JP2620968B2 - 発泡体構造のその製法 - Google Patents

発泡体構造のその製法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔背景技術〕 本発明は、発泡した生成物に関する。さらに特に、本
発明は、ユニークな発泡体生成物に関し、それは少くと
も或る態様において、低い静的負荷及び低い密度で予想
外の良好な衝撃吸収性を有する。そして特に、本発明
は、複数の合体した区別可能な膨張したストランド又は
プロフイールよりなる発泡体に関する。
複数の合体した区別可能な膨張したストランドの発泡
した重合体（ストランド発泡体）よりなる発泡した物体
は、既に米国特許第3,573,152号明細書に開示されてい
る。発泡体は、発泡可能な熱可塑性材料をマルチオリフ
イスのダイプレートを通して押し出し、それによりスト
ランドの個々の発泡可能なエレメントが、ダイオリフイ
スから出たとき形成され、膨張されそして合体されるこ
とにより製造される。例示されるストランドは円形の断
面を有するが、マルチオリフイスのダイ（オリフイス
は、スロツト、四角、孔又は特別な形である）を用いる
ストランドの製造にも言及している。マルチストランド
生成物を提供する利点は、（ａ）押出しの方向に対して
横方向の面における優れた強度；（ｂ）形を整える必要
なしの予定された形への押出し；（ｃ）区別が可能な合
体した海綿状ストランドを有する低密度生成物及び
（ｄ）押出しダイのデザインの変化による形の変化の容
易さにあると特定される。例示した構造には隣接するス
トランド間に形成される小さな空所が存在するが、スト
ランドの密な包装から得られるものからの前記の空所の
容積を最大にする又は大きくすることの利点は認識され
ていない。その上、前述の米国特許第3,573,152号明細
書は、ポリエチレン樹脂がそこに示されている教示に従
つてストランド発泡体の製造にうまく用いられうること
を開示しているが、本発明者による入念な努力にかかわ
らず、ポリエチレンストランド発泡体をこのような文献
の教示に従つて製造することに成功しなかつた。
成形された独立気泡の発泡体は、用いる用途の必要性
に応じそして連続的方法により複雑な形で製造される。
成形された独立気泡の発泡体が広く用いられる一つの
領域は、クツシヨン性をもたらすための包装の分野であ
る。輸送されることを目的とするこわれやすい物体は、
保護が望まれている物体の外的な形を受け入れるように
適合された成形され且独立気泡の発泡クツシヨンに包ま
れそして支持される。他の領域は、シートクツシヨンの
それである。低密度の発泡体の軟い表面の層及び高密度
の発泡体の衝撃吸収性の内層を有する均質な成形された
独立気泡の発泡体が、このような適用に望ましい。
現在知られているポリエチレン発泡体のクツシヨン材
料は、特別なクツシヨン性能をもたらすように適合され
た性質を有する。例えば、より高い密度の発泡体が、標
準の24インチ（61cm）落下試験で１平方インチ当り約0.
5〜1.5ポンド（3.5〜10.5kPa）の静的負荷で約40〜50G
（重力定数）（400〜500m/s2）の最高減速力を達成する
のに好適に用いられる。１平方インチ当り約0.1〜約0.5
ポンド（0.5〜3.5kPa）の低下した静的負荷において、
１立方フイート当り約1.2〜約1.8ポンド（1.9〜2.9kg/m
3）のオーダーのより低い密度の発泡体が用いられる。
しかしながら、好適なクツシヨン性即ち約50G（500m/
s2）より低い最高減速力は、より厚い量のクツシヨン用
発泡体を用いる以外は、得ることができない。より大き
な厚さのクツシヨン用発泡体は、過剰の包装のサイズ及
びそれにともなう高い輸送コストを生ずる。
低下した静的負荷で改善したクツシヨン性をもたらす
ように適合された独立気泡のクツシヨン用発泡体を提供
することが望まれている。
このような改善した独立気泡のクツシヨン用発泡体を
提供するために、本発明者らは米国特許第3,573,152号
明細書に開示された技術によりストランド発泡体又は合
体した発泡体の製造を研究した。特に、ポリエチレン樹
脂及び標準のクロロフルオロカーボン発泡剤及びその中
に多数の密に置かれた孔を有する好適なダイを用いると
き、生ずるストランドは、用いられる任意の加工条件下
で合体又は互に接着するように製造できなかつた。特
に、樹脂の発泡温度が生ずるストランドに対して粘着な
表面を提供する試みのため上昇したとき、発泡体のつぶ
れを経験した。同様に、ストランドをダイの面から出し
た後再加熱したとき、発泡体のつぶれを再び経験した。
多数のオリフイスを含むダイから出て次に発泡すると
きに合体した発泡体構造を形成する発泡可能な樹脂処方
物の能力が、このような発泡に必要な温度で隣合う発泡
体の表面間の十分な接着の存在に依存することが初めて
見い出された。特に、或る樹脂は、所望の合体した構造
を形成するのに発泡に要求される温度で、溶融物に十分
な表面の粘着性を有しない。
種々の理由により多い量の核形成固体も又発泡体特に
大きな断面の発泡体ボードに混入される。核生成添加物
は例えば帯電防止又は電導性発泡体を生成するのに添加
されるカーボンブラツク又は電導性フアイバー；発泡体
の耐火性を改善するのに加えられる防火剤；加工コスト
の低下又は発泡体の物理的性質の変化のために加えられ
る不活性固体又はフアイバー；或る発泡体の性質を変え
るために加えられる追加の重合体；発泡体の色又は外観
を変えるために加えられる顔料；又は任意の他の核生成
固体添加物、半固体添加物又はこのような核生成添加物
の組合わせである。
しかし多くの場合、添加できる核生成添加物の量は、
所望の量の核生成添加物が加えられるとき生ずる発泡体
中の望ましくない小さい気泡の大きさのために、非常に
制限される。この過度の核生成は、小さな断面、発泡体
ボードの折れ重ね、過剰の直流気泡、貧弱な表面の外観
及び発泡体のつぶれを生ずる。所望の量の核生成添加物
を有する大きな断面の発泡体を生成するのは、ときには
不可能である。５％又はそれ以上の量のカーボンブラツ
クそして10％の量の非アンチモン防火剤は、これらの問
題の例である。
このような添加物の多い改善された独立気泡の発泡体
を提供するために、本発明者らは米国特許第4,431,575
号明細書に開示された技術による添加物の多いカーボン
ブラツクストランド発泡体の製造を研究してきた。この
特許はポリオレフイン樹脂組成物について多い配合量の
カーボンブラツクを報告しているが、５％より多いカー
ボンブラツク配合の単一のスロツトダイによる安定なポ
リエチレン発泡体ボードは得ることができなかつた。
熱可塑性樹脂よりなる成形したストランド発泡体を提
供することが望まれた。
アルケニル芳香族樹脂特にポリスチレン樹脂又はポリ
オレフイン樹脂特にポリエチレン樹脂よりなる成形した
ストランド発泡体を提供することが望まれた。
熱可塑性樹脂よりなる成形したストランド発泡体を連
続的に製造する方法を提供することが望まれた。
アルケニル芳香族樹脂特にポリスチレン樹脂又はポリ
オレフイン樹脂特にポリエチレン樹脂よりなる成形した
ストランド発泡体を連続的に製造する方法を提供するこ
とが望まれた。
成形したストランド発泡体の連続的製造用の装置を提
供することが望まれる。
均質な密度の変化しうる独立気泡の成形したストラン
ド発泡体構造を提供することも望まれた。
ポリオレフイン樹脂特にポリエチレン樹脂よりなるス
トランド発泡体を製造する方法を提供することが望まれ
た。
さらに低い静的負荷で改善されたクツシヨン性を有す
る物体を保護するのに好適なポリエチレン樹脂ストラン
ド発泡体を提供することが望まれた。
アルケニル芳香族熱可塑性合成樹脂特にポリスチレン
樹脂又はポリオレフイン樹脂特にポリエチレン樹脂より
なる添加物の多いいわゆる高充填の独立気泡のストラン
ド発泡体を製造する方法を提供することが望まれた。
さらに帯電防止又は電導性の目的に適した非常に独立
気泡のポリスチレン樹脂又はポリエチレン樹脂ストラン
ド発泡体を提供することが望まれた。
〔図面の簡単な説明〕
第１図において、本発明の発泡体構造を含む数種の独
立気泡のポルオレフイン発泡体のクツシヨン性が描かれ
ている。このような発泡体の製造及びテストの詳しい記
述は、実施例１に含まれている。
第２図において、ハネカム構造を有する合体した発泡
体を製造するのに適した狭いスリツトよりなるダイ面板
が描かれている。
第３図において、合体した発泡体を製造するのに適し
た小さな円形のオリフイスよりなるダイ面板が描かれて
いる。
第４図において、Ｌ形の構造を有する合体した発泡体
を製造するのに適した、或るオリフイスは閉じた、小さ
な円形のオリフイスよりなるダイ面板が描かれている。
第５図において、ｔ形の構造を有する合体した発泡体
を製造するのに適した、或るオリフイスは閉じた、小さ
な円形のオリフイスよりなるダイ面板が描かれている。
第６図において、内部の空所を有する合体した発泡体
を製造するのに適した、或るオリフイスは閉じた、小さ
な円形のオリフイスよりなるダイ面板が描かれている。
第７図において、変化しうる密度を有する合体した発
泡体を製造するのに適した、或るオリフイスは閉じた、
小さな円形のオリフイスよりなるダイ面板が描かれてい
る。
第８〜10図は、種々のオリフイス樹脂及び樹脂の混合
物のヒートシール強度及びそれらに対する適当な発泡温
度を示すグラフである。
〔発明の開示〕
本発明の第一の面によれば、熱可塑性組成物のフイル
ムの発泡可能な温度で少くとも3.0ニユートン／インチ
（2.5cm）巾のヒートシール強度を有する、重合した形
の、少くとも１種の非芳香族オレフインよりなる発泡し
た熱可塑性組成物の複数の合体し（coalesced）且つ押
出したストランド又はプロフイールよりなる独立気泡の
発泡体構造が提供され、そして発泡体構造は約0.1〜約
5.0lbs/ft3（0.2〜8kg/m3）の全密度（grossdensity）
を有しそしてストランド又はプロフイールは発泡体の縦
軸に実質的に平行に配置されている。
本発明の第二の面によれば、 （ａ） エチレン又はプロピレンのホモポリマー、エチ
レン又はプロピレンの共重合体及び１種或いはそれ以上
のＣ４〜８アルフアーオレフイン及びその混合物よりな
る群から選ばれるオレフイン重合体；並に （ｂ） エチレン及び少くとも１種のコモノマーのイン
ターポリマー（該インターポリマーは（ａ）の融点より
低い融点を有する） よりなる融和性（即ち相溶性）の混合物の複数の合体し
且つ押出したストランド又はプロフイールよりなる独立
気泡の発泡体構造が提供され、発泡体構造は約0.5〜約
5.0lb/ft3（0.8〜8kg/m3）の密度を有ししかもストラン
ド又はプロフイールは発泡体の縦軸に実質的に平行に配
置されている。
本発明の第三の面によれば、 隣接するストランド又はプロフイールが相互に配向及
び／又は成形され、そしてそれらの末端で結合して、構
造の断面において、多角形又は閉曲線の空所を有するネ
ツトワークを形成することを特徴とする、発泡体の縦軸
に対して実質的に平行な配置で配置された熱可塑性材料
の複数の合体し且つ押出した発泡した非円形のストラン
ド又はプロフイールよりなる独立気泡の発泡体構造が提
供される。
本発明の第四の面によれば、 （ａ） 複数の開口を有するダイを提供することにより
ダイを製造し； （ｂ） 或る開口を一時的に閉じて、残りの開口が所望
の成形された独立気泡の発泡体構造を形成し； （ｃ） 発泡しうる混合物を製造できる装置にダイを取
り付け； （ｄ） 熱可塑性樹脂及び揮発性発泡剤から装置中で発
泡しうる混合物を製造し； （ｅ） 発泡しうる混合物をダイを通して押し出して、
発泡しうる混合物が所望の成形された独立気泡の発泡体
構造にダイで発泡する ことよりなる複数の合体した押出したストランド又はプ
ロフイールよりなる成形した独立気泡の発泡体構造を連
続的に製造する方法が提供される。
本発明は又複数の合体し且つ押出したストランド又は
プロフイールよりなる所望の成形した独立気泡の発泡体
構造を提供するように、一時的に閉鎖されうる複数の開
口を有するダイを提供する。
又本発明によれば、複数の合体したストランド又はプ
ロフイールよりなる均質の変化しうる密度の独立気泡の
発泡体構造が提供される。
本発明の第五の面によれば、 （１）（ａ）エチレン又はプロピレンのホモポリマー、
エチレン又はプロピレンと１種又はそれ以上のＣ４〜８
アルフアーオレフインとの共重合体及びそれらの混合物
よりなる群から選ばれるオレフイン重合体；及び （ｂ） エチレンと少くとも１種のコモノマーとのイン
ターポリマー（該インターポリマーはオレフイン重合体
（ａ）の融点より低い融点を有する） のオレフイン樹脂ブレンド；及び （２） アルケニル芳香族合成樹脂状材料よりなる群か
ら選ばれる熱可塑性樹脂（ａ）並に 熱可塑性樹脂の全重量に基いて約0.5〜約50％の範囲
の核生成添加物（ｂ） よりなる混合物の複数の合体し且つ押出したストランド
又はプロフイールよりなる配合量の多い独立気泡の発泡
体構造が提供され、さらに発泡体構造は約0.5〜約5.0lb
s/ft3（0.8〜8kg/m3）の密度を有しそしてストランド又
はプロフイールは発泡体の縦軸に実質的に平行に配置さ
れている。
〔発明の詳細な説明〕
本発明の成形されたストランド発泡体は、熱可塑性樹
脂及び揮発性発泡剤から製造される。本発明の或る面に
おいて、該樹脂は、面に応じて、一般に非芳香族オレフ
インであるか又は特定のオレフイン重合体／インターポ
リマー混合物である。他のより広い面において、樹脂は
アルケニル芳香族重合体又は共重合体特にスチレンの重
合体及び共重合体又はオレフイン重合体或いは共重合体
特にポリエチレンである。
本発明のストランド発泡体は、多数のオリフイスを含
むダイを利用する溶融熱可塑性組成物の押出し発泡によ
り製造される。溶融押出し物の隣接する流れの間の接触
が発泡工程中に生じ、そして接触する表面が一つの構造
を生じさせるのに十分な接着で互に接着するように、オ
リフイスは配置されている。望ましくは、合体したポリ
オレフイン発泡体の個々のストランド又はプロフイール
は、一つの構造に接着したままであつて、クツシヨン装
置として発泡体を製造し、成形しそして使用するときに
出会うストレスの下の層間剥離を防がねばならない。
本発明で用いられる好適な熱可塑性組成物を同定する
技術として、そのフイルムのヒートシール強度の前述の
測定が用いられる。本明細書で用いられる「ヒートシー
ル強度」は、テストされる温度で1.0秒間40lb/in2（275
kPa）の圧力を適用し次に１分間フイルム／フイルム積
層物を冷却することにより互に接着させられた２枚のフ
イルムの表面間に生じた接着として規定される。このよ
うなヒートシール化は、センチネル（Sentinel、商標
名）ホツト・タツク（Hot Tack）マシン、モデル12ASL
により行うことができる。結合強度（ヒートシール強
度）は、180゜の引張りテストによりシール面積の少く
とも50％の引裂きを生じさせるのに必要なニユートン／
インチ（2.5cm）巾の力である。テストは、ダウ（Dow）
ヒートシールテストFS−222及びASTM F−88の変法を構
成する。テストされるべき種々の材料のフイルムは、18
0℃に加熱された10″×２″（25×5cm）のプレスに入れ
たポリエチレンテレフタレートシートの間に適切な樹脂
のペレツトを置くことにより製造される。１分間の予熱
後、ペレツトを5,000lbs/in2（35MPa）の圧力下３分間
圧縮し、冷却しそして１″×10″の片に切断する。0.00
4〜0.006インチ（0.10〜0.15mm）フイルムの厚さが生ず
る。
熱可塑性組成物のヒートシール強度はその温度に依存
しそして一般に温度が上昇するにつれ増大する。しか
し、好適な発泡体は狭い温度範囲のみで製造される。こ
の温度範囲は、それぞれの発泡可能な組成物について独
特に規定されそして数種のフアクター、最も重要には関
係のある温度範囲における発泡可能な熱可塑性組成物の
溶融強度に依存する。これは次に数種のフアクター例え
ば用いられる特定の熱可塑性樹脂、用いられる発泡剤の
量及びタイプ、充填剤、核生成剤及び追加の添加物の量
及びタイプ、橋かけ結合剤の存在又は不存在などに影響
される。従つて、本発明で利用される発泡体の個々のス
トランドの密度（ストランド密度又はローカル密度とす
る）に依存して、用いねばならない押出し温度は、一般
に僅か約２℃の温度範囲に厳しく制限される。本発明の
要件を満足するために、樹脂はこのような温度で少くと
も前述のヒートシール強度を有しなければならない。
図面において、第８〜10図は上述の要件を説明してい
る。種々の代表的な熱可塑性樹脂又はブレンドについ
て、実際のヒートシール強度がもたらされている。又説
明されているのはこのような樹脂に関する大体の発泡温
度である。もし隣接するストランド間の適切な表面の接
着が発泡体を生成するのに必要な条件下で生ずるときに
限つて、樹脂が本発明に従つて好適に用いられる。この
ような条件は、第８〜10図に示されているような論議さ
れている温度で同じ熱可塑性組成物のフイルムシール強
度測定を参考にして正確に予言しうることが分る。
重合した形の非芳香族オレフインよりなる好適な熱可
塑性樹脂として、エチレン及び共重合可能な極性単量体
特にカルボキシル含有コノモマーの共重合体を利用しう
る。例は、エチレンとアクリル酸又はメタクリル酸及び
そのＣ１〜４アルキルエステル又はイオノマー誘導体と
の共重合体；エチレンビニルアセテート共重合体；エチ
レン／一酸化炭素共重合体；ジエン及び共重合可能な共
重合体の無水物含有オレフイン共重合体；エチレン及び
超低分子量を有するアルフアーオレフイン（即ち密度0.
92以下）の共重合体；前述の樹脂のすべてのブレンド；
ポリエチレン（高密度、中密度又は低密度）とそれらの
とのブレンドなどである。特に好ましい熱可塑性組成物
は、共重合したアクリル酸を約10重量％以下有するエチ
レンとアクリル酸とのランダム、均質共重合体（EAA共
重合体）；前述のイオノマー誘導体、エチレン及び酢酸
ビニルの共重合体；超低密度ポリエチレン；そして前述
の相互のブレンド及び前述と低密度ポリエチレンとのブ
レンドである。
本発明の第二の面において、ポリエチレンストランド
発泡体は、オレフイン樹脂の均質なブレンドから製造さ
れる。樹脂のブレンドの成分（ａ）は、エチレンの任意
のホモポリマー例えば低密度ポリエチレン；高密度ポリ
エチレン；中密度ポリエチレン；又は超高分子量ポリエ
チレン、エチレン並に１種又はそれ以上のＣ４〜８アル
フアーオレフイン例えば直鎖低密度ポリエチレン又はこ
れらの混合物である。好ましくは、成分（ａ）は約0.90
〜0.95g/cm3の密度及び約0.1〜10の溶融流速を有する低
密度ポリエチレンよりなる。最も好ましくは成分（ａ）
の融点は約100〜約130℃である。
樹脂ブレンド中の成分（ａ）の好ましい量は、約60〜
約90重量％である。
成分（ｂ）はエチレンと少くとも１種の追加のコモノ
マーとのインターポリマーである。好適なコモノマーの
例は、約12個以内の炭素を有する周知のカルボキシル含
有エチレン性不飽和コモノマー特にエチレン性不飽和カ
ルボン酸及びエチレン性不飽和カルボン酸エステル、エ
チレン性不飽和ジカルボン酸無水物などを含む。追加の
好適なコモノマーは、一酸化炭素、共役ジエン例えばブ
タジエンなどを含む。好ましいコモノマーは、カルボキ
シル含有エチレン性不飽和コモノマーである。非常に好
ましいコモノマーは、エチレン性不飽和Ｃ３〜８カルボ
ン酸例えばアクリル酸、メタクリル酸など及びそのＣ
１〜５アルキルエステル；ビニルエステル例えば酢酸ビ
ニル；そしてエチレン性不飽和ジカルボン酸無水物例え
ば無水マレイン酸を含む。
エチレンと少くとも１種のカルボキシル含有コモノマ
ーとの重合体は、周知の技術による付加重合により又は
反応性カルボキシル含有コモノマーの予め形成されたエ
チレンの重合体によるグラフト反応により製造される。
追加のエラストマー性成分例えばポリイソブチレン、ポ
リブタジエン、エチレン／プロピレン共重合体及びエチ
レン／プロピレン／ジエンインターポリマーは、所望な
らばブレンドに含まれるが好ましくはない。その上、追
加の成分例えば橋かけ結合剤（エチレン性重合体の潜在
的な橋かけ結合をもたらすようにデザインされた）例え
ばシラン官能性橋かけ結合剤又は共有結合或いはイオン
性橋かけ結合剤も所望ならば含まれる。しかし大きな断
面のエチレン性重合体発泡体ボードに関する本発明の核
生成剤の面において、発泡体が橋かけ結合されないこと
が好ましい。
好ましい樹脂組成物において、成分（ｂ）は約85〜約
98％のエチレンを含むエチレン及びアクリル酸又はエチ
レン及び酢酸ビニルの共重合体よりなる。最も好ましく
は成分（ｂ）はエチレン及びアクリル酸の均質なランダ
ム共重合体である。エチレン及びアクリル酸のランダム
な均質共重合体は、ダウ・ケミカル・カンパニーから市
販されている商標名EAAとして得られる。エチレン・酢
酸ビニル共重合体は、イー・アイ・デユポン・ドヌモア
ーズ・アンド・カンパニーから商標名エルバツクス（El
vax）として得られる。エチレンの無水物変性共重合体
は、ノルケム・インコーポレテツド（Norchem Inc.）か
ら商標名プレキサール（Plexar）として入手できる。イ
オノマー性共重合体はイー・アイ・デユポン・ドヌマー
ス・アンド・カンパニーから商標名サーリン（Surlyn）
として入手できる。
他の好ましい樹脂組成物として、成分（ｂ）はカチオ
ン例えばNH4+,Na+,Zn++及びMg++により部分的に又は完
全に中和されたペンダントカルボン酸基を有するエチレ
ン共重合体であるイオノマーよりなる。このようなイオ
ノマーは、イー・アイ・デユポン・ドヌマース・アンド
・カンパニーから商標名サーリンとして入手しうる。
用語「融和性」とは、成分（ａ）及び（ｂ）が混合さ
れたとき単一のTg又は明確なTgの何れかを示し、それら
の間の差が未ブレンド成分の別々に測定されたTgの間の
差より小さいことを意味する。
本発明のストランド発泡体を製造するための溶融押出
しのために好適な樹脂を提供するために成分（ａ）及び
成分（ｂ）をブレンドすることは、当業者にとり周知の
技術により達成される。好適には、ミキサー、押出し機
又は他の好適なブレンド装置が用いられて均質な溶融物
を得る。押出し機又は任意の他の好適な装置が次に用い
られて、追加の剤例えばハロゲン化炭化水素、炭化水
素、二酸化炭素、水などとともに周知の発泡剤例えばク
ロロフルオロカーボン、例えば1,2−ジクロロ−テトラ
フルオロエタン、1,2−ジフルオロテトラクロロエタ
ン、クロロトリフルオロメタン及びこれらの混合物を混
入する。追加の剤例えば核生成剤、押出し助剤、抗酸化
剤、着色料、顔料なども又ブレンド中に含まれうる。
樹脂が本発明の第一の面のヒートシール強度の要件に
適合するならば、前述の樹脂（ａ）又は樹脂（ｂ）は、
（ａ）及び（ｂ）の特定の混合物における代りに単独で
用いられる。
一方アルケニル芳香族熱可塑性合成樹脂が選択されて
ストランド発泡体を生成する。用語「アルケニル芳香族
熱可塑性合成樹脂」は、１種又はそれ以上の重合可能な
アルケニル芳香族化合物の固体重合体を意味する。重合
体又は共重合体は、化学的に結合した形で、一般式 （式中Arはベンゼン系の芳香族炭化水素基又は芳香族ハ
ロ炭化水素基を表しそしてＲは水素又はメチル基であ
る） を有する少くとも１種のアルケニル芳香族化合物少くと
も50重量％よりなる。このようなアルケニル芳香族樹脂
の例は、スチレン、アルフアーメチルスチレン、ｏ−メ
チルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレ
ン、アル−エチルスチレン、アル−ビニルキシレン、ア
ル−クロロスチレン、アル−ブロモスチレンの固体ホモ
ポリマー;2種又はそれ以上のこのようなアルケニル芳香
族化合物と少量の他の容易に重合可能なオレフイン性化
合物例えばメチルメタクリレート、アクリロニトリル、
無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、
ゴム補強（天然又は合成の何れか）スチレン重合体など
との固体共重合体である。
揮発性発泡剤はアルケニル芳香族熱可塑性樹脂発泡体
について従来周知のものである。
追加の剤例えば核生成剤、押出し助剤、抗酸化剤、着
色剤、顔料などは又アルケニル芳香族熱可塑性樹脂又は
オレフイン樹脂ブレンドに含まれうる。しかし核生成添
加物として働き発泡の問題を生じさせるものは、本発明
の発泡体中に樹脂の重量に基いて約0.5〜約50重量％の
量で加えられる。これらの好ましい配合量の多い閉じた
セルの合体した発泡体構造は、大きな断面を有するもの
である。
大きな断面の発泡体及びボード発泡体は、少くとも12
平方インチ（80cm2）好ましくは少くとも18平方インチ
（120cm2）の断面積そして少くとも1/4インチ（6mm）好
ましくは1/2インチ（13mm）の最低断面を有する発泡体
構造を規定している条件である。
溶融した押出し物は次に好適に望ましい空間の配置に
ある多数の小さな孔又は別に望ましくは振動に相当する
じぐざぐ状の形例えばサイン波、ハネカム、方形の鋸歯
又は三角形の鋸歯の波形のきちんと並んだスリツトより
なるダイ板を強制的に通される。最も望ましくは押出し
物の列の間の接触を確実にするように隣接するスリット
の列の最上部と最下部が互いに接近して並ぶように交互
のスリットが配される。第２図に示される本発明の好ま
しい態様において、ダイ面板１は狭いスリツト２の数個
の列を含み、２は60゜の角度で結合ししかも隣接するス
リツトに関して並べられた同じ長さのセグメントよりな
り、別々に押出されしかも合体したプロフイールのハネ
カム形の発泡体構造を提供する。隣接するプロフイール
が相互に接触するかなりの表面積を有する互に隣接する
セクシヨンを含む、製造されたこのような発泡体は、改
善された強度を有する構造を提供するために特に望まし
い。
一方、ダイ面板における孔の使用において、種々の幾
何学的な形特に非円形の形例えば×，十字又は星の形が
用いられうる。孔又はスリツトは、当業者に周知のよう
に電磁気放電又はレザー切断技術の使用によりダイ面板
に生じうる。ダイ面板における孔又はスリツトの間隔及
び配置は、ストランド発泡体の最終のクツシヨン性を変
化させそして断面において任意の種類の多角形又は閉曲
線の形を有する空所を含む構造の繰返しの合体した発泡
体構造を提供するために、調節されうる。ダイオリフイ
スの空間配置における唯一の制限は、ダイ面板からの押
出し後の隣接するストランド又はプロフイールの接触及
び合体が達成されなければならないことである。
第３図に示される本発明の好ましい態様において、ダ
イ面板１は小さな円形の孔２の数個の列を含み、その列
は、各列の孔が互に直接重なるか又は第３図に示される
ように相殺するように並べられる。孔は大きさが変化し
うるが、好ましくは孔は同じ大きさであり好ましくはそ
の大きさは直径約0.1インチ（2.5mm）又はそれ以下であ
る。好ましくは孔の大きさは直径約0.05インチ（1.3m
m）以下である。
直径約0.1インチ（2.5mm）以下の孔の大きさを有する
本発明は、大きな圧力低下を生じさせ、それは、たとえ
もしダイの面がダイに入る発泡可能な材料の流れの直径
より大きくても、各孔を通る流れを非常に均一に分布す
るように働く。これは特定のダイのデザインにおける流
れの分布について補償をする必要を除き、流れの分布の
効果について考慮することなく複雑な形を作ることがで
きる。
単一の形のみを製造するのに有用な特に作られたダイ
とは反対に、多数の小さな孔を有する単一のダイを提供
することにより、種々の複雑な形が、所望の形の孔以外
のすべての孔をシール又はブロツクすることにより同一
のダイから製造できる。
孔のシール又はブロツクは、任意の方法例えば孔のブ
ロツカーの遠方からの作動により行われうるが、好まし
い方法は除去できる材料例えばエポキシによる孔のシー
ル、又はテンプレートが有効にブロツクされることが望
まれている孔をシールするように発泡可能な材料の流れ
を先ず受けるダイの面にテンプレートを置くことであ
る。
シール材料又はテンプレートは、容易に除去できて、
他の形が、ダイを変えるのに必要な時間が最も短く、異
るテンプレート又はシール材料の形態を有する同じダイ
から早く製造できる。
第4,5及び６図は、或るシールされた又はブロツクさ
れた孔３を有する第３図の小さな円形の孔２を有するダ
イ面板１を示している。これらのダイは、次に示された
形を連続的に製造できる。
単一のダイからマルチプルな形を製造することも本発
明により可能である。
１立方フイート当り約0.2〜約５ポンド（0.3〜8kg/
m3）に変化する全密度（即ちストランド又はプロフイー
ルの間の間隙の容量を含む閉じたセルの発泡体の密度又
はバルク密度）を有する発泡体が、前述の技術により得
られうる。好ましい発泡体は、約0.5〜約3.0lb/ft3（0.
8〜4.8kg/m3）特に約1.0〜約2.8lb/ft3（1.6〜4.5kg/
m3）そして最も好ましくは約1.2〜約2.0lb/ft3（1.9〜
3.2kg/m3）の密度を有するものである。発泡体の個々の
ストランドは、好ましくは約0.5〜約6lb/ft3（0.8〜9.6
kg/m3）そして最も好ましくは約1.0〜3.0lb/ft3（1.6〜
4.8kg/m3）のローカル又はストランド密度を有する。
本発明の発泡体中の開放したチヤンネル又は空所は、
押出されたストランドに平行な方向に配置される。この
ような開放したチヤンネルの存在は、本発明の発泡体の
ユニークなクツシヨン性に役立ち、そしてそれらの形、
大きささらに発生の頻度は、ダイ面板の孔又はスリツト
の大きさ、位置及び形の調節により変化しうる。一つの
態様において、発泡体構造の内部又はその一部に生じた
空所は、得られる構造における目的とするクツシヨン性
をもたらすために、発泡体構造の表面に近いか又は残り
の部分にある空所よりも大きく、異つて成形されるか又
は数多く或いは数少く生ずる。好ましくは個々のストラ
ンドは、最大の断面積を有しそしてプロフイールは約0.
5〜約10.0mm最も好ましくは1.0〜5.0mmの最大の厚さを
有する。
合体したストランドは、現在のポリオレフイン発泡体
押出し技術を利用して可能なのよりも大きな断面積を有
するボード又は他の物体を形成しうる。例えば同等の押
出し速度を利用して、本発明による発泡体構造は、単一
のオリフイス開口を利用して製造される押出された発泡
体物品の最大の断面積より８倍以下大きい断面を有する
ものが製造される。
望ましくは、本発明による発泡体は、特に低い静的負
荷で物体の改善されたクツシヨン性を達成せしめる。例
えば好ましくは本発明によれば、本発明の独立気泡のス
トランド発泡体の２インチ（5cm）の厚さのサンプル
が、24インチ（61cm）落下高さでテストされたとき、動
的なクツシヨン性を有して、地表面で約0.18〜約0.5lb/
in2（1.2〜3.4kPa）の静的負荷（SL）を生ずる物体が約
65G（640m/s2）以下のピーク減速を示し、好ましくは約
0.15〜約0.4lb/in2（1.0〜2.8kPa）の負荷が約55G（540
m/s2）以下のピーク減速を示す。このようなクツシヨン
性を測定するのに、用いた技術はASTM D−1596である。
本発明を記述したが、下記の実施例は説明として含ま
れそして制限するものとして考えられてはならない。10
0部当りの部の測定は、樹脂の重量に基く。
実施例１ 80重量％のポリエチレン（PE−620、ザ・ダウ・ケミ
カル・カンパニーから市販）並に20重量％のエチレン及
びアクリル酸の均質なランダム共重合体〔約6.5％のア
クリル酸（EAA−459、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー
より市販）を含む〕そして100部当り22部の1,2−ジクロ
ロテトラフルオロエタン発泡剤のブレンドを、５列に配
列された89個の等間隔の円形の孔を有するダイに接続さ
れた1.5インチ（3.8cm）の押出し機を通して押出す。孔
は直径が約0.040インチ（1.0mm）でありそして中心間が
約0.125インチ（3.2mm）離れていた。押出すと、個々の
ストランドは互に接着して均一に合体した独立気泡の構
造を形成した。発泡体の不安定性の事実は観察されなか
つた。得られた発泡体は約2.4lb/ft3（3.8kg/m3）の全
密度を有しそして押出し方向に平行な列で走る約10容量
％の開放チヤンネルを有した。独立気泡のストランドの
直径は約0.125インチ（3.2mm）であつた。
実施例２ 実施例１の条件を実質的に繰返したが、ただし樹脂の
ブレンドは約40重量％のエチレン及びアクリル酸の均質
なランダム共重合体〔6.5％のアクリル酸（EAA−459、
ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから市販）を含む〕及
び100部当り30部の1,2−ジクロロテトラフルオロエタン
発泡剤よりなつた。樹脂のブレンドの残りは、低密度ポ
リエチレン（PE−620、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニ
ーから市販）よりなつた。樹脂のブレンドは、約800個
の孔を有するダイ面板を通して押出された。各孔の直径
は約0.04インチ（1.0mm）であつた。孔及び列は、中心
間が約0.125インチ（3.2mm）で等間隔であつた。得られ
た発泡体は、押出し方向に走るチヤンネル中に約15％の
開放容量を有しそして1.8lb/ft3（2.9kg/m3）の発泡体
密度を有した。
実施例３ ダイ面板が28個の個々のＸ形の切り目を有し、各Ｘの
高さ及び巾は約0.10インチ（2.5mm）であり、切り目の
巾は約0.015インチ（0.4mm）であつた。Ｘ形の切り目
は、５列であつて約0.0625インチ（1.6mm）離れてい
た。実施例１のそれと実質的に同一の樹脂ブレンドを次
にダイ面板を通して押出し、その速度は膨張したとき得
られるＸ形の発泡体ストランドがＸ形の断面の先端のみ
で互に接触する速度であつた。得られた発泡体は、厚板
の押出し方向に開放チヤンネルを約35容量％含んだ。発
泡体の全密度は2.6lb/ft3（4.1kg/m3）であつた。
実施例４ 直径0.040インチ（1.0mm）並に長さ0.1インチ（2.5m
m）の孔を2600個有するダイ面板に、孔間の間隔を0.12
インチ（3.0mm）とした1.70インチ（43.2mm）×21.0イ
ンチ（533.4mm）の方形のパターンを配置した。80重量
％のポリエチレン（PE−620、ザ・ダウ・ケミカル・カ
ンパニーから市販）並に20重量％のエチレン及びアクリ
ル酸の共重合体（約9.0％のアクリル酸を含む）（EAA−
459、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーより市販）、100
部当り28部の1,2−ジクロロテトラフルオロエタン発泡
剤及び100部当り0.5部のタルクのブレンドを押出し、混
合し、110℃に冷却しそしてダイ面板に強制的に通し
た。巾26インチ（660mm）厚さ3.37インチ（60mm）の厚
板を含む種々の形のものが製造された。厚板は優れたス
トランド接着を有しそして厚板の厚さの変化は全厚さの
２％以下である。巾に関する60回の測定の標準偏差は僅
か＋／−0.8％である。この精密な厚さの測定は、それ
が押出し後の形成法の助けなしに達成されるので、重要
である。最も複雑な形のストランド発泡体も、又押出し
後の形成法の助けなしに製造されるだろう。
実施例５ 80重量％のポリエチレン（PE−620、ザ・ダウ・ケミ
カル・カンパニーより市販）並に20重量％のサーリン−
8660（イー・アイ・デユポン・ドヌマース・アンド・カ
ンパニーより入手）、100部当り26部の1,2−ジクロロテ
トロフルオロエタン及びジクロロジフルオロメタン発泡
剤の混合物及び100部当り0.8部のタルクのブレンドを押
出し、混合し、冷却しそして実施例４のダイ面板に強制
的に通した。ダイの900個の孔を塞いで下記の特性を有
する均質な密度の変化する閉じたセルのストランド発泡
体の厚板を得た。構造の表面から厚さ方向に約16％で密
度は約2.02lb/ft3（3.23kg/m3）であり；構造の表面か
ら約33％で密度は約2.18lb/ft3（3.40kg/m3）であり；
構造の表面から約50％で密度は約2.54lb/ft3（4.06kg/m
3）であり；構造の表面から約67％で密度は約2.79lb/ft
3（4.46kg/m3）であり；そして構造の表面から約77％で
密度は約2.45lb/ft3（3.92kg/m3）である。これは密度
の変化する独立気泡のストランド発泡体構造が容易にし
かも早く製造されることを示す。
第７図は、均質な密度の変化する閉じたセルのストラ
ンド発泡体構造のダイの形を示し、ダイ面板１は、開口
２さらに３個の集りの第一のレベルのブロツクされた開
口３、２個の集りの第二のレベルのブロツクされた開口
４、第三のレベルの単一のブロツクされた開口５そして
ブロツクされていない開口を有する最後のレベルを有す
る、 実施例６ 80重量％のポリエチレン（PE−4005、ザ・ダウ・ケミ
カル・カンパニーから市販）並に20重量％のサーリン−
8660（イー・アイ・デユポン・ドヌマース・アンド・カ
ンパニーから入手）並に100部当り23部の1,2−ジクロロ
テトラフルオロエタン発泡剤のブレンドを1.5インチ（3
8.1mm）を押出し機を通して押出し、押出し機は５列に
配置された89個の等間隔の円形の形の孔を有するダイに
接続されている。孔は直径が約0.040インチ（1.0mm）で
あり中心間の間隔が約0.125インチ（3.2mm）であつた。
5,7.5,8.5及び10重量％のレベルのカーボンブラツク
〔ケツチエンブラツク（Ketjenblack）、アクゾ・ヘミ
ー（AKZO Chemie）N.V.の製品〕を加える。得られる発
泡体は安定であつてカーボンブラツクを含まないストラ
ンド発泡体と同じの表面の外観及び大きさを有する。発
泡体の密度は約3.0〜約3.5lb/ft3（4.8〜5.6kg/m3）に
及びそして約105〜約109オーム/cmの範囲の体積抵抗率
を有する。
テスト法 種々の従来のポリオレフイン樹脂発泡体及び実施例２
のストランド発泡体をクツシヨン性についてテストし
た。独立気泡の発泡体の厚さ２インチ（5cm）のサンプ
ルを、24インチ（61cm）落下高さのピーク減速について
テストした。実施例２により製造された本発明の発泡体
の他に、３種の追加の従来の独立気泡の発泡体（a,b,
c）をテストした。（ａ）はエチレンアクリル酸及びエ
チレン酢酸ビニルのブレンド〔25重量％のEAA−1430
（ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーより市販）並に75％
のエルバツクス470（イー・アイ・デユポン・ドヌマー
ス・アンド・カンパニーより市販）〕よりなる1.4lb/ft
3（2.2kg/m3）の密度の発泡体であつた。（ｂ）及び
（ｃ）は、それぞれ1.8及び2.4lb/ft3（2.9及び3.8kg/m
3）の密度の従来の独立気泡のポリエチレン発泡体であ
つた。クツシヨン性はASTM D−1596により測定した。結
果は第１図に示される。図において、実施例２は実施例
２の発泡体について得られた結果であり、そして
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ発泡体（ａ），
（ｂ）及び（ｃ）について得られた結果を示す。コンピ
ユーターによる実験上の補正をそれぞれの発泡体につい
て行う。補正は、Ｇで測定したピーク減速が種々の曲線
に関する静的負荷（SL）の関数として規定されている式
である。
第１図並にテストの結果から、減少した静的負荷にお
けるユニークなクツシヨン能力が本発明による発泡体に
得られることが分る。特に約0.1〜約0.5lb/in2（0.7〜
3.5kPa）の静的負荷で、本発明のストランド発泡体は約
65〜約45G（640〜440m/s2）又はそれ以下のピーク減速
を生ずる。さらに特に、約0.15〜約0.4lb/in2（1.0〜2.
8kPa）の静的負荷で、本発明の組成物は約55G（540m/
s2）以下のピーク減速をもたらし、それは同じ厚さの従
来の発泡体のクツシヨン材料を用いることでは達成でき
なかつた。
種々の曲線に関するコンピユーター補正は次の通りで
ある。
実施例２ Ｇ＝20.7＋31.1（SL）＋4.3/SL ａ Ｇ＝32.5＋38.2（SL）＋2.5/SL ｂ Ｇ＝3.2＋37.2（SL）＋10.9/SL ｃ Ｇ＝7.2＋30.1（SL）＋17.7/SL 従つて本発明による発泡体は、式Ｇ＝2.07＋31.1（S
L）＋4.3/SLにより求められる値に等しいか又はそれよ
り小さい約0.15〜約0.4lb/in2（1.0〜2.8kPa）の静的負
荷の範囲のＧで測定されたピーク減速をもたらしうる。
クツシヨン性は或る発泡体の用途に必要であるが、他
の用途が核生成添加物の多い添加量のみを要し、一方な
お他のものは両方を要する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １５５３３８ (32)優先日 1988年２月11日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 ヤオ，ピーター エイ アメリカ合衆国オハイオ州 43147 ピ ツクリントン フアーフアツクス ドラ イブ 10224 (56)参考文献 特開 昭60−199628（ＪＰ，Ａ) 米国特許3573152（ＵＳ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性組成物のフィルムの発泡可能な温
    度で少くとも3.0ニュートン／インチ（2.5cm）巾のヒー
    トシール強度を有する、重合した形の、少くとも１種の
    非芳香族オレフィンよりなる発泡した熱可塑性組成物の
    複数の合体し且つ押出したストランド又はプロフィール
    よりなる独立気泡の発泡体構造であって、発泡体構造が
    約0.1〜約5.0lb/ft3（0.2〜8kg/m3）の全密度を有しさ
    らにストランド又はプロフィールが発泡体の縦軸に実質
    的に平行に配置されている発泡体構造。
  2. 【請求項２】5cm（２インチ）の厚さのサンプルが動的
    クッション性を有して、地表面において61cm（24イン
    チ）の高さから落下する1.0〜2.8kPa（0.15〜0.4lb/i
    n2）の静的負荷を誘導する物体が540m/s2（55G）より低
    いピーク減速を経験する請求項１記載の発泡体構造。
  3. 【請求項３】熱可塑性組成物がポリエチレン樹脂の混合
    物からなる請求項１記載の発泡体構造。
  4. 【請求項４】（ａ）エチレン又はプロピレンのホモポリ
    マー、エチレン又はプロピレンと１種又はそれ以上のC
    4-8アルファ−オレフィンとの共重合体およびそれらの
    混合物から選ばれるオレフィン重合体；そして （ｂ）オレフィン重合体（ａ）の融点よりも低い融点を
    有する、エチレン及び少くとも１種のコモノマーのイン
    ターポリマー よりなる融和可能な混合物の複数の合体し且つ押出した
    ストランド又はプロフィールよりなる独立気泡の発泡体
    構造であって、さらに発泡体構造が0.8〜8kg/m3（0.5〜
    5.0lb/ft3）の密度を有ししかもストランド又はプロフ
    ィールが発泡体の縦軸について実質的に平行な配置に配
    置されている発泡体構造。
  5. 【請求項５】発泡可能な溶融した熱可塑性組成物を、そ
    れを通って押出される隣接するストランド又はプロフィ
    ールが接触且つ合体するように配置された複数のオリフ
    ィス又はスリットの列を有するダイ板を通して押出し
    て、前記のストランド又はプロフィールが発泡体の縦軸
    に対して実質的に平行に配置されている発泡体構造を形
    成することよりなる請求項１記載の発泡体構造を製造す
    る方法。
  6. 【請求項６】（ａ）ダイに複数の開口を設け； （ｂ）一時的に開口の或るものをブロックすることによ
    り残りの開口が望む形の独立気泡の発泡体構造を形成す
    るようにし； （ｃ）熱可塑性樹脂及び揮発性発泡剤から発泡可能な混
    合物を製造し； （ｄ）発泡可能な混合物をダイに押し通して発泡可能な
    混合物をダイで発泡して望む形の独立気泡の発泡体構造
    とする ことよりなる複数の合体し且つ押出したストランド又は
    プロフィールよりなる成形した独立気泡の発泡体構造を
    連続的に製造する方法。
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