JPH07145260A - 熱可塑性プラスチック成形構造体，その製造法および用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性プラスチックから成る成形構造体、
その製造法および用途の提供。 【構成】 互いに隣接した多面体様形状の連続気泡２，
４を少なくとも１０容量％含有する、発泡プラスチック
フィルム、シート、異形材等の押出成形構造体１。独立
気泡構造を有する熱可塑性プラスチック成形構造体の押
出に較べて押出時に一層の高温を適用すると、気泡が変
形せずに開口する。気泡壁５，６の複数ウエブ３はオリ
フィス７を有するか、または通路を有しないかの何れか
であるが、その形状は損われておらず、その結果気泡骨
格またはスペースマトリックスの機械的強度が保持でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は少なくとも１０容量％の
連続気泡を含む熱可塑性プラスチックから成る成形され
た構造体（structure)、成形構造体の製造法および成形
構造体の用途に関する。

【０００２】

【従来の技術】この成形構造体は連続気泡発泡プラスチ
ックフィルムであって、独立気泡を含む発泡プラスチッ
クフィルムとは対照的に、液体類を吸収できるものであ
る。

【０００３】発泡プラスチックフィルムは公知であり、
特に発泡ポリスチレンフィルムは広く使用に供され、例
えば包装用シェルとして使用され、さらに建築分野で特
に絶縁材料として、例えば壁紙用下敷きとして、使用さ
れる。

【０００４】一般に発泡プラスチッククフィルムは熱可
塑性プラスチックを発泡剤、特に気体発泡剤、と共に環
状またはスロットダイまたは同時押出ダイから押出成形
して製造する。プラスチック中に微細に分散していた発
泡剤は押出ダイを出た直後に膨張して、極めて微細なバ
ブルが発泡プラスチック成形品中に形成される。バブル
の大きさは、温度および押出速度に関するプロセス条件
によって変わる。したがって、得られる発泡プラスチッ
クフィルム中には密にパックされた、気体充満独立気泡
が含まれており、気泡中の気体は一般に空気および／ま
たは発泡剤残留物である。発泡プラスチックフィルムの
優れた絶縁性は密にパックされた、気体充満独立気泡に
本質的に依存し、このような独立気泡はある程度まで
「静止」気体層、特に空気層を形成している。このよう
な静止空気層の熱伝導性は小さい。

【０００５】気泡が独立ではなく連続する、すなわち気
泡が貫通通路を有する、場合の発泡プラスチックフィル
ムの挙動は完全に異なる。このような発泡プラスチック
フィルムは、例えばスポンジのように液体類を貯蔵でき
る。このような連続気泡発泡体の場合、気泡は気体相を
通じて互いに連結している。極端な場合、気泡はウエブ
だけから成る。

【０００６】ＷＯ ９０／１４１５９号明細書中には微
粉砕ポリエチレン発泡体から成る油吸収材が記載されて
いるが、原材料である吸収性発泡プラスチックフィルム
がどのように得られるかについては言及されていない。
この発泡プラスチックフィルム上に機械的圧力を加える
と、これまで独立気泡であったポリエチレン発泡体の大
半の気泡が開口する。しかし、一部の気泡壁が機械的圧
力により変形するために、発泡プラスチックフィルムの
機械的強度と安定性が相当低下する。このようなフィル
ムは５０％以上の連続気泡を含んでいよう。

【０００７】ＥＰ−Ａ−０ ０９０ ５０７号明細書に
は、連続気泡発泡ポリマー層および液体バリヤー層とし
ての独立気泡高分子量外層から成るファーストフード用
シェル様包装材料が開示されている。例えば、両層に用
いるポリマーとしてポリスチレンが使われる。この連続
気泡発泡プラスチックフィルムは例えば重炭酸ナトリウ
ムおよびクエン酸等の核剤を重量比で０．８乃至１．２
および１．２乃至０．８の過剰量で添加すること以外は
独立気泡外層の押出成形と同様に成形するが、発泡剤は
使用しない。発泡剤を用いないので、単一混合室および
単一押出スクリユーだけが用いられる。この公知方法で
は連続気泡平均含有量５０乃至９０容量％の発泡ポリス
チレン層が得られる。しかし、この公知方法では個々の
気泡が互いに連結した気泡構造は得られず、発泡プラス
チックフィルムの表面気泡だけが下部隣接気泡に連結し
ているだけで、気泡が互いに直接隣接し合い、かつ気泡
壁によってのみ互いに分離されているような気泡構造は
得られない。

【０００８】特公平第３−５７３４８号公報には、エチ
レンポリマー５０乃至８５重量％および水吸収時に膨潤
しない吸収剤１５乃至５０重量％の均一混合物を含んで
なる成形品から作られた湿気吸収性包装材料が開示され
ている。

【０００９】特公昭第５４−３１０２６号公報には、連
続気泡構造のポリプロピレン発泡体の製法が開示され、
ここでは発泡剤または膨張剤としてのクロロフルオロ炭
素、ならびに公知核剤の添加の下で、プロピレンのホモ
ポリマーまたはコポリマーを加圧下で加熱してゲル化さ
せる。この押出ポリプロピレン発泡体は均一で微細な気
泡構造を持ち、平均気泡直径０．５ｍｍ、密度は約０．
０２８ｇ／ｃｍ³ である。水に対するこのポリプロピレ
ン発泡体の吸収力は発泡体密度の３乃至７．６倍であ
る。

【００１０】本発明の目的は、広範囲に改変可能な連続
気泡構造を有し、気泡相互が互いに連結して成り、かつ
成形構造体内部に存在する気泡が気泡壁の機械的破壊無
しに媒体透過性であるような発泡プラスチックを含んで
なる成形構造体を提供することにある。

【００１１】本発明によれば、もし気泡が多面体様形状
を有し、かつ互いに隣接して成り、スペースマトリック
ス中に配列した多面体様気泡のウェブの形状が完全に保
たれ、個々の連続気泡の少なくとも二つの壁がオリフィ
スを有し、かつスペースマトリックスの機械的強度が維
持されているならば、最初から述べたタイプの成形構造
体により本発明の目的が達成される。

【００１２】本発明の他の態様では、表面に隣接する気
泡が液体を取り入れ易いように成形構造体の表面の一つ
の少なくとも一部が開口されている。

【００１３】本発明の一態様における成形構造体は、
（イ）ポリオレフィン、例えばポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ）、塩素化ポリエチレン、例
えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレンコポリマ
ー（ＰＰＣ）、エチレン／ビニルアセテートコポリマー
（ＥＶＡ）およびハロゲン化ポリオレフィン、から成る
群、（ロ）スチレンポリマー、例えばポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、ポリスチレンコポリマ−（ＰＳＣ）、アクリロニ
トリル／ブタジエン／スチレンコポリマー（ＡＢＳ）、
スチレン／無水マレイン酸および耐衝撃性ポリスチレン
（ＨＩＰＳ）、から成る群、（ハ）ポリエステル、例え
ばポリアルキレンテレフタレート、から成る群、（ニ）
エチレン／プロピレンターポリマーおよびポリビニルク
ロライド（ＰＶＣ）から成る群、および／または（ホ）
ポリフエニレンオキシド、から選択された少なくとも一
種のプラスチックから作られた熱可塑性プラスチック発
泡体である。

【００１４】この発泡プラスチック中には便宜上熱可塑
性ポリマー、または熱可塑性ポリマーのブレンド（ＣＯ
ポリマーも包含）、または熱可塑性と非熱可塑性ポリマ
ーとのブレンドを含んでなる。

【００１５】他の態様では、この発泡プラスチックの出
発材料は少なくとも一種のポリマーおよび少なくとも一
種の気体発泡剤および／または一種の核剤である。また
この核剤は気体発泡剤としても機能し、逆にこの気体発
泡剤は核剤として機能しうる。少なくとも一種のポリマ
ーと気体発泡剤を必要とし、必要に応じて気泡構造調整
剤も使用する。好ましいポリマーは９５重量％以下のポ
リスチレンであり、好ましい核剤は３重量％以下のタル
ク、チヨーク、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムおよ
び／またはクエン酸であり、好ましい発泡剤は６重量％
以下のブタン、プロパン、炭酸ガスまたはこれらの混合
物である。個々の成分の重量は、特に使用する押出機の
種類に依存する。

【００１６】さらに本発明の他の一態様では、ある程度
の重さのポリマーを同一オーダー重量の他のポリマーで
置き換える。

【００１７】成形構造体のその他の態様は請求項７乃至
１６中に記載した特徴から明瞭に理解されるはずであ
る。

【００１８】この発泡プラスチックフィルムの出発材料
の使用量（重量基準）を変えることにより、連続気泡構
造の割合を広範に変更できる。後処理の結果として、後
処理された側の連続気泡の割合が未処理側より多いフィ
ルムが得られる。この発明によれば、連続気泡構造の割
合が少なくとも５０容量％の場合においてさえも、得ら
れる硬質発泡プラスチックフィルムの引張り強さおよび
弾性率等の機械的性質が、主として独立気泡構造の同一
タイプの発泡プラスチックフィルムの性質に較べて事実
上差異がないという利点がある。このことは、この発泡
プラスチックフィルムの気泡は連続ではあるが、実際の
気泡骨格は維持されたままであり、かつ機械的にも熱的
にも変形または破壊されていないという事実に起因す
る。

【００１９】「気泡」なる用語は発泡プラスチックフィ
ルム中に含まれるキャビテイを意味するものと理解され
るべきである。キャビテイを取り巻く気泡壁が他の種類
の媒体に対して非孔あき性または不透過性である場合に
は、これらの気泡は独立気泡である。このキヤビテイを
取り巻く気泡壁の少なくとも二つがオリフィスを有し、
その結果、物質の交換、特に流体媒体の交換、が隣接気
泡間で可能な場合、連続気泡なる用語が使われる。

【００２０】独立または連続気泡の数は、硬質発泡体中
の連続および独立気泡の容積画分を測定する標準法（例
えばＤＩＮ４５９０）を用いて決定できる。連続気泡の
容量％なる表示は、代表的容量単位による全容積を基準
とした表示である。

【００２１】本発明の他の目的は、発泡プラスチックフ
ィルムの公知押出方法に較べて工程に僅かの修正を加え
た程度の、発泡プラスチックを含んでなる成形構造体の
製法を提供することにある。この目的は、少なくとの一
種のポリマーと核剤とから成るポリマー溶融物を第１押
出工程で３００℃以下で溶融させ、３５０バール以下の
高圧下で発泡剤を第１工程末期にポリマー溶融物中に注
入して均一に溶融物を混合し、次いで第２工程で押出に
先立って１２０乃至２５０℃の溶融温度範囲に溶融物を
冷却し、この際の溶融温度を独立気泡発泡プラスチック
の押出時の溶融温度より１０乃至２０％高めに設定する
ことにより達成される。

【００２２】上記の発泡プラスチックは、広い温度範囲
で発泡が可能で安定な発泡体を与えるようなポリマー、
すなわちポリスチレン等のアモルファスポリマー、であ
る。結晶性ポリマーの場合には、結晶化温度の±２℃以
内に温度調節する。押出ダイのダイ圧、気体発泡剤の量
および気泡サイズ等のプロセス変数を、温度に応じて調
節して連続気泡特性を達成する。

【００２３】この方法の他の一態様では、発泡成形構造
体表面の少なくとも一つを掻取り、引っ掻き、または孔
開け等の機械的処理により部分的に開口するか、または
押出ダイから出た直後に冷却と伸長とを同時に行なうこ
とにより開口させる。この方法の変形では、ある程度の
重量のポリマーを、ポリマー溶融物中で事実上湿潤性を
示さない同一オーダー重量の異種ポリマーで置換する。

【００２４】製法に関する他の実施態様は、請求項２０
乃至３０の記載から明らかである。

【００２５】このようにして製造した成形構造体は湿気
含有食品包装材料および吸引フィルターとして使用され
るが、必ずしもこれらのみに限定されるものではない。

【００２６】この発泡プラスチックフィルムの押出時の
温度勾配に応じて、発泡フィルム内部に存在する連続気
泡の程度が変わるが、表面は密閉されている。後処理す
れば、連続気泡特性をこのフィルム表面の一方向に指向
させることができる。以下、図面を参照しながら本発明
をさらに詳しく述べる。

【００２７】図１Ａは公知方法によるプラスチック溶融
物の押出、続いて機械的圧力をこの押出発泡プラスチッ
クフィルムに加えることにより得られた成形構造体１１
の一断面を示す概要図である。公知方法では熱可塑性プ
ラスチック、例えばポリスチレン、の発泡の際に、独立
気泡構造のフィルムが形成される。ポリスチレンは押出
成形により独立気泡構造の各種発泡製品を与える。所望
物性を得るために異なった発泡剤や核剤が使用される。
発泡プラスチックの気泡サイズ、密度および構造、なら
びに連続気泡特性が得られるか否かは物理的変数および
添加剤により要望通りの変更ができる。製造される、独
立気泡構造を有する発泡プラスチックは各種の分野に使
用でき、低密度、絶縁力および変形能等の特定の物性が
利用される。成形構造体１１の表面２０に機械的圧力を
加えると、表面２０に直接隣接している最初の独立気泡
１２およびその下部気泡１４が機械的に破壊されて開口
し、その結果オリフィス１７が気泡壁１５および１６中
に形成される。この気泡壁の複数ウェブ１３が機械的変
形を起こす結果、個々の気泡および成形構造部材のスペ
ースマトリックス１８が機械的強度を失う。その結果、
成形構造体１１の複数上層部が硬質発泡体から崩壊して
発泡プラチックフィルムが柔軟になる。このようなこと
はポリエチレンから成るフレキシブル発泡体およびそれ
から誘導した発泡体に就いても同様に言える。

【００２８】図１Ｂは熱可塑性プラスチックを含んでな
る本発明の成形構造体１を示し、気泡２および４は最高
サイズ≦１．０ｍｍ、特に≦０．４ｍｍ、の多面体様を
なし、互いに隣接している。成形構造体１の表面１０は
最初は独立気泡であるが、掻取り、引っ掻きまたは孔開
け等の機械的処理、または押出時に冷却と伸長とを同時
に行なうことにより開口する。孔開けは針状工具９によ
る表面１０の所謂ニードリングである。気泡２および４
はスペースマトリックス８または気泡骨格を形成し、形
状は損われておらず、すなわちオリフィス７を有する気
泡壁５および６は何等の機械的変形を受ていない。連続
気泡４のそれぞれの二つの壁５、６はこのようなオリフ
ィス７を有する。図１ａの成形構造体１１に較べて変形
していないウエブ３は、各オリフィス７の両側に位置し
ている。符号２は気泡１０に直接隣接している気泡を指
し、その下部の気泡は符号４で示してある。

【００２９】例えば、図２は本発明による成形構造体の
製造用押出機の代表的説明図であるが、この押出機は独
立気泡発泡プラスチックの製造に使用する公知装置と異
なるところはない。原料ホッパー２２経由で、第１押出
機２１を核剤含有プラスチック粒体で満たす。この押出
機では、プラスチック粒体と核剤との混合物を均一に混
合し、プラスチック粒体の種類に応じて混合物を３００
℃以下に加熱する。第１押出機２１において、このプラ
スチック溶融物を発泡剤インジェクター２３により３５
０バール以下の高圧で発泡剤で処理する。この発泡剤を
プラスチック溶融物と均一に混合後、混合物を第２押出
機に供給し、ここで押出に先立ってプラスチック溶融物
を例えば１２０乃至２５０℃の、疑塑性粘性温度の下限
領域の溶融温度まで冷却する。この溶融温度はプラスチ
ック溶融物が独立気泡発泡プラスチックを与えるプラス
チック溶融物の押出溶融温度よりも１０乃至２０％高め
である。例えば基本材料がポリスチレンの場合、プラス
チック溶融物の溶融温度は約１７０℃、一方押出ダイか
ら出たポリスチレンの溶融温度は通常約１５０℃であ
る。温度は制御因子の一つである。密度、気泡サイズお
よびダイ圧等の変数もまた使用できる。

【００３０】独立気泡発泡プラスチックの製造では、押
出ダイから出る約１５０℃の発泡剤または気体発泡剤の
圧力は、冷却の結果としてプラスチック溶融物を可塑状
態からおおよそその弾性状態に転換させる効果がある。
発泡剤の急速な蒸発および膨張ならびに約２０℃の温度
損失が押出ダイで生起する。次いで押出発泡プラスチッ
クをさらに徐冷する。

【００３１】図３は環状押出ダイにおけるプラスチック
溶融物の温度の関数としての、ポリスチレン発泡体の独
立および連続気泡構造形成を示すグラフである。下側の
曲線から判るように、このポリスチレン発泡体の気泡は
約１５５℃以下では実質的に独立気泡である。このポリ
スチレン溶融物の温度が環状押出ダイ出口においてさら
に上昇するにつれて、ポリスチレン発泡体の気泡が開口
をはじめ、約１７０℃のポリスチレン溶融物出口温度で
は気泡の殆どが開口している。独立気泡ポリスチレン発
泡体の通常の製造温度範囲は１４０乃至１５０℃であ
る。ここでは核剤としてタルクを基本的原材料のポリス
チレン中に添加する。グラフ３の上側の曲線は環状ダイ
のポリスチレン溶融物の出口温度１３５乃至１７０℃の
範囲に亙って実質的に連続気泡構造を有するポリスチレ
ン発泡体を示す。このポリスチレン発泡体の出発原料は
ポリスチレン粒体と、核剤としてのタルクおよび異種ポ
リマーである。このグラフは、環状押出ダイのポリスチ
レン溶融物出口温度を適切に上昇させるか、または通常
の温度範囲１４０乃至１５０℃、特に１５０℃、におけ
るポリスチレン発泡体の公知標準処方に異種ポリマーを
添加するかの何れかによりポリスチレン発泡体の連続気
泡構造が達成できることを示している。

【００３２】連続気泡ポリマー発泡体を達成するための
一層の高温については、独立気泡ポリマー発泡体の押出
温度よりも１０乃至２０高いことが必要であることは一
般的事実である。押出ダイ温度が一層高いので、他の点
では独立気泡発泡プラスチックの製造条件と同じ条件と
処方の下では気泡中に閉じ込められた発泡剤が柔軟な気
泡壁を均一に開口させ、次いで押出ダイの外側の冷却相
においてスキン層が発泡プラスチックフィルムを被覆す
る。この発泡プラスチックフィルム表面を掻取り、引っ
掻きまたは突き刺す、すなわち機械的に孔開けすると、
連続気泡構造となり、このものは非極性液体、すなわち
油状液体の吸収に適する。表面の開口は押出発泡プラス
チックの冷却と延伸とを同時に行うことによっても達成
できる。

【００３３】温度を一層高温に設定する結果、粘度が減
少し、かつガス圧の上昇により気泡壁が破裂や変形なし
に開口する結果、連続気泡構造の効果が得られる。さら
に冷却した結果として気泡が表面で塞がって機械的処理
により開口しなければならない場合でさえも、発泡プラ
スチックフィルム内部の気泡は閉じず、すなわち依然と
して連続気泡として残る。

【００３４】図４のグラフでは、押出ダイ中の、または
押出ダイ出口のポリマー溶融物の温度範囲（℃）を種々
のアモルファスポリマーに就いて記載したものである。
この場合のポリマーの陰影をつけた温度範囲は独立気泡
構造に適し、一方関連ポリマーの陰影をつけなかった一
層の高温領域は連続気泡構造の製造領域である。結晶性
ポリマーの場合、この溶融温度は発泡体を押出しうるた
めには結晶化温度に近接（±２℃）している必要があ
る。アモルファスポリマーの場合の陰影をつけた、およ
び陰影をつけてなかった両温度領域では、ポリマー溶融
物中に注入すべき発泡剤の量は各温度範囲の最低温度で
は少なく、かつ微細気孔の気泡構造が得られることは事
実である。各温度範囲の最高温度では比較的大量の発泡
剤が注入され、粗大気孔の気泡構造が得られる。当然乍
ら気泡サイズも発泡剤以外の変更により制御可能であ
る。

【００３５】発泡プラスチックを与える熱可塑性ポリマ
ーは、（イ）ポリオレフィン、例えばポリエチレン（Ｈ
ＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ）、塩素化ポリエチレ
ン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレンコポリマ
ー（ＰＰＣ）、エチレン／ビニルアセテートコポリマー
（ＥＶＡ）およびハロゲン化ポリオレフィン、から成る
群、（ロ）スチレンポリマー、例えばポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、ポリスチレンコポリマー（ＰＳＣ）、アクリロニ
トリル／ブタジエン／スチレンコポリマー（ＡＢＳ）、
スチレン／無水マレイン酸および耐衝撃性ポリスチレン
（ＨＩＰＳ）、から成る群、（ハ）ポリエステル 、例
えばポリアルキレンテレフタレート、から成る群、
（ニ）エチレン／プロピレンターポリマーおよびポリビ
ニルクロライド（ＰＶＣ）から成る群、および／または
（ホ）ポリフエニレンオキシドから成る群、から選択さ
れたポリマーである。これらのリストは単なる例示であ
り、これらのみにに限定されることを意味するものでは
ない。

【００３６】また発泡プラスチックは熱可塑性（コ）ポ
リマー、または熱可塑性（コ）ポリマーと非熱可塑性
（コ）ポリマーとのブレンドからも製造でき、これらブ
レンドの例中にはポリプロピレン／ポリエチレン、ポリ
プロピレン／ポリブチレンまたはポリプロピレン／ポリ
エチレン／ポリブチレンターポリマーが包含される。

【００３７】発泡プラスチック出発材料は上記ポリマ
ー、コポリマーまたはブレンド、核剤および発泡剤から
成る粒体、粉体またはマスターバッチである。

【００３８】連続気泡押出ポリマー発泡体の製造に際し
て、ある程度の重量のポリマーを同一オーダ−重量の異
種ポリマーで置換することもできる。一般に異種ポリマ
ーの重量は置換されるポリマーの重量よりも少なく、
０．２乃至９重量％、特に２乃至５重量％、である。押
出機の種類により、異種ポリマーの量を約６重量％から
９重量％までの範囲で増加させる必要があるかもしれな
い。湿潤剤等の添加剤もこれらの出発原料中に添加で
き、これにより特に極性液体に対する吸着力が向上す
る。発泡プラスチックの密度は０．０２乃至０．３５０
ｇ／ｃｍ³ であり、極性液体に対する吸着力はこのフオ
ーム密度の１乃至３０倍、特に８乃至１０倍、である。

【００３９】異種ポリマーの選択は、ポリマーマトリッ
クス中での異種ポリマーの湿潤性が事実上ゼロ、すなわ
ちポリマーマトリックスと異種ポリマーとの親和性が極
く僅かであるような異種ポリマーを選択する。可能性が
ある異種ポリマーの作用機構を次に述べるが、他の説を
必ずしも排除するものではない。

【００４０】「異種ポリマー」なる用語は、ポリマー発
泡体マトリックス中に相溶しないために分散相を形成す
るようなアモルファス、結晶性または半結晶性熱可塑性
プラスチックを指す。その形態学的形状は図５Ａにみら
れるような液滴状である。この場合、ポリプロピレン粒
子から成る異種ポリマーがポリスチレン発泡体マトリッ
クス中に封入されたポリスチレンマトリックスを示して
いる。ポリスチレン発泡体マトリックス中のポリプロピ
ン粒子の拡大図（図５Ａ）に見られるように、ポリスチ
レン発泡体マトリックスとポリプロピレン粒子との間の
相界面における接着力は極めて小さい。発泡体の製造方
法において気泡壁の伸びが著しいと、界面でのクラッキ
ングが起こり、特に気泡壁が極端に薄い場合にはポリス
チレン発泡体が連続気泡構造になる。

【００４１】気泡壁のクラッキングを図５Ｂに示す。こ
の気泡壁の厚さは約３μｍであり、異なった２種のポリ
マーの相界面間に生起したクラッキングであるために、
この気泡壁は実質的にその形状を維持したままで変形し
ていないのが観察できる。相界面の冷却期間中の体積収
縮はポリスチレンに較べて半結晶性ポリマー、すなわち
当該ポリプロピレン、の方が一層大きいので、このクラ
ッキングはさらに増加する。１５０乃至１００℃の同一
温度における比容積変化はポリプロピンの方が遥かに大
きいことが知られているからである。

【００４２】発泡剤としては飽和、不飽和または環状の
炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、水、窒
素、二酸化炭素またはこれらの混合物が挙げられる。好
ましくはメタン、エタン、エテン、プロパン、プロペ
ン、ｎ−ブタン、１−ブテン、２−ブテン、イソブタ
ン、イソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、２、２
−ジメチルペンタンおよびシクロペンタンから選択す
る。具体的にはプロパン３０乃至８０％重量とｎ−ブタ
ン２０乃至８０重量％比の混合物が挙げられ、また特に
ポリスチレン発泡体の場合、ｎ−ブタンの単独使用もで
きる。一般に、炭酸、水、窒素、タルク、チヨーク、炭
酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムおよび／またはクエン
酸を０．１乃至５重量％（ポリマー溶融物基準）の量で
核剤として添加する。異種ポリマーは一般にポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリ
スチレン、エチレン／ビニルアセテートコポリマー、ポ
リメチルメタクリレート、ポリウレタンおよびポリテト
ラフルオロエチレンから成る群から選択される。この異
種ポリマーは粒体、粉体またはマスターバッチとして使
用し、添加量はポリマー溶融物基準で０．２乃至９重量
％である。

【００４３】調製すべきポリマー溶融物の出発材料中に
異種ポリマーを添加する際には、押出ダイの出口最適温
度として約１５０℃が維持される。湿潤剤を添加しなく
ても、得られる発泡プラスチックフィルムはすでに非極
性液体、すなわち油に類似した液体、の吸収には適す
る。例えば水のような極性液体の吸収の場合は状況が異
なり、水滴の場合には表面張力の関係で一般に球形をな
す結果、発泡プラスチックフィルムと極性液体の液滴の
表面間の相境界角が一般に著しく大きく、その結果極性
液体が吸収されない。気泡壁に対する、または発泡プラ
スチックフィルム表面に対する極性液体の相境界角を小
さくするために、カチオン性、アニオン性またはノニオ
ン性湿潤剤をポリマー溶融物中に添加する。特にアルキ
ルスルホネートの一種をマスターバッチの形態でポリス
チレン溶融物中に添加する。アルキルスルホネートまた
はその混合物の添加量は一般に０．１乃至１０重量％、
好ましくは０．５乃至５重量％、（溶融物基準）であ
る。

【００４４】極性液体の吸収速度を向上させるために、
プラスチックフィルムの表面の一つを例えばコロナまた
はコロナエアロゾル処理する。この発泡プラスチックフ
ィルム表面の一つを所謂ミスト法により分子被覆して極
性液体の吸収速度を向上させたり、水性液体、エマルジ
ョン等から極性または非極性成分のいずれかを選択的に
吸収させることも可能である。

【００４５】得られた連続気泡発泡プラスチックフィル
ムの厚さは限定されず、シート、異形材および塊状等に
成形できる。特に吸引フィルターおよび食品もしくは他
の湿気含有食品包装用の包装用シェルとして利用され
る。

【００４６】図６は発泡プラスチックフィルムの気泡構
造を示す拡大した概要断面図であり、それらの液体吸収
挙動を示している。

【００４７】図６Ａは基本的処方を用いて製造した連続
気泡ポリスチレン発泡体を示し、これについては次の例
において述べる。このポリスチレン発泡体の出発材料は
ポリスチレン粒体および核剤としてのタルクである。こ
の連続気泡構造は押出ダイ出口での高温により達成され
る。図６Ａから判るように、このようなポリスチン発泡
体は例えば油等の非極性液体に対して優れた吸収性を示
し、この液体が発泡体表面から容易に連続気泡の内部に
流れうることを意味している。図６Ｂから明らかなよう
に、例えば水のような極性液体に対する吸収性に関して
は状況が異なる。水滴が有する大きな表面張力に起因し
て、ポリスチレン発泡体と水滴表面間に比較的大きな相
境界角が形成される結果、水滴の連続気泡中への浸透が
阻害される。非極性および極性液体に対する同様な挙動
が、発泡体製造時に異種ポリマーの一種を基本処方中に
添加し、かつ押出ダイ温度が約１５０℃である場合の連
続気泡ポリスチレン発泡体の場合にも観察される。

【００４８】図６Ｃおよび６Ｄは極性および非極性液体
に対する吸収挙動を示すもので、ポリスチレン発泡体製
造時に湿潤剤の一種を基本処方中に添加してあり、該湿
潤剤は図６Ｃおよび図６Ｄの断面のポリスチレンマトリ
ックス中およびポリスチレン気泡壁中に黒点でそれぞれ
示してある。湿潤剤が原因で、極性液体、特に水、の相
境界角が小さくなる結果、極性液体が連続気泡中に容易
に流入する。

【００４９】図６Ｅは湿潤剤の添加なし、および予備処
理なしの場合の連続気泡ポリスチレン発泡体の吸収性
が、コロナ放電またはコロナエアロゾル放電を用いて活
性化、すなわち促進、できることを示したものである。
このポリスチレン発泡体は１７０℃の高温押出ダイまた
は公知押出温度１５０℃のいずれかで製造できるが、こ
の場合には異種ポリマーの一種が添加されている。

【００５０】図６Ｆは湿潤剤を含有するポリスチレン発
泡体中への極性液体の吸収性がコロナ処理により活性
化、すなわち促進できることを示す。図６Ｅおよび６Ｆ
のポリスチレン発泡体の実施態様の場合、非極性（油）
または極性（水）液体が両成分含有液体から選択的に吸
収される。

【００５１】

【実施例】発泡体密度７０乃至７５ｇ／Ｌの連続気泡ポ
リスチレン発泡体の例を表１に示す。例Ａでは、ポリス
チレン溶融物の出発材料の標準処方、すなわち９５重量
％ポリスチレン粒体、核剤としての１重量％タルクおよ
び発泡剤としての４重量％ブタンまたはハロゲン化炭化
水素を用いる。押出ダイ出口温度は約１７０℃である。
例ＢおよびＣそれぞれの場合、約３重量％の異種ポリマ
ーが添加され、一方発泡剤の量は変わらず、核剤の量は
３重量％に増加させる。押出工程中のダイ温度は１５０
℃である。したがってポリスチレン粒体の量はそれぞれ
９０および８７重量％である。さらに、例Ｃでは３重量
％のアルキルスルホネートである湿潤剤も添加される結
果、得られるポリスチレン発泡体は極性または非極性液
体に対する優れた選択性を有する。例Ｄによるポリスチ
レン発泡体は９２重量％ポリスチレン、１重量％核剤、
３重量％湿潤剤、および４重量％発泡剤を含み、異種ポ
リマーは含有しない。押出工程中のダイ温度は１７０℃
である。フオーム密度、水に対する最高吸収量およびポ
リスチレン発泡体の吸収力は表２に示す通りである。液
体吸収量は次式： 式中、液密度ρL 、発泡体密度ρF 、およびポリスチレ
ン密度ρPSはそれぞれｇ／Ｌ単位である。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは連続気泡構造を有する発泡プラスチックフ
ィルムの一断面図（気泡が機械的圧力により開口してい
る）。Ｂは本発明による連続気泡構造を有する発泡プラ
スチックフィルムの一断面図。

【図２】本発明による連続気泡発泡プラスチックフィル
ムの縦列押出装置の透視図。

【図３】押出ダイから出たポリスチレン溶融物の温度
と、押出プラスチックフィルムの連続および独立気泡構
造形成との関係を示すグラフ。１４０〜１５０℃の温度
域はポリスチレン発泡体製造時の慣用温度域である。

【図４】図４は押出ダイから出た各種プラスチック溶融
物の温度と、発泡プラスチックフィルムの連続気泡およ
び独立気泡構造形成との関係を示すグラフ。

【図５】発泡プラチックフィルムの気泡構造中または気
泡壁中の異種ポリマー粒子の配列を示す概要図。

【図６】発泡プラスチックフィルムの気泡構造およびそ
の液体吸収挙動を示す拡大概要断面線図。

【符号の説明】

１、１１構造部材 ２、１２ 気泡 ３、１３ ウェブ ４、１４ 気泡 ５、６、１５、１６ 気泡壁 ７、１７ オリフィス ８、１８ スペースマトリックス ９ 針状工具 １０、２０ 表面 ２１ 第１押出機 ２２ 原料ホッパー ２３ 発泡剤インジェクター ３１ ポリスチレンマトリックス ３２ ポリプロピレン粒子 ３３ ポリプロピレン ４１ 油性物質 ４２ 発泡体表面 ４３ ポリスチレン気泡壁 ４４ 水 ４５ 湿潤剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨス、ファン、デル、フーベン オランダ国ホルン、グラーフ、フィリッ プ、ストラート、15 (72)発明者 ウド、ピケ ドイツ連邦共和国バート、ゾーデン、アド ルフ‐コルピング‐シュトラーセ、６

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多面体様形状の気泡（２，４）が互いに隣
   接して成り、スペースマトリックス（８）中に配列した
   この多面体様気泡（２，４）のウエブ（３）の形状が損
   われておらず、かつ各連続気泡（４）の少なくとも二つ
   の壁（５，６）がオリフイス（７）を有すると共に、ス
   ペースマトリックス（８）の機械的強度が保持されてい
   る、少なくとも１０容量％の連続気泡を含有する熱可塑
   性プラスチックを含んでなることを特徴とする成形構造
   体。
2. 【請求項２】表面に隣接する気泡が液体類を受入易いよ
   うに、成形構造部材（１）の表面の少なくとも一部が開
   口されている、請求項１に記載の成形構造体。
3. 【請求項３】（イ）ポリオレフィン、例えばポリエチレ
   ン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ）、塩素化ポリエ
   チレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレンコポ
   リマー（ＰＰＣ）、エチレン／ビニルアセテートコポリ
   マー（ＥＶＡ）およびハロゲン化ポリオレフィンから成
   る群、（ロ）スチレンポリマー、例えばポリスチレン
   （ＰＳ）、ポリスチレンコポリマー（ＰＳＣ）、アクリ
   ロニトリル／ブタジエン／スチレンコポリマ−（ＡＢ
   Ｓ）、スチレン／無水マレイン酸および耐衝撃性ポリス
   チレン（ＨＩＰＳ）、から成る群、（ハ）ポリエステ
   ル、例えばポリアルキレンテレフタレート、から成る
   群、（ニ）エチレン／プロピレンターポリマーおよびポ
   リビニルクロライドから成る群、および／または（ホ）
   ポリフエニレンオキシドから成る群、から選択された少
   なくとも一種のプラスチックから作られた熱可塑性プラ
   スチック発泡体である、請求項１に記載の成形構造体。
4. 【請求項４】発泡プラスチックが熱可塑性ポリマー、ま
   たは熱可塑性ポリマーのブレンド、または熱可塑性ポリ
   マーと非熱可塑性ポリマーとのブレンドを含んでなる、
   請求項３に記載の成形構造体。
5. 【請求項５】発泡プラスチックの出発材料が、少なくと
   も一種のポリマーと一種の発泡剤ならびに／または一種
   の核剤である、請求項３に記載の成形構造体。
6. 【請求項６】ポリマーが９５重量％以下のポリスチレン
   を含んでなり、核剤が３重量％以下のタルク、チヨー
   ク、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムおよび／または
   クエン酸を含んでなり、発泡剤が６重量％以下のブタ
   ン、プロパンまたはこれらの混合物を含んでなる、請求
   項５に記載の成形構造部材。
7. 【請求項７】ある重量のポリマーを、同一オーダー重量
   の異種ポリマーで置換した、請求項５に記載の成形構造
   体。
8. 【請求項８】異種ポリマーの重量がポリマーの重量より
   も少ない、請求項７に記載の成形構造体。
9. 【請求項９】異種ポリマーの重量が０．２乃至９重量
   ％、特に２乃至５重量％、である、請求項８に記載の成
   形構造体。
10. 【請求項１０】発泡プラスチックが、出発材料としての
    ポリスチレン約９０重量％、タルク約３重量％、ブタン
    ４重量％以下およびポリプロピレンコポリマー３重量％
    以下を含有して成る、請求項６に記載の成形構造体。
11. 【請求項１１】ポリマーがポリスチレンであり、異種ポ
    リマーがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレ
    ンコポリマー、エチレン／ビニルアセテートコポリマ
    ー、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエ
    チレンおよびポリウレタンから成る群から選択される、
    請求項７に記載の成形構造体。
12. 【請求項１２】発泡プラスチックの出発材料がポリマ
    ー、核剤、発泡剤、異種ポリマー、および添加剤として
    の湿潤剤である、請求項７に記載の成形構造体。
13. 【請求項１３】発泡プラスチックが、出発原料としての
    ポリスチレン粒体８７重量％、タルク３重量％、ブタ
    ン、プロパンおよび水素含有フルオロアルカンから成る
    群から選択された発泡剤４重量％、ポリプロピレン、ポ
    リプロピレンコポリマー、およびポリエチレンから成る
    群から選択された異種ポリマー３重量％、および極性湿
    潤剤としてアルカンスルホネート３重量％を含有して成
    る、請求項１２に記載の成形構造体。
14. 【請求項１４】密度が０．０２０乃至０．３５０ｇ／ｃ
    ｍ³ の範囲にある、請求項１２に記載の成形構造体。
15. 【請求項１５】極性および非極性液体に対する発泡プラ
    スチックの吸収力が発泡体密度の１乃至３０倍、特に８
    乃至１０倍、である、請求項１３および１４に記載の成
    形構造体。
16. 【請求項１６】気泡の最高寸法が≦１．０ｍｍ、特に≦
    ０．４ｍｍ、である、請求項１に記載の成形構造体。
17. 【請求項１７】少なくとも一種のポリマーおよび核剤を
    含有するポリマー溶融物を温度３００℃以下で第１押出
    工程で溶融させ、第１押出工程末期に３５０バール以下
    の高圧下で溶融物中に発泡剤を注入し、該発泡剤を該溶
    融物と均一に混合し、さらに第２押出工程で疑塑性粘性
    温度範囲の下限領域の溶融温度、例えば１２０乃至２５
    ０℃、までポリマー溶融物を冷却し、押出直前の溶融温
    度を独立気泡発泡プラスチック押出溶融温度よりも１０
    乃至２０％高く設定することを特徴とする、少なくとも
    １０容量％の連続気泡を含有する熱可塑性プラスチック
    を含んでなる成形構造体の製造法。
18. 【請求項１８】掻取り、引掻き、または孔開けによる機
    械的処理により、または押出ダイから出た際に冷却と同
    時に伸長させることにより、発泡成形構造体の表面の少
    なくとも一つを部分的に開口させる、請求項１７に記載
    の方法。
19. 【請求項１９】ある程度の重量のポリマーを同一オーダ
    重量の異種ポリマーで置換し、かつポリマー溶融物中の
    異種ポリマーの湿潤性を事実上ゼロに設定する、請求項
    １８に記載の方法。
20. 【請求項２０】異種ポリマー添加の場合、独立気泡発泡
    プラスチックの押出時と同一温度で押出を実施する、請
    求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】（イ）ポリオレフィン、例えばポリエチ
    レン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロ
    ピレンコポリマー、エチレン／ビニルアセテートコポリ
    マーおよびハロゲン化ポリオレフィン、から成る群、
    （ロ）スチレンポリマー、例えばポリスチレン（Ｐ
    Ｓ）、ポリスチレンコポリマー（ＰＳＣ）、アクリロニ
    トリル／ブタジエン／スチレンコポリマ−（ＡＢＳ）、
    スチレン／無水マレイン酸および耐衝撃性ポリスチレン
    （ＨＩＰＳ）、から成る群、（ハ）ポリエステル、例え
    ばポリアルキレンテレフタレート、から成る群、（ニ）
    エチレン／プロピレンターポリマーおよびポリビニルク
    ロライド（ＰＶＣ）から成る群、および／または（ホ）
    ポリフエニレンオキシドから成る群、から選択された少
    なくとも一種のプラスチックを溶融することによりポリ
    マー溶融物を調製する、請求項１７に記載の方法。
22. 【請求項２２】発泡剤として、飽和、不飽和または環状
    炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、水、窒
    素、二酸化炭素、またはこれらの混合物を使用する、請
    求項１７に記載の方法。
23. 【請求項２３】発泡剤が、メタン、エタン、プロパン、
    プロペン、ｎ−ブタン、１−ブテン、２−ブテン、イソ
    ブタン、イソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、
    ２、２−ジメチルプロパンおよびシクロペンタンから成
    る群から選択される、請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】プロパン３０乃至８０重量％とｎ−ブタ
    ン２０乃至７０重量％の混合物を発泡剤として使用す
    る、請求項２３に記載の方法。
25. 【請求項２５】ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプ
    ロピレンコポリマー、エチレン／ビニルアセテートコポ
    リマー、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタンおよ
    びポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択した
    異種ポリマーを、ポリマー溶融物の基本原料としてのポ
    リスチレン中に添加し、かつポリマー溶融物中の異種ポ
    リマーにより気泡壁ウエブの機械的破壊なしに気泡壁を
    開口する、請求項１９に記載の方法。
26. 【請求項２６】異種ポリマーを粒体、マスターバッチま
    たは粉体として添加し、かつポリマー溶融物基準で０．
    ２乃至９重量％、特に２乃至５重量％、の量の異種ポリ
    マーを添加する、請求項１９に記載の方法。
27. 【請求項２７】核剤としての炭酸、水、窒素、タルク、
    チョーク、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、および
    ／またはクエン酸をポリマー溶融物基準で０．０５乃至
    ５重量％の量で添加する、請求項１７に記載の方法。
28. 【請求項２８】カチオン性、アニオン性、両性またはノ
    ニオン性化合物から成る湿潤剤をポリマー溶融物中に添
    加して、成形構造体の気泡壁に対する極性液体の相境界
    角を減少させる、請求項１９に記載の方法。
29. 【請求項２９】アルカンスルホネートをマスターバッチ
    の形態で湿潤剤中に計量し、かつポリマー溶融物基準で
    ０．１乃至１０重量％、特に０．５乃至５重量％、のア
    ルカンスルホネートを使用する、請求項２８に記載の方
    法。
30. 【請求項３０】成形構造体表面の一つをコロナ処理、コ
    ロナエアロゾル処理または分子コーティング処理（ＭＣ
    Ｓ）して極性液体の吸収速度を増加させる、請求項１７
    に記載の方法。
31. 【請求項３１】湿気含有食品用包装材料としての、請求
    項１乃至１６のいずれか一つに記載の成形構造体の用
    途。
32. 【請求項３２】極性および／または非極性液体の吸引フ
    ィルターとしての、請求項１乃至１６に記載の成形構造
    体の用途。