはルーチングによりスリットを形成すること全てが適用可能である。フライス削りおよびルーチングは、複雑なスリットパターンおよび複雑なスリットの輪郭を形成するのに、特に望ましい。その後の切取りまたはフライス削りを必要とすることなくスリットを形成するような方法でのフォームの成形または発泡も、適用可能である。
【００２５】
スリットに沿ってフォームを曲げることは、そのスリットが貫通する主要表面の反対側の主要フォーム表面を圧縮し、フォームに破損を生じさせ得る。そのような破損は、特にフォームが１個以上に砕けるような場合には、望ましくない。スリットが貫通する主要表面の反対側の表面に、テープ、フィルム、フォームシートまたはそれらの組合せを適用することは、フォームを強化し得るが、他の材料（テープ、フィルムまたはフォームシート）の製造、およびその材料のフォームへの適用を必要とする。本発明のフォームは、他の材料を必要とすることなく強化すること含んでおり、すなわちフォームが本質的に強化される。本発明の本質的な強化は、スリットに沿った曲げの際に加えて、曲げることなく引張応力をかける際にも、破損に対してフォームを強化する。
【００２６】
本発明は、スリットと反対側の表面の少なくとも一部を含んで、スリットに隣接する反対側主要表面の高密度化された部分を含むことによって、主要表面にスリットを含むフォームの本質的な強化を具体化するものである。望ましくは、必ずということではないが、スリットの反対側表面上の各点を高密度化する。フォーム表面の「高密度化された」（densified）部分とは、その表面についての平均密度よりも高い密度を有するフォーム表面の部分である。平均表面密度に対してフォームのその部分の密度を比較することによって、フォーム表面の部分が高密度化されているか否かを決定する。フォームからその表面を薄切りにし（そぎ取り）、そのそぎ取られた表面の体積と重量を測定し、重量を体積で割ることによって、フォーム表面についての平均表面密度を決定する。フォーム表面をそぎ取る際に、そのフォームにおいて少なくとも３ｍｍで、５ｍｍ以下に伸びるフォーム部分を切取る。対象のフォーム表面のその部分のみを使用して、同様な方法でフォーム表面の部分の密度を決定する。
【００２７】
ここで、フォーム表面の「部分」（portion）は、全フォーム表面を含むものではない。全フォーム表面より少なく高密度化したフォームが望ましい。本発明のフォームに対照して、国際公開第０１／５６７７３号パンフレットは、フォームの全表面に高密度化されたスキンを有するフォーム厚板を記載している。そのような高密度化スキンは、表面の気泡構造をふさいで、そのフォームの表面を平滑にするために作用するが、その両方が例えば遮音の用途において不利益なものになり得る。そのようなスキンはまた、フォーム全体の密度も高くする役割も果たし、クッション性の包装用途のような最小フォーム密度が重要な用途で不利益なものになり得る。本発明のフォームは、各主要表面の少なくとも一部が高密度化されないままで残り、それがフォームのスリットの強化を可能にするとともに、高密度化されたスキン表面の不利益を最小限に留めることを可能にしている。例えば、フォーム表面の高密度化されない部分は、フォーム表面の高密度化された部分よりも粗い低密度の状態を維持するのに役立つ。付加的に、高密度化前のそれらの表面上の連続気泡構造を有する本発明のフォームは、高密度化の後でも、その表面の少なくとも一部（高密度化されない部分）に連続気泡構造を保持している。
【００２８】
スリットに「隣接」（proximate）とは、スリットの反対側表面の一部であって、スリットのいずれかの側部の反対側表面に沿って望ましい幅に広がる部分を含むものである。フォーム表面の高密度化された部分は、１本以上のスリットを強化するために十分な幅に広がり得るが、フォーム表面全体を覆うものではない。望ましくは、フォーム表面の高密度化された部分は、１本のスリットのみを強化し、スリットの反対側表面の全てを含む。あるフォームでは、一般には、スリットのいずれかの側部におけるその幅が、少なくともフォーム厚さの半分に等しくなるように、フォーム表面の一部を高密度化することで十分である。通常、フォーム表面の高密度化された部分は、１０ｃｍ未満の幅である。熟練者には、過度の実験をせずに、特定の型のフォームで特定のスリットを強化するためのフォーム表面の高密度化される部分の十分な幅を決定し得る。
【００２９】
ポリマーフォーム表面の高密度化された部分は、通常、加熱−高密度化されたフォームを含む。ポリマーフォーム構造を少なくとも部分的につぶすのに十分な程度にポリマーを軟化させるために、その表面を加熱することによって、ポリマーフォーム表面の一部を加熱−高密度化する。通常、ポリマーフォームの表面を、３０℃以内に、好ましくは１０℃以内に、さらに好ましくは少なくともそのポリマーのガラス転移点または融点（結晶性ポリマーについて）に、加熱することで十分である。望ましくは、フォーム表面のその部分の高密度化を補助するために、フォーム表面の加熱された部分に圧力をかける。加熱と同時に、または加熱後であって、高密度化を抑えるために十分にポリマーが冷却する前に、圧力をかける。好ましくは、ポリマーフォーム全体をつぶすことの無いように注意し、または高密度化されない厚さの５０％未満のポリマーフォーム部分もつぶすことの無いように注意する。通常、ポリマーフォームの５ｍｍ未満、好ましくは３ｍｍ以下、そして一般に０．５ｍｍ以上の深さ（フォーム厚さ方向）で、フォームを高密度化する。
【００３０】
熟練者には、ポリマーフォームの一部に溶剤または可塑剤を適用することによる高密度化のような、加熱−高密度化以外の高密度化の方法を特定し得るが、それらの全てが本発明の一部である。
【００３１】
連続式またはバッチ式のプロセスの両方が、フォーム表面の高密度化部分を形成するのに適している。バッチ式のプロセスは、フォームの形成後いつでも実施可能であり、個々のフォーム構造を変更するのに適している。連続式プロセスは、連続的なポリマーフォーム製造ラインに望ましく、その一部をなし得る。例えば、ポリマーフォーム押出しラインは、ある特定の幅を有する熱板のような加熱素子であって、押出されたフォームがその上を移動するような加熱素子を含み得る。フォームのポリマーを少なくとも部分的に融解するために、またはフォームの残りの部分が冷えるような温度を維持するために、加熱素子を加熱し、かつ押出し工程中に押出されたフォームを加熱素子に接触させることによって、加熱素子がフォームに接触する所でフォーム表面の高密度化部分が形成される。熱風も、加熱素子に代えてまたは加熱素子との組合せで、フォーム表面を加熱−高密度化するのに適している。加熱の代わりに溶剤または可塑剤をフォームの一部に適用すること以外は、加熱−高密度化と同様の方法で、フォーム表面の一部を溶剤−高密度化する。フォーム上へのスプレーまたは塗りつけによって、溶剤または可塑剤を適用する。フォーム中にスリットを導入する前に、その間に、または後で、フォーム表面の一部を高密度化する。
【００３２】
加熱−高密度化の際に、フォームがどれだけ軟化するかを制御するために、加熱素子の温度、加熱素子上を移動するフォームの速度、加熱素子の大きさ、またはそれらの組合せを調整し、結果的にフォーム表面の高密度化部分の密度を調整する。意図された使用条件下で、スリットに沿ってフォームを曲げる場合に、それが砕けないように強くするのに十分なだけフォーム表面を高密度化する。意図される使用が代わるかもしれないので、特定密度は変化し得る。必要とされるよりも高い密度に高密度化することもできるが、それはフォームを曲げ難くし、不必要なエネルギーを要するかも知れない。
【００３３】
熟練者は、本発明のフォームにおける他の部分を高密度化したいと思うかもしれない。例えば、スリットを切取るために熱線または加熱された刃を使用することが、同時にスリットにおけるフォームを溶融し、そのことによってスリット内のフォーム表面を高密度化する。スリットでのフォームの溶融は、さらにフォームを強化し得る。
【００３４】
本発明のフォームは、箱型に適合させるために屈曲し得る包装材料としての使用、およびスイミングプールのカバー中の素材としての使用を含む多くの用途を有する。本発明のフォームは、強い嵌め合いが望まれる垂木間のくぼみのようなくぼみへの挿入に、特に良く適している。本発明の曲がるフォームは、未圧縮のフォームよりも小さいくぼみへの設置を容易にする。例えば、2枚の相対する壁で輪郭形成されたくぼみ（例えば、はり間の天井のくぼみ）と、そのくぼみよりも少し幅が広くて、かつ長手方向に伸びたスリットを有するフォームを考えてみる。そのスリットに沿ってフォームを曲げることで、フォームの相対する2つの端部をそのくぼみ内に装着することが可能になる。フォームの両端部をそのくぼみの壁に対して配置して、くぼみからはみ出しているスリット表面に圧力をかけることで、フォーム全体がくぼみ内に収まるまで、くぼみの壁に対してフォームを圧迫する。望ましくは、くぼみ内に装着するために、フォームをある定められた方向に２５％未満圧縮しなければならない。
【００３５】
本発明の管状フォームは、送水管のようなパイプのまわりの断熱材としての特別な用途を有する。例えば、管状フォームは、フォームの円周上の1点でフォームの内側主要表面と外側主要表面の両方を切断する切れ目と、フォームの内側表面のみを切断しかつ、フォーム中で大半の深さを貫通する、長手方向に伸びたスリットを、フォームの円周上のもう一つの点でそのスリットに隣接するフォームの外側表面の高密度化された部分と共に、有し得る。そのような管状フォームは、パイプのまわりに設置するのを容易にするために、「C」型に開いて曲がり得る。
【００３６】
本発明のフォームは、例えば、空間を通しての断熱および音の減衰を強化し得るものであり、理由を問わず、それがくぼみ空間をふさいで充満する。
【実施例】
【００３７】
次の実施例は、本発明の範囲を限定することなく、本発明をさらに説明する。
【００３８】
実施例１および比較例 A
Dow Chemical Companyから入手できる、1ポンド/ｆｔ³（１６ｋg/ｍ³）の密度を有する押出し成形されたポリプロピレン断熱フォームを使用して、比較例Aを準備する。そのフォームは、フォームの押出し（長手）方向に伸びる多数の合体した押出しフォームストランドを含む。長さ２５００ｍｍ、幅６００ｍｍ、厚さ５０ｍｍのフォームのサンプルを使用する。
【００３９】
卓上のこを使用して、フォーム幅の中心でフォームの長手に沿ってスリットを切取る。フォームの長さと幅で、主要表面の輪郭が定まる。スリットは、フォームの第1主要表面を貫通するが、反対側の第2主要表面を貫通しない。そのスリットは、３ｍｍの幅と４０ｍｍの深さを有する。
【００４０】
TARA装置における熱板を使用することによる実施例１の熱−強化を除いて比較例Aと同様にして、実施例１を準備する。熱板は、５０ｍｍの幅と２０ｍｍの長さを有し、１ｍｍ未満でTARA装置以上に伸びる。その熱板を２００℃に加熱する。熱板上にスリットで中心決めされて、第2主要表面を熱板に向けて、熱板上でフォームを移動する。熱板上でのフォームの移動は、１ｍ/分の速度で、熱板の長さ方向に行う。熱板に曝される間に、第2表面の幅５０ｍｍの部分が溶融し、高密度化して、本質的に強化されたフォームを形成する。
【００４１】
その第2表面の高密度化された部分の強化効果は、実施例１についての手動曲げ試験結果および引っ張り特性試験結果を比較例Aに比較して、明らかである。
【００４２】
手動曲げ試験
各フォームをスリットに沿って平面から１２０度曲げることによって、実施例１と比較例Aでの曲げ試験を行う。そのフォームのスリットと第２表面間の１０ｍｍの部分をヒンジとして、スリットを開くようにフォームを曲げる。
【００４３】
比較例Aは、一回の曲げの後にすぐに砕ける。対照的に、実施例１は、５０回の曲げの後に砕けることなく残る。
【００４４】
実施例１と比較例Aの各々から５個の試験サンプルを切取る。各試験サンプルは、押出し（長手）方向に５０ｍｍであり、幅が５０ｍｍである。スリットは、長手方向に伸びて幅５０ｍｍの中心にある。各試験サンプルを、第２表面を含み、スリット向かって５ｍｍ伸びて、厚さ５ｍｍに切取る。各試験サンプルは、そのフォームのスリットと第２表面間のフォーム１０ｃｍの部分の半分を含むフォームの部分を取り込む。
【００４５】
インストロン（Instron）装置で、幅方向に２０ｍｍ/分の速度で試験サンプルを引っ張ることによって、引っ張り特性を測定する。試験結果が表１に示される。
【００４６】
【表１】

【００４７】
実施例１は、一つの表面を通るスリットと、反対側の表面でかつそのスリットの付近の加熱−高密度化された表面部分を含む本質的に強化された熱可塑性ポリマーフォームを説明する。その加熱−高密度化された表面部分がフォームを強化する。その本質的な強化は、実施例１の手動曲げ試験結果および引っ張り特性試験結果を、強化のための高密度化された部分を含まない第２表面をもつ同様なフォーム（比較例A）と比較することによって、明らかである。実施例１は、手動曲げ試験において、破壊することなく比較例Aよりも多い多数回にわたって曲げ可能であり、また引っ張り特性試験において、比較例Aよりも高い最大応力、比較例Aよりも低い最大歪を有し、加えて比較例Aよりも高いヤング率および靭性の値を有する。

Claims

輪郭のはっきりした多数の気泡を有する変形可能なポリマーを含むポリマーフォームであって、前記フォームが、
（a）相対する複数の主要表面、
（b）一つの主要表面を横切って切断するとともに、その反対側の主要表面を切断することなく該フォーム内の大半の深さを貫通する少なくとも１本のスリット、および
（c）前記スリットと反対側の表面の少なくとも一部を含んで、前記スリットに隣接する該反対側主要表面の高密度化された部分、
を有する、ポリマーフォーム。
前記フォームが連続気泡フォームである、請求項１に記載のフォーム。
前記の変形可能なポリマーが、変形可能なポリマーの重量を基準に少なくとも５０％のポリプロピレンを含む、請求項１に記載のフォーム。
前記ポリマーフォームが、多数の合体したフォームストランドである、請求項１に記載のフォーム。
前記フォームが連続気泡フォームであり、前記の変形可能なポリマーが変形可能なポリマーの重量を基準に少なくとも５０％のポリプロピレンを含む、請求項４に記載のフォーム。
前記フォームが、ボード、厚板またはシートである、請求項１に記載のフォーム。
各スリットと反対側の各主要表面の少なくとも一部が無傷であれば、相対する複数の主要表面を切断する少なくとも２本のスリットを含む、請求項１に記載のポリマーフォーム。
前記ポリマーフォームが管状フォーム構造であり、前記第１および第２の主要表面が内側表面および外側表面から選択される、請求項１に記載のフォーム。
（a）フォームの一つの主要表面を横切って切断するとともに、反対側の主要表面を切断することなく前記フォームに貫通しているスリットを導入する工程、および
（b）該スリットを導入した後において、反対側の主要表面の高密度化された部分が該スリットに隣接しているように、前記の反対側主要表面の一部を高密度化する工程、
をいかなる順序でも含む、ポリマーフォームの改質方法。
前記ポリマーフォームが連続気泡にされたものである、請求項９に記載の方法。
工程（b）が、熱を適用することによって前記の反対側主要表面の一部を軟化する工程を含む、請求項９に記載の方法。
工程（b）が、熱で高密度化される一つまたは複数の面において該フォームに接触する加熱素子上で該フォームを移動させる工程を含む、請求項９に記載の方法。
前記フォームが合体したフォームである、請求項９に記載の方法。
前記フォームが、輪郭のはっきりした気泡を有する変形可能なポリマーを含み、そこでは、前記変形可能なポリマーが、変形可能なポリマーの重量につき少なくとも５０％のポリプロピレンからなるものである、請求項９に記載の方法。