JP2020172641A - 難燃発泡体および発泡部材 - Google Patents
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Abstract
Description
見かけ密度が0.02g/cm3〜0.40g/cm3であり、
50%圧縮加重が0.5N/cm2〜8.0N/cm2であり、
引張試験での破断伸びが120%以下である。
本発明の難燃発泡体は、見かけ密度が0.02g/cm3〜0.40g/cm3であり、50%圧縮加重が0.5N/cm2〜8.0N/cm2であり、引張試験での破断伸びが120%以下である。本発明の難燃発泡体は、見かけ密度、50%圧縮加重、引張試験での破断伸びが上記範囲内にあることにより、高い難燃性を有するとともに、柔軟性に優れ、且つ、応力分散性に優れる。
本発明の難燃発泡体は、代表的には、樹脂組成物を発泡させて得られ得る。樹脂組成物は、樹脂材料(ポリマー)を含む。
本発明の難燃発泡体は、代表的には、樹脂組成物を発泡させて得られる。発泡の方法(気泡の形成方法)としては、物理的方法や化学的方法など、発泡成形に通常用いられる方法が採用できる。すなわち、本発明の難燃発泡体は、代表的には、物理的方法により発泡して形成された発泡体(物理発泡体)であってもよいし、化学的方法により発泡して形成された発泡体(化学発泡体)であってもよい。物理的方法は、一般的に、空気や窒素等のガス成分をポリマー溶液に分散させて、機械的混合により気泡を形成させるもの(機械発泡体)である。化学的方法は、一般的に、ポリマーベースに添加された発泡剤の熱分解により生じたガスによりセルを形成し、発泡体を得る方法である。
本発明の難燃発泡体を形成させる一つの実施形態1としては、例えば、エマルション樹脂組成物(樹脂材料(ポリマー)などを含むエマルション)を機械的に発泡させて起泡化させる工程(工程A)を経て難燃発泡体を形成する形態が挙げられる。起泡装置としては、例えば、高速せん断方式の装置、振動方式の装置、加圧ガスの吐出方式の装置などが挙げられる。これらの起泡装置の中でも、気泡径の微細化、大容量作製の観点から、高速せん断方式の装置が好ましい。本発明の難燃発泡体を形成させるこの一つの実施形態1は、どのような樹脂組成物からの形成にも適用可能である。
本発明の難燃発泡体を形成させる一つの実施形態2としては、樹脂組成物を発泡剤により発泡させて発泡体を形成する形態が挙げられる。発泡剤としては、発泡成形に通常用いられるものを使用でき、環境保護及び被発泡体に対する低汚染性の観点から、高圧の不活性ガスを用いることが好ましい。
本発明の発泡部材は、上記で説明した本発明の難燃発泡体が難燃発泡層であり、該難燃発泡層の少なくとも一方の側に粘着剤層を有する。
難燃発泡体の密度(見かけ密度)は、以下のように算出した。実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体を20mm×20mmサイズに打ち抜いて試験片とし、試験片の寸法をノギスで測定した。次に、試験片の重量を電子天秤にて測定した。そして、次式により算出した。
見かけ密度(g/cm3)=試験片の重量/試験片の体積
JIS K 6767に記載されている発泡体の圧縮硬さ測定方法に準じて測定した。具体的には、実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体を30mm×30mmサイズに切り出して試験片とし、圧縮速度10mm/minで圧縮率が50%となるまで圧縮したときの応力(N)を単位面積(1cm2)当たりに換算して、50%圧縮加重(N/cm2)とした。
JIS K 6767に記載されている発泡体の引張伸び測定方法に準じて測定した。
計測器としてデジタルマイクロスコープ(商品名「VHX−500」、キーエンス株式会社製)を用い、実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体の気泡部の拡大画像を取り込み、同計測器の解析ソフトを用いて、画像解析することにより、平均気泡径(平均セル径)(μm)を求めた。なお、取り込んだ拡大画像の気泡数は400個程度であった。また、セル径の全データから標準偏差を計算し、以下の式を用いて変動係数を算出した。
変動係数=標準偏差/平均気泡径(平均セル径)
温度23℃、湿度50%の環境下で測定を行った。100mm×100mmの打抜き刃型にて実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体を打抜き、打抜いた試料の寸法を測定した。また、測定端子の直径(φ)20mmである1/100ダイヤルゲージにて厚みを測定した。これらの値から実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体の体積を算出した。次に、実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体の重量を最小目盛り0.01g以上の上皿天秤にて測定した。これらの値より、実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体の気泡率(セル率)を算出した。
計測器としてデジタルマイクロスコープ(商品名「VHX−500」、キーエンス株式会社製)を用いて、実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体の気泡部の拡大画像を取り込み、同計測器の解析ソフトを用いて、画像解析することにより、気泡壁(セル壁)の厚み(μm)を求めた。なお、取り込んだ拡大画像の気泡数は400個程度であった。
白金製容器に5mgの実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体を入れ、窒素ガス雰囲気下で25℃から680℃の測定範囲で昇温速度20℃/minの条件で昇温し、TG/DTA6200(SIIナノテクノロジー社製)を用いて、650℃における残渣を測定した。
UL94に記載されている発泡体の難燃試験方法に準じて測定を行った。水平燃焼距離が小さいほど、難燃性に優れる傾向がある。
図1は、応力分散度の測定に用いる応力緩和試験機1000の概略断面図である。
図1に示すように、鉄製の支持体100にポリカーボネート板(200mm×300mm×厚み1mm)200を置き、その上に応力測定フィルム300(商品名「プレスケール」(ツーシート、微圧用(4LW)、富士フイルム株式会社製、加圧した部分が発色する面を有するシート、50mm×50mm×厚み0.16mm)を置いた。次に、応力測定フィルム300の上に測定対象の実施例・比較例で得られた樹脂発泡構造体(150mm×200mm×厚み0.5mm)400を置き、その上に両面接着テープ(No.5603、日東電工製、厚み0.03mm)500を貼り、厚み0.3mmのスペーサー600を配置させて、最上部にABS板(200mm×300mm×厚み3mm)700を置いた。その上から、中心部に鉄球(φ25mm)800を置き、100Nの荷重を1min加えた。
その後、応力測定フィルム300の色の変化を観察し、色が応力測定フィルム300の中心から広がらず点状になっているものをC,色が応力測定フィルム300の中心から25mmまで広がるものをB,色が応力測定フィルム300の中心から50mm端部まで大きく広がっているものをAとした。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):0.40g/10min]:32.5重量部、ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):1.1g/10min]:32.5重量部、ポリオレフィン系エラストマー[商品名「サーモラン5850N」、三菱化学製]:35重量部、水酸化マグネシウム:120重量部(商品名「MGZ−1」、堺化学工業製)、カーボン(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):10重量部、およびステアリン酸モノグリセリド:1重量部を、日本製鋼所(JSW)社製の二軸混練機にて、200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後、ペレット状に成形した。このペレットを、日本製鋼所社製の単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、13(注入後12)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して3重量部の割合で注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却し、ダイから押出して、厚みが2.2mmのシート状の樹脂発泡構造体(1)を得た。
この樹脂発泡構造体(1)において、見かけ密度は0.07g/cm3、50%圧縮加重は4.0N/cm2、破断伸びは89%であった。
結果を表1に示した。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):0.40g/10min]:32.5重量部、ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):1.1g/10min]:32.5重量部、ポリオレフィン系エラストマー[商品名「ミラストマー8030N」、三井化学製]:35重量部、水酸化マグネシウム:120重量部(商品名「KISUMA 5P、協和化学工業製)、カーボン(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):10重量部、およびステアリン酸モノグリセリド:1重量部を、日本製鋼所(JSW)社製の二軸混練機にて、200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後、ペレット状に成形した。このペレットを、日本製鋼所社製の単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、13(注入後12)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して3重量部の割合で注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却し、ダイから押出して、厚みが2.2mmのシート状の樹脂発泡構造体(2)を得た。
この樹脂発泡構造体(2)において、見かけ密度は0.07g/cm3、50%圧縮加重は3.5N/cm2、破断伸びは77%であった。
結果を表1に示した。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):0.40g/10min]:19重量部、ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):1.1g/10min]:19重量部、ポリオレフィン系エラストマー[商品名「ミラストマー8030N」、三井化学製]:67重量部、水酸化マグネシウム:80重量部(商品名「KISUMA 5P」、協和化学工業製)、カーボン(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):10重量部、およびステアリン酸モノグリセリド:1重量部を、日本製鋼所(JSW)社製の二軸混練機にて、200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後、ペレット状に成形した。このペレットを、日本製鋼所社製の単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、13(注入後12)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して3重量部の割合で注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却し、ダイから押出して、厚みが1.8mmのシート状の樹脂発泡構造体(3)を得た。
この樹脂発泡構造体(3)において、見かけ密度は0.07g/cm3、50%圧縮加重は1.7N/cm2、破断伸びは90%であった。
結果を表1に示した。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):0.40g/10min]:16.5重量部、ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):1.1g/10min]:16.5重量部、ポリオレフィン系エラストマー[商品名「ミラストマー8030N」、三井化学製]:67重量部、水酸化マグネシウム:60重量部(商品名「KISUMA 5P」、協和化学工業製)、カーボン(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):10重量部、およびステアリン酸モノグリセリド:1重量部を、日本製鋼所(JSW)社製の二軸混練機にて、200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後、ペレット状に成形した。このペレットを、日本製鋼所社製の単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、13(注入後12)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して3重量部の割合で注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却し、ダイから押出して、厚みが1.8mmのシート状の樹脂発泡構造体(4)を得た。
この樹脂発泡構造体(4)において、見かけ密度は0.085g/cm3、50%圧縮加重は2.1N/cm2、破断伸びは85%であった。
結果を表1に示した。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):0.40g/10min]:20.5重量部、ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):1.1g/10min]:20.5重量部、ポリオレフィン系エラストマー[商品名「ミラストマー8030N」、三井化学製]:59重量部、水酸化マグネシウム:60重量部(商品名「KISUMA 5P」、協和化学工業製)、カーボン(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):100重量部、およびステアリン酸モノグリセリド:1重量部を、日本製鋼所(JSW)社製の二軸混練機にて、200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に成形した。このペレットを、日本製鋼所社製の単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、13(注入後12)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して3重量部の割合で注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却し、ダイから押出して、厚みが1.8mmのシート状の樹脂発泡構造体(5)を得た。
この樹脂発泡構造体(5)において、見かけ密度は0.085g/cm3、50%圧縮加重は2.9N/cm2、破断伸びは80%であった。
結果を表1に示した。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):0.40g/10min]:16.5重量部、ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR)(230℃):1.1g/10min]:16.5重量部、ポリオレフィン系エラストマー[商品名「サーモラン5850N」、三菱化学製]:67重量部、水酸化マグネシウム:40重量部(商品名「KISUMA 5P」、協和化学工業製)、カーボン(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):10重量部、およびステアリン酸モノグリセリド:1重量部を、日本製鋼所(JSW)社製の二軸混練機にて、200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に成形した。このペレットを、日本製鋼所社製の単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、13(注入後12)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して3重量部の割合で注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却し、ダイから押出して、厚みが1.8mmのシート状の樹脂発泡構造体(C1)を得た。
この樹脂発泡構造体(C1)において、見かけ密度は0.065g/cm3、50%圧縮加重は1.8N/cm2、破断伸びは140%であった。
結果を表1に示した。
ポリウレタンを主成分とする発泡体を、樹脂発泡構造体(C2)とした。
この樹脂発泡構造体(C2)において、見かけ密度は0.40g/cm3、50%圧縮加重は12N/cm2、破断伸びは130%であった。
結果を表1に示した。
ポリプロピレン[密度:0.9g/cm3、メルトフローレート(MFR)(230℃):4g/10min]:50重量部、オレフィン系エラストマー[商品名「ミラストマー8030N」、三井化学製]:50重量部、オイルファーネス法により製造されたカーボンブラック:10重量部、MgO・NiO・H2Oの式で表される多面体形状の複合化金属水酸化物(平均粒径0.7μm):100重量部を、ローラ型の翼を設けたラボプラストミル(東洋精機製作所製)によって180℃の温度で混練した後、180℃に加熱した熱板プレスを用いて厚さ0.5mm、φ80mmのシート状に成型した。このシートを耐圧容器に入れ、150℃の雰囲気中、15MPaの加圧下で、10分間保持することにより、二酸化炭素を含浸させた。次いで、急激に減圧することにより、樹脂発泡構造体(C3)を得た。
この樹脂発泡構造体(C3)において、見かけ密度は0.033g/cm3、50%圧縮加重は2.49N/cm2、破断伸びは140%であった。
結果を表1に示した。
アクリルエマルション溶液(固形分量55%、アクリル酸エチル−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル共重合体(用いた単量体の重量比として45:48:7)):100重量部、脂肪酸アンモニウム系界面活性剤(ステアリン酸アンモニウムの水分散液、固形分量33%)(界面活性剤A):2重量部、カルボキシベタイン型両性界面活性剤(「アモーゲンCB−H」、第一工業製薬社製)(界面活性剤B):2重量部、オキサゾリン系架橋剤(「エポクロスWS−500」、日本触媒社製、固形分量39%):4重量部、顔料(カーボンブラック)(「NAF−5091」、大日精化工業社製):1重量部、をディスパー(「ロボミックス」、プライミクス社製)で撹拌混合して起泡化した。この発泡組成物を、剥離処理をしたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚さ:38μm、商品名「MRF#38」、三菱樹脂社製)上に塗布し、70℃で4.5分、140℃で4.5分乾燥させ、樹脂発泡構造体(C4)(厚み:0.20mm)を得た。
この樹脂発泡構造体(C4)において、見かけ密度は0.70g/cm3、50%圧縮加重は7.2N/cm2、破断伸びは100%であった。
結果を表1に示した。
アクリルエマルション溶液(固形分量55%、アクリル酸エチル−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル共重合体(用いた単量体の重量比として45:48:7)):100重量部、脂肪酸アンモニウム系界面活性剤(ステアリン酸アンモニウムの水分散液、固形分量33%)(界面活性剤A):1.6重量部、カルボキシベタイン型両性界面活性剤(「アモーゲンCB−H」、第一工業製薬社製)(界面活性剤B):1.6重量部、オキサゾリン系架橋剤(「エポクロスWS−500」、日本触媒社製、固形分量39%):4重量部、顔料(カーボンブラック)(「NAF−5091」、大日精化工業社製):2重量部、ポリアクリル酸系増粘剤(アクリル酸エチル−アクリル酸共重合体(用いた単量体の含有割合としてアクリル酸20重量%)、固形分量28.7%):0.8重量部、表面処理シリカ粒子(「Nipsil E150J」、東ソー・シリカ株式会社製):25重量部を、ディスパー(「ロボミックス」、プライミクス社製)で撹拌混合して起泡化した。この発泡組成物を、剥離処理をしたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚さ:38μm、商品名「MRF♯38」、三菱樹脂社製)上に塗布し、70℃で4.5分、140℃で4.5分乾燥させ、樹脂発泡構造体(C5)(厚み:0.20mm)を得た。
この樹脂発泡構造体(C5)において、見かけ密度は0.30g/cm3、50%圧縮加重は11N/cm2、破断伸びは80%であった。
結果を表1に示した。
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器、滴下ロートを備えた反応容器に、モノマー成分としてのブチルアクリレート(BA)60部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)40部、アクリル酸(AA)5部と、重合溶媒としてのトルエン135部とを仕込み、窒素ガスを導入しながら2時間撹拌した。このようにして重合系内の酸素を除去した後、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1部を加え、60℃で6時間溶液重合して、アクリル系ポリマーのトルエン溶液を得た。このアクリル系ポリマーのMwは40×104であった。
上記トルエン溶液に含まれるアクリル系ポリマー100部に対し、粘着付与樹脂として重合ロジンエステル(商品名「ペンセルD−125」、軟化点120〜130℃、荒川化学工業社製)30部およびイソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」、東ソー社製、固形分75%)2部を加えてアクリル系粘着剤組成物を調製し、このアクリル系粘着剤組成物を、剥離処理をしたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚み:38μm、商品名「MRF♯38」、三菱樹脂(株)製)上に塗布し、120℃で5分乾燥させることにより、厚みが30μmの粘着剤層(1)を得た。
実施例1で得られた樹脂発泡構造体(1)の一方の側に製造例1で得られた粘着剤層(1)を貼り合わせることで、樹脂発泡構造体(1)/粘着剤層(1)の2層構造の発泡部材(1)を得た。
実施例1で得られた樹脂発泡構造体(1)の両側に製造例1で得られた粘着剤層(1)を貼り合わせることで、粘着剤層(1)/樹脂発泡構造体(1)/粘着剤層(1)の3層構造の発泡部材(2)を得た。
鉄製の支持体 100
ポリカーボネート板 200
応力測定フィルム 300
樹脂発泡構造体 400
両面接着テープ 500
スペーサー 600
ABS板 700
鉄球 800
Claims (12)
- 見かけ密度が0.02g/cm3〜0.40g/cm3であり、
50%圧縮加重が0.5N/cm2〜8.0N/cm2であり、
引張試験での破断伸びが120%以下である、
難燃発泡体。 - 平均気泡径が10μm〜200μmである、請求項1に記載の難燃発泡体。
- 気泡径の変動係数が0.5以下である、請求項1または2に記載の難燃発泡体。
- 気泡率が30%以上である、請求項1から3までのいずれかに記載の難燃発泡体。
- 気泡壁の厚みが0.1μm〜10μmである、請求項1から4までのいずれかに記載の難燃発泡体。
- 難燃剤を含む、請求項1から5までのいずれかに記載の難燃発泡体。
- 前記難燃剤が、ノンハロゲン−ノンアンチモン系難燃剤を含む、請求項6に記載の難燃発泡体。
- 前記難燃剤のかさ密度が0.8g/cm3以下である、請求項6または7に記載の難燃発泡体。
- 650℃における残渣が20重量%以上である、請求項1から8までのいずれかに記載の難燃発泡体。
- 前記難燃発泡体を構成する樹脂がポリオレフィン系樹脂である、請求項1から9までのいずれかに記載の難燃発泡体。
- 前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリオレフィン系エラストマー以外のポリプロピレンとポリオレフィン系エラストマーの混合物である、請求項10に記載の難燃発泡体。
- 請求項1から11までのいずれかに記載の難燃発泡体が難燃発泡層であり、該難燃発泡層の少なくとも一方の側に粘着剤層を有する、発泡部材。
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