JP2010538124A - 押出ポリスチレン発泡体の改良された形成方法及びそれから製造された製品 - Google Patents
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Abstract
Description
本件特許出願は、2007年8月27日出願の米国仮特許出願第60/966,285号の利益を請求する。
(a)スチレン系ポリマーを発泡剤と押出して、スチレン系ポリマー発泡体厚板であって、押出の方向及び厚板の幅によって規定される平面内にある頂部表面及び底部表面を有する厚板を形成し、
(b)(i)(a)頂部表面、(b)底部表面、(c)頂部表面及び底部表面の両方から発泡体の層を除去するか又は
(ii)頂部表面と底部表面との間の発泡体厚板を切断して、頂部表面及び底部表面に対面する2個のプレス表面を創作する
ことによって、プレス表面を創作し、
(c)造形スチレン系ポリマー発泡体が形成されるように、プレス表面を有する発泡体厚板をプレスする
ことを含んでなる発泡体スチレン系ポリマーの形成方法である。
(a)発泡体の表面に於いて、発泡体内の連続気泡の濃度よりも高い、発泡体の表面の連続気泡濃度を有するスチレン系発泡体を用意し、
(b)より高い濃度の連続気泡を有する表面を、成形用具と接触させ、そして
(c)複雑な発泡体造形物が形成されるように、発泡体をプレスする
ことを含んでなるスチレン系ポリマー発泡体造形物の形成方法である。
それぞれの発泡体ブランクの厚さを通る密度プロファイルを、Quintek Measurement Systems,Inc.、テネシー州Knoxvilleからの、QMS密度プロファイラー、モデルQDP−01Xを使用して試験した。高電圧kVコントロールを90%に設定し、高電圧電流コントロールを23%に設定し、検出器電圧は約8vであった。データポイントを、発泡体の厚さの全体に亘って0.06mm毎に集めた。X線通路の平面内の発泡体サンプルの近似厚さは2インチであった。質量吸収係数を、試験する発泡体部分の測定した直線密度(linear density)に基づいて、それぞれのサンプルについて個々に計算した。スキン密度、ρskinは、最大値として報告し、他方、コア密度、ρcoreは、約5mmの範囲内で平均した。次いで、パーセントの単位での密度勾配を、下記の式:
クロスヘッド速度=歪み速度×厚さ×60
(式中、発泡体試験片の厚さは、インチの単位で測定する)
に従ってプログラムした。それぞれの発泡体試験片の圧縮強度は、ASTM D1621に従って計算し、一方、全圧縮強度、CSTは、下記:
CST=CSV+CSE+CSH
(式中、CSV、CSE及びCSHは、それぞれ、鉛直、押出及び水平方向での圧縮強度に対応する)
のようにして計算する。従って、それぞれの方向での圧縮バランス、Rは、下記:
RV=CSV/CST
RE=CSE/CST
RH=CSH/CST
に示されるようにして計算することができる。
実施例1〜5及び比較例1それぞれの発泡体試験片を、下記の一般的な手順を使用して、図2に示される1.77インチ厚さのプロトタイプのシーダー−シェイク(cedar-shake)アルミニウム流延用具の表面に対して形成した。発泡体の関連特性、シーダー−シェイク用具の表面温度及び結果を、表1に於いて、それぞれについて示す。この用具の表面は、加熱の際に発泡体が表面に粘着することを排除するために、ミシガン州PlymouthのSun Coatingsによって、予めテフロン(登録商標)被覆されていた。
それぞれの実施例6〜9及び比較例2〜5の発泡体試験片を、下記の一般的な手順を使用して、図7に示される1.01インチ厚さの波形アルミニウム流延用具の表面に対して形成した。発泡体の関連特性、波形用具の表面温度及び結果を、表2に於いて、それぞれについて示す。この用具の表面は、発泡体が加熱された用具の表面に粘着することを排除するために、ミシガン州PlymouthのSun Coatingsによって、予めテフロン(登録商標)被覆されていた。
Claims (43)
- (a)スチレン系ポリマーを発泡剤と押出して、スチレン系ポリマー発泡体の厚板であって、押出の方向及び厚板の幅によって規定される平面内にある頂部表面及び底部表面を有する厚板を形成し、
(b)(i)(A)頂部表面、(B)底部表面若しくは(C)頂部表面及び底部表面の両方から発泡体の層を除去するか又は
(ii)頂部表面と底部表面との間の発泡体厚板を切断して、頂部表面及び底部表面に対面する2個のプレス表面を創作する
ことによって、プレス表面を創作し、
(c)発泡体厚板のプレス表面をダイフェースと接触させ、そして
(d)造形スチレン系ポリマー発泡体が形成されるように、発泡体厚板をプレスする
ことを含んでなる発泡体スチレン系ポリマーの形成方法。 - 発泡体の少なくとも約1mmを、頂部表面又は底部表面から除去する請求項1に記載の方法。
- 前記プレス表面を発泡体厚板を切断することによって創作する請求項1に記載の方法。
- 前記発泡体を切断した後、発泡体の層を、プレス表面に対面する頂部表面又は底部表面から除去して、第二プレス表面を形成する請求項3に記載の方法。
- プレスの間に、少なくとも1mmの高さに於けるステップ変化がプレス表面に形成され、このステップ変化が約45°〜90°のステップ変化角度を有する請求項4に記載の方法。
- 前記ステップ変化角度が少なくとも約60°である請求項5に記載の方法。
- 前記ステップ変化角度が少なくとも約75°である請求項6に記載の方法。
- 前記ステップ変化角度が90°である請求項7に記載の方法。
- 前記プレス表面が形成された後のスチレン系発泡体厚板が、少なくとも約5%の、プレス表面から前記発泡体厚板の中心への密度勾配を有する請求項1に記載の方法。
- 前記密度勾配が少なくとも10%である請求項9に記載の方法。
- 前記プレス表面の密度が前記厚板の中心の密度よりも大きい請求項9に記載の方法。
- 前記プレス表面の密度が前記厚板の中心の密度よりも小さい請求項9に記載の方法。
- 前記発泡体厚板が2個のプレス表面を有し、プレス表面のそれぞれでの密度が前記厚板の中心の密度よりも大きい請求項9に記載の方法。
- 前記発泡体厚板が2個のプレス表面を有し、プレス表面のそれぞれでの密度が前記厚板の中心の密度よりも小さい請求項9に記載の方法。
- 前記スチレン系ポリマー発泡体厚板がCE/CT、CV/CT及びCH/CT(式中、CE、CV及びCHは、この気泡ポリマーの25〜50mm厚さのサンプルを、0.08秒-1の歪み速度で25%歪みまで圧縮することによって測定したときの、それぞれ、3個の直交する方向、E、V及びHのそれぞれに於ける前記厚板の圧縮強度を表し、CTはCE、CV及びCHの合計を表す)によって表される異方性挙動を示し、CE/CT、CV/CT及びCH/CTの少なくとも一つが0.40〜0.70である請求項1に記載の方法。
- 前記発泡体厚板のプレスがCE/CT、CV/CT及びCH/CTが0.40〜0.70の方向内にある請求項15に記載の方法。
- 前記発泡体厚板のプレスがCE/CT、CV/CT及びCH/CTが少なくとも0.50の方向内にある請求項16に記載の方法。
- 前記プレスをダイ切断を使用して実施する請求項1に記載の方法。
- 前記スチレン系ポリマー発泡体がポリスチレンである請求項1に記載の方法。
- 前記スチレン系ポリマー発泡体がスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−クロロスチレン又はこれらの組合せであるスチレン系モノマーのポリマーである請求項4に記載の方法。
- 前記スチレン系ポリマーがスチレン系モノマーと、アクリロニトリル、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、アクリル酸メチル、メタクリロニトリル、マレイミド、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸無水物及びこれらの組合せからなる群から選択されたコモノマーとのコポリマーである請求項1に記載の方法。
- 前記コモノマーがアクリロニトリルである請求項21に記載の方法。
- 前記アクリロニトリルがスチレン系ポリマーの約1重量%〜約35重量%の量で存在する請求項22に記載の方法。
- 前記アクリロニトリルが少なくとも約15%の量で存在する請求項23に記載の方法。
- 前記アクリロニトリルが少なくとも約20%の量で存在する請求項24に記載の方法。
- 前記発泡体厚板の押出が揮発性脂肪族炭化水素、二酸化炭素、水又はこれらの組合せである発泡剤を使用する請求項1に記載の方法。
- 前記発泡剤がエタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ブチレン、イソブテン、ペンタン、ネオペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、二酸化炭素、水又はこれらの組合せである請求項26に記載の方法。
- 前記発泡剤が二酸化炭素、水又はこれらの組合せである請求項27に記載の方法。
- 少なくとも1種の発泡剤が、スチレン系ポリマーを通過する空気の拡散速度よりも大きい、前記スチレン系ポリマー発泡体厚板を通過する拡散速度を有する請求項1に記載の方法。
- 前記全ての発泡剤が、スチレン系ポリマーを通過する空気の拡散速度よりも大きい、前記スチレン系ポリマーを通過する拡散速度を有する、請求項29に記載の方法。
- 前記発泡剤が二酸化炭素、水又はこれらの組合せである請求項1に記載の方法。
- 気泡の少なくとも一部が独立気泡であるスチレン系発泡体厚板を形成する押出の後、該独立気泡の平均気体圧力が1気圧よりも低いように、前記厚板を少なくとも1日間熟成させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記独立気泡の平均気体圧力が最大約0.95気圧である請求項32に記載の方法。
- 前記独立気泡の平均気体圧力が最大0.9気圧である請求項32に記載の方法。
- 前記独立気泡の平均気体圧力が最大0.8気圧である請求項34に記載の方法。
- (a)発泡体の表面に於いて、発泡体内の連続気泡の濃度よりも高い、発泡体の表面の連続気泡濃度を有するスチレン系発泡体を用意し、
(b)より高い濃度の連続気泡を有する表面を、成形用具と接触させ、そして
(c)複雑な発泡体造形物が形成されるように、発泡体をプレスする
ことを含んでなるスチレン系ポリマー発泡体造形物の形成方法。 - 前記スチレン系発泡体が押出スチレン系ポリマー発泡体である請求項36に記載の方法。
- プレスする前に、ダイフェースを加熱する請求項36に記載の方法。
- 前記ダイフェースを約50℃〜約200℃の温度に加熱する請求項38に記載の方法。
- 工程(a)の発泡体を、スチレン系発泡体を押出し、そして表面から発泡体の層を除去するか又は発泡体を切断することによって用意する請求項36に記載の方法。
- 前記発泡体を、加熱されたダイフェースに対して、1〜約45秒間保持する請求項39に記載の方法。
- 前記請求項のいずれか1つの方法によって製造された造形発泡体物品。
- 前記造形発泡体物品が、自動車エネルギー吸収発泡体、自動車サンバイザー、自動車ヘッドレスト、自動車バンパー、自動車ドアパネル、自転車ヘルメット発泡体詰物、フラワー及びクラフト発泡体物品、屋内仕切りパネル、コンクリート床断熱材、断熱板、屋内装飾コーニス、屋外装飾コーニス、クッション包装物品又は屋外ビルディング正面パネルである請求項42に記載の造形発泡体物品。
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