ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПЕРФОРИРОВАННОЙ ЛАМИНИРОВАННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ ПЕНЫ

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет временной заявки на патент США № 61/245680, поданной 25 сентября 2009 года, полное содержание которой тем самым включается в настоящий документ в качестве ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к изделиям из ламинированной полимерной пены и к способу получения изделия из ламинированной полимерной пены.

Описание предшествующего уровня техники

Изделия из полимерной пены находят применение в качестве термоизолирующих материалов. Изделия из полимерной пены служат в качестве термоизоляции в строительных и конструкционных применениях, в применениях для бытовой техники и практически в любых других применениях, где является важной термоизоляция. Увеличение толщины изделий из полимерной пены имеет тенденцию к уменьшению теплопроводности (то есть к увеличению теплового сопротивления) в поперечном направлении изделий, при этом все остальные свойства остаются такими же. Однако увеличение толщины пены не всегда является простым, в частности, для изделий из экструдированной полимерной пены.

Процессы экструзии пены продавливают вспениваемую полимерную композицию через вспенивающую головку экструдера, это в большой степени контролирует размер и форму получаемой экструдированной полимерной пены. Когда площадь поперечного сечения отверстия вспенивающей головки увеличивается, чтобы сделать возможным получение изделий из пены с большим поперечным сечением, процесс экструзии становится все сложнее контролировать. Например, поверхностный внешний слой пены начинает становиться нерегулярным, когда становится труднее поддерживать постоянное давление. Следовательно, получение качественной экструдированной полимерной пены становится сложным, когда размеры поперечного сечения (включая толщину) полимерной пены увеличиваются.

Одно из решений для получения качественных экструдированных полимерных пен значительной толщины заключается в ламинировании множества более тонких экструдированных полимерных пен вместе слоистым образом. Например, EP1734193 A1 описывает пакетирование и склеивание множества экструдированных полимерных пен вместе для формирования толстой термоизолирующей панели. Заявка на патент Соединенных Штатов, серийный номер 61/100830 ('830), также описывает полимерные пены, ламинированные вместе для получения толстого изделия, ослабляющего звук. Пены в '830 перфорируются насквозь перед ламинированием для увеличения потока воздуха через пену с использованием иголок, имеющих диаметр один миллиметр или более. К сожалению, само ламинирование эффективным и эстетичным образом экструдированных полимерных пен вместе может быть проблематичным. Экструдированные полимерные пены, как правило, имеют полимерный внешний слой на их поверхностях, которые не являются абсолютно плоскими. По этой причине может быть проблематичным склеивание вместе экструдированных полимерных пен, содержащих их внешние слои, поскольку контакт между поверхностями пены может быть только случайным. Кроме того, могут существовать воздушные зазоры между соединяемыми поверхностями пен, если поверхности не являются абсолютно плоскими. Воздушные зазоры могут собирать и удерживать влагу, что является нежелательным для термоизоляции.

EP1213118B1 описывает прогресс в получении изделий из ламинированной термоизолирующей пены посредством предварительного удаления поверхности внешнего слоя с соединяемых полимерных пен перед склеиванием их вместе. Посредством удаления внешних слоев поверхности пен могут быть сделаны плоскими и пары могут переноситься между пенами более свободно, чем в присутствии этих внешних слоев. Однако удаление внешнего слоя с поверхностей пены требует стадии срезания и дает значительное количество отходов полимера, которые должны либо утилизироваться, либо рециклироваться каким-либо образом.

Было бы желательным найти способ оптимизации адгезии между экструдированными полимерными пенами без необходимости в удалении внешних слоев соединяемых поверхностей пен, в особенности, если прочности на разрыв у связей на границе раздела больше чем для однородной структуры пены. Еще более желательным является, чтобы пары могли по-прежнему переноситься между пенами через границу адгезии.

КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает решение проблемы оптимизации адгезии между экструдированными полимерными пенами без необходимости в удалении внешних слоев соединяемых поверхностей, при этом увеличивая также перенос паров между пенами и границей адгезии. Неожиданно, настоящее изобретение представляет собой результат того открытия, что перфорация соединяемых поверхностей полимерной пены с использованием прокалывающих инструментов, имеющих диаметр меньше одного миллиметра, не только облегчает перенос паров между пенами, но и приводит к улучшению адгезии между ламинированными полимерными пенами по сравнению с тем, когда соединяемые поверхности перфорировались бы с помощью прокалывающих инструментов большего диаметра. Еще более неожиданным является то открытие, что перфорации, имеющие диаметр меньше одного миллиметра, не только приводят к получению прочностей на разрыв, которые больше чем для перфораций большего диаметра, но и могут достигать прочностей на разрыв, больших, чем для однородной структуры пены. Это является неожиданным, поскольку специалист в данной области ожидал бы, что перфорации большего диаметра давали бы большие полости для проникновения адгезива для усиления механического соединения между поверхностями. Неожиданно, перфорации большего диаметра дают худшую прочность на разрыв для соединения между ламинированными пенами.

В первом аспекте настоящее изобретение представляет собой изделие из полимерной пены, содержащее, по меньшей мере, две термопластичные полимерные пены в слоистой ориентации, каждая из термопластичных полимерных пен имеет: (a) соединяемую поверхность, которая содержит полимерный внешний слой; (b) размер по толщине, перпендикулярный к соединяемой поверхности; (c) перфорации, которые имеют меньше одного миллиметра в диаметре, которые проходят через соединяемую поверхность на глубину, меньшую, чем размер по толщине пены; где соединяемая поверхность одной термопластичной полимерной пены соседствует с соединяемой поверхностью другой термопластичной полимерной пены и приклеивается к ней с помощью адгезива, тем самым скрепляя термопластичные полимерные пены друг с другом.

Во втором аспекте настоящее изобретение представляет собой способ получения изделия из полимерной пены по первому аспекту, способ включает: (a) получение, по меньшей мере, двух термопластичных полимерных пен, каждая из которых имеет соединяемую поверхность, которая содержит полимерный внешний слой, размер по толщине, перпендикулярный к соединяемой поверхности, и перфорации, которые имеют меньше одного миллиметра в диаметре, которые проходят через соединяемую поверхность на глубину меньше, чем толщина пены; (b) нанесение адгезива, по меньшей мере, на одну соединяемую поверхность; (c) позиционирование двух термопластичных полимерных пен в слоистой ориентации таким образом, что соединяемая поверхность одной термопластичной полимерной пены соседствует с соединяемой поверхностью другой термопластичной полимерной пены, с адгезивом между двумя термопластичными полимерными пенами; и (d) склеивание термопластичных полимерных пен вместе с помощью адгезива между термопластичными полимерными пенами.

Способ по настоящему изобретению является пригодным для получения изделия из полимерной пены по настоящему изобретению. Изделие из полимерной пены по настоящему изобретению является пригодным, например, в качестве термоизоляции.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способы исследования относятся к самому последнему способу исследования по отношению к дате приоритета настоящего документа, если дата не указывается вместе с номером способа исследования. Ссылки на способы исследования содержат ссылку как на исследующее сообщество, так и на номер способа исследования. Организации, соответствующие способам исследования, упоминаются с помощью одного из следующих сокращений: ASTM относится к American Society for Testing and Materials; EN относится к European Norm; DIN относится к Deutches Institute fur Normung и ISO относится к International Organization for Standards.

Пены и изделия из пены имеют взаимно перпендикулярные размеры по длине, ширине и толщине. Длина имеет величину, равную размеру, имеющему самую большую величину, и для экструдированной пены, как правило, лежит в направлении экструзии пены. Ширина представляет собой величину, равную или большую, чем толщина, и может быть равна длине.

"Первичная поверхность" соответствует поверхности, имеющей самую большую площадь плоской поверхности из всех поверхностей пены или изделия из пены. Площадь плоской поверхности представляет собой площадь поверхности для проекции поверхности на плоскость, с тем чтобы исключить влияние текстуры поверхности (например, углублений, пиков или волн на поверхности) на величину площади поверхности. Как правило, длина и ширина определяют первичную поверхность изделия из полимерной пены. Толщина часто отделяет первичную поверхность от противоположной поверхности, которая также может представлять первичную поверхность изделия из полимерной пены.

"Поверхностный внешний слой" или "полимерный внешний слой" полимерной пены представляет собой непрерывную полимерную пленку на поверхности полимерной пены, в частности экструдированной полимерной пены. Как правило, полимерный внешний слой является непористым и является обычным для экструдированной полимерной пены. Поверхностный внешний слой может удаляться с помощью таких способов, как срезание.

"Слоистая ориентация" соответствует ориентации, где поверхность одного компонента соседствует с поверхностью другого. Например, две пены находятся в слоистой ориентации, когда поверхность одной пены соседствует с поверхностью другой. Желательно, чтобы пены в слоистой ориентации имели их первичные поверхности, соседствующие друг с другом.

"Соединяемая поверхность" представляет собой поверхность термопластичной полимерной пены, которая при получении изделия по настоящему изобретению соседствует или будет соседствовать с поверхностью ("соединяемой поверхностью") другой термопластичной полимерной пены.

"Вспениваемый адгезив" представляет собой адгезив, который расширяется в виде пены при нанесении на подложку или между подложками. Вспениваемый адгезив может оставаться или не оставаться в виде пены, но желательно сохраняет структуру пены при склеивании подложек вместе.

"Открытый для диффузии" определяется в DIN4108-3 (2001) как имеющий толщину эквивалентного слоя воздуха для диффузии водяного пара (S_d-значение) 0,5 метра или меньше. Это представляет собой определение "открытого для диффузии", принятое в настоящем документе. Оно определяет, является ли материал открытым для диффузии в соответствии с DIN 4108-3 (2001).

Изделие из полимерной пены по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, две термопластичные полимерные пены в слоистой ориентации. Термопластичные полимерные пены могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга постольку, поскольку каждая из них имеет следующие свойства: (a) поверхность ("соединяемую поверхность"), которая содержит полимерный внешний слой; (b) размер по толщине, перпендикулярный к соединяемой поверхности; и (c) перфорации, которые имеют меньше одного миллиметра в диаметре и которые проходят через соединяемую поверхность на глубину, меньшую, чем размер по толщине пены. Желательно, хотя и не обязательно, чтобы термопластичные полимерные пены имели одинаковую композицию.

Пригодные для использования термопластичные полимерные пены включают пены из расширенных полимерных шариков и экструдированные полимерные пены. Пены из расширенных полимерных шариков отличаются от экструдированных полимерных пен как по тому, как их получают, так и по их конечной структуре. Пены из расширенных полимерных шариков содержат множество вспененных шариков, склеенных друг с другом с формированием структуры пены. Каждый вспененный шарик имеет внешний слой, который окружает собой группу ячеек пены и определяет шарик. Внешние слои шариков в пене из расширенных полимерных шариков формируют сетку внешних слоев, которая простирается в пене во всех направлениях, в целом взаимно соединяя поверхность пены из расширенных полимерных шариков. Экструдированные полимерные пены не содержат такой сетки внешних слоев, которая окружает группу ячеек и которая простирается в пене во всех направлениях. Конкретно, внешние слои шариков являются более толстыми на вид и отличаются от стенок ячеек. Желательно, чтобы, по меньшей мере, одна, а предпочтительно все термопластичные полимерные пены в изделии из полимерной пены по настоящему изобретению представляли собой экструдированную термопластичную пену. Сетка из внешних слоев в пене из расширенных шариков может служить в качестве теплового шунта в пене, который увеличивает теплопроводность пены и может служить в качестве прохода для проникновения влажности в пену, поскольку вдоль соединяемых внешних слоев шариков имеются открытые пустоты, которые могут собирать влагу.

Термопластичная полимерная пена содержит матрицу термопластичного полимера, которая определяет множество ячеек. Матрица термопластичного полимера имеет сплошную фазу из термопластичного полимера. Как правило, 50 массовых процентов (масс.%) или более, предпочтительно 75 масс.% или более, еще более предпочтительно 90 масс.% или более полимеров в матрице термопластичного полимера представляют собой термопластичные полимеры. Термопластичные полимеры могут представлять собой 100 масс.% полимеров в матрице термопластичного полимера.

Пригодный для использования термопластичный полимер для матрицы термопластичного полимера включает любой термопластичный полимер или сочетание термопластичных полимеров при условии, что сочетание полимеров является достаточно совместимым для формирования пены в целом. Особенно желательные термопластичные полимеры включают гомополимеры и сополимеры олефинов, такие как полиэтилен и полипропилен, а также гомополимеры и сополимеры ароматических мономеров, такие как алкенил-ароматические полимеры. Стирольные полимеры представляют собой особенно желательные алкенил-ароматические полимеры и включают полистирольный гомополимер и стирольные сополимеры. Примеры пригодных для использования стирольных сополимеров включают сополимер стирола с одним или несколькими из следующих соединений: с акриловой кислотой, метакриловой кислотой, этакриловой кислотой, малеиновой кислотой, итаконовой кислотой, акрилонитрилом, малеиновым ангидридом, метилакрилатом, этилакрилатом, изобутилакрилатом, н-бутилакрилатом, метилметакрилатом, винилацетатом и бутадиеном. Сополимер стирола и акрилонитрила (SAN) является одним из особенно желательных термопластичных полимеров, по меньшей мере, отчасти из-за его высокой рабочей температуры.

Термопластичная полимерная пена может содержать любую добавку или сочетание нескольких из них, как правило, диспергированных в матрице термопластичного полимера. Примеры пригодных для использования добавок включают: агенты ослабляющие прохождение инфракрасного излучения (например, угольную сажу, графит, металлические хлопья, диоксид титана); глины, такие как природные поглощающие глины (например, каолинит и монтмориллонит) и синтетические глины; нуклеирующие агенты (например, тальк и силикат магния); замедлители горения (например, бромированные замедлители горения, такие как гексабромциклододекан и бромированные полимеры, фосфорные замедлители горения, такие как трифенилфосфат, и пакеты замедлителей горения, которые могут включать синергисты, такие, например, как дикумил и поликумил); смазывающие вещества (например, стеарат кальция и стеарат бария) и кислотные поглотители (например, оксид магния и тетранатрий пирофосфат). Добавки, как правило, присутствуют при концентрации вплоть до десяти процентов массовых по отношению к общей массе полимера.

Каждая термопластичная полимерная пена может иметь одинаковую или отличающуюся плотность. Желательно, чтобы, по меньшей мере, одна, а предпочтительно все термопластичные полимерные пены по настоящему изобретению имели плотность 40 килограмм на кубический метр (кг/м³) или меньше, предпочтительно 38 кг/м³ или меньше, еще более предпочтительно 36 кг/м³ или меньше и наиболее предпочтительно 34 кг/м³ или меньше. Пены более низкой плотности являются более простыми при манипуляциях и, как правило, являются менее дорогостоящими, чем пены более высокой плотности. Как правило, термопластичная полимерная пена имеет плотность 18 кг/м³ или больше, чтобы она была механически приемлемой. Плотность пены определяют в соответствии либо с DIN ISO 845, либо с EN1602.

Каждая термопластичная полимерная пена может независимо представлять собой пену либо с открытыми ячейками, либо с закрытыми ячейками. Желательно, чтобы термопластичная полимерная пена имела содержание открытых ячеек 30% или меньше, предпочтительно 20% или меньше, еще более предпочтительно 10% или меньше и еще более предпочтительно пять процентов или меньше, и оно может составлять один или даже ноль процентов. Содержание открытых ячеек определяют в соответствии с DIN ISO 4590.

По меньшей мере, две термопластичные полимерные пены имеют соединяемые поверхности, которые соседствуют друг с другом и склеиваются друг с другом с помощью адгезива. Соединяемые поверхности содержат полимерный внешний слой, который покрывает 50% или больше, предпочтительно 75% или больше, еще более предпочтительно 90% или больше и еще более предпочтительно 95% или больше площади поверхности для соединяемой поверхности. Как правило, соединяемая поверхность представляет собой первичную поверхность или является противоположной первичной поверхности термопластичной полимерной пены. Размер по толщине этих термопластичных полимерных пен является перпендикулярным их соединяемой поверхности. В дополнение к этому, соединяемые поверхности перфорируются способом, когда перфорации проходят через соединяемую поверхность и простираются в термопластичной полимерной пене на глубину, меньшую, чем размер по толщине пены. По этой причине перфорации простираются в каждой соединяемой пене через соединяемые поверхности, но не на всю глубину, через любую из пен.

Адгезив, склеивающий соединяемые поверхности соседних термопластичных полимерных пен, может представлять собой любой адгезив в самых широких рамках настоящего изобретения. Желательно, чтобы адгезив был открытым для диффузии, в особенности, если адгезив покрывает всю соединяемую поверхность одной или обеих пен, которые он склеивает вместе. Примеры соответствующих открытых для диффузии адгезивов включают одно- и двухкомпонентные полиуретаны, адгезивы, наносимые из расплава, и реакционно-способные адгезивы.

Как правило, адгезив наносят на одну из соединяемых поверхностей перед склеиванием соединяемых поверхностей двух термопластичных полимерных пен вместе. Альтернативно, адгезив наносят на обе соединяемые поверхности перед склеиванием соединяемых поверхностей вместе. Как правило, адгезив присутствует между соединяемыми поверхностями при концентрации 40 грамм на квадратный метр (г/м²), предпочтительно 80 г/м² или больше. В то же время желательно, чтобы адгезив присутствовал при концентрации 1500 г/м² или меньше, предпочтительно 250 г/м² или меньше. Концентрация относится к площади поверхности одной из двух соединяемых поверхностей, склеиваемых вместе с помощью адгезива.

Перфорации в термопластичных полимерных пенах имеют диаметр, который составляет один миллиметр или меньше. Это составляет особенно неожиданный аспект настоящего изобретения с точки зрения достижения прочности на разрыв изделия из пены. Как правило, можно ожидать осуществление оптимальной адгезии для перфораций большего диаметра таким образом, что адгезив может проникать в перфорацию для усиления механического связывания пены. Исследования, приводящие к настоящему изобретению, обнаружили, что это не так. На самом деле перфорации в один миллиметр или меньше демонстрируют большую прочность адгезии, чем перфорации большего диаметра. Как правило, диаметры перфораций составляют один миллиметр или меньше и 0,1 миллиметра или больше, предпочтительно 0,5 миллиметра или больше. Диаметр перфорации представляет собой самый большой размер перфорации. Желательно, чтобы перфорации были круговыми по форме поперечного сечения или почти круговыми (аспектное отношение два или меньше).

Желательно иметь среднюю концентрацию перфораций на соединяемой поверхности, которая дает один квадратный миллиметр или больше перфорированной площади поверхности (или перфорированной площади) на каждый квадратный сантиметр площади соединяемой поверхности (мм²/см²).

Желательно, площадь перфорированной поверхности составляет 2,8 мм²/см² или больше, три мм²/см² или больше, даже пять мм²/см² или больше. Площадь перфорированной поверхности составляет 50% или меньше от площади плоской поверхности для перфорированной поверхности, чтобы сохранить внешний слой, по меньшей мере, на 50% поверхности.

Изделие по настоящему изобретению требует присутствия, по меньшей мере, двух термопластичных полимерных пен в слоистой ориентации, но не ограничивается только двумя термопластичными полимерными пенами в слоистой ориентации. Другими словами, изделие может содержать три или больше, четыре или больше, даже пять или больше термопластичных полимерных пен в слоистой ориентации. Один из желательных вариантов осуществления включает, по меньшей мере, три термопластичные полимерные пены, каждая из которых имеет размер по толщине, где первые две из термопластичных полимерных пен имеют, по меньшей мере, одну соединяемую поверхность и, по меньшей мере, третья термопластичная полимерная пена имеет две противоположные соединяемые поверхности, где каждая соединяемая поверхность содержит полимерный внешний слой и перфорации, которые имеют меньше одного миллиметра в диаметре, которые проходят через соединяемую поверхность на глубину, меньшую, чем размер по толщине пены, где соединяемая поверхность двух из термопластичных полимерных пен соседствует с противоположными соединяемыми поверхностями третьей термопластичной полимерной пены и термопластичные полимерные пены скрепляются друг с другом с помощью адгезива.

Способ по настоящему изобретению служит для получения изделия по настоящему изобретению. Способ по настоящему изобретению включает, по меньшей мере, четыре стадии.

Первая стадия настоящего способа заключается в создании, по меньшей мере, двух термопластичных полимерных пен, каждая из которых имеет соединяемую поверхность, которая содержит полимерный внешний слой, размер по толщине, перпендикулярный к соединяемой поверхности, и перфорации, которые имеют меньше одного миллиметра в диаметре, которые проходят через соединяемую поверхность на глубину, меньшую, чем толщина пены. Эти термопластичные полимерные пены являются такими, как описано и характеризуется ранее для изделия по настоящему изобретению, включая характеристики перфорации. Первая стадия способа может включать перфорирование пены для получения перфорированной термопластичной полимерной пены, как описано ранее.

Вторая стадия настоящего способа заключается в нанесении адгезива, по меньшей мере, на одну соединяемую поверхность. Концентрация адгезива и покрытия является такой, как описано ранее для изделия по настоящему изобретению. Адгезив может наноситься как некоторый тип самой пены. То есть адгезив может представлять собой вспениваемый адгезив. Адгезив может оставаться в виде пены в конечном изделии или коллапсировать во время обработки с получением невспененного адгезива в конечном изделии.

Третья стадия заключается в позиционировании двух термопластичных полимерных пен в слоистой ориентации таким образом, что соединяемая поверхность одной термопластичной полимерной пены соседствует с соединяемой поверхностью другой термопластичной полимерной пены, с адгезивом между двумя термопластичными полимерными пенами.

Четвертая стадия заключается в склеивании термопластичных полимерных пен вместе с помощью адгезива между двумя пенами. Желательно сжимать термопластичные полимерные пены вместе с адгезивом между ними для обеспечения наилучшего контакта между адгезивами и пенами.

Способ может дополнительно включать получение и склеивание вместе, по меньшей мере, трех термопластичных полимерных пен в соответствии с настоящим способом с помощью стадии (a), включающей получение, по меньшей мере, трех термопластичных пен, каждая из которых имеет размер по толщине, где первые две термопластичные полимерные пены имеют, по меньшей мере, одну соединяемую поверхность и, по меньшей мере, третья термопластичная полимерная пена имеет две противоположные соединяемы поверхности, где каждая соединяемая поверхность содержит полимерный внешний слой и перфорации, которые имеют меньше одного миллиметра в диаметре, которые проходят через соединяемую поверхность на глубину, меньшую, чем размер по толщине пены, стадии (b), включающей позиционирование термопластичных полимерных пен таким образом, что соединяемые поверхности двух термопластичных полимерных пен соседствуют с противоположными соединяемыми поверхностями третьей термопластичной полимерной пены, и стадии (c), включающей склеивание термопластичных полимерных пен друг с другом с адгезивом между пенами.

ПРИМЕРЫ

Настоящие примеры служат для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения. Для простоты сравнения образцы и их свойства приводятся в таблице.

Эталон

Получают две плиты из экструдированной полистирольной (XPS) пены (ROOFMATE® SP-X, ROOFMATE представляет собой торговое наименование The Dow Chemical Company), каждая из них имеет толщину 60 миллиметров. Плиты из пены XPS имеют внешние слои на своих первичных поверхностях. Двухкомпонентный полиуретановый адгезив (например, SIKA™ FORCE 7010 вместе с SIKA™ FORCE 7710 L100 при соотношении 5:1; SIKA представляет собой торговое наименование Sika AG corporation) наносят на первичную поверхность одной из плит из пены XPS при плотности покрытия 1000 грамм на квадратный метр поверхности. Позиционируют другую пену XPS над покрытой адгезивом поверхностью одной пены и сводят их вместе. Прикладывают к плитам силу сжатия 2,5 килограмма на квадратный сантиметр в течение 24 часов для сжатия их вместе. Измеряют прочность на разрыв соединения между плитами в соответствии со стандартом, приведенным в EN 1607.

Сравнительный пример A

Получают и исследуют сравнительный пример (Comp Ex) A подобно ссылке за исключением перфорирования поверхностей (соединяемых поверхностей) пен XPS, которые будут склеиваться вместе, с использованием валика, снабженного шипами, имеющими диаметр два миллиметра. Расположение шипов на валике является таким, что перфорированные поверхности пен XPS имеют перфорированную площадь 1,64 квадратных миллиметра на квадратный сантиметр площади поверхности (мм²/см²). Глубина перфораций в пенах XPS составляет пять миллиметров.

Сравнительный пример B

Получают и исследуют сравнительный пример B подобно сравнительному примеру A за исключением позиционирования шипов таким образом, что перфорированные поверхности пен XPS имеют перфорированную площадь 4,15 мм²/см².

Пример 1

Получают и исследуют пример (Ex) 1 подобно сравнительному примеру A за исключением использования шипов, имеющих диаметр 0,8 миллиметра, и позиционирования их таким образом, что перфорированные поверхности пен XPS имеют перфорированную площадь 0,50 мм²/см².

Примеры 2-5

Получают и исследуют примеры 2-5 подобно примеру 1 за исключением позиционирования шипов таким образом, что перфорированные поверхности пен XPS имеют перфорированную площадь 1,57, 2,78, 2,80 и 5,12 мм²/см² для примеров 2-5 соответственно.

Эти результаты иллюстрируют, что изделия, полученные из пен, перфорированных с помощью шипов диаметром два миллиметра, имеют однородную прочность на разрыв независимо от площади перфорации. Более того, их прочность на разрыв меньше, чем прочность на разрыв изделий, полученных из пен, перфорированных с помощью шипов диаметром 0,8 мм, имеющих площадь перфорации в пределах от более низкой (например, 0,5 мм²/см²) до более высокой (например, 5,1 мм²/см²), чем для перфораций диаметром два миллиметра. Неожиданно, меньшие перфорационные отверстия дают более высокую прочность на разрыв, чем большие перфорационные отверстия, независимо от площади перфорации.

Еще более неожиданно, когда площадь перфорации составляет 2,78 или выше для перфорации диаметром 0,8 миллиметра, прочность на разрыв превышает ее значение для неперфорированной пены. Однако прочность на разрыв для изделий, имеющих перфорации диаметром два миллиметра, со всей очевидностью ниже, чем для неперфорированной пены.