(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造物(1)を正圧下で所望の気体で加圧し(A)、該気体を前記製造物(1)中に分散させ、次いで、製造物(1)を、製造物(1)の融点より低い温度および減圧下での熱処理に付すことによってインフレートする(B)発泡フィルム状プラスチック製品の製造方法において、インフレートされる前記フィルム状プラスチック製品(1)がラメラの構造境界層を有していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記インフレートされるプラスチック製造物(1)が二軸延伸されている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インフレートされるプラスチック製造物(1)が予備発泡されている請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記製造物(1)が正圧下で１つのローラー(3)から別のローラー(4)に巻き取られ、製造物(1)のインフレーションが、前記製造物(1)が正圧下で巻き取られる方向と反対の方向に該製造物が巻き取られている間に、加熱可能なローラー（7，8）によって行われる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
プラスチック製造物(1)が、製造工程中に添加される発泡剤または固体粒子を用いることによって、ラメラの不連続相が製造物(1)中に作られるように予備発泡され、前記ラメラの不連続相が予備発泡された泡または寸断から得られる間隙からなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記熱処理が輻射加熱によって、または２基の加熱ローラー(7,8)のローラー間隙において行われる方法において、最終製造物の厚さとインフレーションの程度とが前記ローラー間隙の距離と加熱ローラー(7，8)を通過するフィルムの走行距離を調節することによって調整される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記製造物(1)が、前記熱処理の間、負圧に付される請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は請求項１に規定されている発泡プラスチック製品の製造方法に関する。
発泡プラスチックフィルムおよびブランクは、主として、フィルム製造過程に直接添加される発泡剤を用いるか、特別な添加剤を含有しているフィルム構造を適当な温度で配向延伸することによって製造することができる。通常の押出発泡法では、50％を越える発泡度はめったに得られない。
例えば、米国特許4,473,665号は、気体を用いて固体プラスチックを加圧した発泡を行う方法を提示している。しかしながら、このような方法は数十から場合によっては数百Mpaの圧力を必要とする。
本発明の目的は予備発泡されたプラスチックフィルムを加圧インフレートする方法を開発することである。予備発泡されたプラスチックフィルムを加圧インフレートすることにより、発泡度が高く、プラスチック材料の量を増やすことなく製品の厚みを増すことができる、強く発泡したフィルム製品を製造することが可能になる。
本発明の方法においては、インフレートされるポリマーが構造的境界層または微細孔を有している。該構造的境界層または微細孔は気泡の核となり、加圧過程で該構造的境界層または微細孔がインフレートされる。本発明の方法の特徴の詳細は添付の請求項に記載されている。
本発明の加圧法によってインフレートされたフィルムは、インフレートされていない製品に比べて、外観上、光沢がなくて不透明度が大きい。使用に際しては、フィルムのインフレートによる外観的特徴の変化によって印刷性に関する性質が改善される。得られたフィルムは紙のような硬さを有し、インフレートされていないフィルムに比べて弾力性に富み（熱的、光学的に）より優れた絶縁能力を有する。
本発明の加圧法によって、30％まで予備発泡された二軸延伸ポリプロピレンフィルムを使用すると、80％超の発泡度を有する均質な発泡フィルムおよびシートを製造することが可能である。気泡のインフレーションは前記ポリマーの融点よりも低い温度で起こるので、境界構造の気泡の壁は延伸と同時に配向される。その配向は最終的な製造物の構造的強度を増加させる。
本発明の方法において必要とされる圧力はわずか１Mpaのオーダーである。従って、構造的に簡単な加圧室があればよいので本発明の方法を低コストで行うことができる。
以下において、図面を参照しながら実施例によって本発明を詳細に記載する。
図１はインフレートされていないフィルム（半製造された製品）を示し、図２ａ〜ｃは本発明の方法による発泡プラスチックフィルムの製造を説明しており、図３はインフレートされたフィルムを示している。
図１によって示されている出発材料であるフィルム／ブランク１は不連続相２を有しており、該不連続相２は、通常、予備発泡された気泡または固体粒子（ここで気体が拡散され、蓄積される）によって形成された境界層／境界空間（ラメラ構造の境界層）からなる。
前記出発材料であるフィルム／ブランク１はＤ＝５μｍ〜1000μｍのオーダーの厚さを有している。出発材料であるフィルム／ブランク１は延伸されていないものであっても、二軸延伸されたものであってもよい。ここにおいて、延伸とは製造物を溶融し、次いで結晶点より低い温度に予備冷却して、再び延伸に必要な時間だけ製品を延伸温度に加熱することにより、プラスチックフィルム／ブランクを加工する方法を指している。前記延伸温度は使用されるポリマーの融点よりも低い。
出発材料であるフィルム／ブランク１における泡構造は製造工程中に発泡剤を添加することによって製造されたレンズ状構造であってもよい。前記泡構造は配向延伸中に泡構造が内部切断されて得られた「寸断」構造または有空間泡構造であってもよい。配向延伸中の泡構造の内部切断はポリマー中に添加される固体添加剤または粒子によって誘発される。
図２は、チャンバー５に配置されるフィルムウェブ１用の巻出ローラー３および最終ローラー４を有する装置を示している。チャンバー５の巻出ローラー側（図２ａにおける右側）には、案内ローラー６が配置されており、その後方には２基のローラー７、８が積み重ねられている。これらうち、上部ローラー７は、駆動機構によって（垂直の双頭矢印によって示されているように）垂直方向に可動である。ローラー７が低位置にあるときには、２基のローラー７と８との隙間が図２ａによって示されているようなローラー間隙（ニップ）を形成する。フィルムはＤの厚さを有する。
図２ａで説明されている気体処理Ａの間、片方がもう一方の上方に来るように垂直方向に配置されている２基のローラー７と８との間に大きな空隙をあけて、上部ローラー７は高い位置にある。発泡されたフィルム／ブランク１はチャンバー５に置かれており、チャンバー５は加圧することができる。加圧には、窒素、空気または他の気体を使用することができる。チャンバー５においては、フィルム１はウェブ様の製造物として扱うことができる。製造物１は、巻出ローラー３から斜め上方の、高位置にある上部案内ローラー１０に向かい、さらに案内ローラー６へと走行する。図２ｂに矢印で示されているように、ここから、フィルム１は上部ローラー７の周囲を通って下部ローラー８へと走行し、その後、低位置にある下部案内ローラー１１へと斜め下方に向かい、さらに最終ローラー４へと走行する。
加圧空間５において、フィルム／ブランク１における内部境界層は気体で満たされる。フィルム１中に拡散する気体の量および拡散速度は、チャンバー５内でフィルム１を加熱すること、巻取速度を低下すること、圧力を増大すること、またはフィルム１に複数の補助ローラ上を通過させてフィルム１の自由走行距離を長くすることによって増大させることができる。補助ローラーの使用と加熱とは拡散過程の均一性も向上させる。最終ローラーにフィルム１を巻き取る前にフィルム１を冷却すると、フィルム剤１からの気体の拡散が遅くなる。
加圧下におけるチャンバー５内での巻取りの後、チャンバーは減圧され、巻取られたロールはインフレートされる（Ｂ、図２ｃ）。巻取られたロールはまた別の熱処理に付され、フィルムは巻出ローラーと最終ローラーとの間を走行中、加熱される。図２ｃにおいては、矢印で示されているように、フィルムは図２ｂと比べて反対の方向に巻き取られている。フィルム１の加熱は輻射熱を用いて行うことができるが、最終製品の厚さをよりよく制御するためには、２基の加熱ローラー７、８の間のロール間隙９で行うことができる。フィルムが加圧下で巻き取られた後で熱処理を行うと、製造物の永続的なインフレーションを得ることができる。フィルム１は加熱することなく一時的にインフレートさせることもできるが、そのようなインフレーションは永続的なものではない。その理由は、気体が泡構造から拡散して出てしまった後には、使用されているポリマーの弾性によってフィルムは平たくなって元の状態に戻ってしまうからである。加熱ローラー７、８の間でインフレーションを行うと、フィルム／ブランク１は非常に均一な厚さの外形を有することになる。
最終製造物の厚さおよびインフレーションの程度は、ロール間隙および加熱ローラー７、８に接触するフィルムの走行距離を調節することによって調整することができる。インフレーションは使用されるポリマーの融点よりも低い温度で行われる。
加圧下でフィルムを巻取るのとインフレーションのためにフィルムと巻取るのとを同じ装置で行うことができるので、コストを削減することができる。チャンバー５内を減圧にすることによってインフレーションの効率をさらに高めることができる。
図３は本発明によって提供される最終製造物１を図解している。最終製造物においてはラメラの境界層２がラメラの気体間隙を形成するようにインフレートされており、その結果、製造物が厚さ方向に非常に弾力性のあるものとなっている。
当業者には本発明の種々の態様が前記の例に限定されず、以下の請求項に記載されている範囲内で変更してもよいのは明らかである。
【図１】
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【図３】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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