KR20200060390A - 충격 흡수 시트 - Google Patents

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Abstract

두께(T)가 200μm 이하인 발포 수지층을 포함하는 충격 흡수 시트로서, 상기 발포 수지층의 한쪽의 면으로부터, 두께 0.1T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.1), 두께 0.5T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.5), 및 두께 0.9T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.9)이 각각, 10~70면적%이며, 상기 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)로부터 구한 평균 공극률에 대한 표준 편차(Pσ)가 1.0~20인, 충격 흡수 시트이다.

Description

충격 흡수 시트
본 발명은, 충격 흡수 시트에 관한 것이며, 특히 얇은 두께의 충격 흡수 시트에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 및 전자 종이 등의 각종 전자기기에 이용되는 표시 장치에 있어서는, 장치 표면을 구성하는 유리판과 표시부 등의 사이나, 표시부가 장착되는 하우징 본체와 표시부 등의 사이에, 충격이나 진동을 흡수하기 위한 충격 흡수재가 설치되어 있다. 한편, 표시 장치를 구비하는 전자기기, 특히 휴대 전자기기는, 스페이스 상의 제약으로부터 얇은 두께로 하는 것이 요구되고 있으며, 그것에 수반하여 충격 흡수재도 얇은 두께의 시트형으로 하는 것이 요구되고 있다.
이러한 얇은 두께의 충격 흡수재로서는, 폴리에틸렌으로 대표되는 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 발포체에 의해 형성되는 것이 널리 알려져 있으며, 이들 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 발포체에서는, 기포의 형상을 일정한 것으로 제어함으로써, 유연성을 제어하는 것으로 충격 흡수 성능이 향상한다고 생각되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본국 특허공개 2014-214205호 공보
그러나, 충격 흡수재가 얇은 두께의 발포체인 경우에는, 단지 기포의 형상을 일정한 것으로 제어하고, 유연성을 제어한 것만으로는, 충격 흡수 성능을 충분히 높일 수 없는 경우가 있다. 예를 들면, 표시 장치의 표면을 구성하는 유리는, 수십~백MPa 전후의 비교적 큰 충격력이 국소적으로 가해지면 파손될 우려가 있는데, 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 발포체 시트의 유연성을 제어해도, 그러한 충격력을 충분히 완화하는 것은 어렵다.
본 발명은, 이상의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 과제는, 얇은 두께로 해도 뛰어난 충격 흡수 성능을 갖고, 특히, 국소적으로 가해지는 비교적 큰 충격력에 대한 흡수 성능을 양호하게 할 수 있는 충격 흡수 시트를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 열심히 검토한 결과, 발포 수지층을 포함하는 충격 흡수 시트의 당해 발포 수지층 중의 기포의 분포가 균일하면, 충격 흡수 성능, 특히, 국소적으로 가해지는 비교적 큰 충격력에 대한 충격 흡수 성능이 향상하는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 이하의 (1)~(13)을 제공한다.
(1) 두께(T)가 200μm 이하인 발포 수지층을 포함하는 충격 흡수 시트로서, 상기 발포 수지층의 한쪽의 면으로부터, 두께 0.1T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.1), 두께 0.5T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.5), 및 두께 0.9T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.9)이 각각, 10~70면적%이며, 상기 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)로부터 구한 평균 공극률에 대한 표준 편차(Pσ)가 1.0~20인, 충격 흡수 시트.
(2) 상기 발포 수지층이 아크릴계 수지로 이루어지는 아크릴계 발포 수지층인, (1)에 기재된 충격 흡수 시트.
(3) 상기 아크릴계 발포 수지층을 구성하는 아크릴계 수지의 유리 전이 온도가, -25~15℃인, (2)에 기재된 충격 흡수 시트.
(4) 10℃에서의 곡면 압축 시험에 있어서, 40N 하중 시의 압축률과 10N 하중 시의 압축률의 차가 15% 이상인, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 충격 흡수 시트.
(5) 23℃에 있어서의 충격 흡수율이 35% 이상인, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 충격 흡수 시트.
(6) 전자기기에 사용되는, (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 충격 흡수 시트.
(7) 표시 장치의 배면측에 배치되는, (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 충격 흡수 시트.
(8) 상기 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)이 각각 10~60면적%인, (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 충격 흡수 시트.
(9) 상기 발포 수지층이 중공 입자를 함유하는, (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 충격 흡수 시트.
(10) 상기 발포 수지층이, 내부에 혼입된 기체로 이루어지는 기포를 갖는, (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 충격 흡수 시트.
(11) 상기 (9)에 기재된 충격 흡수 시트의 제조 방법으로서, 수지를 형성하기 위한 단량체 성분과, 중공 입자를 함유하는 단량체 조성물을 막 형상으로 하여, 단량체 성분을 중합하는, 충격 흡수 시트의 제조 방법.
(12) 상기 (10)에 기재된 충격 흡수 시트의 제조 방법으로서, 수지 에멀션을 포함하는 에멀션 조성물에 기체를 혼입시키고 또한 막 형상으로 하여, 기체가 혼입된 에멀션 조성물을 가열하는, 충격 흡수 시트의 제조 방법.
(13) 에멀션 조성물에 메커니컬 프로싱(mechanical frothing)법에 의해 기체를 혼입시키는, (12)에 기재된 충격 흡수 시트의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 뛰어난 충격 흡수 성능을 갖고, 예를 들면, 얇은 두께여도, 국소적으로 가해지는 비교적 큰 충격력에 대한 흡수 성능을 양호하게 하는 충격 흡수 시트를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 실시 형태를 이용하여 보다 상세하게 설명한다.
［충격 흡수 시트］
본 발명의 충격 흡수 시트는, 두께(T)가 200μm 이하인 발포 수지층을 포함한다.
두께(T)의 발포 수지층은, 그 한쪽의 면으로부터, 두께가 0.1T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.1), 두께가 0.5T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.5), 및 두께가 0.9T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.9)이 각각, 10~70면적%로 되어 있다. 10~70면적%로 되어 있음으로써, 면방향으로 충분한 양의 기포가 존재하고 있게 되어, 면방향에 있어서의 뛰어난 충격 흡수 성능이 나타내진다.
또한, 본 발명과 관련되는 발포 수지층은, 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)로부터 구한 평균 공극률에 대한 표준 편차(Pσ)가 1.0~20으로 되어 있다. 이 표준 편차(Pσ)는, 두께 방향의 기포 분포의 지표가 되는 것으로, 1.0~20으로 되어 있음으로써, 두께 방향의 기포 분포가 균일하게 되어 있는 것을 나타낸다.
즉, 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)이 상기 범위에 있고, 또한, 표준 편차(Pσ)가 상기 범위에 있음으로써, 기포의 분포가 전체적으로 균일하게 된다.
지금까지의 충격 흡수 시트의 발포체로서는, 그 기포 지름이나 기포의 양에 대한 많은 개량이 이루어져 왔다. 그러나, 면방향으로 충분한 양의 기포가 존재해도, 두께 방향의 기포의 분포가 불균일하면, 전체적으로 기포의 분포가 균일하게는 되지 않는다. 전체적으로 기포의 분포가 불균일, 특히 두께 방향의 기포의 분포가 불균일하면, 외부로부터 충격을 받았을 때에 기포의 적은 개소에서는 그 충격력을 충분히 흡수할 수 없게 된다. 이것에 대해, 본 발명에서는, 면방향으로 충분한 양의 기포를 갖고, 또한, 두께 방향의 기포 분포가 균일하게 되어 있는 점에서, 외부로부터 받은 충격을 충분히 흡수할 수 있다. 특히, 국소적인 충격에 대해서도, 기포의 분포가 균일하기 때문에, 문제 없이 흡수할 수 있다.
P0.1, P0.5, 및, P0.9의 각각은, 10~70면적%로 되어 있는 것이 바람직하고, 15~65면적%로 되어 있는 것이 보다 바람직하며, 60면적% 이하로 하는 것도 바람직하다.
또한, Pσ는, 1.0~20으로 되어 있는 것이 바람직하고, 2.0~15로 되어 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 공극률은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
본 발명의 충격 흡수 시트는, tanδ의 피크 높이가 0.6 이상인 것이 바람직하고, 저장 탄성률이 1.0×105~1.0×1010Pa인 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, tanδ, 저장 탄성률이란, 각각 특별히 언급이 없는 한, 23℃에 있어서의 tanδ, 23℃에 있어서의 저장 탄성률을 의미한다.
tanδ의 피크 높이는, 0.6 이상이 되면 에너지 손실을 크게 할 수 있으며, 충격 흡수 성능을 충분히 향상시킬 수 있다. 에너지 손실을 보다 크게 하고, 충격 흡수 성능을 보다 향상시키는 관점으로부터, tanδ의 피크 높이는, 0.8 이상이 보다 바람직하고, 1.0 이상이 더욱 바람직하다. 또한, tanδ의 피크 높이는, 그 상한이 특별히 한정되지 않는데, 저장 탄성률을 상기한 범위로 하기 쉽게 하기 위해서, 2.0 이하가 바람직하고, 1.8 이하가 보다 바람직하다.
tanδ의 피크 온도는, 충격 흡수 성능을 향상시키는 관점으로부터, 0~30℃가 바람직하고, 5~25℃가 보다 바람직하다.
또한, 충격 흡수 시트의 저장 탄성률이 상기 범위이면, 충격 흡수 성능을 충분히 향상시킬 수 있다. 충격 흡수 시트의 저장 탄성률은, 충격 흡수 성능을 보다 향상시키는 관점으로부터, 바람직하게는 1.0×106~5.0×1010Pa이다.
충격 흡수 시트의 밀도는, 예를 들면, 0.30~0.80g/cm3, 바람직하게는 0.40~0.80g/cm3, 보다 바람직하게는 0.50~0.80g/cm3이며, 더욱 바람직하게는 0.60~0.80g/cm3이다. 충격 흡수 시트의 밀도를 상기 범위 내로 하면 충격 흡수 시트에 충격이 가해졌을 때에, 그 충격이 충격 흡수 시트로 충분히 흡수되는 것이 가능해지고, 배면측의 부재에 전파되는 이른바 보터밍의 발생을 막을 수 있다. 충격 흡수 시트의 밀도는, 충격 흡수 성능을 보다 향상시키는 관점으로부터, 0.63~0.77g/cm3인 것이 보다 더욱 바람직하고, 0.66~0.74g/cm3 이상인 것이 보다 더욱 바람직하다.
충격 흡수 시트의 두께는, 200μm 이하이지만, 20~180μm인 것이 바람직하고, 50~150μm인 것이 보다 바람직하다. 200μm 이하로 함으로써, 전자기기의 박형, 소형화에 기여하는 것이 가능하게 된다. 또한 바람직하게는, 충격 흡수 시트의 두께를 20μm 이상으로 함으로써, 충격 흡수 시트에 충격이 가해졌을 때에, 이른바 보터밍이 발생하는 것을 방지한다.
수지 발포층은, 독립 기포를 갖는 것이어도 되고, 연속 기포를 갖는 것이어도 되며, 독립 기포 및 연속 기포의 양쪽 모두를 갖는 것이어도 되는데, 주로 독립 기포를 갖는 것인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 충격 흡수 시트의 독립 기포율은, 60~100%가 바람직하고, 70~100%가 보다 바람직하며, 80~100%가 더욱 바람직하다.
또한, 독립 기포율이란, 예를 들면, JIS K7138(2006)에 준거하여 구할 수 있다. 또한, 본 발명의 충격 흡수 시트는, 상기와 같이, 밀도가 비교적 높은 것이어도 되며, 그러한 발포체는, 발포 배율이 낮아 미세발포가 되는 것이다.
발포 수지층은, 수지가 아크릴계 수지로 이루어지는 아크릴계 발포 수지층인 것이 바람직하다. 아크릴계 수지로 이루어지는 아크릴계 발포 수지층으로 함으로써 tanδ의 피크 높이, 저장 탄성률을 상기의 적정 범위로 할 수 있는 점에서, 외부로부터 받은 충격을 충분히 흡수할 수 있다.
아크릴계 발포 수지층을 구성하는 아크릴계 수지의 유리 전이 온도는, -25~15℃인 것이 바람직하고, -20~10℃인 것이 보다 바람직하다. 유리 전이 온도가 -25~15℃임으로써, 외부로부터 충격을 받았을 때에 아크릴계 발포 수지층이 충분히 변형할 수 있음과 더불어, 과도하게 부드럽지 않은 특성을 부여할 수 있는 점에서 높은 충격 흡수성을 발현할 수 있다.
또한, 아크릴계 수지의 유리 전이 온도는 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
충격 흡수 시트는, 가교체인 것이 바람직하다. 충격 흡수 시트가 가교체인 경우에는, 충격 흡수 시트의 가교도를 나타내는 겔분율은, 60질량% 이상이 바람직하고, 75질량% 이상이 보다 바람직하며, 80질량% 이상이 더욱 바람직하고, 90질량% 이상이 특히 바람직하다. 또한, 충격 흡수 시트는, 가교체가 아니어도 된다. 충격 흡수 시트는, 가교체가 아니어도, 수지 성분의 분자량이 높은 경우 등에는 겔분율이 높아진다. 그리고, 가교체가 아닌 경우도, 겔분율은, 상기와 같은 범위가 되는 것이 바람직하다.
또한, 겔분율은, 이하의 방법에 의해 측정되는 것이다.
충격 흡수 시트로부터 질량이 약 50mg이 되도록 시험편(시험편의 질량 A(mg))을 잘라내고, 이 시험편을 23℃의 테트라히드로푸란 30cm3 중에 침지하여 24시간 방치한 후, 200메시의 철망으로 여과하여 철망 상의 불용해분을 채취, 진공 건조하고, 불용해분의 질량 B(mg)를 정밀하게 칭량한다. 얻어진 값으로부터, 하기 식에 의해 산출된다.
가교도(질량%)=(B/A)×100
또한, 본 발명의 충격 흡수 시트는, 10℃에서의 곡면 압축 시험에 있어서, 40N 하중 시의 압축률과 10N 하중 시의 압축률의 차가 15% 이상인 것이 바람직하고, 16% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 10℃에서의 곡면 압축 시험에서의 압축률은, 공지의 만능 시험기를 이용하여, 두께 5mm의 놋쇠판과, 직경 15mm의 SUS제 반구형의 상단자에 의해, 압축 속도 1mm/min으로 충격 흡수 시트를 압축하고, 소정의 하중이 가해졌을 때의 압축률을 측정함으로써 구해진다. 상세한 측정 방법은, 후술하는 실시예에 기재하는 바와 같다. 10℃에서의 곡면 압축 시험에 있어서, 40N 하중 시의 압축률과 10N 하중 시의 압축률의 차를 15% 이상으로 함으로써, 비교적 큰 충격력이 국소적으로 가해져도, 충분히 흡수하는 것이 가능해진다.
10℃에서의 곡면 압축 시험에 있어서 10N 하중 시의 압축률은, 15% 이상 50% 이하가 바람직하고, 20% 이상 45% 이하가 보다 바람직하다. 또한, 10℃에서의 곡면 압축 시험에 있어서 40N 하중 시의 압축률은, 30% 이상 70% 이하가 바람직하고, 35% 이상 65% 이하가 보다 바람직하다. 10N 하중 시, 40N 하중 시의 압축률을 상기 범위 내로 함으로써, 이른바 보터밍이 발생하지 않고, 외부로부터 받은 충격을 충분히 흡수할 수 있다.
또한, 본 발명의 충격 흡수 시트는, 23℃에 있어서의 충격 흡수율이 35% 이상인 것이 바람직하고, 40% 이상인 것이 보다 바람직하며, 45% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 충격 흡수율이란, 후술하는 실시예에 기재하는 방법으로 측정되는 것이다. 충격 흡수율을 35% 이상으로 함으로써, 국소적인 충격에 대한 충격 흡수성을 높게 하는 것이 가능해지고, 예를 들면, 플렉시블 디스플레이에 있어서의 표시 결점을 방지하기 쉬워진다.
본 발명의 충격 흡수 시트에 있어서는 발포 수지층에 중공 입자를 함유하여 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 공극(기포)이 중공 입자에 기인하는 것인 것이 바람직하다. 중공 입자를 함유함으로써 기포의 형상을 구형으로 맞출 수 있다. 또한, 초기의 충격 흡수성을 높게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 충격 흡수 시트에 있어서 기포는, 중공 입자에 기인하는 것이 아니어도 되고, 발포 수지층을 구성하는 수지 조성물에 혼입된 기체에 의해 형성되는 것도 바람직하다. 기체의 혼입에 의해 기포를 형성함으로써, 반복 충격이 작용되었을 때에도 기포의 형상이 무너지기 어려워지기 때문에, 충격 흡수 성능이 뛰어난 것이 된다.
본 명세서에 있어서는, 발포 수지층에 중공 입자가 함유되는 충격 흡수 시트를 제1의 실시 형태의 충격 흡수 시트로서 설명한다. 또한, 발포 수지층이, 수지 조성물에 혼입된 기체에 의해 기포가 형성되는 충격 흡수 시트를 제2의 실시 형태의 충격 흡수 시트로서 설명한다.
또한, 이상의 충격 흡수 시트의 설명에서는, 제1 및 제2의 실시 형태의 발포 수지층이 공통되는 사항에 대해 설명했는데, 이하의 설명에서는, 제1 및 제2의 실시 형태에 대해, 각각 설명한다.
(제1의 실시 형태)
제1의 실시 형태의 충격 흡수 시트는, 발포 수지층에 중공 입자가 함유되는 충격 흡수 시트이다. 제1의 실시 형태에 있어서 사용되는 중공 입자로서는, 특별히 한정되지 않으며, 중공의 무기계 미소 구형체여도 되고, 중공의 유기계 미소 구형체여도 되며, 중공의 유기 무기 복합체의 미소 구형체여도 된다. 중공의 무기계 미소 구형체로서는, 예를 들면, 중공 유리 벌룬 등의 유리제의 중공 벌룬, 실리카제의 중공 벌룬, 중공 알루미나 벌룬 등의 금속 화합물제의 중공 벌룬, 중공 세라믹 벌룬 등의 자기제 중공 벌룬 등을 들 수 있다. 또한, 중공의 유기계 미소 구형체로서는, 예를 들면, 중공 아크릴 벌룬, 중공의 염화비닐리덴 벌룬, 페놀 벌룬, 및 에폭시 벌룬 등의 수지제의 중공 벌룬 등을 들 수 있다.
중공 입자의 평균 입자경으로서는 발포 수지층의 두께 이하이면 특별히 제한되지 않는데, 10~150μm인 것이 바람직하고, 20~130μm인 것이 보다 바람직하며, 30~100μm인 것이 더욱 바람직하다. 중공 입자의 평균 입자경을 10~150μm로 함으로써, 충분한 충격 흡수성을 얻을 수 있다.
중공 입자의 평균 입자경은, 예를 들면, 레이저 회절법, 또는 저각도 레이저 광산란법에 의해 측정할 수 있다.
중공 입자의 평균 입자경과 발포 수지층의 두께의 비(평균 입자경/두께)는, 0.1~0.9인 것이 바람직하고, 0.2~0.85인 것이 바람직하다. 평균 입자경/두께가 상기 범위이며, 또한 후술하는 점도를 후술하는 범위로 함으로써, 발포 수지층을 형성할 때에 중공 입자의 일부가 떠올라, 최종적인 공극률의 분포가 불균일하게 되는 것을 방지할 수 있다.
중공 입자의 밀도로서는, 특별히 한정되지 않는데, 0.01~0.4g/cm3인 것이 바람직하고, 0.02~0.3g/cm3인 것이 보다 바람직하다. 중공 입자의 밀도를 0.01~0.4g/cm3로 함으로써, 발포 수지층을 형성할 때 등에, 떠오름을 방지하고, 균일하게 분산시킬 수 있다.
제1의 실시 형태의 발포 수지층은, 상기와 같이 바람직하게는 아크릴계 발포 수지층으로 이루어진다. 아크릴계 발포 수지층은, 예를 들면, 아크릴계 수지를 구성하는 아크릴계 단량체 성분, 중공 입자, 가교제, 및 광중합 개시제 등을 함유하는 단량체 조성물을 이용하여 후술의 방법으로 형성된다. 여기서, 아크릴계 단량체 성분으로서는, 극성기 함유 모노머와, 알킬(메타)아크릴레이트를 포함한다. 아크릴계 단량체 성분 중의 극성기 함유 모노머의 함유량은, 10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10~35질량%로 하는 것이 보다 바람직하다. 극성기 함유 모노머를 10질량% 이상 포함함으로써, 극성기끼리의 상호작용에 의해, 충격 시트로 했을 때의 충격 흡수성을 보다 향상시킬 수 있다.
극성기 함유 모노머로서, 예를 들면, 카르복실기 함유 모노머 또는 그 무수물, 히드록실기 함유 (메타)아크릴 모노머, 제1급 혹은 제2급 아미노기 함유 (메타)아크릴 모노머 등을 들 수 있다.
카르복실기 함유 모노머로서는, (메타)아크릴산, 크로톤산, 계피산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 시트라콘산 등의 비닐기를 함유하는 카르본산을 들 수 있다.
히드록실기 함유 (메타)아크릴 모노머로서는, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤변성(메타)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메타)아크릴레이트, 및 폴리옥시프로필렌(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 비닐 모노머를 들 수 있다.
제1급 혹은 제2급 아미노기 함유 (메타)아크릴 모노머로서는, 아미노에틸(메타)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 아미노기 함유 (메타)아크릴 모노머를 들 수 있다.
이들 중에서도, 카르복실기 함유 모노머가 바람직하고, (메타)아크릴산이 보다 바람직하며, 아크릴산이 더욱 바람직하다.
이들 극성기 함유 모노머는, 단독으로도, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
알킬(메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 직쇄 또는 분기쇄형의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트 모노머를 들 수 있다. 이러한 알킬(메타)아크릴레이트 모노머로서는, 예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 탄소수 1~4의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 들 수 있다. 그 중에서도, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트가 바람직하다.
또한, 이들 알킬(메타)아크릴레이트는, 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
단량체 조성물 중의 극성기 함유 모노머와 알킬(메타)아크릴레이트의 합계량은, 85질량% 이상인 것이 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 중공 입자는 기술한 바와 같은데, 단량체 조성물 중의 함유량으로서는, 아크릴계 단량체 성분 100질량부에 대해 0.5~5질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~3질량부이다. 중공 입자의 함유량을 0.5~5질량부로 함으로써, 충격 흡수 시트로 했을 때에 기술한 공극률로 할 수 있다.
또한, 가교제로서는, 비닐기를 2개 이상 갖는 것을 들 수 있고, 바람직하게는 (메타)아크릴로일기를 2개 이상 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트를 들 수 있다. 이러한 가교제는, 주사슬 중으로 편입되고, 그 주사슬끼리를 가교하여 네트워크를 형성한다.
구체적인 가교제로서는, 헥산디올디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 에톡시화비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트, ε-카프로락톤변성트리스(2-아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 카프로락톤변성에톡시화이소시아누르산트리아크릴레이트, 에톡시화트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 프로폭시화트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 프로폭시화글리세릴트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트디아크릴레이트, 폴리우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 및 액상 수소화1,2-폴리부타디엔디아크릴레이트 등을 들 수 있다.
가교제의 사용량은, 특별히 제한되지 않는데, 아크릴계 단량체 성분 100질량부에 대해, 0.1~7질량부가 바람직하고, 0.2~5질량부가 보다 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 특별히 제한되지 않는데, 예를 들면, 케탈계 광중합 개시제, α-히드록시케톤계 광중합 개시제, α-아미노케톤계 광중합 개시제, 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제, 벤조인에테르계 광중합 개시제, 아세토페논계 광중합 개시제, 알킬페논계 광중합 개시제, 방향족 설포닐클로라이드계 광중합 개시제, 광활성 옥심계 광중합 개시제, 벤조인계 광중합 개시제, 벤질계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 티오크산톤계 광중합 개시제 등을 들 수 있다. 또한, 중합 개시제는, 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
이들 광중합 개시제의 사용량은, 특별히 제한되지 않는데, 아크릴계 단량체 성분 100질량부에 대해, 0.05~3질량부가 바람직하고, 0.1~1.5질량부인 것이 보다 바람직하다.
단량체 조성물 중에는, 금속해(metal harm) 방지제, 대전 방지제, 안정제, 핵제, 가교제, 가교조제, 안료, 할로겐계, 인계 등의 난연제, 및 충전제 등의 그 외의 첨가제를 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 함유해도 된다.
(제1의 실시 형태의 충격 흡수 시트의 제조 방법)
제1의 실시 형태의 충격 흡수 시트는, 각종 수지를 형성하기 위한 단량체 성분과, 중공 입자를 적어도 함유하는 단량체 조성물을 막 형상으로 하여, 단량체 성분을 적어도 중합함으로써 제조할 수 있다. 또한, 단량체 조성물에 포함되는 단량체 성분은, 후술하는 바와 같이 단량체 성분을 원하는 점도로 하기 위해서, 부분 중합되어 있어도 된다.
이하, 제1의 실시 형태의 충격 흡수 시트의 제조 방법에 대해, 발포 수지층이 아크릴계 수지 발포층인 경우를 예에 의해 구체적으로 설명한다.
아크릴계 발포 수지층의 형성은, 특별히 제한되지 않는데, 예를 들면, 박리 필름이나 기재 등의 적당한 지지체 상에, 기술한 아크릴계 단량체 성분, 중공 입자, 가교제, 및 광중합 개시제 등을 함유하는 단량체 조성물을 도포하여, 도포층을 형성시키고, 그 층을, 활성 에너지선에 의해 경화시킴으로써 형성된다. 이것에 의해, 아크릴계 발포 수지층으로 이루어지는 충격 흡수 시트, 혹은, 기재 상에 아크릴계 발포 수지층을 갖는 충격 흡수 시트가 얻어진다.
또한, 상기 아크릴계 발포 수지층의 형성 시에 이용되는 박리 필름(세퍼레이터) 등은, 적절한 시기에 박리되어도 되고, 제작 후의 충격 흡수 시트를 이용할 때에 박리되어도 된다.
여기서, 단량체 조성물에 포함되는 아크릴계 단량체 성분은 부분 중합되어 이루어지는 것이 바람직하다. 아크릴계 단량체 성분은 일반적으로는 점도가 매우 낮다. 그 때문에, 단량체 조성물로서는, 하기와 같이 부분 중합(일부 중합)을 행한 것을 사용함으로써, 보다 효율 좋게 본 발명의 충격 흡수 시트를 제조할 수 있다.
여기서, 상기 부분 중합되어 이루어지는 단량체 조성물은, 예를 들면, 하기와 같이 하여 제작할 수 있다. 우선, 중공 입자 및 가교제를 제외한 단량체 조성물에 활성 에너지선을 이용한 중합에 의해 부분 중합을 행하고, 이것에 의해, 이른바 시럽형의 경화성 아크릴 수지 재료를 조제한다. 이 때의 점도(B형 점도계에 있어서의 점도 측정에 있어서, 측정 온도 23℃, 100rpm의 조건에서 측정된 점도)는, 200~5000mPa·s로 조정되어 있는 것이 바람직하고, 300~4000mPa·s로 조정되어 있는 것이 보다 바람직하다. 200~5000mPa·s로 조정되어 있음으로써, 중공 입자의 떠오름을 방지하고, 두께 방향의 공극률을 균일하게 할 수 있다.
이어서, 이 경화성 아크릴 수지 재료와 중공 입자 및 가교제 등을 교반 혼합하여, 경화성 아크릴 수지 재료 중에 중공 입자를 분산시킨 단량체 조성물을 조제할 수 있다.
또한, 도포할 때에 이용되는 도공 방법은, 특별히 제한되지 않으며, 통상의 방법을 채용할 수 있다. 이러한 도공 방법은, 예를 들면, 슬롯 다이법, 리버스 그래비어 코팅법, 마이크로 그래비어법, 딥핑법, 스핀 코팅법, 브러시 코팅법, 롤 코팅법, 플렉소 인쇄법 등을 들 수 있다.
또한, 활성 에너지선으로서는, 예를 들면, α선, β선, γ선, 중성자선, 전자선 등의 전리성 방사선, 자외선 등을 들 수 있다. 특히, 자외선이 적합하게 이용된다. 활성 에너지선의 조사 에너지나 그 조사 시간 등은, 모노머 성분의 반응을 저해하지 않는 범위에서 특별히 제한되지 않는다.
(제2의 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제2의 실시 형태의 충격 흡수 시트에 대해 설명한다. 제2의 실시 형태의 충격 흡수 시트는, 발포 수지층의 내부에 혼입된 기체로 이루어지는 기포를 갖는 발포체이다.
본 실시 형태에 있어서의 기포는, 중공 입자 내부의 공극으로부터 구성되는 것은 아니고, 발포 수지층을 구성하는 수지 조성물에 직접 형성된 공극이며, 기포의 내면이 수지 조성물로 이루어진다. 즉, 발포 수지층의 기포는, 그 내벽이 쉘구조를 갖지 않는 기포가 된다. 내벽에 쉘구조를 갖지 않는 기포는, 충격에 의해 내벽이 손상되기 어렵고, 그 형상이 무너지기 어렵기 때문에, 충격 흡수 시트의 반복 충격 후의 충격 흡수 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 발포 수지층에 혼입된 기체는, 발포 수지층을 구성하는 수지 조성물에 배합된 발포제 등으로부터 발생한 기체여도 되는데, 후술하는 메커니컬 프로싱법 등에 의해 수지 조성물의 외부로부터 혼입된 기체인 것이 바람직하다.
제2의 실시 형태의 충격 흡수 시트는, 평균 기포 지름이, 발포 수지층의 두께 이하이면 특별히 제한되지 않는데, 10~150μm인 것이 바람직하고, 20~130μm인 것이 보다 바람직하다. 평균 기포 지름을 상기 범위 내로 함으로써, 충분한 충격 흡수성을 얻을 수 있다. 또한, 기포의 평균 기포 지름은, 후술하는 바와 같이, X선 CT장치에 의해 측정할 수 있다.
제2의 실시 형태에 있어서, 평균 기포 지름과 발포 수지층의 두께의 비(평균 기포 지름/두께)는, 0.1~0.9인 것이 바람직하고, 0.2~0.85인 것이 보다 바람직하다. 평균 기포 지름/두께를 이들 범위 내로 하고, 또한 후술하는 바와 같이, 기체 혼입 후의 에멀션 조성물의 점도를 소정의 범위 내로 함으로써, 발포 수지층을 형성할 때에 기포의 일부가 떠올라, 최종적인 공극률의 분포가 불균일하게 되는 것을 방지할 수 있다.
제2의 실시 형태의 발포 수지층은, 수지 에멀션을 원료로 하여 제조하면 된다. 수지 에멀션은, 각종 수지의 수분산체 등이다. 제2의 실시 형태의 발포 수지층은, 상기와 같이 바람직하게는 아크릴계 발포 수지층으로 이루어지고, 수지 에멀션은, 아크릴계 에멀션이 바람직하다.
아크릴계 에멀션은, 아크릴 수지의 수분산체이며, 공지의 것을 사용할 수 있다. 아크릴계 에멀션은, 예를 들면, 필요에 따라서 배합되는, 중합 개시제, 유화제, 분산 안정제 등의 존재 하에, 아크릴계 단량체 성분을 유화 중합, 현탁 중합, 분산 중합 등 시킴으로써 얻을 수 있다.
제2의 실시 형태의 발포 수지층은, 아크릴계 에멀션 등의 에멀션을 포함하고, 필요에 따라서 배합되는, 계면활성제 등으로 이루어지는 기포 안정화제, 증점제, 가교제, 안료 등의 첨가제를 더욱 포함하는 에멀션 조성물을 원료로 하여, 후술하는 방법으로 제조된다.
또한, 에멀션 조성물은, 분산매로서 물을 포함한다. 또한, 물 이외에도, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올 등의 극성 용매를 포함하고 있어도 된다.
에멀션 조성물의 고형분량은, 바람직하게는 30~70질량%, 보다 바람직하게는 35~60질량%이다. 고형분량을 이들 범위 내로 함으로써, 후술하는 기포가 형성된 에멀션 조성물의 점도를 원하는 범위 내로 조정하기 쉬워진다.
본 실시 형태에 있어서 아크릴계 단량체 성분은, 알킬(메타)아크릴레이트를 포함한다. 또한, 알킬(메타)아크릴레이트로서는, 탄소수 1~18의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 1~12의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트, 보다 바람직하게는 탄소수 1~8의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트이다.
탄소수 1~8의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 상기한 탄소수 1~4의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트로서 예시된 것에 추가하여, n-펜틸(메타)아크릴레이트, n-헥실(메타)아크릴레이트, n-헵틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서 아크릴계 단량체 성분은, 알킬(메타)아크릴레이트에 추가하여, 스티렌계 모노머를 함유하는 것이 바람직하다. 스티렌계 모노머를 함유함으로써, 충격 흡수 시트의 내충격 흡수성을 향상시키기 쉬워진다. 스티렌계 모노머로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, 4-메틸스티렌 등의 각종의 메틸스티렌, 각종의 에틸스티렌 등을 들 수 있고, 이들 중에서는 스티렌이 바람직하다.
또한, 아크릴계 단량체 성분은, 알킬(메타)아크릴레이트 및 스티렌계 모노머 이외의 중합성 모노머를 함유해도 되며, 예를 들면, 상기한 극성기 함유 모노머 등을 함유해도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 아크릴계 단량체 성분 중의 알킬(메타)아크릴레이트의 함유량은, 30~90질량%가 바람직하고, 40~80질량%가 보다 바람직하다.
또한, 아크릴계 단량체 성분 중의 스티렌계 모노머의 함유량은, 10~70질량%가 바람직하고, 20~60질량%가 보다 바람직하다.
(제2의 실시 형태의 충격 흡수 시트의 제조 방법)
이하, 제2의 실시 형태의 충격 흡수 시트의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 충격 흡수 시트는, 상기한 에멀션 조성물에 기체를 혼입시키고 또한 막 형상으로 하여, 기체가 혼입된 에멀션 조성물을 가열하여 건조시키고, 또한 필요에 따라서 가열에 의해 가교 등 시킴으로써 제조할 수 있다.
여기서, 에멀션 조성물로의 기체의 혼입은, 메커니컬 프로싱법에 의해 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 에멀션 조성물을, 예를 들면, 고속 전단 방식, 진동 방식 등의 혼련기로 가스를 주입하면서 혼련하고, 기포가 형성된 에멀션 조성물을 얻는다. 가스에는 공기, 질소, 이산화탄소, 아르곤 등을 이용할 수 있다. 또한, 가압 가스의 토출 방식 등의 장치를 이용해도 된다. 한편, 기체의 혼입량은, 얻어지는 발포체가 상기한 밀도가 되도록 적절히 조정하는 것이 바람직하다.
기포가 형성된 에멀션 조성물은, 그 후, 박리 필름이나 기재 등의 적당한 지지체 상에 도포하여, 도포층을 형성하고, 그 층을 가열하여 건조시키고, 또한 필요에 따라서 상기 가열에 의해 가교시킴으로써, 발포체로 이루어지는 충격 흡수 시트를 얻는다.
여기서, 가열 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 30~150℃가 바람직하고, 50~130℃가 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 기포가 형성된 에멀션 조성물의 점도는, 200~5000mPa·s로 조정되어 있는 것이 바람직하고, 300~4000mPa·s로 조정되어 있는 것이 보다 바람직하다. 점도를 상기 범위 내로 조정함으로써, 혼입된 기포의 떠오름을 방지하고, 두께 방향의 공극률을 균일하게 할 수 있다. 에멀션 조성물의 점도는, 가스를 혼입할 때의 기체의 양, 혼련 시간, 계면활성제 등으로 이루어지는 기포 안정화제, 증점제 등에 의해 조정할 수 있다. 예를 들면, 증점제를 사용함으로써 점도를 상기 범위 내로 하기 쉬워진다.
또한, 에멀션 조성물에 있어서의 기포의 크기는, 실질적으로 충격 흡수 시트의 기포의 크기와 동일하게 된다. 따라서, 에멀션 조성물에 있어서의 기포의 크기는, 평균 기포 지름, 및 평균 기포 지름/두께가 상기한 원하는 범위 내가 되도록 조정하면 된다. 점도에 더하여, 평균 기포 지름, 및 평균 기포 지름/두께를 상기 범위 내로 조정함으로써, 두께 방향의 공극률의 균일성을 확보하기 쉬워진다. 또한, 에멀션 조성물의 평균 기포 지름은, 혼련 시간의 조정 등을 함으로써 조정할 수 있다.
［충격 흡수 시트의 사용 방법］
이하, 상기에서 설명한 본 발명의 충격 흡수 시트의 사용 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 충격 흡수 시트는, 예를 들면, 각종의 전자기기, 바람직하게는 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 종이, 디지털 카메라, 비디오 카메라 등의 휴대 전자기기에 사용되는 것이다. 보다 구체적으로는, 이들 전자기기에 설치되는 표시 장치용의 충격 흡수 시트로서 사용된다. 표시 장치로서는, 유기EL 표시 장치, 액정 표시 장치 등을 들 수 있는데, 유기EL 표시 장치가 바람직하다.
또한, 표시 장치, 특히, 유기EL 표시 장치는, 플렉시블 디스플레이로 하는 것이 바람직하다. 유기EL 표시 장치는, 필름 기판 상에, 양 전극과 그 양 전극 간에 형성된 발광층과, 발광층을 봉지(封止)하기 위한 봉지재를 구비하는 유기EL 소자를 형성함으로써 플렉시블 디스플레이로 하는 것이 가능하다.
충격 흡수 시트는, 표시 장치에 사용되는 경우, 각종 표시 장치의 배면측에 배치되고, 표시 장치에 작용되는 충격을 흡수한다. 보다 구체적으로는, 충격 흡수 시트는, 예를 들면, 전자기기의 하우징 상에 놓여지고, 하우징과 표시 장치 사이에 배치된다. 또한, 충격 흡수 시트는, 통상, 하우징 등의 전자기기를 구성하는 부품과 표시 장치의 사이에 있어서 압축해서 배치된다.
본 발명의 충격 흡수 시트는, 얇은 두께여도 높은 충격 흡수 성능을 갖기 때문에, 전자기기를 박형화하면서 표시 장치의 파손을 적절히 방지하는 것이 가능하다. 또한, 충격 흡수 시트는, 국소적으로 비교적 큰 충격이 작용되는 경우에도, 그 충격을 적절히 흡수하는 것이 가능하게 되므로, 플렉시블 디스플레이에서 발생하는 표시 결점 등을 적절히 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기에서 설명한 본 발명의 충격 흡수 시트에는, 필요에 따라서, 그 한쪽의 면 및 양면에 적절한 수지 시트를 적층하여 사용해도 된다. 수지 시트에 사용하는 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 각 수지 시트는, 충격 흡수 시트보다 얇은 것이 바람직하고, 예를 들면 10~300μm, 바람직하게는 10~200μm의 두께를 갖는다. 수지 시트는, 열압착에 의해 충격 흡수 시트에 접착해도 되고, 접착제 등을 이용하여 충격 흡수 시트에 접착해도 된다.
또한, 충격 흡수 시트는, 한쪽의 면 또는 양면에 점착재를 설치하여 점착 테이프로서 사용해도 된다. 충격 흡수 시트는, 점착 테이프로 함으로써, 점착재를 개재하여, 전자기기의 하우징 등의 부품에 접착하는 것이 가능하게 된다.
점착재는, 적어도 점착제층을 구비하는 것이면 되고, 충격 흡수 시트의 표면에 적층된 점착제층 단체로 이루어지는 것이어도 되며, 충격 흡수 시트의 표면에 붙여진 양면 점착 시트여도 되는데, 점착제층 단체인 것이 바람직하다. 또한, 양면 점착 시트는, 기재와, 기재의 양면에 설치된 점착제층을 구비하는 것이다. 양면 점착 시트는, 한쪽의 점착제층을 충격 흡수 시트에 접착시킴과 더불어, 다른 쪽의 점착제층을 다른 부품에 접착시키기 위해서 사용한다.
점착제층을 구성하는 점착제로서는, 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 고무계 점착제 등을 이용할 수 있다. 점착재의 두께는, 5~200μm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7~150μm이다. 또한, 점착재 위에는, 추가로 이형지 등의 박리 시트가 맞붙여지고, 사용 전에 이형지에 의해 점착제층을 보호해도 된다.
실시예
본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이러한 예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다.
［평가 방법］
본 발명에 있어서는, 충격 흡수 시트의 각 물성이나 성능을 이하의 방법으로 평가한 것이다.
＜공극률 및 표준 편차＞
충격 흡수 시트를 두께 50μm의 PET 필름에 붙이고 폭 3mm, 길이 15mm의 사이즈로 잘라내어, X선 CT장치에 의한 삼차원 계측을 행하였다. 또한, X선 CT장치는 특별히 한정되지 않는데, 본 실시예에서는 야마토 과학 주식회사 제조 TDM1000H-II(2K)를 사용하였다. 해상도는 1.5μm/1픽셀 정도이다.
다음으로, PET 필름과 충격 흡수 시트의 경계면을 기준면으로 하고, 그 면에 수직인 방향(두께 방향)으로 존재하는 단면 화상의 합계 매수 ST를 세었다. 또한, 두께 방향으로 존재하는 단면 화상은, PET 필름과 충격 흡수 시트의 경계면(기준면)의 화상으로부터 반대면의 충격 흡수 시트가 마지막으로 비친 화상까지로 하였다.
그 후, 0.1ST번째의 단면 화상에 대해, 화상 처리 소프트웨어 「Avizo 9.2.0」(FEI사 제조)을 이용하여 2치화 처리를 행하고, 공극 부분과 수지 부분을 분리하였다. 마지막으로, 화상 전체 면적에 대한 공극 부분의 면적의 비율을 산출하고, 0.1T의 두께에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.1)로 하였다. 또한, 0.1ST가 정수가 아닌 경우는 소수 첫째 자리를 반올림하였다.
0.5T의 두께에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.5), 및 0.9T의 두께에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.9)도 각각, 동일한 조작을 행하였다.
또한, 산출한 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)로부터 평균 공극률을 구하고, 이것에 대한 표준 편차(Pσ)를 구하였다.
＜평균 기포 지름＞
상기한 X선 CT장치를 사용하여 두께 방향, 및 MD 방향으로 평행한 면의 단면 화상을 취출하고, MD 방향에 있어서의 길이 1.5mm분의 절단면에 존재하는 모든 기포에 대해 두께 방향의 기포 지름을 측정하였다. 그 조작을 5회 반복하고, 모든 두께 방향 기포 지름의 평균치를 평균 기포 지름으로 하였다. 또한, 본 실시예에서는, MD 방향은 도공 방향이다.
＜유리 전이 온도：Tg＞
유리 전이 온도는, 하기 식 (1)로 표시되는 폭스식(T. G. 폭스, Bull. Am. Physics Soc., 제1권, 제3호, 123페이지(1956년))을 사용하여 얻은 값으로 하였다.
식 (1)：1/T=Xa/Ta＋Xb/Tb＋Xc/Tc＋···
상기 식 (1) 중, T는 중합체의 유리 전이 온도(절대 온도 K)이며, Xa는 중합체를 구성하는 중합성 단량체 a성분의 비율(중량비)이며, Ta는 a성분만으로 이루어지는 중합체(호모폴리머)의 유리 전이 온도(절대 온도 K)이다. 이하, b성분, c성분 등이 있으면, 이러한 성분에 대해서도 동일하며, 중합체를 구성하는 모든 중합성 단량체를 계산에 이용한다.
또한, 호모폴리머의 유리 전이 온도는, 예를 들면, J. 브랜드럽 및 E. H. 이멀거트에 의한 인터 사이언스 퍼블리셔스 편집의 「폴리머 핸드북」에 있어서 발견되었다.
＜tanδ, 및 저장 탄성률＞
측정 장치：DVA-200(아이티 계측 제어 주식회사 제조)을 이용하여, 인장 모드：10Hz, 변형량：0.1%, 온도 범위：-100℃~100℃, 승온 속도：10℃/min의 조건 하에서, 23℃에 있어서의 tanδ 및 저장 탄성률을 구하였다. 시료 사이즈는, 길이 40mm(단, 파지 간 거리(gripping distance) 25mm), 폭 5mm였다. 또한, tanδ의 피크 온도 및 피크 높이도 구하였다.
＜두께＞
다이얼 게이지로 계측한 것을 두께로 하였다.
＜겉보기 밀도＞
충격 흡수 시트의 밀도는, JIS K6767에 준거하여 측정한 겉보기 밀도의 값이다.
＜겔분율(가교도)＞
충격 흡수 시트로부터 질량이 약 50mg이 되도록 시험편(시험편의 질량 A(mg))을 잘라내고, 이 시험편을 23℃의 테트라히드로푸란 30cm3 중에 침지하여 24시간 방치한 후, 200메시의 철망으로 여과하여 철망 상의 불용해분을 채취, 진공 건조하고, 불용해분의 질량 B(mg)를 정밀하게 칭량한다. 얻어진 값으로부터, 하기 식에 의해 산출하였다.
가교도(질량%)=(B/A)×100
＜곡면 압축 시험＞
만능 시험기(주식회사 에이·앤드·디사 제조 「텐실론」) 에 있어서, 상면 압축판에 직경 15mm의 반구형의 SUS제 단자를 30μm의 양면 테이프(세키스이가가쿠고교 주식회사 제조 「3803H」)를 이용하여 고정한다. 또한, 하면 압축판에는 67mm×67mm, 두께 5mm의 놋쇠판을 상기 양면 테이프와 동일한 양면 테이프에 의해 고정한다.
그 후, 충격 흡수 시트를 놋쇠판의 중심에 얹고, 10℃의 시험 환경 하, 1mm/min의 압축 속도로, 곡면 압축 시험을 행하였다. 데이터의 해석은 0.04N의 하중이 가해진 점을 충격 흡수 시트의 압축 개시점으로 하고, 10N의 하중이 가해졌을 때의 충격 흡수 시트의 변형량(S10-1)과 40N의 하중이 가해졌을 때의 충격 흡수 시트의 변형량(S40-1)을 계측하였다. 그리고, 변형량(S10-1), 변형량(S40-1)을, 이하에 나타내는 식과 같이, 충격 흡수 시트의 두께(T)로 나눔으로써, 10N 하중 시의 압축률(R10-1)과 40N 하중 시의 압축률(R40-1)을 구하였다.
R10-1(%)=S10-1/T×100
R40-1(%)=S40-1/T×100
또한, 곡면 압축 시험 전의 새로운 충격 흡수 시트를 이용하여, 동일한 시험, 데이터 해석을 2회 반복하고, 합계 3회의 평균치를 10N 하중 시의 압축률(R10)과 40N 하중 시의 압축률(R40)로 하였다. 또한, 이하의 식에 나타내는 바와 같이, 상기 40N 하중 시의 압축률(R40)에서, 상기 10N 하중 시의 압축률(R10)을 뺌으로써, 압축률차(ΔR)를 구하였다.
ΔR=R40-R10
＜충격 흡수 시험＞
충격 흡수 시트(50mm×50mm)를 아크릴판(100mm×100mm, 두께 10mm)의 중심에 얹고, 이 충격 흡수 시트를 얹은 상기 아크릴판의 면의 반대측의 면에 가속도 센서를 장착하였다. 또한, 아크릴판은, 네 모서리를 길이 35mm의 볼트로 받침대에 고정하고, 상기 아크릴판의 상면이 받침대면에서 25mm의 위치가 되도록 유지한 것이다.
23℃의 시험 환경 하에서 충격 흡수 시트의 중심 위치에 대해, 100mm의 높이로부터 13.8g(직경 15mm)의 철구를 낙하시켜, 충격 흡수 시트와 충돌했을 때의 가속도를 측정하였다. 또한, 상기 충격 흡수 시트는 교환하지 않고 동일한 철구 낙하, 가속도 측정을 6회 반복하고, 전체 7회분의 가속도의 평균치를 가속도(L1a)로 하였다. 또한, 충격 흡수 시트를 아크릴판에 두지 않고 동일한 철구 낙하, 가속도 측정을 행한 전체 7회분의 가속도의 평균치를 가속도(L0a)로 하고, 얻어진 가속도(L1a) 및 가속도(L0a)로부터, 7회 평균의 충격 흡수율을, 이하의 식에 의해 산출하였다.
7회 평균 충격 흡수율(%)=(L0a-L1a)/L0a×100
또한, 첫회(제1회)에 대해, 그 가속도(L11)와 가속도(L0a)로부터, 첫회의 충격 흡수율을, 이하의 식에 의해 산출하였다.
첫회 충격 흡수율(%)=(L0a-L11)/L0a×100
실시예 1~5, 비교예 1~3에서 사용한 각 성분은, 이하와 같다.
(1) n-부틸아크릴레이트：BA ((주)니혼쇼쿠바이 제조)
(2) 에틸아크릴레이트：EA ((주)니혼쇼쿠바이 제조)
(3) 아크릴산：AA ((주)니혼쇼쿠바이 제조)
(4) 2-에틸헥실아크릴레이트：2EHA
(5) 스티렌：St
(6) 메타크릴산메틸：MMA(미츠비시가스가가쿠(주) 제조)
(7) 2관능 가교제(상품명 「NK에스테르APG-400」, 신나카무라가가쿠고교(주) 제조)
(8) 3관능 가교제(상품명 「NK에스테르A-9300-3CL」, 신나카무라가가쿠고교(주) 제조)
(9) 광개시제(상품명 「Irgacure184」, BASF재팬(주) 제조)
(10) 중공 입자 A(상품명 「엑스판셀920DE40d30」, 니혼필라이트(주) 제조), 평균 입경：40μm
(11) 중공 입자 B(상품명 「엑스판셀920DE80d30」, 니혼필라이트(주) 제조), 평균 입경：80μm
［실시예 1］
아크릴산부틸을 50질량부, 아크릴산에틸을 25질량부, 아크릴산을 25질량부, 광개시제를 0.5질량부로 하여 이들을 혼합하고, 자외선을 이용한 중합에 의해 부분 중합을 행함으로써, 시럽형의 경화성 아크릴 수지 조성물의 점도를 2000mPa·s로 조제하였다. 본 수지 조성물에, 2관능 가교제를 2질량부, 3관능 가교제를 1질량부, 중공 입자 A를 2질량부를 더하여 혼합하고, 최종적인 경화성 아크릴 수지 조성물을 제작하였다. 이것을 박리지 상에 23℃로 도포하고, 자외선을 조사하여 두께 103μm의 충격 흡수 시트를 제작하였다.
또한, 자외선은, 조도：4mW/cm2, 광량：720mJ/cm2가 되는 조건에서 조사하였다.
［실시예 2］
시럽형의 경화성 아크릴 수지 조성물의 점도를 600mPa·s로 조정한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 충격 흡수 시트로 하였다.
［실시예 3］
중공 입자 A를, 중공 입자 B로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 충격 흡수 시트로 하였다.
［실시예 4］
아크릴산부틸을 29질량부, 아크릴산에틸을 57질량부, 아크릴산을 14질량부, 중공 입자 B를 2질량부로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 충격 흡수 시트로 하였다.
［실시예 5］
표 1에 나타내는 바와 같이, n-부틸아크릴레이트(BA) 25질량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2EHA) 25질량부, 및 스티렌(St) 50질량부를 유화 중합하여 얻은 아크릴계 수지의 수분산체의 에멀션 조성물(고형분량：50질량%)을 준비하였다. 에멀션 조성물을, 혼련기(주식회사 테스콤사 제조 「THM1200」)를 이용하여 실온 하, 속도 2단계째의 조건에서, 1.5분간 혼련함으로써, 메커니컬 프로싱법에 의해 공기를 혼입시켜 기포를 형성하였다. 기포가 형성된 에멀션 조성물의 점도는, 700mPa·s였다. 기포가 형성된 에멀션 조성물을 박리지 상에 23℃로 도포하여 막 형상으로 한 후, 100℃에서 5분간 가열하여 건조시킴으로써, 발포체 수지층으로 이루어지는 충격 흡수 시트를 얻었다. 충격 흡수 시트에 있어서의 평균 기포 지름은, 65μm였다.
［비교예 1］
시럽형의 경화성 아크릴 수지 조성물의 점도를 150mPa·s로 조정한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 충격 흡수 시트로 하였다.
［비교예 2］
아크릴산부틸을 40질량부, 아크릴산에틸을 40질량부, 메타크릴산메틸을 20질량부, 광개시제를 2질량부, 중공 입자 B를 2질량부로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 충격 흡수 시트로 하였다.
실시예 및 비교예에서 제작된 충격 흡수 시트에 대해 각종 평가를 행하였다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
［비교예 3］
혼련 시간을 1분간으로 변경한 이외는, 실시예 5와 동일하게 실시하였다. 또한, 기포가 형성된 에멀션 조성물의 점도는, 180mPa·s였다. 또한, 충격 흡수 시트에 있어서의 평균 기포 지름은, 95μm였다.
[표 1]
Figure pct00001
이상의 실시예로부터 명확한 바와 같이, 실시예와 관련되는 충격 흡수 시트는 비교예에 비해, 충격 흡수율이 첫회 및 7회 평균 모두 높았다.

Claims (13)

  1. 두께(T)가 200μm 이하인 발포 수지층을 포함하는 충격 흡수 시트로서,
    상기 발포 수지층의 한쪽의 면으로부터, 두께 0.1T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.1), 두께 0.5T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.5), 및 두께 0.9T에 있어서의 면방향 단면의 공극률(P0.9)이 각각, 10~70면적%이며,
    상기 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)로부터 구한 평균 공극률에 대한 표준 편차(Pσ)가 1.0~20인, 충격 흡수 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발포 수지층이 아크릴계 수지로 이루어지는 아크릴계 발포 수지층인, 충격 흡수 시트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 아크릴계 발포 수지층을 구성하는 아크릴계 수지의 유리 전이 온도가, -25~15℃인, 충격 흡수 시트.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    10℃에서의 곡면 압축 시험에 있어서, 40N 하중 시의 압축률과 10N 하중 시의 압축률의 차가 15% 이상인, 충격 흡수 시트.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    23℃에 있어서의 충격 흡수율이 35% 이상인, 충격 흡수 시트.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    전자기기에 사용되는, 충격 흡수 시트.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    표시 장치의 배면측에 배치되는, 충격 흡수 시트.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공극률(P0.1), 공극률(P0.5), 및 공극률(P0.9)이 각각 10~60면적%인, 충격 흡수 시트.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발포 수지층이 중공 입자를 함유하는, 충격 흡수 시트.
  10. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발포 수지층이, 내부에 혼입된 기체로 이루어지는 기포를 갖는, 충격 흡수 시트.
  11. 청구항 9에 기재된 충격 흡수 시트의 제조 방법으로서,
    수지를 형성하기 위한 단량체 성분과, 중공 입자를 함유하는 단량체 조성물을 막 형상으로 하여, 단량체 성분을 중합하는, 충격 흡수 시트의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 기재된 충격 흡수 시트의 제조 방법으로서,
    수지 에멀션을 포함하는 에멀션 조성물에 기체를 혼입시키고 또한 막 형상으로 하여, 기체가 혼입된 에멀션 조성물을 가열하는, 충격 흡수 시트의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    에멀션 조성물에 메커니컬 프로싱(mechanical frothing)법에 의해 기체를 혼입시키는, 충격 흡수 시트의 제조 방법.
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