JP2003145657A - 樹脂発泡体 - Google Patents

樹脂発泡体

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一微細な気泡を有し、表面が平滑であり、
表面の光反射特性および光沢性(鏡面性)に優れた樹脂
発泡体を提供する。 【解決手段】 発泡層(1)と、発泡層(1)の少なく
とも片方の表面に形成された無発泡層(2)とを有する
樹脂発泡体であって、無発泡層(2)の厚さ(T)と、
無発泡層(2)の内側に形成された発泡層(1)内の気
泡の平均気泡径(φ)とが、以下の式T/φ≧2の関係
を満たす樹脂発泡体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂発泡体に関
し、特に微細な気泡を含有するとともに表面光沢性およ
び光反射性を有し、電子・電気部品の分野において光反
射材として好適に用いられる樹脂発泡体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリエチレン、ポリスチレン、ポ
リプロピレンなどの発泡体は、その柔軟性、軽量性、断
熱性などの特徴を活かして、建材、包装材などに広く用
いられている。これらの発泡体の製造方法はビーズ発泡
と称され、あらかじめペレット状の樹脂にガスまたは液
状の発泡剤を含浸させておき、金型内で加熱して発泡さ
せる方法、分離型の発泡剤を混入しておき加熱発泡させ
る方法、または押出機中にて発泡剤と樹脂とを混合して
ダイの出口で発泡させる方法など様々な方法が行われて
いる。
【0003】しかし、いずれの方法で製造された樹脂発
泡体でも、表面の無発泡層に比べて内部の発泡層では気
泡径がより大きくかつ気泡が不均質になりやすい。この
ため、平滑な表面が得られず、表面光沢性に劣り、機械
的強度も低いなどの欠点があり、目的とする用途に対し
てその性能は不満足なものであった。
【0004】そこで最近では、米国特許第4,473,
665号明細書をはじめとして均一微細気泡を有する発
泡体の発明がなされている。また、特許第292574
5号には、光反射特性に優れた光反射板が開示されてい
る。しかし、この特許に記載されている光反射板は、拡
散反射率または全反射率は高いが、表面光沢度は不満足
であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、均一
微細な気泡を有し、表面が平滑であり、表面の光反射特
性および光沢性(鏡面性)に優れた樹脂発泡体を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂発泡体は、
発泡層と、該発泡層の少なくとも片方の表面に形成され
た無発泡層とを有する樹脂発泡体であって、前記無発泡
層の厚さ(T)と、前記無発泡層の内側に形成された前
記発泡層内の気泡の平均気泡径(φ)とが、以下の式 T/φ≧2 の関係を満たすことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の樹脂発泡体を形成する樹
脂は特に限定されないが、主に熱可塑性樹脂が好適に適
用できる。さらに好ましくは、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、ポリ−
1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポ
リブチンナフタレートなどの熱可塑性ポリエステル樹脂
が挙げられる。また、2種以上の熱可塑性ポリエステル
樹脂を混合したアロイ系樹脂を用いてもよい。
【0008】原料となる熱可塑性ポリエステル樹脂原料
には、表面光沢性、光反射性および発泡性に影響を及ぼ
さない範囲で、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、
紫外線吸収剤、光安定剤、顔料、滑剤などの各種添加剤
を配合してもよい。これらの添加剤の配合量は、得られ
る製品の特性を考慮して決定されるが、5重量%以下が
好ましい。
【0009】本発明の樹脂発泡体は、発泡層と、発泡層
の少なくとも片方の表面に形成された無発泡層とを有す
る。無発泡層の厚さ(T)と、発泡層に含まれる気泡の
平均気泡径(φ)は、 T/φ≧2 の関係を満たす。より高い光沢度を得るためには、T/
φの値が5以上、さらに10以上であることが好まし
い。
【0010】ここで、T/φの値が2より小さい場合、
すなわち無発泡層の厚さが薄い場合には、発泡層内に含
まれる気泡の影響が無発泡層の表面にも現れて、無発泡
層の表面が凹凸になるため、十分な表面光沢度が得られ
ない。
【0011】樹脂発泡体を主に電子・電気部品分野にお
ける光反射材に適用することを考慮すると、樹脂発泡体
の全体の厚さが薄く、発泡層に含まれる気泡が微細で均
一に分布していることが好ましい。この観点から、発泡
層に含まれる気泡の平均気泡径(φ)は5μm以下であ
ることが好ましく、3μm以下、さらには1μm以下が
より好ましい。また、無発泡層の厚さ(T)は、上式を
満たしていれば特に限定されないが、樹脂発泡体全体の
軽量化を考慮すると、50μm以下、さらに10μm以
下がより好ましい。
【0012】本発明の樹脂発泡体は表層部が前述した構
成となっていればよく、発泡前の樹脂成形体は単層の成
形体でも2層以上の多層からなる成形体でもよい。例え
ば、多層の樹脂成形体の中間層に、高い発泡倍率で発泡
し得る樹脂層を挟むことにより、得られる樹脂発泡体全
体の軽量化が可能になる。また、多層の樹脂成形体を構
成する各層の樹脂は、同種のものでも異種のものでもよ
い。ただし、発泡工程や二次成形工程などで樹脂発泡体
が加熱されたときの、熱変形の差による層間剥離および
寸法安定性などを考慮すると、同種の樹脂を原料として
多層押出機や多層射出成形機などの製造設備により、層
状に形成された樹脂成形体を用いることが好ましい。な
お、層状の樹脂成形体の製造方法は特に限定されない。
【0013】本発明に係る樹脂発泡体の製造方法をより
詳細に説明する。まず、あらかじめ成形された未発泡の
樹脂成形体を高圧容器中に封入し、その容器に不活性ガ
スを注入し、未発泡樹脂成形体に不活性ガスを浸透させ
る。不活性ガスとしては、炭酸ガスを用いることが好ま
しい。この際、不活性ガスの圧力および浸透時間は特に
限定されない。ただし、高圧であれば浸透時間を短時間
とし、逆に低圧であれば浸透時間を長時間とすることが
好ましい。このようにして樹脂成形体中に不活性ガスを
十分に浸透させた後、圧力を解放し、取り出したガス浸
透樹脂成形体を加熱することにより発泡させる。発泡時
の加熱温度は発泡開始温度以上の範囲に設定する。発泡
開始温度とは、発泡倍率が1.1倍を超える温度を意味
する。この際、加熱手段は本発明の要件を満たす発泡体
が得られれば特に限定されないが、得られる発泡体の特
性を考慮して、急加熱する場合にはオイルなど、除加熱
する場合にはエアーオーブンなどが選択される。また、
加熱時間は気泡成長が完了する時間に設定する。例えば
0.5mm厚程度の樹脂成形体であれば、60秒前後が
適当である。その後、冷却することにより、樹脂発泡体
を得る。
【0014】なお、本発明の方法は特に限定されない
が、T/φ≧2を満たすためには、Tを大きくするか、
φを小さくする方法が考えられる。例えば、Tを厚くす
るためには、発泡前にスキン層をコントロールするため
にガス脱離工程を設けることが挙げられる。また、φを
小さくするためには、急加熱、ガス濃度を上げる、シー
トの物性をコントロールするなどの方法が挙げられる。
【0015】このような方法によれば、不活性ガス(好
ましくは炭酸ガス)を用い、かつ発泡温度を発泡開始温
度以上の範囲に設定することにより、均一微細な気泡を
含有し、機械的強度と軽量性を兼ね備え、表面平滑性に
富み、表面光沢性および光反射特性に優れた樹脂発泡体
を得ることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
は必ずしもこれに限定されるものではない。
【0017】<実施例1>0.5mm厚のPEN成形シ
ート(帝人化成(株)製)と、セパレータとしてオレフ
ィン系不織布(FT300グレード、日本バイリーン
(株)製)とを用意した。使用したPEN成形シートを
示差走査熱量計(セイコー電子工業社製)により熱分析
した結果、ガラス転移温度Tgは110〜115℃の範
囲であった。PEN成形シートとオレフィン系不織布と
を重ねて、PEN成形シートの表面同士が接触する部分
がないように巻いてロールを作製した。このロールを室
温にて高圧力容器に封入し、60kg/cm2の炭酸ガ
ス中に7日間静置してガスを浸透して飽和させた。圧力
解放後に高圧力容器からロールを取り出し、オレフィン
系不織布のセパレータを取り除きながらPEN成形シー
トだけを180℃に設定した熱風循環式発泡炉に発泡時
間が1分になるように連続的に供給して発泡させ、PE
N発泡体を作製した。
【0018】<実施例2>50kg/cm2の炭酸ガス
中に7日間静置してガスを浸透して飽和させた以外は実
施例1と同様な方法によりPEN発泡体を作製した。
【0019】<比較例1>PEN成形シートを230℃
に設定した熱風循環式発泡炉に発泡時間が1分になるよ
うに連続的に供給して発泡させたこと以外は実施例1と
同様な方法によりPEN発泡体を作製した。
【0020】<比較例2>0.6mm厚のPET成形シ
ート(ユニチカ(株)製)を、240℃に設定した熱風
循環式発泡炉に発泡時間が1分になるように連続的に供
給した以外は、実施例1と同様な方法によりPET発泡
体を作製した。
【0021】<比較例3>通常、白色蛍光灯の光反射用
として天井面に固定されている一般の金属製白色塗装板
を用意した。
【0022】得られた発泡体について、無発泡層の平均
厚さ(T)、平均気泡径(φ)、拡散反射率、全反射
率、表面光沢度(入射角度は20°、60°、85°)
を測定した(比較例3については、発泡体としての物性
は無関係であるので記載していない)。これらの結果を
表1に示す。
【0023】なお、具体的な測定方法および評価方法は
以下の通りである。無発泡層の平均厚さ(T)は、シー
ト断面のSEM写真を撮影し、一定断面積内に含まれる
無発泡層部分の厚さを5ポイント測定し、これを平均化
することにより求めた。
【0024】平均気泡径(φ)は、シート断面のSEM
写真を撮影し、発泡層の一定断面積内に含まれる任意の
気泡30点について、観測した気泡を球形に近似した場
合の直径を算出し、これを平均化することにより求め
た。
【0025】図1に実施例1で得られた樹脂発泡体のS
EM写真を示す。図2に比較例1で得られた樹脂発泡体
のSEM写真を示す。図3に比較例2で得られた樹脂発
泡体のSEM写真を示す。図4に無発泡層の平均厚さ
(T)と平均気泡径(φ)との関係を示す。いずれの図
でも、1は発泡層、2は無発泡層を示す。
【0026】拡散反射率および全反射率は磁気分光光度
計(UV−3101PC:島津製作所(株)製)により
400〜800nmの波長域で測定した。なお、表1に
おいては、硫酸バリウムの微粉末を固めた白板の拡散反
射率および全反射率をそれぞれ100%として、各々の
発泡体シートの反射率を相対値で示している。
【0027】表面光沢度は光沢計(GM−268:ミノ
ルタ製)により、入射角度20°、60°、85°の3
水準にて測定した。測定は全て試料数n=5で行い、そ
の平均値を求めた。
【0028】
【表1】
【0029】表1に示されるように、無発泡層厚さ
(T)と平均気泡径(φ)との関係が、T/φ≧2の条
件を満たしていない比較例1および比較例2は、拡散反
射率および全反射率は良好な結果を示すものの光沢度が
著しく低い。また、比較例3は、光沢度が高いものの、
拡散反射率および全反射率が著しく低く光反射特性に欠
ける。一方、無発泡層厚さ(T)と平均気泡径(φ)と
の関係がT/φ≧2の条件を満たす実施例1および2
は、拡散反射率および全反射率だけでなく光沢度が良好
な結果を示し、光反射材として好適に用いることができ
る。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、均
一微細な気泡を有し、表面が平滑であり、表面の光反射
特性と光沢性(鏡面性)を両方併せ持つ従来にない優れ
た樹脂発泡体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1において製造された樹脂発泡体のSE
M写真。
【図2】比較例1において製造された樹脂発泡体のSE
M写真。
【図3】比較例1において製造された樹脂発泡体のSE
M写真。
【図4】無発泡層の平均厚さ(T)と平均気泡径(φ)
との関係を説明する図。
【符号の説明】
1…発泡層 2…無発泡層
フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AK01A AK01B AK01C AK01D AK41A AK41D BA02 BA03 BA04 BA10A BA10B BA10C BA10D DJ01A DJ01D GB41 JB16A JB16D YY00A YY00D

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発泡層と、該発泡層の少なくとも片方の
    表面に形成された無発泡層とを有する樹脂発泡体であっ
    て、前記無発泡層の厚さ(T)と、前記無発泡層の内側
    に形成された前記発泡層内の気泡の平均気泡径(φ)と
    が、以下の式 T/φ≧2 の関係を満たすことを特徴とする樹脂発泡体。
  2. 【請求項2】 前記無発泡層の内側に形成された前記発
    泡層内の気泡の平均気泡径(φ)が5μm以下であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の樹脂発泡体。
  3. 【請求項3】 前記発泡層が、異なる樹脂を含む複数の
    発泡層で構成されることを特徴とする請求項1または2
    記載の樹脂発泡体。
  4. 【請求項4】 1種類以上の熱可塑性ポリエステル樹脂
    からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
    に記載の樹脂発泡体。
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