JP2005047192A - 樹脂発泡体複合板 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量で高い剛性を有し、パネルとして用いた場合に、寸法安定性に優れ、そりが発生し難い樹脂発泡体複合板を提供する。
【解決手段】 延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムからなる積層シートが、熱可塑性樹脂発泡体の少なくとも片面に積層されてなる樹脂発泡体複合板であって、延伸オレフィン系樹脂シートの延伸倍率が１０〜４０倍であり、熱可塑性樹脂フィルムがエチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、樹脂発泡体複合板に関し、建材用パネル、車両部材用パネル、土木資材用パネルなどに好適に用いられる樹脂発泡体複合板に関する。

従来、建材用パネル、車両部材用パネル、土木資材用パネルなどに用いられる材料としては、例えば特許文献１に開示されているように、繊維強化樹脂シートが接着された発泡パネルからなる軽量補強材などが用いられ、繊維強化樹脂シートとしてはガラス繊維で強化されたものが多用されていた。

しかし、上記のような軽量補強材は、リサイクルが困難な点や、分別廃棄処理が必要な点などの問題があるため、リサイクル性に優れた樹脂を用いた材料が求められ、例えばポリオレフィン系の樹脂シートなどが検討されていたが、一般にポリオレフィン系の樹脂シートは、強度が不十分であるとともに、熱伸縮などの度合いが大きく寸法安定性が劣るという問題があった。

このため、例えば、ポリオレフィン系樹脂シートが接着された発泡パネルを合板などの木材に貼合して建材用パネルとして用いた場合、ポリオレフィン系樹脂シートが接着された面の熱伸縮が大きくなりすぎて、パネルが湾曲しそりが発生したりし易くなると言う問題もあった。

このため、リサイクル性に優れた樹脂を用いた材料であって、軽量で高い剛性を有し、木材などの被着体に貼合してパネルとして用いた場合に、そりが発生しにくく寸法安定性に優れた、建材用パネル、車両部材用パネル、土木資材用パネルなどに好適な材料が求められていた。

特開平１１−３３６２９８号公報

本発明者は上記従来の問題を解決すべく検討の結果、熱可塑性樹脂発泡体と特定の延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムを用いた樹脂発泡体複合板において上記問題が解決できることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明の目的は、リサイクル性に優れた樹脂を用いた材料であって、軽量で高い剛性を有し、パネルとして用いた場合に、寸法安定性に優れ、そりが発生し難い樹脂発泡体複合板を提供することにある。

本発明の樹脂発泡体複合板は、延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムからなる積層シートが、熱可塑性樹脂発泡体の少なくとも片面に積層されてなる樹脂発泡体複合板であって、延伸オレフィン系樹脂シートの延伸倍率が１０〜４０倍であり、熱可塑性樹脂フィルムがエチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムであることを特徴とする。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、上記延伸オレフィン系樹脂シートの延伸倍率は、１０〜４０倍とされ、より好ましくは１５〜３５倍である。延伸倍率が小さ過ぎると充分な引張弾性率が発揮されないことがあり、また、熱伸縮が大きくなりすぎることがある。延伸倍率が大きくなり過ぎると延伸成形時にシートが破断し易くなることがある。

上記延伸オレフィン系樹脂シートを構成するオレフィン系樹脂としては、シート形成能を有する任意のオレフィン系樹脂が使用でき、例えば、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ペンテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体等が挙げられ、高密度ポリエチレン樹脂が好適に使用される。

上記高密度ポリエチレン樹脂の密度は小さくなると延伸しても形状追随性が向上しなくなるので、０．９４ｇ／ｃｍ³以上が好ましい。

また、高密度ポリエチレン樹脂の重量平均分子量は、小さくなり過ぎると延伸しても剛性があまり向上せず、大きくなり過ぎると成形や延伸がしにくくなるので、２０万〜５０万が好ましく、メルトインデックス（ＭＩ）は成形性が優れている０．１〜２０が好ましく、より好ましくは０．２〜１０である。

本発明においては、上記高密度ポリエチレンを単独で用いてもよいが、他のポリオレフィンを高密度ポリエチレン１００重量部に対し３０重量部以下の割合で混入させてもよい。併用される他のポリオレフィンとしては、例えば、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニルなどを挙げることができる。

更に上記高密度ポリエチレンは架橋されたものが用いられてもよい。この場合得られる樹脂シートのゲル分率は２０％以上であることが好ましい。

上記オレフィン系樹脂シートの延伸方法は従来公知の任意の方法が採用されてよいが、１０〜４０倍と高度に延伸するのであるから、オレフィン系樹脂シートを圧延した後、延伸又は延伸を複数回繰り返す多段延伸する方法が好ましい。

上記圧延は、オレフィン系樹脂シートを一対の反対方向に回転するロールに供給し、押圧してシートの厚みを薄くすると共に伸長する方法であり、圧延されたシートは延伸シートとは異なり、オレフィン系樹脂が配向されることなく緻密になっているので、高度に延伸しやすくなっている。

圧延温度は、低くなると均一に圧延できず、高くなると溶融切断するので、圧延する際のロール温度は、圧延するオレフィン系樹脂シートのオレフィン系樹脂の「融点−４０℃」〜融点の範囲が好ましく、より好ましくは、オレフィン系樹脂の「融点−３０℃」〜「融点−５℃」である。

尚、本発明において、融点とは示差走査型熱量測定機（ＤＳＣ）で熱分析を行った際に認められる、結晶の融解に伴う吸熱ピークの最大点をいう。

又、圧延倍率は小さいと後の延伸に負担がかかり、大きくするのは圧延が困難になるので４〜１０倍が好ましい。尚、本発明において、圧延倍率及び延伸倍率は、圧延又は延伸前のシートの断面積を圧延又は延伸後のシートの断面積で除した値である。

上記延伸は、従来公知の任意の方法でよく、例えば、ロール延伸法、ゾーン延伸法により、ヒータや熱風により加熱しながら延伸する方法が挙げられる。

延伸温度は、低くなると均一に延伸できず、高くなるとシートが溶融切断するので、延伸するオレフィン系樹脂シートのオレフィン系樹脂の「融点−６０℃」〜融点の範囲が好ましく、より好ましくは、オレフィン系樹脂の「融点−５０℃」〜「融点−５℃」である。

又、圧延後の延伸倍率は、全体の延伸倍率が１０〜４０倍であるから、圧延倍率を考慮し、全体の延伸倍率がこの範囲にはいるように決定すればよいが、圧延後の延伸が少ないと機械的強度が向上しないので、２倍以上が好ましく、より好ましくは３倍以上である。尚、全体の延伸倍率は圧延倍率と圧延後の延伸倍率を乗じた数値である。

延伸オレフィン系樹脂シートは、薄くなると機械的強度が低下し、厚くなると延伸方向に割れやすくなるため、その厚みは一般に０．０５〜１．５ｍｍであり、好ましくは０．１５〜０．７ｍｍである。

本発明の樹脂発泡体複合板においては、上記延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムからなる積層シートが、熱可塑性樹脂発泡体の少なくとも片面に積層されてなるものである。上記積層シートが用いられることにより、延伸オレフィン系樹脂シートの割れを防止し、また、熱可塑性樹脂発泡体に積層する際の熱融着性や接着性を向上することができる。

上記熱可塑性樹脂フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂発泡体との積層性に優れる点で、エチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムが用いられる。エチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムを用いることにより、低温での融着や接着が可能となり、加熱による発泡体の破泡を防止できるだけでなく、延伸シートの緩和が抑制され寸法変化の増大や弾性率の減少を抑制することができる。

上記熱可塑性樹脂フィルムの厚みとしては、特に限定されないが、厚過ぎると得られる積層シートの剛性が大きくなり過ぎる傾向があるので、一般に０．０１〜０．３ｍｍであり、好ましくは０．０２〜０．１ｍｍである。

上記熱可塑性樹脂フィルムは、延伸オレフィン系樹脂シートの片面に積層されたものであってもよいし、両面に積層されたものであってもよい。

上記積層シートは、上記延伸オレフィン系樹脂シートと熱可塑性樹脂フィルムが複数用いられ、例えば交互に積層された多層構成であってもよい。また、延伸オレフィン系樹脂シートの延伸方向が直交するように重ね合わせて積層された構成であってもよい。上記の多層構成や積層構成によれば、得られる樹脂発泡体複合板の剛性が向上する点で好ましい。

本発明における熱可塑性樹脂発泡体としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂発泡体、ポリプロピレン系樹脂発泡体、ポリスチレン系樹脂発泡体、アクリル系樹脂発泡体、熱可塑性ウレタン系樹脂発泡体、ネオプレンゴム系発泡体、ブチルゴム系発泡体等が挙げられれ、中でも、熱融着性と剛性のバランスの点でポリスチレン系樹脂発泡体、アクリル系樹脂発泡体、熱可塑性ウレタン系樹脂発泡体であることが好ましい。また、これらの樹脂発泡体は単独で用いられてもよいし、２種以上を組み合わせた積層体として用いられてもよい。

樹脂発泡体の発泡倍率は、特に限定されないが、１０〜６０倍であることが好ましく、より好ましくは２０〜５０倍である。発泡倍率が１０倍よりも低いと断熱性や保温性が低下し易くなり、一方、６０倍を超えると剛性が不十分になることがある。

熱可塑性樹脂発泡体の厚みは、特に限定されないが、軽量性と剛性のバランスの点で、上記延伸オレフィン系樹脂シートや熱可塑性樹脂フィルムが用いられた積層シートの厚みよりも厚くされることが好ましく、通常１０〜５０ｍｍとされる。
（作用）

本発明によれば、特定のオレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムが用いられるので、リサイクル性に優れると共に、延伸倍率が１０〜４０倍という高度なレベルに延伸されることで、オレフィン系樹脂シートの欠点である熱伸縮性が改善され、この延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムからなる積層シートが熱可塑性樹脂発泡体に積層されると、熱可塑性樹脂発泡体が補強されるとともに、積層面の寸法安定性を向上することができる。この作用機構については必ずしも明らかではないが、オレフィン系樹脂からなる材料を極めて高度に延伸することによる高度な分子配向によって、熱伸縮特性の変化が生じるものと考えられる。

また、一般にポリオレフィン系材料は他の材料との接着性が不十分になることがあるが、上記のような延伸ポリオレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂シートからなる積層シートを用いることにより、熱可塑性樹脂発泡体との融着性や接着性が向上し、低温での積層が可能となり、良好な積層体を得ることが可能となる。

本発明によれば、特定の延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムからなる積層シートが熱可塑性樹脂発泡体の少なくとも片面に積層されてなることを特徴とするので、リサイクル性に優れるとともに、軽量で高い剛性を有し、パネルとして用いた場合に、寸法安定性に優れ、そりが発生し難い樹脂発泡体複合板を提供することができる。

また、熱可塑性樹脂フィルムとしてエチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムを用いるので、延伸オレフィン系樹脂シートや熱可塑性樹脂発泡体との積層時において、優れた融着性や接着性が得られ、良好な積層体を得ることができる。

以下に実施例および比較例を示すことにより、本発明を具体的に説明する。
尚、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
重量平均分子量（Ｍｗ）３．３×１０⁵、融点１３５℃の高密度ポリエチレン（日本ポリケム社製）を押出機に供給して樹脂温度２００℃で溶融混練した後、Ｔダイを用いてシート状に吐出し、吐出されたシート状の溶融混練物をロール温度１１０℃に制御したカレンダー成形機にて幅３４０ｍｍ、厚さ６．０ｍｍのシートに成形してポリエチレン樹脂シートを得た。

得られたポリエチレン樹脂シートを１２０℃に加熱した圧延成形機（積水工機製作所製）を用いて圧延倍率９．４倍に圧延し、幅３４０ｍｍ、厚み６４０μｍの圧延シートを得た。

得られた圧延シートを１１０℃に加熱された熱風加熱式の多段延伸装置（協和エンジニアリング製）にて倍率が１．８倍の多段延伸を行い、総延伸倍率１７．０倍、幅２４０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの延伸ポリエチレン樹脂シートを得た。得られた延伸ポリエチレン樹脂シートの延伸方向の引張弾性率は１５ＧＰａであった。

上記延伸ポリエチレン樹脂シートの片面にホットメルト型のエチレン酢酸ビニル系樹脂フィルム（軟化温度１１０℃、１８０℃での溶融粘度９００ｍＰａ・ｓ）を積層して、幅２４０ｍｍ、厚さ０．５３ｍｍの積層シートを得た。

上記積層シートをポリスチレン系樹脂発泡体（発泡倍率２０倍、厚さ２０ｍｍ）の片面に、１１０℃に加熱したホットプレスを用いて積層し樹脂発泡体複合板を得た。

（比較例１）
ポリスチレン系樹脂発泡体の片面にＦＲＰを積層（ガラス繊維強化シートをポリエステル樹脂によりハンドレイアップ）し樹脂発泡体複合板を得た。

（比較例２）
重量平均分子量（Ｍｗ）３．３×１０⁵、融点１３５℃の高密度ポリエチレン（日本ポリケム社製）を押出機に供給して樹脂温度２００℃で溶融混練した後、Ｔダイを用いてシート状に吐出し、吐出されたシート状の溶融混練物をロール温度１１０℃に制御したカレンダー成形機にて幅３４０ｍｍ、厚さ６．０ｍｍのシートに成形してポリエチレン樹脂シートを得た。

得られたポリエチレン樹脂シートを１２０℃に加熱した圧延成形機（積水工機製作所製）を用いて圧延倍率９．４倍に圧延し、幅３４０ｍｍ、厚み６４０μｍの圧延シートを得た。

得られた圧延シートを１１０℃に加熱された熱風加熱式の多段延伸装置（協和エンジニアリング製）にて倍率が１．８倍の多段延伸を行い、総延伸倍率１７．０倍、幅２４０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの延伸ポリエチレン樹脂シートを得た。得られた延伸ポリエチレン樹脂シートの延伸方向の引張弾性率は１５ＧＰａであった。

上記延伸ポリエチレン樹脂シートの片面に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（軟化温度１２０℃）を積層して、幅２４０ｍｍ、厚さ０．５３ｍｍの積層シートを得た。

上記積層シートをポリスチレン系樹脂発泡体（発泡倍率２０倍、厚さ２０ｍｍ）の片面に、１１０℃に加熱したホットプレスを用いて積層したが、熱融着することができなかった。更に１２０℃に加熱したホットプレスを用いて積層したが、発泡体の表層部に破泡が発生して厚みが減少し、積層体の厚みが約１０ｍｍとなった。

上記実施例及び比較例について以下の方法で評価した。尚、方向性のあるものについては、延伸ポリエチレン樹脂シートの延伸方向について評価した。評価結果は表１に示した。
（重量）
得られた樹脂発泡体複合板を幅２５ｍｍ、長さ１０００ｍｍに切断し重量を測定した。
（積層面の寸法変化）
得られた樹脂発泡体複合板の積層面における、５℃〜８０℃の温度変化に対する寸法変化を測定し変化率を求めた。正値は膨張、負値は収縮を示す。
（パネルのそり）
実施例１及び比較例１で得られた樹脂発泡体複合板を合板に貼合したパネルを作成し、５℃〜８０℃の温度変化をさせた場合のそりの発生状況について目視評価した。
（曲げ弾性率）
得られた樹脂発泡体複合板について、ＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠し、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎ、スパン間１８０ｍｍで測定を行い、曲げ弾性率を算出した。

表１より明らかなように、本発明においては、リサイクル容易なポリオレフィン系材料を用いているにも拘わらず、従来のＦＲＰを用いた樹脂発泡体複合板と同様に、寸法変化が小さく、パネルとして用いた場合にそりが発生し難いことが判明した。また、低い融着温度で樹脂発泡体と積層するができ、このため、積層時に発泡体が破泡することを防止できるだけでなく、延伸シートの緩和を防ぐことにより寸法変化の増大や弾性率の減少を抑制することができる。

Claims (1)

1. 延伸オレフィン系樹脂シート及び熱可塑性樹脂フィルムからなる積層シートが、熱可塑性樹脂発泡体の少なくとも片面に積層されてなる樹脂発泡体複合板であって、延伸オレフィン系樹脂シートの延伸倍率が１０〜４０倍であり、熱可塑性樹脂フィルムがエチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムであることを特徴とする樹脂発泡体複合板。