JPH05214147A - 高メルトインデックスポリスチレン発泡体及びその製造方法 - Google Patents
高メルトインデックスポリスチレン発泡体及びその製造方法Info
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- JPH05214147A JPH05214147A JP4198082A JP19808292A JPH05214147A JP H05214147 A JPH05214147 A JP H05214147A JP 4198082 A JP4198082 A JP 4198082A JP 19808292 A JP19808292 A JP 19808292A JP H05214147 A JPH05214147 A JP H05214147A
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
- C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/3402—Details of processes or apparatus for reducing environmental damage or for working-up compositions comprising inert blowing agents or biodegradable components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29C44/46—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length
- B29C44/50—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length using pressure difference, e.g. by extrusion or by spraying
- B29C44/507—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length using pressure difference, e.g. by extrusion or by spraying extruding the compound through an annular die
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
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- C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
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- Molding Of Porous Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 前駆体樹脂としてポリスチレンを用いて、発
泡体状のポリスチレン樹脂を提供する。 【構成】 目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／平方イン
チ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３（６ポン
ド／立方フィート）以下のスチレンのポリマーから成る
発泡樹脂であって、前記ポリマーが、（１）メルトイン
デックスが８以上のスチレンのポリマー、及び／又は、
（２）少量割合の他の物質と共に用いたときにメルトイ
ンデックスが８以上となるようなスチレンのポリマー、
から成るもの。
泡体状のポリスチレン樹脂を提供する。 【構成】 目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／平方イン
チ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３（６ポン
ド／立方フィート）以下のスチレンのポリマーから成る
発泡樹脂であって、前記ポリマーが、（１）メルトイン
デックスが８以上のスチレンのポリマー、及び／又は、
（２）少量割合の他の物質と共に用いたときにメルトイ
ンデックスが８以上となるようなスチレンのポリマー、
から成るもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低密度高メルトインデ
ックスポリスチレン発泡構造物、及びその製造方法に関
する。
ックスポリスチレン発泡構造物、及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】押出ポリスチレン発泡体は重要な化学製
品である。その用途には、例えば食品のパッケージ物品
があり、そして、厚みのある形態では絶縁材料として使
用される。更に、ポリスチレン発泡体は、輸送用の優れ
た衝撃吸収材である。この場合には、小さく分割された
チャンク又は熱形成された構造物の形態で使用される。
品である。その用途には、例えば食品のパッケージ物品
があり、そして、厚みのある形態では絶縁材料として使
用される。更に、ポリスチレン発泡体は、輸送用の優れ
た衝撃吸収材である。この場合には、小さく分割された
チャンク又は熱形成された構造物の形態で使用される。
【０００３】ポリスチレン発泡体は、通常は、物理的ブ
ローイング剤と溶融ポリスチレン樹脂とを加圧下で混合
して得られる。更に混合した後に、混合物を適当なダイ
から低圧雰囲気中に押し出す。約１９５０年代から今日
まで、物理的ブローイング剤として選択されてきたの
は、ハロカーボン、炭化水素又はそれらの混合物であ
る。それらの例には、商業的に入手可能なフレオン組成
物、及びＣ４−Ｃ６炭化水素があり、イソペンタンが好
ましい。なお、フレオン組成物としては、ジクロロジフ
ルオロメタン、トリクロロフルオロメタンがある。これ
らのブローイング剤は、適正な発泡構造体や優れた表面
特性を得るためには効果的ではあるが、それ自身に欠点
や不利な点を有する。これらのブローイング剤は、発泡
体の生成中及び生成後に大気中に放出され、大気汚染の
原因となる。炭化水素ブローイング剤は、これに加え
て、火災の原因ともなる。
ローイング剤と溶融ポリスチレン樹脂とを加圧下で混合
して得られる。更に混合した後に、混合物を適当なダイ
から低圧雰囲気中に押し出す。約１９５０年代から今日
まで、物理的ブローイング剤として選択されてきたの
は、ハロカーボン、炭化水素又はそれらの混合物であ
る。それらの例には、商業的に入手可能なフレオン組成
物、及びＣ４−Ｃ６炭化水素があり、イソペンタンが好
ましい。なお、フレオン組成物としては、ジクロロジフ
ルオロメタン、トリクロロフルオロメタンがある。これ
らのブローイング剤は、適正な発泡構造体や優れた表面
特性を得るためには効果的ではあるが、それ自身に欠点
や不利な点を有する。これらのブローイング剤は、発泡
体の生成中及び生成後に大気中に放出され、大気汚染の
原因となる。炭化水素ブローイング剤は、これに加え
て、火災の原因ともなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明は、前駆体樹脂としてポリスチレンを用いて、発泡
体状のポリスチレン樹脂を提供することを目的とする。
該前駆体樹脂としてのポリスチレンは、これまでは優れ
た発泡構造に転換し得なかったものである。
発明は、前駆体樹脂としてポリスチレンを用いて、発泡
体状のポリスチレン樹脂を提供することを目的とする。
該前駆体樹脂としてのポリスチレンは、これまでは優れ
た発泡構造に転換し得なかったものである。
【０００５】更に、本発明の目的は、ブローイング剤と
して二酸化炭素１００％を用いて、特定のグレードのポ
リスチレン樹脂を発泡せしめる方法を提供することを目
的とする。
して二酸化炭素１００％を用いて、特定のグレードのポ
リスチレン樹脂を発泡せしめる方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／１００平方
インチ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３（６
ポンド／立方フィート）以下の発泡体状のポリスチレン
樹脂であって、発泡前駆体が、（１）メルトインデック
スが約８以上のポリスチレン、及び（２）メルトインデ
ックスが約８以上となるような少量割合の他の物質と共
に用いられるポリスチレンから成る群から少なくとも一
つ選択されるものである、前記ポリスチレン樹脂に関す
るものである。該樹脂のメルトインデックスは、好まし
くは約８〜約２５である。
本発明は、目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／１００平方
インチ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３（６
ポンド／立方フィート）以下の発泡体状のポリスチレン
樹脂であって、発泡前駆体が、（１）メルトインデック
スが約８以上のポリスチレン、及び（２）メルトインデ
ックスが約８以上となるような少量割合の他の物質と共
に用いられるポリスチレンから成る群から少なくとも一
つ選択されるものである、前記ポリスチレン樹脂に関す
るものである。該樹脂のメルトインデックスは、好まし
くは約８〜約２５である。
【０００７】更に、本発明は、ポリスチレン発泡体構造
物を形成する方法であって、溶融状態でのメルトインデ
ックスが約８以上のポリスチレン樹脂を、加圧下で、少
なくともほぼ１００％の二酸化炭素であるブローイング
剤と混合し、そして混合物を低圧大気中にダイを通して
押し出し、目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／１００平方
インチ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３（６
ポンド／立方フィート）以下の発泡体構造物を形成す
る、前記方法に関するものである。
物を形成する方法であって、溶融状態でのメルトインデ
ックスが約８以上のポリスチレン樹脂を、加圧下で、少
なくともほぼ１００％の二酸化炭素であるブローイング
剤と混合し、そして混合物を低圧大気中にダイを通して
押し出し、目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／１００平方
インチ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３（６
ポンド／立方フィート）以下の発泡体構造物を形成す
る、前記方法に関するものである。
【０００８】本明細書で用いる「高メルトインデックス
ポリスチレン」という用語は、メルトインデックスが８
以上のポリスチレンをいうか、又は、メルトインデック
スが８以上となるような少量割合の他の物質と共に用い
られるポリスチレンをいう。後者の例としては、例えば
メルトインデックスが４のポリスチレンであるが、鉱油
と共に用いられることによって８以上のメルトインデッ
クスを示すものがある。そのような添加剤の例として
は、ステアリン酸の金属塩（例えば、ステアリン酸亜
鉛）、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル及びパ
ラフィンワックスがある。
ポリスチレン」という用語は、メルトインデックスが８
以上のポリスチレンをいうか、又は、メルトインデック
スが８以上となるような少量割合の他の物質と共に用い
られるポリスチレンをいう。後者の例としては、例えば
メルトインデックスが４のポリスチレンであるが、鉱油
と共に用いられることによって８以上のメルトインデッ
クスを示すものがある。そのような添加剤の例として
は、ステアリン酸の金属塩（例えば、ステアリン酸亜
鉛）、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル及びパ
ラフィンワックスがある。
【０００９】本明細書で用いる「メルトインデックス」
という用語は、使用するポリスチレンの押出式可塑度計
によるフローレートをいう。メルトインデックスを測定
するための標準的な試験方法は、ＡＳＴＭ Ｄ １２３
８−７９に規定されている。本質的には、メルトインデ
ックスの値は、溶融樹脂の１０分間におけるフローレー
トをグラム数で表したものである。この試験を行う場合
には、樹脂中又は上記の樹脂混合物中には、ブローイン
グ剤は含まれていてはいけない。
という用語は、使用するポリスチレンの押出式可塑度計
によるフローレートをいう。メルトインデックスを測定
するための標準的な試験方法は、ＡＳＴＭ Ｄ １２３
８−７９に規定されている。本質的には、メルトインデ
ックスの値は、溶融樹脂の１０分間におけるフローレー
トをグラム数で表したものである。この試験を行う場合
には、樹脂中又は上記の樹脂混合物中には、ブローイン
グ剤は含まれていてはいけない。
【００１０】二酸化炭素以外のブローイング剤は、大気
を汚染することなく、二酸化炭素を用いた場合に高メル
トインデックスポリスチレン中に生ずる気泡と同様の質
を得ることはできないと考えられている。低メルトイン
デックスポリスチレン樹脂を発泡させる場合に二酸化炭
素１００％を用いると、外観及び特性の点で非常に劣っ
た発泡体となる。高メルトインデックスポリスチレンと
二酸化炭素１００％とを用いて発泡させた気泡は、低メ
ルトインデックスポリスチレンと従来のブローイング剤
とを用いて発泡させた気泡と本質的に同等の物理的特性
を持ったものとなる。そのような従来のブローイング剤
には、フレオン又は炭化水素がある。「エンサイクロペ
ディア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エンジ
ニアリング」（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ， Ｓｏｎｓ、第
２版、１９８９年、第１６巻、第６２〜７１頁）の「一
般目的用ポリスチレン」の項によれば、ポリスチレンは
３種類の典型的なコマーシャルグレードに分類されてい
る。これらのグレードは以下の通りに分類される。すな
わち、高熱、つまりメルトインデックスが１．６のポリ
スチレン、メルトインデックスが７．５の中程度の流動
性をもつポリスチレン、そして、メルトインデックスが
１６の易流動性を有するポリスチレンである。上記文献
の第６４頁の第２表を参照のこと。易流動性のポリスチ
レン、及び中程度の流動性のポリスチレンは、主に射出
成形に用いられることが示されている。高熱ポリスチレ
ン、つまり、低メルトインデックス樹脂は、押出用に使
用される。このように、本発明は、これまで商業的には
押出用として使用されていなかったグレードのポリスチ
レン樹脂を用いることに関するものである。
を汚染することなく、二酸化炭素を用いた場合に高メル
トインデックスポリスチレン中に生ずる気泡と同様の質
を得ることはできないと考えられている。低メルトイン
デックスポリスチレン樹脂を発泡させる場合に二酸化炭
素１００％を用いると、外観及び特性の点で非常に劣っ
た発泡体となる。高メルトインデックスポリスチレンと
二酸化炭素１００％とを用いて発泡させた気泡は、低メ
ルトインデックスポリスチレンと従来のブローイング剤
とを用いて発泡させた気泡と本質的に同等の物理的特性
を持ったものとなる。そのような従来のブローイング剤
には、フレオン又は炭化水素がある。「エンサイクロペ
ディア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エンジ
ニアリング」（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ， Ｓｏｎｓ、第
２版、１９８９年、第１６巻、第６２〜７１頁）の「一
般目的用ポリスチレン」の項によれば、ポリスチレンは
３種類の典型的なコマーシャルグレードに分類されてい
る。これらのグレードは以下の通りに分類される。すな
わち、高熱、つまりメルトインデックスが１．６のポリ
スチレン、メルトインデックスが７．５の中程度の流動
性をもつポリスチレン、そして、メルトインデックスが
１６の易流動性を有するポリスチレンである。上記文献
の第６４頁の第２表を参照のこと。易流動性のポリスチ
レン、及び中程度の流動性のポリスチレンは、主に射出
成形に用いられることが示されている。高熱ポリスチレ
ン、つまり、低メルトインデックス樹脂は、押出用に使
用される。このように、本発明は、これまで商業的には
押出用として使用されていなかったグレードのポリスチ
レン樹脂を用いることに関するものである。
【００１１】本発明の発泡体シートを形成するにあたっ
ては、通常の押出技術を用いて質の高い発泡体を形成す
ることができる。もっとも、最高の質の発泡体は、ダイ
押出システムとして一般に知られているものを使用する
ことによって形成することができることが判明した。
ては、通常の押出技術を用いて質の高い発泡体を形成す
ることができる。もっとも、最高の質の発泡体は、ダイ
押出システムとして一般に知られているものを使用する
ことによって形成することができることが判明した。
【００１２】本発明で使用する樹脂は、８以上のメルト
インデックスを有し、スチレンのホモポリマーか、又は
スチレンを主要割合含有するコポリマーである。つま
り、５０重量％以上のスチレンを含有するが、特に２５
重量％以上のスチレンを含有しても好ましい。スチレン
コポリマーの場合、コモノマーは、如何なるエチレン性
不飽和物質でもよく、そのようなものには、共役１，３
ージエン、例えば、ブタジエン、イソプレン等がある。
インデックスを有し、スチレンのホモポリマーか、又は
スチレンを主要割合含有するコポリマーである。つま
り、５０重量％以上のスチレンを含有するが、特に２５
重量％以上のスチレンを含有しても好ましい。スチレン
コポリマーの場合、コモノマーは、如何なるエチレン性
不飽和物質でもよく、そのようなものには、共役１，３
ージエン、例えば、ブタジエン、イソプレン等がある。
【００１３】一般に、有用なスチレンポリマーの平均分
子量（Ｍｗ）は、１００，０００〜４００，０００であ
り、好ましくは１５０，０００〜３５０，０００であ
る。スチレン及びｐ−メチルスチレンから誘導されるホ
モポリマーが好ましい。Ｍｗが１７５，０００〜２５
０，０００であるポリスチレンホモポリマーは、本発明
の押出プロセスを行うためには特に好ましい熱可塑性樹
脂である。その理由は、機械方向及び幅方向の曲げ剛性
のバランスが非常に良い発泡体シート原料を提供するこ
とができるからである。
子量（Ｍｗ）は、１００，０００〜４００，０００であ
り、好ましくは１５０，０００〜３５０，０００であ
る。スチレン及びｐ−メチルスチレンから誘導されるホ
モポリマーが好ましい。Ｍｗが１７５，０００〜２５
０，０００であるポリスチレンホモポリマーは、本発明
の押出プロセスを行うためには特に好ましい熱可塑性樹
脂である。その理由は、機械方向及び幅方向の曲げ剛性
のバランスが非常に良い発泡体シート原料を提供するこ
とができるからである。
【００１４】本発明の方法を行う場合には、ブローイン
グ剤は、少なくともほぼ１００％が二酸化炭素である。
二酸化炭素１００％が好ましいが、もっとも、他の種類
のブローイング剤が数パーセント存在していても、環境
汚染の許容範囲内であることに留意すべきである。大量
の従来技術のブローイング剤と二酸化炭素との混合物
は、本発明の範囲外である。従来技術のブローイング剤
と二酸化炭素とを混合して用いる場合には、該従来技術
のブローイング剤の量が増加するにつれて製造物の品質
は漸進的に低下するであろう。この理由は、他のブロー
イング剤を用いて高メルトインデックスポリスチレンを
発泡させても、二酸化炭素を用いて発泡させた場合の製
造物と同等の品質のものを得ることができないと考えら
れているからである。このように、環境問題は別とし
て、従来技術のブローイング剤を数パーセント使用する
ことは許容範囲内であるが、従来技術のブローイング剤
を１０パーセント以上混合して使用する場合には、製造
物の品質が著しく劣ると考えられている。そのような混
合物を用いる利点は全く見いだせない。１０％という値
は、望ましくない物質についての、単に許容範囲を表し
ているに過ぎないという点に留意すべきである。
グ剤は、少なくともほぼ１００％が二酸化炭素である。
二酸化炭素１００％が好ましいが、もっとも、他の種類
のブローイング剤が数パーセント存在していても、環境
汚染の許容範囲内であることに留意すべきである。大量
の従来技術のブローイング剤と二酸化炭素との混合物
は、本発明の範囲外である。従来技術のブローイング剤
と二酸化炭素とを混合して用いる場合には、該従来技術
のブローイング剤の量が増加するにつれて製造物の品質
は漸進的に低下するであろう。この理由は、他のブロー
イング剤を用いて高メルトインデックスポリスチレンを
発泡させても、二酸化炭素を用いて発泡させた場合の製
造物と同等の品質のものを得ることができないと考えら
れているからである。このように、環境問題は別とし
て、従来技術のブローイング剤を数パーセント使用する
ことは許容範囲内であるが、従来技術のブローイング剤
を１０パーセント以上混合して使用する場合には、製造
物の品質が著しく劣ると考えられている。そのような混
合物を用いる利点は全く見いだせない。１０％という値
は、望ましくない物質についての、単に許容範囲を表し
ているに過ぎないという点に留意すべきである。
【００１５】核剤又はその組合せを用いることは本発明
に於いては臨界的要求ではないが、核剤を使用した場合
の公知の利点、すなわち、気泡の形成やモルホロジーを
規則正しくできるという利点は、多くの場合に望ましい
結果となる。公知の核剤及び通常用いられている核剤並
びにそれら混合物の何れをも使用することができる。そ
のような核剤及びその混合物には、タルク、重炭酸ナト
リウムとクエン酸との混合物、及びそれらの類似物があ
り、通常用いられている量で使用される。所望であれ
ば、フィラー、着色剤、光安定剤、熱安定剤及び潤滑剤
を発泡性樹脂組成物中に、通常用いられる量で、含有せ
しめることができる。
に於いては臨界的要求ではないが、核剤を使用した場合
の公知の利点、すなわち、気泡の形成やモルホロジーを
規則正しくできるという利点は、多くの場合に望ましい
結果となる。公知の核剤及び通常用いられている核剤並
びにそれら混合物の何れをも使用することができる。そ
のような核剤及びその混合物には、タルク、重炭酸ナト
リウムとクエン酸との混合物、及びそれらの類似物があ
り、通常用いられている量で使用される。所望であれ
ば、フィラー、着色剤、光安定剤、熱安定剤及び潤滑剤
を発泡性樹脂組成物中に、通常用いられる量で、含有せ
しめることができる。
【００１６】本発明の方法を用いて発泡体シートを押し
出すために、典型的な、二つの押出機によるタンデムシ
ステムを使用することができる。
出すために、典型的な、二つの押出機によるタンデムシ
ステムを使用することができる。
【００１７】例えば、高メルトインデックスポリスチレ
ン樹脂ペレットを、タルクのような核剤と共に混合す
る。これらの物質は、直径６．３５ｃｍ（２ １／２イ
ンチ）のスクリューを有する第一押出機のホッパーに連
続的に供給する。供給された混合物は、螺旋スクリュー
によって押出機のバレル内を前進する。その結果、混合
物は、混合され、圧縮され、加熱され、そして、ブロー
イング剤を添加するための注入ゾーンに達する前に溶融
物に転化される。二酸化炭素ブローイング剤は、供給ゾ
ーンより後の位置でポリスチレン組成物に注入される。
該位置では、ポリスチレンは溶融状態にある。
ン樹脂ペレットを、タルクのような核剤と共に混合す
る。これらの物質は、直径６．３５ｃｍ（２ １／２イ
ンチ）のスクリューを有する第一押出機のホッパーに連
続的に供給する。供給された混合物は、螺旋スクリュー
によって押出機のバレル内を前進する。その結果、混合
物は、混合され、圧縮され、加熱され、そして、ブロー
イング剤を添加するための注入ゾーンに達する前に溶融
物に転化される。二酸化炭素ブローイング剤は、供給ゾ
ーンより後の位置でポリスチレン組成物に注入される。
該位置では、ポリスチレンは溶融状態にある。
【００１８】ブローイング剤の注入に続き、混合物は、
第一押出機中で連続的に混合され、ブローイング剤の溶
解を助長するのに十分な圧力を維持しつつ、中空アダプ
ター部を通り、温度の低い８．８９ｃｍ（３ １／２イ
ンチ）の第二タンデム押出機に達する。溶融混合物は、
温度の低い第二押出機の長さ方向に低剪断力で移動す
る。ここで、冷却と、更なる混合とが起こり、混合物
は、ダイユニットに押し出される。
第一押出機中で連続的に混合され、ブローイング剤の溶
解を助長するのに十分な圧力を維持しつつ、中空アダプ
ター部を通り、温度の低い８．８９ｃｍ（３ １／２イ
ンチ）の第二タンデム押出機に達する。溶融混合物は、
温度の低い第二押出機の長さ方向に低剪断力で移動す
る。ここで、冷却と、更なる混合とが起こり、混合物
は、ダイユニットに押し出される。
【００１９】溶融ポリマーの混合物中に溶解している核
剤及び二酸化炭素は、上述したように、加圧状態にあ
り、温度制御されたダイリップ／ダイエクステンション
ユニットアセンブリーから押し出され、発泡したチュー
ブとなる。該チューブはその後に冷却され、引き延ばさ
れる（通常、ダイリップ寸法の３〜５倍）。次いで、冷
却・サイジングドラムで冷却され、ドラムを備えたスリ
ッターによって上部シートと下部シートにスリットされ
る。そして、シートはＳラップローラーを通過した後、
巻取ドラムに巻き取られる。
剤及び二酸化炭素は、上述したように、加圧状態にあ
り、温度制御されたダイリップ／ダイエクステンション
ユニットアセンブリーから押し出され、発泡したチュー
ブとなる。該チューブはその後に冷却され、引き延ばさ
れる（通常、ダイリップ寸法の３〜５倍）。次いで、冷
却・サイジングドラムで冷却され、ドラムを備えたスリ
ッターによって上部シートと下部シートにスリットされ
る。そして、シートはＳラップローラーを通過した後、
巻取ドラムに巻き取られる。
【００２０】図１を参照すると、本発明の発泡体シート
を押し出すために、二つの押出機のタンデムシステムを
使用することができる。ポリスチレン樹脂ペレットは、
核剤と共に混合され、直径が６．３５ｃｍ（２ １／２
インチ）のスクリューを有する第一押出機のホッパーに
連続供給される。供給された混合物は、螺旋スクリュー
によって押出機のバレル内を前進する。そして、混合、
圧縮、加熱されて、注入ゾーンに達する前に溶融状態と
なる。該注入ゾーンでは、ブローイング剤が添加され
る。二酸化炭素ブローイング剤は、供給ゾーンより後の
位置でポリスチレン組成物中に注入される。該位置で
は、ポリスチレンは溶融状態となっている。ブローイン
グ剤の注入に続き、混合物は第一押出機内にて連続的に
混合される。次いで、ブローイング剤の溶解に十分な高
圧を維持しつつ中空のアダプター部を通過して、温度の
低い８．８９ｃｍ（３ １／２インチ）の第二押出機に
達する。溶融混合物は、温度の低い第二押出機内を低剪
断力で通過する。冷却と更なる混合が起き、そして、混
合物はダイリップ／ダイエクステンションユニットに押
し出される。ダイに流入するポリマーの溶融温度は、比
較的低い温度まで下がることが良い結果を得るためには
望ましい。ダイに流入するポリマーの溶融温度が低いこ
とで、発泡体シートのＭＤ／ＴＤ比が向上したものとな
る。
を押し出すために、二つの押出機のタンデムシステムを
使用することができる。ポリスチレン樹脂ペレットは、
核剤と共に混合され、直径が６．３５ｃｍ（２ １／２
インチ）のスクリューを有する第一押出機のホッパーに
連続供給される。供給された混合物は、螺旋スクリュー
によって押出機のバレル内を前進する。そして、混合、
圧縮、加熱されて、注入ゾーンに達する前に溶融状態と
なる。該注入ゾーンでは、ブローイング剤が添加され
る。二酸化炭素ブローイング剤は、供給ゾーンより後の
位置でポリスチレン組成物中に注入される。該位置で
は、ポリスチレンは溶融状態となっている。ブローイン
グ剤の注入に続き、混合物は第一押出機内にて連続的に
混合される。次いで、ブローイング剤の溶解に十分な高
圧を維持しつつ中空のアダプター部を通過して、温度の
低い８．８９ｃｍ（３ １／２インチ）の第二押出機に
達する。溶融混合物は、温度の低い第二押出機内を低剪
断力で通過する。冷却と更なる混合が起き、そして、混
合物はダイリップ／ダイエクステンションユニットに押
し出される。ダイに流入するポリマーの溶融温度は、比
較的低い温度まで下がることが良い結果を得るためには
望ましい。ダイに流入するポリマーの溶融温度が低いこ
とで、発泡体シートのＭＤ／ＴＤ比が向上したものとな
る。
【００２１】図２に示すように、ダイリップ１０は、外
側ダイリップ１１、内側ダイリップ１２及びマンドレル
１３を含む。これら全ては、角のあるメルトフローチャ
ンネル１４を画定する。該メルトフローチャンネル１４
はダイギャップ１５に続いている。溶融した発泡性ポリ
マーは、該ダイギャップを通り、制限された発泡領域１
６に押し出される。該領域では、押出物が徐々に、且つ
制御された状態で膨張する。ダイエクステンションユニ
ットは、外部エクステンション部材２１及び内部エクス
テンション部材２３を含む。外部エクステンション部材
２１は、外部シート形成表面２２を有し、そして、内部
エクステンション部材２３は、内部シート形成表面２４
を有する。一方の又は双方のシート形成表面は、平面で
もよく、及び／又は曲面でもよい。また、押し出し方向
に進むにつれて断面積が大きくなるような一つ以上の角
を有していてもよい。両表面の長さは同一でもよく、又
は異なっていてもよい。与えられた範囲内のダイギャッ
プで、最適の平滑度を有するし且つ欠点のない発泡体シ
ートを得るためには、プロセス条件と共に、特に以下の
押出条件を具備するようにする。すなわち、 （１）機械方向に対する外部シート形成表面２２の角度
（つまり、押し出しの長さ方向の通路に一致する方向） （２）外部シート形成表面２２に対する内部シート形成
表面２４の角度 （３）外部シート形成表面２２及び内部シート形成表面
２４の長さ（つまり、制限された発泡領域１６を画定す
るのに十分な幾何学的パラメーター、及びその機械方向
に対する位置） 内部及び外部ダイエクステンション部材２１及び２３に
は、通路２５及び２６が設けられている。該通路内には
冷却剤、すなわち油が流れており、温度を制御する。シ
ート形成表面２２及び２４の温度を下げることで、該表
面に接触している部分で膨張している気泡を固化するこ
とが可能となる。更に、チャンバー表面２２及び２４か
らこの気泡を容易に剥離することが可能となる。エキス
テンダーの制限された発泡領域における温度制御は、欠
点のないシートを得るために重要である。更に、部材２
１及び２３には、チャンネル２７及び２８が設けられて
いる。該チャンネルを通じて潤滑剤、すなわち水が流れ
ており、膨張している気泡が制限された発泡領域を通過
するときに接触する。膨張している発泡シートの一方の
面、好ましくは両方の面に潤滑剤を施すことで、剥離が
促進され、且つ、制御された膨張領域を横滑りする際の
発泡体の摩擦が軽減される。
側ダイリップ１１、内側ダイリップ１２及びマンドレル
１３を含む。これら全ては、角のあるメルトフローチャ
ンネル１４を画定する。該メルトフローチャンネル１４
はダイギャップ１５に続いている。溶融した発泡性ポリ
マーは、該ダイギャップを通り、制限された発泡領域１
６に押し出される。該領域では、押出物が徐々に、且つ
制御された状態で膨張する。ダイエクステンションユニ
ットは、外部エクステンション部材２１及び内部エクス
テンション部材２３を含む。外部エクステンション部材
２１は、外部シート形成表面２２を有し、そして、内部
エクステンション部材２３は、内部シート形成表面２４
を有する。一方の又は双方のシート形成表面は、平面で
もよく、及び／又は曲面でもよい。また、押し出し方向
に進むにつれて断面積が大きくなるような一つ以上の角
を有していてもよい。両表面の長さは同一でもよく、又
は異なっていてもよい。与えられた範囲内のダイギャッ
プで、最適の平滑度を有するし且つ欠点のない発泡体シ
ートを得るためには、プロセス条件と共に、特に以下の
押出条件を具備するようにする。すなわち、 （１）機械方向に対する外部シート形成表面２２の角度
（つまり、押し出しの長さ方向の通路に一致する方向） （２）外部シート形成表面２２に対する内部シート形成
表面２４の角度 （３）外部シート形成表面２２及び内部シート形成表面
２４の長さ（つまり、制限された発泡領域１６を画定す
るのに十分な幾何学的パラメーター、及びその機械方向
に対する位置） 内部及び外部ダイエクステンション部材２１及び２３に
は、通路２５及び２６が設けられている。該通路内には
冷却剤、すなわち油が流れており、温度を制御する。シ
ート形成表面２２及び２４の温度を下げることで、該表
面に接触している部分で膨張している気泡を固化するこ
とが可能となる。更に、チャンバー表面２２及び２４か
らこの気泡を容易に剥離することが可能となる。エキス
テンダーの制限された発泡領域における温度制御は、欠
点のないシートを得るために重要である。更に、部材２
１及び２３には、チャンネル２７及び２８が設けられて
いる。該チャンネルを通じて潤滑剤、すなわち水が流れ
ており、膨張している気泡が制限された発泡領域を通過
するときに接触する。膨張している発泡シートの一方の
面、好ましくは両方の面に潤滑剤を施すことで、剥離が
促進され、且つ、制御された膨張領域を横滑りする際の
発泡体の摩擦が軽減される。
【００２２】通路２５及び２６を通じて冷却剤が供給さ
れることによって、押出部分での温度は、表面に欠点が
生じないような温度範囲に維持される。また、ダイエク
ステンション部材の温度を制御することで、粘着を防止
することもできる。使用される最適温度は、樹脂混合物
の溶融温度に関係する。押出部分での温度を制御するこ
とで、発泡の度合をよりよく制御することができる。以
前では、フォーミング剤として二酸化炭素を用いると、
発泡体シートの表面に著しい皺よりが生じていた。更に
以前では、低分子量ポリスチレンを用いると、質の低い
シートしが製造できなかった。これは、おそらく、必須
のものとして使用されていた炭化水素ブローイング剤で
は、ポリスチレンの発泡を制御できなかったからであ
る。これらの問題点は、本発明では克服されている。
れることによって、押出部分での温度は、表面に欠点が
生じないような温度範囲に維持される。また、ダイエク
ステンション部材の温度を制御することで、粘着を防止
することもできる。使用される最適温度は、樹脂混合物
の溶融温度に関係する。押出部分での温度を制御するこ
とで、発泡の度合をよりよく制御することができる。以
前では、フォーミング剤として二酸化炭素を用いると、
発泡体シートの表面に著しい皺よりが生じていた。更に
以前では、低分子量ポリスチレンを用いると、質の低い
シートしが製造できなかった。これは、おそらく、必須
のものとして使用されていた炭化水素ブローイング剤で
は、ポリスチレンの発泡を制御できなかったからであ
る。これらの問題点は、本発明では克服されている。
【００２３】
【実施例】本実施例では、１００％の二酸化炭素で発泡
せしめたポリスチレンシートの製造について説明する。
このポリスチレンはＭｗが約１９０，０００であり、多
分散度が２．５であり、そして、鉱油を３％添加したと
きのメルトインデックスが１５であった。鉱油を添加し
ない場合のメルトインデックスは約８であった。このポ
リスチレンは、通常の炭化水素及び／又はＣＦＣを用い
た押出発泡操作には適さないと普通は考えられている。
押出機は公知のタイプのものであり、タンデムシステム
を含むものである。つまり、第一押出機のスクリューの
直径は６．３５ｃｍ（２ １／２インチ）であり、第二
押出機のスクリューの直径は８．８９ｃｍ（３ １／２
インチ）である。そして、ダイの直径は６．３５（２
１／２）インチである。また、その吐出量は、約６６．
６８ｋｇ／時間（約１４７ポンド／時）である。第一押
出機の溶融温度は２４４．４℃（４７２゜Ｆ）であり、
第二押出機のそれは１４０．６℃（２８５゜Ｆ）であっ
た。押出機には分岐壁から成るダイエクステンションユ
ニットが備えられていた。押し出されたシートの外側表
面と接触する壁は、機械方向に対して７５度の角度であ
り、６．３５ｃｍ（２．５インチ）長であった。内部シ
ート形成表面の角度は、外部シート形成表面に対して
４．５度であり、３．１７５ｃｍ（１．２５インチ）長
であった。ダイエクステンションユニット内は、９８．
９℃（２１０゜Ｆ）まで冷却した。
せしめたポリスチレンシートの製造について説明する。
このポリスチレンはＭｗが約１９０，０００であり、多
分散度が２．５であり、そして、鉱油を３％添加したと
きのメルトインデックスが１５であった。鉱油を添加し
ない場合のメルトインデックスは約８であった。このポ
リスチレンは、通常の炭化水素及び／又はＣＦＣを用い
た押出発泡操作には適さないと普通は考えられている。
押出機は公知のタイプのものであり、タンデムシステム
を含むものである。つまり、第一押出機のスクリューの
直径は６．３５ｃｍ（２ １／２インチ）であり、第二
押出機のスクリューの直径は８．８９ｃｍ（３ １／２
インチ）である。そして、ダイの直径は６．３５（２
１／２）インチである。また、その吐出量は、約６６．
６８ｋｇ／時間（約１４７ポンド／時）である。第一押
出機の溶融温度は２４４．４℃（４７２゜Ｆ）であり、
第二押出機のそれは１４０．６℃（２８５゜Ｆ）であっ
た。押出機には分岐壁から成るダイエクステンションユ
ニットが備えられていた。押し出されたシートの外側表
面と接触する壁は、機械方向に対して７５度の角度であ
り、６．３５ｃｍ（２．５インチ）長であった。内部シ
ート形成表面の角度は、外部シート形成表面に対して
４．５度であり、３．１７５ｃｍ（１．２５インチ）長
であった。ダイエクステンションユニット内は、９８．
９℃（２１０゜Ｆ）まで冷却した。
【００２４】押し出されたシートの密度は０．０５７７
ｇ／ｃｍ３（３．６ポンド／立方フィート）であり、そ
の表面は平滑であった。このシートを、以下の特性を有
する肉類用パッケージトレーと成した。
ｇ／ｃｍ３（３．６ポンド／立方フィート）であり、そ
の表面は平滑であった。このシートを、以下の特性を有
する肉類用パッケージトレーと成した。
【００２５】 トレー重量（グラム） ９．１−９．８ サイドクラッシュ（グラム） １３１５．４４−１７２３．６８ （ポンド） ２．９−３．８ エンドクラッシュ（グラム） １４９６．８８−１６７８．３２ （ポンド） ３．３−３．７ ＭＤ／ＴＤ曲げモジュラス比 １．３−１．７ これらの物理的特性は、ポリスチレン発泡体の肉類トレ
ーとして優れたものであった。
ーとして優れたものであった。
【図１】本発明のポリスチレンシートを製造する工程を
含む、全工程を表す流れ図の模式図である。
含む、全工程を表す流れ図の模式図である。
【図２】本発明の押出装置における、押出ダイリップ及
びダイエクステンションユニットアセンブリーの部分的
な側断面図である。
びダイエクステンションユニットアセンブリーの部分的
な側断面図である。
【符号の説明】 １０ ダイリップ １３ マンドレル １４ メルトフローチャンネル １５ ダイギャップ １６ 発泡領域 ２１ 外部エクステンション部材 ２３ 内部エクステンション部材 ２５、２６ 通路 ２７、２８ チャンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ・マリオン・クルッチェン アメリカ合衆国ニューヨーク州14534，ピ ッツフォード，ストイフェサント・ロード 84 (72)発明者 フィリップ・エイ・ウィリアムズ アメリカ合衆国ニューヨーク州14512，ネ イプルズ，シャイ・ロード 1383 (72)発明者 ウェン−パオ・ウー アメリカ合衆国ニューヨーク州14534，ピ ッツフォード，シルバー・パインズ・ドラ イブ ４
Claims (10)
- 【請求項１】 目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／１００
平方インチ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３
（６ポンド／立方フィート）以下のスチレンのポリマー
から成る発泡樹脂であって、前記ポリマーが、（１）メ
ルトインデックスが８以上のスチレンのポリマー、及び
／又は（２）少量割合の他の物質と共に用いたときにメ
ルトインデックスが８以上となるようなスチレンのポリ
マーから成る、前記発泡樹脂。 - 【請求項２】 メルトインデックスが、８〜２５であ
る、請求項１に記載の発泡樹脂。 - 【請求項３】 樹脂が、スチレンホモポリマー及び／又
はスチレンを主要割合として含有するコポリマーから成
る、請求項１又は２に記載の発泡樹脂。 - 【請求項４】 実質的に１００％の二酸化炭素から成る
ブローイング剤を用いた押し出しによって発泡した、請
求項１〜３のいずれかに記載の発泡樹脂。 - 【請求項５】 樹脂発泡体を製造する方法であって、溶
融状態でメルトインデックスが８以上のスチレンのポリ
マーを、加圧下で、実質的に二酸化炭素から成るブロー
イング剤と混合し、混合物を低圧大気中にダイを通して
押し出し、目付が３１０ｇ／ｍ２（２０ｇ／１００平方
インチ）以下、且つ、密度が０．０９６ｇ／ｃｍ３（６
ポンド／立方フィート）以下の発泡樹脂を形成する、前
記方法。 - 【請求項６】 混合物が低温領域に押し出され、該低温
領域が、押出物の温度低下の間に気泡の膨張を物理的に
抑制するような寸法である、請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 低温領域が、ダイから伸長する、一組の
対向する分岐した表面を含む、請求項５又は６に記載の
方法。 - 【請求項８】 分岐した表面が、気泡の膨張が抑制され
ている間に気泡が固定化されるのに少なくとも十分な長
さである、請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 発泡樹脂を形成するための、メルトイン
デックスが８以上であるスチレンのポリマーの用途。 - 【請求項１０】 スチレンのポリマーから成る発泡樹脂
を形成するための、実質的に二酸化炭素から成るブロー
イング剤の用途。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US734836 | 1985-05-16 | ||
| US07/734,836 US5286429A (en) | 1988-06-27 | 1991-07-24 | High melt index polystyrene foam and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214147A true JPH05214147A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=24953275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4198082A Pending JPH05214147A (ja) | 1991-07-24 | 1992-07-24 | 高メルトインデックスポリスチレン発泡体及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5286429A (ja) |
| EP (1) | EP0528536A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05214147A (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389694A (en) * | 1993-06-04 | 1995-02-14 | The Dow Chemical Company | Foamable styrenic polymer gel having a carbon dioxide blowing agent and a process for making a foam structure therefrom |
| WO1995010560A1 (en) * | 1993-10-14 | 1995-04-20 | The Dow Chemical Company | Low molecular weight alkenyl aromatic polymer foam |
| US5389695A (en) * | 1993-12-22 | 1995-02-14 | General Electric Company | Insulating foam of low thermal conductivity and method of preparation |
| AU1941395A (en) * | 1994-03-11 | 1995-09-25 | Aci Operations Pty. Limited | Plastics foam and method of manufacturing same |
| US5753717A (en) * | 1994-03-30 | 1998-05-19 | Aci Operations Pty Ltd. | Plastics foam and method of manufacturing same |
| US5688832A (en) * | 1994-09-16 | 1997-11-18 | The Dow Chemical Company | Low molecular weight alkenyl aromatic polymer foam |
| US5674916A (en) * | 1995-04-27 | 1997-10-07 | The Dow Chemical Company | Extruded, open-cell microcellular alkenylaromatic polymer foams and process for making |
| CA2217007C (en) * | 1995-04-27 | 2008-03-11 | The Dow Chemical Company | Extruded, open-cell microcellular foams, and their preparation process |
| AU6846396A (en) * | 1995-08-14 | 1997-03-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Gear throttle as a nucleation device in a continuous microcellular extrusion system |
| US5670552A (en) * | 1995-12-18 | 1997-09-23 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Foam and process for producing foam using a carbon dioxide blowing agent |
| WO1998008667A2 (en) | 1996-08-27 | 1998-03-05 | Trexel, Inc. | Method and apparatus for microcellular polymer extrusion |
| US6884377B1 (en) | 1996-08-27 | 2005-04-26 | Trexel, Inc. | Method and apparatus for microcellular polymer extrusion |
| US6136875A (en) * | 1997-10-01 | 2000-10-24 | Tenneco Packaging, Inc. | High productivity, low fugitive emission foams and foam processes |
| US5939463A (en) * | 1997-10-01 | 1999-08-17 | Tenneco Packaging | High productivity, low fugitive VOC emission foam process |
| ATE201032T1 (de) * | 1999-01-20 | 2001-05-15 | Poliglas Sa | Verfahren und vorrichtung für die polystyrolschaumerzeugung, sowie daraus gewonnene schaumblöcke und schaumplatten |
| US6403663B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-06-11 | North Carolina State University | Method of making foamed materials using surfactants and carbon dioxide |
| US7045556B2 (en) * | 2002-07-02 | 2006-05-16 | Pactiv Corporation | Polyolefin foams made with isopentane-based blowing agents |
| US7166248B2 (en) * | 2003-01-03 | 2007-01-23 | Pactiv Corporation | Reduced VOC emission alkenyl aromatic polymer foams and processes |
| US7358282B2 (en) | 2003-12-05 | 2008-04-15 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Low-density, open-cell, soft, flexible, thermoplastic, absorbent foam and method of making foam |
| US7291382B2 (en) | 2004-09-24 | 2007-11-06 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Low density flexible resilient absorbent open-cell thermoplastic foam |
| US7849369B2 (en) | 2005-10-25 | 2010-12-07 | Waratek Pty Ltd. | Failure resistant multiple computer system and method |
| US8158689B2 (en) | 2005-12-22 | 2012-04-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Hybrid absorbent foam and articles containing it |
| US8063139B2 (en) * | 2009-01-22 | 2011-11-22 | Fina Technology Inc | Methods of making styrenic polymeric compositions and methods of using same |
| DE102011110613B4 (de) * | 2011-08-16 | 2017-06-14 | Frank van Lück | Verfahren zur Herstellung einer extrudierten Schaumbahn sowie nach diesem Verfahren hergestellte Schaumware |
| US11414529B2 (en) * | 2018-06-21 | 2022-08-16 | Fina Technology, Inc. | Polystyrene compositions for foam extrusion |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE313180B (ja) * | 1964-06-02 | 1969-08-04 | Monsanto Chemicals | |
| US4198363A (en) * | 1975-02-25 | 1980-04-15 | Noel, Marquet & Cie, S.A. | Continuous extrusion of thermoplastic materials |
| US4344710A (en) * | 1980-06-10 | 1982-08-17 | Mobil Oil Corporation | Polymer foam extrusion system |
| US4470938A (en) * | 1982-08-27 | 1984-09-11 | Mobil Oil Corporation | Method and apparatus for extrusion of thermoplastic foam |
| DE3741095A1 (de) * | 1987-12-04 | 1989-06-15 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von schaumstoffen mit hoher druckfestigkeit |
| US5250577A (en) * | 1989-08-02 | 1993-10-05 | The Dow Chemical Company | Polystyrene foam made with only carbon dioxide as a blowing agent and a process for making the same |
-
1991
- 1991-07-24 US US07/734,836 patent/US5286429A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-07-15 EP EP92306470A patent/EP0528536A1/en not_active Withdrawn
- 1992-07-24 JP JP4198082A patent/JPH05214147A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0528536A1 (en) | 1993-02-24 |
| US5286429A (en) | 1994-02-15 |
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