CN104470980A - 树脂发泡体和发泡构件 - Google Patents

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Abstract

提供一种树脂发泡体,其在常温时不言而喻,尤其在高温时也具有优异的防尘性,并且具有柔软性。本发明的树脂发泡体的特征在于,由下述所定义的高温时的厚度恢复率为25%以上、平均泡孔直径为10~200μm、最大泡孔直径为300μm以下。高温时的厚度恢复率:将片状的树脂发泡体在80℃气氛下以使其成为相对于初始厚度为20%的厚度的方式沿厚度方向压缩22小时,然后在23℃气氛下解除压缩状态,从压缩状态解除起24小时后的厚度相对于初始厚度的比率。

Description

树脂发泡体和发泡构件
技术领域
本发明涉及树脂发泡体和发泡构件。更详细而言,涉及高温时的恢复性优异、常温时具有优异的防尘性不言而喻、在高温环境下保存后的防尘性也优异的树脂发泡体和发泡构件。
背景技术
在电气或电子设备(例如,手机、移动终端、智能手机、平板电脑(平板PC)、数码相机、摄像机、数码摄像机、个人电脑、家电制品等)中,将固定在液晶显示器(LCD)、电致发光显示器、等离子显示器等图像显示装置(显示器)中的图像显示构件、相机、透镜等光学构件固定在规定的部位(固定部等)时,使用泡沫材料[在发泡结构体(发泡体)的至少单面侧层叠粘合剂层而成的层叠物、发泡密封材料]。
作为上述泡沫材料的使用方式,例如可列举出手机的显示器(例如,LCD等)周围的冲击吸收材料(垫片)(手机用冲击吸收材料)。手机用冲击吸收材料例如为厚度1mm左右的片状时,冲裁成1~2mm宽的框形状后,用双面带固定在容器(壳体、外壳等)侧,压缩20~80%左右来使用。在这样的使用方式中,不仅要求原本需要的作为保护手机跌落时的显示器的破损的冲击吸收材料的功能,还要求防止粉尘向显示器部(例如,LCD部)侵入的防尘性、气密性能。
作为上述垫片,已知有由密度为0.3~0.5g/cm3的聚氨酯类发泡体制成的垫片(参照专利文献1)。但是,该垫片通过抑制发泡倍率来防止液晶显示画面的晃动,柔软性、缓冲性并不充分。
另外,已知由平均泡孔直径为10~90μm、50%压缩时的对抗回弹载荷为0.1~3.0N/cm2、表观密度0.01~0.10g/cm3的发泡体构成的发泡防尘材料(参照专利文献2)。还已知面向电子或电子设备的适合小型化、轻量化、薄型化的热塑性聚酯类树脂发泡体(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-100216号公报
专利文献2:日本特开2009-293043号公报
专利文献3:日本特开2008-45120号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于上述发泡防尘材料、发泡体,为了谋求进一步的防尘性提高,要求耐热性、在高温环境下保存后的变形恢复性。若发泡防尘材料、发泡体的耐热性、在高温环境下保存后的变形恢复性差,则例如在具有应用了发泡防尘材料的显示器部的设备中,该设备受到冲击时,发泡防尘材料从变形的恢复变慢,发泡防尘材料的变形不能追随显示器变形,有时在发泡防尘材料与显示器之间产生空隙。若产生这样的空隙,则在粉尘等存在的情况下,有粉尘向设备内部侵入的担心。需要说明的是,在具有这样的显示器部的设备中,通常在高温环境下使用发泡防尘材料。
进而,对于上述发泡防尘材料、发泡体,为了谋求进一步的密封性提高,要求抑制气泡结构(泡孔结构)中的粗大泡孔的产生,使泡孔结构均匀化。在发泡防尘材料、发泡体中,若泡孔结构不均匀、包含粗大泡孔,则存在尘埃从粗大泡孔侵入的担心。
因此,本发明的目的在于提供一种树脂发泡体,其在常温时不言而喻,尤其在高温时也具有优异的防尘性,并且具有优异的柔软性。
进而,本发明的另一目的在于提供一种发泡构件,其在常温时不言而喻,尤其在高温时也具有优异的防尘性,并且具有优异的柔软性。
用于解决问题的方案
因此,本发明人等经过深入研究,结果发现,对于树脂发泡体而言,通过使高温时的厚度恢复率为特定的值以上、使平均泡孔直径处于特定的范围内、进而使最大泡孔直径为特定的值以下,则在优异的柔软性的基础上还会在常温时和高温时的两种情况下均发挥防尘性。本发明是基于这些见解而完成的。
即,本发明提供一种树脂发泡体,其特征在于,由下述所定义的高温时的厚度恢复率为25%以上、平均泡孔直径为10~200μm、最大泡孔直径为300μm以下。
高温时的厚度恢复率:将片状的树脂发泡体在80℃气氛下以使其成为相对于初始厚度为20%的厚度的方式沿厚度方向压缩22小时,然后在23℃气氛下解除压缩状态,从压缩状态解除起24小时后的厚度相对于初始厚度的比率
上述树脂发泡体进一步优选的是:表观密度为0.01~0.20g/cm3、50%压缩时的回弹力为0.1~4.0N/cm2
优选的是:构成上述树脂发泡体的树脂为热塑性树脂。
优选的是:上述热塑性树脂为聚酯。
优选的是:上述树脂发泡体是经过使高压气体浸渗到上述树脂组合物中,然后减压的工序而形成的。
优选的是:上述树脂发泡体是经过使高压气体浸渗到由上述树脂组合物构成的未发泡成型物中、然后减压的工序而发泡,由此形成的。
优选的是:上述树脂发泡体是经过使高压气体浸渗到熔融的树脂组合物中、然后减压的工序而发泡,由此形成的。
优选的是:上述树脂发泡体是在使高压气体浸渗、然后减压的工序之后进一步加热而形成的。
优选的是:上述气体为非活性气体。
优选的是:上述气体为二氧化碳气体。
优选的是:上述高压气体为超临界状态的气体。
本发明还提供一种发泡构件,其特征在于,其包含上述的树脂发泡体。
优选的是:上述发泡构件在上述树脂发泡体上具有粘合剂层。
优选的是:上述粘合剂层夹着薄膜层形成在前述树脂发泡体上。
优选的是:上述粘合剂层为丙烯酸类粘合剂层。
发明的效果
本发明的树脂发泡体在常温时不言而喻,尤其在高温时也具有优异的防尘性,并且具有优异的柔软性。
本发明的发泡构件包含上述树脂发泡体,因此在常温时不言而喻,尤其在高温时也具有优异的防尘性,并且具有优异的柔软性。
附图说明
图1为示出测定防尘性时使用的测定用样品的俯视示意图。
图2为安装有测定用样品的防尘性测定用的评价容器的A-A'线切断部端面图。
图3为安装有测定用样品的防尘性测定用的评价容器的俯视示意图。
具体实施方式
本发明的树脂发泡体的由下述所定义的高温时的厚度恢复率为25%以上、平均泡孔直径为10~200μm、最大泡孔直径为300μm以下。
高温时的厚度恢复率:将片状的树脂发泡体在80℃气氛下以使其成为相对于初始厚度为20%的厚度的方式沿厚度方向压缩22小时,然后在23℃气氛下解除压缩状态,从压缩状态解除起24小时后的厚度相对于初始厚度的比率
需要说明的是,本说明书中,有时将由上述所定义的高温时的厚度恢复率简称为“高温时的厚度恢复率”。
本发明的树脂发泡体是通过使至少含有构成本发明的树脂发泡体的树脂的组合物(树脂组合物)发泡而形成的。上述树脂组合物优选相对于树脂组合物总量(100重量%)包含70重量%以上(优选为80重量%以上)的树脂。
本发明的树脂发泡体的高温时的厚度恢复率为25%以上、优选为30%以上、更优选为40%以上。本发明的树脂发泡体在高温时的厚度恢复率为25%以上,因此不仅在常温环境下、而且即使在高温环境下(例如10~100℃的温度环境下),自施加应变而造成的变形的恢复性也优异,防尘性、密封性优异。需要说明的是,恢复性小时,密封变得不充分,有时不能有效地防止灰尘、尘埃的侵入。
本发明的树脂发泡体的平均泡孔直径为10~200μm、更优选为15~150μm、进一步优选为20~100μm。本发明的树脂发泡体的平均泡孔直径为10μm以上,因此具有优异的柔软性。另外,平均泡孔直径为200μm以下,因此能够抑制针孔的产生、具有优异的防尘性。
本发明的树脂发泡体的最大泡孔直径为300μm以下、更优选为250μm以下、进一步优选为200μm。本发明的树脂发泡体的最大泡孔直径为300μm以下,因此泡孔结构的均匀性优异,另外,由于不包含粗大泡孔,因此能够抑制灰尘从粗大泡孔进入而使防尘性降低这样的问题,密封性、防尘性优异。
本发明的树脂发泡体的泡孔结构的泡孔直径如下求出:例如,通过数码显微镜获取切断面的泡孔结构部(气泡结构部)的放大图像,求出泡孔面积,并进行圆当量直径换算。
本发明的树脂发泡体的平均泡孔直径为10~200μm、且最大泡孔直径为300μm,因此具有均匀且细微的泡孔结构。另外,不包含粗大泡孔。
对本发明的树脂发泡体的泡孔结构没有特别的限定,为了赋予柔软性,优选为半开孔半闭孔结构(闭孔结构和开孔结构混杂的泡孔结构,对其比率没有特别限定),尤其优选树脂发泡体中闭孔结构部为40%以下(优选为30%以下)的泡孔结构。
对本发明的树脂发泡体的表观密度没有特别的限定,优选为0.01~0.20g/cm3、更优选为0.02~0.17g/cm3、进一步优选为0.03~0.15g/cm3。本发明的树脂发泡体的密度为0.01g/cm3以上时,容易得到良好的强度,是优选的。另外,密度为0.20g/cm3以下时,得到高发泡倍率,容易得到优异的柔软性,故优选。即,本发明的树脂发泡体的表观密度为0.01~0.20g/cm3时,可以得到更良好的发泡特性(高发泡倍率),变得容易发挥适度的强度、优异的柔软性、优异的缓冲性。
对本发明的树脂发泡体的50%压缩时的回弹应力没有特别的限定,优选为0.1~4.0N/cm2、更优选为0.3~3.8N/cm2、进一步优选为0.5~3.5N/cm2。本发明的树脂发泡体的50%压缩时的回弹应力为0.1N/cm2以上时,得到适度的刚性、容易得到良好的加工性,故优选。另外,50%压缩时的回弹应力为4.0N/cm2以下时,容易得到优异的柔软性,是优选的。
上述50%压缩时的回弹应力是指压缩率为50%时的压缩应力。压缩率为50%是指,将片状的树脂发泡体沿厚度方向压缩相当于初始高度的50%的状态、即从初始的厚度压缩成50%变形的状态,压缩率为50%的片状的树脂发泡体的厚度相当于初始厚度的50%的厚度。
尤其,从得到适度的强度、并且得到高发泡倍率、得到优异的柔软性和优异的密封性、防尘性的方面来看,本发明的树脂发泡体优选的是,表观密度为0.01~0.20g/cm3、50%压缩时的回弹力为0.1~4.0N/cm2
对本发明的树脂发泡体的形状没有特别的限定,优选为片状、带状。另外,也可以根据使用目的加工成适当的形状。例如,也可以通过切割加工、冲裁加工等加工成线状、圆形、多边形状、边框形状(框形状)等。
对本发明的树脂发泡体的厚度没有特别的限定,优选为0.05~3.0mm、更优选为0.06~2.8mm、进一步优选为0.07~1.5mm、特别优选为0.08~1.0mm。
对于作为本发明的树脂发泡体的原材料的树脂,没有特别的限定,可优选列举出热塑性树脂。本发明的树脂发泡体可以仅由一种树脂形成,也可以由两种以上树脂形成。
作为上述热塑性树脂,例如可列举出低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯与丙烯的共聚物、乙烯或丙烯与其他α-烯烃(例如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯等)的共聚物、乙烯与其他烯属不饱和单体(例如乙酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯醇等)的共聚物等聚烯烃类树脂;聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)等苯乙烯类树脂;6-尼龙、66-尼龙、12-尼龙等聚酰胺类树脂;聚酰胺酰亚胺;聚氨酯;聚酰亚胺;聚醚酰亚胺;聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂;聚氯乙烯;聚氟乙烯;链烯基芳香族树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯类树脂;双酚A类聚碳酸酯等聚碳酸酯;聚缩醛;聚苯硫醚等。另外,热塑性树脂可以单独使用或组合2种以上使用。其中,在热塑性树脂为共聚物的情况下,可以是无规共聚物、嵌段共聚物中的任意形态的共聚物。
上述热塑性树脂也包含橡胶成分和/或热塑性弹性体成分。由于橡胶成分、热塑性弹性体成分的玻璃化转变温度为室温以下(例如为20℃以下),因此,制成树脂发泡体时的柔软性以及形状追随性非常优异。需要说明的是,本发明的树脂发泡体也可以由包含上述的热塑性树脂、以及橡胶成分和/或热塑性弹性体成分的树脂组合物形成。
作为上述橡胶成分或者热塑性弹性体成分,只要具有橡胶弹性且能够发泡就没有特别限定,例如可列举出:天然橡胶、聚异丁烯、聚异戊二烯、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶等天然橡胶或合成橡胶;乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丁烯、氯化聚乙烯等烯烃类弹性体;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物及它们的氢化物等苯乙烯类弹性体;聚酯类弹性体;聚酰胺类弹性体;聚氨酯类弹性体等各种热塑性弹性体等。另外,这些橡胶成分或者热塑性弹性体成分也可以单独使用或组合2种以上使用。
作为上述热塑性树脂,从得到特定的值以上的高温时的厚度恢复率、特定的范围内的平均泡孔直径、特定的值以下的最大泡孔直径、得到在常温时和高温时两种情况下的优异的防尘性和优异的柔软性的方面来看,优选为聚酯(上述聚酯类树脂、聚酯类弹性体等聚酯)、更优选为聚酯类弹性体。即,本发明的树脂发泡体更优选为由包含聚酯类弹性体的树脂组合物形成的树脂发泡体(聚酯类弹性体发泡体)。
作为上述聚酯类弹性体,只要是具有通过多元醇成分与多元羧酸成分的反应(缩聚)而形成的酯键部位的树脂就没有特别的限定,例如可列举出芳香族二羧酸(二元的芳香族羧酸)与二醇成分缩聚得到的聚酯类热塑性树脂。
作为上述芳香族二羧酸,例如可列举出:对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘甲酸(例如、2,6-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸等)、二苯基醚二羧酸、4,4’-联苯二羧酸等。需要说明的是,芳香族二羧酸也可以单独使用或组合2种以上使用。
另外,作为上述二醇成分,例如可列举出:乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、1,4-丁二醇(四亚甲基二醇)、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,7-庚二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,6-己二醇、1,8-辛二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,3,5-三甲基-1,3-戊二醇、1,9-壬二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、2-甲基-1,9-壬二醇、1,18-十八烷二醇、二聚物二醇(dimer diol)等脂肪族二醇;1,4-环己二醇、1,3-环己二醇、1,2-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,2-环己烷二甲醇等脂环式二醇;双酚A、双酚A的环氧乙烷加成物、双酚S、双酚S的环氧乙烷加成物、苯二甲醇、萘二醇等芳香族二醇;二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇等醚二醇等二醇成分等。需要说明的是,作为二醇成分,也可以是聚醚二醇、聚酯二醇等聚合物形态的二醇成分。作为上述聚醚二醇,例如可列举出:使环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃等开环聚合而成的聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇及使这些共聚而成的共聚醚等聚醚二醇等。另外,二醇成分可以单独使用或组合2种以上使用。
作为上述聚酯类热塑性树脂,例如可列举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯等聚对苯二甲酸烷二醇酯类树脂等。另外,还可列举出将2种以上的上述聚对苯二甲酸烷二醇酯类树脂共聚而得到的共聚物。需要说明的是,聚对苯二甲酸烷二醇酯类树脂为共聚物时,可以是无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物中的任意形态的共聚物。
进而,作为聚酯类弹性体,可列举出属于硬链段和软链段的嵌段共聚物的聚酯类弹性体。
作为这样的聚酯类弹性体(属于硬链段和软链段的嵌段共聚物的聚酯类弹性体),例如可列举出如下的共聚物等:(i)聚酯·聚酯型的共聚物,其以由上述芳香族二羧酸与、上述二醇成分中羟基和羟基之间的主链中的碳数为2~4的二醇成分缩聚形成的聚酯作为硬链段,以由上述芳香族二羧酸与、上述二醇成分中羟基和羟基之间的主链中的碳数为5以上的二醇成分缩聚形成的聚酯作为软链段;(ii)聚酯·聚醚型的共聚物,其以与上述(i)同样的聚酯作为硬链段,以上述聚醚二醇等聚醚作为软链段;(iii)聚酯·聚酯型的共聚物,其以与上述(i)和(ii)同样的聚酯作为硬链段,以脂肪族聚酯作为软链段。
尤其,在本发明的树脂发泡体为聚酯类弹性体发泡体时,作为构成的聚酯类弹性体,优选属于硬链段和软链段的嵌段共聚物的聚酯类弹性体、更优选为上述(ii)的聚酯·聚醚型的共聚物(以由芳香族二羧酸与羟基和羟基之间的主链中的碳数为2~4的二醇成分缩聚形成的聚酯作为硬链段、以聚醚作为软链段的聚酯·聚醚型的共聚物)。
作为上述的(ii)的聚酯·聚醚型的共聚物,更具体而言,可列举出具有作为硬链段的聚对苯二甲酸丁二醇酯和作为软链段的聚醚的聚酯·聚醚型嵌段共聚物等。
对构成本发明的树脂发泡体的树脂的230℃的熔体流动速率(MFR)没有特别的限定,优选为1.5~4.0g/10min、更优选为1.5~3.8g/10min、进一步优选为1.5~3.5g/10min。树脂的230℃的熔体流动速率(MFR)为1.5g/10min以上时,本发明的树脂发泡体的形成使用的树脂组合物的成型性提高,故优选。另外,树脂的230℃的熔体流动速率(MFR)为4.0g/10min以下时,泡孔结构形成后变得难以产生泡孔直径的不均匀,变得容易得到均匀的泡孔结构,故优选。需要说明的是,本说明书中,230℃的MFR是根据ISO1133(JIS K 7210),在温度230℃、载荷2.16kgf下测定的MFR。
即,本发明的树脂发泡体优选由含有230℃的熔体流动速率(MFR)为1.5~4.0g/10min的树脂的树脂组合物形成。尤其,在本发明的树脂发泡体为聚酯类弹性体发泡体时,优选由含有230℃的熔体流动速率(MFR)为1.5~4.0g/10min的聚酯类弹性体(尤其是属于硬链段和软链段的嵌段共聚物的聚酯类弹性体)的树脂组合物形成。
形成本发明的树脂发泡体的树脂组合物优选除了上述树脂以外还包含发泡成核剂。上述树脂组合物含有发泡成核剂时,变得容易得到良好的发泡状态的树脂发泡体。需要说明的是,发泡成核剂可以单独使用或组合2种以上使用。
作为上述发泡成核剂,没有特别的限定,可优选列举出无机物。作为上述无机物,例如可列举出氢氧化铝、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁等氢氧化物;粘土(尤其是硬质粘土);滑石;二氧化硅;沸石;例如,碳酸钙、碳酸镁等碱土金属碳酸盐;例如,氧化锌、氧化钛、氧化铝等金属氧化物;例如,铁粉、铜粉、铝粉、镍粉、锌粉、钛粉等各种金属粉、合金的粉等金属粉;云母;碳颗粒;玻璃纤维;碳纳米管;层状硅酸盐;玻璃等。
其中,对于作为发泡成核剂的无机物,从抑制粗大泡孔的产生、能够容易地得到均匀且微细的泡孔结构的方面来看,优选粘土、碱土金属碳酸盐、更优选为硬质粘土。
上述硬质粘土为几乎不含粗颗粒的粘土。尤其,上述硬质粘土优选为166目筛余物为0.01%以下的粘土、更优选为166目筛余物为0.001%以下的粘土。需要说明的是,筛余物是在用筛子进行筛分时,未通过而残留的部分相对于总体的比率(重量基准)。
上述硬质粘土以氧化铝和氧化硅为必须成分而构成。上述硬质粘土中的氧化铝和氧化硅的总计的比率相对于上述硬质粘土总量(100重量%)优选为80重量%以上(例如80~100重量%)、更优选为90重量%以上(例如90~100重量%)。另外,上述硬质粘土也可以进行煅烧。
对上述硬质粘土的平均粒径没有特别的限定,优选为0.1~10μm、更优选为0.2~5.0μm、进一步优选为0.5~1.0μm。
另外,上述无机物优选进行过表面加工。即,上述发泡成核剂优选为经表面处理的无机物。作为用于无机物的表面处理的表面处理剂,没有特别的限定,从通过实施表面加工处理而得到与树脂(尤其是聚酯)的亲和性好、发泡时、成型时、混炼时、延伸时等不产生空隙、发泡时泡孔不破泡这样的效果的方面出发,可优选列举出:铝类化合物、硅烷类化合物、钛酸酯类化合物、环氧类化合物、异氰酸酯类化合物、高级脂肪酸或其盐、以及磷酸酯类,可更优选列举出:硅烷类化合物(尤其是硅烷偶联剂)、高级脂肪酸或其盐(尤其是硬脂酸)。需要说明的是,上述表面处理剂可以单独或组合2种以上使用。
即,上述无机物的表面处理加工特别优选为硅烷偶联处理、或利用高级脂肪酸或其盐的处理。
对上述铝类化合物没有特别的限定,优选铝类偶联剂。作为上述铝类偶联剂,例如可列举出:乙酰烷氧基铝二异丙醇(acetoalkoxy aluminumdiisopropylate)、乙醇铝、异丙醇铝、二异丙醇单仲丁氧基铝(mono-sec-butoxyaluminum diisopropylate)、仲丁酸铝、乙酰乙酸乙基铝二异丙酯(ethylacetoacetate aluminum diisopropylate)、三(乙基乙酰乙酸基)铝(aluminumtris(ethyl acetoacetate))、单乙酰丙酮双(乙基乙酰乙酸基)铝(aluminummono-acetylacetonate bis(ethyl acetoacetate))、三(乙酰丙酮)铝、环状异丙醇氧化铝(cyclic aluminum oxide isopropylate)、环状异硬脂酸酯氧化铝(cyclicaluminum oxide isostearate)等。
对上述硅烷类化合物没有特别的限定,优选硅烷类偶联剂。作为上述硅烷类偶联剂,例如可列举出:含乙烯基的硅烷类偶联剂、含(甲基)丙烯酰基的硅烷类偶联剂、含氨基的硅烷类偶联剂、含环氧基的硅烷类偶联剂、含巯基的硅烷类偶联剂、含羧基的硅烷类偶联剂、含卤原子的硅烷类偶联剂等。具体而言,作为硅烷类偶联剂,例如可列举出:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基)硅烷、乙烯基三乙酰基硅烷、2-甲基丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基-丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基乙基三甲氧基硅烷、3-[N-(2-氨基乙基)氨基]丙基三甲氧基硅烷、3-[N-(2-氨基乙基)氨基]丙基三乙氧基硅烷、2-[N-(2-氨基乙基)氨基]乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基-丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基-丙基甲基二乙氧基硅烷、2-环氧丙氧基-乙基三甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基-乙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、羧甲基三乙氧基硅烷、3-羧基丙基三甲氧基硅烷、3-羧基丙基三乙氧基硅烷等。
对上述钛酸酯类化合物没有特别的限定,优选钛酸酯类偶联剂。作为上述钛酸酯类偶联剂,例如可列举出:异丙基三异硬酯酰基钛酸酯、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、异丙基三(N-氨基乙基-氨基乙基)钛酸酯、异丙基十三烷基苯磺酰基钛酸酯、四异丙基双(亚磷酸二辛酯)钛酸酯、四辛基双(亚磷酸双十三烷基酯)钛酸酯、四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)双(二-十三烷基)亚磷酸酯钛酸酯、双(焦磷酸二辛酯)氧乙酸酯钛酸酯、双(焦磷酸二辛酯)乙烯钛酸酯、异丙基三辛酰基钛酸酯、异丙基二甲基丙烯酰基异硬脂酰基钛酸酯、异丙基异硬脂酰基二丙烯酰基钛酸酯、异丙基三(磷酸二辛酯)钛酸酯、异丙基三异丙苯基苯基钛酸酯、二异丙苯基苯基氧乙酸酯钛酸酯、二异硬脂酰基乙烯钛酸酯等。
对上述环氧化合物没有特别的限定,优选环氧类树脂、单环氧类化合物。作为上述环氧类树脂,例如可列举出:双酚A型环氧类树脂等缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、脂环型环氧树脂等。另外,作为上述单环氧类化合物,例如可列举出:氧化苯乙烯、缩水甘油苯基醚、烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、1,2-环氧环己烷、表氯醇、缩水甘油等。
对上述异氰酸酯类化合物没有特别的限定,优选多异氰酸酯类化合物、单异氰酸酯类化合物。作为上述多异氰酸酯类化合物,例如可列举出:四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等的脂肪族二异氰酸酯;异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯;二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯;由这些二异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应生成的具有游离异氰酸酯基的聚合物等。另外,作为上述单异氰酸酯类化合物,例如可列举出苯基异氰酸酯、硬脂基异氰酸酯等。
作为上述高级脂肪酸或其盐,例如可列举出油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸等高级脂肪酸、和该高级脂肪酸的盐(例如、金属盐等)。作为上述高级脂肪酸的金属盐的金属原子,例如可列举出钠原子、钾原子等碱金属原子、镁原子、钙原子等碱土金属原子等。
上述磷酸酯类优选磷酸偏酯类。作为上述磷酸偏酯类,例如可列举出磷酸(正磷酸等)被醇成分(硬脂醇等)部分地酯化(单酯化或二酯化)而得到的磷酸偏酯、该磷酸偏酯的盐(碱金属等的金属盐等)等。
作为利用表面处理剂对上述无机物进行表面处理时的方法,没有特别的限定,例如可列举出干法、湿法、整体掺混(integral blend)法等。另外,对在利用表面处理剂对无机物进行表面处理时的表面处理剂的量没有特别的限定,相对于上述无机物100重量份,优选为0.1~10重量份、更优选为0.3~8重量份。
另外,对上述无机物的166目筛余物没有特别的限定,优选为0.01%以下、更优选为0.001%以下。在使树脂组合物发泡时,若存在粗颗粒,则泡孔容易发生破泡。这是因为颗粒的大小超过了泡孔壁的厚度。
对上述无机物的平均粒径没有特别的限定,优选为0.1~10μm、更优选为0.2~5.0μm、进一步优选为0.5~1.0μm。若上述平均粒径不足0.1μm,则有时不能充分发挥作为成核剂的功能。另一方面,若上述平均粒径超过10μm,则有时成为树脂组合物的发泡时产生漏气的原因,是不优选的。
尤其,从与树脂的亲和性、抑制树脂和无机物的界面处产生空隙造成的发泡时的破泡并容易地得到微细的泡孔结构的方面来看,上述发泡成核剂优选经表面处理加工的无机物(尤其是经表面处理加工的硬质粘土)。
对上述树脂组合物中的发泡成核剂的含量没有特别的限定,相对于树脂组合物总量(100重量%),优选为0.1~20重量%、更优选为0.1~15重量%、进一步优选为0.3~10重量%。上述含量为0.1重量%以上时,防止粗大泡孔的产生,容易得到具有均匀且微细的泡孔结构的树脂发泡体,是优选的。另外,上述含量为20重量%以下时,能够抑制树脂组合物的粘度显著上升,进而能够抑制树脂组合物的发泡时的漏气,容易得到均匀的泡孔结构,是优选的。
另外,上述树脂组合物优选包含环氧改性聚合物。上述环氧改性聚合物起到交联剂的作用。另外,起到提高树脂组合物(尤其是包含聚酯类弹性体的树脂组合物)的熔融张力和应变硬化率的改性剂(树脂改性剂)的作用。因此,上述树脂组合物包含环氧改性聚合物时,容易得到规定的值以上的高温时的厚度恢复率、得到优异的防尘性,并且容易得到高发泡且细微且均匀的泡孔结构。需要说明的是,环氧改性聚合物可以单独使用或组合2种以上使用。
对上述环氧改性聚合物没有特别的限定,从比低分子量的具有环氧基的化合物更难形成三维网状结构、能够容易地得到熔融张力和应变硬化率优异的树脂组合物(尤其是包含聚酯类弹性体的树脂组合物)的方面来看,优选为选自在丙烯酸类聚合物的主链末端、侧链上具有环氧基的聚合物即环氧改性丙烯酸类聚合物、在聚乙烯的主链末端、侧链上具有环氧基的聚合物即环氧改性聚乙烯的至少1种聚合物。
对上述环氧改性聚合物的重均分子量没有特别的限定,优选为5000~100000、更优选为8000~80000、进一步优选为10000~60000、特别优选为20000~60000。需要说明的是,分子量不足5000时,有时环氧改性聚合物的反应性提高,无法高发泡化。
对上述环氧改性聚合物的环氧当量没有特别的限定,优选为100~3000g/eq、更优选为200~2500g/eq、进一步优选为300~2000g/eq、特别优选为800~1600g/eq。上述环氧改性聚合物的环氧当量为3000g/eq以下时,能够充分提高树脂组合物(尤其是包含聚酯类弹性体的树脂组合物)的熔融张力和应变硬化度,容易得到规定的值以上的高温时的厚度恢复率、提高防尘性,并且容易得到高发泡且细微的泡孔结构,故优选。另外,上述环氧改性聚合物的环氧当量为100g/eq以上时,能够抑制环氧改性聚合物的反应性提高、树脂组合物的粘度变得过高而无法高发泡化这样的不良情况,是优选的。
对上述环氧改性聚合物的粘度(B型粘度、25℃)没有特别的限定,优选为2000~4000mPa·s、更优选为2500~3200mPa·s。上述环氧改性聚合物的粘度为2000mPa·s以上时,抑制树脂组合物发泡时的气泡壁的破坏,变得容易得到高发泡且微细的泡孔结构,故优选。另一方面,粘度为4000mPa·s以下时,变得容易得到树脂组合物的流动性,能够高效地使树脂组合物发泡,是优选的。
特别优选的是,上述环氧改性聚合物的重均分子量为5000~100000、环氧当量为100~3000g/eq。
对上述树脂组合物中的上述环氧改性聚合物的含量没有特别的限定,相对于树脂组合物中的树脂100重量份,优选为0.5~15.0重量份、更优选为0.6~10.0重量份、进一步优选为0.7~7.0重量份、特别优选为0.8~3.0重量份。上述环氧改性聚合物的含量为0.5重量份以上时,能够提高树脂组合物的熔融张力和应变硬化度、容易得到高发泡且细微的泡孔结构,故优选。另外,上述环氧改性聚合物的含量为15.0重量份以下时,能够抑制树脂组合物的粘度变得过高而无法高发泡化这样的不良情况,容易得到高发泡且微细的泡孔结构,故优选。
需要说明的是,上述环氧改性聚合物能够防止由水解(例如,由于原料吸湿而引起的水解等)、热分解、氧化分解等引起的聚酯链断裂,进而能够使断裂的聚酯链再键合,因此能够进一步提高包含聚酯类弹性体的树脂组合物的熔融张力。另外,由于上述环氧改性聚合物在一分子中具有多个环氧基,因此,比以往的环氧类交联剂更容易形成支链结构,能够进一步提高包含聚酯类弹性体的树脂组合物的应变硬化率。
另外,上述树脂组合物优选包含润滑剂。上述树脂组合物包含润滑剂时,树脂组合物的成型性提高,是优选的。滑动性变好,例如能够容易地从挤出机挤出成所期望的形状而不堵塞,是优选的。需要说明的是,润滑剂可以单独使用或组合2种以上使用。
作为上述润滑剂,没有特别限制,例如可列举出:脂肪族羧酸及其衍生物(例如脂肪族羧酸酐、脂肪族羧酸的碱金属盐、脂肪族羧酸的碱土金属盐等)。作为上述脂肪族羧酸及其衍生物,其中,优选月桂酸及其衍生物、硬脂酸及其衍生物、巴豆酸及其衍生物、油酸及其衍生物、马来酸及其衍生物、戊二酸及其衍生物、山嵛酸及其衍生物、褐煤酸及其衍生物等碳数3~30的脂肪酸羧酸及其衍生物。另外,在碳数3~30的脂肪族羧酸及其衍生物中,从在树脂组合物中的分散性、溶解性、表面外观改良的效果等观点来看,优选为硬脂酸及其衍生物、褐煤酸及其衍生物,特别优选为硬脂酸的碱金属盐、硬脂酸的碱土金属盐。进而,在硬脂酸的碱金属盐、硬脂酸的碱土金属盐中,更适宜为硬脂酸锌、硬脂酸钙。
另外,作为上述润滑剂,还可列举出丙烯酸类润滑剂。作为上述丙烯酸类润滑剂的市售品,例如,可列举出丙烯酸类高分子外部润滑剂(商品名“METABLEN L”、Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制造)等。
作为上述润滑剂,特别优选丙烯酸类润滑剂。
对上述树脂组合物中的上述润滑剂的含量没有特别的限定,相对于树脂组合物中的树脂100重量份,优选为0.1~20重量份、更优选为0.1~17重量份、进一步优选为0.5~10重量份。上述润滑剂的含量为0.1重量份以上时,容易得到通过包含上述润滑剂而得到的效果,是优选的。另一方面,上述润滑剂的含量为20重量份以下时,能够抑制使树脂组合物发泡时的气泡漏气、抑制无法高发泡化这样的不良情况,故优选。
在不损害本发明的效果的范围内,上述树脂组合物也可以包含交联剂。作为上述交联剂,没有特别的限定,例如可列举出:环氧类交联剂、异氰酸酯类交联剂、硅烷醇类交联剂、三聚氰胺树脂类交联剂、金属盐类交联剂、金属螯合物类交联剂、氨基树脂类交联剂等。需要说明的是,交联剂可以单独使用或组合2种以上使用。
进而,在不损害本申请发明的效果的范围内,上述树脂组合物中也可以包含结晶促进剂。作为上述结晶促进剂,没有特别限制,例如可列举出烯烃类树脂。作为这样的烯烃类树脂,优选分子量分布宽且在高分子量侧具有肩峰型的树脂、微交联型的树脂(少许交联型的树脂)、长链支链型的树脂等。作为上述烯烃类树脂,可列举出:低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯与丙烯的共聚物、乙烯或丙烯与其他α-烯烃(例如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯等)的共聚物、乙烯与其他烯属不饱和单体(例如乙酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯醇等)的共聚物等。需要说明的是,烯烃类树脂为共聚物的情况下,可以是无规共聚物、嵌段共聚物的任意形态的共聚物。另外,烯烃类树脂可以单独使用或组合2种以上使用。
进而,在不损害本发明的效果的范围内,上述树脂组合物中也可以含有阻燃剂。本发明的树脂发泡体包含树脂而具有易燃的特性,但有时会用于电气仪器或电子设备用途等必须赋予阻燃性的用途。作为上述阻燃剂,没有特别限制,例如,可列举出具有阻燃性的粉末颗粒(例如粉末状的各种阻燃剂等),可优选列举出无机阻燃剂。作为上述无机阻燃剂,例如可以是溴类阻燃剂、氯类阻燃剂、磷类阻燃剂、锑类阻燃剂等,但是,氯类阻燃剂、溴类阻燃剂在燃烧时会产生对人体有害且对设备类具有腐蚀性的气体成分,另外,磷类阻燃剂、锑类阻燃剂存在有害性、爆炸性等问题,因此,优选无卤-无锑类无机阻燃剂(不包含卤化物及锑化合物的无机阻燃剂)。作为该无卤-无锑类无机阻燃剂,例如可列举出:氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁·氧化镍的水合物、氧化镁·氧化锌的水合物等水合金属化合物等。需要说明的是,水合金属氧化物也可以进行表面处理。上述阻燃剂可以单独使用或组合2种以上使用。
进而,在不损害本发明的效果的范围内,上述树脂组合物中也可以根据需要包含下述的添加剂。作为这样的添加剂,例如可列举出:结晶成核剂、增塑剂、着色剂(以黑色着色为目的的炭黑、颜料、染料等)、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防老剂、增强剂、抗静电剂、表面活性剂、张力改性剂、防收缩剂、流动性改性剂、硫化剂、表面处理剂、分散助剂、聚酯树脂用改性剂等。另外,添加剂可以单独使用或组合2种以上使用。
尤其,从得到特定的值以上的高温时的厚度恢复率、特定的范围内的平均泡孔直径、特定的值以下的最大泡孔直径、得到常温时和高温时的两种情况下的优异的防尘性和优异的柔软性的观点来看,上述树脂组合物优选至少包含下述(i)~(iv)。
(i):230℃的熔体流动速率(MFR)为1.5~4.0g/10min的聚酯类弹性体(优选的是,230℃的熔体流动速率(MFR)为1.5~4.0g/10min、且为硬链段和软链段的嵌段共聚物的聚酯类弹性体,更优选的是,230℃的熔体流动速率(MFR)为1.5~4.0g/10min、以由芳香族二羧酸与羟基和羟基之间的主链中的碳数为2~4的二醇成分通过缩聚形成的聚酯作为硬链段、以聚醚作为软链段的聚酯·聚醚型的共聚物)
(ii):环氧改性聚合物
(iii):润滑剂(优选为丙烯酸类润滑剂)
(iv):发泡成核剂(优选为经表面处理加工的无机物、更优选为经表面处理加工的硬质粘土)
作为上述树脂组合物的制作方法,没有特别的限定,例如可列举出将上述树脂、根据需要添加的添加剂等混合。需要说明的是,制作时也可以加热。
对上述树脂组合物的熔融张力(牵引速度:2.0m/min)没有特别的限定,优选为15~70cN、更优选为13~60cN、进一步优选为15~55cN、特别优选为26~50cN。若上述树脂组合物的熔融张力不足10cN,则在使上述树脂组合物发泡时,发泡倍率低,难以形成独立的气泡,另外,形成的气泡的形状难以变得均匀。另一方面,上述树脂组合物的熔融张力超过70cN时,流动性降低,存在对发泡产生不良影响的担心。
需要说明的是,熔融张力是指:使用规定的装置,将通过规定的模具、在规定的温度和挤出速度下挤出的熔融树脂以规定的牵引速度牵引成股线状时的张力。本发明中,使用Malvern公司制造的Capillary ExtrusionRheometer,通过直径为2mm、长度为20mm的毛细管、以8.8mm/min的恒定速度挤出树脂,将以2m/min的牵引速度牵引该树脂的值作为熔融张力。
另外,熔融张力是在从上述树脂组合物的树脂的熔点起的高温侧10±2℃的温度下测定的值。这是因为,树脂在低于熔点的温度下不会成为熔融状态,另一方面,在远远超过从熔点起高温侧的温度下完全成为流体,无法测定熔融张力。
对上述树脂组合物的应变硬化率(应变速度:0.1[1/s])没有特别的限定,从得到均匀且致密的泡孔结构、且抑制发泡时泡孔的破泡、得到高发泡的发泡体的方面来看,优选为2.0~5.0、更优选为2.5~4.5。另外,上述树脂组合物的应变硬化率为在上述树脂组合物的树脂的熔点下的应变硬化率。需要说明的是,应变硬化率是如下的指标:在单轴拉伸粘度的测定中,在测定开始后单轴拉伸粘度随着应变的增加而缓慢从上升的区域(线形区域)偏离、且单轴拉伸粘度升高的区域(非线形区域)中,表示单轴拉伸粘度的增加程度的指标。
本发明的树脂发泡体优选通过将上述树脂组合物进行发泡成型来形成。对于上述树脂组合物的发泡方法,没有特别的限定,优选使高压气体浸渗到树脂组合物中、然后减压(释放压力)的发泡方法。即,本发明的树脂发泡体优选经过使高压气体浸渗到上述树脂组合物中、然后减压的工序来形成。
作为上述气体,从得到清洁的树脂发泡体的方面来看,优选非活性气体。非活性气体是指相对于树脂组合物为非活性、且可以浸渗的气体。需要说明的是,气体也可以混合使用。
需要说明的是,作为树脂组合物的发泡方法,还可列举出物理发泡方法(基于物理方法的发泡方法)、化学发泡方法(基于化学方法的发泡方法)。在物理发泡方法中,作为发泡剂(发泡剂气体)使用的物质的可燃性、毒性以及破坏臭氧层等对环境的影响令人担忧,而利用非活性气体的发泡方法在不使用这样的发泡剂方面是环保的方法。在化学发泡方法中,因发泡剂而产生的发泡气体的残渣会残留在发泡体中,因此在对低污染性的要求特别高的电子设备用途中,有时由腐蚀性气体、气体中的杂质导致的污染成为问题。但是,根据使用非活性气体的发泡方法,能够得到没有这样的杂质等的清洁的发泡体。进而,在物理发泡方法和化学发泡方法中,可认为不管哪种方法都难以形成微细的泡孔结构,尤其是极难形成300μm以下的微细气泡。
作为上述非活性气体,没有特别的限定,例如可列举出:二氧化碳气体(碳酸气体)、氮气、氦气、空气等。其中,从浸渗量多、浸渗速度快的方面来看,优选二氧化碳气体。
进而,从对树脂组合物的浸渗速度快的方面来看,上述气体优选为超临界状态。在超临界状态下,气体在树脂组合物中的溶解度增大,能够高浓度混入。另外,在浸渗后压力急剧降低时,可以如上所述以高浓度浸渗,因此气泡核的产生增多,该气泡核生长而形成的气泡的密度即使在孔隙率相同的情况下也会增大,因而能够得到微细的气泡。需要说明的是,二氧化碳的临界温度为31℃,临界压力为7.4MPa。
如上所述,本发明的树脂发泡体优选通过使高压气体浸渗到树脂组合物中来制造,此时可以使用间歇方式,也可以使用连续方式,所述间歇方式中,预先将树脂组合物成型为片状等适宜的形状制成未发泡树脂成型体(未发泡成型物),然后使高压气体浸渗到该未发泡树脂成型体中并释放压力,由此使其发泡,所述连续方式中,在加压下将树脂组合物与高压气体一起混炼并成型,与此同时释放压力,同时进行成型和发泡。
对于本发明的树脂发泡体,对利用间歇方式制造的情况进行说明。在间歇方式中,首先,在制造树脂发泡体时制造未发泡树脂成型体,作为该未发泡树脂成型体的制造方法,没有特别的限定,例如可列举出:使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等挤出机将树脂组合物成型的方法;使用辊、凸轮、捏合机、班伯里型等设有桨叶的混炼机预先将树脂组合物均匀混炼,使用热板的压制等将其压制成型为规定的厚度的方法;使用注射成型机将树脂组合物成型的方法等。在这些方法中,优选以可得到所期望的形状、厚度的未发泡树脂成型体的方式来选择适当的方法。需要说明的是,未发泡树脂成型体也可以通过除了挤出成型、压制成型、注射成型以外的其它成型方法制造。另外,未发泡树脂成型体的形状不限于片状,可以根据用途选择各种形状。例如可列举出片状、卷状、棱柱状、板状等。接着,经过如下工序形成气泡:气体浸渗工序,其中,将上述未发泡树脂成型体(树脂组合物的成型体)放入耐压容器(高压容器)中,注入(导入)高压气体,使高压气体浸渗到未发泡树脂成型体中;减压工序,其中,在使高压气体充分浸渗的时刻释放压力(通常至大气压),使未发泡树脂成型体中产生气泡核;加热工序,其中,根据情况(根据需要)通过加热使气泡核生长。需要说明的是,也可以不设置加热工序而在室温下使气泡核生长。如此使气泡生长后,根据需要用冷水等急剧冷却,使形状固定化,由此得到树脂发泡体。需要说明的是,高压气体的导入可以连续进行,也可以不连续进行。进而,作为使气泡核生长时的加热方法,也可以采用水浴、油浴、热辊、热风烘箱、远红外线、近红外线、微波等公知惯用的方法。
即,本发明的树脂发泡体也可以经过使高压气体浸渗到由上述树脂组合物构成的未发泡成型物中、然后减压的工序来使其发泡而形成。另外,也可以经过使高压气体浸渗到由上述树脂组合物构成的未发泡成型物中、然后减压的工序,进而进行加热来形成。
另一方面,利用连续方式制造时,例如可列举出通过如下工序制造:混炼浸渗工序,其中,一边使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等挤出机对树脂组合物进行混炼,一边注入(导入)高压气体,使气体充分浸渗到树脂组合物中;成型减压工序,其中,通过设置在挤出机前端的模头等挤出树脂组合物,由此释放压力(通常至大气压),同时进行成型和发泡。另外,根据情况(根据需要)也可以设置通过加热使气泡生长的加热工序。如此使气泡生长后,根据需要用冷水等急剧冷却,使形状固定化,由此得到树脂发泡体。需要说明的是,在上述混炼浸渗工序及成型减压工序中,除了挤出机以外,也可以使用注射成型机等。
即,本发明的树脂发泡体也可以经过使高压气体浸渗到熔融的树脂组合物中、然后减压的工序来使其发泡,由此而形成。另外,本发明的树脂发泡体也可以经过使高压气体浸渗到熔融的树脂组合物中、然后减压的工序,进而进行加热,由此来形成。
在上述间歇方式中的气体浸渗工序、上述连续方式中的混炼浸渗工序中,对气体的混合量没有特别的限定,例如,相对于树脂组合物总量,优选为1~10重量%、更优选为1.5~8重量%。
在上述间歇方式中的气体浸渗工序、上述连续方式中的混炼浸渗工序中,使高压的气体浸渗到未发泡树脂成型体、树脂组合物中时的压力优选为3MPa以上(例如,3~100MPa)、更优选为4MPa以上(例如,4~100MPa)。在气体的压力低于3MPa时,发泡时的气泡生长显著,气泡直径变得过大,容易产生例如防尘效果下降等不良情况,是不优选的。这是因为,压力低时,气体的浸渗量与高压时相比相对较少,气泡核形成速度降低,所形成的气泡核数减少,因此单个气泡的气体量反而增加,气泡直径变得极大。另外,在低于3MPa的压力区域中,仅使浸渗压力稍微变化,气泡直径、气泡密度就会大幅变化,因此气泡直径和气泡密度的控制容易变困难。
另外,在间歇方式中的气体浸渗工序、连续方式中的混炼浸渗工序中,使高压气体浸渗到未发泡树脂成型体、聚酯类弹性体组合物中时的温度可以在广泛的范围内进行选择,但考虑到操作性等时,优选为10~350℃。例如,在间歇方式中,使高压气体浸渗到片状的未发泡树脂成型体中时的浸渗温度优选为40~300℃、更优选为100~250℃。另外,在连续方式中,向树脂组合物注入高压气体并混炼时的温度优选为150~300℃、更优选为210~250℃。需要说明的是,在使用二氧化碳作为高压气体的情况下,为了保持超临界状态,浸渗时的温度(浸渗温度)优选为32℃以上(尤其是40℃以上)。
需要说明的是,在上述减压工序中,对减压速度没有特别的限定,为了得到均匀的微细气泡,优选为5~300MPa/s。另外,对上述加热工序中的加热温度没有特别的限定,优选为40~250℃,更优选为60~250℃。
另外,根据上述树脂发泡体的制造方法,能够制造高发泡倍率的树脂发泡体,因此能够得到厚的树脂发泡体。例如,利用上述连续方式制造树脂发泡体时,在混炼浸渗工序中,为了保持挤出机内部的压力,需要使安装在挤出机前端的间隙尽可能狭窄(通常为0.1~1.0mm)。因此,为了得到厚的树脂发泡体,必须使通过狭窄的间隙挤出的树脂组合物以高倍率发泡,以往,由于得不到高发泡倍率,因此形成的发泡体的厚度被限定为较薄(例如0.5~2.0mm)。与其相对,根据使用高压气体制造的上述树脂发泡体的制造方法,可以连续地得到最终厚度为0.30~5.00mm的树脂发泡体。
本发明的树脂发泡体的高温时的厚度恢复率为特定的值以上、平均泡孔直径为特定的范围内、最大泡孔直径为特定的值以下,因此具有均匀且细微的泡孔结构,柔软性优异。因此,能够追随微小的间隙。
进而,本发明的树脂发泡体的高温时的厚度恢复率为特定的值以上、平均泡孔直径为特定的范围内、最大泡孔直径为特定的值以下,因此不仅在常温时,而且即使在高温时(例如10~100℃),自施加应变而造成的变形的恢复性也优异、防尘性优异。另外,由于不包含粗大泡孔,因此没有灰尘从粗大泡孔进入、防尘性降低这样的问题。
本发明的树脂发泡体具有上述特性,因此能够用于可设想在高温环境下使用的用途。本发明的树脂发泡体可以适宜地用于电气设备或电子设备等的密封材料、防尘材料。另外可适宜地用作缓冲材料、冲击吸收材料,尤其是电气设备或电子设备等的缓冲材料、冲击吸收材料。
(发泡构件)
本发明的树脂发泡体也可以用作发泡构件。即,上述发泡构件为包含上述本发明的树脂发泡体的构件。上述发泡构件例如也可以是仅由上述本发明的树脂发泡体形成的构成,也可以是在上述树脂发泡体上层叠有其它层(尤其是粘合剂层(粘合层)、基材层等的)构成。
对上述发泡构件的形状没有特别的限定,优选为片状(包括薄膜状)、带状。另外,也可以对上述发泡构件实施加工以使其具有所期望的形状、厚度等。例如,可以对应所使用的装置、设备、壳体、构件等加工成各种形状。
上述发泡构件特别优选具有粘合剂层。例如,上述发泡构件为片状的发泡构件时,优选在其单面或两面具有粘合剂层。发泡构件具有粘合剂层时,例如,可以在发泡构件上夹着粘合剂层设置加工用衬纸,进而,可以对被粘物(例如,壳体、部件等)进行固定或暂时固定。
作为形成上述粘合剂层的粘合剂,没有特别限制,例如可列举出:丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂(天然橡胶类粘合剂、合成橡胶类粘合剂等)、聚硅氧烷类粘合剂、聚酯类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、聚酰胺类粘合剂、环氧类粘合剂、乙烯基烷基醚类粘合剂、氟类粘合剂等。粘合剂可以单独使用或组合2种以上使用。另外,粘合剂可以是乳液类粘合剂、溶剂类粘合剂、热熔型粘合剂、低聚物类粘合剂、固体粘合剂等中的任意形态的粘合剂。其中,作为上述粘合剂,从防止对被粘物的污染等观点考虑,优选丙烯酸类粘合剂。即,上述发泡构件优选在上述本发明的树脂发泡体上具有丙烯酸类粘合剂层。
对上述粘合剂层的厚度没有特别的限定,优选为2~100μm、更优选为10~100μm。粘合剂层越薄,则防止端部的灰尘、尘埃附着的效果越高,因此优选厚度较薄。需要说明的是,粘合剂层可以具有单层、层叠体中的任意形态。
在上述发泡构件中,上述粘合剂层也可以夹着其它层(底层)来设置。作为这样的底层,例如可列举出:其它粘合剂层、中间层、底涂层、基材层(尤其是薄膜层、无纺布层等)等。进而,上述粘合剂层也可以被剥离薄膜(隔离体)(例如、剥离纸、剥离薄膜等)保护。
上述发泡构件包含上述本发明的树脂发泡体,因此柔软性优异。另外,具有可以追随微小的间隙的柔软性。进而,常温时和高温时(例如10~100℃)的防尘性优异。
上述发泡构件由于具有如上所述的特性,因此可适宜地用作将各种构件或部件安装(装配)于规定的部位时所使用的构件。尤其,上述发泡部件在电气或电子设备中可适宜地用作将构成电气或电子设备的部件安装(装配)于规定的部位时所使用的构件。
即,上述发泡构件可适宜地用作电气或电子设备用。即,上述发泡构件也可以是电气或电子设备用发泡构件。
作为可利用上述发泡部件安装(装配)的各种构件或部件,没有特别限制,例如,可优选列举出电气或电子设备类中的各种构件或部件等。作为这样的电气或电子设备用的构件或部件,例如可列举出:装配在液晶显示器、电致发光显示器、等离子显示器等图像显示装置中的图像显示构件(显示部)(尤其是小型的图像显示构件)、装配在所谓的“手机”、“移动信息终端”等移动通信设备中的照相机、透镜(尤其是小型的照相机、透镜)等光学构件或光学部件等。
作为本发明的发泡构件的适宜的使用方式,例如可列举出:出于防尘、遮光、缓冲等目的而在LCD(液晶显示器)等的显示部周围使用、夹在LCD(液晶显示器)等的显示部和壳体(窗部)之间使用。
实施例
以下,列举实施例和比较例对本发明进行进一步具体说明。本发明并不受这些实施例及比较例的任何限定。
(实施例1)
利用双螺杆混炼机,在220℃的温度下将作为硬链段的聚对苯二甲酸丁二醇酯与作为软链段的聚醚的嵌段共聚物(商品名“Pelprene P-90BD”、东洋纺株式会社制造、230℃的熔体流动速率:3.0g/10min、熔点:204℃):100重量份、丙烯酸类润滑剂(商品名“METABLEN L-1000”、Mitsubishi RayonCo.,Ltd.制造):5重量份、用硅烷偶联剂进行了表面处理加工的硬质粘土(商品名“ST-301”、白石钙株式会社制造):1重量份、炭黑(商品名“旭#35”、旭碳株式会社制造):5重量份和环氧类改性剂(环氧改性丙烯酸类聚合物、重均分子量(Mw):50000、环氧当量:1200g/eq、粘度:2850mPa·s):2重量份进行混炼后,挤出成股线状,水冷后切断成颗粒状而成型。
将该颗粒投入单螺杆挤出机,在240℃的气氛中以17(注入后13)MP的压力注入二氧化碳气体。使二氧化碳气体充分饱和后,冷却至适合于发泡的温度,然后从模头挤出,得到厚度为2.0mm的片状的聚酯类弹性体发泡体。
(实施例2)
利用双螺杆混炼机,在220℃的温度下将作为硬链段的聚对苯二甲酸丁二醇酯与作为软链段的聚醚的嵌段共聚物(商品名“Pelprene P-90BD”、东洋纺株式会社制造、230℃的熔体流动速率:3.0g/10min、熔点:204℃):100重量份、丙烯酸类润滑剂(商品名“METABLEN L-1000”、Mitsubishi RayonCo.,Ltd.制造):1重量份、用硅烷偶联剂进行了表面处理加工的硬质粘土(商品名“ST-301”、白石钙株式会社制造):1重量份、炭黑(商品名“旭#35”、旭碳株式会社制造):5重量份和环氧类改性剂(环氧改性丙烯酸类聚合物、重均分子量(Mw):50000、环氧当量:1200g/eq、粘度:2850mPa·s):2重量份进行混炼后,挤出成股线状,水冷后切断成颗粒状而成型。
将该颗粒投入单螺杆挤出机,在240℃的气氛中以17(注入后13)MP的压力注入二氧化碳气体。使二氧化碳气体充分饱和后,冷却至适合于发泡的温度,然后从模头挤出,得到厚度为2.0mm的片状的聚酯类弹性体发泡体。
(实施例3)
利用双螺杆混炼机,在220℃的温度下将作为硬链段的聚对苯二甲酸丁二醇酯与作为软链段的聚醚的嵌段共聚物(商品名“Pelprene P-90BD”、东洋纺株式会社制造、230℃的熔体流动速率:3.0g/10min、熔点:204℃):100重量份、丙烯酸类润滑剂(商品名“METABLENL-1000”、Mitsubishi RayonCo.,Ltd.制造):5重量份、用硅烷偶联剂进行了表面处理加工的硬质粘土(商品名“ST-301”、白石钙株式会社制造):3重量份、炭黑(商品名“旭#35”、旭碳株式会社制造):5重量份和环氧类改性剂(环氧改性丙烯酸类聚合物、重均分子量(Mw):50000、环氧当量:1200g/eq、粘度:2850mPa·s):2重量份进行混炼后,挤出成股线状,水冷后切断成颗粒状进行成型。将该颗粒投入单螺杆挤出机,在240℃的气氛中以17(注入后13)MPa的压力注入二氧化碳气体。使二氧化碳气体充分饱和后,冷却至适合于发泡的温度,然后从模头挤出,得到厚度为1.5mm的片状的聚酯类弹性体发泡体。
(比较例1)
利用双螺杆混炼机,在200℃的温度下将聚丙烯(熔体流动速率(MFR):0.35g/10min):35重量份、聚烯烃类弹性体(熔体流动速率(MFR):6g/10min):60重量份、聚乙烯:5重量份、氢氧化镁(平均粒径:0.7μm):10重量份、和炭黑(商品名“旭#35”、旭碳株式会社制造):10重量份进行混炼后,挤出成股线状,水冷后切断成颗粒状进行成型。
将该颗粒投入日本制钢所制造的单螺杆挤出机中,在220℃的气氛中以13(注入后为12)MP的压力注入二氧化碳气体。使二氧化碳气体充分饱和后,冷却至适合于发泡的温度,然后从模头挤出,得到厚度为2.1mm的片状的聚烯烃类弹性体发泡体。
(比较例2)
利用双螺杆混炼机,在220℃的温度下将作为硬链段的聚对苯二甲酸丁二醇酯与作为软链段的聚醚的嵌段共聚物(商品名“Hytrel 5577”、TorayDupont Co.,Ltd.制造、230℃的熔体流动速率:1.8g/10min、熔点:208℃):100重量份、丙烯酸类润滑剂(商品名“METABLEN L-1000”、Mitsubishi RayonCo.,Ltd.制造):5重量份、聚丙烯(商品名“NEWSTREN SH9000”、JapanPolypropylene Corporation制造):1重量份、氢氧化镁(平均粒径:0.7μm):1重量份、炭黑(商品名“旭#35”、旭碳株式会社制造):5重量份和环氧类交联剂(3官能环氧化合物、商品名“TEPIC-G”、日产化学工业株式会社制造、熔点:90~125℃、环氧当量:110g/eq、粘度:100cp以下、分子量:297):0.5重量份进行混炼后,挤出成股线状,水冷后切断成颗粒状进行成型。
将该颗粒投入单螺杆挤出机,在240℃的气氛中以17(注入后13)MP的压力注入二氧化碳气体。使二氧化碳气体充分饱和后,冷却至适合于发泡的温度,然后从模头挤出,得到厚度2.2mm的片状的聚酯类弹性体发泡体。
(评价)
对实施例和比较例的发泡体进行下述的测定或评价。然后,将其结果示于表1。
(表观密度)
用宽度:20mm、长度:20mm尺寸的冲裁模对发泡体进行冲裁,制成片状的试验片。通过游标卡尺测定该试验片的尺寸。另外,用测定端子的直径(φ)为20mm的1/100直读式厚度计测定试验片的厚度。由该值算出试验片的体积。接着,用电子天平测定试验片的重量。通过试验片的体积和试验片的重量,根据下式算出发泡体的表观密度(g/cm3)。
发泡体的表观密度(g/cm3)=(试验片的重量)/(试验片的体积)
(50%压缩时的回弹力(50%压缩时的对抗回弹载荷、50%压缩荷重))
根据JIS K 6767记载的压缩硬度测定法进行测定。
将发泡体切成宽度:30mm、长度:30mm,制成片状的试验片。接着,将该试验片以压缩速度:10mm/min沿厚度方向压缩至压缩率为50%,将此时的应力(N)换算成每单位面积(1cm2),作为回弹力(N/cm2)。
(高温时的厚度恢复率)
将发泡体切成宽度:30mm、长度:30mm,制成片状的试验片。准确测定该试验片的厚度,作为厚度a。需要说明的是,在试验片的厚度低于5mm的情况下,试验片可重叠使用。接着,利用夹具,用2张压缩板(铝板)从试验片的两面沿厚度方向压缩试验片,以使其成为相对初始厚度为20%的厚度(即,80%压缩状态),维持该压缩状态,在湿度50%、温度80℃的条件下保管22小时。经过22小时后、在23℃气氛下,解除试验片的压缩状态,放置24小时。放置后,准确测定试验片的厚度,作为厚度b。
由厚度a、厚度b,通过下述式,算出高温时的厚度恢复率(%)。
高温时的厚度恢复率(%)=(厚度b/厚度a)×100
需要说明的是,厚度a和厚度b是在温度为23±2℃、相对湿度为50±5%的环境下测定的。
(平均泡孔直径、最大泡孔直径)
利用数码显微镜(商品名“VHX-500”、KEYENCE CORPORATION制造)获取发泡体气泡部的放大图像,使用该测量设备的分析软进行图像分析,由此求出各泡孔的气泡直径(μm),求出平均泡孔直径(μm)和最大泡孔直径(μm)。获取的放大图像的气泡数为200个左右。需要说明的是,泡孔直径是求出泡孔的面积并进行圆当量直径换算得到的值。
(23℃下的防尘性)
发泡体的防尘的测定是根据日本特开2011-162717号公报中的动态防尘性的评价方法进行的。防尘性的测定在发泡体的压缩率为50%时进行。另外,测定时的温度为23℃。
具体而言,如下操作来测定。将发泡体冲裁成图1所示的框状(窗框状)(宽度:1mm),制作测定用样品。
将该测定用样品以沿厚度方向压缩成相对于初始厚度为50%厚度的状态(50%压缩状态)安装到评价容器中(参照图2和图3)。如图2所示,测定用样品设置在泡沫压缩板和固定于底板的铝板上的黑色亚克力板之间。在安装了测定用样品的评价容器中,通过测定用样品而形成内部的一定区域被封闭的体系。
安装后,向评价容器的粉末供给部加入作为粉尘的玉米淀粉(粒径:17μm)0.1g,将评价容器放入滚筒式落下试验器(旋转式落下装置),以1rpm的速度使其旋转。
于是,以得到目标撞击次数的方式旋转规定次数后,计测从粉末供给部通过测定用样品侵入评价容器内部的颗粒(粉尘、玉米淀粉)的个数。
侵入评价容器内部的颗粒数是如下求出的:用显微镜观察在铝板上的黑色亚克力板和作为盖板的黑色亚克力板上附着的颗粒,对于铝板侧的黑色亚克力板和盖板侧的黑色亚克力板,制作静态图像,使用图像分析软件进行2值化处理,求出各自的颗粒的个数并将它们合计。需要说明的是,为了减少空气中的浮游粉尘的影响,观察在洁净工作台内进行。
(80℃下的防尘性)
与上述23℃下的防尘性同样地安装样品,将投入了玉米淀粉的评价容器在80℃的高温环境下保管22小时。保管后,在常温环境下放置2小时后进行防尘性的测定。测定时的温度为23℃。
需要说明的是,作为防尘性的指标,从提高防尘性的方面来看,优选为100000以下、更优选为50000以下。
(熔融张力)
熔融张力的测定使用Malvern公司制造的Capillary Extrusion Rheometer,通过直径为2mm、长度为20mm的毛细管、以8.8mm/min的恒定速度挤出树脂,测定以2m/min的牵引速度牵引该树脂时的张力作为熔融张力。
需要说明的是,在测定中,使用发泡成型前的颗粒。另外,测定时的温度为设从树脂的熔点起高温侧10±2℃的温度。
(应变硬化率)
测定使用发泡成型前的颗粒。利用经加热的热板压制将该颗粒成型为厚度1mm的片状,得到片,从该片切出样品(长:10mm、宽:10mm、厚度:1mm)。
利用上述样品,使用单轴拉伸粘度计(TA Instruments,Inc.制造),测定在应变速度0.1[1/s]下的单轴拉伸粘度。然后,由下述式求出应变硬化率。
应变硬化率=logηmax/logη0.2
(ηmax表示单轴拉伸粘度中达到最高时的拉伸粘度、η0.2表示应变ε为0.2时的拉伸粘度。)
需要说明的是,测定时的温度设为树脂的熔点。
[表1]
产业上的可利用性
本发明的树脂发泡体和发泡构件的高温时的恢复性优异,在常温时具有优异的防尘性不言而喻,在高温环境下保存后的防尘性也优异。因此,适宜用作电气或电子设备用。
附图标记说明
1     测定用样品
2     安装有测定用样品的评价容器
211   黑色亚克力板(盖板侧的黑色亚克力板)
212   黑色亚克力板(铝板侧的黑色亚克力板)
22    测定用样品
23    铝板
24    底板
25    粉末供给部
26    螺栓
27    泡沫压缩板
28    盖板固定零件

Claims (15)

1.一种树脂发泡体,其特征在于,由下述所定义的高温时的厚度恢复率为25%以上,平均泡孔直径为10~200μm,最大泡孔直径为300μm以下,
高温时的厚度恢复率:将片状的树脂发泡体在80℃气氛下以使其成为相对于初始厚度为20%的厚度的方式沿厚度方向压缩22小时,然后在23℃气氛下解除压缩状态,从压缩状态解除起24小时后的厚度相对于初始厚度的比率。
2.根据权利要求1所述的树脂发泡体,进而,其表观密度为0.01~0.20g/cm3,50%压缩时的回弹力为0.1~4.0N/cm2
3.根据权利要求1或2所述的树脂发泡体,其中,构成所述树脂发泡体的树脂为热塑性树脂。
4.根据权利要求3所述的树脂发泡体,其中,所述热塑性树脂为聚酯。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的树脂发泡体,所述树脂发泡体是经过使高压气体浸渗到树脂组合物中、然后减压的工序而形成的。
6.根据权利要求5所述的树脂发泡体,其是经过使高压气体浸渗到由所述树脂组合物构成的未发泡成型物中、然后减压的工序而发泡,由此形成的。
7.根据权利要求5所述的树脂发泡体,其是经过使高压气体浸渗到熔融的树脂组合物中、然后减压的工序而发泡,由此形成的。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的树脂发泡体,其是在使高压气体浸渗、然后减压的工序之后进一步加热而形成的。
9.根据权利要求5~8中任一项所述的树脂发泡体,其中,所述气体为非活性气体。
10.根据权利要求5~9中任一项所述的树脂发泡体,其中,所述气体为二氧化碳气体。
11.根据权利要求5~10中任一项所述的树脂发泡体,其中,所述高压气体为超临界状态的气体。
12.一种发泡构件,其特征在于,其包含权利要求1~11中任一项所述的树脂发泡体。
13.根据权利要求12所述的发泡构件,其在所述树脂发泡体上具有粘合剂层。
14.根据权利要求13所述的发泡构件,其中,所述粘合剂层夹着薄膜层形成在所述树脂发泡体上。
15.根据权利要求13或14所述的发泡构件,其中,所述粘合剂层为丙烯酸类粘合剂层。
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