JPS59182720A - 比較的高密度のスキン層と比較的低密度のコア層をもつ重合物シ−ト構造体の形成方法および装置 - Google Patents

比較的高密度のスキン層と比較的低密度のコア層をもつ重合物シ−ト構造体の形成方法および装置

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JPS59182720A
JPS59182720A JP58234930A JP23493083A JPS59182720A JP S59182720 A JPS59182720 A JP S59182720A JP 58234930 A JP58234930 A JP 58234930A JP 23493083 A JP23493083 A JP 23493083A JP S59182720 A JPS59182720 A JP S59182720A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本艷明は比較的高１芸度のスキン層と比較的低密ＩＩＩ
のコア層とをもつ熱りｊｊ＋７７性７１９リマ−・／−
ト構造物を形成する方法と装置に関する３、特に本発明
は比較的高密度のスキン層と比較的低密度のコア層とを
もつ７Ｆリスチレンシ−１・構造体を形成する方法と装
置に関する。
比較的高いスキン層密度に比べて比較的低いコア密度を
もつ１８リスチレン発泡体構造を製造することは知られ
ている。例えば米国特許第３，８６４，４４４号および
第ろ、２９９．１９２号な見られたい。例えば、米国特
許第３，２９９．１９２号は、発泡プランチックパイプ
の剛性、液扱い、および断熱能はパイプが押出ダイから
出た短時間以内にパイプ内外壁を急冷することによって
増強されることを述べている。
その特許はこの種の冷却がパイプ」二に不透過性で非孔
質の内側スキンと外側スキンを生ずることを記している
。その特許は、水のような液体の搬送目的のために内側
スキンが外側スキンの５倍までの厚さにつくり得ること
を教示している。その開示はＯＴから８０’Ｆ（−１８
℃から２７°Ｃ）の冷却剤温度を提唱し、例として、押
出体表面ヘ一つのノズルから吹出す冷却剤としての７０
７−（２１℃）の空気の使用をあげている１、このよう
な冷却により、・パイプの厚さの５０−９４％を表わす
一つのコア、パイプの厚さの残りを表わす内側スキンお
」：び’ｙ”ｒ　１則スキン、をもつ・ξイブがつくら
れる。
本発明によれば （，１）　　発泡剤ａ何熔謙ポリマーを、一つのグイを
通して、そのグイとそれと離れて存在し２個の間隔を保
った冷却ロールとによって規定される押出後金域の中に
押出し； （）〕）　　グイとロールとの間の実質的部分を占めか
つロールと間１！φを保った冷却されたシーリング手段
で以て、発泡剤の膨張を少くとも妨げるのに十分な圧力
において押出後頭、賊を維持し、ロールおよびこのシー
リング手段を冷却してそれらの間の空間にある熔融ン１
？リマーが固化するようにし； （・）熔融状押出７１？リマーを冷却ロールの間でそれ
らと接しかつそれらの間を通して移送（−１冷却ロ一ル
表面をポリマー固化温度以下の温度に維持し；そして、 （，１）　　＊？　＋）マーを冷却ロールの間からより
低圧の領域へ移；着する； ことから成る、比較的高密度のスキン層と比較的低密度
のコア層とをもつ重合物シート構造体を形成する方法が
提供される。
もう一つの面においては、本発明は比較的高密度のスキ
ン層と比較的低密度のコア層とをもつ重合物フィルム構
造体を製造する装置にあり、この装置は、 （ａｔ　　発泡剤を含む熔融樹脂を圧力下で供給点から
ダイ排出点へ移送する押出手段； （ｂ）　　グイと関連しかつグイと離れて存在し、押出
された熔融状の発泡剤含有ポリマーを間にかつ接触させ
て受けとるよう適合させた、一対の間隙を保−った駆動
冷却ロール； （す）冷却ロールを熔融ホ′リマー以下の温度に保つ冷
却手段； （ｄ）　　冷却ロールから間隔を保ちかつグイと冷却ロ
ールとの間の空間の実質的部分を占有していろ、グイと
冷却ロールとの間の冷却されたシーリング手段；であり
、ロールとシーリング手段を冷却して、それらの間の空
間にある熔融ポリマーをダイと冷却ロールとの間の領域
を少くとも実質的に圧力シールするよう固化させるよう
にするシーリング手段； の組合せから成り立つ。
第１図は各種の、ｆ　９スチレン発泡体部材の強度の密
度の関数としての比較をグラフ的に表わしており、第２
図は本発明の一つの実施例に従う方法を実施する装置の
断面図である。
第１図を参照すると、その中の曲線は、強度の低下を示
さないだけでなく実際には強度増加も伴なって本発明の
方法によって得られる発泡体平均密度の低下を図解して
いる。曲線１は一定密度の、１ｆｆｉ　ＩＪスチレレフ
泡体生成物、すなわち、そのｓ９　リスチレフの厚さ全
体に密度勾配をもたない生成物、の強度特性を示してい
る。曲線２はコアの両面上に０．５ミル（０，０１ｍ）
の−型窩密度スキンをもツ各種コア密度の４１Ｊスチレ
ン発泡体生成物のビーム強度特性を描いている。曲線６
は一定のコア密度と高密度の各種属さのスキンをもつ；
ｌ’Ｊ：　＋）スチレン発泡体生成物のビーム強度性質
を示している。
曲線２および６は真の勾配を示さないが、それらはその
種の勾配に近似しており、本発明のシート生成物を曲げ
ることによって生ずる応力へ密度をより近く適合させる
ことによってつくり出される劇的な強度増加を描いてい
る。
第１図の曲線を検討すると、２．６ホンド／立方フィー
ト（４１，６ｋｆ／ｍ３）の平均密度をもつ勾配密度の
発泡体生成物は４．６ポンド／立方フィート（６８，８
ｋＰ／；Ｗ　３）の定密度をもつ生成物のビーム強度の
２．６倍のビーム強度を生ずることを示している。この
結果の経済的重要度は明らかである。なぜならば、例え
ば本発明を用いると、現在使用されているｓｑ　ＩＪス
チレレフ量の半分以下しか必要としない、１＝　＋）ス
チレン生成物を、つくることができ、しかもそれは改善
された強度性質をもつからである。製造ラインのスピー
ドもまた押出器からの熔融ポリスチレンの流量を変える
ことなく１００％増大させ得る。
第２図を参照すると、上記の一つの実施例の装置はポリ
マー熔融装置１２を含み、これは発泡性ポリマー９発泡
剤系、およびいずれかの所望の適切な添加剤、ヤ処理お
よび混合することができる［を用装置のいずれかから成
る。このような適切な装置は例えば米国特許第ろ、４８
２，００６号および第４．６４４．７１０号に記載され
、この種の装置の押出領域は第２図に示しかつ以下に述
べる下流系によって置換えられる。
適当なポリマーの例としてポリスチレンまた番ま」”’
）−ｐ−メチルスチレンを、そして適当な発泡剤として
二酸化炭素を用いて、その混合物を熔融装置１２の中で
熔融状態のものにし完全に混合した。この熔融混合物は
次にポリマー通路１６に沿ってポリマー熔融体入口の中
へ圧力下で押し込み、押出スロット１８に通して押出す
。
熔融ポリマー混合物は通路２０の中に加熱流体を流すこ
とによつ（適１りな押出温度に保たれる。
混合物は押出後領域２２の中へかつ駆動冷却ロール２４
の間でそれに接しかつそれらの間を通して押出される。
この過程の間に、熔融混合物が駆動冷却ロール間の今充
満されている間隙から前進して蓄積するときにつくり出
される背圧の結果として、熔融混合物は押出後領域２２
の全容積を充満する。冷却ロールシール２６は押出スロ
ットのリップと冷却ロール２４との間の空間を実質的に
満たしている。しかし、シール２６は冷却ロール２４と
接触はせず、ロールとの摩擦的接触を避けるようになっ
ている。通路２８中の冷却用流体は、シアル間隙６０を
満たす４１７スチレンが固化しそれによって、冷却ロー
ルがｈ６１Ｊスチレンと接触しながら回転するときに冷
却ロール上で実質的磨耗をおこさせることなくそのシー
ルを完成するように、シールを冷却する。ロールの端に
おいてシールを完成し、かつ押出後領域２２を閉もてシ
ール装置へ一体性を与える適当な手段はどれでも使用で
きる。
冷却ロールは熔融ポリスチレンの固化温度以下の適切な
温度に保たれるべきである。駆動冷却口−ルのこの温度
と回転速度がスキン層の厚さを決定する。冷却ロールは
適当な冷却剤例えば水で以て内部的に冷却することがで
き、冷却剤は冷却ロールの内部表面と接触しかくして適
切な冷却温度を１是供することができる。図示していな
いが、水浴は冷却ロールと一緒に用いることができ、そ
の中へ、押出されたポリマーが冷却ロールの間から出た
のちに通ることができる。水浴は冷却ロール間の間隙の
領域の中に維持することができ、あるいは冷却ロールの
周りに完全にひろがっていることができる。いずれの場
合においても、ポリマー構造体は、駆動冷却ロールの間
から水浴の中へ直接に入ることができる。水浴の使用は
また冷却ロールの温度を制御下に保ちかつ低密度コア上
の均質高密度スキンを保証する助けにもなる。
本発明の方法は広汎な種類の熱可塑性樹脂へ適用できる
が、その有効性はスチレン、ｐ−メチルスチレン、エチ
レンあるいは池のオレフィン、アクリル、などのような
エチレン性不飽和七ツマ−の非晶質線状付加ポリマーの
場合に最もよく示される。好ましい物質は主体的量のス
チレンあるいは置換スチレンを含むスチレン性のホモポ
リマーあるいは共重合物である。ダウ６８５．あるいは
モービルケミカルおよびフォスターダラント８が製造す
る類似の汎用樹脂、のような商業的に入手できるポリス
チレンを用いることができる。
慣用的発泡剤はどれでも４１Ｊマ一混合物中に含めるこ
とができ、好ましい発泡剤は低分子量脂肪族炭化水素、
例えばＣ，−Ｃ，ｏ炭化水素、例えば、メタン、エタン
、フロパン、フタン、ｎ−ペンタン、イソ啄ンタるヘキ
サへ　へブタン、およびシフＯ−＜ンタジエ／；フレオ
ン類；および二酸化炭素、である。特に好ましいのはポ
リスチレンあるいはポリ−ｐ−メチルスチレンと用いる
ときには二酸化炭素である。これはポリスチレンが高圧
領域から出るとすぐに、ただしスロットダイリップから
排出される前に、ポリスチレンとともに溶液からＣＯ２
が出るからであると信じられる。この早期分離特性は例
えば投ンタンの場合に可能であるよりも低密度のコアを
もつ発泡体シートをっくり出すはずである。この特徴は
ここに開示する方法以外では完全なスキンをほとんど不
可能にし、何故ならば、この方法なしでは、表面は発泡
をおこし、その後において適切な表面・冷却によってセ
ル形成が妨げられるからである。
所望のモジュラスをもつ発泡構造物をつくるには、一つ
のきわめて低い密度のコアと両表面上の極度に密度の高
いスキンとを必要とする。この低密度コアはＣＯ２で以
て容易に達成されるが、適切なスキンの形成はこの領域
内での発泡を妨げるために高い圧力、代表的には約１５
００ｐｓｉ（１ｘ１０４ＫＰａ）を必要とする。この高
圧はダイを通る押出の前の正常条件であり、この条件が
、ｐｏ　リマーがその表面冷却を受ける間保たれるなら
ば、所望の構造体が得られる。実質的なスキンはスロッ
トダイと並置された駆動冷却ロールの使用によって得る
ことができる。これらの冷却ロールは適切なシールと一
緒になって押出後領域およびダイの中で背圧をＡｌｆｆ
持し、押出体の表面は表面発泡がおこる前に冷却される
１、この押出体の冷却された表面ば機械方向並びに横方
向において膨張するのを妨げられるが、冷却ロール間の
空間を進行するときに厚さにて膨張することは自由であ
る。その後、シートはスキン中のＣＯ２をすべて追い出
すためにある昇温下で熟成することができる。この方法
はスキンの間の珍らしい発泡体構造物を生成する。発泡
体のセルはスキン層に直角にその長軸なもつ。これらの
セルは多少管状に見えシートの厚さの方向において配向
している。
本発明を用いると、発泡剤として二酸化炭素を用いるス
チレンポリマーシートは、表面スキンが５５から６５ポ
ンド／立方フィー）　（８８０かも１０４０ｋｆＡｎ　
３）の範囲の密度をもち、コア密度が１．６から１０ポ
／ド／立方フィート（２１から１６０　ｋｙ／ｍ　３　
）の範囲にあり、このコアがそのシートの厚さの５０−
９７％を表わす、ものをつくることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は密度の関数として各種のホリスチレン発泡部材
の強度の比較をグラフ的に示しており、第２図は本発明
の一つの実ｊ亦例に従う一つの方法を実施するだめの装
置の断面図である。 １２・ポリマー溶融装置　１８・・押出しスロット２２
　・押出後・領賊　　　　　２４・・、駆動冷却ロール
２６・・・冷却１コールシール　６ｏ・・シール間隙Ｆ
ＩＧ、　２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、比較的高１谷度のスキン層と比較的低密度のコア層
    をもつ重合物シート構造体の形成方法であって、（Ｊ）
    ）　　グイとグイから離れた２個の間隔のある回転冷却
    ロールとによって規定される押出後領域中へそのダイを
    通して発泡剤含有熔融ポリママーを押ｊ１肩〜； （１つ）　グイとロールとの間の空間の実質的部分を占
    めかつロールと間隔がある冷却されたシーリング手段で
    以て、発泡剤の膨）壜を少くとも妨げるのに十分な圧力
    に押出後領域を維持し、ロールとシーリング手段はそれ
    らの間にある熔１′ＩＪ！ポリマーが固化されるように
    冷却され；０　熔融押出ポリマーを冷却ロールの間で、
    それらに接触し、かつそれらの間を通して移送し、冷却
    ロール表面をポリマーの同化温度以下の温度に維持１−
    ； （（］）　　７）’リマーを冷却ロールの間からより低
    圧の領域へ移送する； ことから成る方法。 ２、　　ｓ９．リマーがポリスチレンであり発泡剤がＣ
    Ｏ２である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、ポリマーを、回転する冷却ロールの間からポリマー
    固化温度以下に保った水性浴中に移送する、特許請求の
    範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４、水性浴が水浴であって、この水浴は冷却ロール間の
    領域の少くとも一部と接していて、＋、ＯＩＪママ−ロ
    ールの間からこの水浴の中・＼出てくるようにする、特
    許請求の範囲第６項に記載の方法。 ５、　比較的高密度のスキン層と比較的低密度のコア層
    とをもつ重合物フィルム構造体の製造装置であって、 （、う）発泡剤を含む熔融樹脂を圧力下で供給点からグ
    イ排出点へ移送するための押出手段；（ｂ）　　グイと
    関連しかつグイと離れて存在し、および押出された熔融
    状の発泡剤含有４　リマを間隙のある一対の駆動冷却し
    ゴールの間１ｔこかっこＡ１うのロールと接触さ琥て受
    けとるよう適合さぜたロール： （ｃｌ　　冷却ロールを熔融ポリマー以下の温度にお（
    ・て維持する冷却手段： （・〕）冷却１コールから間隔がありかつグイと冷却ロ
    ールとの間の空間の実質的部分を占める、グイと冷却ロ
    ールとの間の冷却されたシーリング手段であって、ロー
    ルとこのシーリング手段は冷却され、それらの間の空間
    にある熔融、＋？　ＩＪママ−固化されてグイと冷却ロ
    ールの間の領域を少くとも実質的に圧力ノールしかつそ
    の中に背圧を発現させる； 各手段からなる装置。 ６、押出−′ｌ？リマー固化貌度以下の温度において水
    と接触さ猜で冷却ロール間の領域の少くとも一部を保つ
    ための水浴装置を含む、特許請求の範囲第５項に記載の
    装置１、
JP58234930A 1982-12-13 1983-12-13 比較的高密度のスキン層と比較的低密度のコア層をもつ重合物シ−ト構造体の形成方法および装置 Pending JPS59182720A (ja)

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EP (1) EP0112058A3 (ja)
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