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广广、〜Λ Α7 Β7 五、發明説明（1 ) 琎明夕背軎 發泡的聚苯乙烯樹脂之主要使用及消耗範圍乃在於包裝 用途。這類包装用品常是由聚笨乙烯發泡片所製成的深® 延杯子，盆榷，碗吠物，盤狀物，Μ及由熱成形該發泡片 的類似物件。因此希望能有一棰發泡片可適用於單獨的熱 成形操作中而熱成形成杯子及其它深壓延物件。 因此，本發明之一項目的為提供—種聚苯乙烯發泡片， 其可有效地成形深壓延物件，Κ及提供由聚苯乙烯發泡片 和視所需地至少一僩完全高密度的外殻所製成的熱成形深 壓延物件。 本發明的另一目的為提供三維熱成形深®延物件的製法 ，其係經由低密度聚笨乙烯發泡核心和視所需地至少一個 完全的、高密度外殼所形成的。 先前官驗技蓊之簡述 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 過去，常使用配對模型熱成形法自預先成形的熱塑性片 狀物而形成一些物件，而這種片狀物的初期形成是經使用 已熟知之熱塑擠壓技術完成的。陲該預熱該Η狀物並置於 公和母模兩半之間，接著經關閉，壓平而該片狀物可被成 形成所需之產品形狀。顯然地，在這類操作中成形產品之 原料的分佈乃視模型的兩半形狀而定。 另一種成形安排則是藉由使用包括真空熱成形法來熱成 形塑膠片。在欲成形之經預熱後片狀物下方Μ抽真空而導 致大氣壓力推動Η吠物往下與模型接觸。當Η狀物與横型 接觸後，冷卻並固定在所需的姐態中。通常，該片狀原料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央搮準局I工消費合作社印裝 五、發明説明（ 2 ) 1 1 | 抵 逹 真 空 横 型 構 件 的 區 域 面 積 會 - 直 持 續 至 可 被 m 延 之 最 1 1 | 薄 範 圍 達 大 於 欲 成 形 之 原 料 的 刺 餘 部 份 〇 /<-~ν 1 1 其 它 先 前 技 Μ 中 的 熱 成 形 技 術 包 括 兩 階 段 熱 成 形 技 術 先 閱 1 I 其 是 使 用 —* 種 管 塞 構 件 而 預 熱 後 的 塑 膠 片 僅 被 部 份 地 預 讀 背 I 1 成 形 成 所 需 的 姐 態 且 在 預 成 形 步 驟 之 後 該 » 成 形 步 驟 Sj 之 1 注 I 的 完 成 是 經 由 合 併 兩 涠 配 對 的 横 型 構 件 而 形 成 所 需 的 最 终 意 事 1 物 件 0 在 美 m 專 利 第 3 , 825 . 166 字 號 中 掲 示 這 種 成 形 方 法 項 再 1 填 ί 〇 窝 本 裝 1 另 一 a 例 美 國 專 利 第 3 , 141 , 595 字 號 中 揭 示 由 發 泡 原 頁 ·>— 1 I 料 的 層 壓 製 件 所 製 成 的 塑 膠 杯 如 具 密 度 大 約 6- 10磅 / 立 1 方 英 呎 之 低 密 度 聚 苯 乙 烯 Μ 及 高 密 度 物 質 如 具 密 度 大 約 1 I 63磅 / 立 方 英 时 之 高 耐 撞 擊 聚 苯 乙 Jut& 蹄 片 0 這 種 杯 子 備 有 一 1 訂 1 系 列 的 突 出 部 份 其 表 示 厚 粗 側 壁 區 域 具 有 低 於 遠 離 突 出 部 份 之 脚 壁 部 份 的 密 度 〇 美 國 專 利 第 3, 141 , 595 字 號 乃 完 | 成 俩 壁 區 域 的 增 厚 及 降 低 密 度 其 是 截 留 氣 體 經 由 發 泡 物 1 1 質 的 斷 裂 氣 泡 中 而 在 發 泡 低 密 度 物 質 和 未 發 泡 高 密 度 物 質 1 I 間 的 界 面 移 動 所 造 成 的 结 果 0 此 篇 揭 示 内 容 並 非 Μ 於 提 供 1 線 一 種 連 續 的 不 間 斷 的 外 表 於 被 增 厚 的 側 壁 上 也 無 闢 提 供 I 單 層 杯 子 中 增 厚 的 側 壁 區 域 0 1 1 美 國 專 利 第 4, 528 , 221 字 號 中 揭 示 適 合 熱 成 形 成 各 種 容 1 I 器 如 杯 子 和 盤 子 的 聚 苯 乙 烯 發 泡 片 〇 該 發 泡 Η 必 箱 具 有 聚 1 笨 乙 烯 樹 脂 作 為 主 要 樹 脂 1 - 3096 (百分比） 的 橡 膠 成 份 及 1 I 1-20% 的 填 充 劑 成 份 〇 另 外 該 發 泡 Η 必 需 具 有 鬆 密 度 為 1 0 · 13 -0 .7 g / C m3 (克 / '立方公分） -5- (8 .12- 43 .7磅 / 立 方 英 呎 1 1 1 1 1 1 1 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4说格（2I〇X；297公釐） Α7 Β7 經濟部中央橾準局負工消费合作社印製 五、發明说明（3 ) )*拉伸比例低於1.25及殘餘發泡蜊量為低於0.3奠耳/ 公斤（發泡劑莫耳數/公斤）。 先前實驗技藝中的一項限定是經由使用這些技術無法容 易地形成深壓延物件。 自發泡的或蜂窩狀的熱塑性塑膠製造成形物件的習用處 理方法是一棰兩階段式的方法。在第一階段中，擠®發泡 Η並收集在滾简上，貯存這些滾茼直至第二階段，其為使 用習用的熱成形機器在前進的基點上再加熱原料•並利用 差別氣壓，柱塞，或兩者，在横型中成形，因此所成形的 網狀物乃被傳送至切割機械Κ簡單地除去成形物件的嫌邊 。因此有闞製造Η狀物的擠壓揲作與物件之成形及切割的 製造操作是完全地分離操作（其指Μ於時間和使用的熱能 Ί。 習用的兩階段方法有許多限定而會影響成本，品質控制 ，及搡作控制。由於擠壓和製造操作是分離的，因此品質 控制變成更難且更耗費成本。片狀物中的缺陷不是顔而易 見的除非直至横製開始無法被修正時，因而造成大量原料 的散出。由於發泡片具有極優的熱絕緣性質.因此在製造 步驟過程中其是很難適當地進行加热且花費昂貴。特定種 類之熱塑性發泡Η在發泡處理過程中具有衰化期，其是由 於發泡處理中使用的揮發物質會被放出且被空氣取代。因 此*當製造步驟中進行再加熱時需小心注意時間，因為殘 餘量的揮發性物質對產物的最终密度有幾分影轚。這種必 要的操作控剌使得製造處理愛得更複雜。由於很難獲得均 -6 - 本紙張尺度逋用中國鬮家棣準（CNS ) Α4洗格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝- 訂 線[ 305859 A 7 B7 經濟部中央揉準局員工消费合作杜印製 ~五、發明説明 ：4 ) 1 1 I 勻 的 加 熱 及 必 需 等 待 直 至 大 量 百 分 比 之 揮 發 性 物 質 白 原 料 1 1 1 I 放 出 因 此 不 可 能 容 易 地 成 形 該 發 泡 片 或 如 Μ 其 它 方 式 般 1 1 的 深 壓 成 形 0 請 先 1 閲 I 此 外 當 欲 白 具 低 密 度 之 發 泡 熱 塑 性 塑 膠 核 心 及 所 覆 蓋 讀 背 1 之 完 整 的 外 般 而 热 成 形 深 m 延 物 件 時 那 些 困 援 著 兩 階 段 £r 之 1 問 題 則 變 注 I 式 方 法 的 得 更 困 難 了 0 其 是 極 難 在 再 加 熱 核 心 至 意 事 所 霈 成 形 溫 度 時 而 不 會 對 外 骹 有 不 利 的 影 響 0 由 於 外 殼 的 項 再 1 1 存 在 易 產 生 片 狀 物 的 不 均 匀 再 加 熱 因 此 會 造 成 所 成 形 之 填 寫 本 1 裝 物 件 的 缺 點 〇 外 η 的 分 子 定 向 對 成 形 產 物 之 整 體 強 度 而 -fcj. 頁 1 I 是 重 要 的 其 可 藉 由 再 加 熱 降 低 或 破 m 之 〇 囘 時 在 一 xtib 實 1 1 例 中 由 於 很 難 從 軍 Η 之 發 泡 Η 成 形 成 單 一 物 件 因 此 必 需 1 I 將 深 壓 延 物 件 接 合 0 1 1 m 今 所 發 展 的 處 理 方 法 並 無 法 符 合 有 閫 深 壓 延 低 密 度 發 訂 I 泡 熱 塑 性 物 件 之 成 功 應 用 的 需 求 〇 1 11 明 之 摘 並 1 1 一 種 聚 % 乙 烯 發 泡 片 是 — 棰 聚 苯 乙 烯 樹 脂 且 其 中 有 1 至 1 15 重 量 % 的 橡 膠 成 份 (Μ聚苯乙烯樹脂重量為基準） 具 有 大 1 線 I 部 份 的 粒 子 大 小 低 於 約 0 . 45微 米 Μ 及 該 發 泡 片 具 有 0. 04 至 0 . 16克 / 立 方 公 分 (2 1/2 -10 磅 1 /立方英呎） 的 密 度 i 和 0. 4 至 6. 5 毫 米 的 厚 度 〇 其 已 被 發 現 為 成 形 深 壓 延 熱 成 1 1 形 物 件 之 優 良 原 料 〇 1 1 這 些 深 m 延 熱 塑 性 發 泡 物 件 的 熱 成 形 法 包 括 熱 塑 性 發 泡 1 貯 料 片 的 一 些 預 熱 步 驟 該 原 料 含 有 1 至 15 V 之 橡 膠 成 1 1 份 (K聚苯乙烯樹脂重量為基準） -7- 具 大 部 份 粒 子 大 小 低 於 約 1 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） 口言說玥書该Γέ百U 5年1 2月以 五、發明説明（f:一. : 1 ? ... , 0 . 4 5激米，Η及转發沔h之密度為0 . 0 4至0 . 1 6克/立方公 分（’ 2 1 / 2 -〗0砖/立方革呎）與厚度為0 · 4至6 · 5毫岽•接 著夾住該經價熱的貯料於配對之公和.¾ m型構泮間的固定 泣置，相對地移動該公和母攆構件至罸後的成形位置κ便 拉伸該發泡Η至母瘅檷5轭以抽真空锊由公和母f4構伴兩 者卒發泡Η的闳網，同蒔移動怿緝阵至勗後的成肜泣置， 以幫肋伸展發泡片至與兩片惲壤件之整個共同表面大餚上 一致*接著冷卻該貯料Μ設定的最後形状+: (W!時所堪示內容fe鼷於由聚苯乙烯§~|泡片所製之深壓延 物阵及太發昭之方法： _式；?·簡要銳明 _ 丨Si 1為亘搀朽铊子大小鸟2 . 8荀米Z闬福魃聚茏乙铺扪 9 · Ο Ο Ο X Ιί 黹 3S 俛： 圖2為發洵片氮抱壁中之蠓杈粒子的9 . 000Χ雜微吗像，

旦由县有孬择谗辟疖子太小，〇 . 2和丨_ 8澈光：，η及W « .8 7百分比（·Η 7 %·)為（Κ 2的尸、寸 «] 3為75弊作坏子篱例中所使用成形溁丨變延効；成Μ珣仁 之一對公/ S揮的截面葡： 圖4為伊圬_ 3之瘅ft所成形的深®延夠泮，坏子： 圖5為圖4之刹壁的插切面圖： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ---------1-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 代弃公择揉伴； 1 2代表Μ空孔； 1 4代表中心真空嘈； 1 β代表真空孔口； 1 7代表聶頂區域； 1 «代# Μ空孔□;- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X 297公釐） 芑05 506諕离利Ξ請冥 .Α7- 口 "7說Ββ書修七W (.3 b庄’ί 2月β) 五、發明説明（） 經濟部中央榡準局員工消費合作杜印製 ;;.Is撞哼； 1 f 壁壁泡fl狀心 □ 空抗吠剷 口空空倒空空四訂蝴溫 聚 外闪發母凸中孔直：給給頂孔直.*底»直.頊拭頂.問 U 表表表弄表表表表^^実寿弄 P 表表W表-.表弃 明 代代代代代代1t代Itit代itITIritir1t1~.1t:'t1t Λυ Aw 2 4 ,κ ο ο 1 2 ηΛ 7 8 0-/ 8 οο ο d· Γ,· Β ο ο 1 0^01-----U ^ ,ί·':ρ. ρ. ,KW th. I. < -// 7/i rv"' 2ty ϊ«1, ' J tL ___ 片 ；Η : ;flffm...... ;訂 浮 母 ;•-空£; □片口 ·，； 環试 ;; 槽頊»¾;fs孔堅孔樓T*;壁的 心 □ 空抗 ^ 0 口空空倒空空四訂蝴溫 (請先聞請背面之注意事項再填寫本頁) - ，-β % m‘3 發 UO 佳 本、hIV 至 o _ z¾&fr ilq ,s. m- 樹 m 烯i-g 乙 發 *EE. t71TTf 聚 穹 含 兩 要5V Η』 葚 是 ： -Η Η 有 泡诗具 發發也 烯的 Η 乙 a 泡 ;r :: P & 米 « 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 3〇5δ59 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 五、發明説明（6 ) 其可經由擠壓塗佈或熔化層壓结合至發泡片的一個或兩涸 主要表面，這些方法在此技轻中通常為已知的。該非發泡 樹脂薄膜是一種5至600uffl(微米）厚的熱塱性樹脂薄膜。 該發泡片含1至15 wtS； (K聚苯乙烯重量為基準）之橡傻 成份。較佳地該泡片含1至10 wU之橡膠成份，最佳地該 發泡片含1至5 wt %之橡膠成份。橡膠成份之物理特性對 本發明之深懕延物件製造是重要的。 商業高附撞擊之聚苯乙烯（HIPS)和一些耐搐擊改良的丙 烯腈-笨乙烯-丁二烯（ABS)樹脂具有接枝橡膠性粒子之 廣泛大小分佈在範園1至5微米（1000-5000十億分之一米 ，niB)平均粒子直徑。一些工作者認為這種相當大地粒子 尺寸對提供芳族聚合摻合賭中最佳撞擊性是必需的，然而 ，大於約400 nm(十億分之一米）的粒大小對摻合體的透明 性有極大的傷害，因為在這個粒子大小範圍中可見光散射 至粒子的靈敏性。 對聚笨乙烯發泡片產物而言並不要求透明度，因此先前 之橡膠粒子的粒子大小及粒子大小分佈對發泡片的製造並 不被認為是重要的變數。 為了能順利地且連續地生產深壓延熱成形物件，該發泡 片必需含至少1百分比（％ )之最小值，而較佳地至少2百 分比（2%)的橡膠成份於聚苯乙烯母質中且這種橡膠成份 具有特別的性質。這類物質其中之一為已热知的如耐摑擊 的聚苯乙烯。該耐撺擊聚苯乙烯必需具有大部份而較佳地 大於70百分比（70%)之包藏著的或分散的橡膠性粒子，其 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------^------ΐτ----------.il (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央橾準局WC工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 具平均粒子直徑少於約0.45微米且通常應有平常的核心殺 形態（即* 一種橡膠殻或薄膜包圃住聚苯乙烯的核心 >，如 果是較大的粒子時也可使用，但它們的平均粒子直徑應不 致超過約2.5微米。小粒子對大粒子的更佳比例為至少 80 / 20 (小/大）而最佳地是85 / 15。 圖1為具橡膠粒子大小為2.8微米之耐攛擊聚苯乙烯的 顯微照像。由此耐撞擊聚笨乙烯或耐撞擊聚笨乙烯與聚笨 乙烯均聚物之摻合稍所製成之發泡體並不符合生產深壓延 熱成形物件。 _2為發泡片氣泡壁中橡膠粒子的顧微照像，其中有兩 種橡膠粒子大小，0.2和1·8微米且有87百分比（87% )為 0.2尺寸。這種發泡體通合生產深®延熱成形物件。 該耐撺擊聚苯乙烯應有介於1-15重量百分比，較佳地 卜10重最百分比之重量百分比橡膠，該橡膠為>乂橡膠成份 為主，如聚丁二烯。較佳地重量百分比橡膠為介於7和 10之間。該重最平均分子量應介於100,〇〇〇和300,000 之間，而較佳地是介於150,000和200,000 。該分子分佈 ，Mw/ M„應介於 2.7 至 2.9 。 一種較佳的發泡片是一種30百分比之射摑擊聚苯乙烯和 70百分比之一般用途聚苯乙烯均聚物的摻合體，其具有重 量平均分子量約325,000和熔化流速約1.5克/ 10分鐘， 如例子，斯特隆（STYRDN) 685D ，來自Dow Chemical公司 。更佳地發泡片具有2 0百分比之耐撞擊聚笨乙烯和刺餘部 份為一般用途之聚苯乙烯。 -10- 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本萸) -裝· I I I - I . 線f 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 A7 B7____ 五、發明説明（8 ) 該發泡片應具有鬆密度為〇.〇4至0.16克/立方公分（克 於每立方公分（約2 1/2至約10磅於每立方英呎）。較佳地 發泡片具有鬆密度為〇.〇4至0.128克/立方公分（約2 1/2 至約8磅於每立方英呎）。 本發明之發泡Η具有非常好的熱可成形性，當用於深壓 延時。其特別適用於製造深腯延似杯子之成形物件，其具 有所需之強度和颸延比例（b/a，其中b是深度且a是最寬 的直徑）大於1.0(即深度對最寬直徑比例為至少1:1)。 此申請案中特別掲示的物件為一種深壓延杯子，其常用 來内装熱流體並可避免對其持握者的刺激。這些杯子可製 成檷準尺寸，如6盎斯，8盎斯及甚至更大的尺寸。該發 泡的蜂窩狀熱塑性杯子在其内部表面具有高度光滑的非孔 洞之稠密皮層，且視所需地具有外層稠密高度光滑的表面 ，及低密度的蜂窩狀核心。其杯口是經由適當的杯口壓延 装置向中心捲縮而成，如一般用途之螺旋杯口 ffi延櫬。 構成本發明之聚苯乙烯發泡片·的聚苯乙烯樹脂乃包括由苯 乙烯型乙烯單體如苯乙烯，甲基苯乙烯，和二甲基苯乙烯 所製成的聚合物，同時也包括由苯乙烯型乙烯基單體及其 它乙烯基單體如丙烯酸，甲基丙烯酸或其酯’丙烯腈’丙 烯醢胺，甲基丙烯賸’和臻來酐所製成的共聚物° 本發明之聚苯乙烯發泡片的製造是經由發泡摘懕樹脂姐 成物，該樹脂組成物是由聚苯乙烯樹脂和特定需求量的橡 膠成份所形成的’如果需要也可加上填充劑。上述之橡膠 成份可直接地加入’但其通常被包含於高度耐撞擊聚笨乙 -η - ^纸張尺度適用f國國家搮準（CNS)規格（2丨〇Χ_297公嫠) 裝 訂 * 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 烯之内•因此其預先與聚苯乙烯均聚物摻合。高射撞擊聚 苯乙烯中的橡膠成份含最可為此技轻中已熟知的任何存量 •只要當它與聚苯乙烯均聚物摻合後使得發泡產物中最终 的橡膠成份含量不超過15百分比（15% )，較佳地1〇百分比 (10%)而最佳地為5百分比（5%)即可。該橡膠成份可包 括丁二烯橡膠，乙烯-丙烯橡膠，苯乙烯-丁二烯橡膠， 及聚乙烯。它們通常可直接地添加至聚苯乙烯樹脂。當作 為一種共聚物成份時該橡膠成份包括一些單體如丁二烯* 異戊間二烯，和氛丁二烯和其齊聚物。它們是Μ預定奠耳 比例與聚笨乙烯樹脂產生共聚合反應的。（在此實例中* 其中乃使用一禰共聚物作為聚苯乙烯樹脂，此含橡膠成份 的共聚物乃成為一種三聚物）。本發明認為較好的是那些 使用苯乙烯/丁二烯共聚物作為橡膠成份的高射撞擊聚笨 乙烯。 如果橡膠成份的含最少於1百分比（wt% )時，則所產生 之發泡片是不適合製造深壓延物件。由這類發泡片所製成 的杯子缺乏強度且容易在杯口破裂。此外，這種發泡片是 缺乏伸長性和生產性。另一方面，如果橡膠成份的含量超 遇15百分比（15 wt!S)時，則對熱成形深懕延物件沒有額外 的益處。再者，該發泡Η會散發出橡膠臭味*而且不遘合 生產食物或飲料的容器。 填充劑，其也常為一種成核劑，可有效改菩成形物件之 外觀和體積準確性Μ及安定性。然而填充劑的使用並不是 絕對地需要•但是當製造發泡Η時尤其是使用一種成核劑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } A4規格（210X297公釐） ---------1^------ir----------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貫) 經濟部中央橾準局負工消費合作社印装 305839 a7 _ ____B7_ 五、發明説明（10 ) 為較佳的。如果填充劑含最太少時，其可能不太容易逋當 地控制氣體及氣泡的性質，因此也很難控制發泡片之厚度 及熱成形之物件。另一方面，如果填充劑的含量太多時， 則所獲得之發泡Η在成形時是缺乏伸長性，雖然它可能可 Κ控制氣賻和氣泡。本發明中之填充劑含量如果需要•則 可為0.005至1.4 wt%，而較佳地填充劑含最是0005至 0.9 wt%。最佳地填充劑含量則是約0.005至約〇.5重量 百分比K總樹脂重量為基準。 填充劑的一般例子包括滑石，碳酸鈣，火山灰，石音， 炭黑，白炭’碳酸鎂，黏土，天然矽石，及其它常具的無 櫬填充劑和金臑粉末。 發泡片之厚度，鬆密度，及膘延比例可由闬來生產發泡 片之填充劑量來控制。 發泡片的厚度是重要的。如果厚度少於0.4 mm時，刖無 法深颳延該發泡Η且所得之成形物件也缺乏懕縮強度。如 果厚度超過6.5 時，則其可成形變差；特定言之其很難 平衡側壁厚度及底壁厚度。較佳的厚度（包括非發泡樹脂 膜）將至少部份地視該熱成形深壓延物件而定。經由調整 擠壓模的狭缝可控制厚度。鬆密度應為0.04至0.16克/立 方公分。如果高於0.16，則成形時需要更多的樹脂和更多 的熱量，因而造成延長成形循環。另一方面，如果鬆密度 低於0.04，則此發泡片是缺乏強度的且當成形該發泡片時 ，所得產物易於缺乏體積準確性。通常，較佳的鬆密度是 0. 04至0. 128克/立方公分。較佳的鬆密度可經由改變發 -13- 本紙張尺度適用+國困家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 裝 訂 _ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部t央橾隼局負工消费合作社印«. A7 B7 五、發明说明（u) 泡劑最而調節。 當發泡Η經最初的擠颳後·接著便在伸展狀態下進行定 位，其通常被纗编在滾茼上。此實例中乃使用圓形塑模來 進行雙袖定位。這類實例中的發泡片通常被縱切且平放’ 同時在纗繞至滾筒之前仍然處在伸展狀態下。單軸的定位 是可接受的，但基於所產生之成形物件的強度觀點而言’ 雙軸定位是較佳的。 本發明之發泡Η是以發泡擠贜而製成的*其使用揮發性 發泡劑高達至約20重鼉百分比· Κ姐成物之總重最為基準 。揮發性發泡劑的例子包括具沸點40Ό至45 t (攝氏）的烴 類，如丙烷| 丁烷，異戊烷和戊烷；及聚氟化碳發泡劑， 如 1,卜二氟乙烷（HFC-152a) ; 1,2 -二氟乙垸（HFC-152); 1,1,1,2-四氟乙烷（”01343);1,1.2,2-四氟乙烷（以(：-134);1,1，卜三氟乙烷（『(：-1433);和1,1,2-三氟乙烷 (HFC-143);五氟乙烷（HFC-125) •較佳地是 H FC - 1 5 2 a 和 HFC-134a ·而最佳地為H F C - 1 5 2 a ;氛氟化碳和氫氛氟化碳 發泡劑，如氛二氟甲烷（HCFC-22)*二氛二氟甲烷（CFC-12)和三氯氟甲烷（CFC-11)。當然，氮氣，二氧化碳，其 它惰性氣體，烴類和化學發泡劑可與聚氟化碳發泡劑一起 使用。 一些實例中，二氧化碳，氮氣，水或這些化合物的綜合 體也可作為發泡劑。單獨使用二氧化碳為較佳的發泡劑。 在任何實例中，經形成發泡片之後，較佳地是發泡片的 -14- 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^------,玎----r--線 (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（12 ) 氣泡大體上完全地被填充上空氣，因而可使發泡片遘用於 與食物接觸懕用的製造。 K此技蕤中任何習用之方式將發泡劑導入擠壓機中。 滲入發泡Η中氣泡的發泡劑殘餘氣體或空氣量應加Μ控 制使得在加熱發泡片成形過程中邂免發生第二次發泡或發 泡坍塌，以致造成成形物件的模造再製性差。 如果在製造發泡Μ後即刻測最的殘餘氣體量是超過或不 足時，應進行脫氣或空氣滲入作用其是經由加熱發泡Η至 40°至5 01或使發泡片靜置一段特定的時間周期。當使用 二氧化碳作為發泡劑時，需在熱成形之前先使發泡片靜置 一段時間，通常高達至約20小時，直至空氣中進入的氣體 與逃逸的二氧化碳達成平衡。如果不這麽做的話，那麽在 熱成形過程中可能會發生發泡片坍塌•其是因為發泡片氣 泡中缺乏氣體所致。 因而所製造之聚苯乙烯發泡片可提供令人滿意的成形物 件，因為氣泡中的發泡氣體含量乃被控制而氣泡中壓力不 超過或相反地超過乃不致於造成負面影響。含1至15 wt %之橡膠成份的聚苯乙烯發泡片是具有優良的伸展性當加 熱成形深颸延物件時。適最之具所需特性的橡膠成份，會 使得本發明之發泡片適用於生產具改良可成形性的深壓延 熱成形物件。 雖然並不要求，但是為了改菩成形時發泡片的伸展性及 所得成形物件之壓縮強度，因此希望能在發泡片的至少一 面經由層壓或擠壓塗佈上一層非發泡之熱塑性樹脂膜。該 -15- 本紙張尺度適用中國國家標半（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------裝------訂--；------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（l3 ) 非發泡性樹脂膜常是一棰熱塑性樹脂之5至600Wm厚膜。 此膜可經由任何慣用的方式而層壓或擠壓塗佈至發泡片的 一或兩面上。作為非發泡膜的熱塑性樹脂包括例如，聚笨 乙烯，聚乙烯，高耐撞擊之聚苯乙烯其是聚苯乙烯和橡膠 的混合物或共聚物，聚丙烯，及聚乙烯對呔酸醑。由可成 形性的觀點看來這些當中Μ高耐撞擊聚苯乙烯和高密度聚 乙烯為較佳：最佳地為高耐撞擊聚苯乙烯。然而出乎意料 地*圖1中所顯示的高W撞擊聚苯乙烯是不迪合生產本發 明之發泡Η ·其儀可作為非發泡樹脂_。 如果膜厚低於刖對伸展性或機械強度無任何改善 。如果膜厚大於600 則會產生下列缺點。即，當每涠 成形物件（如杯子）自一個發泡Η被沖壓出時*其在杯口的 氣泡會坍塌且變成開口，Κ及可自發泡Η剝離層壓膜。此 外，一個太過厚的膜是不符合纆濟的。一種較佳的膜厚度 為30至500 wm。附帶地，該非發泡瞑對所產生之熱成形物 件的可印製性及氣柵性質有所貢獻。 該非發泡熱塑性膜可經由各種方法而層壓至發泡片上。 例如，使用一種共同擠懕塑模（例如，十字頭塑模）而在同 一個塑横中將熱塑性膜曆壓至發泡片上。在另一種方式中 ，發泡片和熱塑性膜乃自不同分離的塑横擠壓出且連續地 加K層限，或是先行擠壓熱塑性膜再層壓至發泡片上。該 臞壓作用是經由黏著劑或熔化接合而達成的。可使用各種 黏著劑作為曆壓，例如EVA共聚物和SBR之溶液，乳液或 薄膜。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I ( 裝— — I I 訂 ： ； 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 ，咏 A7 _ 五、發明説明（u) 騎®上一種非發泡樹脂膜的聚苯乙烯發泡片製備乃如上 所示具有一些優點，即在加熱時可改善發泡片的伸展性及 所得之成形物件的壓縮強度也可被改菩。因此，可作為成 形各禰產物之發泡片貯料乃要求需具高度體積準確性，特 定言之深壓延物件（具壓延比例大於1)乃需要高壓縮強度 及在成形時需要足夠的伸展性。然而.不論是具有或沒有 &發泡樹脂膜的本發明發泡片都具有儍良的生產性；因此 可作為生產具膊積之深颸延成形物件的發泡Η貯料。 自發泡的或蜂窩狀的熱塑料而製造成形物件的慣用方法 &兩階段式方法。在第一階段中，擠壓發泡片並收集在滾 筒上。此時，可曆懕一餍或數層膜至發泡片上。接著貯存 滾简直至第二階段，其可使用一禰慣用的熱成形櫬器 在前進的基點上再加熱原料，並經由使用差別氣壓，柱塞 ’或兩者而在塑横中成形，因而成形的物件可傅送至切割 $器簡潔地將成形物件的邊緣切離。通常製造片狀原料的 操作是與成形及切割物件之製造操作完全地分開操作 (即指相關的時間和使用的熱能）。 慣用的兩階段式方法有許多限定而會影響成本，性宵控 制’ 5操作控制。由於擠壓和製造操作的分開進行，因此 件質的控制變得更困難a更耗成本。發泡片中的缺陷是不 明.額的直至模製開始無法被修正時才會顯現，因而造成大 最原料的散出。由於發泡Η具有極優的熱絕緣性，因此在 製造步驟中是很難且耗費成本去適當地加熱。對特定棰類 之熱塑性發泡片，在發泡處理過程中具有衰化期，其是由 -17- 本紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------裝------訂--；---1--線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 五、發明説明（15 ) 於發泡處理中使用的揮發性物質會被放出且被空氣代替。 ®此•在製造步驟中進行再加熱時必需小心注意時間，因 為揮發物之殘賒最對產物的最後密度具有少許的影響。此 項操作控制的必要性使得製造方法更複雜。由於很難獲得 均匀的加熱及必需等待直至大量的揮發物自原料中放出， ®此其不可能容易地或如其它方式般深度地成形發泡片。 此外，當欲自具有低密度核心且S蓋上一種相同物質的 完整外般之發泡熱塑枓而熱成形深颳延物件時，兩階段式 方法所遭遇的一呰問題刖甚至變得更困雞了。其是很難再 加熱核心至所需成形溫度的同時而不致對外般有不利地影 $ °外般的存在易產生發泡片的不均勻再加熱，因而導致 成形物件中的缺點。外殼的分子定位可能對成形產物的整 賴強度是重要的，但其會經由再加熱而滅少或破壞。迄今 所發展的連續方法，為擠®和製造步驟依序進行沒有中停 ’但並不符合深壓延低密度發泡熱塑料之令人滿意應用的 要求。 發泡片的製造是經由擠壓80%之聚苯乙烯均聚物其具重 最平均分子量約325, 000和熔化流速約1 . 5克/ 10分鐘， 及20%之高耐撞擊聚苯乙烯樹脂其具有8. 5百分比之橡膠 ，以聚苯乙烯重最為基準，其重最平均分子蠹為165,000 ，熔化流速為6.7克/ 10分鐘而橡膠粒子大小為〇.2微米 和1,8微米。小粒子對大粒子之比例為87 / 13。使用的發 泡劑為4. 8重最百分比之氛二氟甲烷（HCFC-22)以總重量 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- ,ιτ 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（i6) 為箪準。另外添加0.9百分比之滑石作為填充劑。 此發泡Η為0.135至0.140英吋厚（3.43-3.56奄米）且 具0.18 mm的氣泡大小及6磅/立方英呎（0.10克/cc)的 密度。接著在發泡Η的一大部份表面擠庵塗佈，其經由擠 颸一棰融熔耐撺擊的聚苯乙烯至發泡Η上以形成薄膜。此 耐撺擊之聚苯乙烯具有8百分比之橡膠，Κ聚苯乙烯之重 最為基準，其重最平均分子最為170,000 ，熔化流速為 8.5克/10分鐮及橡膠粒子大小為2.8微米。所擠懕成的 薄膜有 0.006 ， 0.009 和 0.012 英吋（〇.15， 0.23， 0.30 miti)三棰厚度。此發泡片接著可被捲綑成捲物並使其陳化 〇 於熱成形之前，先層壓0.006厚同樣耐撞擊聚苯乙烯的 第二外毅層至發泡片其它尚未被擠壓塗佈的主要表面。 接著可由具有公與母模配對的習用連績送料熱成形器上 之樣品而熱成形杯子。如圖3横截面圖中所示，該公母模 對已被變更為在兩個公和母模構件中提供油真空以幫肋成 形此發泡片成杯子。 頃發現根據本發明之方法可順利地成形的一項重要因素 為，公和母模構件的特定設計及其建造的材料。横構件的 形狀及材料可控制發泡Η原料延著欲被成形之物件側壁的 分佈。不同材料的建造會導致原料分佈的明顯差異。因此 ，模構件建造材料必需分別視所欲成形物件之形狀及成形 物件中所需的原料分佈而選定。逋當的材料包括例如鋼， 尼龍，鋁，和合成的發泡體。對這類物件，鋁是較佳的横 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ----------裝------訂--；---.----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 305859 A7 ___B7 五、發明説明（Π ) 構件建造材料。已確知本發明之方法並不只限用於單模槽 模塑搡作·也適用於多模槽模塑搡作。 此對揹型是由5片所製成。該公棋構件10為單片。而母 模構件50有4 Η ，其為頂側壁片70，頂側壁環100 ，底側 荦片80及凸狀底片60。Μ 4傾螺紆90將頂側壁片50，底側 壁Η80和凸狀底Η60结合一起。M3個等間隔的螺釘110 將頂側荦環訂至頂側壁Η 70。 公模構件10在其凹面底片中有4個等間隔的真空孔12, 其直徑為0.020英时（0.051毫米）*而這4個孔口乃形成 一個正方形園繞住中心真空榷14的中心端點，其乃位在公 横構件中可伸展至母横構件50的最大伸展點。32涸另外的 真空孔口 16位在欲熱成形物件的公模構件中的最頂區域 17，此實例中乃指杯緣區域。其中兩個真空孔口 16與真空 槽18相通其也是與真空槽14相通的•而其它13個真空孔口 具有直徑約0.12英时的溝槽，其深度剛好足夠與對立的一 些孔口相通而完全地自公棋槽件擴展如真空榷18。 母模Η60有3個相同直徑（0.020英吋）的真空孔口位於 母模凸面底60的中心61，其中一個孔口 62位在凸面的最高 點而其它兩僩孔口乃呈線形排列在中心孔口的左右且間隔 小距離。所有的3孔口皆與真空槽63相通。母棋片70也具 有18個相等間隔的孔口 77，其各自與真空榷78相通旦直徑 為約0.12英吋。也有另外的18個真空孔口 79與母模片70的 内部和外部間相通。頂側壁環100稍為地遇大而足以產生 介於頂側壁片70和頂側檗環1〇〇間的間隙，Κ致於當降歷 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I n n I 訂 .. 5 n ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局爵--'工消費合作社印裝 A7 ________B7 五、發明説明（18 ) 時真空槽78和真空孔口 79容易受影響。在母模5〇的底側壁 Μ 80中，有32個相等間隔直徑為0.020英吋的真空孔口 84，其可與真空楢85的環凹榷86相通。輪狀環67具有一個 約0.025英时的開口，其與凸面底片6〇中的輪狀真空槽 68相通。輪狀真空榷68和真空槽63也與4個相等間隔的真 空槽85相通。當熱成形相對立分開且在環生成中不互連的 具空孔口時該輪狀環可提供完全的輪狀環真空介於公模構 件10和母模構件間的間隙可在範園約〇.〇1和約〇 〇7英吋 (0.25-1.78 mm)之間。 然後完全地安置此模對於一個單元中，其可作為減壓及 獲得部分真空。 出乎意料地，本發明之横型構件中的真空是出現在已被 熱成形之發泡片的上方（於公模構件中）和下方（於母棋構 件中），相對的恰使用真空幫助拉延該發泡片至母模構件 Ο 此外可在慣用的多模榷熱成形器中熱成形發泡片，其乃 使用先前描述的特定設計之公及母模構件。 於預熱區先預熱發泡片至軟化點溫度，以致其可被成形 成所需的杯子形狀。 發泡片連續的經由熱成形器至成形位置區域並被夾緊於 頂側壁環1〇〇的位置。 接著移動公及母模構件與最终的成形位置结合，小粒伸 發泡片圍住公模構件並拉伸至母横棋槽。 當瑄種現象發生時，壓力乃降低約25英吋汞柱（在華氏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I II — I I I I 訂 ； —1 I 線 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁)

Su5Si A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 五、發明説明（19 ) 60度）（85千巴斯卡）’此外當發泡片被拉伸至最终成形位 置時對發泡片的兩側施加抽真空。 鼸後冷卻定型發泡片的最终形狀。冷卻的完成是經由使 模構件溫度剛好低於發泡）i的軟化點（預热溫度），以致長 時間維持最終位置的溫度而足Μ降低發泡片溫度於軟化點 之下。 這些實例中所生產的熱成形杯子具有壓延比例約 1.25:1，總壁厚度約0.044英吋（i.12 Βη)以及也具有下 列傾積： 高 3.45英时（87.6 m·) 頂端外徑 2 . 75英时（69.8 mm) 底部外徑 2.00英时（50.8 mm> 該發泡Η樣品具0.009英吋的擠懕塗層以及與發泡體相 連的0.006英吋皮層可產生具可接受之側壁強度的9盎斯 杯子。圖4為此杯子0.009英时的擠懕塗佈外壁22與 0.006英时的層壓内壁24，Κ及發泡層26。 試驗進行乃經由胞加一力至水平杯子側壁距杯頂三分之 一的距離，而在速度10英时（250 mm) /分鐘之壓缩試驗櫬 器上測定杯緣。杯子應可保持水平地放置且杯子側壁乃位 於固定構件及可移動構件之間，這兩個構件皆較杯緣直徑 遒長且具有半徑至少3.2 mm的圓柱表面其可與杯子側壁接 觸。陳後在第一個生產點讀取數值*即在增加側壁偏歪時 數偵降低或保持原狀的該點。此項試驗是為了棋倣當使用 者搌持杯子時其行為表現。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 訂 線 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 、發明説明（2〇 ) 實例1為本發明之一項例子且如先前實例所敘述具有 0.009英时的擠壓塗層和0.006英时的層懕塗層。 比較實例為一禰發泡珠杯子。這類杯子通常是由横製 泡玻璃粉成杯子形狀而製成的。 實例1 0.71 磅 比較實例 0.45 磅 較佳地本發明之賓例1具有一個捲起的邊緣，如此技ϋ 中憤用的，其可増強所需偏歪側壁的力量。然而，甚至沒 有捲起的邊緣時，實例1乃需較強的力最才能使俩壁偏歪 比起發泡珠杯子（比較實例）而言，其乃表示本發明之發泡 杯具有比比較實例堪要佳的耐壓碎性。因此•當使用者握 持本發明杯子時更難由於意外而壓扁杯壁。 另一種試驗熱電偶乃加諸於習用杯子及本發明之發泡杯 的外部側壁上。當外部側壁上的溫度停±上升時，慣用紙 杯的溫度為華氏174度（τ)相對地本發明的杯子溫度為 1 5 6 Τ。當使用者握持杯子時，外部側壁上溫度的差異是 明顯的。 在另一糸列的實例中，發泡片乃類似先前的實例是由無 任何塗餍或層颳所製造且也可熱成形成具拉延比例大於 1 : 1的杯子。 已確知先前敘述僅說明本發明之較佳具體實施例’而由 熟此技蓊者所做的許多改變仍在下列申請專利範圍之範 内並不遠離其精神。 -23- 本纸張尺度適用中國國家橾率（CNS ) Α4規格（210X297公嫠） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂

Claims (1)

1. 第33105506號專利申請荼 4 Ψ 窿不本（86年2月） A8 B8 C8 D8

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1. 一種用於形成深壓延物件之聚苯乙烯發泡片，其包含一 種聚笨乙烯樹脂《其係含有1 · Μ 1 5 w t 的橡膠成份，其 涤以聚笨乙烯樹脂為基準，且該橡if成份具大部份粒子 大小低於0 . 4 5徽米|及該發泡片在至少一主要的表面上 具有一層非發泡膜|且具0 . 0 4至0 . 1 6克/立方公分（2 1/2-10磅/立方英呎）的密度及0.4至6.5毫米的厚度 ，其中該非發泡瞑具有5 0 0 w πι的厚度且為聚笨乙烯， 聚乙烯|高耐撞擊聚笨乙烯 > 聚丙烯或聚乙烯對酞酸發 2. 根據申請專利範圍第1項之聚笨乙烯發泡Η ，具有之橡 膠成份含量為1至10重量百分比。 3 . 根據申請專利範圍第1項之聚笨乙烯發泡片，具有之橡 膠成份含量為1至5重量百分比。 4. 根據申請專利範圍第1項之聚苯乙烯發泡片，其亦具有 0.005-1.4重量百分比之填充劑。 5 . 根據申請專利範圍第1項之聚笨乙烯發泡片，其亦具有 0.005-0.9重量百分比之填充劑。 6. 根據申請專利範圍苐1項之聚苯乙烯發泡片，其在兩主 要表面上皆具有一層非發泡膜。 7. 根據申請專利範圍第6項之聚苯乙烯發泡片，其中該非 發泡膜具有5 - 6 0 0 w m的厚度。 8. 根據申請專利範圍第6項之聚笨乙烯發泡片，其中該非 發泡_是聚苯乙烯，聚乙烯•高耐撞擊聚苯乙烯，聚丙 烯或聚乙烯對酞酸鹽。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規卷（&10X297公釐） --------.丨裝------訂--.--Ί7線 I· . (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 A8 B8 C8 D8 ~、申請專利範圍 9. 根據申請專利範圍第1項之聚笨乙烯發泡Η ，其中該非 發泡膜是聚笨乙烯或高耐撞擊琴笨乙烯： 1 0 .根據申請專利範圍第6項之聚笨乙‘稀發泡片，其中該非 發泡膜是聚笨乙烯或高酎撞擊聚笨乙烯。 11. 一種熱成形深壓延熱塑性發泡物件之方法，包含依序步 驟為： a . 預熱熱塑性發泡貯、料Ή >其含有1至15 ^%橡膠 成份，該橡膠成份具有大部份粒子大小低於0 . 45徴米， 以及該發泡片在至少一主要的表面上1*具有一層非發泡膜 ，且具有0.04至0.16克/立方公分（2 1/2-10磅/立方 呎）的密度與0.4至6.5毫米的厚度，其中該非發泡膜 具有5-600«m的厚度且為聚笨乙烯，聚乙烯，高耐撞擊 聚苯乙烯，聚丙烯或聚乙烯對酞酸鹽； b . 夾緊該經預熱的貯料於配對的公和母横構件間的 固定位置；及 c. 相對地移動該公和母模構件至最终的成形位置， K便拉伸該發泡片至該模槽；/ d . 施加抽真空經由公和母模構件兩者至發泡片的兩 側*同時進行步驟c) · K幫助使發泡片擴展至大體上與 模構件之整涸共有表面一致；Μ及 e. 冷卻該貯枓以定型最後形狀。 12. 根據申請專利範圍第11項之熱成形深壓延熟塑性發泡物 件的方法，其中壓延比例是大於' 1 / 1 。 13. 根據申請專利範圍第11項之熱成形深壓延熱塑性發泡物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規森（¾ 10_X297公釐） ---^------^ —裝------訂--；--.— 7 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3〇5S59 it C8 D8 六、申請專利範圍 件的方法，其中在該發泡片的兩主要表面上皆具有一種 非發泡膜。 . 1 4 .根據申請專利範圍第1 3項之熱成形'深壓延熱塑性發泡物 件的方法，其中該發泡片具有厚度為5 - 6 0 0 w m的非發泡 膜。 15. 根據申請專利範圍第11項之熱成形深壓延熱塑性發泡物 件的方法，其中該非發泡，膜 '是聚苯乙烯或高耐撞擊聚苯 乙烯膜。 16. 根據申請專利範圍第11項之熱成形穿*壓延熱塑性發泡物 件的方法，其中該非發泡膜是聚笨乙烯或高耐撞擊聚笨 乙烯膜。 1 7 . —種深壓延物件，其係根據申請專利範圍第11項的方法 所製成。 18. —種深壓延物件，含有根據申請專利範圍第1項的聚苯 乙烯發泡片。 --------Jj裝------訂--，！Ί.-.Ι级 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規β ( 3l〇X297公釐）