JP6420344B2 - 硬質熱可塑性発泡体の高密度化方法及び該高密度化された硬質熱可塑性発泡体を組み込む複合構造 - Google Patents
硬質熱可塑性発泡体の高密度化方法及び該高密度化された硬質熱可塑性発泡体を組み込む複合構造 Download PDFInfo
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Description
a)熱及び圧力を、少なくとも25mmの当初厚さを有する出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の少なくとも1つの表面に適用して、該表面を、スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度まで局所的に加熱し、該表面に隣接するセルを崩壊させて、そのような表面上に高密度化された被膜を形成し、少なくとも5mmの厚さ及び80kg/m3以下の体積密度を有する高密度化されていない芯と、少なくとも0.6kg/m2の面密度及び少なくとも200kg/m3の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面と、を有する多層モノリシック発泡体を製作することと、
b)多層モノリシック発泡体の1つまたは複数の高密度化された表面上の圧力を維持すると同時に、多層モノリシック発泡体の加熱及び高密度化された表面を、スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度から50℃以下に冷却することと、を含み、維持された圧力は、少なくとも0.5kPaであるが、高密度化されていない芯を永久的に変形させるには不十分である。
は、高密度化された層の面密度であり、n、ΔH、及びρIは、前に定義された通りである。
39kg/m3の体積密度を有するポリスチレン発泡体は、55mmの厚さ、240mmの幅、及び260mmの長さを有するシートに切り分けられる。テフロンシートが160℃で加熱された金属板上に配置され、ポリスチレン発泡体シートがテフロンプレート上に配置される。50〜300kPaの圧力が、ポリスチレン発泡体シートの頂部に適用される。ポリスチレンシートの底部表面は軟化し、セルは崩壊して、高密度化された層を形成する。シートは、ポリスチレン発泡体試料の厚さが40mmまで減少するまでその圧力で維持される。次いで、試料は除去され、高密度化された層の温度がほぼ室温まで低下するまで、すぐに約8kPaの圧力下で、約5分間、18℃の温度の金属板上に配置される。
39kg/m3の体積密度を有するポリスチレン発泡体が、80mmの厚さ、200mmの幅、及び260mmの長さを有するシートに切り分けられる。テフロンシートが160℃で加熱された金属板上に配置され、ポリスチレン発泡体シートがテフロンプレート上に配置される。50〜300kPaの圧力が、ポリスチレン発泡体シートの頂部に適用される。ポリスチレンシートの底部表面は軟化し、セルは崩壊して、高密度化された層を形成する。シートは、ポリスチレン発泡体試料の厚さが60mmまで減少するまでその圧力で保持される。次いで、試料は除去され、高密度化された層の温度がほぼ室温まで低下するまで、すぐに約8kPaの圧力下で、約5分間、18℃の温度の金属板上に配置される。次いで、高密度化及び冷却プロセスが、発泡体の厚さが40mmまで減少するまで、発泡体の反対側で繰り返される。得られた部分的に高密度化された発泡体(実施例3)は、約36mm厚の高密度化されていない芯と、芯の各側に約2mm厚の高密度化された層とを有する。高密度化された層の体積密度は、約400kg/m3である。
39kg/m3の体積密度を有するポリスチレン発泡体が、70mmの厚さ、200mmの幅、及び260mmの長さを有するシートに切り分けられる。テフロンシートが160℃で加熱された金属板上に配置され、ポリスチレン発泡体シートがテフロンプレート上に配置される。50〜300kPaの圧力が、ポリスチレン発泡体シートの頂部に適用される。ポリスチレンシートの底部表面は軟化し、セルは崩壊して、高密度化された層を形成する。シートは、ポリスチレン発泡体試料の厚さが55mmまで減少するまでその圧力で保持される。次いで、試料は除去され、高密度化された層の温度がほぼ室温まで低下するまで、すぐに約8kPaの圧力下で、約5分間、18℃の温度の金属板上に配置される。次いで、高密度化及び冷却プロセスが、発泡体の厚さが40mmまで減少するまで、発泡体の反対側で繰り返される。得られた部分的に高密度化された発泡体(実施例4)は、約36〜37mm厚の高密度化されていない芯と、芯の各側に約1.5〜2mm厚の高密度化された層とを有する。高密度化された層の体積密度は、約400kg/m3である。
本発明に関連する発明の実施態様の一部を以下に示す。
[態様1]
スチレン系ポリマー発泡体の表面を高密度化するための方法であって、
a)熱及び圧力を、少なくとも25mmの当初厚さを有する出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の少なくとも1つの表面に適用して、前記表面を、前記スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度まで局所的に加熱し、前記表面に隣接するセルを崩壊させて、そのような表面上に高密度化された被膜を形成し、少なくとも5mmの厚さ及び80kg/m 3 以下の体積密度を有する高密度化されていない芯と、少なくとも0.6kg/m 2 の面密度及び少なくとも200kg/m 3 の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面と、を有する多層モノリシック発泡体を製作することと、
b)前記多層モノリシック発泡体の前記1つまたは複数の高密度化された表面上の圧力を維持すると同時に、前記多層モノリシック発泡体の前記加熱及び高密度化された表面(複数可)を、前記スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度から50℃以下に冷却することと、を含み、前記維持された圧力は、少なくとも1.5kPaであるが、前記高密度化されていない芯を永久的に変形させるには不十分である、前記方法。
[態様2]
ステップa)及びb)の前記圧力は、前記出発ポリマー発泡体の圧縮強度未満である、上記態様1に記載の方法。
[態様3]
ステップa)において、少なくとも400kg/m 3 の体積密度を有する高密度化された表面が製作される、上記態様1または2に記載の方法。
[態様4]
ステップa)において、少なくとも0.8kg/m 2 の面密度を有する高密度化された表面が製作される、上記態様1、2、または3に記載の方法。
[態様5]
前記ポリマー発泡体の2つの対向する側が高密度化される、上記態様1〜4のいずれかに記載の方法。
[態様6]
前記発泡体の前記2つの対向する側は、前記発泡体の片側にステップa)及びb)を実施し、次いで、前記発泡体の反対側にステップa)及びb)を実施することによって、順次に高密度化される、上記態様5に記載の方法。
[態様7]
前記発泡体の前記2つの対向する側は、前記発泡体の前記対向する側のそれぞれにステップa)及びb)を同時に実施することによって、同時に高密度化される、上記態様5に記載の方法。
[態様8]
少なくとも5mmの厚さ及び80kg/m 3 以下の体積密度を有する高密度化されていない芯と、少なくとも0.6kg/m 2 の面密度及び少なくとも200kg/m 3 の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面と、を有するモノリシック多層スチレン系ポリマー発泡体。
[態様9]
前記高密度化されていない芯は、50kg/m 3 以下の体積密度を有する、上記態様8に記載の発泡体。
[態様10]
前記高密度化された表面は、少なくとも400kg/m 3 の体積密度及び少なくとも0.8kg/m 2 の面密度を有する、上記態様8または9に記載の発泡体。
[態様11]
2つの対向する側のそれぞれの上に高密度化された表面を有する、上記態様8〜10のいずれかに記載の発泡体。
[態様12]
多層積層体であって、前記積層体は、発泡体芯と、前記発泡体芯の少なくとも1つの表面に結合されたガラス強化プラスチックシートとを含み、前記発泡体芯は、少なくとも5mmの厚さ及び80kg/m 3 以下の体積密度を有する高密度化されていない芯と、少なくとも0.6kg/m 3 の面密度及び少なくとも200kg/m 3 の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面と、を有するモノリシック多層スチレン系ポリマー発泡体であり、前記ガラス強化プラスチックシートは、前記ポリマー発泡体の高密度化された表面に結合される、前記多層積層体。
[態様13]
前記高密度化されていない芯は、50kg/m 3 以下の体積密度を有する、上記態様12に記載の多層積層体。
[態様14]
前記高密度化された表面は、少なくとも400kg/m 3 の体積密度及び少なくとも0.8kg/m 2 の面密度を有する、上記態様12または13に記載の多層積層体。
[態様15]
前記発泡体芯は、2つの対向する高密度化された表面を有し、ガラス強化プラスチックシートは、前記発泡体芯の前記高密度化された表面のそれぞれに結合される、上記態様12〜14のいずれかに記載の多層積層体。
[態様16]
前記発泡体芯の前記高密度化されていない部分の前記厚さは、少なくとも少なくとも40mm厚である、上記態様15に記載の多層積層体。
[態様17]
前記高密度化された層のそれぞれの前記面密度は、0.7〜0.95kg/m 3 であり、前記高密度化された層のそれぞれの前記厚さは、1〜3mmであり、前記繊維強化プラスチック層はそれぞれ、0.5〜12mmの厚さを有する、上記態様12〜16のいずれかに記載の多層積層体。
Claims (15)
- スチレン系ポリマー発泡体の表面を高密度化するための方法であって、
a)熱及び圧力を、40〜100mmの当初厚さ及び圧縮率3〜10%の弾性限界を有する出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の少なくとも1つの表面に適用して、前記少なくとも1つの表面を、少なくとも50kPaで300kPa以下であるが前記出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の降伏圧縮強度を超えない圧力を適用しながら、前記スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度まで局所的に加熱し、前記少なくとも1つの表面に隣接するセルを崩壊させて、前記少なくとも1つの表面に少なくとも1つの高密度化された表面層を形成し、少なくとも5mmの厚さ及び80kg/m3以下の体積密度を有する高密度化されていない芯と、少なくとも0.6kg/m2の面密度及び少なくとも200kg/m3の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面層とを有する多層モノリシック発泡体を製作するステップと、
b)前記多層モノリシック発泡体の前記少なくとも1つの高密度化された表面層に対する圧力を維持すると同時に、前記多層モノリシック発泡体の加熱され高密度化された前記少なくとも1つの表面を、前記スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度から50℃以下に冷却するステップと、を含み、前記維持される圧力は、少なくとも1.5kPaであるが、前記高密度化されていない芯を永久的に変形させるには不十分であり、ステップb)の終了後の前記多層モノリシック発泡体の全厚、前記高密度化されていない芯の厚さ及び前記少なくとも1つの高密度化された表面層の厚さが、それぞれ、ステップa)の終了後のそれらのそれぞれの厚さから5%以内である、前記方法。 - ステップa)において、少なくとも400kg/m3の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面層が製作される、請求項1に記載の方法。
- ステップa)において、少なくとも0.8kg/m2の面密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面層が製作される、請求項1または2に記載の方法。
- ステップa)において、前記出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の2つの対向する側が高密度化される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の前記2つの対向する側は、当該発泡体の片側にステップa)及びb)を実施し、次いで、当該発泡体の反対側にステップa)及びb)を実施することによって、順次に高密度化される、請求項4に記載の方法。
- 前記出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の前記2つの対向する側は、当該発泡体の当該対向する側のそれぞれにステップa)及びb)を同時に実施することによって、同時に高密度化される、請求項4に記載の方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法であって、当該方法は連続法であり、ステップa)が連続的に実施され、ステップa)が、出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体を高密度化領域を通して搬送することにより実施され、前記高密度化領域において、圧力手段及びコンベヤ手段が、次第に制限される垂直開口部を画定し、前記モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体は、当該垂直開口部を通って移動し、前記モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の少なくとも1つの表面に加熱され高密度化された表面層が形成され、ステップb)が、少なくとも1つの加熱され高密度化された表面層を有する前記モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体を冷却領域中を連続的に移動させることにより実施され、前記モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の少なくとも1つの加熱され高密度化された表面層が前記スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度から50℃以下に冷却される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも5mmの厚さ及び80kg/m3以下の体積密度を有する高密度化されていない芯と、少なくとも0.6kg/m2の面密度及び少なくとも200kg/m3の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面層とを有するモノリシック多層スチレン系ポリマー発泡体の製造方法であって、
a)熱及び圧力を、40〜100mmの当初厚さ及び圧縮率3〜10%の弾性限界を有する出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の少なくとも1つの表面に適用して、前記少なくとも1つの表面を、少なくとも50kPaで最大で300kPaであるが前記出発モノリシック熱可塑性スチレン系ポリマー発泡体の降伏圧縮強度を超えない圧力を適用しながら、前記スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度まで局所的に加熱し、前記少なくとも1つの表面に隣接するセルを崩壊させて、前記少なくとも1つの表面に少なくとも1つの高密度化された表面層を形成し、少なくとも5mmの厚さ及び80kg/m3以下の体積密度を有する高密度化されていない芯と、少なくとも0.6kg/m2の面密度及び少なくとも200kg/m3の体積密度を有する少なくとも1つの高密度化された表面層とを有する多層モノリシック発泡体を製作するステップと、
b)前記多層モノリシック発泡体の前記少なくとも1つの高密度化された表面層に対する圧力を維持すると同時に、前記多層モノリシック発泡体の加熱され高密度化された前記少なくとも1つの表面を、前記スチレン系ポリマーのガラス転移点を超える温度から50℃以下に冷却するステップと、を含み、前記維持される圧力は、少なくとも1.5kPaであるが、前記高密度化されていない芯を永久的に変形させるには不十分であり、ステップb)の終了後の前記多層モノリシック発泡体の全厚、前記高密度化されていない芯の厚さ及び前記少なくとも1つの高密度化された表面層の厚さが、それぞれ、ステップa)の終了後のそれらのそれぞれの厚さから5%以内である、前記方法。 - 前記モノリシック多層スチレン系ポリマー発泡体の高密度化されていない芯は、50kg/m3以下の体積密度を有する、請求項8に記載の方法。
- 前記モノリシック多層スチレン系ポリマー発泡体の高密度化された表面は、少なくとも400kg/m3の体積密度及び少なくとも0.8kg/m2の面密度を有する、請求項8または9に記載の方法。
- モノリシック多層スチレン系ポリマー発泡体は2つの対向する側のそれぞれの上に高密度化された表面層を有する、請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 多層積層体の製造方法であって、
請求項8〜11のいずれか一項に記載の方法によりモノリシック多層スチレン系ポリマー発泡体を製造することと、
前記モノリシック多層スチレンポリマー発泡体の少なくとも1つの高密度化された表面にガラス強化プラスチックシートを結合させること、
を含む、多層積層体の製造方法。 - 前記モノリシック多層スチレンポリマー発泡体は、2つの対向する高密度化された表面を有し、ガラス強化プラスチックシートは、前記ポリマー発泡体の前記高密度化された表面のそれぞれに結合される、請求項12に記載の方法。
- 前記モノリシック多層スチレンポリマー発泡体の前記高密度化されていない芯の厚さは、少なくとも40mm厚である、請求項13に記載の方法。
- 前記高密度化された表面層のそれぞれの面密度は、0.7〜0.95kg/m3であり、前記高密度化された表面層のそれぞれの厚さは、1〜3mmであり、前記繊維強化プラスチック層はそれぞれ、0.5〜12mmの厚さを有する、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
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