CN101313017A - 聚碳酸酯发泡体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了适合用于灯光装饰广告牌、照明器具及显示器等的背光或照明箱的热塑性树脂发泡体，更具体地说，提供了兼具高的光反射率及形状保持性并且生产周期短的聚碳酸酯发泡体。该聚碳酸酯发泡体含有(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯，内部具有平均气泡直径为10μm以下的许多孔。该发泡体是采用包含以下工序的制造方法制成：将含有聚碳酸酯(A)和氟化聚碳酸酯(B)的树脂薄片保持在加压的惰性气体气氛中、使树脂薄片含有惰性气体的工序；以及，将含有惰性气体的树脂薄片在常压下加热至聚碳酸酯的软化温度以上使其发泡的工序。
Description
技术领域
本发明是关于热塑性树脂发泡体，更具体地说，是关于内部具有平均气泡直径1μm以下的微细孔的聚碳酸酯发泡体。本发明所得到的聚碳酸酯发泡体具有良好生产效率，并且具有高的光反射率，因而适合使用于灯光装饰广告牌、照明器具以及显示器等的背光及照明箱。
背景技术
以往，用于灯光装饰广告牌、照明器具和显示器等的背光的光反射板，是将用反射光的合成树脂制的薄膜或薄片加工成立体形状的光反射板(例如，参照专利文献1)。
作为上述的用以反射光的合成树脂制的薄膜或薄片，已经知道的有：内部具有许多微小气泡或气孔的热塑性树脂发泡体的薄膜或薄片(例如，参照专利文献2)；或者，含有填料并以填料为核心形成许多孔隙的热塑性树脂的薄膜(例如，参照专利文献3)。
前者，即内部具有许多微小气泡或气孔的热塑性树脂发泡体，是在加压下使熔融状态或固体状态的热塑性树脂与惰性气体接触，然后除去压力，在常压下将其加热至该树脂的软化温度以上使其发泡而得到。由于所得到的热塑性树脂发泡体的薄膜或薄片的平均气泡直径在50μm以下，十分微小，因而具有高反射率，而且，厚度可以达到200μm以上，故具有优异的形状保持性，热塑性树脂发泡体的薄膜或薄片可以单独加工成立体的形状。此外，一般而言，每单位体积的气泡数越多，热塑性树脂发泡体的薄膜或薄片的光反射率往往呈现越高的值。此时，气泡的直径越小，每单位体积树脂含有的气泡越多，故可具有高的反射率。结果，为了实现薄膜或薄片的薄型化，要求具有许多更微小的气泡或气孔的热塑性树脂发泡体。
另一方面，后者即含有填料的热塑性树脂的薄膜是通过下述方法得到的：形成含有碳酸钙及硫酸钡等填料的未拉伸薄膜，再对该未拉伸薄膜进行拉伸，使之以填料为核心形成许多孔隙。然而，由于进行拉伸处理，所得到的薄膜的厚度很薄，不到200μm，薄膜本身不具有形状保持性，而且，泄漏至薄膜背面的光较多。因此，这种含有填料的热塑性树脂的薄膜，需要在薄膜的背面配置具有足够强度及遮光性的板才能使用。
专利文献1：日本特开2002-122863号公报
专利文献2：WO97/01117号公报
专利文献3：日本特开平4-296819号公报
发明内容
发明要解决的任务
近年来，为了追求节省电力，要求具有更高光反射率的树脂薄膜或薄片。此外，尤其是在灯光装饰广告牌及显示器的技术领域中，对于节省空间的需求越来越高，要求用以反射光的树脂薄膜或薄片更加薄型化。
另一方面，日前已实用化的液晶电视用光反射板的材料，主要使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。然而，聚对苯二甲酸乙二醇酯的惰性气体渗透速度较慢，只有聚碳酸酯的1/2左右，为了缩短生产周期时间，期望聚碳酸酯材料的高反射率的光反射板。
此外，专利文献3中所述的含有填料的热塑性树脂的薄膜，在制造时虽然不需要惰性气体渗透时间，但由于拉伸工序的缘故，只能制造较薄的薄膜，无法得到具有形状保持性的薄片。
本发明是鉴于上述事实而完成的，本发明的目的在于，提供一种兼具高光反射率及形状保持性并可缩短生产周期时间的聚碳酸酯发泡体。
解决上述任务的措施
为了解决前述任务，本发明人反复进行了深入的研究，结果发现，在聚碳酸酯中添加特定的热塑性树脂后使其发泡，即可得到内部具有孔径10μm以下的微小孔的聚碳酸酯发泡体，更具体地说，在聚碳酸酯中添加氟化聚碳酸酯(fluorinated polycarbonate)时，氟化聚碳酸酯会微分散于聚碳酸酯中，成为生成气泡核心的起点，对于气泡的微细化具有很大的效果。
本发明是基于上述发现而完成的，本发明提供了下面(1)～(5)所述的聚碳酸酯发泡体。
(1)聚碳酸酯发泡体，该聚碳酸酯发泡体是含有(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的树脂薄片，其特征在于，内部具有平均气泡直径为10μm以下的许多孔。
(2)上述(1)的聚碳酸酯发泡体，其特征在于，所述的(B)氟化聚碳酸酯，其聚碳酸酯的一部分或全部的氢原子被置换成氟原子。
(3)上述(1)或(2)的聚碳酸酯发泡体，其特征在于，所述的(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的结构，除了氢原子与氟原子的差别之外，结构是相同的。
(4)上述(1)～(3)中任一项的聚碳酸酯发泡体，其特征在于，相对于100份质量的(A)聚碳酸酯，添加了0.1～10份质量的(B)氟化聚碳酸酯。
(5)上述(1)～(4)中任一项的聚碳酸酯发泡体，该聚碳酸酯发泡体是采用包含下述工序的制造方法制成：将含有(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的树脂薄片保持在加压的惰性气体气氛中，使树脂薄片含有惰性气体的工序；以及，将含有惰性气体的树脂薄片在常压下加热使其发泡的工序。
发明的效果
本发明的聚碳酸酯发泡体，由于平均气泡直径在10μm以下，十分微小，因而光的反射率高，并且形状保持性优异，可以实现薄片的薄型化，也适合用于光反射板，此外，还可缩短生产周期时间。
附图说明
图1是表示本发明的实施例中制造的光反射板的断面图。
具体实施方式
以下，进一步详细地说明本发明。本发明中使用的(A)聚碳酸酯，并没有特别的限制，可以使用单一种类的聚碳酸酯，也可以混合使用二种以上不同种类及型号的聚碳酸酯。
本发明中使用的(B)氟化聚碳酸酯也没有特别的限制，可以是聚碳酸酯结构中的全部氢原子被置换成氟原子的全氟化聚碳酸酯，也可以是只有一部分氢原子被置换成氟原子的部分氟化聚碳酸酯。此外，虽然对于聚碳酸酯的主链结构没有限制，但为了改善与(A)聚碳酸酯的相容性，(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的结构最好是，除了氢原子和氟原子的差异外其余是相同结构。
一般地说，每单位体积的气泡数越多，热塑性树脂发泡体的薄膜或薄片的光反射率值往往越高。此时，气泡直径越小，每单位体积树脂中含有的气泡越多，故具有高的反射率，因此气泡最好是十分微小。此外，考虑到轻量化的效果，所得到的聚碳酸酯发泡体的比重在0.7以下更好，最好是0.5以下。此外，光反射板的比重在0.05以上为宜。
在本发明中，相对于100份质量的(A)聚碳酸酯，(B)氟化聚碳酸酯的添加量没有特别的限制，优选的是0.1～10份质量，最好是0.5～5份质量。氟化聚碳酸酯的添加量少于0.1份质量时，所得到的发泡体的气泡直径往往较大，分散也不均一。另一方面，氟化聚碳酸酯的添加量超过10份质量时，在成本方面较为不利。
在本发明中，在不影响特性的范围内，也可以在发泡前的聚碳酸酯中添加结晶成核剂、结晶促进剂、气泡成核剂、抗氧化剂、防静电剂、抗紫外线剂、光稳定剂、荧光增白剂、颜料、染料、相容剂、润滑剂、强化剂、阻燃剂、交联剂、交联助剂、增塑剂、增稠剂以及减粘剂等各种添加剂。此外，还可以在所得到的聚碳酸酯发泡体上，层叠含有上述添加剂的树脂或者涂布含有上述添加剂的涂料。
本发明的聚碳酸酯发泡体的制造方法没有特别的限制，不过，考虑到批量生产，最好是采用例如下面所述的方法。即，制作由含有(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的树脂组合物构成的树脂薄片，将该树脂薄片与隔板重叠起来卷取，形成卷筒状，将该卷筒保持在加压的惰性气体气氛中，使该树脂薄片含有惰性气体，再在常压下，将含有惰性气体的树脂薄片加热至聚碳酸酯的软化温度以上，使其发泡。
上述的惰性气体，例如可以举出氦气、氮气、二氧化碳、氩气等。使树脂薄片达到饱和状态的惰性气体渗透时间及惰性气体渗透量，取决于发泡的树脂的种类、惰性气体的种类、渗透压力以及薄片的厚度而有所不同。考虑到气体向树脂中的渗透性(速度、溶解度)，优选择用二氧化碳。
在本发明中，由于(B)氟化聚碳酸酯与具有类似结构的(A)聚碳酸酯可以亲和性良好地进行混合，因而，(B)氟化聚碳酸酯均一地微分散于(A)聚碳酸酯中。微分散的(B)氟化聚碳酸酯在发泡过程中成为生成气泡核心的起点，或者，(B)氟化聚碳酸酯微细发泡等，由于具有其中的任一效果，使(B)氟化聚碳酸酯均一地分散于(A)聚碳酸酯中的树脂薄片发泡，可以得到内部均一地存在平均气泡直径为10μm以下的微细孔、具有高反射率的发泡体。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行说明。此外，所得到的聚碳酸酯发泡体的各种特性的测定及评价如下面所述。
<比重>
采用水中置换法测定发泡体薄片的比重(ρf)。
<发泡倍率>
计算发泡体薄片的比重(ρf)与发泡前的树脂的比重(ρs)之比ρs/ρf。其中，ρs按1.20计算。
<平均气泡直径>
按照ASTM D3576-77测定。即，拍摄薄片的断面的SEM照片，在SEM照片上，在水平方向及垂直方向上画直线，求出直线横穿过气泡的弦的长度t的平均值。设照片的放大倍率为M，将其代入下式求出平均气泡直径d。
d＝t/(0.616×M)
<反射率>
利用分光光度计(UV-3101PC：岛津制作所制造)，测定550nm的波长的反射率。此外，表1中，设由固化的硫酸钡微粉末形成的白板的扩散反射率为100％，各树脂发泡体的扩散反射率以相对值来表示。
<形状保持性>
使用所得到的聚碳酸酯发泡体，用真空成形机进行图1所示的开口部的直径100mm、深度70mm的半球状的光反射板的热成形加工。手持所得到的光反射板并对其施加压力，观察是否变形，评价形状保持性。
实施例1
在100份质量的聚碳酸酯(等级：L1250，帝人化成社制造)中，添加1份质量的下式(1)所示结构的氟化聚碳酸酯并进行混练，然后成形为0.5mm厚×300mm宽×60m长的薄片的成形。将该树脂薄片与160μm厚×290mm宽×60m长、单位面积重量为55g/m2的烯烃类无纺布的隔板(等级：FT300，JAPAN VILENE制造)重叠，在使树脂薄片的表面彼此不接触的状态下卷取，形成卷筒状。
【化1】
然后，将上述卷筒放入压力容器中，利用二氧化碳加压至6MPa，使二氧化碳渗透到树脂薄片中。向树脂薄片中渗透二氧化碳的时间为24小时。随后，从压力容器中取出卷筒，去除隔板，只将树脂薄片连续送入设定为130℃的热风循环式发泡炉中使之发泡，发泡时间为1分钟。
所得到的发泡体发泡均一，平均气泡直径非常微小，只有0.7μm。发泡体的厚度为0.8mm，发泡体薄片的反射率显示96.8％的高值。
实施例2
除了氟化聚碳酸酯的添加量为5份质量外，与实施例1的条件相同。所得到的发泡体均一地发泡，平均气泡直径为0.6μm，非常微小。发泡体的厚度为0.8mm，发泡体薄片的反射率为97.1％的高值。
实施例3
除了使用下述式(2)所示结构的氟化聚碳酸酯外，与实施例1的条件相同。所得到的发泡体均一地发泡，平均气泡直径为0.8μm，非常微小。发泡体的厚度为0.8mm，发泡体薄片的反射率为95.7％的高值。
【化2】
比较例1
除了将聚碳酸酯(等级：L1250，帝人化成社制造)单体成形为0.5mm厚×300mm宽×60m长的薄片外，其余条件与实施例1相同。虽然所得到的发泡体具有良好的形状保持性，但平均气泡直径为14μm，反射率为87.9％。
比较例2
在聚碳酸酯(等级：L1250，帝人化成社制造)中添加0.03份质量的平均直径0.23μm的碳酸钙粒子并进行混炼，得到颗粒料。将该颗粒料供给加热至280℃的挤出机进行熔融挤出，利用T形模头挤出成薄片状。进而，利用静电力使该薄片贴靠在表面温度为25℃的冷却滚筒上进行冷却固化，得到未拉伸的流延薄膜。将该未拉伸薄膜引导至两端部用夹板夹住的拉幅机，在120℃下进行1.8倍的宽度方向的第一段拉伸，接着，在100℃下进行2.5倍的宽度方向的第二段拉伸，然后，再引导至经过加热的滚筒组预热至100℃，随后进行拉伸倍率为3倍的长度方向拉伸。其后，将所得到的薄膜引导至两端部用夹板夹住的拉幅机，在150℃下进行热处理，藉此，得到0.2mm厚的薄片。所得到的薄片，其反射率较高，为93.7％，但形状保持性非常差。
表1中示出实施例1～3以及比较例1和2中所得到的发泡体薄片的厚度、平均气泡直径、比重、发泡倍率、反射率以及形状保持性。
表1
| 发泡后的薄片厚度(mm) | 平均气泡直径(μm) | 比重 | 发泡倍率(倍) | 反射率(％) | 形状保持性 | |
| 实施例1 | 0.8 | 0.7 | 0.33 | 3.8 | 96.8 | 良好 |
| 实施例2 | 0.8 | 0.6 | 0.34 | 3.5 | 97.1 | 良好 |
| 实施例3 | 0.8 | 0.8 | 0.31 | 3.9 | 95.7 | 良好 |
| 比较例1 | 0.8 | 14 | 0.30 | 4.0 | 87.9 | 良好 |
| 比较例2 | 0.2 | 0.5 | 0.60 | 2.0 | 93.7 | 差 |
Claims (5)
1.聚碳酸酯发泡体，该聚碳酸酯发泡体是含有(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的树脂薄片，其特征在于，内部具有平均气泡直径为10μm以下的许多孔。
2.如权利要求1所述的聚碳酸酯发泡体，其特征在于，所述的(B)氟化聚碳酸酯，其聚碳酸酯的一部分或全部的氢原子被置换成氟原子。
3.如权利要求1或2所述的聚碳酸酯发泡体，其特征在于，所述的(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的结构，除了氢原子与氟原子的差别之外，结构是相同的。
4.如权利要求1～3中任一项所述的聚碳酸酯发泡体，其特征在于，相对于100份质量的(A)聚碳酸酯，添加了0.1～10份质量的(B)氟化聚碳酸酯。
5.如权利要求1～4中任一项所述的聚碳酸酯发泡体，该聚碳酸酯发泡体是采用包含以下工序的制造方法制成：将含有(A)聚碳酸酯和(B)氟化聚碳酸酯的树脂薄片保持在加压的惰性气体气氛中，使树脂薄片含有惰性气体的工序；以及，将含有惰性气体的树脂薄片在常压下加热使其发泡的工序。
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