JP2016186088A - 樹脂発泡体、その製造方法、及び発泡シール材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の樹脂発泡体は、80%圧縮時の反発応力(樹脂発泡体を初めの厚さの80%だけ圧縮した際の反発応力)が1.0〜9.0N/cm2であり、引張弾性率が5.0〜14.0MPaであることを特徴とする。また、上記樹脂発泡体では、平均セル径が10〜180μmであり、見掛け密度が0.01〜0.10g/cm3であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
80%圧縮時の反発応力:樹脂発泡体を初めの厚さの80%だけ圧縮した際の反発応力
本発明の発泡シール材は、上記樹脂発泡体を含む部材である。また、本発明の発泡シール材は、上記樹脂発泡体のみから構成されていてもよいし、上記樹脂発泡体に他の層(特に粘着層(粘着剤層)、基材層など)が積層されている構成であってもよい。なお、本発明の発泡シール材の形状は、特に限定されないが、シート状(フィルム状)やテープ状が好ましい。
熱可塑性エラストマー組成物Aとして、ポリプロピレン(PP)とエチレン/プロピレン5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体(EPT)との動的架橋物(動的架橋型熱可塑性エラストマー、TPV)及びカーボンブラックを含む組成物を使用した。
なお、上記TPVにおいて、ポリプロピレンと、エチレン/プロピレン5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体との割合(前者:後者)は、重量基準で、25:75である。また、組成物中のカーボンブラックの含有量は15.0重量%である。
熱可塑性エラストマー組成物Bとして、ポリプロピレン(PP)とエチレン/プロピレン5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体(EPT)とのブレンド物(TPO)(EPT部分は未架橋、メルトフローレート(MFR):6g/10min、JIS A硬度:79°)及びカーボンブラックを含む組成物を使用した。なお、組成物中のカーボンブラックの含有量は16.7重量%である。
滑剤A(滑剤組成物A)として、ステアリン酸モノグリセリド1重量部にポリエチレン10重量部を配合したマスターバッチを使用した。
造核剤Aとして、平均粒子径:0.8μmの水酸化マグネシウムを使用した。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR):0.35g/10min]:35重量部、上記熱可塑性エラストマー組成物A:60重量部、上記滑剤A:5重量部及び上記造核剤A:10重量部を、二軸混練機にて、200℃の温度で混練した。混練後、混練物をストランド状に押し出し水冷してから、ペレット状に切断し、ペレットを得た。
上記ペレットを、日本製鋼社製のタンデム型単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、14(注入後18)MPaの圧力で、ペレット全重量(100重量%)に対して二酸化炭素ガスを3.8重量%注入した。二酸化炭素ガスを十分に飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却してから、ダイから押し出して、樹脂発泡体(シート状)を得た。
なお、タンデム型単軸押出機に注入された二酸化炭素ガスは、すぐに超臨界流体となった。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR):0.50g/10min]:35重量部、上記熱可塑性エラストマー組成物A:60重量部、上記滑剤A:5重量部及び上記造核剤A:10重量部を、二軸混練機にて、200℃の温度で混練した。混練後、混練物をストランド状に押し出し水冷してから、ペレット状に切断し、ペレットを得た。
上記ペレットを、日本製鋼社製のタンデム型単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、14(注入後18)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを4.6重量%注入した。二酸化炭素ガスを十分に飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却してから、ダイから押し出して、樹脂発泡体(シート状)を得た。
なお、タンデム型単軸押出機に注入された二酸化炭素ガスは、すぐに超臨界流体となった。
実施例1と同様にしてペレットを作製した。次に、このペレットから、二酸化炭素ガスを4.8重量%注入したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂発泡体(シート状)を得た。
実施例1と同様にしてペレットを作製した。次に、このペレットから、二酸化炭素ガスを5.0重量%注入したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂発泡体(シート状)を得た。
実施例1と同様にしてペレットを作製した。次に、このペレットから、二酸化炭素ガスを3.5重量%注入したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂発泡体(シート状)を得た。
ポリプロピレン[メルトフローレート(MFR):0.35g/10min]:45重量部、上記熱可塑性エラストマー組成物B:55重量部、上記滑剤A:10重量部及び上記造核剤A:10重量部を、二軸混練機にて、200℃の温度で混練した。混練後、混練物をストランド状に押し出し水冷してから、ペレット状に切断し、ペレットを得た。
上記ペレットを、日本製鋼社製の単軸押出機に投入し、220℃の雰囲気下、13(注入後12)MPaの圧力で、ペレット全重量(100重量%)に対して二酸化炭素ガスを5.0重量%注入した。二酸化炭素ガスを十分に飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却してから、ダイから押し出して、樹脂発泡体(シート状)を得た。
なお、タンデム型単軸押出機に注入された二酸化炭素ガスは、すぐに超臨界流体となった。
市販の、平均セル径が160μmであり、50%圧縮時の反発応力(50%対反発荷重)が0.7N/cm2であり、見掛け密度が0.15g/cm3であるポリウレタンが主成分の発泡体を使用した。
市販の、平均セル径が130μmであり、50%圧縮時の反発応力(50%対反発荷重)が8.6N/cm2であり、見掛け密度が0.22g/cm3であるポリエチレンが主成分の発泡体を使用した。
樹脂発泡体の見掛け密度は、以下のようにして求めた。
30mm×30mmの打ち抜き刃型にて樹脂発泡体を打ち抜き、打ち抜いた試料の寸法(たて、よこ)を測定した。また、測定端子の直径(φ)が20mmである1/100ダイヤルゲージにて試料の厚さを測定した。試料の寸法(たて、よこ)及び試料の厚さから試料の体積を算出した。次に、試料の重量を上皿天秤にて測定した。得られた試料の体積と試料の重量から、発泡体の見掛け密度(g/cm3)を算出した。
樹脂発泡体の平均セル径は、以下のようにして求めた。
デジタルマイクロスコープ(商品名「VHX−600」、キーエンス株式会社製)により、樹脂発泡体断面の気泡部の拡大画像を取り込み、切断面の一定面積(1mm2)に表れた全てのセルの面積を測定し、円相当径換算した後、セル数で平均化することで求めた。
なお、画像解析には、画像解析ソフト(商品名「WIN ROOF」、三谷商事株式会社製)を用いた。
樹脂発泡体の80%圧縮時の反発応力は、以下のようにして求めた。
JIS K 6767に記載されている発泡体の圧縮硬さ測定方法に準じて、80%圧縮時の反発応力を測定した。
具体的には、樹脂発泡体から、厚さ0.5mm、30mm角のシート状の試験片を得て、23℃雰囲気下、該試験片を圧縮速度10mm/minで初めの厚さの80%だけ圧縮し、そのときの応力(N)を単位面積(1cm2)当たりに換算して求めた。
樹脂発泡体の50%圧縮時の反発応力は、初めの厚さの50%だけ圧縮したこと以外は、上記80%圧縮時の反発応力と同様にして求めた。
樹脂発泡体の破断強度及び破断伸びは、JIS K 6767の引張強さ及び伸びの項に基づいてMD方向の破断強度(引張強さ)(MPa)及び破断伸び(伸び)(%)を求めた。
なお、試験片として、厚さが0.5mmの樹脂発泡体を用いた。
JIS K 6767に準拠した引張試験を実施し、得られた応力歪曲線における弾性領域下での傾きより、下記式に基づいて算出した。つまり、応力歪曲線における弾性領域下、応力とこれに対応するひずみの比より求めた。
引張弾性率(MPa)=(応力)/(ひずみ)
実施例及び比較例の樹脂発泡体について、防塵性指標を測定することにより防塵性を評価し、さらに、延展性を測定することにより組み付け性を評価した。その結果を、表2に示した。
樹脂発泡体に打ち抜き加工を施して、枠形状の試験片を得た。試験片は、厚さが0.5mm、幅が1.0mm、1辺の長さが54mmの正方形状であり、その開口部は1辺の長さが52mmの正方形状である。なお、図1に、試験片の概略外観図を示す。
防塵性試験装置を図3及び図4に示した。図3は防塵性試験装置の概略構成図であり、図4は防塵性試験装置のA−A'線の切断部端面図である。
図3及び図4において、1は防塵性試験装置、11は天井板、121はスペーサー、122は段差形成用スペーサー、13は両面粘着テープ、14は試験片、15は評価用箱体、16aは貫通孔、16bは貫通孔、16cは貫通孔、17は開口部、18は空間部である。天井板11は、略四角形の平板状であり、開口部となる平面視四角形(台形)の切り込みを有する。スペーサー121は、開口部17より大きく、四角形平板状であり、試験片14を所望の厚さに圧縮するために用いられる。両面粘着テープ13は、基材レスタイプで厚さが80μmの枠形状の両面粘着テープであり、スペーサー121と試験片14との固定に用いられる。貫通孔16aは管継ぎ手を介して定量ポンプに接続される。貫通孔16bは管継ぎ手を介して差圧計に接続される。貫通孔16cは管継ぎ手を介してニードルバルブに接続される。防塵性試験装置1では、天井板11と評価用箱体15とをねじ止めすることにより、略直方体状の密閉可能な空間部18が、内部に形成される。開口部17は、空間部18の開口部である。また、天井板11は、開面視四角形(台形)の切り込みを有する。
上記のようにして、試験片を防塵性試験装置に取り付けてから、該試験片を取り付けた防塵性試験装置を粉塵箱体内に配置し、密閉した。なお、上記粉塵箱体は、粉塵供給装置及びパーティクルカウンターに接続している。また、防塵性試験装置の貫通孔16bは管継ぎ手を介してパーティクルカウンターに接続している。
次に、粉塵箱体に接続した粉塵供給装置及びパーティクルカウンターを用いて、パーティクルカウント値(数)が100000付近でほぼ一定になるように、所定の直径を有する粒子を粉塵箱体に供給した。このときのパーティクルカウント値を雰囲気粒子個数P0とした。
次に、防塵性試験装置の貫通孔16cに接続しているニードルバルブを閉じた状態で、貫通孔16aに接続している定量ポンプを用いて、吸引速度0.5L/min、30分間の吸引を行った。吸引後、防塵性試験装置の空間部18内の粒子の数をパーティクルカウンターで測定し、このときのパーティクルカウント値を発泡体通過粒子個数Pfとした。
そして、下記式より、防塵性指標を求めた。
防塵性指標(%)=(P0−Pf)/P0×100
P0:雰囲気粒子個数
Pf:発泡体通過粒子個数
「延展性(0.5N)」及び「延展性(1.0N)」を測定し、評価した。
発泡体をMD方向に切り出して、厚さ0.5mm、幅3mm、長さ30mmのシート状の試験片を得た。
試験片の長さ方向の一端を固定した状態で、0.5Nの荷重で試験片を長さ方向に延伸して、延伸後の試験片の長さを測定した。
そして、下記式より、延展性(%)を求めた。
延展性(%)=[(延伸後の試験片の長さ)−(初期の試験片の長さ)]/(初期の試験片の長さ)×100
「延展性(0.5N)」(0.5Nにおける延展性)は、5.0%以下であると、良好と判断できる。
荷重を1.0Nとしてこと以外は、上記の延展性(0.5N)と同様にして、延展性(%)を求めた。
「延展性(1.0N)」(1.0Nにおける延展性)は、10.0%以下であると、良好と判断できる。
また、実施例の樹脂発泡体は、破断伸びの評価より伸びにくいことが確認され、貼り合わせ等の組み付け時の作業性が改善されていることが確認できた。
さらに、実施例の樹脂発泡体は、実際に樹脂発泡体を組み付けることを想定した延展性評価により、伸びにくいことが確認できた。このため、実施例の樹脂発泡体は、組み付け時に寸法通りに貼り合わせることができる。
また、比較例2及び3の発泡体は、50%圧縮時の反発応力及び80%圧縮時の反発応力が大きく、硬い。このため、追従性に劣り、十分な防塵性(特に段差がある場合の防塵性)を得ることができなかった。
11 天井板
121 スペーサー
122 段差形成用スペーサー
13 両面粘着テープ
14 試験片
15 評価用箱体
16a 貫通孔
16b 貫通孔
16c 貫通孔
17 開口部
18 空間部
Claims (9)
- 下記で定義される80%圧縮時の反発応力が1.0〜9.0N/cm2であり、引張弾性率が5.0〜14.0MPaであることを特徴とする樹脂発泡体。
80%圧縮時の反発応力:樹脂発泡体を初めの厚さの80%だけ圧縮した際の反発応力 - さらに、平均セル径が10〜180μmであり、見掛け密度が0.01〜0.10g/cm3である請求項1記載の樹脂発泡体。
- 樹脂組成物に不活性ガスを含浸させた後、減圧する工程を経て形成される請求項1又は2記載の樹脂発泡体。
- 前記不活性ガスが、二酸化炭素である請求項3記載の樹脂発泡体。
- 前記不活性ガスが、超臨界状態である請求項3又は4記載の樹脂発泡体。
- 請求項1〜5の何れかの項に記載の樹脂発泡体を含むことを特徴とする発泡シール材。
- 樹脂発泡体上に粘着層が形成されている請求項6記載の発泡シール材。
- 前記粘着層が、フィルム層を介して形成されている請求項7記載の発泡シール材。
- 前記粘着層が、アクリル系粘着剤層である請求項7又は8記載の発泡シール材。
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