JP5899320B2 - 樹脂発泡体、及び、発泡シール材 - Google Patents
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Description
このような問題を発生させないように、シール材として用いられる樹脂発泡体をあまり圧縮しない状態で使用することが行われることがある。
しかし、携帯型の電気又は電子機器の変形により生じる隙間が、シール材として用いられる樹脂発泡体における防塵、遮光、緩衝、衝撃吸収といった機能を低下させることがある。このような変形に対応する手段として、樹脂発泡体に粘着剤層を設けることが挙げられる。樹脂発泡体への粘着剤層形成加工は、樹脂発泡体上に粘着剤層を転写することにより行われるが、粘着剤層の転写の際にゴムローラ等で粘着剤層を介して樹脂発泡体を圧縮するので、その圧力で樹脂発泡体の気泡構造が潰れて、樹脂発泡体に半永久的な変形が生じ、圧縮状態解放後に圧縮状態前の厚みまで回復しないという問題が発生することがある。
また、本発明の他の目的は、圧縮変形後の変形回復性能に優れる発泡シール材を提供することにある。
応力保持率(%)=(60秒後の圧縮応力)/(0秒後の圧縮応力)×100
0秒後圧縮応力及び60秒後圧縮応力:23℃雰囲気下、厚みが1.0mmであるシート状の樹脂発泡体を、厚み方向に、初期厚みに対して20%の厚みとなるように圧縮し、圧縮状態を保持する。圧縮直後の圧縮応力を「0秒後の圧縮応力」とし、圧縮状態を保持してから60秒後の圧縮応力を「60秒後の圧縮応力」とする。
50%圧縮時の反発力:23℃の雰囲気下、シート状の樹脂発泡体を、厚み方向に、初期厚みに対して50%の厚みになるように圧縮した際の対反発荷重
上記樹脂は、ポリエステル系樹脂であることが好ましい。
本発明の樹脂発泡体は、下記で定義される応力保持率が70%以上である。
応力保持率(%)=(60秒後の圧縮応力)/(0秒後の圧縮応力)×100
0秒後圧縮応力及び60秒後圧縮応力:23℃雰囲気下、厚みが1.0mmであるシート状の樹脂発泡体を、厚み方向に、初期厚みに対して20%の厚みとなるように圧縮し、圧縮状態を保持する。圧縮直後の圧縮応力を「0秒後の圧縮応力」とし、圧縮状態を保持してから60秒後の圧縮応力を「60秒後の圧縮応力」とする。
本明細書において、上記で定義される応力保持率を、単に、「応力保持率」と称する場合がある。また、応力保持率は、樹脂発泡体に荷重が掛かることにより変形が生じた場合、当該変形を元の状態に戻そうとする樹脂発泡体の作用の指標である。
50%圧縮時の反発力:23℃の雰囲気下、シート状の樹脂発泡体を、厚み方向に、初期厚みに対して50%の厚みになるように圧縮した際の対反発荷重
なお、本明細書では、上記で定義される50%圧縮時の反発応力を、単に、「50%圧縮時の反発力」と称する場合がある。
(i)上記芳香族ジカルボン酸と、上記ジオール成分のうちヒドロキシル基とヒドロキシル基との間の主鎖中の炭素数が2〜4であるジオール成分との、重縮合により形成されるポリエステルをハードセグメントとし、上記芳香族ジカルボン酸と、上記ジオール成分のうちヒドロキシル基とヒドロキシル基との間の主鎖中の炭素数が5以上であるジオール成分との、重縮合により形成されるポリエステルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエステル型の共重合体
(ii)上記(i)と同様のポリエステルをハードセグメントとし、上記ポリエーテルジオール、脂肪族ポリエーテルなどのポリエーテルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエーテル型の共重合体
(iii)上記(i)及び(ii)と同様のポリエステルをハードセグメントとし、脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエステル型の共重合体
(i):230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minであるポリエステル系熱可塑性エラストマー(好ましくは、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minであり、ハードセグメント及びソフトセグメントのブロック共重合体であるポリエステル系熱可塑性エラストマー、より好ましくは、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minであり、芳香族ジカルボン酸とヒドロキシル基とヒドロキシル基との間の主鎖中の炭素数が2〜4であるジオール成分との重縮合により形成されるポリエステルをハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエーテル型の共重合体)
(ii):発泡核剤(好ましくは表面処理加工された無機物、より好ましくは表面処理加工されたハードクレイ)
本発明の発泡シール材は、上記ポリエステル系樹脂発泡体などの本発明の樹脂発泡体を少なくとも含む。本発明の発泡シール材は、特に限定されないが、例えば、上記本発明の樹脂発泡体のみからなる構成であってもよいし、上記樹脂発泡体及び他の層(特に粘着剤層(粘着層)、基材層など)からなる構成であってもよい。
ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとのブロック共重合体(商品名「ペルプレンP−90BD」、東洋紡株式会社製、230℃のメルトフローレート:3.0g/10min):100重量部、アクリル系滑剤(商品名「メタブレンL−1000」三菱レイヨン株式会社製):5重量部、ハードクレイ(商品名「ST−301」白石カルシウム株式会社製、シランカップリング剤による表面処理がされている):1重量部、カーボンブラック(商品名「旭#35」、旭カーボン株式会社製):5重量部、及び、エポキシ系改質剤(エポキシ変性アクリル系ポリマー、重量平均分子量(Mw):50000、エポキシ当量:1200g/eq、粘度:2850mPa・s):2重量部を、二軸混練機により、220℃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切断して成形した。そして、ペレット状の樹脂組成物を得た。
このペレット状の樹脂組成物を単軸押出機(日本製鋼所社製)に投入し、240℃の雰囲気中、17(注入後13)MPaの圧力で二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分に飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが2.0mmのシート状の樹脂発泡体を得た。なお、二酸化炭素ガスの混合量は、樹脂組成物全量(100重量%)に対して3.2重量%であった。
上記単軸押出機に、二酸化炭素ガスを3.1重量%注入したこと以外は、実施例1と同様にして、樹脂発泡体を得た。
ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとのブロック共重合体(商品名「ペルプレン P−90BD」、東洋紡株式会社製、230℃のメルトフローレート:3.0g/10min):100重量部、アクリル系滑剤(商品名「メタブレンL−1000」、三菱レイヨン株式会社製):5重量部、ハードクレー(商品名「ST−301」、白石カルシウム株式会社製、シランカップリング剤で表面処理加工されている):3重量部、カーボンブラック(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):5重量部及びエポキシ系改質剤(エポキシ変性アクリル系ポリマー、重量平均分子量(Mw):50000、エポキシ当量:1200g/eq、粘度:2850mPa・s):2重量部を、二軸混練機により、220℃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切断して成形した。そして、ペレット状の樹脂組成物を得た。このペレット状の樹脂組成物を単軸押出機(日本製鋼所社製)に投入し、240℃の雰囲気中、17(注入後13)MPaの圧力で二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分に飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが1.5mmのシート状の樹脂発泡体を得た。なお、二酸化炭素ガスの混合量は、ペレット状の樹脂組成物全量(100重量%)に対して3.2重量%であった。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR):0.35g/10min]:35重量部、熱可塑性エラストマー組成物[ポリプロピレン(PP)とエチレン/プロピレン/5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体(EPT)とのブレンド物(架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー、TPV)、ポリプロピレンとエチレン/プロピレン/5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体との割合は重量基準で25/75である、カーボンブラックを15重量%含む]:60重量部、滑剤(ステアリン酸モノグリセリド1重量部にポリエチレン10重量部を配合したマスターバッチ):5重量部、造核剤(水酸化マグネシウム、平均粒子径:0.8μm):10重量部、エルカ酸アミド(融点80〜85℃):2重量部、を二軸混練機にて200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後、ペレット状に切断して成形した。そして、ペレット状の樹脂組成物を得た。
このペレット状の樹脂組成物を、タンデム型単軸押出機(日本製鋼所社製)に投入し、220℃の雰囲気下、14(注入後18)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを樹脂組成物全量(100重量%)に対して3.8重量%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後、ダイから押出して、厚み2.0mmのシート状の樹脂発泡体を得た。
樹脂組成物の溶融張力の測定には、Malvern社製のCapillary Extrusion Rheometerを使用し、直径が2mm、長さが20mmのキャピラリーより、8.8mm/minの一定速度で押し出された樹脂を2m/minの引取速度で引き取ったときの張力を溶融張力とした。
なお、測定には、発泡成形前のペレットを用いた。また、測定時の温度は、樹脂の融点から高温側に10±2℃の温度とした。
樹脂組成物の歪硬化度の測定には、発泡成形前のペレットを用いた。該ペレットを、加熱した熱板プレスを用いて、厚さ1mmのシート状に成形し、シートを得た、該シートからサンプル(たて:10mm、よこ:10mm、厚さ:1mm)を切り出した。
上記サンプルより、一軸伸長粘度計(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、歪速度0.1[1/s]での一軸伸長粘度を測定した。そして、下記式より、歪硬化度を求めた。
歪硬化度=logηmax/logη0.2
(ηmaxは一軸伸長粘度において最も高くなったときの伸長粘度を示し、η0.2は歪εが0.2の時の伸長粘度を示す。)
なお、測定時の温度は、樹脂の融点とした。
実施例及び比較例について、密度(見掛け密度)、気泡構造における平均セル径及び最大セル径、50%圧縮時の反発力、応力保持率及びラミネート後の厚み回復率を、測定した。その結果を表1に示した。
密度(見掛け密度)は、以下のように算出した。シート状の樹脂発泡体を、幅:30mm、長さ:30mmのサイズに打ち抜き、試験片とした。そして、試験片の寸法をノギスで精密に測定し、試験片の体積を求めた。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。
見掛け密度(g/cm3)=(試験片の重量)/(試験片の体積)
JIS K 6767に記載されている圧縮硬さ測定法に準じて測定した。
23℃の雰囲気下、シート状の樹脂発泡体を、幅:30mm、長さ:30mmに切り出し、試験片とした。次に該試験片を、圧縮速度:10mm/minで、厚み方向に、圧縮率が50%になるまで圧縮し、そのときの応力(N)を求めた。そして、単位面積(1cm2)当たりに換算して、50%圧縮時の反発力(N/cm2)とした。
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)により、樹脂発泡体の気泡部(気泡構造部)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、それぞれの気泡のセル径(μm)を求めた。また、取り込んだ拡大画像の気泡数は200個程度であった。
そして、それぞれの気泡のセル径より、平均セル径及び最大セル径を求めた。
シート状の樹脂発泡体より、幅30:mm、長さ:30mm、厚み:1mmのシート状の試験片を得た。この試験片を、23℃雰囲気下、電磁力式微小試験機(マイクロサーボ)(商品名「MMT−250」株式会社島津製作所製)を用いて、圧縮速度:10mm/minで、厚み方向に、初期の厚みに対して20%の厚みとなるまで圧縮し、圧縮状態を保持した。圧縮保持時間0秒後(圧縮直後)の圧縮応力と、圧縮状態を保持してから60秒後の圧縮応力とを測定し、それぞれ、「0秒後の圧縮応力」、「60秒後の圧縮応力」とした。そして、下記式を用いて応力保持率を算出した。
応力保持率(%)=(60秒後の圧縮応力)/(0秒後の圧縮応力)×100
シート状の樹脂発泡体より、幅:200mm、長さ:300mm、厚み:1mmのシート状の試験片とした。この試験片の厚みを「初期厚み」とした。
次に、試験片の両面側に、厚みが0.03mmの両面粘着テープ(粘着剤層(厚み:0.03mm)/剥離ライナーの積層構造を有する)を、小型ラミネーターを用いて、5m/minの速度で貼り合わせて、発泡シール材(剥離ライナー/粘着剤層/樹脂発泡体/粘着剤層/剥離ライナーの積層構造を有する)を得た。樹脂発泡体が小型ラミネーターに適用された際、樹脂発泡体は、厚み方向に、初期厚みに対して20%の厚みとなるように圧縮されていた。得られた発泡シール材における樹脂発泡体の厚みを測定し、「ラミネート後の厚み」とした。
そして、下記式より、ラミネート後の厚み回復率を算出した。
ラミネート後の厚み回復率(%)=(ラミネート後の厚み)/(初期厚み)×100
Claims (15)
- ポリエステル系熱可塑性エラストマーおよびエポキシ変性ポリマーを含有する樹脂組成物の発泡体であり、下記で定義される応力保持率が70%以上である、樹脂発泡体。
応力保持率(%)=(60秒後の圧縮応力)/(0秒後の圧縮応力)×100
0秒後圧縮応力及び60秒後圧縮応力:23℃雰囲気下、厚みが1.0mmであるシート状の樹脂発泡体を、厚み方向に、初期厚みに対して20%の厚みとなるように圧縮し、圧縮状態を保持する。圧縮直後の圧縮応力を「0秒後の圧縮応力」とし、圧縮状態を保持してから60秒後の圧縮応力を「60秒後の圧縮応力」とする。 - 平均セル径が、10〜150μmである請求項1記載の樹脂発泡体。
- 最大セル径が、200μm未満である請求項1又は2記載の樹脂発泡体。
- 見掛け密度が、0.01〜0.15g/cm3である請求項1〜3の何れか1項に記載の樹脂発泡体。
- 下記で定義される50%圧縮時の反発力が、0.1〜4.0N/cm2である請求項1〜4の何れか1項に記載の樹脂発泡体。
50%圧縮時の反発力:23℃の雰囲気下、シート状の樹脂発泡体を、厚み方向に、初期厚みに対して50%の厚みになるように圧縮した際の対反発荷重 - 前記エポキシ変性ポリマーの重量平均分子量は50000〜100000である、請求項1〜5の何れか1項に記載の樹脂発泡体。
- 前記エポキシ変性ポリマーのエポキシ当量は100〜3000g/eqである、請求項6記載の樹脂発泡体。
- 請求項1〜7の何れか1項に記載の樹脂発泡体を製造するための方法であって、ポリエステル系熱可塑性エラストマーおよびエポキシ変性ポリマーを含有する樹脂組成物に高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て樹脂発泡体を得る、樹脂発泡体製造方法。
- 前記ガスが、不活性ガスである請求項8記載の樹脂発泡体製造方法。
- 前記不活性ガスが、二酸化炭素ガスである請求項9記載の樹脂発泡体製造方法。
- 前記ガスが、超臨界状態である請求項8〜10の何れか1項に記載の樹脂発泡体製造方法。
- 請求項1〜7の何れか1項に記載の樹脂発泡体を含むことを特徴とする発泡シール材。
- 前記樹脂発泡体上に粘着剤層を有する請求項12記載の発泡シール材。
- 前記粘着剤層が、フィルム層を介して、前記樹脂発泡体上に形成されている請求項13記載の発泡シール材。
- 前記粘着剤層が、アクリル系粘着剤層である請求項13又は14記載の発泡シール材。
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