JP2016183292A - ポリプロピレン系樹脂発泡シート、ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法及び粘着シート - Google Patents

ポリプロピレン系樹脂発泡シート、ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法及び粘着シート Download PDF

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和真 木村
Kazuma Kimura
和真 木村
阿南 伸一
Shinichi Anami
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Abstract

【課題】厚みが薄くても、良好な圧縮特性を有するポリプロピレン系樹脂発泡シートの提供。【解決手段】ポリプロピレン系樹脂と、オレフィン系熱可塑性エラストマー及びポリエチレン系プラストマーの内の少なくとも1種とを含む樹脂組成物を発泡させて発泡体を得て、前記発泡体の厚み方向の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させた、スライス加工発泡体を得、前記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸して得られた、厚みが0.01〜0.3mmであり、23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10〜60%であるポリプロピレン系樹脂発泡シート。密度が0.01〜0.5g/cm3で、厚み方向の一方の表面と他方の表面との双方に露出していない気泡を含み、厚み方向における気泡の平均個数が2以上であるポリプロピレン系発泡シート。【選択図】図1

Description

本発明は、ポリプロピレン系樹脂を含む樹脂組成物を発泡させることにより得られているポリプロピレン系樹脂発泡シートに関する。また、本発明は、上記ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法及び上記ポリプロピレン系樹脂発泡シートを用いた粘着シートに関する。
従来、熱可塑性樹脂を発泡成形することにより得られる熱可塑性樹脂発泡体が、様々な用途に用いられている。上記熱可塑性樹脂発泡体は、例えば、包装用緩衝材及び自動車用構造部材等に多く用いられている。
また、熱可塑性樹脂発泡体のなかでも、ポリオレフィン系樹脂発泡体は、加工性及び柔軟性に優れることから、電子・電気機器に用いられる粘着シート、及びシーリング材の基材等として用いられている。電子・電気機器に用いられる粘着シートでは、薄型化及び軽量化の要求が高まっている。
また、電子・電気機器に用いられる粘着シートでは、強度に優れていることも求められる。従来、熱可塑性樹脂発泡体を薄くするために、スライス加工が行われているが、薄型化及び軽量化には限界がある。
また、下記の特許文献1〜3には、ポリオレフィン系樹脂発泡体が開示されている。
特許文献1には、ポリオレフィン系樹脂を含む壁により区画された複数の気泡を有するポリオレフィン系樹脂薄層発泡シートが開示されている。このポリオレフィン系樹脂薄層発泡シートでは、厚みが0.05〜0.5mm、発泡倍率が2〜15倍、連続気泡率が30〜95%、気泡破れ率が1〜30%である。
特許文献2では、熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂組成物を用いて、かつ発泡剤として二酸化炭素(炭酸ガス)を用いて、円環状ダイにより押出発泡成形を行うことにより得られるポリオレフィン系樹脂発泡体が開示されている。上記ポリオレフィン系樹脂組成物は、(a)ポリオレフィン系樹脂と、(b)(b1)エラストマーおよび(b2)プラストマーとを含む。上記(a)と(b)との配合割合は、重量比で90/10〜10/90の範囲である。上記(b1)と(b2)との配合割合は、重量比で90/10〜10/90の範囲である。
特許文献3には、発泡体層と表面層とを有する樹脂発泡体が開示されている。上記発泡体層と上記表面層とは同一組成である。上記表面層の表面被覆率は40%以上である。上記発泡体層の密度は0.20g/cm以下である。特許文献3では、上記樹脂発泡体を構成する樹脂は熱可塑性樹脂であり、この熱可塑性樹脂としてポリオレフィン樹脂が例示されている。上記表面層は加熱溶融処理により形成されている。上記樹脂発泡体の厚みは0.2〜5mmである。上記樹脂発泡体は、電子・電気機器類に用いられる。
特開2014−062245号公報 特開2014−084341号公報 特開2013−147667号公報
特許文献1〜3に記載のポリオレフィン系樹脂発泡体では、圧縮特性が低いことがある。
また、ウェアラブルコンピュータなどの電子・電気機器に組み込まれる発泡体には、水、埃等の浸入を防ぐことができる性能が求められている。従来のポリオレフィン系樹脂発泡体では、電子・電気機器への水、埃等の浸入を十分に防ぐことができないことがある。特に、ポリオレフィン系樹脂発泡体の厚みが薄い場合に、電子・電気機器への水、埃等の浸入を十分に防ぐことは困難である。
さらに、ウェアラブルコンピュータなどの電子・電気機器においては、厚み0.1mm以下の狭い領域に対して、保護部材を配置する場合がある。このような狭い領域に配置される保護部材として、発泡体を用いる場合に、圧縮前の発泡体の厚みを0.3mm以下に薄くすることが望ましい。しかし、圧縮特性を保持しつつ、発泡体の厚みを薄くすることは困難である。また、発泡体の厚みを薄くすることで、圧縮特性が大きく低下しやすい。
本発明の目的は、厚みが薄くても、良好な圧縮特性を有するポリプロピレン系樹脂発泡シートを提供することである。また、本発明の目的は、厚みが薄くても、良好な圧縮特性を有するポリプロピレン系樹脂発泡シートを得るポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法を提供することである。また、本発明は、上記ポリプロピレン系樹脂発泡シートを用いた粘着シートを提供することも目的とする。
本発明の広い局面によれば、ポリプロピレン系樹脂と、オレフィン系熱可塑性エラストマー及びポリエチレン系プラストマーの内の少なくとも1種とを含む樹脂組成物を発泡させて発泡体を得て、前記発泡体の厚み方向の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させて、スライス加工発泡体を得て、前記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸することにより得られており、厚みが0.01mm以上、0.3mm以下であり、23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10%以上、60%以下である、ポリプロピレン系樹脂発泡シート(発泡シートと略記することがある)が提供される。
本発明に係る発泡シートのある特定の局面では、密度が0.01g/cm以上、0.15g/cm以下である。
前記発泡シートは、厚み方向の一方の表面と他方の表面との双方に露出していない気泡を含むことが好ましい。前記発泡シートでは、厚み方向における気泡の平均個数が2以上であることが好ましい。前記発泡シートでは、スライス加工された表面側に気泡が露出していることが好ましい。スライス加工された表面側の気泡露出率が10%以上、95%以下であることが好ましい。
本発明に係る発泡シートのある特定の局面では、前記発泡シートは、架橋されていない。
前記樹脂組成物が、前記ポリエチレン系プラストマーを含むことが好ましい。前記樹脂組成物において、前記ポリプロピレン系樹脂と前記オレフィン系熱可塑性エラストマーと前記ポリエチレン系プラストマーとの合計100重量%中、前記ポリプロピレン系樹脂の含有量が10重量%以上、90重量%以下かつ前記オレフィン系熱可塑性エラストマーと前記ポリエチレン系プラストマーとの合計の含有量が10重量%以上、90重量%以下であることが好ましい。
前記発泡シートは、電子・電気機器用粘着シートに好適に用いられ、ウェアラブルコンピュータ用粘着シートにより好適に用いられる。
本発明の広い局面によれば、上述したポリプロピレン系樹脂発泡シートを製造する方法であって、前記樹脂組成物を発泡させて発泡体を得る発泡工程と、前記発泡体の厚み方向の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させて、スライス加工発泡体を得るスライス工程と、前記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸して、ポリプロピレン系樹脂発泡シートを得る延伸工程とを備え、厚みが0.01mm以上、0.3mm以下であり、23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10%以上、60%以下であるポリプロピレン系樹脂発泡シートを得る、ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法が提供される。
本発明に係る発泡シートのある特定の局面では、前記延伸工程において、前記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に、1.1倍以上、8倍以下の延伸倍率で延伸する。
本発明に係る発泡シートの製造方法のある特定の局面では、前記延伸工程における延伸温度が、前記スライス加工発泡体の融点−110℃以上、前記スライス加工発泡体の融点+35℃以下である。
本発明に係る発泡シートの製造方法のある特定の局面では、前記延伸工程における延伸速度が0.01m/分以上、30m/分以下である。
本発明に係る発泡シートの製造方法のある特定の局面では、前記発泡工程が、溶融押出発泡成形工程であり、前記延伸工程において、前記溶融押出発泡成形工程におけるシートの流れ方向、及び、前記溶融押出発泡成形工程におけるシートの流れ方向と直交する方向との内の少なくとも一方向に、前記スライス加工発泡体を延伸する。
本発明に係る発泡シートの製造方法のある特定の局面では、前記延伸工程において、延伸前の前記スライス加工発泡体の厚みに対する延伸後のポリプロピレン系樹脂発泡シートの厚みの比が0.01以上、0.80以下である。
本発明の広い局面によれば、上述したポリプロピレン系樹脂発泡シートと、前記ポリプロピレン系樹脂発泡シートの一方の表面上に配置された粘着層とを備える、粘着シートが提供される。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂発泡シートは、ポリプロピレン系樹脂と、オレフィン系熱可塑性エラストマー及びポリエチレン系プラストマーの内の少なくとも1種とを含む樹脂組成物を発泡させて発泡体を得て、上記発泡体の厚み方向の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させて、スライス加工発泡体を得て、上記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸することにより得られており、厚みが0.01mm以上、0.3mm以下であり、23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10%以上、60%以下であるので、厚みが薄いにもかかわらず、圧縮特性を良好にすることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂発泡シートを示す断面SEM画像である。 図2は、発泡シートを得るために用いるスライス加工発泡体(延伸処理前)を示す断面SEM画像である。 図3は、発泡シートを得るために用いる発泡体のシート流れ方向における表面SEM画像である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂発泡シート(発泡シートと略記することがある)は、樹脂組成物(ポリプロピレン系樹脂組成物)を用いて得られる。本発明に係る発泡シートは、複数の気泡を有する。上記樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂と、オレフィン系熱可塑性エラストマー及びポリエチレン系プラストマーの内の少なくとも1種とを含む。
本発明に係る発泡シートは、樹脂組成物を発泡させて発泡体を得て(発泡工程)、上記発泡体の厚み方向(VD方向)の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させて、スライス加工発泡体を得て(スライス工程)、上記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸する(延伸工程)ことにより得られる。
本発明に係る発泡シートの厚みは0.01mm以上、0.3mm以下である。本発明に係る発泡シートでは、23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10%以上、60%以下である。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂発泡シート(発泡シート)の製造方法は、上記樹脂組成物を発泡させて発泡体を得る発泡工程と、上記発泡体の厚み方向の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させて、スライス加工発泡体を得るスライス工程と、上記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸して、ポリプロピレン系樹脂発泡シートを得る延伸工程とを備える。本発明に係る発泡シートの製造方法では、厚みが0.01mm以上、0.3mm以下であり、23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10%以上、60%以下である発泡シートを得る。
本発明では、上記の発泡工程、スライス工程及び延伸工程を経て得られており、上記の構成が備えられているので、厚みが0.3mm以下であり、厚みが薄くても、良好な圧縮特性を発現させることができる。本発明では、上述した組成を有する樹脂組成物を用いているので、上記延伸処理により、良好な表面状態を容易に形成することもできる。
例えば、厚みが0.3mmよりも大きい場合には、圧縮特性をある程度高めることができたとしても、厚みが0.3mm以下である場合には、圧縮特性を十分に高めることは困難である。本発明では、厚みが0.3mm以下であるにもかかわらず、圧縮特性に優れた発泡シートが提供される。
なお、厚みが0.5mm以下である薄い非発泡シートが知られている。しかし、この非発泡シートでは、重くなり、かつ柔軟性が無く、防水性及び防塵性が低くなる。また、フィルムの表面に樹脂又は発泡素材が吹き付けられたシートが知られている。しかし、このシートの作製は煩雑であり、軽量化に限界があり、フィルムが必須であるため、コスト高となる。
これに対して、本発明に係る発泡シートでは、軽量性、圧縮持性、防水性及び防塵性を高めることができる。また、本発明に係る発泡シートでは、高い機械的強度を維持したままで、厚みを薄くすることができる。このため、本発明に係る発泡シートは、電子・電気機器用粘着シートに好適に用いることができ、ウェアラブルコンピュータ用粘着シートにより好適に用いることができる。本発明に係る発泡シートをウェアラブルコンピュータなどの電子・電気機器に組み込むことで、微細な凹凸への追従性を高め、剥離を抑え、隙間を形成し難くし、水、埃等の浸入を十分に防ぐことができる。また、本発明に係る発泡シートでは、粘着加工などの二次加工性にも優れている。
上記スライス工程後に、スライス加工された表面側は、スライス加工発泡体の表面が溶融するように加熱されないことが好ましく、スライス加工発泡体のスライス加工された表面側は、加熱処理されないことが好ましく、スライス加工発泡体のスライス加工された表面側は、加熱プレスされないことが好ましい。この場合には、発泡シートのスライス加工された表面側の気泡状態を良好に保つことができ、より一層良好な圧縮特性が発現する。また、発泡体又はスライス加工発泡体が、厚みを薄くするために加熱プレスされた場合には、加熱プレス後の発泡シート内の気泡が潰れやすく、圧縮特性が低下することがある。これに対して、本発明では、発泡シート内の気泡を保持することができ、圧縮特性が低下し難い。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートの厚みは好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.06mm以上、より一層好ましくは0.07mm以上、更に好ましくは0.08mm以上、特に好ましくは0.09mm以上、最も好ましくは0.10mm以上である。薄型化の要求に対応する観点からは、発泡シートの厚みは、好ましくは0.25mm以下、より好ましくは0.20mm以下、より一層好ましくは0.15mm以下、更に好ましくは0.10mm以下である。本発明では、発泡シートの厚みが上記上限以下であっても、良好な圧縮特性を発現させることができる。
23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率は好ましくは20%以上、好ましくは58%以下である。圧縮率が低いほど、圧縮特性に優れる。
発泡シートの密度は好ましくは0.01g/cm以上、より好ましくは0.02g/cm以上、好ましくは0.15g/cm以下、より好ましくは0.14g/cm以下である。密度が上記下限以上であると、発泡シートの機械的強度が高くなり、防水性及び防塵性も高くなる。密度が上記上限以下であると、圧縮特性がより一層高くなる。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートのスライス加工された表面側に気泡が露出していることが好ましい。圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートのスライス加工された表面側の気泡露出率は、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上、更に好ましくは50%以上、好ましくは99%以下、より好ましくは95%以下である。なお、発泡シートは、両方の表面がスライス加工されていてもよいし、一方の表面のみがスライス加工されていてもよいが、前者が好ましい。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートのスライス加工された表面側において、露出している気泡断面の平均気泡径はそれぞれ好ましくは20μm以上、より好ましくは25μm以上、更に好ましくは50μm以上、好ましくは200μm以下、より好ましくは180μm以下、更に好ましくは150μm以下である。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートは、厚み方向の一方の表面と他方の表面との双方に露出していない気泡を含むことが好ましい。この気泡は、発泡シートの両側の表面を貫通していない気泡である。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートの厚み方向における気泡の平均個数は好ましくは2個以上、より好ましくは3個以上、更に好ましくは4個以上である。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、スライス加工された表面側の発泡シートの表面の算術平均粗さRaはそれぞれ、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.2μm以上、好ましくは20μm以下、より好ましくは18μm以下である。算術平均粗さRaは、JIS B0601:1994に準拠して測定される。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、スライス加工されていない表面側の発泡シートの表面の算術平均粗さRaはそれぞれ、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.2μm以上、好ましくは20μm以下、より好ましくは18μm以下である。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、上記発泡シートは、架橋されていないことが好ましい。上記発泡シートは、電子線の照射により架橋されていないことが好ましい。
上記発泡工程は、溶融押出発泡成形工程であってもよい。
上記発泡工程において、円環状ダイを用いることが好ましい。上記円環状ダイは、気泡を生成させる気泡生成部と、生成した気泡を成長させる気泡成長部とを有することが好ましい。上記気泡成長部は、上記気泡生成部の下流に位置する。また、上記円環状ダイは、一般に、気泡成長部の下流に、シート成形を行う成形部を有する。上記気泡生成部は、樹脂組成物が流れる流路の幅が狭まった部分であることが好ましい。上記気泡成長部は、樹脂組成物が流れる流路の幅が狭まった部分の下流において、流路の幅が拡がる部分であることが好ましい。
特定の組成を有する樹脂組成物を用いて柔軟性を効果的に高める観点からは、上記発泡体の発泡倍率は好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上、更に好ましくは15倍以上、好ましくは25倍以下、より好ましくは24倍以下、更に好ましくは23倍以下である。
特定の組成を有する樹脂組成物を用いて柔軟性を効果的に高める観点からは、発泡体における平均気泡径は好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.02mm以上、更に好ましくは0.03mm以上、好ましくは0.3mm以下、より好ましくは0.2mm以下、更に好ましくは0.15mm以下である。なお、後述する実施例では、発泡体における平均気泡径は0.05mm以上、0.15mm以下の範囲内であった。なお、発泡体における気泡径は、シートの厚み方向と、厚み方向と直交する第1の方向(例えばMD方向)と、厚み方向及び第1の方向と直交する第2の方向(例えばTD方向)との径を平均することにより各気泡の径は求められる。発泡体の気泡径は、複数の気泡の径を平均することにより求められる。
柔軟性を効果的に高める観点からは、上記発泡体の厚みは好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、更に好ましくは0.3mm以上、好ましくは3.5mm以下、より好ましくは3mm以下、更に好ましくは2.5mm以下である。
上記スライス工程において、発泡体の一方の表面のみをスライス加工してもよく、発泡体の両方の表面をスライス加工してもよい。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、上記延伸工程において、延伸倍率は、1.0倍を超え、より好ましくは1.1倍以上、更に好ましくは1.2倍以上、好ましくは8倍以下、より好ましくは7倍以下、更に好ましくは6.5倍以下である。
スライス加工発泡体の融点をTm℃とする。圧縮特性をより一層良好にする観点からは、上記延伸工程において、延伸温度は、好ましくはTm−110℃以上、より好ましくはTm−100℃以上、更に好ましくはTm−90℃以上、好ましくはTm+35℃以下、より好ましくはTm+30℃以下、更に好ましくはTm+20℃以下である。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、上記延伸工程において、延伸速度は、好ましくは0.005m/分以上、より好ましくは0.01m/分以上、更に好ましくは0.02m/分以上、好ましくは35m/分以下、より好ましくは30m/分以下、更に好ましくは25m/分以下である。
上記延伸工程において、1方向のみに延伸してもよく、多方向に延伸してもよい。上記延伸工程において、圧縮特性をより一層良好にする観点からは、上記発泡工程が、溶融押出発泡成形工程であり、上記溶融押出発泡成形工程におけるシートの流れ方向(MD方向)、及び、上記溶融押出発泡成形工程におけるシートの流れ方向と直交する方向(TD方向)の内の少なくとも一方向に、上記スライス加工発泡体を延伸することが好ましい。上記延伸工程において、シートの流れ方向のみに延伸してもよく、シートの流れ方向と直交する方向のみに延伸してもよく、シートの流れ方向と、シートの流れ方向と直交する方向との双方に延伸してもよい。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、上記延伸工程において、延伸前の上記スライス加工発泡体の厚み(T1)に対する延伸後の発泡シートの厚み(T2)の比(T2/T1)は好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.03以上、好ましくは0.90以下、より好ましくは0.80以下、更に好ましくは0.70以下である。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートにおけるシートの流れ方向(MD方向)及びシートの流れ方向と直交する方向(TD方向)における平均気泡径はそれぞれ、好ましくは0.02mm以上、より好ましくは0.025mm以上、更に好ましくは0.05mm以上、好ましくは0.20mm以下、より好ましくは0.18mm以下、更に好ましくは0.15mm以下である。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、発泡シートにおける厚み方向(VD方向)における平均気泡径は、好ましくは0.02mm以上、より好ましくは0.025mm以上、更に好ましくは0.05mm以上、好ましくは0.20mm以下、より好ましくは0.18mm以下、更に好ましくは0.15mm以下である。
次に、樹脂組成物の詳細について説明する。
(樹脂組成物の詳細)
樹脂組成物は、(A)ポリプロピレン系樹脂と、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー及び(C)ポリエチレン系プラストマーの内の少なくとも1種とを含む。
圧縮特性をより一層良好にする観点からは、樹脂組成物は、(C)ポリエチレン系プラストマーを含むことが好ましい。
柔軟性を効果的に高くし、表面状態をより一層良好にする観点からは、樹脂組成物は、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーと(C)ポリエチレン系プラストマーとの双方を含むことが好ましい。
樹脂組成物は、(D)黒色顔料を含まないか又は含む。表面状態が良好である発泡シートにおいて、ヒダ(コルゲート)及び汚れをより一層目立たなくする観点からは、樹脂組成物は、(D)黒色顔料を含んでいてもよい。
樹脂組成物は、(E)気泡核材を含まないか又は含む。柔軟性が良好である発泡シートを得る観点からは、樹脂組成物は、(E)気泡核材を含んでいてもよい。
(A)ポリプロピレン系樹脂、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー、(C)ポリエチレン系プラストマー、(D)黒色顔料及び(E)気泡核材はそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(A)ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンモノマーを重合させることにより得られる。(A)ポリプロピレン系樹脂は重合体である。重合体には共重合体が含まれる。(A)ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンモノマーの単独重合体、並びにプロピレンモノマーを主成分とする重合成分の共重合体が挙げられる。上記プロピレンモノマーを主成分とする重合成分の共重合体では、重合可能な重合成分100重量%中、プロピレンモノマーの含有量は50重量%以上であり、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上である。また、共重合の形態は、ランダムであってもよく、ブロックであってもよい。
(A)ポリプロピレン系樹脂としては、具体的には、プロピレンホモポリマー、プロピレンランダムポリマー及びプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。(A)ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンモノマーの単独重合体であることが好ましく、プロピレンホモポリマーであることが好ましい。
(A)ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイト(MFR)は、試験温度230℃及び荷重21.18Nの条件で、好ましくは0.1g/10分以上、より好ましくは0.15g/10分以上、更に好ましくは0.2g/10分以上、好ましくは5g/10分以下である。(A)ポリプロピレン系樹脂のMFRが上記下限以上及び上記上限以下であると、柔軟性がより一層高く、表面状態がより一層良好である発泡シートが得られる。
柔軟性を効果的に高くし、表面状態をより一層良好にする観点からは、(A)ポリプロピレン系樹脂の230℃での溶融張力は、好ましくは0.3cN以上、より好ましくは0.5cN以上、好ましくは35cN以下、より好ましくは30cN以下である。また、溶融張力が上記下限以上及び上記上限以下であると、気泡をより一層微細にすることができる。
(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとソフトセグメントを組み合わせた構造を有することが好ましい。(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーは、常温(25℃)でゴム弾性を示し、高温では熱可塑性樹脂と同様に可塑化されて成形できるという性質を有する。
(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーは、一般的には、ハードセグメントがポリプロピレン又はポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂であり、ソフトセグメントがエチレン−プロピレン−ジエン共重合体又はエチレン−プロピレン共重合体などのゴム成分又は非結晶性ポリエチレンである。
(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメントとなるモノマーとソフトセグメントとなるモノマーとの重合を多段階で行い、重合反応容器内において直接製造される重合タイプのエラストマー;バンバリーミキサー又は二軸押出機などの混練機を用いて、ハードセグメントとなるポリオレフィン系樹脂と、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させて製造されたブレンドタイプのエラストマー;バンバリーミキサー又は二軸押出機などの混練機を用いて、ハードセグメントとなるポリオレフィン系樹脂と、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させる際に、架橋剤を加えることによって、ポリオレフィン系樹脂マトリックス中に、ゴム成分を完全架橋又は部分架橋させて、ミクロ分散させて得られる動的架橋されたエラストマー等が挙げられる。
(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーとして、非架橋エラストマー及び架橋エラストマーの双方を用いることが可能である。発泡シートのリサイクル性を高める観点からは、ハードセグメントとなるポリオレフィン系樹脂と、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させて製造された非架橋エラストマーが好ましい。また、このような非架橋エラストマーは、上記円環状ダイでの押出発泡成形に好適に用いることができる。また更に、このような非架橋エラストマーの使用により、発泡シートをリサイクルし、再び押出機へ供給して押出発泡成形をする場合でも、架橋ゴムによる発泡不良などが抑えられる。
(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリブテン、及び塩素化ポリエチレンなどのオレフィン系エラストマー;スチレン系エラストマー;ポリエステル系エラストマー;ポリアミド系エラストマー;ポリウレタン系エラストマー等が挙げられる。
(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーがエチレン−プロピレン−ジエン共重合体エラストマーである場合に、ジエン成分としては、例えばエチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、及びジシクロペンタジエン等が挙げられる。このようなエチレン−プロピレン−ジエン共重合体エラストマーは、上記円環状ダイでの押出発泡成形に好適に用いることができる。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体エラストマーは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
柔軟性を効果的に高くし、表面状態をより一層良好にする観点からは、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーは、試験温度230℃及び荷重21.18Nの条件で、MFRを有することが好ましく、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーのMFRは、好ましくは1g/10分以上、好ましくは15g/10分以下である。(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーのMFRが上記下限以上及び上記上限以下であると、引張強度がより一層高く、表面状態がより一層良好である発泡シートが得られる。
(C)ポリエチレン系プラストマーとしては、ポリオレフィン系樹脂とα−オレフィンなどの共重合体成分とを含むポリエチレン系重合体等が挙げられる。
α−オレフィンとしては、炭素数4〜8のα−オレフィンが好ましく、1−ブテン、1−へキセン又は1−オクテンがより好ましい。
エチレン/α−オレフィン共重合体としては、例えば、住友化学社製「エスプレンNO416」(エチレン−1−ブテン共重合体)、日本ポリエチレン社製「カーネルKS240T」(エチレン−1−ヘキセン共重合体)及びダウ・ケミカル社製「アフィニティーEG8100」(エチレン−1−オクテン共重合体)等が挙げられる。
(C)ポリエチレン系プラストマーの密度は、好ましくは0.85g/cm以上、好ましくは0.91g/cm以下である。上記密度が上記下限以上であると、発泡シートの引張強度が効果的に高くなる。上記密度が上記上限以下であると、発泡シートの柔軟性がより一層高くなる。
柔軟性を効果的に高くし、表面状態をより一層良好にする観点からは、(C)ポリエチレン系プラストマーは、試験温度190℃及び荷重21.18Nの条件で、MFRを有することが好ましく、(C)ポリエチレン系プラストマーのMFRは、好ましくは1g/10分以上、好ましくは15g/10分以下である。
柔軟性を効果的に高くし、表面状態をより一層良好にする観点からは、樹脂組成物において、(A)ポリプロピレン系樹脂と(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーと(C)ポリエチレン系プラストマーとの合計100重量%中、(A)ポリプロピレン系樹脂の含有量は好ましくは10重量%以上、より好ましくは15重量%以上、更に好ましくは20重量%以上、好ましくは90重量%以下、より好ましくは85重量%以下、更に好ましくは80重量%以下であり、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーと(C)ポリエチレン系プラストマーとの合計の含有量は好ましくは10重量%以上、より好ましくは15重量%以上、更に好ましくは20重量%以上、好ましくは90重量%以下、より好ましくは85重量%以下、更に好ましくは80重量%以下である。
樹脂組成物において、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーの含有量に対する(C)ポリエチレン系プラストマーの含有量の重量比((C)の含有量/(B)の含有量)は、好ましくは5/95以上、より好ましくは10/90以上、更に好ましくは15/85以上、特に好ましくは20/80以上、好ましくは95/5以下、より好ましくは90/10以下、更に好ましくは85/10以下、特に好ましくは80/20以下である。上記重量比((C)の含有量/(B)の含有量)が上記下限以上及び上記上限以下であると、柔軟性が効果的に高くなり、表面状態をより一層良好になる。また、発泡倍率を効果的に高くすることができる結果、発泡シートの柔軟性をより一層高くすることができる。
樹脂組成物において、(A)ポリプロピレン系樹脂と(B)オレフィン系熱可塑性エラストマーと(C)ポリエチレン系プラストマーとの合計の含有量は好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、好ましくは100重量%(全量)以下である。
樹脂組成物において、(D)黒色顔料の含有量は好ましくは2重量%以上、より好ましくは4重量%以上、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下である。
樹脂組成物のメルトフローレイト(MFR)は、好ましくは0.1g/10分以上、より好ましくは0.15g/10分以上、更に好ましくは0.2g/10分以上、特に好ましくは0.25g/10分以上、好ましくは5g/10分以下、より好ましくは4.5g/10分以下、更に好ましくは4g/10分以下である。樹脂組成物のMFRが上記下限以上及び上記上限以下であると、柔軟性が効果的に高くなり、表面状態がより一層良好になる。また、樹脂組成物のMFRが上記下限以上であると、押出機の負荷が小さくなり、発泡シートの生産性が高くなり、樹脂組成物が円環状ダイの樹脂流路を効率的に流れる。
(A)ポリプロピレン系樹脂、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー、(C)ポリエチレン系プラストマー及び樹脂組成物のMFRは、JIS K7210:1999のB法に準拠して、試験温度230℃又は190℃及び荷重21.18Nの条件で測定される。
柔軟性を効果的に高くし、表面状態をより一層良好にする観点からは、樹脂組成物の230℃での溶融張力は、好ましくは0.1cN以上、より好ましくは0.2cN以上、好ましくは30cN以下、より好ましくは25cN以下である。また、溶融張力が上記下限以上及び上記上限以下であると、気泡をより一層微細にすることができる。
(A)ポリプロピレン系樹脂及び樹脂組成物の溶融張力は、試験温度230℃及び荷重21.18Nの条件で測定される。
樹脂組成物とともに、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて、各種の添加剤を用いてもよい。上記添加剤としては、界面活性剤、分散剤、耐候性安定剤、光安定剤、顔料、染料、難燃剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、補強剤及び帯電防止剤等が挙げられる。界面活性剤の使用により、滑性及びアンチブロッキング性がより一層高くなる。分散剤の使用により、各配合成分の分散性が高くなる。分散剤としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル及び高級脂肪酸アミド等が挙げられる。
(ポリプロピレン系樹脂発泡シート及びポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法の他の詳細)
発泡成形には、発泡剤として、炭酸ガス(二酸化炭素)等が好適に用いられる。
発泡成形時に、樹脂組成物において、海島構造が形成されていることが好ましく、(A)ポリプロピレン系樹脂が海部であり、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー及び(C)ポリエチレン系プラストマーの内の少なくとも1種が島部であることが好ましい。この場合に、樹脂組成物にせん断が付与されたときに、島部が伸び縮みすることで、樹脂組成物の粘度が適度に高くなる。(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー及び(C)ポリエチレン系プラストマーを良好な島部にするために、(A)ポリプロピレン系樹脂の硬度(デュロ硬度)が、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー及び(C)ポリエチレン系プラストマーの硬度(デュロ硬度)よりも高いことが好ましい。(A)ポリプロピレン系樹脂の硬度は好ましくはD50以上であり、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー及び(C)ポリエチレン系プラストマーの硬度はそれぞれ好ましくはD50未満である。樹脂組成物にせん断が付与されたときに、樹脂組成物の粘度を適度に高める観点からは、(B)オレフィン系熱可塑性エラストマー及び(C)ポリエチレン系プラストマーの硬度は好ましくはD10以上である。
上記円環状ダイは押出機の先端に取り付けられる。押出機内で樹脂組成物は溶融混練される。上記押出機としては、単軸押出機、二軸押出機及びタンデム型押出機等が挙げられる。押出条件の制御が容易であるので、タンデム型押出機が好ましい。
樹脂流路の上記気泡生成部における樹脂組成物の押出量は、好ましくは15kg/時間以上、好ましくは50kg/時間以下である。押出量が上記下限以上及び上記上限以下であると、引張強度がより一層高く表面状態がより一層良好である発泡シートが得られ、発泡倍率をより一層高くし、気泡をより一層微細にすることができ、かつ連続気泡率及び気泡破れ率が適度である発泡シートを得ることができる。
押出量は、円環状ダイから押出される押出物(樹脂組成物及び発泡剤など)の総重量である。
発泡性を適度に高める観点からは、樹脂組成物の溶融温度は、(A)ポリプロピレン系樹脂の融点をT℃としたときに、好ましくはT+10℃以上、好ましくはT+30℃以下である。溶融温度が上記下限以上であると、(A)ポリプロピレン系樹脂の結晶化が始まりにくく、溶融物の過度の粘度上昇が抑えられる。溶融温度が上記上限以下であると、発泡後の固化速度と発泡速度とが適度になり、発泡倍率を適度に高めることができる。
発泡シートの用途は特に限定されない。発泡シートは、包装用緩衝材及び自動車用構造部材等に用いられる。また、発泡シートは、加工性及び柔軟性に優れることから、電子・電気機器用粘着シート、及びシーリング材の基材等として用いられる。
発泡シートの一方の表面上に粘着層を配置することで、粘着シートを得ることができる。この粘着シートは、発泡シートと、発泡シートの一方の表面上に配置された粘着層とを備える。この粘着シートでは、発泡シートの他方の表面上にも、粘着層が配置されていてもよく、発泡シートの両側の表面上に粘着層が配置されてもよい。
発泡シートは、電子・電気機器用粘着シートに好適に用いられ、ウェアラブルコンピュータ用粘着シートに、より好適に用いられる。粘着シートは、電子・電気機器用粘着シートであることが好ましく、ウェアラブルコンピュータ用粘着シートであることが好ましい。このような用途では、特に発泡シート及び粘着シートの厚みが薄いことが求めれる。本発明では、厚みが薄いにも関わらず、破断し難く、柔軟性が高いので、ウェアラブルコンピュータなどの電子・電気機器において、発泡シート及び粘着シートの破断を抑え、発泡シート及び粘着シートによる衝撃吸収性を高めることができる。
以下に実施例を掲げて、本発明を更に詳しく説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
(実施例1)
ポリプロピレン樹脂(MFR:0.3g/10分、ライオンデルバゼル社製「Hostalen PP H2150」)70重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:0.4g/10分、JSR社製「エクセリンク3400B」)30重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物100重量部に、気泡核剤としてのタルク(平均粒子径13μm)7重量部と、顔料(トーヨーケム社製「PPM OYA164 BLK−FD」)10重量部とを混合させて、樹脂組成物を調製した。
口径が65mmの第一押出機の先端に、口径が75mmの第二押出機を接続したタンデム型押出機を用意した。得られた樹脂組成物を、タンデム型押出機の第一押出機に供給して溶融混練した。第一押出機の途中から発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素を5.0重量部圧入して、溶融状態の樹脂組成物と二酸化炭素を均一に混合混練した上で、発泡剤を含む溶融樹脂組成物を第二押出機に連続的に供給して、溶融混練しつつ発泡に適した樹脂温度に冷却した。
その後、第二押出機の先端に取り付けた金型の円環ダイ(気泡生成部口径φ36mm、発泡体成形部の出口口径φ70mm)から、吐出量30kg/hr、溶融物温度177℃、円環ダイ手前での溶融物圧力11.0MPaの条件で押出発泡させることで、円筒状の発泡体を得た。円環ダイの発泡体成形部において成形された円筒状の発泡体を、冷却されているマンドレル上に添わせるとともに、その外面をエアリングからエアーを吹き付けて冷却した。冷却された円筒状の発泡体を、マンドレル上の一点でカッターにより切開して、平均厚み2.0mmの樹脂発泡体を得た。
得られた樹脂発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
次に、二軸延伸機を用いて、得られたスライス加工発泡体を、予熱温度100℃、延伸速度1.00m/分でMD方向に延伸倍率3.0倍で延伸し、次に予熱温度100℃、延伸速度1.00m/分でTD方向に延伸倍率3.0倍で延伸し、平均厚み0.08mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例2)
ポリプロピレン樹脂(MFR:0.3g/10分、ライオンデルバゼル社製「Hostalen PP H2150」)30重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:0.4g/10分、JSR社製「エクセリンク3400B」)70重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.08mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例3)
ポリプロピレン樹脂(MFR:0.3g/10分、ライオンデルバゼル社製「Hostalen PP H2150」)60重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:0.4g/10分、JSR社製「エクセリンク3400B」)20重量部、メタロセンプラストマーであるポリエチレン(MFR:2.2g/10分、日本ポリエチレン社製「KS240T」)20重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.08mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例4)
ポリプロピレン樹脂(MFR:3.0g/10分、ライオンデルバゼル社製「EC1941」)70重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:11g/10分、三菱化学社製「サーモランZ101N」)30重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いたこと、並びに、溶融物温度を175℃に変更し、かつ円環ダイ手前での溶融物圧力を10.5MPaに変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み2.0mmの樹脂発泡体を得た。
得られた樹脂発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.08mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例5)
ポリプロピレン樹脂(MFR:3.0g/10分、ライオンデルバゼル社製「EC1941」)30重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:11g/10分、三菱化学社製「サーモランZ101N」)70重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.08mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例6)
ポリプロピレン樹脂(MFR:3.0g/10分、ライオンデルバゼル社製「EC1941」)60重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:11g/10分、三菱化学社製「サーモランZ101N」)20重量部、メタロセンプラストマーであるポリエチレン(MFR:2.2g/10分、日本ポリエチレン社製「KS240T」)20重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.08mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例7)
ポリプロピレン樹脂(MFR:0.3g/10分、プライムポリマー社製「E110G」)60重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:2.2g/10分、プライムポリマー社製「R110E」)20重量部、メタロセンプラストマーであるポリエチレン(MFR:2.2g/10分、日本ポリエチレン社製「KS240T」)20重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いたこと、並びに、溶融物温度を181℃に変更し、かつ円環ダイ手前での溶融物圧力を9.5MPaに変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み2.3mmの樹脂発泡体を得た。
得られた樹脂発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み1.00mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.25mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例8)
実施例7で得られたスライス加工発泡体(延伸前)を用意した。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.25mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例9)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.10mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例10)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.13mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例11)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.13mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例12)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.07mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例13)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.06mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例14)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の片面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、片面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.10mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例15)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の片面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、片面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.10mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(実施例16)
実施例7で得られた樹脂発泡体を用意した。
得られた樹脂発泡体の片面をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、片面がスライス加工された平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
得られたスライス加工発泡体を用いたこと、並びに、延伸条件を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.13mmの発泡シートを得た。
得られた発泡シートでは、破れがなく、均一に延伸されていた。また、発泡シートの表面は、溶融されておらず、表面に気泡が露出した状態が維持されていた。
(比較例1)
実施例7で得られた樹脂発泡体(平均厚み2.3mm)を用意した。この樹脂発泡体をスライス加工しなかった。
次に、二軸延伸機を用いて、得られた樹脂発泡体を、予熱温度135℃、延伸速度0.05m/分でMD方向に延伸し、次に予熱温度150℃、延伸速度0.05m/分でTD方向に延伸しようと試みたが、樹脂発泡体が破れて、延伸できなかった。
(比較例2)
実施例7で得られたスライス加工発泡体を用意した。
次に、二軸延伸機を用いて、得られたスライス加工発泡体を、予熱温度50℃、延伸速度0.05m/分でMD方向に延伸し、次に予熱温度50℃、延伸速度0.05m/分でTD方向に延伸しようと試みたが、スライス加工発泡体が破れて、延伸できなかった。
(比較例3)
実施例7で得られたスライス加工発泡体を用意した。
次に、二軸延伸機を用いて、得られたスライス加工発泡体を、予熱温度210℃、延伸速度0.05m/分でMD方向に延伸し、次に予熱温度210℃、延伸速度0.05m/分でTD方向に延伸しようと試みたが、予熱温度が高すぎて、樹脂発泡体が溶融し、延伸できなかった。
(比較例4)
ポリプロピレン樹脂(MFR:0.3g/10分、プライムポリマー社製「E110G」)100重量部を用意した。
上記のポリプロピレン樹脂100重量部に、気泡核剤としてのタルク(平均粒子径13μm)7重量部と、顔料(トーヨーケム社製「PPM OYA164 BLK−FD」)10重量部とを混合させて、樹脂組成物を調製した。
得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み0.50mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
次に、二軸延伸機を用いて、得られたスライス加工発泡体を、予熱温度135℃、延伸速度0.05m/分でMD方向に延伸し、次に予熱温度150℃、延伸速度0.05m/分でTD方向に延伸しようと試みたが、スライス加工発泡体が破れて、延伸できなかった。
(比較例5)
ポリプロピレン樹脂(MFR:0.3g/10分、プライムポリマー社製「E110G」)60重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:2.2g/10分、プライムポリマー社製「R110E」)40重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いたこと、並びに、溶融物温度を178℃に変更し、かつ円環ダイ手前での溶融物圧力を10.5MPaに変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み2.1mmの樹脂発泡体を得た。
得られた樹脂発泡体をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.5mmのスライス加工発泡体を得た。
得られたスライス加工発泡体の両面に加速電圧800kVの電子線を9.0Mrad照射して架橋されたスライス加工発泡体を架橋させた。
次に、二軸延伸機を用いて、得られた架橋されたスライス加工発泡体を、予熱温度135℃、延伸速度0.05m/分でMD方向に延伸し、次に予熱温度150℃、延伸速度0.05m/分でTD方向に延伸しようと試みたが、スライス加工発泡体が破れて、延伸できなかった。
(比較例6)
ポリプロピレン樹脂(MFR:0.3g/10分、プライムポリマー社製「E110G」)60重量部に、熱可塑性エラストマー(MFR:2.2g/10分、プライムポリマー社製「R110E」)20重量部、メタロセンプラストマーであるポリエチレン(MFR:2.2g/10分、日本ポリエチレン社製「KS240T」)20重量部を加えて、配合樹脂組成物100重量部を調製した。
得られた配合樹脂組成物を用いて、発泡剤を使用せずに、平均厚み0.5mm非発泡のフィルムを得た。
次に、二軸延伸機を用いて、得られた非発泡のフィルムを、予熱温度135℃、延伸速度2.00m/分、延伸倍率3.0倍でMD方向に延伸し、次に予熱温度150℃、延伸速度2.00m/分、延伸倍率3.0倍でTD方向に延伸した。
延伸されたフィルムでは、密度が0.9g/cmであり、平均厚み0.05mmであったが、気泡が含まれていないため、圧縮することができなかった。
(比較例7)
実施例1で得られた樹脂組成物を用意した。
得られた樹脂組成物を用いたこと、並びに発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素の使用量を5.0重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み2.1mmの樹脂発泡体を得た。
得られた樹脂発泡体をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み0.5mmのスライス加工発泡体を得た。
次に、二軸延伸機を用いて、得られたスライス加工発泡体を、予熱温度135℃、延伸速度0.05m/分でMD方向に延伸し、次に予熱温度150℃、延伸速度0.05m/分でTD方向に延伸しようと試みたが、スライス加工発泡体が破れて、延伸できなかった。
(比較例8)
実施例7で得られた樹脂組成物を用意した。
得られた樹脂組成物を用いたこと、並びに発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素の使用量を5.0重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み2.0mmの樹脂発泡体を得た。
得られた樹脂発泡体をスプリッティングマシンによりスライス加工して、表皮を除去し、両面がスライス加工された平均厚み1.00mmのスライス加工発泡体(延伸前)を得た。
次に、二軸延伸機を用いて、得られたスライス加工発泡体を、予熱温度135℃、延伸速度0.05m/分でMD方向に延伸し、次に予熱温度150℃、延伸速度0.05m/分でTD方向に延伸しようと試みたが、スライス加工発泡体が破れて、延伸できなかった。
(評価)
(1)30kPaでの圧縮率
テンシロン万能試験機(オリエンテック社製、型式:UCT−10T)及び万能試験機データ処理ソフト(ソフトブレーン社製、製品番号:UTPS−458X)を用いて、次の方法で測定された値を発泡シートの30KPaでの圧縮率とする。測定温度は23℃である。
試験片サイズを50×50×2mmとし、試験片の厚みが2mm以上である場合には試験片をそのまま用い、試験片の厚みが2mm未満である場合には試験片を積み重ねて厚みを約2mmとする。
試験片の幅および長さを、デジタルノギス(ミツトヨ社製、製品名:デジマチックキャリパ、型式:CD−15)を用いて1/100mmまで測定し、試験片の厚みを、テンシロン万能試験機(オリエンテック社製、型式:UCT−10T、ロードセル:10kN、型式:UR−1T−A−SR)を用いて試験片を圧縮し、負荷が2N/25cm(0.8kPa)となる点の上下圧縮板間隔を1/100mmまで測定し、試験開始点とする。
変位の原点を試験開始点、圧縮速度を1mm/分とし、初めの厚み(圧縮負荷が2N/25cmの上下圧縮板間隔値)の80%圧縮時までの応力を圧縮応力とする。3個の試験片を測定し、次式により算出した圧縮応力の平均を発泡シートの80%までの圧縮応力(kPa)とする。
σ80=(F80/A)×10
σ80:圧縮応力(kPa)
80:80%変形時の荷重(N)
:試験片の初めの断面積(mm
なお試験片を、JIS K 7100:1999の記号「23/50」(温度23℃、相対湿度50%)、2級の標準雰囲気下で16時間以上かけて状態を調整した後、同じ標準雰囲気下で測定を行う。
上記測定で得られた値を用いて、X軸に圧縮率(ひずみ%)、Y軸に応力(変形時の荷重kPa)をプロットし、30kPaでの圧縮率(ひずみ%)を読み取った。
読み取った値は、上記3個の試験片の平均値である。
(2)密度
JIS K 7222:2005「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の求め方」記載の方法で測定した。
すなわち、10cm以上の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量を測定し、次式により算出する。また、体積測定時の厚みは、下記に示す厚みの測定方法に準じて行う。
密度(g/cm)=試験片質量(g)/試験片体積(cm
測定用試験片は、成形後72時間以上経過した試料から切り取り、温度23±2℃、湿度50±5%の雰囲気条件で16時間以上放置した試験片である。
(3)厚み(平均厚み)
シックネスゲージ(ミツトヨ社製「NO.547−301」)及びサイズφ10mmの厚み測定器を用いて、スライス加工発泡体及び発泡シートの幅方向(TD方向)の厚みを、無荷重状態で、30mm間隔で12点測定した。測定値の平均値(相加平均)を、スライス加工発泡体及び発泡シートの平均厚み(mm)とした。
(4)平均気泡径
露出している気泡表面の平均気泡径を求めた。具体的には、発泡シートにおけるMD方向、TD方向及びVD方向の表面を、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製「S−3000N」又は日立ハイテクノロジーズ社製「S−3400N」)を用いて、任意の倍数(50〜300倍)に拡大して撮影した。
撮影した画像をA4用紙上に印刷し、印刷した写真の上に描いた60mmの直線上に存在する気泡の数を測定し、次式により平均気泡径を算出した。
平均気泡径(mm)=60/(気泡の数×任意の倍数)
なお、ミツトヨ社製「デジマチックキャリパ」を用いて、写真上のスケールバーを1/100mmまで計測し、次式により写真の倍率とした。
写真倍率=スケールバー実測値(mm)/スケールバーの表示値(mm)
また、直線を描く際には、気泡断面のうち、できる限り長径を通るような方向に60mmの直線を描いた。
(5)気泡露出率
スライス加工を行っている場合に、スライス加工された表面側の気泡露出率を評価した。平均気泡径の測定と同様の方法で、スライス加工された表面部を任意の倍数に拡大して撮影した。得られた画像を、評価ソフト(ナノシステム社製「Nano Hunter NS2 K−Pro」)に画像を取り込んだ。取り込んだ画像を目視で樹脂部と気泡部を識別し、樹脂部を白色に塗った。その際に、走査型電子顕微鏡写真の表面のみを塗り、背面の気泡壁などは塗らないように気をつけて2値化を行い、気泡露出率を算出した。
(6)スライス加工発泡体の融点
JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定した。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行った。
示差走査熱量計装置 DSC6220型(エスアイアイナノテクノロジー社製)を用いアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充填した。この際、発泡シートは加熱プレス機を用い、200℃で300秒間加熱溶融させた後、0.6MPaで5回上下にプレスし、その後、さらに200秒加熱して得られた非発泡シートを用いた。窒素ガス流量20mL/minのもと、30℃から−40℃まで降温した後10分間保持し、−40℃から220℃まで昇温(1st Heating)、10分間保持後220℃から−40℃まで降温(Cooling)、10分間保持後−40℃から220℃まで昇温(2nd Heating)した時のDSC曲線を得た。なお、全ての昇温・降温は速度10℃/minで行い、基準物質としてアルミナを用いた。
本発明において、融点とは、装置付属の解析ソフトを用いて、2nd Heating過程にみられる融解ピークのトップの温度を読みとった値である。
(7)IP(防塵・防水)性能
IP性能は、JIS C0920電気機械器具の外郭による保護等級(IPコード)によるIPコード測定方法に準拠して、以下のようにして測定した。
各厚みの発泡シートを幅2mm、縦150mm×横150mm(内径縦148mm×横148mm)に抜いた試験片を用い、厚みが3mm、縦200mm×横200mmのアクリル板で試験片を挟み、試験サンプルとした。試験片は、厚みの50%圧縮になるようにアクリル板の四隅を均一に挟んだ。
無保護なものをIP00、直径50mm以上の外来固形物の侵入に対して保護され、かつ、鉛直に滴下する水に対して保護されているものをIP11、直径12.5mm以上の外来固形物の侵入に対して保護され、かつ、15°以内で傾斜しても垂直に滴下する水に対して保護されているものをIP22、直径2.5mm以上の外来固形物の侵入に対して保護され、かつ、鉛直に落ちてくる水滴によって有害な影響を受けないものをIP31、直径1.0mm以上の外来固形物の侵入に対して保護され、かつ、鉛直から60度以内の噴霧水による水によって有害な影響を受けないものをIP43、直径1.0mm以上の外来固形物の侵入に対して保護され、かつ、いかなる方向からの飛沫によっても有害な影響を受けないものをIP44とした。若干の粉塵の侵入があっても正常な運転を阻害しない、かつ、規定の圧力及び時間で水中に浸漬しても有害な影響を受けないものをIP57とした。
詳細及び結果を下記の表1,2に示す。
また、図1に、本発明の一実施形態に係る発泡体の厚み方向における断面SEM(走査型電子顕微鏡)画像を示した。図2に、発泡シートを得るために用いるスライス加工発泡体(延伸前)の厚み方向における断面SEM画像を示した。図3に、発泡シートを得るために用いる発泡体のシート流れ方向における表面SEM(走査型電子顕微鏡)画像を示した。

Claims (18)

  1. ポリプロピレン系樹脂と、オレフィン系熱可塑性エラストマー及びポリエチレン系プラストマーの内の少なくとも1種とを含む樹脂組成物を発泡させて発泡体を得て、前記発泡体の厚み方向の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させて、スライス加工発泡体を得て、前記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸することにより得られており、
    厚みが0.01mm以上、0.3mm以下であり、
    23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10%以上、60%以下である、ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  2. 密度が0.01g/cm以上、0.15g/cm以下である、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  3. 厚み方向の一方の表面と他方の表面との双方に露出していない気泡を含む、請求項1又は2に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  4. 厚み方向における気泡の平均個数が2以上である、請求項3に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  5. スライス加工された表面側に気泡が露出している、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  6. スライス加工された表面側の気泡露出率が10%以上、95%以下である、請求項5に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  7. 架橋されていない、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  8. 前記樹脂組成物が、前記ポリエチレン系プラストマーを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  9. 前記樹脂組成物において、前記ポリプロピレン系樹脂と前記オレフィン系熱可塑性エラストマーと前記ポリエチレン系プラストマーとの合計100重量%中、前記ポリプロピレン系樹脂の含有量が10重量%以上、90重量%以下かつ前記オレフィン系熱可塑性エラストマーと前記ポリエチレン系プラストマーとの合計の含有量が10重量%以上、90重量%以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  10. 電子・電気機器用粘着シートに用いられる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  11. ウェアラブルコンピュータ用粘着シートに用いられる、請求項10に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シートを製造する方法であって、
    前記樹脂組成物を発泡させて発泡体を得る発泡工程と、
    前記発泡体の厚み方向の少なくとも一方の表面をスライス加工して、スライス加工された表面に気泡を露出させて、スライス加工発泡体を得るスライス工程と、
    前記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に延伸して、ポリプロピレン系樹脂発泡シートを得る延伸工程とを備え、
    厚みが0.01mm以上、0.3mm以下であり、23℃及び30kPaで圧縮したときの圧縮率が10%以上、60%以下であるポリプロピレン系樹脂発泡シートを得る、ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
  13. 前記延伸工程において、前記スライス加工発泡体を少なくとも一方向に、1.1倍以上、8倍以下の延伸倍率で延伸する、請求項12に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
  14. 前記延伸工程における延伸温度が、前記スライス加工発泡体の融点−110℃以上、前記スライス加工発泡体の融点+35℃以下である、請求項12又は13に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
  15. 前記延伸工程における延伸速度が0.01m/分以上、30m/分以下である、請求項12〜14のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
  16. 前記発泡工程が、溶融押出発泡成形工程であり、
    前記延伸工程において、前記溶融押出発泡成形工程におけるシートの流れ方向、及び、前記溶融押出発泡成形工程におけるシートの流れ方向と直交する方向との内の少なくとも一方向に、前記スライス加工発泡体を延伸する、請求項12〜15のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
  17. 前記延伸工程において、延伸前の前記スライス加工発泡体の厚みに対する延伸後のポリプロピレン系樹脂発泡シートの厚みの比が0.01以上、0.80以下である、請求項12〜16のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
  18. 請求項1〜11のいずか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡シートと、
    前記ポリプロピレン系樹脂発泡シートの一方の表面上に配置された粘着層とを備える、粘着シート。
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