(57)【要約】押出しされたフォームの一つ以上の外部表面は、固化するポリマーのフォームの気泡から発泡ガスが拡散するのを低減するために、表面にポリマーの表皮を同時押出しすることによって被覆される。密閉効果は、押出しされたフォームの片面（ＡＢフォーム）又は両面（ＡＢＡ型）を被覆することを含むことができる。表皮は、固体又は発泡されていることができる。別の方法として、環状ダイ及び、好ましくは、円筒形の冷却マンドレルから円筒が形成される。フォームの円筒を、冷却された円筒形のマンドレル（円筒の直径を拡大する）に押出及び引抜くことによって、構造体の最適な物理的特性を達成することができる。これは、フォームの構造体が、縦及び横方向に引張られるためである。好ましくは、発泡性ポリマーは、“固有溶融強度”及び“ひずみ硬化”を有し、従ってフォームの気泡は大きさ及び形状において更に一貫している。好ましいポリマーは、ポリプロピレン又はポリスチレンである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
コポリマー及び／又はホモポリマーのポリプロピレンとブレンドされた高溶融強度のポリプロピレンを使用したポリマーフォームであり、
好ましいブレンドが、２０％−６０％の高溶融強度ポリプロピレン並びに８０％−４０％のコポリマー及び／又はホモポリマーを含む、
上記のポリマーフォーム。
【請求項２】
更に好ましいブレンドが、４０％−５０％のＨＭＳ  ＰＰ並びに６０％−５０％のコポリマー及び／又はホモポリマーを含む、請求項１に記載のフォーム。
【請求項３】
物理的発泡剤が二酸化炭素である、請求項１に記載のフォーム。
【請求項４】
請求項１又は２のいずれかに記載のポリプロピレンフォームで製造されたフォームコア組成物構造体。
【請求項５】
請求項１に記載のフォーム又は請求項４に記載のフォームコアを製造するための、ポリプロピレンのコポリマー又はホモポリマーのブレンド中の高溶融強度ポリプロピレンの使用。
【請求項６】
ポリプロピレンフォームを製造するための、物理的発泡剤（単数若しくは複数）又は化学的発泡剤（単数若しくは複数）、或いは両方又は組合せ又はいずれかの使用を含む、ポリプロピレンフォームを発泡する方法。
【請求項７】
ポリプロピレンフォームの二つ以上の層状組成物を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項８】
固体の表面ではない場合、請求項４に記載の表皮（単数又は複数）を発泡するための、物理的発泡剤（単数若しくは複数）又は化学的発泡剤（単数若しくは複数）、或いは両方又は組合せ又はいずれかの使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項９】
コア及び表皮の表面（単数又は複数）の両方に対する、異なったほうが好ましいが同一のポリプロピレンの使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１０】
フォーム又はフォーム／固体（solid）の積層構造を製造するための、二つ又は三つ以上の層押出法の使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１１】
フォームの積層構造を製造するための、カレンダー法の使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１２】
フォーム又はフォーム／固体の積層構造を製造するための、二つ、三つ、又は四つ以上の層押出法の使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１３】
フォーム又はフォーム／固体の積層構造を製造するための、二つ、三つ、又は四つ以上の層押出法及びその後のカレンダー法の使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１４】
所望する造形最終生成物を製造するための、熱成形法の使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１５】
食品の包装及び提供の用途におけるＣＯ２発泡されたポリプロピレンフォームの使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１６】
フォーム及び／又は表皮層を伴う或いは伴わないフォームコアを製造するための、フラット又は環状ダイの使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１７】
フォームコア中のリサイクル又はスクラップ材料の使用を含む、請求項６に記載のポリプロピレンフォームを形成する方法。
【請求項１８】
請求項４及び／又は請求項１７に記載のフォームコアの上部及び／又は底部における、食品用に認可される接触表皮の使用。
【請求項１９】
（ａ）第１のポリマーを物理的発泡剤と高圧下で混合して、予備発泡コンパウンドを形成し、
（ｂ）予備発泡コンパウンドを第２のポリマーと同時押出し、前記第２のポリマーがこれによって同時押出物上の表皮を形成する、
工程を含む、発泡ポリマー構造体を形成する方法。
【請求項２０】
（ａ）ポリプロピレン及びポリスチレンからなる群から選択されるポリマーの発泡コアの層を含み、前記層は、第１の面及び第２の面並びに気泡を有し、そして前記気泡は窒素及び二酸化炭素からなる群から選択されるガスで満たされ、そして
（ｂ）第１の表皮層は、コア層の第１の面を被覆している、
ポリマー構造体。
【請求項２１】
構造体が第２の表皮層を含み、そして第２の表皮層がコア層の第２の面を被覆している、請求項２０に記載のポリマー構造体。
【請求項２２】
少なくとも一つの表皮層も発泡ポリマーである、請求項２０に記載のポリマー構造体。
【請求項２３】
構造体が円筒形である、請求項２０に記載のポリマー構造体。
【請求項２４】
コアが、高い固有溶融強度を持つポリマーから形成される、請求項２０に記載のポリマー構造体。
【請求項２５】
コアが、高ステイン（ｓｔａｉｎ）硬化を伴うポリマーから形成される、請求項２０に記載のポリマー構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、フォームコアのポリマーの積層及び積層物を形成するための同時押出の方法を含む。
【背景技術】
【０００２】
関連する出願との相互参照
本出願は、先の２００２年３月７日に出願された米国特許仮出願番号６０／３６２，７２８及び先の２００２年３月８日に出願された米国特許仮出願番号６０／３６２，８１９の３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づく利益を主張し；これらの両者は、本明細書中に参考文献として援用される。
【０００３】
連邦政府に援助された研究及び開発に関する言明
本発明は、連邦政府に援助されたいかなる研究又は開発プログラムの援助にも基金にもよらず考案された。
【０００４】
発明の背景
本発明は、発泡若しくは固体（solid）のポリプロピレン又は他の熱可塑性若しくは熱硬化性材料の更なる層を伴う、発泡ポリプロピレンのコアを使用したポリプロピレンフォーム及び／又は多層複合構造体を製造するための生成物及び方法を明らかにする。構造体は、平らなシート、管状の押出品、或いは幾何学的又は不規則な輪郭の造形物の形態であることができる。フォーム又は構造体の発泡されたコアは、化学的発泡剤、或いは炭化水素及び／又は無機型のいずれかの物理的発泡剤、或いはいずれかの型及び／又は両方の型の組合せで発泡することができるが、好ましい発泡剤は、核生成剤（nucleating agent）を伴う二酸化炭素である。複合構造体の最終的使用は、フォームのシート単独、又は構造体中に多数の層及び層の組成物を伴う構造体の場合を内包するものである。
【０００５】
引用される参考文献：
米国特許
第６，３５０，８２８号、第０６３２６４０９号、第０６２５１３１９号、
第０６１７４９３０号、第０６１６６０９６号、第０６１０３１５３号、
第０６０９６４１７号、第０６１０３１５３号、第０６０９６４１７号、
第０６０７７８７８号、第０６０７７８７５号、第０６０５１６１７号、
第０５９２９１２９号、第０５９２８７７６号、第０５９０２８５８号、
第０５７４７５４９号、第０５６１６６２７号、第０５６７７７４２号、
第０５５４５３５１号、第０５５２７５７３号、第０５３４８７９５号、
第０５３０４５７９号、第０５２８６４２８号、第０５２８１３７６号、
第０５２５２２６９号、第０５１８０７５１号、第０５１４９５７９号、
第０５１１６８８１号、第０５０８２８６９号、第０５０７３４４４号、
第０４９４０７３６号、第０６３２６４０９号、第０６３０６９６０号、
第０６２５１３１９号、第０６１７４９３０号、第０６１６６０９６号、
第０６１０３１５３号、第０６０９６４１７号、第０６０７７８７８号、
第０６０７７８７５号、第０５９２９１２９号、第０５９２８７７６号、
第０５９０２８５８号、第０５７４７５４９号、第０５６１６６２７号、
第０５８６６０５３号、第０５３３４３５６号、
欧州特許
第０９１６４６５号、第０８４１１５５号、第０４７０３８０号、第０６２５１６８号、第０７００９３９号、第０６０１４５５号、第０４８０４５６号、第０４５０３４２号、第０４５０３４２号、第０４８０４５６号、第０４５０３４２号、第０４８１３０６号、第０５２００２８号、第０３３７５８４号、第０２６３９８９号、第０２２９４６１号、第０１７８２８３号、第０１７８２８２号、第０２９１７６４号。
【０００６】
ポリプロピレンは、その剛性及び強度のために知られ、射出成形、吹込成形、押出、熱成形等のようなプラスチック製造の既知の方法による部品及び加工品の構築のための低価格のポリマーを提供する。ポリプロピレン［ＰＰ］は、ポリエチレンのような他のポリマーよりも高い温度性能についても知られている。同様に各グレードのポリエチレンが食品との接触のために利用可能である。ポリプロピレンは、更にマイクロ波に対しても透明である。これらの特性は、ポリプロピレンを、自動車、工業、医薬、運動のような各種の工業における構造の部品及び加工品のための多くの用途に対して、そして更に食品包装における使用に対しても現実的なものとする。
【０００７】
ポリプロピレンは、多くの用途においてニートのポリマーとして及び充填剤入りの組成物として使用されている。いくつかのポリプロピレンフォームが製造されているが、これらは、達成可能な気泡（cell）の密度及び均一性において制約がある。これは、化学的発泡剤で製造された従来のポリプロピレンフォーム中では、連続的なフォーム構造体ではなく、固体の基質中に存在する空隙及びガスポケットの出現によって示される。物理的発泡剤が使用された場合、フォームは、使用される発泡可能なポリプロピレンの価格が高いため、経済的に製造することができなかった。然しながら、本発明における新規な点は、ＣＯ２のみを使用して又は窒素とともにＣＯ２を使用することにより、ポリプロピレンのブレンドにおいて、３０％ないし６０％の重量が減少した細かい気泡のフォームを製造する点にある。本発明において、均一な気泡の構造体の形成を補助する吸熱性核生成剤を有することが好ましい。
【０００８】
ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＥＶＡ、ＰＥＴ等のような高分子材料で使用される各種の方法及び機器の種類で、ポリプロピレンを加工、成形、及び／又は発泡することができることが工業界において証明されている。例えば、Ｔａｋａｏｋａは、高溶融張力を持つ高分子量ポリプロピレンの、固体ポリプロピレンの優れた成形適性のための使用を、特許第６，３５０，８２８号中に記載している。フォームの用途におけるポリプロピレンの使用を記載した多くの例が存在する。更なる例は米国特許（これらに制限されるものではない）であり、ここでは、ポリプロピレンが成形可能、発泡可能であるとして、或いはシート、物品、成形品、又は構造として発泡可能な若しくは発泡されたとして（これらに制限されるものではない）明らかにされた。これらの例は、ポリプロピレンの使用を以下のように示している：
ポリプロピレン樹脂組成物のモールド内（in-mold）発泡物品、特許番号−０６３２６４０９、
熱発泡性ポリプロピレンフォームのシートの形成方法、特許番号−０６２５１３１９、
発泡性ポリプロピレンポリマー、特許番号−０６１７４９３０、
ポリプロピレン樹脂の予備膨張粒子、その製造方法及びそれによるモールド内発泡物品の製造方法、特許番号−０６１６６０９６、
回転成形による発泡低密度ポリプロピレンの製造、特許番号−０６１０３１５３、
ポリプロピレン樹脂成形体及びポリプロピレン樹脂発泡体を有する複合材料並びにそれを製造する方法、特許番号−０６０９６４１７、
改質ポリプロピレン樹脂から製造されたフォーム及びその製造のための方法、特許番号−０６０７７８７８、
成形のためのポリプロピレン樹脂の発泡及び膨張されたビーズ、特許番号−０６０７７８７５、
改質ポリプロピレン樹脂の発泡粒子及びその調製方法、特許番号−０６０５１６１７、
ポリプロピレンとブレンドされた、シランでグラフトされ本質的に線状なポリオレフィンの架橋発泡性組成物、特許番号−０５９２９１２９、
ポリプロピレンフォームの層を有する複合材料、特許番号−０５９２８７７６、
改質ポリプロピレン樹脂、それから製造されたフォーム及びこれらの調製のための方法、特許番号−０５９０２８５８、
ポリプロピレンホモポリマーの発泡粒子及び発泡粒子の成形品、特許番号−０５７４７５４９、
ポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂発泡材料及びそれを製造するための方法、特許番号−０５６１６６２７、
無機発泡剤で膨張させた寸法的に安定なポリプロピレンフォーム、特許番号−０５５６７７４２、
フォームを制御するためのポリエチレングリコールのステアリン酸エステルの使用、特許番号−０５５４５３５１、
押出しされた独立気泡ポリプロピレンフォーム、特許番号−０５５２７５７３、
有機発泡剤による寸法的に安定な連続気泡ポリエチレンフォームを製造するための方法、特許番号−０５３４８７９５、
ポリプロピレン樹脂を成形するための方法、特許番号−０５３０４５７９、
熱形成のためのポリエチレン樹脂発泡シート及びこれを製造するための方法、特許番号−０５２８６４２８、
発泡層で被覆された表皮材料を有するポリプロピレン樹脂物品を製造するための方法、特許番号−０５２８１３７６、
ポリプロピレン樹脂を成形するための方法、特許番号−０５２５２２６９、
ポリプロピレンフォームのシート、特許番号−０５１８０７５１、
ポリプロピレンフォームのシート、特許番号−０５１４９５７９、
ポリプロピレンフォームのシート、特許番号−０５１１６８８１、
発泡材料の調製に適した架橋ポリプロピレン組成物、特許番号−０５０８２８６９、
成形ポリプロピレンフォームのタイヤのコア、特許番号−０５０７３４４４、
低密度ポリプロピレンフォームの製造、特許番号−０４９４０７３６、
ポリプロピレン樹脂組成物のモールド内発泡物品、特許番号−０６３２６４０９、
発泡性ポリプロピレンポリマーから形成された物品、特許番号−０６３０６９６０、
熱発泡性ポリプロピレンフォームのシートの形成方法、特許番号−０６２５１３１９、
発泡性ポリプロピレンポリマー、特許番号−０６１７４９３０、
ポリプロピレン樹脂の予備膨張粒子、その製造のための方法及びそれからのモールド内発泡物品を製造するための方法、特許番号−０６１６６０９６、
回転成形による発泡低密度ポリプロピレンの製造、特許番号−０６１０３１５３、
ポリプロピレン樹脂成形体及びポリプロピレン樹脂発泡体を有する複合材料及びその製造方法、特許番号−０６０９６４１７、
改質ポリプロピレン樹脂から製造されたフォーム及びその製造のための方法、特許番号−０６０７７８７８、
成形のためのポリプロピレン樹脂の発泡及び膨張されたビーズ、特許番号−０６０７７８７５、
ポリプロピレンとブレンドされた、シランでグラフトされ本質的に線状なポリオレフィンの架橋発泡性組成物、特許番号−０５９２９１２９、
ポリプロピレンフォームの層を有する複合材料、特許番号−０５９２８７７６、
改質ポリプロピレン樹脂、それから製造されたフォーム及びこれらの調製のための方法、特許番号−０５９０２８５８、
ポリプロピレンホモポリマーの発泡粒子及び発泡粒子の成形物品、特許番号−０５７４７５４９、
ポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂発泡材料及びそれを製造するための方法、特許番号−０５６１６６２７。
【０００９】
更に、ポリプロピレンの使用を含みうる微孔質及び超微孔質発泡材料を製造するための方法を示す米国特許が存在する。これらの特許の例には、：
微孔質及び超微孔質材料の連続加工を提供する方法、特許番号−５，８６６，０５３、
超微孔質発泡材料、特許番号−５，３３４，３５６、
が含まれるが、これらに限定されない。
【００１０】
工程中の固体又はフォームとして、或いは、完成したシート、フォーム、成形品又は構造としてのポリプロピレンの使用を示した、発行された外国特許もある。付与された欧州特許におけるポリプロピレンの使用の例には：
成形及び発泡層を有する複合ポリプロピレン材料並びにその製造方法、特許番号−０９１６４６５、
ポリプロピレンフォームの層を有する複合材料、特許番号−０８４１１５５、
ポリプロピレンの成形組成物、特許番号−０４７０３８０、
無機発泡剤で膨張された寸法的に安定なポリプロピレンフォームを製造するための方法、特許番号−０６２５１６８、
膨張されたポリプロピレン粒子、特許番号−０７００９３９、
カレンダーシートの製造のためのポリプロピレン組成物、特許番号−０６０１４５５、
発泡層で被覆された表皮材料を有するポリプロピレン樹脂物品を製造するための方法、特許番号−０４８０４５６、
発泡物品の製造に適した架橋ポリプロピレン組成物、特許番号−０４５０３４２、
発泡層で被覆された表皮材料を有するポリプロピレン樹脂物品を製造するための方法、特許番号−０４８０４５６、
発泡物品の製造のために適した架橋ポリプロピレン組成物、特許番号−０４５０３４２、
ポリプロピレン樹脂を成形するための方法、特許番号−０４８１３０６、
ポリプロピレンフォームのシート、特許番号−０５２００２８、
ポリプロピレン樹脂の膨張された粒子の製造のための方法、特許番号−０３３７５８４、
ポリプロピレン樹脂の発泡成形物品の製造のための方法、特許番号−０２６３９８９、
ポリプロピレンを含んでなる発泡性組成物、及びその気泡生成物、特許番号−０２２９４６１、
膨張されたポリプロピレンの硬質材料及びそれを調製するための方法、特許番号−０１７８２８３、
膨張されたポリプロピレンフィルム及びそれを調製するための方法、特許番号−０１７８２８２、
発泡ポリスチレン樹脂のシートを製造するための方法、特許番号−０２９１７６４、
が含まれるが、これらに限定されない。
【００１１】
然しながら、従来の技術及びそれに含まれる開発を認めた上で、従来の技術を使用しても、本発明と同等のポリプロピレンフォームの独特の特徴を作り出せない。
【発明の開示】
【００１２】
従来の技術の装置で経験したこれらの及び他の困難さは、本発明による新規な様式において取り除かれる。
従って、有効で、そして耐久性があり、そしてなお経済的に妥当であるポリプロピレン又はポリスチレンのフォームコアの積層構造体を提供することが本発明の顕著な目的である。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、有効で、そして耐久性があり、そしてなお経済的に妥当であるポリプロピレン又はポリスチレンのフォームコアの積層構造体を製造する方法を提供することである。
【００１４】
本発明の更なる目的は、有効で、そして耐久性があり、そしてなお経済的に妥当である構造体を製造するために使用することができる、ポリプロピレン又はポリスチレンのフォームコアの積層構造体を提供することである。
【００１５】
高品質及び低価格で製造することが可能であり、そして最小の保守で、長期の、そして有用な寿命を提供することが可能な、フォームコアの構造体を提供することが本発明の更なる目的である。
【００１６】
これらの及び他の目的の観点において、当業者にとって明白であるように、本発明は本明細書中に述べられ、そして特許請求項によって包含される部品の組合せに存し、本明細書中に開示された本発明の正確な態様における変更を、本発明の思想から逸脱せずに特許請求された範囲内で行うことができることは了解されることである。
【００１７】
発明の簡単な説明
押出しされたフォームの一つ以上の外部表面は、表面のポリマーの表皮（skin）の同時押出によって被覆されて、固化するポリマーのフォームの気泡から発泡ガスが拡散するのを低減する。表皮（単数又は複数）は、同時押出ダイの内側に適用され、その一方、ポリマーとガスの混合物は高圧であり、そしてガスはポリマー中に溶解している。これの密閉効果は、押出しされたフォームの片面を単純に被覆することによって達成することができる（ＡＢ型）。この効果は、押出フォームの両方の表面がポリマーの表皮と同時押出しされた場合に更になお劇的である（ＡＢＡ型）。表皮は固体であってもよく、それ自体発泡されてもよい。表皮層の密度の減少が、主たるフォーム層の密度の減少より小さいものであることが好ましい。表皮は、化学的又は物理的発泡剤によって、或いは化学的及び物理的発泡剤の組合せによって発泡することができる。なお更に効果的なものは、環状ダイ及び、好ましくは、円筒形の冷却マンドレルを含む方法である。円筒形の同時押出は、積層物の末端でさえ密閉する。フォームの円筒を、冷却された円筒形マンドレル（円筒の直径を拡大する）に押出し、そして引抜くことによって、構造体の最大の物理的特性を達成することができる。これは、フォームの構造体が、縦及び横方向に引張られるためである。好ましくは、発泡性ポリマーは、フォームの気泡が更に一貫した（consistent）大きさ及び形状であるように、“固有溶融強度(inherent melt strength)”及び“ひずみ硬化（strain hardening）”を有し、そして示す。好ましいポリマーは、ポリプロピレン又はポリスチレンである。
【００１８】
ポリプロピレンのフォームの可塑性構造体、特に押出しされたフォーム及び表皮の積層物を開発することが一般的に好ましい。ポリプロピレンから形成されたフォームは、ポリエチレン及び他のフォームと比較して、低価格で改良された特性、特に剛性及び耐熱性を有することが予測される。然しながら、実際にポリプロピレンからフォームを製造することは非常に困難である。化学的発泡剤を使用してポリプロピレンフォームを押出する試みは、非常に一貫しない気泡の形成を有するフォームとなっている。物理的発泡剤を使用することによる試みは、高圧二酸化炭素及び窒素のような物理的発泡剤がポリプロピレンの高い加工温度では急速に拡散するため、一般的に不成功であった。ポリプロピレンの発泡は、“ひずみ硬化”の欠如によって示される低い固有溶融強度によって更に複雑化される。これらの因子は、一貫しない、そして崩壊した又は連続した気泡となる。
【００１９】
溶融強度の問題が、基剤ポリマーの分枝又は架橋によりポリマーを改質することによって対処することができることは工業界で知られている。この様式によるポリマーの改質は、ひずみ硬化を示すポリプロピレンを製造する。この種類のポリマーは、商業的に入手可能である。これらの改質ポリマーの価格は、標準的ＰＰに対して有意に増加する。
【００２０】
急速な拡散の問題は、大気ガスの使用において最も明白である。窒素又は二酸化炭素の使用が低価格及び環境上の配慮のために好ましい。ＣＯ２は、ポリマー中での溶解性が欠けるため、炭化水素の発泡剤より丈夫なフォームを製造する。然しながら、加工温度における低溶解性及び高圧が、これらの使用を複雑化する。
【００２１】
本発明の核心は、溶融された押出材料からの物理的発泡ガスの拡散速度を低減し、ガスがポリマーが固化する間に発泡された材料中に残り、そしてガスが、固化するポリマー中に捕獲されるような技術を開発することである。
【００２２】
本発明の鍵となる要素は、押出しされたフォームの一つ以上の外部表面をポリマーの層を表面上に同時押出しすることによって被覆して、固化するポリマーのフォームの気泡からの発泡ガスの拡散を低減するという考えである。層（単数又は複数）がダイの内部に適用され、一方ポリマーとガスの混合物は高圧であり、そしてガスはポリマー中に溶解している。これの密閉効果は、単純に押出しされたフォームの片面を被覆することによって達成される（ＡＢ型）。この効果は、押出しされたフォームの両方の表面がポリマーの層と同時押出しされた場合に更になお劇的である（ＡＢＡ型）。
【００２３】
層は固体であってもよく、それ自体発泡されてもよい。表皮層の密度の減少が、主たるフォーム層の密度の減少より小さいものであることがことが好ましい。層は、化学的又は物理的発泡剤によって、或いは化学的及び物理的発泡剤の組合せによって発泡することができる。ポリマーの選択及び表皮層の密度の減少は、全体の構造物の品質において重要である。
【００２４】
環状ダイ及び円筒形の冷却マンドレルを含む方法が好ましい。フォームの円筒を、冷却された円筒形マンドレル（円筒の直径を拡大する）に押出し、そして引抜くことによって、構造体の最大の物理的特性を達成することができる。これは、フォームの構造体が、縦及び横方向に引張られるためである。
【００２５】
記載された方法は、ポリプロピレンに制約されない。他のポリマー、特にポリスチレンで十分に機能することが証明されている。
本発明は、図面を参照することによって最もよく理解することができる。
【００２６】
発明の詳細な説明
本発明の原理は、図面を参照することによって最もよく理解することができる。図１は、本発明の原理を具体化する表皮−コア−表皮（ＡＢＡ）積層物の正面図である。一般的に数字１０によって指定される積層物は、発泡されたコア１１、及び少なくともコア１１の一つの面の一つの表皮１２から形成される。これはＡＢ構造と呼ばれる。好ましい態様において、積層物は、コアの第１の表皮１２の反対面を被覆する第２の表皮１３を有するものである。
【００２７】
図２は、円筒が図３の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図として示される円筒の同時押出、円筒の拡大、円筒のスリット入れ、得られた生成物の平板化及びローラーによる生成物の引抜きのための製造ラインの平面図であり、全て本発明の原理を具体化する。コアのポリマーは１５は、コアポリマーリザーバ１６から混合器１７に供給され、ここで高圧ガス供給源１９からの物理的発泡ガス１８と高圧下で混合される。次いで高圧の混合物は、温度制御混合器２１に、そして次いでコア押出ヘッド２２に供給される。表皮ポリマー２３は、表皮ポリマーリザーバ２４から加圧器２５に供給される。加圧器２５中で、表皮ポリマー２３は、所望によりガス供給源１９からの発泡ガス１８のような発泡ガスと、所望により混合することができる。次いで得られた生成物は、同時押出ヘッド２２に供給され、ここで同時押出されて、発泡されたコア１１の表皮を形成する。所望により、第２の表皮ポリマー２７を表皮ポリマーリザーバ２８から加圧器２９に供給することができる。加圧器２９中で、第２の表皮ポリマー２７は、所望によりガス供給源１９からの発泡ガス１８のような発泡ガスと、所望により混合することができる。得られた生成物は、所望により同時押出ヘッド２２に供給することができ、ここで同時押出されて、発泡されたコアの第１の表皮の反対面に第２の表皮を形成する。
【００２８】
好ましい態様において、積層物は、同時押出ヘッド２２の同時押出し出口３１を円筒３２の形態で去り、円筒入口壁（cylinder enter wall）１１はコアポリマー１５で形成され、第１の表皮材料１２が円筒の外側の表面を被覆し、そして第２の表皮材料２３が円筒の内側の表面を被覆する。押出物が押出し出口３１のコアを去り、そして大気圧に暴露された時点で、発泡ガスはバブル又は気泡を形成し、そして気泡が膨張し始める。表皮層（ｌａｗｙｅｒ）にガスが存在する場合、これも更にここで起こる。表皮層が存在しない場合、コアポリマー１５（優先的にポリプロピレンである）の温度及び拡散性は、発泡ガスが気泡から拡散することを可能にするものであり、そのためこれらは完全に膨張しないか又は非常に不規則な、そして予測できない様式で膨張する。然しながら、表皮が存在することにより、特にこれが全てのコアの外側の表面の内側の両方にある場合、表面を密閉して、発泡されたものからの発泡ガスの漏れを防止し、そして気泡が比較的大きく比較的一貫した形状で大きさのそろったバブルが形成されうる。
【００２９】
好ましい態様において、同時押出物が形成される。そしてこれがなお可塑性であるうちに、空気を円筒の内部に吹込む冷却されたマンドレル４１上に、同時押出物をローラー４９によって引抜き、そして円筒は外側に拡大されて、その直径を増加する。これは、図の断面部分において見ることができる。円筒がその直径を完全に拡大されたならば、これは底部において縦方向にスリットされ、平板化され（flatten）、そして次いで平板化ローラー４９に供給され、これは積層物を平板化し、そしてそれを引抜く。
【００３０】
図３は、円筒の同時押出、円筒の拡大、円筒のスリット入れ、得られた生成物の平板化及びローラーによる生成物の引抜きのための図２に示した製造ラインの部分の正面図であり、全て本発明の原理を具体化する、。円筒４２は、押出ヘッド２２の押出し出口３１を出て、そして直径が拡大される。円筒４２が拡大したならば、円筒４２は、スリット刃４５によって縦方向にスリットされる。次いで円筒４２は、平板化され、そして平板化及び引抜きローラー４９に供給される。
【００３１】
図４は、図２に示す円筒の同時押出、円筒の冷却されたマンドレル中の拡大による製造ラインの様式、そしてスリット刃を示す線図であり、全て本発明の原理を具体化する。円筒４２は、押出ヘッド２２の押出し出口３１を出て、そしてマンドレル４１によって直径が拡大される。円筒４２が拡大されたならば、円筒４２は、スリット刃４５によって縦方法にスリットされる。
【００３２】
図５は、拡大され、そして次いでスリットされ、そして平板化される際の、同時押出しされた円筒の底面図である。円筒４２は、押出ヘッド２２の押出し出口３１を出て、そして直径が拡大される。円筒４２が拡大されたならば、円筒４２は、スリット刃４５によって縦方法にスリットされる。次いで円筒４２は、平板化され、そして平板化及び引抜きローラー４９に供給される。
【００３３】
図６は、平らな押出物として同時押出され、そして次いで厚さが拡大された表皮−コア−表皮（ＡＢＡ）積層物の正面線図である。同時押出し出口６１は、伸長された開口部６２を有し、上部表皮ポリマー１２は開口部６２の上部に、底部表皮ポリマー１３は開口部６２の底部に、そしてコアポリマー１１は開口部６２の中央にある。同時押出物６４は、押出機の高圧域を去り、そして押出し開口部６２から大気圧に出る。この時点で、コアポリマー１１中の発泡ガス１８は膨張し、そして小さいバブル又は気泡６５を形成する。これにより、同時押出物６４が二つの表皮層１２及び１３間で厚さの成長を起こす。通常、ポリウレタン又はポリスチレンのようなポリマーを押出すために必要な高温において、二酸化炭素又は窒素のような大気ガスが物理的発泡剤として使用される場合、ポリマーの拡散性のためガスが大気に逃出し、その結果、有効ではない発泡、小さいバブル、並びに非均一な及び予測不可能なバブルの形成及び大きさが生じる。然しながら、同時押出物６４の片面又は両面の表皮１２及び１３の存在のために、コアポリマー１１が溶融している間、ガスはコアポリマー中に密閉され、このため大きさ、均一性、及び形状に関する極めて好ましい気泡の形成が達成される。好ましい態様において、コアポリマー１５は高度のひずみ硬化を有するように選択され、このためバブル６６がその最適な大きさに成長し、ひずみ硬化により、最適な大きさを超えてバブルが更に膨張するのを制限又は停止するよう、バブルの壁面の引張能力が低減される。従って、コアポリマー１５及び有効な発泡ガスを注意深く選択することによって、予測可能な大きさの非常に均一な気泡を達成することができる。積層物の厚さを制御し、表皮表面の厚さを制御し、そして層を引張り及びポリマーの配向に露出することによって積層物の特性に影響を与えるために、積層物１０自体を各種の程度の張力に露出することができる。
【００３４】
図７は、円筒として同時押出しされ、そして次いで厚さが拡大され、そして次いで直径が拡大された表皮−コア−表皮（ＡＢＡ）積層物の断面線図である。同時押出し出口４１は円形の開口部７２を有し、上部表皮ポリマー１２は開口部７２の７３の外側端に、底部表皮ポリマー１３は開口部７２の７４の内部端に、そしてコアポリマー１１は表皮層１２及び１３の間の環状部にある。同時押出物７５は、押出機の高圧域を去り、そして押出機開口部及び７２から大気圧中に出る。この時点で、コアポリマー１１中の発泡ガス１８は膨張し、そして小さいバブル又は気泡、そして７６を形成する。これにより、同時押出物７５が二つの表皮層１２及び１３間で厚さの成長を起こす。通常、ポリウレタン又はポリスチレンのようなポリマーを押出するために必要な高温において、二酸化炭素又は窒素のような大気ガスが物理的発泡剤として使用された場合、ポリマーの拡散性は、ガスが大気に逃出すことを可能にし、その結果、有効ではない発泡、小さいバブル、並びに非均一な及び予測不可能なバブルの形成及び大きさをもたらす。然しながら、円筒形の同時押出物７５の内側表面及び／又は外側表面の表皮１２及び１３が存在するために、そして開放された横方向の末端がないために、コアポリマー１１が溶融している間にガスはコアポリマー１１中に密閉され、このため大きさ、均一性、及び形状に関する極めて好ましい気泡の形成が達成される。好ましい態様において、コアポリマー１５は、高度のひずみ硬化を有するように選択され、このためにバブル７７がその最適な大きさに成長し、ひずみ硬化によって最適な大きさを超えてバブルが更に膨張するのを制限又は停止するよう、バブルの壁面の引張能力が低減される。従って、コアポリマー１５及び有効な発泡ガスを注意深く選択することによって、予測可能な大きさの非常に均一な気泡を達成することができる。円筒形の同時押出物は、張力がかけられ、そして矢印７８及び７９によって表される引抜きローラーによって引抜かれる。円筒形の同時押出物７５は、大型化されたマンドレル４１上に引抜かれ、これにより、円筒形のコア押出物７５が、全ての同時押出物７５の直径を拡大する。マンドレル４１は、矢印によって表される投入口８１及び８２によって同時押出物７５の内部に冷却ガスを供給する。冷却ガスは、マンドレル４１の外側の末端の周りを出て、緩衝層を形成して、円筒形押出物７５の内側をマンドレル４１から分離し、そしてこれは、矢印によって表される排出口８５及び８６によって除去される。
【００３５】
積層物の厚さを制御し；表皮表面の厚さを制御し；そしてマンドレル４１によって起こされる層の横方向の引張り及びポリマーの配向、並びに引抜きローラーによって起こされる縦方向の引張り及びポリマーの配向に露出することによって積層物の特性に影響を及ぼす；ために、下流の引抜きローラーによって起こされる各種の程度の張力、及び全てのマンドレル４１の拡大効果に円筒形のコア押出物７５が露出される。マンドレル４１が、同時押出物７５を冷却し、同時押出物の直径を拡大し、そして同時押出物７５中のポリマーを横方向に配向するその機能を行った後、円筒形の同時押出物は、先に記載したようにスリットされ、そして平板化することができる。
【００３６】
更なる詳細
本発明は、生成物及び向上した特性を持つポリプロピレンフォームコアの同時押出構造体を製造するための方法を明らかにする。この特許は、発泡された又は固体のポリプロピレン或いは他の熱可塑性若しくは熱硬化性の材料の更なる層を有する発泡ポリプロピレンコアを使用する多層複合構造体を明らかにする。構造体は、管を形成する環状の円形のダイを持つ押出法によって製造される平らなシートの形状にあり、該管はスリットされて平にされる。構造体のフォーム又は発泡されたコアは、化学的発泡剤、又は炭化水素及び／又は無機の型のいずれかの物理的発泡剤、或いはいずれかの型及び／又は両方の型の組合せで発泡することができるが、好ましい発泡剤は、核生成剤を伴う二酸化炭素である。複合構造体の最終的使用は、フォームのシート単独の、又は構造物中の多くの、そして層の組成物を伴う構造体の場合を内包する。
【００３７】
本発明は、コアの一つ以上の面に同時に押出しされた表皮を有する発泡ポリプロピレンのコアからなるポリプロピレンフォーム材料を提供する。
本発明は、硬く、固体のポリマーより軽い重量である、表皮で増強された気泡構造体を有するポリプロピレンフォームコアを有して、気泡構造体の曲げ及び破壊を防止することを援助し、そして複合構造体によって大きい剛性を与える。
【００３８】
これらによって与えられる剛性に加えて、表皮（単数又は複数）は、好ましい審美性、バリアバリア特性、物理的特性の向上、並びに最終構造体の重量及び／又は経費の節減を含む特徴（これらに制限されない）をもたらしうる。先に記載した特徴に加えて、コアの一つ又は二つの面に同時押出しされた表皮を持つ発泡ポリプロピレンのコアからなるこのポリプロピレンフォームの材料は、その後の熱形成可能な構造のような熱形成操作における加工時間の改良及び／又は経費の節減をもたらしうる。ポリプロピレン及び／又は特定のバリア或いは他の物理的特性のための別のポリマー層の表皮（単数又は複数）は、固体又は更に好ましくは発泡組成物を有する構造体と同時押出することができる。薄い表皮又は単一若しくは多数の薄い層は、好ましくは固体の組成物であるが、しかし発泡することができる。表皮、又は単一若しくは多数の表皮の層の発泡は、物理的又は化学的発泡剤或いは両方の組合せによって行うことができる。然しながら、コアのフォームの破壊を防止するために、発泡された表皮は、約０．０５ｍｍ（０．００２”）より大きい厚さに選択されることが好ましい。
【００３９】
ポリプロピレンフォームの同時押出材料の表皮は、同じか又は異なったポリプロピレン若しくはポリプロピレンのブレンド、或いは、特定の所望する特質に対するポリプロピレン以外のポリマー又はポリマーのブレンドから製造することができる。所望する特質にもよるが、表皮は、単層又は多層構造であることができる。多層構造の例は調整気相包装［ＭＡＰ］の使用に関するものであり、ここでは、バリアフィルムが、接着のための補助的連結層（assisting tie layer）によってフォームコア又は他の層へ結合させる必要がある場合がある。同様に、もう一つの層は、食品との接触のための許容性を与えるために表面に加えることを必要とすることができる。
【００４０】
表面の表皮（単数又は複数）の付加のための同時押出法の使用は、多層表皮付発泡構造の積層構造に改良を与える。原材料のわずかな在庫、最終生成物を製造するためのわずかな過程又は工程、及び労力の節減のような利益。
【００４１】
本発明は、可塑性状態へ溶融し；ポリプロピレン高分子組成物を混合し；物理的及び／又は化学的並びに化学的発泡剤を適当な核生成剤及び／又は添加剤と共に組込んで、環状ダイを通る押出機の出口における発泡性素材を製造する；ため、プラスチック押出機（例えば、二軸スクリュー押出機、タンデム一軸スクリュー押出機、又は更に好ましくは一段冷却押出機とインラインの同方向回転二軸スクリュー押出機）の使用を必要とする。フォームコアの気泡構造体の膨張及び形成の均一性を高めるために、環状ダイが本発明において使用される。本発明は、表皮（単数又は複数）の環状押出品の外部及び／又は内部表面への同時押出を可能にするために同時押出環状ダイの使用も必要とする。
【００４２】
本発明は、管状同時押出品をシートの形状へ好ましいスリットすることも明らかにする。本発明は、各種の用途に対する好ましい材料として、表皮（単数又は複数）を持つ同時押出ポリプロピレンフォームコアを選択的に使用することも明らかにする。この用途にはは、低重量の包装用構造を持つ包装材料、ＭＡＰ［調整気相包装］における使用、セルフサービスのマイクロ波加熱用容器、耐水性非紙包装構造等のための剛性の向上が含まれるが、これらに限定されない。
【００４３】
然しながら、本発明は、管状構造を管のまま使用し、そしてその後、以降の構造のために使用することを妨げない。
特徴及び詳細
ポリプロピレンフォームの同時押出材料、並びに、それを製造するための押出機及び環状ダイを使用する方法。
【００４４】
バリア特性、滑り又は滑り止め特性、物理的特性の向上、最終構造の重量及び／又は経費の節減等を含む向上された特質（これらに制限されるものではない）をもたらしうる、コアの一つ又は二つの面に同時押出しされた表皮を持つ発泡ポリプロピレンのコアからなるポリプロピレンフォームの材料。
【００４５】
熱成形可能な構造体に対する特性の向上、重量、加工時間、及び／又は経費の節減をもたらしうる、コアの一つ又は二つの面に同時押出しされた表皮を持つ発泡ポリプロピレンのコアからなるポリプロピレンフォームの材料。
【００４６】
固体又は更に好ましくは発泡組成物を有するポリプロピレン同時押出構造体の表皮（単数又は複数）。
押出しされたシートの片面又は両面の適用に応じ、１ないし７層の多層構造であるポリプロピレン同時押出構造体の表皮。
【００４７】
１．５ＰＣＦないし４０ＰＣＦの範囲の密度を有するポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
２０ＰＣＦないし概略６０ＰＣＦの固体材料の範囲の密度を有するポリプロピレンフォームの同時押出材料の表皮（単数又は複数）。
【００４８】
ニートのポリプロピレン又はポリプロピレンのブレンドから製造されたポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
ポリプロピレン又はポリプロピレンのブレンド及び／又はシラン改質ポリエチレン又はポリエチレンの、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
【００４９】
ポリプロピレン、又は、ポリプロピレンとメタロセンベースのポリプロピレン又はポリエチレンとのブレンドの、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
【００５０】
ニートのポリプロピレン又はポリプロピレンのブレンドから製造された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
ポリプロピレンとメタロセンポリプロピレン若しくはメタロセンポリエチレン又はポリエチレンとのブレンドから製造された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
【００５１】
ポリプロピレンとシラン改質メタロセンポリエチレン又はポリエチレンとのブレンドから製造された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
特定の所望する特質のためのポリプロピレン以外のポリマー又はポリマーのブレンドから製造された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料の表皮。
【００５２】
物理的発泡剤（単数又は複数）によって発泡された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
化学的発泡剤（単数又は複数）によって発泡された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
【００５３】
物理的及び化学的発泡剤（単数又は複数）によって発泡された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
有機、無機、顆粒、粉末、結晶、又は繊維質を含む添加物質（これらに限定されない）を有する、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
【００５４】
発泡のための核生成剤、発泡又は最終的特性の強化、抗酸化剤、紫外線阻害剤、伝導性向上、滑り又は滑り止め特性として作用することを含む添加物質（これらに限定されない）を有する、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
【００５５】
制約されるものではないが、有機、無機、顆粒、粉末、結晶、又は繊維質を含む添加物質を有する、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
発泡のための核生成剤、発泡又は最終的特性の強化、抗酸化剤、紫外線阻害剤、食品及び／又は薬物への適用の要求、伝導性向上、滑り又は滑り止め特性として作用することを含む添加物質（これらに限定されない）を有する、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
【００５６】
物理的発泡剤（単数又は複数）によって発泡された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
化学的発泡剤（単数又は複数）のによって発泡された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
【００５７】
物理的及び化学的発泡剤（単数又は複数）によって発泡された、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
好ましくは０．５０８ｍｍ（０．０２０”）の厚さないし１２．７０ｍｍ（０．５００”）の厚さ、好ましくは３．０４８ｍｍ（０．１２０”）の厚さである、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンフォームコア。
【００５８】
好ましくは０．００５０８ｍｍ（０．０００２”）の厚さないし０．５０８ｍｍ（０．０２０”）の厚さ、好ましくは０．０２５４ｍｍ（０．００１”）の厚さであるポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
【００５９】
必ずしも必要ではないが好ましくは等しい厚さであり、そして等しくない厚さにすることが可能である、ポリプロピレンフォームの同時押出材料のポリプロピレンの表皮。
溶融、混合、並びに添加剤及び発泡剤の組込みのための一軸又は多軸プラスチック押出機、押出ダイへの一貫した流れ及び圧力を与える加圧装置、並びにプロピレンフォームコアの同時押出材料を製造するための好ましい押出ダイ（これらに限定されない）からなるプラスチック押出系の使用。
【００６０】
ポリプロピレンフォームコアの同時押出管状構造体の製造のための、環状、即ち、円形の押出ダイ構造の使用。
ポリプロピレンフォームコアの同時押出管状構造体の平らなシートへのスリット入れ及び加工。
【００６１】
経済的なポリプロピレンフォームを製造するための本発明で明らかにされる方法で使用される材料は、この開示に対して独特である。本発明は、ＣＯ２或いはＣＯ２と無機又は有機発泡剤の組合せによる好ましい材料中のポリプロピレンの直接発泡を明らかにする。発泡を可能にするために単独で又は組合せて各種のガスを使用することができるが、本発明は、ＣＯ２単独の使用を選択する。ＣＯ２単独を選択することにより、環境に優しい適用及び食品との接触における使用が可能となる。ＣＯ２に加えて、核生成剤、好ましくはＣＦ−４０又はＣＦ−２０のようなクエン酸／重炭酸ナトリウム組成物の使用を選択する。フォームのために好ましいポリマーは、Ｃｈｉｓｓｏ、Ｂａｓｅｌｌ、及びＢｏｒｅａｌｉｓのような会社から入手可能である高溶融強度のポリプロピレン、ＨＭＳ−ＰＰである。ＨＭＳ−ＰＰは、物理的発泡剤による発泡を改良する安定した気泡の成長をもたらす溶融伸長性の増加のために特的に設計されている。フォームは、ＨＭＳ  ＰＰ単独で製造することができるが、本発明は、Ｂｏｒｅａｌｉｓ  Ｄａｐｌｏｙ  ＷＢ１３０ＨＭＳ、又はもう一つのポリプロピレンとのブレンドによって改質された同等物の使用を選択する。構造体が選択された場合、フォーム、及び／又はコアのために好ましいポリマーは、Ｂｏｒｅａｌｉｓ  Ｄａｐｌｏｙ  ＷＢ１３０ＨＭＳのような高溶融強度のポリプロピレン、ＨＭＳ−ＰＰ、又は同等物である。ＷＢ１３０ＨＭＳの典型的な特性は：２．５ｇ／１０分のメルトフローレート；４０Ｍｐａの降伏点における引張；６％の降伏点における伸び；１９００Ｍｐａの曲げ弾性率；並びに０．４５Ｍｐａにおける５７．４Ｃの、及び１．８０Ｍｐａにおける１０５Ｃの加熱撓み温度を含む。然しながら、１００％のＨＭＳ−ＰＰをフォーム又はコアに使用することができるが、フォーム又はコアのために更に好ましい組成物は、発泡された材料の特性の改良のために、ＨＭＳ−ＰＰのコポリマー及び／又はホモポリマーＰＰとのブレンドである。好ましいブレンドは、２０％ないし６０％のＨＭＳ−ＰＰ及び８０％ないし４０％のコポリマー及び／又はホモポリマーを含む。更に好ましいブレンドは、４０％ないし５０％のＨＭＳ  ＰＰ及び６０％ないし５０％のコポリマー及び／又はホモポリマーを含む。生成物の改良のためにＨＭＳ−ＰＰとブレンドするために好ましい樹脂の例は、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌの７ｃ５０、高耐衝撃性コポリマーポリプロピレン、又は同等物である。７ｃ５０の典型的な特性は：メルトフローレート（２３０Ｃ）８．０ｇ／１０分；降伏点における引張３３３０ＰＳＩ［２３Ｍｐａ］；降伏点における伸び７％；及び８５Ｃの０．４５Ｍｐａにおける加熱撓みである。別のコポリマー及び／又はホモポリマーポリプロピレンがＨＭＳ含有率に対して増加された場合、選択される樹脂は、低メルトフローレートの樹脂である。ブレンドによる発泡の改良に加えて、最終のフォームの特性が改良される。これらは、食品包装及び自動車の要求に対して必要である衝撃及び低温亀裂性能の特質を含むが、これらに限定されない。単独の高溶融強度のポリプロピレンでは−３０Ｃの低温衝撃性能の自動車の要求に合致しないため、この性能に対す���基準は、ブレンドされた組成物の好ましさを証明する。フォームは、射出又は吹込み成形された、特に自動車用途の部品を置換する熱成形部品について、６０ないし７０パーセントの重量減少を可能にする。性能特質の改良に加えて、別の低価格のポリプロピレンをより価格の高い高溶融強度の材料に加えることによって、経費の節減が実現される。
【００６２】
この工業界には、発泡における補助として溶融強度を増進することを援助するペルオキシド、シラン、ＭＡＨ改質ポリマーのような各種の材料による架橋技術に知識のある者が存在する（本特許権者が含まれる）。本発明において架橋は許されるが、ＨＭＳ  ＰＰのコポリマー及び／又はホモポリマーとのブレンドの使用により、使用される発泡法が与えられた場合に所望するフォームを製造するために十分な溶融強度が得られるため、材料組成物を更に架橋することは命令的ではない。この工業界において、高分子のフォームをフラットダイからの連続したシート又は環状ダイからの管の形態として、物理的発泡剤で、各種の押出機で製造することは既知である。これらの押出機は、一軸、逆転二軸、同方向回転二軸、遊星歯車、及びタンデムを含むが、これらに限定されない。更に、許容されるフォームを製造するための押出方法の能力に影響するスクリューの設計、Ｌ／Ｄ比、混合能力、供給能力、及び他の因子において、別の方法がある。他の押出機の使用も可能であるが、本発明においては、４０：１のＬ／Ｄを持つ同方向回転押出機の使用が選択される。更に、本発明は、ポリプロピレンブレンド材料の均一な温度、圧力、混合、分散、及び発泡を得るために、スクリーン交換機、ギアーポンプ、並びに押出機及びダイ間の静的混合機を持つスクリーンの使用を選択する。本発明は、更にダイの出口における押出物の均一な加熱及び発泡を促進することを援助するために、調節及び制御された温度のダイ並びにダイリップの使用を選択する。更に、本発明は、米国特許第５，８６６，０５３号等の他の特許を付与された方法に示されているような、非常な高圧において発泡するための装置又は機器及び方法を必要としない。これにより、経済的な製造方法が促進される。
【００６３】
フォームのシートは、用途にもより、単独で製造することができるが、フォームのシートの上部及び又は底部に更なる表皮層又は多層を有することを選択できる。表皮又は複数の層の表皮として使用される材料は、最終使用の要求に依存する。例えば、コポリマーポリプロピレンのフィルムは、衝撃及び低温柔軟性を改良することを援助するためにフォームのシート［コア］に着けることができる。他の所望する特質のための別の材料及び／又は更なる層は、ガス浸透速度の改良、耐油性、低い臭い伝達、ＵＶ抵抗性等を含むが、これらに限定されない。本発明は、表皮のＨＭＳ−ＰＰフォームのシート上への同時押出を選択する。同時押出品の最終的表面は、最終使用の適用に依存する。本発明は、フォーム［コア］シートへにおいてフィルム又はシートを表皮又は複数の層の表皮として貼り合せることを排除しない。更に本発明は、同時押出シート組成物へ任意の材料をその後貼り付けることを排除しない。例えば、一つの構造は、コアの片面に同時押出しされたコポリマーのフィルムを有するフォームコアを含むことができる。他のフォームの表面は、ＭＡＨ改質ＰＰ又はＥＶＡのような別のポリマーの接着層の同時押出しされたシートを有することができる。コポリマーのフィルムは、物理的特性及び耐低温衝撃性の改良を援助するものであり、一方ＭＡＨ−ＰＰは、その後フォームの複合構造体を、熱可塑性プラスチック、金属、ウレタン、及び各種の密度のウレタンフォームを含む他の材料（これらに限定されない）に接着することを補助するものである。もう一つの例は、フォームコア上の多層表皮を含むことができる。ＥＶＯＨの層は、多層同時押出品の一つであることができる。
【００６４】
特定の用途に対して、フォームの構造体の構造は、特定の基準に合致するために調整される。例えば、食品の使用について、熱形成法において強度を与え、しかしマイクロ波処理可能な冷凍食品の適用に対する耐低温衝撃性及び耐高温性を与えながら、発泡を可能にするよう、樹脂が選択されブレンドされる。更なる層を、水分又はガスの透過に対する抵抗性、臭いの保持又は排除等を与えるために、この種の例に含むことができる。
【００６５】
本発明の適用は、多くの多様な工業界にあることができる。自動車及び同様な他の工業界において、本発明の利益は、経済性の改良において観察される。これは、射出又は吹込み成形の代わりに熱形成による部品の製造において、及び／又は固体のプラスチックの構造体を、性能特性を充たすフォーム又はフォームコアの組成物で置換することによる個々の部品の重量の７０％までの減少によって証明される。高価格のＨＭＳポリプロピレン樹脂を置換する低価格のコポリマー及び／又はホモポリマーポリプロピレン樹脂の使用によって経費の節減が達成されるために、経済性は更に改良される。製造の経済性は、物理的発泡剤の使用によって更に改良され、化学的に発泡されたポリプロピレンフォームによって従来達成されてきたものより均一な気泡構造体を低価格で与える。
【００６６】
同様に、最終の使用にもよるが、フォームコアの構造体は、それぞれの表皮層を改良するための材料又は複数の材料の選択によって、更に向上したその特性を有することができる。同時押出は、更なる性能特質のためのＡ−Ｂ、又はＡ−Ｂ−Ａ、或いはＡ−Ｂ−Ｃ組成物で達成することができるフォームコア構造体を製造するために使用することができる。ここで、Ｂは、ブレンドされたＰＰフォームコアであり、そしてＡ及び／又はＣは、特別な適用のために選択される材料である。構造体のＡ及び／又はＣ区分は、最終の使用にもよるが、更に複合表皮としての材料の単層であっても多層であってもよい。例えば、重量を減少させつつ、Ｉビーム構造によって達成することができる強度を模倣するＡ−Ｂ−Ａの組合せを表皮に付加することによって、部品の強度をさらに高めることができる。別の例は、Ｃが２又は３層の構造でありうるＡ−Ｂ−Ｃ構造であり、Ａ組成物の一つの層の区分を他の材料の層と共に有する。このようなものは、食品包装への適用を含み、ここでは低温衝撃強度を改良するためのポリプロピレンコポリマーの一つの表皮表面、並びに寒冷衝撃強度及び更にバリア特性を改良するためのポリプロピレン及び他の材料の層の組成物の表皮表面を有することができる。更にコア構造の表皮のいずれか又は両方は、固体又はフォーム或いはフォーム及び固体の組成物の組合せであることができる。いずれか又は両方の表皮の発泡が所望される場合、化学的発泡剤の使用が選択される。
【００６７】
既知の従来の技術のいずれも、本発明人の発明の新規な、そして進歩性を有する原理を教示又は示唆していない。本発明は、ポリマーのフォームコアの積層物の形成の分野においてこれまで認識されていない方法でこれらの別個の機能を達成する、
変種
同時押出層（単数又は複数）は、特に電気、コンピューター、及び／又は自動車の機器又は包装の使用に対して、伝導性、静電防止性、及び／又は静電放散性を有することができる。
【００６８】
同様に、フォームコアと共に同時押出される層（単数又は複数）、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）の固体又はフォームの層であることができ、片方又は両方の層に伝導性層を持つ多層構造を有することができ、従ってやわらかい接触感を与えるが、しかし更に静電気放散の能力をも有する。
【００６９】
積層物は、単独のＥＶＡのフォームを上部及び／又は底部に伴うフォームコアを有し、分離器、運搬機等として使用するため、そしてＡ級自動車表面或いはファインチャイナのような成形品のため、擦傷又は掻き傷を防止することができる。これらの成型品は、特定の造型又は部品を製造するために打抜き又は熱成形することができる。
【００７０】
同様に、抗微生物剤、臭い吸収剤、着色剤等のような添加剤を、同時押出しされた層のいずれか又は両方に加えることができ、そして組成物及び構造体に多数の利益を与えるために多くの層が存在することができる。
【００７１】
フォーム調整エアリング（Foam Profiling Air Ring）
ダイ及びマンドレル間で発泡するバブルを形成して管状構造物を製造し、その後スリットし、そして開いて平板のシートを製造するため、空気の供給源を備えた成形マンドレルを使用することは当技術において既知である。当業者にとって明白でないものは、生成物及びフォームの押出方法を改良するためのフォーム調整エアリングの使用である。
【００７２】
発泡押出ラインのための成形マンドレル４１に関連して、フォーム調整エアリングの使用に対して三つの基本的な目的が存在する：
１．しわのない平板のシートを達成することを援助するために、特定の形状に適合した発泡するバブルを調整する（profile）
２．均一な標準寸法及び加工の容易性のために、発泡性で脆弱な溶融押出物を支持することを援助する
３．発泡されているか、表皮であるか、ＡＢＡの一部であるか、多層構造であるかにかかわらず、押出物の内部表面の冷却を向上する。
【００７３】
フォーム調整エアリングは、マンドレル４１の上流末端にある機器のマルチリップの環状部品である。これは、押出過程中の発泡するバブルの内側に投入口８１及び８２を通して冷却空気を供給し、一方、更に真空の能力も有して、排出口８５及び８６を通してバブルの内側からの空気の排出を可能にする。この空気の投入及び除去の二重の機能は、任意の指定の材料のための工程によって要求される任意の指定の温度及び／又は圧力を維持する能力を与える。
【００７４】
マルチリップの設計は：
エアリング上の材料の流れに沿った多数の衝突点における冷却空気を与え、エアリング及びマンドレル上の連続した空気のベアリングを伝播及び維持するる。
【００７５】
この装置の真空の能力は、バブルの内部からの加熱された空気の除去を可能にし、そしてバブルの安定性を維持しながらバブル内部の指定された温度及び／又は圧力を維持するために、マルチリップ構造からの空気の投入と合わせて機能するように設計される。
【００７６】
発泡剤
物理的発泡剤の比較概要：
ＣＯ２
天然に存在する大気ガス
環境に優しい
低価格
不燃性
速い熟成／平衡時間
Ｎ２より可溶性
Ｎ２より大きい気泡を生じるもの
Ｎ２
天然に存在する大気ガス
環境に優しい
低価格
不燃性
細かい気泡を生じるもの
ＣＯ２よりしわを生じる傾向がある
炭化水素
より低い蒸気圧で大きい溶解性を与える
溶液中により長く留まることができ、それによって、より少ないしわの製造を補助する
発泡工程においてより制御された発泡をもたらす
可塑性溶融物の粘度を減少し、より低い温度でより高い産出量を与え、スクリューにおいて剪断及び仕事の損失を減少させる
可燃性である
潜在的に爆発性である
環境に優しくない
内部及び外部ガスの平衡のために熟成時間を要する
更なる許可及び排出制御を要する。
【００７７】
所望する利益、即ち、不燃性、細かい気泡、低価格等によって任意の指定のガスを使用することができる。上記のブレンドを使用して、利益を最大にし、そして発泡のためのいずれかの単一のガスの使用の損害を最小にする。
【００７８】
本発明の形態及び構造に、その重要な思想から逸脱することなく、小さい変更を行うことができることは明白である。然しながら、本発明を本明細書中に示し、そして記載した正確な形態の限定することを望むものではなく、しかし特許請求される範囲に適切に含まれるような全てを含むことを望むものである。
【００７９】
本発明人の発明は、好ましい態様の特定の例を参照して記載されてきたが、特許請求項の範囲内の全ての改変及び均等物を包含することが本発明人の意図である。従って、本発明人の発明を定義する特許請求項が、このロブスター捕り（lobster fishing）の技術に対する本発明人の寄与の思想及び範囲である寛大な解釈が与えられることを要求する。
【００８０】
本発明は、このように記載されてきたが、新規であり、そして特許証によって保証されることを望むものとして特許請求されるものは、特許請求の範囲に記載されているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の原理を具体化する表皮−コア−表皮（ＡＢＡ）積層物の正面図である。
【図２】図２は、円筒が図３の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図として示される、円筒の同時押出、円筒の拡大、円筒のスリット入れ、得られた生成物の平板化及びローラーによる生成物の引抜きのための製造ラインの平面図であり、全て本発明の原理を具体化する。
【図３】図３は、円筒の同時押出、円筒の拡大、円筒のスリット入れ、得られた生成物の平板化及びローラーによる生成物の引抜きのための図２に示した製造ラインの部分の正面図であり、全て本発明の原理を具体化する。
【図４】図４は、図２に示す円筒の同時押出、冷却されたマンドレル上の円筒の拡大による製造ラインの様式、そしてスリット刃を示す線図であり、全て本発明の原理を具体化する。
【図５】図５は、拡大され、そして次いでスリットを入れられ、そして平板化された時の、同時押出しされた円筒の底面図である。
【図６】図６は、平らな押出物として同時押出しされ、そして次いで厚さが拡大された表皮−コア−表皮（ＡＢＡ）積層物の正面線図である。
【図７】図７は、円筒として同時押出しされ、そして次いで厚さが拡大され、そして次いで直径が拡大された表皮−コア−表皮（ＡＢＡ）積層物の断面線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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