TW201430034A - 用於隔熱容器之聚合材料 - Google Patents

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Jason J Paladino
Milan C Maravich
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Jeffrey A Mann
Randy A Bowlds
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Abstract

一種配製品包含一聚合材料、一成核劑、一發泡劑以及一表面活性劑。該配製品可用於形成一容器。

Description

用於隔熱容器之聚合材料 [優先權要求]
本申請案根據35 U.S.C.§ 119(e)要求2012年10月26日提交的美國臨時申請序號61/719,096、2012年12月14日提交的美國臨時申請序號61/737,564以及2013年3月13日提交的美國臨時申請序號61/780,275之優先權，它們全部藉由引用明確結合在此。
本揭露涉及可以形成以生產容器之聚合材料並且具體地說是隔熱的聚合材料。更具體地說，本揭露涉及可以形成以生產隔熱之非芳香族聚合材料的基於聚合物之配製品。
根據本揭露的一種聚合材料包含一聚合樹脂和多種成孔劑。在多個說明性實施方式中，將聚合樹脂和成孔劑的一共混物擠出或以其他方式形成以生產一隔熱的多孔非芳香族聚合材料。
在多個說明性實施方式中，可以形成一種根據本揭露生產的隔熱多孔非芳香族聚合材料以生產一隔熱杯或其他產品。在多個說明性實施方式中，使用聚丙烯樹脂來形成該隔熱的多孔非芳香族聚合材料。
在多個說明性實施方式中，一隔熱的多孔非芳香族聚合材料包含具有高熔體強度的一聚丙烯基礎樹脂、聚丙烯共聚物或均聚物(或二者)、以及多種成孔劑，該等成孔劑包含至少一種成核劑和一發泡劑如二氧化碳。在多個說明性實施方式中，該隔熱的多孔非芳香族聚合材料進一步包含一增滑劑。該聚丙烯基礎樹脂具有廣泛分佈的單峰(而不是雙峰)分子 量分佈。
在多個說明性實施方式中，在兩個階段中將根據本揭露的一種基於聚丙烯的配製品進行加熱並擠出以生產一管狀擠出物(在一擠出過程中)，可以對該管狀擠出物進行切片以提供一隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶。在多個說明性實施方式中，在第一擠出階段中將處於惰性氣體形式的一發泡劑引入到熔化的樹脂之中。
在多個說明性實施方式中，使用該隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶來形成一隔熱杯。該隔熱杯包括具有一套筒形狀的側壁的一主體、和聯接至該主體以與該側壁相協作來形成用於儲存食物、液體或任何適合產品的一內部區域的一底板。該主體還包括聯接至該側壁的一上端的一卷起的邊沿、和聯接至該側壁的一下端並聯接至該底板的一底板固定件。
在多個說明性實施方式中，該隔熱的多孔非芳香族聚合材料被配置來提供用於在該主體的至少一個選定區域(例如該側壁、該卷起的邊沿、該底板固定件、以及包括在該底板固定件中的一底板保持凸緣)中實現局部塑性變形之手段，以提供(1)在該主體的所選定區域的一第一部分中具有第一密度的一可塑性變形的第一材料節段、以及(2)在該主體的所選定區域的一相鄰第二部分中具有相對較低的第二密度的一第二材料節段。在多個說明性實施方式中，該第一材料節段比該第二材料節段更薄。
在考慮到示例說明如目前認為是實施本揭露的最佳方式的多個說明性實施方式時，本揭露的另外的特徵對於本領域技術人員來說將是清楚的。
可以形成根據本揭露生產的一隔熱的多孔非芳香族聚合材料以生產如圖2至圖9所示的一隔熱杯10。例如，該隔熱的多孔非芳香族聚合材料包含具有高熔體強度的一聚丙烯基礎樹脂、聚丙烯共聚物或均聚物(或二者)、以及多種成孔劑，該等成孔劑包含至少一種成核劑和一發泡劑如二氧化碳。再例如，該隔熱的多孔非芳香族聚合材料進一步包含一增滑劑。 該聚丙烯基礎樹脂具有廣泛分佈的單峰(而不是雙峰)分子量分佈。
一材料形成過程100使用了根據本揭露的一基於聚丙烯的配製品121來生產隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82，如圖1所示。將配製品121在兩個階段中進行加熱並擠出以生產一管狀擠出物124，可以將該擠出物切開以提供隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82，如例如圖1所圖解。將處於液化的惰性氣體形式的一發泡劑引入到第一擠出區帶中的熔化樹脂122中。
使用隔熱的多孔非芳香族聚合材料來形成隔熱杯10。隔熱杯10包括具有套筒形狀的側壁18的一主體11和一底板20，如2和圖4所示。底板20被聯接至主體11並且與側壁18相協作以在其間形成用於儲存食物、液體或任何適合產品的一內部區域14。主體11還包括聯接至側壁18的一上端的一卷起的邊沿16和將側壁18的一下端與底板20相互聯接的一底板固定件17，如圖5所示。
隔熱的多孔非芳香族聚合材料根據本揭露被配置來提供用於在主體11的至少一個選定區域(例如側壁18、卷起的邊沿16、底板固定件17、以及包括在底板固定件17中的一底板保持凸緣26)中實現局部塑性變形的手段，以提供(1)在主體11的所選定區域的一第一部分中具有第一密度的一可塑性變形的第一材料節段、以及(2)在主體11的所選定區域的一相鄰第二部分中具有相對較低的第二密度的一第二材料節段，例如像圖2和圖6至圖9中所示。在多個說明性實施方式中，該第一材料節段比該第二材料節段薄。
本揭露的一方面提供了一種用於製造隔熱的多孔非芳香族聚合材料之配製品。如在此所提及的，一隔熱的多孔非芳香族聚合材料係指其中形成有孔的一擠出的結構、並且在給定厚度下具有所希望的隔熱特性。本揭露的另一方面提供了用於製造具有隔熱的多孔非芳香族聚合材料的擠出的結構的一樹脂材料。本揭露的再另一方面提供了一種包含隔熱的多孔非芳 香族聚合材料之擠出物。本揭露的又另一方面提供了一種由隔熱的多孔非芳香族聚合材料形成的材料結構。本揭露的另一方面提供了一種由隔熱的多孔非芳香族聚合材料形成的容器。
在多個示例性實施方式中，一種配製品包含至少兩種聚合材料。在一個示例性實施方式中，主要聚合物或基礎聚合物包含具有長鏈支化的高熔體強度聚丙烯。在一個示例性實施方式中，該聚合材料還具有不均勻的分散性。長鏈支化通過由所述聚合物的另一個共價鍵合的鏈、或者在接枝共聚物情況下由另一種類型的鏈置換一單體亞單元上的取代基例如氫原子而發生。例如，在聚合過程中的鏈轉移反應可以引起該聚合物的支化。長鏈支化係用比線性聚合物鏈的平均臨界纏結距離更長的側聚合物鏈長度進行支化。長鏈支化一般被理解為包括具有至少20個碳原子的聚合物鏈，這取決於用於聚合的具體單體結構。支化的另一個實例係藉由在聚合完成之後對聚合物進行交聯。一些長鏈支化聚合物在沒有交聯的情況下形成。聚合物鏈支化可對材料特性具有顯著影響。最初被稱為多分散指數的分散度係所測量的用於表徵聚合程度的術語。例如，自由基聚合產生了附接至其他自由基單體亞單元以產生聚合物鏈長度和聚合物鏈重量的分佈之自由基單體亞單元。不同類型的聚合反應如活性聚合、逐步聚合、以及自由基聚合由於特定反應機制而產生了不同分散度值。分散度被確定為重均分子量與數均分子量的比率。均勻的分散度一般被理解為接近或等於1的值。不均勻的分散度總體上被理解為大於2的值。聚丙烯材料的最終選擇可以將最終材料的特性、在配製過程中所需要的另外的材料以及在擠出過程中的條件考慮在內。在多個示例性實施方式中，高熔體強度聚丙烯可以是能容納一氣體(如下文所討論的)、產生所希望的孔大小、具有所希望的表面光滑度、並且具有可接受的氣味水平(如果有的話)的材料。
適合的聚丙烯基礎樹脂的一個說明性實例係DAPLOYTM WB140均聚物(可從北歐化工公司(Borealis A/S)獲得)，它係一高熔體強度的結 構同分異構改性的聚丙烯均聚物(如根據藉由引用結合在此的ISO 16790所測試的熔體強度=36，使用藉由引用結合在此的ISO 11357，熔融溫度=325.4℉(163℃))。
北歐化工的DAPLOYTM WB140的特性(如北歐化工產品手冊中所描述)：
還可以使用具有適合的熔體強度、支化以及熔融溫度的其他聚丙烯聚合物。可以使用數種基礎樹脂並將它們混合在一起。
在某些示例性實施方式中，一次要聚合物可以與該基礎聚合物一起使用。該次要聚合物可以是例如具有足夠結晶度的一聚合物。該次要聚合物還可以是例如具有足夠結晶度和熔體強度的一聚合物。在多個示例性實施方式中，該次要聚合物可以是至少一種結晶的聚丙烯均聚物、一抗衝擊聚丙烯共聚物、其混合物或類似物。一個說明性實例係可作為F020HC從布拉斯科公司(Braskem)獲得的高結晶的聚丙烯均聚物。另一個說明性實例係可作為PRO-FAX SC204TM(例如可從里安德巴塞爾工業公司(LyndellBasell Industries Holdings,B.V.)獲得)商購的一抗衝擊聚丙烯共聚物。另一個說明性實例係可從布拉斯科公司獲得的Homo PP-INSPIRE 222。所包括的另一個說明性實例係可從沙特基礎工業公司(Sabic)獲得的稱為PP 527K的可商購的聚合物。另一個說明性實例係 作為XA-11477-48-1從里安德巴塞爾工業公司商購的一聚合物。在一方面，該聚丙烯可以具有一高結晶度，即在10℃/min的冷卻速率下結晶相的含量超過51%(如使用差示掃描量熱法所測試的)。在多個示例性實施方式中，可以使用數種不同的次要聚合物並將它們混合在一起。
在多個示例性實施方式中，該次要聚合物可以是或者可以包括聚乙烯。在多個示例性實施方式中，該次要聚合物可以包括低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、前述中的至少兩種的聚甲基丙烯酸甲酯混合物等等。非聚丙烯材料的使用可以影響再循環能力、隔熱、可微波能力、抗衝擊性或其他特性，如下文所進一步討論的。
可以使用一或多種成核劑來提供並控制成核部位以在擠出過程中促進熔化的樹脂中的孔、氣泡或空隙的形成。成核劑意指在熔化的樹脂混合物中提供孔形成部位的一化學或物理材料。成核劑可以是物理試劑或化學試劑。適合的物理成核劑具有所希望的顆粒大小、長徑比和最大粒徑(top-cut)特性、形狀、以及表面相容性。實例包括但不限於滑石粉、CaCO3、雲母、高嶺土、甲殼質、鋁矽酸鹽、石墨、纖維素、碳奈米管、魔石英(dragonite)、二氧化矽、以及前述中至少兩種之混合物。該成核劑可以與被引入到漏斗中的聚合物樹脂配製品共混。可替代地，該成核劑可以添加到在擠出器中的熔化的樹脂混合物之中。當達到化學反應溫度時，該成核劑起作用使得在熔化的樹脂中產生孔的氣泡能夠形成。化學發泡劑的一說明性實例係檸檬酸或者基於檸檬酸的材料。在分解之後，該化學發泡劑形成小氣孔，該等小氣孔進一步用作從物理發泡劑或其他類型的發泡劑生長更大孔的成核部位。一個代表性實例係HydrocerolTM CF-40ETM(可從科萊恩公司(Clariant Corporation)獲得)，它含有檸檬酸和一結晶成核劑。另一個代表性實例係HydrocerolTM CF-05ETM(可從科萊恩公司獲得)，它含有檸檬酸和一結晶成核劑。在多個說明性實施方式 中，可以添加一或多種催化劑或其他反應劑來加速或促進孔的形成。
在某些示例性實施方式中，可以併入一或多種發泡劑。發泡劑意指起作用來擴大成核部位的一物理材料或一化學材料(或者多種材料的組合)。多種成核劑和多種發泡劑可以一起工作。發泡劑起作用以藉由在熔化的樹脂中形成孔來減小密度。該發泡劑可以添加到在擠出器中的熔化的樹脂混合物之中。物理發泡劑的代表性實例包括但不限於二氧化碳、氮氣、氦氣、氬氣、空氣、水蒸汽、戊烷、丁烷或前述的其他烷烴混合物等等。在某些示例性實施方式中，可以採用加工助劑來提高物理發泡劑的溶解度。可替代地，物理發泡劑可以是一種氫氟烴(如1,1,1,2-四氟乙烷，它還稱為R134a)、一種氫氟烯烴(如但不限於1,3,3,3-四氟丙烯，它還稱為HFO-1234ze)、或者其他鹵代烷烴或鹵代烷烴製冷劑。可以對該發泡劑進行選擇以將環境影響考慮在內。
在多個示例性實施方式中，物理發泡劑典型地是在壓力下作為液體經由如圖1所示的擠出器的一端口而引入到熔化的樹脂中的氣體。在該熔化的樹脂通過該擠出器和模頭時，壓力下降，引起物理發泡劑從液態相變成氣態，從而在擠出的樹脂中產生孔。過量氣體在擠出之後放出，而剩餘的氣體被截留在擠出物的孔中。
化學發泡劑係降解或反應以產生一氣體的材料。化學發泡劑可以是吸熱或放熱的。化學發泡劑典型地在某一溫度下降解以分解並釋放氣體。在一方面，化學發泡劑可以是選自下組的一或多種材料，該組由以下各項組成：偶氮二甲醯胺；偶氮二異丁腈；苯磺醯肼；4,4-氧基苯磺醯胺基脲；對-甲苯磺醯胺基脲；偶氮二甲酸鋇；N,N’-二甲基-N,N’-二亞硝基對苯二甲醯胺；三肼基三嗪；甲烷；乙烷；丙烷；正丁烷；異丁烷；正戊烷；異戊烷；新戊烷；甲基氟；全氟甲烷；乙基氟；1,1-二氟乙烷；1,1,1-三氟乙烷；1,1,1,2-四氟乙烷；五氟乙烷；全氟乙烷；2,2-二氟丙烷；1,1,1-三氟丙烷；全氟丙烷；全氟丁烷；全氟環丁烷；甲基氯；亞甲 基氯；乙基氯；1,1,1-三氯乙烷；1,1-二氯-1-氟乙烷；1-氯-1,1-二氟乙烷；1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷；1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷；三氯單氟甲烷；二氯二氟甲烷；三氯三氟乙烷；二氯四氟乙烷；氯七氟丙烷；二氯六氟丙烷；甲醇；乙醇；正丙醇；異丙醇；碳酸氫鈉；碳酸鈉；碳酸氫銨；碳酸銨；亞硝酸胺；N,N’-二甲基-N,N’-二亞硝基對苯二甲醯胺；N,N’-二亞硝基亞戊基四胺；偶氮二甲醯胺；偶氮二異丁腈；偶氮環己基腈；偶氮二胺基苯；偶氮二甲酸鋇；苯磺醯肼；甲苯磺醯肼；對，對’-氧基雙(苯磺醯肼)；二苯基碸-3,3’-二磺醯肼；疊氮化鈣；4,4’-二苯基二磺醯基疊氮化物；以及對-甲苯磺醯基疊氮化物。
在其中使用了一化學發泡劑的本揭露的一個方面，該化學發泡劑可以引入到添加到漏斗中的樹脂配製品之中。
在本揭露的一個方面，該發泡劑可以是在分解時形成氣體的一可分解材料。這種材料的一代表性實例係檸檬酸或基於檸檬酸的材料。在本揭露的一個示例性方面，有可能使用物理和化學泡劑的一混合物。
在本揭露的一個方面，可以將至少一種增滑劑併入到該樹脂混合物中以有助於增加生產率。增滑劑(也稱為一加工助劑)係用於描述在轉化過程中和轉化之後被添加到樹脂混合物中並對該聚合物提供表面潤滑的一般類別的材料的一術語。增滑劑還可以減小或消除模流涎(die drool)。增滑劑材料的代表性實例包括脂肪或脂肪酸的醯胺，如但不限於芥酸醯胺和油醯胺。在一個示例性方面，可以使用從油烯基(單不飽和的C18)到芥酸基(單不飽和的C22)的醯胺。增滑劑材料的其他代表性實例包括低分子量的醯胺和氟彈性體。可以使用兩種或更多種增滑劑的組合。增滑劑可以按母料球粒形式提供並且可以與樹脂配製品共混。
可以任選地併入一或多種另外的組分和添加劑，如但不限於抗衝擊改性劑、著色劑(如但不限於二氧化鈦、碳黑、以及其變體等)以及混配再磨料(compound regrind)。
該聚合物樹脂可以與任何另外所希望的組分共混並且熔融以形成一樹脂配製品混合物。
除表面形貌學和形態學之外，發現對獲得沒有皺痕的高質量的隔熱杯有益的另一個因素係該隔熱的多孔非芳香族聚合條帶的各向異性。長徑比係孔的長軸與短軸的比率。如藉由顯微鏡檢查所確認，在一個示例性實施方式中，在隔熱的多孔非芳香族聚合材料的所擠出條帶82的機器方向67(機器方向或沿著腹板方向)上的平均孔尺寸係約0.0362英寸(0.92mm)寬×約0.0106英寸(0.27mm)高。因此，機器方向的孔大小長徑比係約3.5。在橫向(橫向於腹板(cross-web)的方向或橫向方向(transverse direction))上的平均孔尺寸係約0.0205英寸(0.52mm)寬×約0.0106英寸(0.27mm)高。因此，橫向長徑比係1.94。在一個示例性實施方式中，發現對於在杯形成過程中經受壓縮力的條帶來說，該等孔的一個所希望的平均長徑比係在約1.0與約3.0之間。在一個示例性實施方式中，該等孔的一個所希望的平均長徑比係在約1.0與約2.0之間。
機器方向的與橫向的孔長度比率被用作所擠出條帶的各向異性的一度量。在多個示例性實施方式中，一隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶可以是雙軸取向的，其中各向異性係數的範圍在約1.5與約3之間。在一個示例性實施方式中，該各向異性係數係約1.8。
如果該杯的圓周與具有超過約3.0的孔長徑比的所擠出條帶82的機器方向67對齊，則在杯的內表面上典型地形成具有超過約200微米的深度的深皺痕，這使得杯不能使用。意外的是，在一個示例性實施方式中發現，如果該杯的圓周在可以表徵為孔長徑比低於約2.0的所擠出條帶82的橫向上對齊，則在該杯的內部沒有形成深皺痕，這表明在杯形成過程中所擠出條帶82的橫向更抗壓縮力。
對於在杯圓周方向(如在橫向)上包含具有低於約2.0的長徑比的孔的所擠出條帶的更大壓縮性的一個可能的原因可以歸因於具有更大半徑的 孔的更低應力密度。另一個可能的原因可以是，更高的孔長徑比可以指與抗彎強度成反比的更高的孔壁長厚比。在壓縮模式中將該條帶折疊成多個褶皺可以近似為孔壁的彎曲。對於具有更長長度的孔壁，該長厚比(長度比直徑)可以更高。減輕壓縮應力的又另一個可能的因素可以是在橫向上堆積在孔壁中以允許聚合物鏈在壓縮力下重排的一更有利的聚合物鏈。預期聚合物鏈較佳的是取向並更緊密地堆積在機器方向67上。
在多個示例性實施方式中，與所形成的杯圓周沿著其中孔長徑比低於約2.0的所擠出條帶的方向的對齊相組合。因此，面向杯內部具有低於約100埃的晶疇大小的所擠出條帶的表面可以提供實現具有小於約5微米深的瑕疵的所希望的表面形貌學的有利結果。
在本揭露的一方面，聚丙烯樹脂(基礎樹脂、或組合的基礎樹脂與次要樹脂)可以具有在約0.01g/cm3至約0.19g/cm3的範圍的密度。在一個示例性實施方式中，該密度可以處於約0.05g/cm3至約0.19g/cm3的範圍內。在一個示例性實施方式中，該密度可以處於約0.1g/cm3至約0.185g/cm3的範圍內。
在一替代性示例性實施方式中，可以使用聚乳酸材料代替聚丙烯作為主要聚合物，該聚乳酸材料如但不限於來源於基於食物的材料(如玉米澱粉)的聚乳酸材料。在一個示例性實施方式中，可以使用聚乙烯作為主要聚合物。
在本揭露的一個示例性方面，對於在形成一隔熱的多孔非芳香族聚合材料中有用的材料的一配製品包含以下各項：包含高熔體強度長鏈支化的聚丙烯的至少一種主要樹脂、包含高結晶的聚丙烯均聚物或抗衝擊共聚物的至少一種次要樹脂、至少一種成核劑、至少一種發泡劑、以及至少一種增滑劑。可任選地，可以併入一著色劑。
該配製品可以經由如圖1所示的一漏斗引入到一擠出器之中。在擠出過程中，對該配製品進行加熱並使其熔融以形成一熔化的樹脂混合物。在 多個示例性實施方式中，經由該擠出器中的一或多個端口將至少一種物理發泡劑引入到該熔化的樹脂混合物之中。隨後通過一模口擠出該熔化的樹脂混合物和氣體。
在另一個示例性實施方式中，該配製品可以含有至少一種化學發泡劑與至少一種物理發泡劑二者。
杯或其他容器或結構可以根據常規裝置和方法由薄板形成。
僅出於非限制性說明的目的，將描述由在此揭露的材料的一個示例性實施方式形成一個杯；然而，該容器可以是多種可能形狀或結構中的任一種或者可用於多種應用，如但不限於常規飲料杯、儲存容器、瓶或類似物。僅出於非限制性說明的目的，液體飲料將用作該容器可含有的材料；然而該容器可容納液體、固體、凝膠、其組合或其他材料。
例如在圖1中示出了一材料形成過程100。材料形成過程100將一非芳香族聚合材料擠出成一隔熱的多孔非芳香族聚合材料薄板或條帶82，如圖1所示。例如，材料形成過程100使用一串聯擠出技術，其中一第一擠出器111和一第二擠出器112相協作以擠出隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82。
如圖1所示，將隔熱的多孔非芳香族聚合材料82的配製品121裝載到聯接到第一擠出器111上的一漏斗113之中。該配製品121可以處於球粒、粒狀薄片、粉末或其他適合的形式。藉由包括在第一擠出器111中的一螺杆114，隔熱的多孔非芳香族聚合材料的配製品121從漏斗113移動。藉由從螺杆114施加熱量105和壓力，在第一擠出器111的一第一擠出區帶內，配製品121轉變成一熔化的樹脂122，如圖1所示。在多個示例性實施方式中，在產生熔化的樹脂122之後可以將一物理發泡劑115引入並混合到熔化的樹脂122之中。在多個示例性實施方式中，如在此進一步所討論的，該物理發泡劑可以是作為一加壓液體經由端口115A引入的一氣體並且可與熔化的樹脂122混合以形成一熔化的擠出樹脂混合物123，如圖1所示。
藉由螺杆114將擠出樹脂混合物123運送到包括在第二擠出器112中的一第二擠出區帶內，如圖1所示。在第二擠出區帶內，擠出樹脂混合物123由第二擠出器112進行進一步加工，隨後通過聯接到第二擠出器112的一末端上的一擠出模口116排出，以形成擠出物124。在擠出樹脂混合物123通過擠出模口116時，氣體115從擠出樹脂混合物123的溶液中出來並且開始形成孔並且膨脹以使得擠出物124產生。如圖1示出的一示例性實施方式，擠出物124可以藉由一環形擠出模口116形成以形成一管狀擠出物。隨後，一切條機117切割擠出物124以產生一隔熱的多孔非芳香族聚合材料薄板或條帶82，如圖1所示。
擠出物意指離開一擠出模口的材料。該擠出物材料可以處於如但不限於以下形式中：薄板、條帶、管、細絲(thread)、球粒、顆粒、或者是如在此所述一基於聚合物的配製品通過一擠出器模口擠出的結果的其他結構。僅出於說明的目的，一薄板將被稱為可以形成的、但旨在包括在此所討論的多種結構的代表性擠出物結構。該擠出物可以進一步形成為多種最終產品中的任一種，如但不限於隔熱的多孔非芳香族聚合材料的杯、容器、託盤、包裹物、條帶的捲筒或者類似物。
例如，捲繞隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82以形成一隔熱的多孔非芳香族聚合材料卷並且儲存以隨後用於杯形成過程。然而，有待與杯形成過程線上(in-line)使用的隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82處於本揭露的範圍內。在一個說明性實例中，將隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82與具有薄膜的皮層和印刷在該薄膜上以提供高質量圖形的油墨層疊層。
使用隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82形成一隔熱杯10，如圖2和3所示。隔熱杯10包括例如具有一套筒形狀的側壁18的一主體11、和聯接至主體11以與側壁18相協作形成用於儲存食物、液體或任何適合產品的一內部區域14的一底板20，如圖2所示。主體11還包括聯接至側壁18的一 上端的一卷起的邊沿16、和聯接至側壁18的一下端並聯接至底板20的一底板固定件17，如圖2和圖7所示。
主體11由如在此揭露的一隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82形成。根據本揭露，隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶82被配置來藉由施加壓力和熱量(儘管在多個示例性實施方式中，配置可以不施加熱量)來提供用於在主體11的至少一個選定區域內實現局部塑性變形的手段，以提供位於主體11的所選定區域的一第一部分中的、具有第一密度的一塑性變形的第一薄板節段和位於主體11的所選定區域的一相鄰第二部分中的、具有低於該第一密度的第二密度的一第二薄板節段，而不會使隔熱的多孔非芳香族聚合材料薄板破裂，這樣使得在主體11中維持一預定的隔熱特徵。
其中局部塑性變形係由該隔熱的多孔非芳香族聚合材料實現的、主體11的第一所選定區域101係處於套筒形狀的側壁18之中，如圖2、圖5以及圖6所示。套筒形狀的側壁18包括一豎立的內部接片(inner tab)514、一豎立的外部接片512以及一豎立的柵欄513，如圖2、圖5、以及圖6所示。豎立的內部接片514被安排成從底板20向上延伸並且被配置成提供在主體11的第一所選定區域101內具有第一密度的第一薄板節段。豎立的外部接片512被安排成從底板20向上延伸並且與豎立的內部接片514沿著其之間的介面I配合，如圖6所示。豎立的柵欄513被安排成使豎立的內部接片514和豎立的外部接片512相互連接並包圍內部區域14。豎立的柵欄513被配置來提供在主體11的第一所選定區域101內具有第二密度的第二薄板節段並且與豎立的內部接片514和豎立的外部接片512相互協作以形成套筒形狀的側壁18，如圖2至圖5所示。
其中局部塑性變形由該隔熱的多孔非芳香族聚合材料薄板實現的、主體11的第二個所選定區域102處於包括在主體11內的卷起的邊沿16中，如圖2、圖4、圖5、以及圖7所示。卷起的邊沿16被聯接至套筒形狀的側壁18的一上端以與底板20處於間隔開的關係並在內部區域14中框出 (frame)一開口。卷起的邊沿16包括一內部卷起的接片164、一外部卷起的接片162、以及一卷起的唇部163，如圖2、圖4、圖5、以及圖7所示。內部卷起的接片164被配置來在主體11的第二個所選定區域102內提供第一薄板節段。內部卷起的接片164聯接至包括在套筒形狀的側壁18中的豎立的外部接片512的一上端。外部卷起的接片162聯接至包括在捲筒形狀的側壁18中的豎立的內部接片514的一上端、並且聯接至內部卷起的接片164的一面向外部的外表面上。卷起的唇部163被安排成將內部卷起的接片164和外部卷起的接片162中的每一個的相對面對的側邊緣相互聯接。卷起的唇部163被配置來提供在主體11的第二個所選定區域102內具有第二密度的第二薄板節段、並且與內部卷起的接片164和外部卷起的接片162相互協作以形成卷起的邊沿16，如圖2所示。
其中局部塑性變形由該隔熱的多孔非芳香族聚合材料薄板實現的、主體11的第三個所選定區域103處於包括在主體11內的一底板固定件中，如圖2、圖5以及圖8所示。底板固定件17聯接至套筒形狀的側壁18的一下端以與卷起的邊沿16處於間隔開的關係中並且聯接至底板20以相對於套筒形狀的側壁18在一固定位置中支撐底板20，以形成內部區域14。底板固定件17包括一腹板支撐環126、一底板保持凸緣26、以及一腹板25。腹板支撐環126聯接至套筒形狀的側壁18的下端、並且被配置來提供在主體11的第三個所選定區域103內具有第二密度的第二薄板節段。底板保持凸緣26聯接至底板20並且被安排成由腹板支撐環126包圍。腹板25被安排成將底板支持凸緣26與腹板支撐環126相互連接。腹板25被配置成提供在主體11的第三個所選定區域103內具有第一密度的第一薄板節段。
其中局部塑性變形由該隔熱的多孔非芳香族聚合材料薄板實現的、主體11的第四個所選定區域104處於底板固定件17的底板保持凸緣中，如圖2、圖5、以及圖9所示。底板保持凸緣26包括豎立的厚窄板和薄窄板的交替序列，該等窄板按邊靠邊(side-to-side)的關係安排以從腹板25朝 向由套筒形狀的側壁18和底板20界定的內部區域14向上延伸。第一豎立的厚窄板261被配置成包括從腹板25朝向內部區域14向上延伸的一右側邊緣。第二個豎立的厚窄板262被配置成包括一左側邊緣，該左側邊緣被安排成從腹板25朝向內部區域14向上延伸並且與第一豎立的厚窄板261的右側邊緣處於間隔開的對立關係中。第一豎立的薄窄板260被安排成將第一豎立的厚窄板261的左側邊緣與第二個豎立的厚窄板262的右側邊緣相互連接、並且與左側邊緣和右側邊緣相協作以於其間限定一豎直的通道263，該豎立的通道向內開口進入一較低的內部區域，該內部區域由底板維持凸緣26和包括在底板20中的一水平平臺21限定、並且位於底板維持凸緣26上方。第一豎立的薄窄板260被配置成在主體11的第四個所選定區域104中提供第一薄板節段。第一豎立的厚窄板261被配置成在主體11的第四個所選定區域104中提供第二薄板節段。
用於生產隔熱杯10的隔熱多孔非芳香族聚合材料的壓縮性允許該隔熱多孔非芳香族聚合材料被製備用於隔熱杯10的機械元件，而沒有其他非芳香族聚合材料所經歷的限制。該材料的多孔性質提供了如上文討論的隔熱特徵，同時對塑性變形的敏感性允許在沒有破裂的情況下生產該材料。當該隔熱多孔非芳香族聚合材料經受一壓力負載時所經歷的塑性變形被用於在除去壓力負載之後在該隔熱多孔非芳香族聚合材料中形成一永久的定形(set)。在一些位置中，對永久定形的位置進行定位以提供隔熱多孔非芳香族聚合材料薄板的受控的聚集。
該塑性變形還可以用於在該薄板中產生折線以在組裝過程中進行處理時控制該薄板的變形。當存在變形時，在藉由變形形成的空隙中的材料的缺乏提供了用於允許材料在變形位置處容易折疊的泄壓處(relief)。
如在此所述形成的隔熱多孔非芳香族聚合材料薄板的一潛在的意外的特點係在一給定厚度下獲得的高隔熱值。參見例如以下實例1和實例2。
由根據本揭露的多個示例性實施方式的隔熱多孔非芳香族聚合材料 形成的杯的一潛在的特點係該杯具有低的材料損失。此外，本揭露的材料在經受來自常規廚房類型的微波爐的熱量持續高達數分鐘的時間段時可具有顯著低的廢氣排放(off-gassing)。
由根據本揭露的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的杯的另一個潛在的特點在於，該杯可以放置在並且經受常規家用或商用洗碗機清潔循環(頂架)，而沒有很明顯的結構或材料損壞或者對材料特性的不良影響。這係與在相似清潔過程中可損壞的珠粒狀的膨脹性聚苯乙烯杯或容器進行比較而論的。因此，可以清潔並重複使用根據本揭露的一個方面製作的杯。
由根據本揭露的不同方面的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的一物品的另一個潛在的特點在於該物品可以再循環。可再循環指可添加(如再磨)一材料回到一擠出或其他形成其他形成過程而沒有材料組分分離，即由該材料形成的一物品在重新進入擠出過程之前不必被操控以除去一或多種材料或組分。例如，具有疊層到杯外部上的一印刷的薄膜層的杯如果在將杯磨成粒子之前不需要分離出薄膜層，則它可以是可再循環的。相反，紙包裹的膨脹性聚苯乙烯杯可能是不可再循環的，因為該聚苯乙烯材料實際上不能用作形成一膨脹性聚苯乙烯杯的材料，即使該杯材料也許可能形成另一種產品。再例如，由具有一非苯乙烯印刷的薄膜層黏合在其上的非膨脹性聚苯乙烯材料形成的杯可被認為是不可再循環的，因為它將要求聚苯乙烯杯材料從非苯乙烯薄膜層上分離，這對於作為再磨部分引入到擠出過程中將是不希望的。
由本揭露的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的物品的再循環能力使產生的一次性廢棄物的量最小化。相比之下，珠粒狀的膨脹性聚苯乙烯杯分解成珠粒並因此在使用形成該物品的相同材料的製造過程中一般不可容易地重新使用。並且，典型地具有一擠出塗覆的塑膠層或者塑膠疊層用於液體耐受性的紙杯一般是不可再循環的，因為在商業再循環操作中不同的 材料(紙、黏合劑、薄膜、塑膠)通常在實際上不能分離。
由根據本揭露的一個方面的材料(一非疊層過程)形成的杯子或其他物品的一潛在的特點在於該隔熱多孔非芳香族聚丙烯薄板的外(或內或二者)壁表面(在形成杯子之前或者在杯子形成過程中，這取決於所採用之製造過程)可以接受高解析度圖形的印刷。常規珠粒狀的膨脹性聚苯乙烯杯具有典型地不足夠平滑以接受除低解析度圖形之外的印刷的一表面。同樣，已知未塗覆的紙杯也典型地不具有一足夠平滑的表面用於這類高解析度圖形。紙杯可以被塗覆以具有所希望的表面光潔度並且可以實現高解析度。紙在實現隔熱水平方面具有困難並且需要將一設計的氣隙併入到杯中或者與杯相關聯，以實現隔熱，如滑動到杯的一部分上並在其上滑動的一套筒。因此，解決方案一直是使用低解析度印刷、將已經印刷的薄膜疊層到外壁上、或者使印刷套筒(黏結的抑或可除去的)在外壁上插入或者塗覆該紙以接受高解析度圖形。
由根據本揭露的一個方面的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的杯的一潛在的特點在於它擁有意外的如藉由硬度所度量的強度。硬度係在室溫下和在提高的溫度下(例如藉由用熱液體填充該杯)、在降低的溫度下(例如藉由用冷液體填充該杯)進行並且測量該材料的硬度的一度量。杯材料的強度對於減小杯子由使用者致使變形並且蓋子彈出(popping off)或者蓋子或側壁密封洩漏的可能性係很重要的。
由根據本揭露的一個方面的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的杯的一潛在的特點在於它擁有意外的如藉由硬度所度量的強度。
由根據本揭露的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的杯的一潛在的特點在於該套筒係抗穿孔的，如藉由一吸管、叉、勺、指甲或類似物進行的穿孔，如藉由如下文所述的標準抗衝擊測試所測量的。測試材料證明當與一珠粒狀膨脹性聚苯乙烯杯相比時的實質上更高的抗衝擊性。因此，由根據如在此所述的一個方面的材料形成的杯可以減少穿孔和熱液體洩漏到使 用者身上的可能性。
具有壓縮邊沿和接縫、由根據如在此所述的一個方面的材料形成的杯的一特點在於更大數量的這類杯可以嵌套在一給定的套筒長度中，因為該接縫更薄並且可以使側壁角度最小化(即相對於杯底更接近90°)同時提供足夠的氣隙以允許容易地脫除嵌套。具有實質上比側壁更厚的一接縫的常規接縫形成的杯要求更大的側壁角度(和氣隙)以允許脫除嵌套，從而導致更少的杯能嵌套在一給定的套筒長度中。
由根據本揭露的一個方面的材料形成的杯的特點在於該邊沿可以具有少於約0.170英寸(4.318mm)的截面輪廓，這可能是由於局部的孔變形和壓縮。這種小輪廓比更大的輪廓在審美學上更令人愉悅。
由根據本揭露的一個方面的材料形成的杯的特點在於不同體積的杯子的卷起的邊沿直徑可以相同，從而使得一蓋子大小能夠用於不同杯子大小，假定該杯子邊沿外徑相同。因此，可以減少庫存中的和使用時的不同大小蓋子的數量。
該材料配製品可以具有允許薄板在沒有破裂的情況下被壓縮的特性。
由根據本揭露的一個方面的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的杯的一潛在的特點在於該杯可以排出處於氣體形式的物理發泡劑並且經歷與周圍環境的氣體交換以填充泡沫空隙。因此，可以檢測到多種發泡劑或多種發泡劑的混合物。
由根據本揭露的一個方面的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的杯的一潛在的特點在於該杯由於隨著周圍空氣和環境冷卻而可以經歷結晶固化(crystallization curing)。因此，杯子硬度將以意外的強度增加。
本揭露的隔熱多孔非芳香族聚合材料可以形成一個條帶，該條帶可以包裹在其他結構周圍。例如，可以形成可以用作一包裹材料的根據本揭露的一個方面的材料條帶並且將它包裹在一管子、管道或其他結構周圍以 提供改進的隔熱性。該薄板或條帶可以具有施加到一面或兩面上的一黏合劑層如一壓敏性黏合劑層。該條帶可以被捲繞成一捲筒。可任選地，該條帶可以具有與其相關聯的一釋放襯墊以使該條帶較容易地從該捲筒中解開。例如藉由使用具有足夠柔性以使擠出的薄板足夠柔性以便捲繞成一捲筒的一或多種聚丙烯或其他聚烯烴材料，可以將該聚合物配製品適配成提供必要的柔性來形成一包裹條帶或可捲繞條帶。該隔熱多孔非芳香族聚合材料可以形成可在一杯上插入以提供額外的隔熱性的一套筒。
在多個示例性實施方式中，由本揭露的隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的薄板可以在模口處進行切割或者切成薄片並用作一塊狀隔熱體。
本揭露的配製品和隔熱多孔非芳香族聚合材料滿足了對可以形成物品(如杯)的一材料的長久感覺到的需要，該物品包括很多(如果不是所有的話)隔熱性能的特點，準備好用於再循環能力、抗穿孔性、抗易碎性、可微波能力以及如在此討論的其他特點。其他人未能提供實現如所附申請專利範圍中所反映的該等特點的組合的一材料。這種不足係該等特點與競爭性設計的選擇相關聯的結果。例如，其他人已經產生了多種材料且由該等產生了多種結構，該等材料和結構基於設計選擇是隔熱的，但是經受不良抗穿孔性、有效再循環無能性、並且缺乏可微波能力的影響。相比之下，在此揭露的該等配製品和材料藉由使用一隔熱多孔非芳香族聚合材料克服了其他人的該等不足。在此對2012年6月7日提交且題為隔熱容器(INSULATED CONTAINER)之美國申請號13/491,007的涉及由這類隔熱多孔非芳香族聚合材料形成的物品(如杯)的揭露內容做出引用，該申請特此以其全部內容結合在此。
在不同實施方式中本揭露的材料可以用於深拉伸熱成型(即拉伸大於約2英寸或者深度大於產品直徑的約一半)。
高密度聚合物的常規塞輔助的熱成形(plug assisted thermoforming)的修改可包括以下中的至少一種：
‧修改泡沫配製品以增加材料彈性並防止泡沫破碎，如但不限於抗衝擊改進劑(Vistomax)、β成核劑(美利肯公司(Milliken))或類似物。
‧使用一氣墊塞輔助；一用於在塞與材料之間產生氣體屏障以在不與該塞接觸的情況下將材料移動到容器的底板中的過程。這將允許導致孔變形和殘次產品的材料變形和撕裂更少。
‧在擠出過程中增加橫向於機器方向的材料取向以允許在形成(拉伸)時有限的收縮。接近於一的孔長徑比可使收縮最小化。
‧產生具有各種化學性質的一個多層擠出腹板以抵抗塞標記、使孔變形最小化、並使成形強度最大化。
‧使用一紅外熱成型爐或等效物來在相比於材料表面的材料核心處提供均勻材料溫度。這可以藉由使用正確熱源並且從一常規設計延伸爐長度來實現。
‧使用允許足夠材料伸展而沒有薄膜破裂以攜帶飾紋的一流延薄膜或者使用一直接印刷後形成過程(direct print post form process)(乾膠印)。
在一實施方式中，該配製品包含50-100wt%之主要基礎樹脂。適合地，該配製品包含70-100wt%之主要基礎樹脂。適合地，該配製品包含50-99.69wt%之主要基礎樹脂。適合地，該配製品包含50-95wt%之主要基礎樹脂。適合地，該配製品包含50-85wt%之主要基礎樹脂。適合地，該配製品包含55-85wt%之主要基礎樹脂。如以上所定義，可以使用任何適合的主要基礎樹脂。在一具體實施方式中，該主要基礎樹脂係DAPLOYTM WB140均聚物(可從北歐化工公司獲得)。
在另一實施方式中，該配製品包含0-50wt%之次要樹脂。適合地，該配製品包含0-30wt%之次要樹脂。適合地，該配製品包含10-45wt%之 次要樹脂。如以上所定義，可以使用任何適合的次要樹脂。在一具體實施方式中，該次要樹脂選自高結晶的聚丙烯均聚物F020HC(可從布拉斯科公司獲得)和PP 527K(可從沙特基礎工業公司獲得)。
在另一實施方式中，該配製品包含0-10wt%之增滑劑。適合地，該配製品包含0-5wt%之增滑劑。更適合地，該配製品包含1-3wt%之增滑劑。如以上所定義，可以使用任何適合的增滑劑。在一具體實施方式中，該增滑劑係線性低密度聚乙烯AmpacetTM 102823 LLDPE。
在另一實施方式中，該配製品包含0-10wt%之著色劑。適合地，該配製品包含1-5wt%之著色劑。適合地，該配製品包含0-3wt%之著色劑。適合地，該配製品包含0.5-1.5wt%之著色劑。如以上所定義，可以使用任何適合的著色劑。在一具體的實施方式中，該著色劑係TiO2。
在另一實施方式中，該配製品包含0-20wt%之成核劑。適合地，該配製品包含0-10wt%之成核劑。適合地，該配製品包含0-5wt%之成核劑。適合地，該配製品包含0.1-2.5wt%之成核劑。適合地，該配製品包含0.35-1.5wt%之成核劑。適合地，配製品包含0.4-1.2wt%之成核劑。甚至更適合地，配製品包含0.5-1.1wt%之成核劑。如以上所定義，可以使用任何適合的成核劑或多種成核劑。在一具體實施方式中，該成核劑選自HydrocerolTM CF-40ETM(可從科萊恩公司獲得)、HPR-803i纖維(可從美利肯公司獲得)滑石粉及其混合物。
在另一實施方式中，該成核劑包括一主要成核劑和一次要成核劑。適合地，該配製品包含0.01-10wt%之主要成核劑。適合地，該配製品包含0.01-5wt%之主要成核劑。適合地，該配製品包含0.01-0.15wt%之主要成核劑。更適合地，該配製品包含0.02-0.1wt%之主要成核劑。更適合地，該配製品包含0.03-0.7wt%之主要成核劑。如以上所定義，可以使用任何適合的主要成核劑。該主要成核劑可被定義為本身包含一成核劑的一化學發泡劑或化學起泡劑。在一具體實施方式中，該主要成核劑係 HydrocerolTM CF-40ETM(可從科萊恩公司獲得)。
適合地，該配製品包含0.01-10wt%之次要成核劑。適合地，該配製品包含0.01-5wt%之次要成核劑。適合地，該配製品包含0.1-2.2wt%之次要成核劑。更適合地，該配製品包含0.3-1.7wt%之次要成核劑。甚至更適合地，該配製品包含0.4-1.5wt%之次要成核劑。最適合地，該配製品包含0.45-1.25wt%之次要成核劑。如以上所定義，可以使用任何適合的次要成核劑。在一具體實施方式中，該次要成核劑選自HPR-803i纖維(可從美利肯公司獲得)和滑石粉。
在另一實施方式中，該配製品包含：50-99.65wt%之主要基礎樹脂
0-50wt%之次要樹脂
0-10wt%之增滑劑
0-10wt%之著色劑
0.35-1.5wt%之成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：50-95wt%之主要基礎樹脂
0-50wt%之次要樹脂
0-10wt%之增滑劑
0-10wt%之著色劑
0.4-1.2wt%之成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：55-85wt%之主要基礎樹脂
0-50wt%之次要樹脂
0-10wt%之增滑劑
0-10wt%之著色劑
0.45-1.25wt%之成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含： 50-99.69wt%之主要基礎樹脂
0-50wt%之次要樹脂
0-10wt%之增滑劑
0-10wt%之著色劑
0.01-1.5wt%之主要成核劑
0.3-1.7wt%之次要成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：50-95wt%之主要基礎樹脂
0-50wt%之次要樹脂
0-10wt%之增滑劑
0-10wt%之著色劑
0.02-1.0wt%之主要成核劑
0.4-1.5wt%之次要成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：55-85wt%之主要基礎樹脂
0-50wt%之次要樹脂
0-10wt%之增滑劑
0-10wt%之著色劑
0.03-0.7wt%之主要成核劑
0.45-1.25wt%之次要成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：81.45wt%之主要基礎樹脂
15wt%之次要樹脂
2wt%之增滑劑
1wt%之著色劑
0.05wt%之主要成核劑
0.5wt%之次要成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：76.45wt%之主要基礎樹脂
20wt%之次要樹脂
2wt%之增滑劑
1wt%之著色劑
0.05wt%之主要成核劑
0.5wt%之次要成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：56.45wt%之主要基礎樹脂
40wt%之次要樹脂
2wt%之增滑劑
1wt%之著色劑
0.05wt%之主要成核劑
0.5wt%之次要成核劑
在另一實施方式中，該配製品包含：80.95wt%之主要基礎樹脂
15wt%之次要樹脂
2wt%之增滑劑
1wt%之著色劑
0.05wt%之主要成核劑
1wt%之次要成核劑
根據本發明的另一方面，提供了一種用於製備隔熱材料的方法，該方法包括以下步驟：a)提供如在此所定義的一配製品， b)混合該配製品，c)將該混合的配製品加熱到一熔化狀態，d)將至少一種發泡劑添加到該熔化的、混合的配製品中，並且e)將該配製品擠出成為一擠出物。
可任選地，用於形成隔熱材料的該方法另外包括以下步驟：f)使該擠出物形成一容器。
適合地，該容器係一個杯。
在一實施方式中，步驟(d)的發泡劑係一物理發泡劑。適合地，該發泡劑選自二氧化碳、氮氣、氦氣、氬氣、空氣、水蒸汽、戊烷、丁烷、氫氟烴、氫氟烯烴、鹵代烷烴、鹵代烷烴製冷劑、以及其混合物。更適合地，該發泡劑係二氧化碳。
在一實施方式中，步驟(d)包括在0.5-4 lbs/h的質量流速下添加至少一種發泡劑。適合地，步驟(d)包括在1.5-3 lbs/h的質量流速下添加至少一種發泡劑。更適合地，步驟(d)包括在1.7-2.5 lbs/h的質量流速下添加至少一種發泡劑。甚至更適合地，步驟(d)包括在2-2.4 lbs/h的質量流速下添加至少一種發泡劑。最適合地，步驟(d)包括在2.2 lbs/h的質量流速下添加至少一種發泡劑。
根據本發明的另一方面，提供了一種藉由如在此所定義的方法可獲得的、獲得的或者直接獲得的產品。
適合地，藉由如在此所定義的方法可獲得的、獲得的或者直接獲得的產品係一多孔材料。在一實施方式，“多孔材料”定義了具有多個內部空隙的一材料。更適合地，該產品係一隔熱容器。甚至更適合地，該產品係一隔熱杯。
在一實施方式中，如在此揭露的聚合材料可以具有約0.05至約0.4的密度。在多個說明性實施方式中，該聚合材料可以具有以下的密度：約0.075至約0.25、約0.2至約0.4、約0.3至約0.4、約0.1至約0.2、或者約0.1 至約0.3。在多個說明性實施方式中，該聚合材料可以具有以下的密度：約0.05、約0.1、約0.11、約0.12、約0.13、約0.14、約0.15、約0.16、約0.17、約0.18、約0.19、或者約0.2。在一實施方式中，該聚合材料可以是一容器。在一實施方式中，該聚合材料可以是一個杯。
在一實施方式，該聚丙烯基礎樹脂具有一單峰的分子量分佈和以下的多分散指數：約4至約20、約4至約10、約4至約8、約4至約7、約4至約6、約5至約6、約9至約10、約5至約20、約5至約15、以及約5至約10。在一實施方式中，該聚丙烯基礎樹脂具有一單峰的分子量分佈和約4、約5、約6、約7、約8、約9或約10的多分散指數。
在一實施方式中，該聚合材料包含根據ISO 16790具有約20至約36的熔體強度的一聚丙烯基礎樹脂材料。在一實施方式中，該聚合材料包含根據ISO 16790具有約20、約24、約28、約32、以及約36的熔體強度的一聚丙烯基礎樹脂材料。
在一實施方式中，該聚合材料包含具有約130℃至約165℃的熔融溫度的一聚丙烯基礎樹脂材料。在一實施方式中，該聚合材料包含具有約140℃至約165℃、約150℃至約165℃、或者約160℃至約165℃的熔融溫度的一聚丙烯基礎樹脂材料。在一實施方式中，該聚合材料包含具有約130℃、約140℃、約150℃、約160℃、約163℃、或者約165℃的熔融溫度的一聚丙烯基礎樹脂材料。
在一實施方式中，該聚合材料包含一次要聚合物，該次要聚合物包含在10℃/min冷卻速度下具有超過30%、35%、40%、45%、50%、51%、52%、53%、54%或55%的結晶相的一結晶聚丙烯均聚物。
在機器方向的上的平均孔尺寸可以是約5μm至約45μm寬和約10μm至約90μm高。在一實施方式中，在機器方向的上的平均孔尺寸係約6μm寬和約12μm高。在一實施方式中，在機器方向的上的平均孔尺寸係約5μm寬和約10μm高。在一實施方式中，在機器方向的上的平均孔尺寸係 約15μm寬和約30μm高。
在橫向(也被稱為橫向方向)上的平均孔尺寸可以是約5μm至約25μm寬和約10μm至約60μm高。在一實施方式中，在橫向上的平均孔尺寸係約6μm寬度和約12μm高度。在一實施方式中，在橫向上的平均孔尺寸係約5μm寬和約10μm高。在一實施方式中，在橫向上的平均孔尺寸係約15μm寬和約30μm高。
5‧‧‧線
10‧‧‧隔熱杯
11‧‧‧主體
14‧‧‧內部區域
16‧‧‧卷起的邊沿
17‧‧‧底板固定件
18‧‧‧側壁
20‧‧‧底板
21‧‧‧水平平臺
25‧‧‧腹板
26‧‧‧底板保持凸緣
67‧‧‧機器方向
82‧‧‧隔熱多孔非芳香族聚合材料條帶
100‧‧‧材料形成過程
101‧‧‧第一所選定區域
102‧‧‧第二所選定區域
103‧‧‧第三所選定區域
104‧‧‧第四所選定區域
105‧‧‧熱量
111‧‧‧第一擠出器
112‧‧‧第二擠出器
113‧‧‧漏斗
114‧‧‧螺杆
115‧‧‧物理發泡劑
115A‧‧‧物理發泡劑口
116‧‧‧擠出模口
117‧‧‧切條機
121‧‧‧配製品
122‧‧‧熔化樹脂
123‧‧‧擠出樹脂混合物
124‧‧‧擠出物
126‧‧‧腹板支撐環
162‧‧‧外部卷起的接片
163‧‧‧卷起的唇部
164‧‧‧內部卷起的接片
260‧‧‧第一豎立的薄窄板
261‧‧‧第一豎立的厚窄板
262‧‧‧第二豎立的厚窄板
263‧‧‧豎直的通道
512‧‧‧豎立的外部接片
513‧‧‧豎立的柵欄
514‧‧‧豎立的內部接片
I‧‧‧介面
詳細的說明特別涉及以下多個附圖，其中：圖1係根據本揭露的一材料形成過程的圖解和透視圖，示出該材料形成過程，從左到右包括將隔熱的多孔非芳香族聚合材料的一配製品放置在一漏斗中，從而被饋送到一第一擠出器的一第一擠出區帶中，在該第一擠出區帶中施加熱量和壓力以形成熔化的樹脂；並且示出將一發泡劑注射到該熔化的樹脂中以形成一擠出樹脂混合物，將該混合物饋送到一第二擠出器的一第二擠出區帶中，在該第二擠出區帶中該擠出樹脂混合物離開並膨脹以形成一擠出物，將該擠出物切開以形成一隔熱的多孔非芳香族聚合材料條帶；圖2係由包含圖1的隔熱的多孔非芳香族聚合材料之材料條帶製成的一隔熱杯的透視圖，示出該隔熱杯包括一主體和一底板、並且示出該主體的四個區域已經分解開以揭示塑性變形的局部區，塑性變形在那些區域內提供了增加的密度，而同時維持在該主體內的一預定的隔熱特徵；圖3係包括在圖2的隔熱杯的主體中的一側壁的一部分的放大的截面視圖，示出該側壁由一薄板和圖1的隔熱多孔非芳香族聚合材料條帶製成，該薄板從左到右包括具有一薄膜的一皮層(skin)、一油墨層、以及一黏合劑層；圖4係圖2的隔熱杯的分解元件視圖，示出該隔熱杯從上到下包括該底板和該主體，該主體包括一卷起的邊沿、該側壁、以及一底板固定件， 該底板固定件被配置來使該底板與該側壁如圖2所示地相互連接；圖5係沿著圖2的線5-5截取的截面視圖，示出包括在該隔熱杯的主體中的該側壁包括大體上均勻的厚度並且該底板被聯接到包括在該主體中的底板固定件上；圖6至圖9係示出圖2的隔熱杯的第一、第二、第三以及第四區域的一系列視圖，每個區域都包括局部塑性變形；圖6係沿著圖2的線5-5截取的局部截面視圖，示出第一區域處於該主體的側壁內；圖7係沿著圖2的線5-5截取的局部截面視圖，示出第二區域處於該主體的卷起的邊沿內；圖8係沿著圖2的線5-5截取的局部截面視圖，示出第三區域處於包括在該主體的底板固定件中的一連接腹板內；圖9係沿著圖2的線5-5截取的局部截面視圖，示出第四區域處於包括在該主體的底板固定件中的一腹板支撐環內；圖10係示出了經受溫度測試的根據本揭露的隔熱杯的示例性實施方式之性能隨著時間推移之圖表；圖11係示出了經受如實例3隔熱-熱測試方法中所述的溫度測試的根據本揭露的隔熱杯的熱溫度性能隨著時間推移之圖表；圖12係示出了經受如實例3隔熱-熱測試方法中所述的溫度測試的根據本揭露的隔熱杯的熱溫度性能隨著時間推移之圖表；圖13係示出了經受如實例3隔熱-冷測試方法中所述的溫度測試的根據本揭露的隔熱杯的冷溫度性能隨著時間推移之圖表；圖14係示出了經受如實例3隔熱-冷測試方法中所述的溫度測試的根據本揭露的隔熱杯的冷溫度性能隨著時間推移之圖表；圖15係由該隔熱的多孔非芳香族聚合材料製成的託盤之照片；圖16係示出了在實例6中測試的杯子的外側壁溫度隨著時間推移之圖 表；圖17係示出了在實例7中測試的杯子的外側壁溫度隨著時間推移之圖表；圖18係示出了在實例8中測試的杯子的外側壁溫度隨著時間推移之圖表；圖19係示出了在實例9中測試的杯子的外側壁溫度隨著時間推移之圖表；並且圖20係示出了在實例10中測試的杯子的外側壁溫度隨著時間推移之圖表。
實例
以下實例僅出於說明的目的而進行闡述。除非另外規定，否則在這類實例中出現的份數和百分比係按重量計的。在本揭露中引用或提及的所有ASTM、ISO以及其他標準測試方法藉由引用以其全部內容結合在此。
實例1-配製與擠出
將DAPLOYTM WB140聚丙烯均聚物(可從北歐化工公司獲得)用作聚丙烯基礎樹脂。將可從布拉斯科公司獲得的F020HC(它係一聚丙烯均聚物樹脂)用作次要樹脂。將這兩種樹脂與以下各項共混：作為主要成核劑的HydrocerolTM CF-40ETM、作為次要成核劑的滑石粉、作為發泡劑的CO2、一增滑劑、以及作為著色劑的二氧化鈦。百分比係：79.9% 主要樹脂：高熔体強度聚丙烯，北歐化工WB140 HMS
15% 次要樹脂：F020HC(布拉斯科公司)
0.1% 主要成核劑：Clariant Hyrocerol CF-40ETM
2% 次要成核劑：滑石粉
1% 着色劑：TiO2 PE(可替代地，可使用PP)
2% 增滑劑：可從安配色公司(Ampacet Corporation)獲得的 AmpacetTM 102823 LLDPE(線性低密度聚乙烯)
將該配製品添加到一擠出器漏斗中。該擠出器加熱該配製品以形成一熔化的樹脂混合物。將以下各項添加到這種混合物之中：1.1 lbs/h CO2
0.7 lbs/h R134a。
將二氧化碳與R134a注入到該樹脂共混物中以使該樹脂膨脹並減小密度。通過一模頭將由此形成的混合物擠出成一薄板。然後對該薄板進行切割並使其形成一個杯。
實例1-測試結果
根據實例1形成的材料的測試結果顯示該材料具有約0.1902g/cm3的密度和約0.089英寸(2.2606mm)的標稱薄板規格。
可微波能力
將使用這種材料生產的、填充有12盎司室溫水的容器在一FISO微波站(1200瓦特)微波爐中加熱2.5min，而沒有燃燒或燒焦或對杯子有其他可見影響。相比之下，在相同微波爐中加熱的紙杯在少於90秒內燒焦或燃燒。
硬度
測試方法
使樣品處於73℉(22.8℃)和50%相對濕度下。使用含有測力元件的一水平測力計來測量當杯暴露於以下測試條件下時的抵抗力，從而進行杯剛度/硬度測試：(a)在杯上的測試位置係從杯子邊沿向下1/3處；(b)測試之行進距離係0.25英寸(6.35mm)；以及(c)測試之行進時間係10秒鐘。
測試結果
在平均壁厚度為約0.064英寸(1.6256mm)、平均密度為約0.1776g/cm3以及平均杯重量為約9.86g的情況下，該材料的硬度顯示在以下表1 至表2中。
隔熱性
測試方法
使用如下一種典型的工業杯隔熱性測試方法：
‧用膠水將(杯外部)表面溫度熱電偶附接至杯。
‧用玻璃紙膠帶將熱電偶膠帶附接至杯以使得該熱電偶處於杯的中間處與接縫相對。
‧如在一微波爐中將水或其他水性液體加熱至接近沸騰。
‧用一球形溫度計連續攪拌該熱液體，同時觀察該液體的溫度。
‧記錄熱電偶溫度。
‧當液體達到200℉(93.3℃)時，將其倒入杯中至接近滿為止。
‧將蓋子置於杯上。
‧記錄表面溫度，持續最少5分鐘。
材料厚度係約0.089英寸(2.2606mm)。密度係約0.1902g/cm3。
使用由以上所述的配製品形成的一個杯，該杯具有約0.190g/cm3的密度和約0.089英寸的壁厚度。將在200℉下的熱液體置於該杯中。
測試結果
在杯外壁上測量的溫度係約140.5℉(60.3℃)，引起約59.5℉(33℃)的下降。所觀察到的在5分鐘的時間段上的最大溫度在約140.5℉(60.3℃)處達到峰值。溫度越低，杯材料的隔熱特性越好，因 為該材料減少了從液體到杯材料外部的傳熱。
易碎性
易碎性可以被定義為對撕裂或穿孔引起的破碎的抗性。
測試方法
使用在ASTM D1922-93中描述的埃爾門多夫(Elmendorf)測試方法。撕裂的半徑係1.7英寸(43.18mm)。
測試結果
測試結果顯示在以下表3至表4中。如在本揭露的一示例性實施方式中形成的材料當與EPS比較時提供了對撕裂力的優異抗性。
應指出，沒有獲得膨脹性聚苯乙烯的橫向方向的測試數據，因為膨脹性聚苯乙烯由於其製造過程而不具有材料取向，即機器方向或橫向方向。本揭露的測試材料的範圍(計算為：範圍下限=平均值-(3 x標準差)；範圍上限=平均值+(3 x標準差))在機器方向上是約213克-力至約351克-力並且在橫向方向上是約143克-力至約281克-力。相比之下，測試的膨脹性聚苯乙烯材料的範圍係約103克-力至約121克-力。
穿孔抗性
測試方法：
確定使杯側壁和底部穿孔需要的力和行程。使用處於壓縮模式的、行進速度設定為每分鐘10英寸(254mm)一英斯特朗(Instron)儀器。使用在英斯特朗基座上的杯穿孔測試固定裝置。此固定裝置允許杯裝配在一形狀上，該形狀配合在杯內，其中頂表面垂直於英斯特朗測試儀的行程。該固定裝置的一英寸直徑孔應定位成向上。英斯特朗的移動的部分應裝配有0.300英寸(7.62mm)直徑的穿孔器。在該測試固定裝置中該穿孔器與該孔對齊。將杯置於該固定裝置上並且記錄使該杯側壁穿孔需要的力和行程。在三個等間隔的位置處重複側壁穿孔測試，而不在杯的接縫上進行穿孔測試。對杯的底部進行測試。這應按與側壁測試相同的方式進行，除不需要使用固定裝置之外。僅將杯顛倒地置於英斯特朗基座上，同時使該穿孔器下降到杯底部的中心處。
測試結果
典型側壁穿孔和底部穿孔的結果顯示在下表5中。
緩慢穿孔抗性-吸管
測試方法
使用如ASTM D-3763-86中所述的緩慢穿孔抗性測試方法，如本揭露的一示例性實施方式中形成的材料當與膨脹性聚苯乙烯相比較時提供了對穿孔的優異抗性。測試結果顯示在以下表6至表9中。
測試結果
實例2-配製與擠出
使用以下配方：81.70% 北歐化工WB140HMS主要聚丙烯
0.25% 艾默科(Amco)A18035 PPRO滑石粉填充的濃縮物
2% 安配色102823加工助劑PE MB線性低密度聚乙烯增滑劑
0.05% Hydrocerol CF-40E化學起泡劑
1% Colortech 11933-19著色劑
15% 布拉斯科F020HC高結晶度均聚物聚丙烯
將3.4 lbs/h的CO2引入到該熔化的樹脂之中。
形成的條帶的密度範圍係從約0.155g/cm3至約0.182g/cm3。
將該配製品添加到一擠出器漏斗之中。該擠出器加熱該配製品以形成一熔化的樹脂混合物。將CO2添加到該混合物中以使該樹脂膨脹並減小密度。通過一模頭將由此形成的混合物擠出成一個條帶82。然後對該條帶進行切割並使其形成隔熱杯10。
實例2-測試結果
在多個示例性實施方式中，擠出的隔熱多孔非芳香族聚合材料的一管有當擠出材料時在不同冷卻條件下形成的兩個表面。將進一步稱為該擠 出管的外表面的一表面與空氣相接觸並且不具有限制膨脹的物理障礙。所擠出管表面的外表面藉由吹送壓縮空氣來以等於或高於每秒12℉的冷卻速率冷卻。在相反側上的表面將被稱為所擠出管的內表面。當在物理地限制所擠出管的內部的魚雷頭芯棒(torpedo mandrel)的金屬冷卻表面上在腹板或機器方向上拉伸所擠出管並且藉由水與壓縮空氣的組合來以低於每秒10℉的冷卻速率冷卻所擠出管時形成所擠出管內表面。在多個示例性實施方式中，冷卻水溫度係約135℉(57.22℃)。在多個示例性實施方式中，冷卻空氣溫度係約85℉(29.44℃)。作為不同冷卻機制的結果，所擠出管的外表面和所擠出管內表面具有不同的表面特徵。已知冷卻速率和方法影響了改變形態學(晶疇的大小)和形貌學(表面輪廓和光滑度)的聚丙烯結晶過程。
如在此所述的一擠出薄板的多個示例性實施方式的一意外的特點在於當薄板彎曲以形成一圓形物品如杯時形成一明顯光滑、沒有皺痕和褶皺的表面的能力。該表面甚至在杯子內部也是光滑並且沒有褶皺的，在杯子內部壓縮力典型地引起材料容易地壓出皺痕，尤其是對於具有大的孔尺寸的低密度材料來說。在多個示例性實施方式中，如藉由顯微鏡檢查檢測的隔熱多孔非芳香族聚合材料的一擠出薄板的表面光滑度使得當在杯形成過程中經受伸展和壓縮力時，在杯外表面和內表面自然發生的壓痕(皺痕或褶皺)的深度可以小於約100微米。在一個示例性實施方式中，光滑度可以小於約50微米。在一個示例性實施方式中，光滑度可以是約5微米或更小。在約10微米深和更小時，杯表面上的微褶皺一般是肉眼不可見的。
在一個示例性實施方式中，由包括一皮層和一隔熱多孔非芳香族聚合材料條帶的一薄板形成的一隔熱杯具有從杯頂部到底部延伸的、約200微米深的典型皺痕(深褶皺)。在一個示例性實施方式中，由僅包括一隔熱多孔非芳香族聚合材料條帶(沒有皮層)的一薄板形成的一隔熱杯具有從杯頂部到杯底部延伸的、約200微米深的典型皺痕。當在壓縮模式中擠 出管內部面向杯內部時典型地形成具有從約100微米至約500微米深度的這類皺痕。皺痕和深褶皺可呈現不能令人滿意的表面質量問題，從而使得成品杯不可用或者不合需要。皺痕可以在其中薄板包括一皮層或者不包括一皮層的情況下形成。
在多個示例性實施方式中，可以將該隔熱多孔非芳香族聚合材料擠出為條帶。然而，顯微圖像顯示在所擠出的條帶內存在兩個相異的層，即暗淡的外部擠出管層和有光澤的內部擠出管層。這兩個層之間的不同在於因晶疇大小不同所致的表面反射率。如果將黑色標記物用於對藉由顯微鏡檢查的表面進行塗色，則消除了反射率並且兩個表面之間的差異可以是最小的或者不可檢測的。
在一個示例性實施方式中，製備沒有任何皮層的一樣品條帶。使用黑色標記物來消除這兩個層之間的反射率的任何差異。圖像顯示孔大小和孔分佈在整個條帶厚度中是相同的。約200微米深的一皺痕作為其中孔壁在壓縮力下塌陷的表面中的一折痕可見。
在TA儀器DSC 2910上在氮氣氛中進行的差示掃描量熱分析顯示隨著冷卻速率的增加，條帶的聚合物基質材料的結晶溫度和結晶度降低，如下表10所示。
差示掃描量熱法數據證明結晶和隨後的第二次加熱熔融溫度以及結晶度百分比對結晶過程中的冷卻速率的依賴性。隔熱多孔非芳香族聚合材料條帶的多個示例性實施方式可以具有在約160℃(320℉)與約172℃(341.6℉)之間的熔融溫度、在約108℃(226.4℉)與約135℃(275℉)之間的結晶溫度、以及在約42%與約62%之間的結晶度百分比。
在多個示例性實施方式中，如在每分鐘10℃的加熱和冷卻速率下藉由差示掃描量熱法測定的擠出薄板具有約162℃(323.6℉)的熔融溫度、約131℃(267.8℉)的結晶溫度、以及約46%的結晶度。
意外地發現，擠出管外表面在壓縮模式中有利地工作而不會引起顯著的皺折，並且因此一個杯(或其他結構)可以有利地製作成擠出管外表面面向隔熱杯內部。內部擠出管層與外部擠出管層對壓縮力的抗性的差異可歸因於該等層的形態學的差異，因為它們在不同冷卻速率下進行結晶。
在形成一擠出薄板的示例性實施方式中，該內部擠出管表面可藉由水冷卻和壓縮空氣的組合來進行冷卻。該外部擠出管表面可藉由使用具有循環水和空氣出口的魚雷頭藉由壓縮空氣進行冷卻。較快冷卻速率可導致較小尺寸的晶體形成。典型地，冷卻速率越高，形成的較小晶體的相對量 越大。在Panalytical X’pert MPD Pro衍射儀上使用45KV/40mA下的Cu輻射進行隔熱多孔非芳香族聚合材料的一示例性擠出薄板的X-射線衍射分析。已確認，該外部擠出管表面具有約99埃的晶疇大小，而該內部擠出管表面具有約114埃的晶疇大小。在多個示例性實施方式中，隔熱多孔非芳香族聚合材料的一擠出條帶可具有低於約200埃的晶疇大小。在多個示例性實施方式中，隔熱多孔非芳香族聚合材料的一擠出條帶可具有較佳的是低於約115埃的晶疇大小。在多個示例性實施方式中，隔熱多孔非芳香族聚合材料的一擠出條帶可具有低於約100埃的晶疇大小。
硬度
測試方法
該測試方法與實例1中描述的硬度測試相同。
測試結果
硬度測試結果顯示在下表11中。
隔熱性
測試方法--壁溫度
使用由如上所述的配製品形成的一隔熱杯，該隔熱杯具有約0.18g/cm3的密度和約0.074英寸(1.8796mm)的壁厚度。將200℉(93.3℃)的一熱液體置於該杯中。
測試結果
在杯外壁上測量的溫度係約151℉(66.1℃)，下降了約49.0℉(27.2℃)。觀察到的在5分鐘時間段上的最大溫度在約151℉(66.1℃)處達到峰值。
按熱導率形式進行了隔熱性測試。
測試方法-熱導率
此測試測量了在環境溫度和93℃(199.4℉)下測量的本體熱導率(W/m-K)。使用了一ThermTest TPS 2500 S熱常數分析器(Thermal Constants Analyzer)儀器，採用ISO/DIS 22007-2.2的測試方法並且使用低密度/高隔熱選項。使用具有Kapton®隔熱膜的TPS感測器#5501(0.2521英寸半徑(6.403mm半徑))進行所有測量。使用0.02瓦特功率進行20秒測試。報告了使用100至200個點的數據。
測試結果
測試結果顯示在下表12中。
實例3-配製和擠出
將DAPLOYTM WB140聚丙烯均聚物(可從北歐化工公司獲得)用作聚丙烯基礎樹脂。將可從布拉斯科公司獲得的F020HC(它係一聚丙烯均聚物樹脂)用作次要樹脂。將這兩種樹脂與以下各項共混：作為化學發泡劑的HydrocerolTM CF-40ETM、作為成核劑的滑石粉、作為物理發泡劑的CO2、一增滑劑、以及作為著色劑的二氧化鈦。可以將著色劑添加到基礎樹脂中或者次要樹脂中並且可以在混合這兩種樹脂之前進行。百分比係：81.45% 主要樹脂：北歐化工WB140 HMS高熔体強度均聚物聚丙烯
15% 次要樹脂：布拉斯科F020HC均聚物聚丙烯
0.05% 化學發泡劑：科莱恩Hyrocerol CF-40ETM
0.5% 成核劑：Heritage Plastics HT4HP滑石粉
1% 着色劑：Colortech 11933-19 TiO2 PP
2% 增滑劑：可從安配色公司獲得的AmpacetTM 102823加工助劑LLDPE(線性低密度聚乙烯)
2.2 lbs/h 引入到熔化的樹脂中的CO2物理發泡劑
形成的條帶的密度範圍係從約0.140g/cm3至約0.180g/cm3。
將該配製品添加到一擠出器漏斗中。該擠出器加熱該配製品以形成一熔化的樹脂混合物。將CO2添加到該混合物中以使該樹脂膨脹並減小密度。通過一模頭將因此形成的混合物擠出成一個條帶。然後對該條帶進行切割並使其形成隔熱杯。
將二氧化碳注入到該樹脂共混物中以使該樹脂膨脹並減小密度。通過一模頭將因此形成的混合物擠出成一薄板。然後切割該薄板並使其形成一個杯。
實例3-測試結果
根據實例3形成的材料的測試結果顯示該材料具有約0.1615g/cm3的密度和約0.066英寸(1.6764mm)的標稱薄板規格。
可微波能力
將使用這種材料生產的容器用12盎司的室溫水填充並且在一FISOTM微波站(1200瓦特)微波爐中加熱2.5min，而沒有燃燒或燒焦或對容器有其他可見影響。相比之下，在相同微波爐中加熱的紙杯在少於90秒內燒焦或燃燒。相比之下，在相同微波爐中加熱的聚對苯二甲酸乙二酯(PTFE)泡沫杯在2.5分鐘之後顯示有可見影響的嚴重變形。
硬度
測試方法
使杯樣品處於72℉((22.2℃)和50%相對濕度下。使用含有測力元件的一水平測力計來測量當杯暴露於以下測試條件下時的抵抗力，從而進行杯剛度/硬度測試：(a)在杯上的測試位置係從杯子邊沿向下1/3處；(b)測試之行進距離係0.25英寸(6.35mm)；以及(c)測試之行進時間係10秒鐘。
測試結果
在平均壁厚度為約0.066英寸(1.7018)、平均密度為約0.1615g/cm3以及平均杯重量為約11.5g的情況下，該材料的硬度顯示在以下表13至表14中。
隔熱性
熱測試方法
使用如下一種典型工業杯隔熱性測試方法來進行溫度測試：
1.用膠水將(杯外部)表面溫度熱電偶附接至該杯。
2.用玻璃紙膠帶將熱電偶膠帶附接至杯以使得該熱電偶處於杯的中間處與接縫相對。
3.如在一微波爐中將水或其他水性液體加熱至接近沸騰。
4.用一球形溫度計連續攪拌該熱液體，同時觀察該液體的溫度。
5.記錄熱電偶溫度。
6.當液體達到200℉(93.3℃)時，將其倒入杯中接近滿為止。
7.將蓋子置於杯上。
8.記錄表面溫度，持續最少5分鐘。
測試完成時在測試點測量材料的密度和厚度。密度係約0.1615g/cm3。材料厚度係約0.066英寸(1.6764mm)。平均杯重量係約11.5g。
測試結果
將約200℉(93.3℃)的一熱液體置於杯中約5分鐘。該液體在5分鐘之後能夠維持約192℉(88.9℃)的溫度。杯內水的溫度顯示在下表15中。
熱液體引入5分鐘之後，在杯的外表面壁上測量的溫度係約120.8℉(49.3℃)，引起與內部水溫度相比約71.2℉(39.6℃)的差異。所觀察到的在5分鐘時間段上的最大溫度在約135.5℉(57.5℃)處達到峰值。表面溫度越低並且內部水溫越高，則杯材料的隔熱特性越好，因為該材料使液體與杯材料外部之間的傳熱最小化。在密度為約0.1615g/cm3、壁厚為約0.066英寸、並且杯重量為約11.5g的情況下，杯表面溫度和水溫度數據顯示在圖11至圖12中。
冷測試方法
使用如下一典型工業杯隔熱性測試方法來進行溫度測試：
1.將具有水的冰儲罐冷凍過夜
2.用膠水將(杯外部)表面溫度熱電偶附接至該杯。
3.用玻璃紙膠帶將熱電偶膠帶附接至杯以使得該熱電偶處於杯的中間處與接縫相對。
4.取出冷凍過夜的具有水的冰儲罐
5.用一球形溫度計觀察液體溫度
6.記錄熱電偶溫度。
7.將冷凍的液體(32.5℉)倒入杯中至接近滿為止。
8.將蓋子置於杯上。
9.記錄表面溫度，持續最少10分鐘。
測試完成時在測試點測量材料的密度和厚度。密度係約0.1615g/cm3。材料厚度係約0.066英寸(1.6764mm)。平均杯重量係約11.5g。
測試結果
將約32.5℉(0.28℃)的一冷液體置於杯中約10分鐘。該液體在10分鐘之後能夠維持約33.7℉(0.94℃)的溫度。杯內水的溫度顯示在下表16中。
冷液體引入10分鐘之後，在杯的外表面壁上測量的溫度係約51.9℉(11.06℃)，引起與內部水溫度相比約18.2℉(10.12℃)的差異。所觀察到的在10分鐘時間段上的最低溫度在約50.5℉(10.28℃)處達到最低。表面溫度越高並且內部水溫度越低，則杯材料的隔熱特性越好，因為該材料使杯材料外部與液體之間的傳熱最小化。在密度為約0.1615g/cm3、壁厚為約0.066英寸、以及杯重量為約11.5g的情況下，杯表面溫度和水溫度數據顯示在以下圖13至圖14中。
實例4-形成一託盤的過程
如在此揭露的一材料薄板可以藉由單或雙疊層過程來製作。
該薄板用約0.002英寸厚的聚丙烯流延薄膜進行疊層(可以在一側或兩側進行)，這在離線熱成型過程中設立，(但線上過程也是可能的)。
將卷材裝載在機器上。將卷材裝入一爐中，其中材料在該爐中進行加熱以提供合適的成形條件。匹配的(陰-陽)金屬模具形成所希望的尺寸的加熱的薄板。使用匹配的金屬模具來對部件的芯側和腔側進行限定。可以使用或可以不使用工藝變數如真空和成形空氣(form air)。對因此形成的薄板進行修整。修整可以在模具中進行或者可以是後修整。在此實例4中的該託盤係後修整的，其中形成的物品保留在腹板中，因為它繼續進入一修整壓制機中，在該壓制機中它從腹板進行修整。圖15示出了根據本揭露形成的一託盤。
易碎性
易碎性可以被定義為對撕裂或穿孔引起的破碎的抗性。
測試方法
使用在ASTM D1922-93中描述的埃爾門多夫測試方法。撕裂的半徑係1.7英寸(43.18mm)。
測試結果
測試結果顯示在以下表17至表18中。如在本揭露的一個示例性實施方式中形成的材料當與EPS比較時在泡沫側面-頂部與泡沫側面-底部取向二者中提供了對撕裂力的優異抗性。
應注意，沒有獲得膨脹性聚苯乙烯的橫向方向的測試數據，因為膨脹性聚苯乙烯由於其製造過程而不具有材料取向，即機器方向或橫向方向。如本揭露的一個示例性實施方式中形成的疊層對該材料提供了意外的撕裂抗性。對於頂部泡沫取向，所測試材料的範圍(計算為：範圍下限=平均值-(3 x標準差)；上限=平均值+(3 x標準差))在機器方向上是約191克-力至約354克-力並且在橫向方向上是約129克-力至約308克-力。對於底部泡沫體取向測試材料的範圍在機器方向上是約251克-力至約345克-力並且在橫向上是約138克-力至約305克-力。相比之下，測試的膨脹性聚苯乙烯材料的範圍係約103克-力至約121克-力。
穿孔抗性
測試方法
確定使杯側壁和底部穿孔需要的力和行程。使用處於壓縮模式的、行進速度設定為每分鐘10英寸(254mm)的一英斯特朗儀器。使用在英斯特朗基座上的杯穿孔測試固定裝置。此固定裝置允許杯裝配在一形狀上，該形狀配合在杯內，其中頂表面垂直於英斯特朗測試儀的行程。該固定裝置的一英寸直徑的孔應定位成向上。英斯特朗的移動的部分應裝配有0.300英寸(7.62mm)直徑的穿孔器。在該測試固定裝置中該穿孔器與該孔對齊。將杯置於該固定裝置上並且記錄使該杯側壁穿孔需要的力和行程。在三個等間隔的位置處重複側壁穿孔測試，而不在杯的接縫上進行穿孔測試。對杯的底部進行測試。這應按與側壁測試相同的方式進行，除不需要使用固定裝置之外。僅將杯顛倒地置於英斯特朗基座上，同時使該穿 孔器下降到杯底部的中心處。
測試結果
典型側壁穿孔和底部穿孔的結果顯示在下表19中。
緩慢穿孔抗性-吸管
測試方法
使用如ASTM D-3763-86所述的緩慢穿孔抗性測試方法，所形成的材料當與膨脹性聚苯乙烯相比較時在側面-頂部與側面-底部兩者中都提供了對穿孔的優異抗性。所形成的材料由於薄膜的疊層和取向而具有意外的緩慢穿孔抗性。測試結果顯示在以下表20至表23中。
測試結果
落錘
測試方法
所形成的材料提供了對穿孔的優異抗性，如ASTM D-1709所述。落錘衝擊值係當錘從26英寸處落下時產生50%的失效所要求的質量的度量。
測試結果顯示在下表24中。
測試結果
實例5-形成
根據上文實例3描述的過程製作材料。將樣品標記為樣品A和樣品B以用於鑒別。
樣品A係材料本身。
樣品B係已經如下地疊層有一印刷的薄膜的材料。
該薄膜由三個層組成：一核心層和兩個皮層。該核心層係基於聚丙烯的並且構成該薄膜的90%。兩個皮層係聚丙烯和聚乙烯的一共混物並且每個皮層構成該薄膜的5%。該薄膜使用一印刷油墨進行印刷，該印刷油墨係在柔版印刷系統中基於一反向印刷溶劑的。
將該薄膜如下地疊層到實例1中形成的薄板上。0.7μm厚的薄膜每令塗有1.5 lbs的無溶劑的黏合劑。該黏合劑由2份聚胺酯和1份異氰酸基環氧樹脂黏合劑組成。將塗覆的薄膜夾到實例1中形成的材料上。藉由各種過程進行疊層，所述過程如但不限於柔版印刷和捲繞輥系統。
實例5-測試結果
孔大小
在實例5中形成的材料在橫向上(CD)具有18.45密耳高×8.28密耳寬的平均孔大小。長徑比係2.23。在機器方向(DD)上的平均孔大小係 高19.54密耳×寬8.53密耳。長徑比係2.53。
熱導率
在21℃和93℃下測量兩種樣品的本體熱導率(W/m．K)。ThermTest TPS 2500 S熱常數分析器(可從ThermTest公司獲得)係選擇用於所有本體熱導率測量的儀器。TPS 2500 S分析器符合ISO標準ISO/DIS 22007-2.2。
樣品A包括四個原料薄板並且樣品B包括兩個原料薄板。樣品A具有1.8mm的標稱厚度並且樣品B具有2.0mm的標稱厚度。簡單地說，TPS分析器系統的基本原理係樣品在所有方向上圍繞著TPS感測器並且在該感測器中散出的熱量在所有方向上自由擴散。熱導率方程的解假定該感測器係處於一無限介質之中，因此數據的測量和分析必須考慮到由樣品邊界所產生的限制。
每種泡沫樣品被分層以增加可用的樣品厚度並允許最佳的測量參數。對於樣品A，切割12個大約50mm2的樣品片並且在TPS感測器每一側上使用6個層。對於樣品B，切割大約50mm2的8個樣品片並且在TPS感測器每一側使用4個層。
為了測量分層的泡沫樣品，使用低密度/高隔熱分析方法。此方法適用於測定大約0.1W/m．K(以及更低)幅值的低密度/高隔熱材料的本體熱導率。校準較小的TPS感測器以糾正通過連接導線的熱損失，並且因此本體熱導率結果係精確的並與TPS系統相一致，不管是否使用TPS感測器。對於用於該等測量中的TPS感測器的校準，一表徵過的擠出的聚苯乙烯樣品使用TPS感測器5501#(6.403mm半徑)進行測量。發現感測器特定的校準係數係0.000198。將實驗裝備置於CascadeTM TEK Model TFO-1強迫通風的實驗室烘箱的腔室內。使用機載瓦特隆(Watlow)“斜升和浸泡(ramp & soak)控制器”來監控腔室溫度。執行60分鐘的一鬆弛期以確保該等泡沫樣品係等溫的。藉由運行初步TPS測量來檢查介面溫度，從而確 認等溫穩定性。在每個溫度下對每個樣品進行多次測量以確認可再現性。
使用TPS標準分析方法和低密度/高隔熱選項進行測量。使用具有KAPTON®隔熱膜的TPS感測器#5501(6.403mm半徑)。確定40秒測試和0.02瓦特功率係最佳測試參數。
該等測試結果顯示在下表25和表26中。
實例6-配製與擠出
將DAPLOYTM WB140 HMS聚丙烯均聚物(可從北歐化工公司獲得)用作聚丙烯基礎樹脂。將一聚丙烯均聚物樹脂PP 527K(可從沙特基礎工業公司獲得)用作次要樹脂。將這兩種樹脂與以下各項共混：作為主要成核劑的HydrocerolTM CF-40ETM(可從科萊恩公司獲得)、作為次要成核劑的滑石粉、作為發泡劑的CO2、作為增滑劑的AmpacetTM 102823 LLDPE(線性低密度聚乙烯)(可從安配色公司獲得)以及作為著色劑的二氧化鈦。可以將著色劑添加到基礎樹脂中或者次要樹脂中並且可以在混合這兩種樹脂之前進行。百分比係：76.45% 主要樹脂
20% 次要樹脂
0.05% 主要成核劑
0.5% 次要成核劑
1% 着色劑
2% 增滑劑
將該配製品添加到一擠出器漏斗中。該擠出器加熱該配製品以形成一熔化的樹脂混合物。將以下添加到這種混合物中：2.2 lbs/h CO2
將二氧化碳注入到該樹脂共混物中以使該樹脂膨脹並減小密度。通過一模頭將因此形成的混合物擠出成一薄板。然後切割該薄板並使其形成一個杯。
實例6-測試結果
根據實例6形成的材料的測試結果顯示該材料具有約0.164g/cm3的密度和約0.067英寸(1.7018mm)的標稱薄板規格。
硬度
測試方法
使樣品處於73℉(22.8℃)和50%相對濕度下。使用含有測力元件的一水平測力計測量當杯暴露於以下測試條件下時的抵抗力，從而進行杯剛度/硬度測試：(a)在杯上的測試位置係從杯子邊沿向下1/3處；(b)測試之行進距離係0.25英寸(6.35mm)；以及(c)測試之行進時間係10秒鐘。
測試結果
在平均壁厚度為約0.067英寸(1.7018mm)、平均密度為約0.164g/cm3以及平均杯重量為約10.6g的情況下，該材料的硬度顯示在以下表27至表28中。
標準差 0.006
3σ 0.019
範圍高值 0.316
範圍低值 0.279
隔熱性
測試方法
使用如下一種典型工業杯隔熱性測試方法：
‧用膠水將(杯外部)表面溫度熱電偶附接至該杯。
‧用玻璃紙膠帶將熱電偶膠帶附接至杯以使得該熱電偶處於杯的中間處與接縫相對。
‧如在一微波爐中將水或其他水性液體加熱至接近沸騰。
‧用一球形溫度計連續攪拌該熱液體，同時觀察該液體的溫度。
‧記錄熱電偶溫度。
‧當液體達到200℉(93.3℃)時將其倒入杯中至接近滿為止。
‧將蓋子置於杯上。
‧記錄表面溫度，持續最少5分鐘。
測試結果
使用由以上所述的配製品形成的一個杯，該杯具有約0.067英寸(1.7018mm)的平均壁厚度、約0.164g/cm3的平均密度、以及約10.6g的平均杯重量。將200℉(93.3℃)的一熱液體置於杯中。
測試結果
5分鐘之後在杯外壁上測量的溫度係約139.2℉(59.5℃)，引起約60.8℉(33.8℃)的下降，如圖16所見。所觀察到的在5分鐘時間段上的最大溫度在約143.2℉(61.8℃)處達到峰值，如圖16所見。溫度越低，杯材料的隔熱特性越好，因為該材料減少了從液體到杯材料外部的傳熱。
實例7-配製和擠出
將DAPLOYTM WB140HMS聚丙烯均聚物(可從北歐化工公司獲得)用作聚丙烯基礎樹脂。將一聚丙烯均聚物樹脂PP 527K(可從沙特基礎工業公司獲得)用作次要樹脂。將這兩種樹脂與以下各項共混：作為主要成核劑的HydrocerolTM CF-40ETM(可從科萊恩公司獲得)、作為次要成核劑的滑石粉、作為發泡劑的CO2、作為增滑劑的AmpacetTM 102823 LLDPE(線性低密度聚乙烯)(可從安配色公司獲得)、以及作為著色劑的二氧化鈦。可以將著色劑添加到基礎樹脂中或者次要樹脂中並且可以在混合這兩種樹脂之前進行。百分比係：56.45% 主要樹脂
40% 次要樹脂
0.05% 主要成核劑
0.5% 次要成核劑
1% 着色劑
2% 增滑劑
將該配製品添加到一擠出器漏斗中。該擠出器加熱該配製品以形成一熔化的樹脂混合物。將以下添加到這種混合物中：2.2 lbs/h CO2
將二氧化碳注入到該樹脂共混物中以使樹脂膨脹並減小密度。通過一模頭將因此形成的混合物擠出成一薄板。然後切割該薄板並使其形成一個杯。
實例7-測試結果
根據實例7形成的材料的測試結果顯示該材料具有約0.166g/cm3的密度和約0.067英寸(1.7018mm)的標稱薄板規格。
硬度
測試方法
使樣品處於73℉(22.8℃)和50%相對濕度下。使用含有測力元件的一水平測力計測量當杯暴露於以下測試條件下時的抵抗力，從而進行杯剛度/硬度測試：(a)在杯上的測試位置係從杯子邊沿向下1/3處；(b)測試之行進距離係0.25英寸(6.35mm)；以及(c)測試之行進時間係10秒鐘。
測試結果
在平均壁厚度為約0.067英寸(1.7018mm)、平均密度為約0.166g/cm3以及平均杯重量為約10.6g的情況下，該材料的硬度顯示在以下表29至表30中。
隔熱性
測試方法
使用如下一種典型工業杯隔熱性測試方法：
‧用膠水將(杯外部)表面溫度熱電偶附接至該杯。
‧用玻璃紙膠帶將熱電偶膠帶附接至杯以使得該熱電偶處於杯的中間處與接縫相對。
‧如在一微波爐中將水或其他水性液體加熱至接近沸騰。
‧用一球形溫度計連續攪拌該熱液體，同時觀察該液體的溫度。
‧記錄熱電偶溫度。
‧當液體達到200℉(93.3℃)時將其倒入杯中至接近滿為止。
‧將蓋子置於杯上。
‧記錄表面溫度，持續最少5分鐘。
測試結果
使用由以上所述的配製品形成的一個杯，該杯具有約0.067英寸(1.7018mm)的平均壁厚度、約0.166g/cm3的平均密度、以及約10.6g的平均杯重量。將200℉(93.3℃)的一熱液體置於該杯中。
5分鐘之後在杯外壁上測量的溫度係約144.3℉(62.4℃)，引起約55.7℉(30.9℃)的下降，如圖17所見。所觀察到的在5分鐘時間段上的最大溫度在約148.1℉(64.5℃)處達到峰值，如圖17所見。溫度越低，杯材料的隔熱特性越好，因為該材料減少了從液體到杯材料外部的傳熱。
實例8-配製和擠出
將DAPLOYTM WB140 HMS聚丙烯均聚物(可北歐化工公司獲得)用作聚丙烯基礎樹脂。將聚丙烯均聚物樹脂F020HC(可從布拉斯科公司獲得)用作次要樹脂。將這兩種樹脂與以下各項共混：作為主要成核劑的HydrocerolTM CF-40ETM、作為次要成核劑的HPR-803i纖維(可從美利肯公司獲得)、作為發泡劑的CO2、作為增滑劑的AmpacetTM 102823 LLDPE、以及作為著色劑的二氧化鈦。可以將著色劑添加到基礎樹脂中或者次要樹脂中並且可以在混合這兩種樹脂之前進行。百分比係：80.95% 主要樹脂
15% 次要樹脂
0.05% 主要成核劑
1% 次要成核劑
1% 着色劑
2% 增滑劑
將該配製品添加到一擠出器漏斗中。該擠出器加熱該配製品以形成一熔化的樹脂混合物。將以下添加到這種混合物中：2.2 lbs/h CO2
將二氧化碳注入到該樹脂共混物中以使樹脂膨脹並減小密度。通過一模頭將因此形成的混合物擠出成一薄板。然後切割該薄板並使其形成一個杯。
實例8-測試結果
根據實例8形成的材料的測試結果顯示該材料具有約0.166g/cm3的密度和約0.067英寸(1.7018mm)的標稱薄板規格。
硬度
測試方法
使樣品處於73℉(22.8℃)和50%相對濕度下。使用含有測力元件的一水平測力計測量當杯暴露於以下測試條件下時的抵抗力，從而進行杯剛度/硬度測試：(a)在杯上的測試位置係從杯子邊沿向下1/3處；(b)測試之行進距離係0.25英寸(6.35mm)；以及(c)測試之行進時間係10秒鐘。
測試結果
在平均壁厚度為約0.067英寸(1.7018mm)、平均密度為約0.166g/cm3以及平均杯重量為約10.6g的情況下，該材料的硬度顯示在以下表31至表32中。
範圍低值 0.414
隔熱性
測試方法
使用如下一種典型工業杯隔熱性測試方法：
‧用膠水將(杯外部)表面溫度熱電偶附接至該杯。
‧用玻璃紙膠帶將熱電偶膠帶附接至杯以使得該熱電偶處於杯的 中間處與接縫相對。
‧如在一微波爐中將水或其他水性液體加熱至接近沸騰。
‧用一球形溫度計連續攪拌該熱液體，同時觀察該液體溫度。
‧記錄熱電偶溫度。
‧當液體達到200℉(93.3℃)時將其倒入該杯中至接近滿為止。
‧將蓋子置於杯上。
‧記錄表面溫度，持續最少5分鐘。
使用由以上所述的配製品形成的一個杯，該杯具有約0.067英寸(1.7018mm)的平均壁厚度、約0.166g/cm3的平均密度以及約10.6g的平均杯重量。將200℉(93.3℃)的一熱液體置於該杯中。
測試結果
5分鐘之後在杯外壁上測量的溫度係約144.8℉(62.7℃)，引起約55.2℉(30.6℃)的下降，如圖18所見。所觀察到的在5分鐘時間段上的最大溫度在約149.1℉(65.1℃)處達到峰值，如圖18所見。溫度越低，杯材料的隔熱特性越好，因為該材料減少了從液體到杯材料外部的傳熱。
實例9-配製和擠出
實例9利用了與上文實例3所描述的相同的配製和擠出方法。
實例9-測試結果
根據實例9形成的材料的測試結果顯示該材料具有約0.160g/cm3的密度和約0.058英寸(1.473mm)的標稱薄板量規。
硬度
測試方法
使樣品處於73℉(22.8℃)和50%相對濕度下。使用含有測力元件的一水平測力計測量當杯暴露於以下測試條件下時的抵抗力，從而進行杯剛度/硬度測試：(a)在杯上的測試位置係從杯子邊沿向下1/3處；(b)測試 之行進距離係0.25英寸(6.35mm)；以及(c)測試之行進時間係10秒鐘。
測試結果
在平均壁厚度為約0.058英寸(1.473mm)、平均密度為約0.160g/cm3以及平均杯重量為約9.9g的情況下，該材料的硬度顯示在以下表33至表34中。
隔熱性
測試方法
用於測試隔熱性的測試方法係如上文實例3隔熱性測試方法所描述的。
使用由以上所述的配製品形成的一個杯，該杯具有約0.058英寸(1.473mm)的平均壁厚度、約0.160g/cm3的平均密度以及約9.9g的平均杯重量。將200℉(93.3℃)的一熱液體置於該杯中。
測試結果
5分鐘之後在杯外壁上測量的溫度係約142.1℉(61.2℃)，引起約57.9℉(32.1℃)的下降，如圖19所見。所觀察到的在5分鐘時間段上的最大溫度在約146.0℉(63.3℃)處達到峰值，如圖19所見。溫度越低，杯材料的隔熱特性越好，因為該材料減少了從液體到杯材料外部的傳熱。
實例10-配製和擠出
實例10利用了與上文實例3描述的相同的配製和擠出方法。
實例10-測試結果
根據實例10形成的材料的測試結果顯示該材料具有約0.186g/cm3的密度和約0.065英寸(1.651mm)的標稱薄板規格。
硬度
測試方法
使樣品處於73℉(22.8℃)和50%相對濕度下。使用含有測力元件的一水平測力計測量當杯暴露於以下測試條件下時的抵抗力，從而進行杯剛度/硬度測試：(a)在杯上的測試位置係從杯子邊沿向下1/3處；(b)測試之行進距離係0.25英寸(6.35mm)；以及(c)測試之行進時間係10秒鐘。
測試結果
在平均壁厚度為約0.065英寸(1.651mm)、平均密度為約0.186 g/cm3以及平均杯重量為約11.9g的情況下，該材料的硬度顯示在以下表35至表36中。
隔熱性
測試方法
用於測試隔熱性的測試方法係如上文實例3隔熱性測試方法所描述的。
測試結果
使用由以上所述的配製品形成的一個杯，該杯具有約0.065英寸(1.651mm)的平均壁厚度、約0.186g/cm3的平均密度以及約11.9g的平均杯重量。將200℉(93.3℃)的一熱液體置於該杯中。
5分鐘之後在杯外壁上測量的溫度係約144.5℉(62.5℃)，引起約55.5℉(30.8℃)的下降，如圖20所見。所觀察到的在5分鐘時間段上的最大溫度在約149.1℉(65.1℃)處達到峰值，如圖20所見。溫度越低，杯材料的隔熱特性越好，因為該材料減少了從液體到杯材料外部的傳熱。
儘管僅在上文中詳細描述了多個示例性實施方式，本領域技術人員將容易地瞭解到，在不實質性地背離該等新穎傳授內容和優點的情況下在該等示例性實施方式中的很多修改是也可行的。因此，所有的該等修改旨在被包括在如以下申請專利範圍所限定的本揭露的範圍內。
除非上下文另外明確指示，否則如本說明書和所附申請專利範圍中使用的單數形式“一/一個/一種”(a/an)以及“該”(the)包括複數指示物。在此範圍可以表示為從“約”一個具體值和/或至“約”另一個具體值。 當表示這樣一範圍時，另一個實施方式包括從該一個具體值和/或至該另一個具體值。類似地，當藉由使用先行詞“約”來將值表示為近似值時，應理解該具體值形成另一個實施方式。應進一步理解，每個範圍的端點無論與另一個端點相關還是獨立於另一個端點，都是有意義的。
“可任選的”或“可任選地”意指隨後描述的事件或狀況可發生或者可不發生並且這種描述包括其中所述事件或狀況發生的情況和其中所述事件或狀況未發生的情況。
在本說明書的整個說明和申請專利範圍中，單詞“包括(comprise)”和該單詞的變化形式如“包括著(comprising)”和“包括了(comprises)”意指“包括但不限於”並且不旨在排除例如其它添加劑、組分、整數或步驟。“示例性”意指“一個...的實例”並且不旨在傳達一較佳的或理想的實施方式的指示。“如”不是以限制意義進行使用，而是出於說明性目的。
揭露了可以用於執行所揭露的方法、設備以及系統的組成部分。在此揭露了該等組成部分和其他組成部分，並且應理解，當揭露該等組成部分的組合、子集、相互作用、組等時，雖然可能未明確揭露它們的每個不同的單獨和集體的組合和排列，但對於所有的方法、設備以及系統，每一個都明確地涵蓋並描述在本文中。這適用於本申請的所有方面，包括但不限於在揭露的方法中的步驟。因此，如果存在可以執行的多個另外的步驟，則應理解，可以與該等揭露的方法的任何具體實施方式或實施方式的組合一起執行該等另外的步驟中的每一個。
對於本領域技術人員將清楚的是，在不背離範圍或精神的情況下可以做出各種修改和變化。藉由考慮在此揭露的說明書和實踐，其他實施方式對於本領域技術人員將是清楚的。本說明書和實例旨在被認為僅是示例性的。
應進一步注意，在此提及的任何出版物和書冊都藉由引用以其全部 內容結合在此。
67‧‧‧機器方向
82‧‧‧隔熱多孔非芳香族聚合材料條帶
100‧‧‧材料形成過程
105‧‧‧熱量
111‧‧‧第一擠出器
112‧‧‧第二擠出器
113‧‧‧漏斗
114‧‧‧螺杆
115A‧‧‧物理發泡劑口
116‧‧‧擠出模口
117‧‧‧切條機
121‧‧‧配製品
122‧‧‧熔化樹脂
123‧‧‧擠出樹脂混合物
124‧‧‧擠出物

Claims (72)

  1. 一種聚合物配製品，包含50-99.65wt%的一主要基礎樹脂，0-50wt%的一次要樹脂，0-10wt%的一增滑劑，0-10wt%的一著色劑，以及0.35-1.5wt%的一成核劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物配製品，其中該聚合物配製品包含50-85wt%的該主要基礎樹脂。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之聚合物配製品，其中該聚合物配製品包含10-45wt%的該次要樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1、2或3項中任一項所述之聚合物配製品，其中該聚合物配製品包含0-5wt%的該增滑劑。
  5. 如以上申請專利範圍中任一項所述之聚合物配製品，其中該聚合物配製品包含0.4-1.2wt%的該成核劑。
  6. 如以上申請專利範圍中任一項所述之聚合物配製品，其中該聚合物配製品包含0.5-1.1wt%的該成核劑。
  7. 如以上申請專利範圍中任一項所述之聚合物配製品，其中該成核劑包含一主要成核劑和一次要成核劑。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之聚合物配製品，其中該聚合物配製品包含0.01-0.15wt%的該主要成核劑和0.3-1.7wt%的該次要成核劑。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之聚合物配製品，其中該聚合物配製品包含0.45-1.25wt%的該次要成核劑。
  10. 如以上申請專利範圍中任一項所述之聚合物配製品，其中該主要基礎樹脂係一種聚丙烯樹脂。
  11. 一種用於製備隔熱材料的方法，該方法包括以下步驟a)提供如以上申請專利範圍中任一項所述之聚合物配製品，b)混合該聚合物配製品以產生一混合的配製品，c)加熱該混合的配製品至一熔化狀態以產生一熔化的混合的配製品，d)將至少一種發泡劑添加到該熔化的混合的配製品之中，並且e)將該配製品擠出為一擠出物。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該至少一種發泡劑係選自由以下各項組成之群組：二氧化碳、氮氣、氦氣、氬氣、空氣、水蒸汽、戊烷、丁烷、氫氟烴、氫氟烯烴、鹵代烷烴、鹵代烷烴製冷劑、以及其混合物。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所述之方法，其中步驟(d)包括在1.5 lbs/h-3 lbs/h的質量流速下添加該至少一種發泡劑。
  14. 如申請專利範圍第11、12或13項中任一項所述之方法，其中步驟(d)包括在2 lbs/h-2.4 lbs/h的質量流速下添加二氧化碳。
  15. 一種產品，藉由如申請專利範圍第11至14項中任一項所述之方法獲得。
  16. 一種聚合材料，包含a)具有長鏈支化的一高熔體強度聚丙烯基礎樹脂，b)包含一種聚丙烯共聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯或其混合物的一次要聚合物，以及c)至少兩種成核劑，其中該聚合材料係多孔的並且係非芳香族的。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚丙烯基礎樹脂具有單峰分子量分佈。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚丙烯基礎樹脂材 料根據ISO16790具有至少36的熔體強度。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚丙烯基礎樹脂材料具有至少163℃的熔融溫度。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚丙烯均聚物係一結晶的聚丙烯均聚物。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之聚合材料，其中該結晶的聚丙烯均聚物在10℃/min的冷卻速率下具有超過51%的結晶相。
  22. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚丙烯共聚物係一抗衝擊聚丙烯共聚物。
  23. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該次要聚合物包含聚乙烯。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之聚合材料，其中該聚乙烯選自由以下各項組成之群組：低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、前述至少兩種物質的聚甲基丙烯酸甲酯混合物、以及其組合。
  25. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該至少兩種成核劑選自由以下各項組成之群組：一化學成核劑、物理成核劑、以及化學成核劑與物理成核劑的組合。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之聚合材料，其中該化學成核劑係檸檬酸或者一基於檸檬酸的材料。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之聚合材料，其中該物理成核劑係選自由以下各項組成之群組：滑石粉、CaCO3、雲母、高嶺土、甲殼質、鋁矽酸鹽、石墨、纖維素、以及前述中至少兩種之混合物。
  28. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，進一步包含一發泡劑。
  29. 如申請專利範圍第18項所述之聚合材料，其中該發泡劑係選自由以 下各項組成之群組：化學發泡劑、物理發泡劑、以及其組合。
  30. 如申請專利範圍第19項所述之聚合材料，其中該物理發泡劑係選自由以下各項組成之群組：二氧化碳、氮氣、氦氣、氬氣、空氣、水蒸汽、戊烷、丁烷及其混合物。
  31. 如申請專利範圍第19項所述之聚合材料，其中該物理發泡劑選自由以下各項組成之群組：氫氟烴、氫氟烯烴、鹵代烷烴或鹵代烷烴製冷劑。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之聚合材料，其中該氫氟烴係1,1,1,2-四氟乙烷。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之聚合材料，其中該氫氟烯烴係1,3,3,3-四氟丙烯。
  34. 如申請專利範圍第18項所述之聚合材料，其中該發泡劑係一物理發泡劑並且進一步包含增加該物理發泡劑溶解度的一加工助劑。
  35. 如申請專利範圍第19項所述之聚合材料，其中該物理發泡劑係在壓力下作為一液體引入到一熔化的樹脂中的至少一種氣體。
  36. 如申請專利範圍第19項所述之聚合材料，其中該化學發泡劑係選自由以下各項組成之群組：偶氮二甲醯胺；偶氮二異丁腈；苯磺醯肼；4,4-氧基苯磺醯胺基脲；對-甲苯磺醯胺基脲；偶氮二甲酸鋇；N,N’-二甲基-N,N’-二亞硝基對苯二甲醯胺；三肼基三嗪；甲烷；乙烷；丙烷；正丁烷；異丁烷；正戊烷；異戊烷；新戊烷；甲基氟；全氟甲烷；乙基氟；1,1-二氟乙烷；1,1,1-三氟乙烷；1,1,1,2-四氟乙烷；五氟乙烷；全氟乙烷；2,2-二氟丙烷；1,1,1-三氟丙烷；全氟丙烷；全氟丁烷；全氟環丁烷；甲基氯；亞甲基氯；乙基氯；1,1,1-三氯乙烷；1,1-二氯-1-氟乙烷；1-氯-1,1-二氟乙烷；1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷；1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷；三氯單氟甲烷；二氯二氟甲烷；三氯三氟乙烷；二氯四氟乙烷；氯七氟丙烷；二氯六氟丙烷；甲醇； 乙醇；正丙醇；異丙醇；碳酸氫鈉；碳酸鈉；碳酸氫銨；碳酸銨；亞硝酸銨；N,N’-二甲基-N,N’-二亞硝基對苯二甲醯胺；N,N’-二亞硝基亞戊基四胺；偶氮二甲醯胺；偶氮二異丁腈；偶氮環己基腈；偶氮二胺基苯；偶氮二甲酸鋇；苯磺醯肼；甲苯磺醯肼；對，對-氧基雙(苯磺醯肼)；二苯基碸-3,3’-二磺醯基肼；疊氮化鈣；4,4’-二苯基二磺醯基疊氮化物；以及對-甲苯磺醯基疊氮化物。
  37. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，進一步包含一增滑劑。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之聚合材料，其中該增滑劑係脂肪或脂肪酸的醯胺、低分子量醯胺、或氟彈性體。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之聚合材料，其中該脂肪酸醯胺係一單不飽和的C18至C22醯胺。
  40. 如申請專利範圍第38項所述之聚合材料，其中該脂肪酸醯胺係芥酸醯胺或油醯胺。
  41. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，進一步包含抗衝擊改進劑、著色劑或混配再磨料中的至少一種。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之聚合材料，其中該著色劑係二氧化鈦。
  43. 如申請專利範圍第31項所述之聚合材料，其中該聚合材料在一機器方向上具有約0.92mm寬和約0.27mm高之平均孔大小。
  44. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚合材料在一橫向方向上具有約0.52mm寬和約0.27mm高之平均孔大小。
  45. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚合材料具有約1.0至約3.0之平均孔長徑比。
  46. 如申請專利範圍第45項所述之聚合材料，其中平均孔長徑比係約1.0至約2.0。
  47. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚合材料具有約0.01g/cm3至約0.19g/cm3之密度。
  48. 如申請專利範圍第47項所述之聚合材料，其中該聚合材料具有約0.05g/cm3至約0.19g/cm3之密度。
  49. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中該聚合材料具有約0.1g/cm3至約0.185g/cm3之密度。
  50. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中根據ASTM D1922-93該聚合材料在該機器方向上具有至少約282克-力之撕裂抗性。
  51. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中根據埃爾門多夫測試方法ASTM D1922-93該聚合材料在該機器方向上需要至少約282克-力來撕裂該材料。
  52. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中根據ASTM D1922-93中項所述之埃爾門多夫測試方法，該聚合材料結構在該橫向方向上需要至少約212克-力來撕裂該材料。
  53. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中根據埃爾門多夫測試方法ASTM D1922-93，該聚合材料在該機器方向上需要在約213克-力至約351克-力的範圍內的力來撕裂該材料。
  54. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，其中根據埃爾門多夫測試方法ASTM D1922-93，該聚合材料在該橫向方向上需要在約143克-力至約281克-力的範圍內的力來撕裂該材料。
  55. 一種隔熱容器，包含a)如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，b)約1.4mm至約1.8mm之平均壁厚度，以及c)約0.16g/cm3至約0.19g/cm3之平均密度。
  56. 如申請專利範圍第55項所述之隔熱容器，其中該容器在填充有約93.3℃的一液體並將一蓋子置於該容器上5分鐘之後具有約49℃至約 63℃的一外壁溫度。
  57. 如申請專利範圍第55項所述之隔熱容器，其中該容器在填充有約93.3℃的一液體並將一蓋子置於該容器上之後少於5分鐘具有一最大外壁溫度。
  58. 如申請專利範圍第57項所述之隔熱容器，其中在填充有約93.3℃的一液體並將一蓋子置於該容器上5分鐘之後，該外壁溫度小於該最大外壁溫度。
  59. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，在21℃下具有約0.05136W/m-K之平均熱導率。
  60. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，在93℃下具有約0.06389W/m-K之平均熱導率。
  61. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，進一步包括一印刷的疊層薄膜，其中該聚合材料在21℃下具有約0.05321W/m-K之平均熱導率。
  62. 如申請專利範圍第16項所述之聚合材料，進一步包括一印刷的疊層薄膜，其中該聚合材料在93℃下具有約0.06516W/m-K之平均熱導率。
  63. 一種形成隔熱聚合材料的方法，該方法包括a)共混i)具有長鏈支化的一高熔體強度聚丙烯基礎樹脂，ii)包含聚丙烯共聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯或其混合物的一次要聚合物，以及iii)至少一種孔成核劑，以形成一樹脂混合物，b)加熱該樹脂混合物，c)將至少一種發泡劑添加到該樹脂混合物之中，並且d)擠出該樹脂混合物以形成一結構，在該結構中形成有多個孔。
  64. 如申請專利範圍第63項所述之方法，其中a)共混進一步包括iv)一增滑劑、著色劑、或者增滑劑與著色劑二者。
  65. 如申請專利範圍第63項所述之方法，其中該發泡劑係一物理發泡劑。
  66. 如申請專利範圍第65項所述之方法，其中該物理發泡劑係二氧化碳。
  67. 如申請專利範圍第66項所述之方法，其中該結構係一薄板。
  68. 如申請專利範圍第67項所述之方法，進一步包括e)切割該薄板並f)形成一個杯。
  69. 一聚合材料，包含a)具有長鏈支化的一高熔體強度聚丙烯基礎樹脂，b)包含聚丙烯共聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯、或其混合物的一第二聚合物，以及c)至少兩種成核劑，其中該聚合材料係多孔的、非芳香族的並且具有約0.05g/cm3至約0.4g/cm3之密度。
  70. 如申請專利範圍第69項所述之聚合材料，其中該密度係約0.1g/cm3至約0.2g/cm3。
  71. 如申請專利範圍第70項所述之聚合材料，其中該密度係約0.13g/cm3至約0.19g/cm3。
  72. 如申請專利範圍第71項所述之聚合材料，其中該密度係約0.16g/cm3。
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