JP2015189835A - 熱可塑性樹脂発泡シート、積層発泡シート及び積層発泡シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】音質が良く、軽量・薄型化が容易であり、安価なスピーカーの部材として使用可能な、熱可塑性樹脂発泡シート、積層発泡シート及び積層発泡シートの製造方法の提供を課題とする。【解決手段】気泡を有する熱可塑性樹脂発泡シートであって、厚みが0.10〜1.00mm、見掛け密度が0.30〜1.50g/cm3であり、且つ該シートの厚み方向に10μm以上の空隙を気泡として、該シートの押出方向に沿って厚み方向に切った断面における厚み方向の平均気泡径(VD)と、該断面における押出方向の平均気泡径(MD)の比(VD/MD)が0.20未満である、熱可塑性樹脂発泡シート。【選択図】図3
Description
本発明は、熱可塑性樹脂発泡シート、積層発泡シート及び積層発泡シートの製造方法に関する。
携帯電話やタブレット端末などの移動通信端末には、小型スピーカーが搭載されている。このスピーカーの音質を左右する部材としてスピーカー振動板があり、例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂発泡シートを使用したスピーカー振動板が提案されている(特許文献1)。
特許文献1に開示されたスピーカー振動板は、その樹脂の特性を活かした耐熱性を有し、高温下における音質の低下を改善できるとしている。しかしながら、芳香族ポリカーボネート系樹脂は、ポリスチレン系樹脂と比べると、原料として高価であり、成形性に劣るという問題があった。また、近年の移動通信端末においては、特許文献1が開示された当時の電子機器と比べて高温になり難いため、スピーカー振動板に求められる特性として、高温耐性よりも、音質が良いこと、軽量薄型であること、安価であること等の方がユーザーに求められる傾向にある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、音質が良く、軽量・薄型化が容易であり、安価なスピーカーの部材として使用可能な、熱可塑性樹脂発泡シート、積層発泡シート及び積層発泡シートの製造方法の提供を課題とする。
本発明の熱可塑性樹脂発泡シートは、気泡を有する熱可塑性樹脂発泡シートであって、厚みが0.10〜1.00mm、見掛け密度が0.30〜1.50g/cm3であり、且つ該シートの厚み方向に10μm以上の空隙を気泡として、該シートの押出方向に沿って厚み方向に切った断面における厚み方向の平均気泡径(VD)と、該断面における押出方向の平均気泡径(MD)の比(VD/MD)が0.20未満である。
本発明の積層発泡シートは、前記熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に無機質層が設けられたシートである。
本発明の積層発泡シートは、スピーカーの振動板として好適に用いられる。
本発明の積層発泡シートは、スピーカーの振動板として好適に用いられる。
本発明の積層発泡シートの製造方法は、熱可塑性樹脂及び発泡剤が含まれた一次発泡シートを得る工程と、前記一次発泡シートをさらに加熱発泡させて二次発泡シートを得る工程と、前記二次発泡シートをプレス成型で圧縮し、熱可塑性樹脂発泡シートを得る工程と、
前記熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に無機質層を積層し、積層発泡シートを得る工程と、を有する。
前記熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に無機質層を積層し、積層発泡シートを得る工程と、を有する。
本発明の熱可塑性樹脂発泡シート及び積層発泡シートは、比較的安価な樹脂によって構成可能であり、軽量で薄く、スピーカーの振動板として使用することにより良好な音質が得られる。
本発明の積層発泡シートの製造方法によれば、ユーザーが求める仕様に応じて、軽量化及び薄型化の程度を容易に調整可能であり、比較的安価な樹脂を使用して、良好な音質が得られるスピーカーの振動板として利用可能な積層発泡シートを製造できる。
本発明の積層発泡シートの製造方法によれば、ユーザーが求める仕様に応じて、軽量化及び薄型化の程度を容易に調整可能であり、比較的安価な樹脂を使用して、良好な音質が得られるスピーカーの振動板として利用可能な積層発泡シートを製造できる。
《熱可塑性樹脂発泡シート》
本発明の第一実施態様の熱可塑性樹脂発泡シート(以下、単に樹脂発泡シートということがある。)は、気泡を有する熱可塑性樹脂発泡シートであって、厚みが0.10〜1.00mm、見掛け密度が0.30〜1.50g/cm3であり、且つ該シートの厚み方向に10μm以上の大きさを有する空隙を気泡として、該シートの押出方向に沿って厚み方向に切った断面における厚み方向の平均気泡径(VD)と、該断面における押出方向の平均気泡径(MD)との比(VD/MD)が0.20未満である。
本発明の第一実施態様の熱可塑性樹脂発泡シート(以下、単に樹脂発泡シートということがある。)は、気泡を有する熱可塑性樹脂発泡シートであって、厚みが0.10〜1.00mm、見掛け密度が0.30〜1.50g/cm3であり、且つ該シートの厚み方向に10μm以上の大きさを有する空隙を気泡として、該シートの押出方向に沿って厚み方向に切った断面における厚み方向の平均気泡径(VD)と、該断面における押出方向の平均気泡径(MD)との比(VD/MD)が0.20未満である。
上記の様に気泡が扁平であると、薄い樹脂発泡シートの厚み方向に複数若しくは多数の気泡を配置することが可能となる。気泡数を多くすることにより、スピーカーの振動板として使用した場合の音質評価に関する内部損失(tanδ)を大きくして、音質を向上させることができる。さらに、当該樹脂発泡シートは、その厚みが薄くて軽量であるため、携帯電話、タブレット、モバイルPC等の移動通信端末への搭載に適している。また、当該樹脂発泡シートは、ポリスチレン系樹脂を原材料として容易に製造することができるため、従来のポリカーボネート系樹脂製のシート(振動板)よりも低コストで製造することができる。
樹脂発泡シートの厚みは、0.10mm〜1.00mmの範囲であり、0.10mm〜0.90mmが好ましく、0.10mm〜0.80mmがより好ましく、0.10mm〜0.70mmがさらに好ましい。
上記範囲の厚みであると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、良好な音質を得ることができる。さらに、当該スピーカーの薄型化を図ることができる。
上記範囲の厚みであると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、良好な音質を得ることができる。さらに、当該スピーカーの薄型化を図ることができる。
樹脂発泡シートの見掛け密度は、0.30〜1.50g/cm3の範囲であり、0.30〜1.30g/cm3が好ましく、0.30〜1.20g/cm3がより好ましく、0.30〜1.10g/cm3がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その用途に求められる音質を損なわずに構造的強度を高めることができる。
上記範囲の上限値以下であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その用途に求められる構造的強度及び音質を損なわずに軽量化することができる。
上記範囲の下限値以上であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その用途に求められる音質を損なわずに構造的強度を高めることができる。
上記範囲の上限値以下であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その用途に求められる構造的強度及び音質を損なわずに軽量化することができる。
本発明において、樹脂発泡シートが有する気泡は、当該樹脂発泡シートの厚み方向に10μm以上の大きさを有する空隙である。通常、樹脂発泡シートの押出方向に沿って厚み方向に切った断面において、樹脂発泡シートの厚み方向には複数の気泡が形成されている。
これら複数の気泡の前記厚み方向の平均気泡径(VD)は、後述する(VD/MD)比を満たす限り特に制限されないが、例えば、10μm〜200μmの範囲が好ましく、15μm〜150μmの範囲がより好ましく、20μm〜100μmの範囲がさらに好ましい。上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い傾向がある。
これら複数の気泡の前記厚み方向の平均気泡径(VD)は、後述する(VD/MD)比を満たす限り特に制限されないが、例えば、10μm〜200μmの範囲が好ましく、15μm〜150μmの範囲がより好ましく、20μm〜100μmの範囲がさらに好ましい。上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い傾向がある。
樹脂発泡シートの前記断面において、当該樹脂発泡シートの押出方向には、通常、複数の気泡が形成されている。
これら複数の気泡の前記押出方向の平均気泡径(MD)は、後述する(VD/MD)比を満たす限り特に制限されないが、例えば、100μm〜1500μmの範囲が好ましく、200μm〜1000μmの範囲がより好ましく、300μm〜700μmの範囲がさらに好ましい。上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い傾向がある。
これら複数の気泡の前記押出方向の平均気泡径(MD)は、後述する(VD/MD)比を満たす限り特に制限されないが、例えば、100μm〜1500μmの範囲が好ましく、200μm〜1000μmの範囲がより好ましく、300μm〜700μmの範囲がさらに好ましい。上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い傾向がある。
前記厚み方向の平均気泡径(VD)と、前記押出方向の平均気泡径(MD)の比(VD/MD)は0.20未満であり、0.01〜0.18が好ましく、0.03〜0.16がより好ましく、0.05〜0.14がさらに好ましい。
上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い。
上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い。
前記厚み方向の平均気泡径(VD)と、前記押出方向の平均気泡径(MD)を求める好適な方法として、例えば、樹脂発泡シートの押出方向に沿って厚み方向に切った断面を光学顕微鏡で拡大観察し、その視野内における複数の気泡(例えば5個以上)について、各々の前記厚み方向の長さと前記押出方向の長さを計測し、それらの算術平均(相加平均)を算出する方法が挙げられる。
樹脂発泡シートの押出方向は、製造時にシートが押し出される方向(すなわち、シートの進行方向、シートの引き取り方向)である。通常、シートの押出方向は、シートの幅方向に直交する方向であることが多い。本発明の趣旨に基づくと、押出方向の精度は厳密に限定されるものではなく、真の押出方向に対して、製造後の樹脂発泡シートにおいて想定される押出方向は、±30度程度(好ましくは±15度程度、より好ましくは±5度程度、)のズレは許容されると考えられる。なお、樹脂発泡シートの押出方向と幅方向の区別は、気泡構造を観察することによって行うことができる。
樹脂発泡シートには、前記断面における気泡と気泡の間に、前記気泡よりも小さい空隙が1つ以上又は多数形成されていてもよい。この小さい空隙の形状は、明確に識別可能な形状(例えば細長い楕円形)であってもよいし、明確には識別し難い(形容し難い)不定形であってもよい。この小さい空隙が前記気泡間に形成されていると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い傾向がある。
(熱可塑性樹脂の種類)
樹脂発泡シートを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられ、中でもポリスチレン系樹脂が好ましい。
樹脂発泡シートを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられ、中でもポリスチレン系樹脂が好ましい。
ポリスチレン系樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、i−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体;スチレン系モノマーを主成分とし、スチレン系モノマーとこれに重合可能なビニルモノマーとの共重合体:スチレン系モノマーとブタジエン等のゴム分との共重合体や、スチレン系モノマーの単独重合体もしくはこれらの共重合体もしくはスチレン系モノマーとビニルモノマーとの共重合体とジエン系のゴム状重合体との混合物又は重合体である、いわゆるハイインパクトポリスチレン;等が挙げられる。
スチレン系モノマーと重合可能なビニルモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレート等の二官能性モノマー等が挙げられる。これらのビニルモノマーは、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
ジエン系のゴム状重合体としては、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体等が挙げられる。
これらのポリスチレン系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
ポリスチレン系樹脂としては、スチレンを50質量%以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、中でもポリスチレンがより好ましい。
スチレン系モノマーと重合可能なビニルモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレート、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレート等の二官能性モノマー等が挙げられる。これらのビニルモノマーは、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
ジエン系のゴム状重合体としては、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体等が挙げられる。
これらのポリスチレン系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
ポリスチレン系樹脂としては、スチレンを50質量%以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、中でもポリスチレンがより好ましい。
ポリスチレン系樹脂としては、市販されているポリスチレン系樹脂、懸濁重合法等の方法で新たに調製されたポリスチレン系樹脂等、リサイクル原料でないポリスチレン系樹脂でもよいし、リサイクル原料のポリスチレン系樹脂でもよい。
リサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレー等を回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したもの;ポリスチレン樹脂発泡シートにポリスチレン樹脂非発泡シートを積層したものを食品包装用トレーに加熱成形し、食品包装用トレーを打ち抜いた後に生じる端材を粉砕し、溶融混練してリペレット化したもの;等が挙げられる。また、使用することができるリサイクル原料は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品(例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン等)、事務用機器(例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等)等から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレット化したものが挙げられる。
リサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレー等を回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したもの;ポリスチレン樹脂発泡シートにポリスチレン樹脂非発泡シートを積層したものを食品包装用トレーに加熱成形し、食品包装用トレーを打ち抜いた後に生じる端材を粉砕し、溶融混練してリペレット化したもの;等が挙げられる。また、使用することができるリサイクル原料は、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたもの以外にも、家電製品(例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン等)、事務用機器(例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等)等から分別回収された非発泡のポリスチレン系樹脂成形体を粉砕し、溶融混練してリペレット化したものが挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体や、オレフィン系モノマーを主成分とし、オレフィン系モノマーとこれに重合可能なビニルモノマーとの共重合体等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
樹脂発泡シートは、(メタ)アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等、ポリスチレン系樹脂及びポリオレフィン系樹脂以外の樹脂を含んでもよい。
また、樹脂発泡シートを構成する樹脂としては、ポリフェニレンエーテル系樹脂を用いてもよい。ポリフェニレンエーテル系樹脂は、それ単独で使用してもよいし、前記ポリスチレン系樹脂と配合して使用してもよい。前記ポリスチレン系樹脂にポリフェニレンエーテル系樹脂を配合することで、前記ポリスチレン系樹脂を単独で用いる場合に比べて、より耐熱性にも優れた樹脂発泡シートを得ることができる。
前記ポリスチレン系樹脂に前記ポリフェニレンエーテル系樹脂を配合する場合、ポリフェニレンエーテル系樹脂の割合は、全樹脂成分(100質量%)に対して、5質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上50質量%未満がより好ましい。この際、残部は前記ポリスチレン系樹脂によって構成されることが好ましい。
前記ポリスチレン系樹脂に前記ポリフェニレンエーテル系樹脂を配合する場合、ポリフェニレンエーテル系樹脂の割合は、全樹脂成分(100質量%)に対して、5質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上50質量%未満がより好ましい。この際、残部は前記ポリスチレン系樹脂によって構成されることが好ましい。
樹脂発泡シートは、上述した樹脂以外の任意成分を含有してもよい。その任意成分としては、例えば、発泡核剤、造核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられる。これらの任意成分は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。また、任意成分の種類、組み合わせ、その添加量等は、本発明の樹脂発泡シートの用途に応じて適宜決定される。
《積層発泡シート》
本発明の積層発泡シートは、前記熱可塑性樹脂発泡シート(前記樹脂発泡シート)の片面又は両面に無機質層が設けられた積層体である。
前記両面に設けられた無機質層の種類、厚み、大きさ(面積)は、同じでもよいし、異なってもよい。通常、積層発泡シートにおける無機質層は、樹脂発泡シートの表面の全体を覆うことが好ましい。
本発明の積層発泡シートは、前記熱可塑性樹脂発泡シート(前記樹脂発泡シート)の片面又は両面に無機質層が設けられた積層体である。
前記両面に設けられた無機質層の種類、厚み、大きさ(面積)は、同じでもよいし、異なってもよい。通常、積層発泡シートにおける無機質層は、樹脂発泡シートの表面の全体を覆うことが好ましい。
前記無機質層を構成する無機物質としては、例えば、金属、半導体、酸化珪素、セラミックス等が挙げられる。積層発泡シートをスピーカーの振動板の用途に使用する場合は、前記無機質層は金属によって構成されていることが好ましく、金属箔又は金属薄膜であることがより好ましい。前記金属の種類は特に制限されないが、例えば、アルミニウム、金などが適用可能であり、軽量なアルミニウムが好ましい。
前記無機質層を形成する方法は特に制限されず、金属箔を樹脂発泡シートの表面に接着する方法、スパッタ法、蒸着等の公知方法が適用できる。前記接着に使用する接着剤の種類は特に制限されず、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、ホットメルト(熱融着に適した)接着剤等が挙げられる。
前記無機質層の厚みは特に制限されないが、例えば、0.005mm〜0.12mm程度が好ましく、0.005mm〜0.10mm程度がより好ましい。
上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い傾向がある。
上記範囲であると、当該樹脂発泡シートをスピーカーの振動板に使用した場合に、その音質を向上させ易い傾向がある。
積層発泡シートはスピーカーの振動板の用途に好適に用いられる。当該振動板は、例えば、積層発泡シートを打ち抜き加工、切り取り加工等の公知方法によって、円形、楕円形、矩形、その他の多角形等の任意の形状の平板型、又はスピーカーコーン型に成形することにより得られる。
《積層発泡シートの製造方法》
本発明にかかる積層発泡シートの製造方法は、以下の4つの工程を有する。
工程1;熱可塑性樹脂及び発泡剤が含まれた一次発泡シート(原反)を得る工程
工程2;一次発泡シートをさらに加熱発泡させて二次発泡シートを得る工程
工程3;二次発泡シートをプレス成型で圧縮し、熱可塑性樹脂発泡シートを得る工程
工程4:熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に無機質層を積層することにより、積層発泡シートを得る工程
本発明にかかる積層発泡シートの製造方法は、以下の4つの工程を有する。
工程1;熱可塑性樹脂及び発泡剤が含まれた一次発泡シート(原反)を得る工程
工程2;一次発泡シートをさらに加熱発泡させて二次発泡シートを得る工程
工程3;二次発泡シートをプレス成型で圧縮し、熱可塑性樹脂発泡シートを得る工程
工程4:熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に無機質層を積層することにより、積層発泡シートを得る工程
工程1における一次発泡シート(原反)は、例えば、前記熱可塑性樹脂及び発泡剤が混練された樹脂組成物を押出機に供給して、押出成形するとともに一次発泡させることにより得られる。押出成形の方法は、特に制限されず、例えば、シート状に押出す方法であってもよいし、いわゆるインフレーション成形であってもよい。
一次発泡シートを構成する熱可塑性樹脂は、前述した樹脂発泡シートを構成する熱可塑性樹脂と同様でよい。また、前記樹脂組成物には、前述した任意成分を含有させてもよい。
一次発泡シートに含有される前記発泡剤の種類は、特に制限されず、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素や、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ、中でも、ブタンが好適である。ブタンとしてはノルマルブタン又はイソブタンをそれぞれ単独で使用してもよいし、ノルマルブタンとイソブタンとを任意の割合で併用してもよい。これらの発泡剤は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
発泡剤の配合量は、発泡剤の種類や、樹脂発泡シートに求める見掛け密度等を勘案して決定され、例えば、樹脂100質量部に対して0.25〜6.0質量部が好ましい。
発泡剤の配合量は、発泡剤の種類や、樹脂発泡シートに求める見掛け密度等を勘案して決定され、例えば、樹脂100質量部に対して0.25〜6.0質量部が好ましい。
一次発泡シートを得る際の発泡温度は特に制限されず、例えば、150〜175℃が好ましく、155〜170℃がより好ましい。
一次発泡シートの発泡倍率は特に制限されず、二次発泡を容易にする観点から、例えば、樹脂組成物からなるシートの厚みを基準として、発泡後の一次シートの発泡倍率は2.0〜7.0倍が好ましく、2.5〜6.0倍がより好ましい。
一次発泡シートの平均密度(g/cm3)は特に制限されず、二次発泡を容易にする観点から、例えば、0.10〜0.40g/cm3が好ましく、0.15〜0.35g/cm3がより好ましい。
一次発泡シートの厚みは特に制限されず、二次発泡を容易にする観点から、例えば、坪量が、100〜300g/m2となる厚みが好ましく、100〜250g/m2となる厚みがより好ましい。
一次発泡シートの発泡倍率は特に制限されず、二次発泡を容易にする観点から、例えば、樹脂組成物からなるシートの厚みを基準として、発泡後の一次シートの発泡倍率は2.0〜7.0倍が好ましく、2.5〜6.0倍がより好ましい。
一次発泡シートの平均密度(g/cm3)は特に制限されず、二次発泡を容易にする観点から、例えば、0.10〜0.40g/cm3が好ましく、0.15〜0.35g/cm3がより好ましい。
一次発泡シートの厚みは特に制限されず、二次発泡を容易にする観点から、例えば、坪量が、100〜300g/m2となる厚みが好ましく、100〜250g/m2となる厚みがより好ましい。
工程2において、上記で得られた一次発泡シートをさらに加熱機により二次発泡させることにより、充分な大きさの空隙が多数形成された二次発泡シートが得られる。
二次発泡シートを得る際の発泡温度は特に制限されず、例えば、150〜200℃が好ましく、150〜180℃がより好ましい。
二次発泡シートの発泡倍率は特に制限されず、後工程で行う圧縮を容易にする観点から、例えば、一次発泡シートの厚みを基準として、発泡後の二次シートの発泡倍率は1.5〜2.5倍が好ましく、0.8〜2.3倍がより好ましい。
二次発泡シートの平均密度(g/cm3)は特に制限されず、後工程で行う圧縮を容易にする観点から、例えば、0.05〜0.2g/cm3が好ましく、0.07〜0.18g/cm3がより好ましい。
二次発泡シートの厚みは特に制限されず、後工程で行う圧縮を容易にする観点から、例えば、坪量が、100〜300g/m2となる厚みが好ましく、100〜250g/m2となる厚みがより好ましい。
二次発泡シートの発泡倍率は特に制限されず、後工程で行う圧縮を容易にする観点から、例えば、一次発泡シートの厚みを基準として、発泡後の二次シートの発泡倍率は1.5〜2.5倍が好ましく、0.8〜2.3倍がより好ましい。
二次発泡シートの平均密度(g/cm3)は特に制限されず、後工程で行う圧縮を容易にする観点から、例えば、0.05〜0.2g/cm3が好ましく、0.07〜0.18g/cm3がより好ましい。
二次発泡シートの厚みは特に制限されず、後工程で行う圧縮を容易にする観点から、例えば、坪量が、100〜300g/m2となる厚みが好ましく、100〜250g/m2となる厚みがより好ましい。
工程3において、上記で得られた二次発泡シートをプレス成形して圧縮することにより、圧縮シートが得られる。この圧縮シートは、前述した熱可塑性樹脂発泡シート(樹脂発泡シート)である。つまり、工程1、2及び3によって、本発明にかかる熱可塑性樹脂発泡シートを得ることができる。
前記圧縮において、平板成形型(平板成形カタ)を使用することにより、シート全体がより均一に圧縮され、前記気泡が比較的均一に分散された樹脂発泡シートを得ることができる。また、二次発泡シートの圧縮時に、シートを載置する台とカタの距離が所定以上に縮まらないようにする部材(クリアランス)を使用したり、プレス成形の圧力を調整したりすることにより、圧縮率(樹脂発泡シートの厚み)を所望に制御することができる。通常、二次発泡シートの厚みが1/10〜4/5程度に圧縮されるように圧縮することが好ましい。この圧縮時に当該二次発泡シートを加熱してもよい。
工程4において、例えば、前述した公知方法で樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に前記無機質層を形成することにより、目的の積層発泡シートを得ることができる。両面に前記無機質層を形成することは、比弾性率が向上し、高音域までの再生が可能になって、音質が向上するという理由で好ましい。
(工程1〜2を実施する製造装置の一例)
図4の一次発泡シートの製造装置200は、インフレーション成形により一次発泡シートを得る装置であり、押出機202と、発泡剤供給源208と、サーキュラーダイ210と、マンドレル220と、2つの巻取機240とを備える。
押出機202は、いわゆるタンデム型押出機であり、第一の押出部202aと第二の押出部202bとが配管206で接続された構成とされている。第一の押出部202aはホッパー204を備え、第一の押出部202aには、発泡剤供給源208が接続されている。
第二の押出部202bには、サーキュラーダイ210が接続され、サーキュラーダイ210の下流には、マンドレル220が設けられている。マンドレル220は、カッター222を備える。
図4の一次発泡シートの製造装置200は、インフレーション成形により一次発泡シートを得る装置であり、押出機202と、発泡剤供給源208と、サーキュラーダイ210と、マンドレル220と、2つの巻取機240とを備える。
押出機202は、いわゆるタンデム型押出機であり、第一の押出部202aと第二の押出部202bとが配管206で接続された構成とされている。第一の押出部202aはホッパー204を備え、第一の押出部202aには、発泡剤供給源208が接続されている。
第二の押出部202bには、サーキュラーダイ210が接続され、サーキュラーダイ210の下流には、マンドレル220が設けられている。マンドレル220は、カッター222を備える。
まず、熱可塑性樹脂発泡シートを構成する原料をホッパー204から第一の押出部202aに投入する。ホッパー204から投入される原料は、熱可塑性樹脂発泡シートを構成する樹脂、及び必要に応じて配合される発泡核剤、造核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等の任意成分である。
発泡核剤としては、例えば、タルク、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸カルシウム、クレー、クエン酸等が挙げられ、これらの中でもタルクがより好ましい。
発泡核剤の配合量は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂発泡シートを構成する樹脂100質量部に対して0.01〜5質量部が好ましい。
発泡核剤の配合量は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂発泡シートを構成する樹脂100質量部に対して0.01〜5質量部が好ましい。
第一の押出部202aでは、原料を任意の温度に加熱しながら混合して樹脂溶融物とし、発泡剤供給源208から発泡剤を第一の押出部202aに供給し、樹脂溶融物に発泡剤を混合して混合物とする。
加熱温度は、樹脂の種類等を勘案して、樹脂が溶融しかつ発泡層任意成分が変性しない範囲で適宜決定される。
加熱温度は、樹脂の種類等を勘案して、樹脂が溶融しかつ発泡層任意成分が変性しない範囲で適宜決定される。
発泡剤としては、前述した発泡剤が、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
発泡剤の配合量は、発泡剤の種類や、発泡シートに求める見掛け密度等を勘案して決定され、例えば、樹脂100質量部に対して0.25〜6.0質量部が好ましい。
発泡剤の配合量は、発泡剤の種類や、発泡シートに求める見掛け密度等を勘案して決定され、例えば、樹脂100質量部に対して0.25〜6.0質量部が好ましい。
混合物は、第一の押出部202aから配管206を経て第二の押出部202bに供給され、さらに混合され、任意の温度に冷却された後、サーキュラーダイ210内の樹脂流路に導かれる。
樹脂流路に導かれた混合物は、サーキュラーダイ210から押し出され、発泡剤が発泡して円筒状の一次発泡材101aとなる。
円筒状の一次発泡材101aは、マンドレル220で任意の温度に冷却され、サイジングされ、カッター222によって2枚に切り裂かれて一次発泡シート101となる。一次発泡シート101は、各々ガイドロール242とガイドロール244とに掛け回され、巻取機240に巻き取られて一次発泡シートロール102となる。
樹脂流路に導かれた混合物は、サーキュラーダイ210から押し出され、発泡剤が発泡して円筒状の一次発泡材101aとなる。
円筒状の一次発泡材101aは、マンドレル220で任意の温度に冷却され、サイジングされ、カッター222によって2枚に切り裂かれて一次発泡シート101となる。一次発泡シート101は、各々ガイドロール242とガイドロール244とに掛け回され、巻取機240に巻き取られて一次発泡シートロール102となる。
一次発泡シート101の厚みは、前述の通り、所望する厚みに応じて適宜決定される。
一次発泡シート101の見掛け密度は、前述の通り、所望する見掛け密度に応じて適宜決定される。一次発泡シート101の見掛け密度は、発泡剤の種類や量等を調節することで、任意の範囲に調節される。
一次発泡シート101の見掛け密度は、前述の通り、所望する見掛け密度に応じて適宜決定される。一次発泡シート101の見掛け密度は、発泡剤の種類や量等を調節することで、任意の範囲に調節される。
次に、図5に例示する熱可塑性樹脂発泡シートの製造装置100において、一次発泡シートロール102をシート繰出機に装着する。一次発泡シートロール102から一次発泡シート101を繰り出し、加熱機120内で任意の温度に加熱して、二次発泡シート109を得る。続いて、二次発泡シート109の両面をプレス機130の任意温度のプレス板132、134で押圧する。この際の圧力を適宜調整することにより、所望の厚みに圧縮された熱可塑性樹脂発泡シート1が得られる。その後、切断機104によって、所望のサイズ及び形状に成形することができる。
以下、実施例を示して本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に何ら限定されない。
[実施例1]
ポリスチレン樹脂発泡シートにポリスチレン樹脂非発泡フィルムを積層したものを食品包装用トレーに加熱成型した際に、食品包装用トレーを打ち抜きした後の端材を粉砕し、溶融混連してリペレット化したリサイクル原料70質量部と、ポリスチレン系樹脂(DIC社製、製品名:XC−515)30質量部とからなる樹脂組成物100質量部に対し、造核剤(東洋スチレン社製、製品名:「DSM1401A」)を0.2質量部添加し、第1押出機(直径φ115mm)に投入して250℃で加熱し溶融混練した。
次いで、該押出機の途中に設けた注入口から、樹脂組成物100質量部に対して、発泡剤としてブタンガス(イソブタン及びノルマルブタンを組成とするもの)を2.0質量部圧入し、樹脂組成物と混合させた。
そして、造核剤及び発泡剤と混練された樹脂組成物を第1押出機から第2押出機(直径180mm)に供給し、165℃に冷却してサーキュラーダイを用いて押出発泡させ、引取速度23m/minにて筒状体を得た。得られた筒状体を押出方向に沿って切断し、見かけ密度が0.26g/cm3、厚み0.50mmの一次発泡シート(原反)を得た。
ポリスチレン樹脂発泡シートにポリスチレン樹脂非発泡フィルムを積層したものを食品包装用トレーに加熱成型した際に、食品包装用トレーを打ち抜きした後の端材を粉砕し、溶融混連してリペレット化したリサイクル原料70質量部と、ポリスチレン系樹脂(DIC社製、製品名:XC−515)30質量部とからなる樹脂組成物100質量部に対し、造核剤(東洋スチレン社製、製品名:「DSM1401A」)を0.2質量部添加し、第1押出機(直径φ115mm)に投入して250℃で加熱し溶融混練した。
次いで、該押出機の途中に設けた注入口から、樹脂組成物100質量部に対して、発泡剤としてブタンガス(イソブタン及びノルマルブタンを組成とするもの)を2.0質量部圧入し、樹脂組成物と混合させた。
そして、造核剤及び発泡剤と混練された樹脂組成物を第1押出機から第2押出機(直径180mm)に供給し、165℃に冷却してサーキュラーダイを用いて押出発泡させ、引取速度23m/minにて筒状体を得た。得られた筒状体を押出方向に沿って切断し、見かけ密度が0.26g/cm3、厚み0.50mmの一次発泡シート(原反)を得た。
得られた一次発泡シートを一定の養生期間置いた後、加熱機を使用して、その厚みが約2倍になるように加熱発泡することにより、二次発泡シートを得た。この二次発泡シートを平板成型カタでプレス成形し、所定の寸法に裁断し、樹脂発泡シート(圧縮シート)を得た。
得られた樹脂発泡シートは次の物性を有していた。見かけ密度が0.52g/cm3、厚みが0.25mm、押出方向に沿って厚み方向に切った断面における厚み方向の平均気泡径(VD)と、前記断面における押出方向の平均気泡径(MD)との比(VD/MD)が0.08であった。
得られた樹脂発泡シートの両面に、厚さ9μmのアルミニウム箔が外側となるように厚さ25μmのホットメルトフィルムを挟んで、加熱しながら樹脂発泡シートに積層一体化させ、積層発泡シートを得た。
図1に示すように、上記で得た一次発泡シート(原反)について、その押出方向(図1(a))及び幅方向(図1(b))に沿って厚み方向に切った断面の光学顕微鏡像を撮影した。
図2に示すように、上記で得た二次発泡シートについて、その押出方向(図2(a))及び幅方向(図2(b))に沿って厚み方向に切った断面の光学顕微鏡像を撮影した。
図3に示すように、上記で得た樹脂発泡シート(圧縮シート)について、その押出方向(図3(a))及び幅方向(図3(b))に沿って厚み方向に切った断面の光学顕微鏡像を撮影した。
図2に示すように、上記で得た二次発泡シートについて、その押出方向(図2(a))及び幅方向(図2(b))に沿って厚み方向に切った断面の光学顕微鏡像を撮影した。
図3に示すように、上記で得た樹脂発泡シート(圧縮シート)について、その押出方向(図3(a))及び幅方向(図3(b))に沿って厚み方向に切った断面の光学顕微鏡像を撮影した。
[実施例2]
プレス成型した後の見掛け密度が0.97g/cm3、厚み0.12mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.09であった。
プレス成型した後の見掛け密度が0.97g/cm3、厚み0.12mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.09であった。
[実施例3]
引取速度を19m/min、発泡剤を1.7質量部に調整して見かけ密度が0.32g/cm3、厚み0.50mmの一次発泡シートを得たのち、プレス成型した後の見掛け密度が0.31g/cm3、厚み0.51mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.13であった。
引取速度を19m/min、発泡剤を1.7質量部に調整して見かけ密度が0.32g/cm3、厚み0.50mmの一次発泡シートを得たのち、プレス成型した後の見掛け密度が0.31g/cm3、厚み0.51mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.13であった。
[実施例4]
造核剤を0.1質量部、引取速度を10m/min、発泡剤を1.2質量部に調整して見かけ密度が0.30g/cm3、厚み1.00mmの一次発泡シートを得たのち、プレス成型した後の見掛け密度が0.32g/cm3、厚み0.94mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.19であった。
造核剤を0.1質量部、引取速度を10m/min、発泡剤を1.2質量部に調整して見かけ密度が0.30g/cm3、厚み1.00mmの一次発泡シートを得たのち、プレス成型した後の見掛け密度が0.32g/cm3、厚み0.94mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.19であった。
[実施例5]
プレス成型した後の見掛け密度が1.5g/cm3、厚み0.20mmとなるように成型したこと以外は、実施例4と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.06であった。
プレス成型した後の見掛け密度が1.5g/cm3、厚み0.20mmとなるように成型したこと以外は、実施例4と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.06であった。
[実施例6]
プレス成型した後の見掛け密度が0.64g/cm3、厚み0.25mmとなるように成型したこと以外は、実施例3と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.19であった。
プレス成型した後の見掛け密度が0.64g/cm3、厚み0.25mmとなるように成型したこと以外は、実施例3と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.19であった。
[実施例7]
ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が40質量部となるように、ポリスチレン系樹脂(DIC社製、製品名:「XC−515」)43質量部と、ポリフェニレンエーテル系樹脂及びポリスチレン系樹脂の混合樹脂(SABICイノベーティブプラスチックス社製、製品名:「ノリルEFN4230」、ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン=70/30)57質量部とからなる樹脂組成物を使用し、造核剤を0.8質量部、引取速度を15m/minに調整して見かけ密度が0.20g/cm3、厚み1.00mmの一次発泡シートを得たのち、プレス成型した後の見掛け密度が0.80g/cm3、厚み0.25mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.07であった。
ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が40質量部となるように、ポリスチレン系樹脂(DIC社製、製品名:「XC−515」)43質量部と、ポリフェニレンエーテル系樹脂及びポリスチレン系樹脂の混合樹脂(SABICイノベーティブプラスチックス社製、製品名:「ノリルEFN4230」、ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン=70/30)57質量部とからなる樹脂組成物を使用し、造核剤を0.8質量部、引取速度を15m/minに調整して見かけ密度が0.20g/cm3、厚み1.00mmの一次発泡シートを得たのち、プレス成型した後の見掛け密度が0.80g/cm3、厚み0.25mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.07であった。
[比較例1]
プレス成型した後の見掛け密度が0.15g/cm3、厚み0.85mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.20であった。
プレス成型した後の見掛け密度が0.15g/cm3、厚み0.85mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.20であった。
[比較例2]
プレス成型した後の見掛け密度が0.29g/cm3、厚み1.05mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.26であった。
プレス成型した後の見掛け密度が0.29g/cm3、厚み1.05mmとなるように成型したこと以外は、実施例1と同様に樹脂発泡シートを得た。その比(VD/MD)は0.26であった。
上記実施例及び比較例で得た樹脂発泡シートを以下の方法で測定・評価した。
《測定方法》
<厚みの測定方法>
一次発泡シート、樹脂発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向50mm間隔で21点を測定点とした。この測定点をダイヤルシックネスゲージSM−112(テクロック社製)を使用し、厚みを最小単位0.01mmまで測定した。この測定値の平均値を厚みT(mm)とした。
《測定方法》
<厚みの測定方法>
一次発泡シート、樹脂発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向50mm間隔で21点を測定点とした。この測定点をダイヤルシックネスゲージSM−112(テクロック社製)を使用し、厚みを最小単位0.01mmまで測定した。この測定値の平均値を厚みT(mm)とした。
<シート坪量の測定方法>
一次発泡シート、樹脂発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定した。各切片の質量(g)の平均値を1m2当たりの質量に換算した値を、坪量M(g/m2)とした。
一次発泡シート、樹脂発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定した。各切片の質量(g)の平均値を1m2当たりの質量に換算した値を、坪量M(g/m2)とした。
<見掛け密度>
厚みTと坪量Mとから、下式により見掛け密度ρ(g/cm3)を求めた。
ρ=M/(T×103)
厚みTと坪量Mとから、下式により見掛け密度ρ(g/cm3)を求めた。
ρ=M/(T×103)
<平均気泡径>
樹脂発泡シートの押出方向に対して平行にシートを切り取り、その断面を、顕微鏡(キーエンス社製、型式:VHX−1000)を使用して200倍に拡大し、顕微鏡に付属のスケールを使用して、厚み方向に10μm以上の空隙が形成されたものを気泡として、押出方向の1500μm中に観察される気泡のうち、気泡全体が1500μm中に含まれるもの全てについて、厚み方向および押出方向の気泡径を読み取り、算術平均にて算出した。
樹脂発泡シートの押出方向に対して平行にシートを切り取り、その断面を、顕微鏡(キーエンス社製、型式:VHX−1000)を使用して200倍に拡大し、顕微鏡に付属のスケールを使用して、厚み方向に10μm以上の空隙が形成されたものを気泡として、押出方向の1500μm中に観察される気泡のうち、気泡全体が1500μm中に含まれるもの全てについて、厚み方向および押出方向の気泡径を読み取り、算術平均にて算出した。
<音質>
樹脂発泡シートを振動板として使用した平面スピーカー(いわゆるダイナミック型スピーカー)を作製し、その音質を以下の基準で評価した。
◎:非常に良い音質である。
○:良い音質である。
×:普通の音質である。
樹脂発泡シートを振動板として使用した平面スピーカー(いわゆるダイナミック型スピーカー)を作製し、その音質を以下の基準で評価した。
◎:非常に良い音質である。
○:良い音質である。
×:普通の音質である。
100…熱可塑性樹脂発泡シートの製造装置、130…プレス機、200…一次発泡シートの製造装置、240…巻取機
Claims (4)
- 気泡を有する熱可塑性樹脂発泡シートであって、
厚みが0.10〜1.00mm、見掛け密度が0.30〜1.50g/cm3であり、且つ該シートの厚み方向に10μm以上の空隙を気泡として、該シートの押出方向に沿って厚み方向に切った断面における厚み方向の平均気泡径(VD)と、該断面における押出方向の平均気泡径(MD)との比(VD/MD)が0.20未満である、熱可塑性樹脂発泡シート。 - 請求項1に記載の熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に、無機質層が設けられた、積層発泡シート。
- スピーカーの振動板に用いられる、請求項2に記載の積層発泡シート。
- 熱可塑性樹脂及び発泡剤が含まれた一次発泡シートを得る工程と、
前記一次発泡シートをさらに加熱発泡させて二次発泡シートを得る工程と、
前記二次発泡シートをプレス成型で圧縮し、熱可塑性樹脂発泡シートを得る工程と、
前記熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも一方の面に無機質層を積層し、積層発泡シートを得る工程と、
を有する、積層発泡シートの製造方法。
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---|---|---|---|---|
KR20210087170A (ko) | 2020-01-02 | 2021-07-12 | 주식회사 휴비스 | 폭 방향 두께가 상이한 영역들을 포함하는 폴리에스테르 수지 발포시트 및 이의 제조방법 |
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-
2014
- 2014-03-27 JP JP2014067149A patent/JP2015189835A/ja active Pending
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