JP2018172670A - 電子機器用シール材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子機器用シート材10は、電子機器内部において、2つの部材21、22間に挟み込まれて配置される電子機器用シート材であって、弾性圧縮可能なコア層11と、コア層11の一方の面上に積層される表面層12とを備え、表面層12の微少押込硬さが、1.7N/mm以下であるとともに、電子機器用シール材の25%圧縮強度が5〜2000kPaである。
【選択図】図1
Description
従来、電子機器内部で使用される発泡体としては、熱分解型発泡剤を含む発泡性ポリオレフィン系樹脂シートを発泡かつ架橋させて得られる架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シートが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来、車両用シール部材として、車体の壁面に対して吸着性及び剥離性を有する吸着剥離部と、弾性圧縮可能であると共に吸着剥離部に積層される弾性圧縮部とを含むものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
一方で、特許文献2に記載される車両用シール部材は、肉厚に成形されており、また、細幅に使用されることが想定されていないため、電子機器用のシール材としてそのまま使用することは困難である。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[13]を提供するものである。
[1]弾性圧縮可能なコア層と、前記コア層の一方の面上に積層される表面層とを備え、前記表面層の微少押込硬さが、1.7N/mm2以下であるとともに、25%圧縮強度が5〜2000kPaである、電子機器用シール材。
[2]前記表面層を構成する表面層用樹脂組成物が、エラストマー及び軟質樹脂からなる群から選択される主剤を70質量%以上含有する上記[1]に記載の電子機器用シール材。
[3]前記主剤が、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリル樹脂、及びスチレン系熱可塑性エラストマーからなる群から選択される少なくとも1種である上記[2]に記載の電子機器用シール材。
[4]前記表面層用樹脂組成物が、石油系コポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、クマロン−インデン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、及びキシレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の改質ポリマーを0.5〜20質量%含有する上記[2]又は[3]に記載の電子機器用シール材。
[5]前記主剤が、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びスチレン系熱可塑性エラストマーからなる群から選択される少なくとも1種であるとともに、前記改質ポリマーが、石油系コポリマー及びエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される少なくとも1種である上記[4]に記載の電子機器用シール材。
[6]前記主剤がアクリル樹脂であるとともに、前記改質ポリマーが石油系コポリマー、クマロン−インデン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、及びキシレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である上記[4]に記載の電子機器用シール材。
[7]前記コア層が、発泡体からなる上記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
[8]前記発泡体を構成する樹脂が、ポリオレフィン樹脂である上記[7]に記載の電子機器用シール材。
[9]前記発泡体が、独立気泡を有する上記[7]又は[8]に記載の電子機器用シール材。
[10]前記発泡体は、MDおよびTD方向の平均気泡径それぞれ300μm以下、ZDの平均気泡径が150μm以下である上記[7]〜[9]のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
[11]前記発泡体の発泡倍率は、1.2〜20cm3/gである上記[7]〜[10]のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
[12]厚さが、0.05〜2.5mmである、上記[1]〜[11]のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
[13]前記コア層の他方の面上に粘着材を備える上記[1]〜[12]のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
[電子機器用シール材]
本発明の一実施形態に係る電子機器用シール材10は、図1に示すようにコア層11と、コア層11の一方の面上に積層される表面層12とを備える。また、図2に示すように、他の実施形態に係る電子機器用シール材20は、コア層11と、コア層11の一方の面上に積層される表面層12と、コア層11の他方の面に積層される粘着材13とを備える。
電子機器用シール材10、20は、電子機器内部において、2つの部材21、22間に挟み込まれて配置される。
また、粘着材13を備える電子機器用シール材20は、一方の部材21に表面層12が吸着するとともに、粘着材13が他方の部材22に接着するので、電子機器内部の2つの部材21、22間の止水性をより高くすることが可能になる。
これら観点から、25%圧縮強度は、50〜800kPaであることがより好ましく、60〜750kPaであることがさらに好ましい。
なお、微少押込硬さ及び25%圧縮強度は、後述する実施例に記載の方法に従って測定されるものである。
なお、電子機器用シール材の厚さは、電子機器用シール材全体の厚さを意味し、電子機器用シール材がコア層及び表面層の2層からなる場合には、これら2層の合計厚さである。また、コア層、表面層及び粘着材の3層からなる場合には、これら3層の合計厚さである。
電子機器用シール材の幅の下限値は特に限定されないが、例えば0.1mm以上のものであってもよいし、0.2mm以上のものであってもよい。電子機器用シール材は、これら下限値以上の幅にすることで、止水性を高くしやすくなる。
なお、電子機器用シール材の平面形状は、特に限定されないが、細長矩形状、枠状、L字状、コの字状等とするとよい。ただし、これらの形状以外でも、通常の四角形、円形等の他のいかなる形状であってもよい。
(コア層)
コア層は、弾性圧縮可能なものであれば特に限定されないが、具体的には、ゴム材、発泡体などが挙げられ、発泡体が好ましい。発泡体を使用することで、コア層は厚さ方向に圧縮しやすくなるので、小型化された電子機器や、その内部の表面に凹凸がある部位にも組み込みやすくなる。
なお、ゴム材は、非多孔質体からなるものであり、公知の各種のゴム材料が使用可能である。
また、コア層は、電子機器用シール材のシール性能を高める観点から、非透水材料からなることが好ましい。したがって、発泡体としては、独立気泡を有する発泡体であることが好ましい。独立気泡を有する発泡体とは、全気泡に対する独立気泡の割合(「独立気泡率」という)が70%以上となることを意味する。独立気泡率は、好ましくは75%以上、より好ましくは90%以上である。
独立気泡率は、ASTMD2856(1998)に準拠して求めることができる。市販の測定器では、乾式自動密度計アキュピック1330などが挙げられる。
気泡の占める見掛け体積V2=V1−W1
続いて、試験片を23℃の蒸留水中に水面から100mmの深さに沈めて、試験片に15kPaの圧力を3分間に亘って加える。しかる後、試験片を水中から取り出して試験片の表面に付着した水分を除去し、試験片の重量W2を測定し、下記式に基づいて連続気泡率F1及び独立気泡率F2を算出する。
連続気泡率F1(%)=100×(W2−W1)/V2
独立気泡率F2(%)=100−F1
コア層に使用する発泡体の気泡は、いわゆる微細気泡であることが好ましい。具体的には発泡体は、MDおよびTD方向の平均気泡径それぞれが好ましくは300μm以下、より好ましくは250μm以下、さらに好ましくは200μm以下、最も好ましくは100μm以下である。また、ZD方向の平均気泡径が好ましくは150μm以下、より好ましくは120μm以下、さらに好ましくは80μm以下、最も好ましくは40μm以下である。このように微細気泡とすることで、単位長さあたりの気泡壁の数が大きくなる。そのため、発泡体(電子機器用シール材)は、例えば、幅を狭くしたような場合でも、その狭い幅の間に気泡壁が多数存在することになり、止水性が良好となる。なお、発泡体は、架橋度、発泡倍率を後述する好適な範囲とすることで、微細気泡を形成しやすくなる。
また、MD及びTD方向の平均気泡径それぞれは、製造容易性の観点から、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、さらに好ましくは25μm以上である。また、ZDの平均気泡径は、好ましくは5μm以上、より好ましくは10m以上、さらに好ましくは15μm以上である。
また、気泡のZD方向の平均気泡径に対するMD方向の平均気泡径の比(以下、“MD/ZD”ともいう)が1〜8であるとともに、ZD方向の平均気泡径に対するTD方向の平均気泡径の比(以下、“TD/ZD”ともいう)が1〜8であることが好ましい。さらには、MD/ZDが2〜7、TD/ZDが2〜7であることがより好ましい。
シート状の発泡体を50mm四方にカットしたものを測定用の発泡体サンプルとして用意した。これを液体窒素に1分間浸した後にカミソリ刃でMD方向及びTD方向に沿ってそれぞれ厚さ方向に切断した。この断面をデジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス製「VHX−900」)を用いて200倍の拡大写真を撮り、MD方向、TD方向及びZD方向のそれぞれにおける長さ2mm分の切断面に存在する全ての気泡について気泡径を測定し、その操作を5回繰り返した。そして、全ての気泡の平均値をMD方向、TD方向及びZD方向の平均気泡径とした。
なお、MD方向は、Machine directionを意味し、押出方向等と一致する方向であるとともに、TD方向は、Transverse directionを意味し、MD方向に直交する方向である。また、ZD方向は、発泡体の厚さ方向であり、MD方向及びTD方向のいずれにも垂直な方向である。
発泡体は、架橋発泡体であることが好ましく、その架橋度は、20〜70質量%であることが好ましい。また、架橋度は、25〜65質量%がより好ましく、30〜60質量%がさらに好ましい。架橋度をこれら下限値以上とすることで、上記したような範囲内の平均気泡径を有する発泡体を得やすくなる。また、架橋度をこれら範囲内とすることで、電子機器用シール材の圧縮強度を上記した範囲内に設定しやすくなる。
発泡体の発泡倍率は、1.2〜20cm3/gであることが好ましい。発泡倍率をこの範囲内とすることで、電子機器用シール材の圧縮強度を上記範囲内にしやすくなり、止水性が向上しやすい。また、発泡体の機械強度も良好にしやすい。これら観点から発泡体の発泡倍率は、より好ましくは1.5〜15cm3/g、さらに好ましくは1.8〜12cm3/gである。なお、本発明では、JISK7222に従い発泡体の密度を求め、その逆数を発泡倍率とする。
発泡体に使用するエラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマー、EPDMなどのエチレンプロピレン系熱可塑性エラストマーなど、各種の熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。なお、スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、後述する表面層で使用可能なスチレン系熱可塑性エラストマーとして列挙したものを適宜選択して使用可能である。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられ、これらの中ではポリエチレン樹脂、又はポリエチレン樹脂及びエチレン−酢酸ビニル共重合体の混合物が好ましく、ポリエチレン樹脂がより好ましい。
ポリエチレン樹脂としては、チーグラー・ナッタ化合物、メタロセン化合物、酸化クロム化合物等の重合触媒で重合されたポリエチレン樹脂が挙げられ、好ましくは、メタロセン化合物の重合触媒で重合されたポリエチレン樹脂が用いられる。
α−オレフィンとして、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、及び1−オクテン等が挙げられる。なかでも、炭素数4〜10のα−オレフィンが好ましい。
ポリエチレン樹脂、例えば上記した直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、0.870〜0.910g/cm3が好ましく、0.875〜0.907g/cm3がより好ましく、0.880〜0.905g/cm3が更に好ましい。ポリエチレン樹脂としては、複数のポリエチレン樹脂を用いることもでき、また、上記した密度範囲以外のポリエチレン樹脂を加えてもよい。
メタロセン化合物としては、遷移金属をπ電子系の不飽和化合物で挟んだ構造を有するビス(シクロペンタジエニル)金属錯体等の化合物を挙げることができる。より具体的には、チタン、ジルコニウム、ニッケル、パラジウム、ハフニウム、及び白金等の四価の遷移金属に、1又は2以上のシクロペンタジエニル環又はその類縁体がリガンド(配位子)として存在する化合物を挙げることができる。
このようなメタロセン化合物は、活性点の性質が均一であり各活性点が同じ活性度を備えている。メタロセン化合物を用いて合成した重合体は、分子量、分子量分布、組成、組成分布等の均一性が高いため、メタロセン化合物を用いて合成した重合体を含むシートを架橋した場合には、架橋が均一に進行する。均一に架橋されたシートは、均一に発泡されるため、気泡径のばらつきを小さくしやすい。また、均一に延伸できるため、発泡体の厚さを薄くかつ均一にしやすくなる。
また、環式化合物をオリゴマーとして重合したものをリガンドとして用いてもよい。
更に、π電子系の不飽和化合物以外にも、塩素や臭素等の一価のアニオンリガンド又は二価のアニオンキレートリガンド、炭化水素、アルコキシド、アリールアミド、アリールオキシド、アミド、アリールアミド、ホスフィド、アリールホスフィド等を用いてもよい。
メタロセン化合物は、特定の共触媒(助触媒)と組み合わせることにより、各種オレフィンの重合の際に触媒としての作用を発揮する。具体的な共触媒としては、メチルアルミノキサン(MAO)、ホウ素系化合物等が挙げられる。なお、メタロセン化合物に対する共触媒の使用割合は、10〜100万モル倍が好ましく、50〜5,000モル倍がより好ましい。
発泡体に含まれるポリオレフィン樹脂は、上記した直鎖状低密度ポリエチレンを使用する場合、上記の直鎖状低密度ポリエチレンを単独で使用してもよいが、他のポリオレフィン樹脂と併用してもよく、例えば、以下に述べる他のポリオレフィン樹脂と併用してもよい。他のポリオレフィン樹脂を含有する場合、直鎖状低密度ポリエチレンと他のポリオレフィンの合計量に対する他のポリオレフィン樹脂の割合は、80質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。
また、ポリプロピレン樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、プロピレンを50質量%以上含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
プロピレン−α−オレフィン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、具体的には、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン等が挙げることができ、これらの中では、炭素数6〜12のα−オレフィンが好ましい。
発泡体は、上記樹脂に加えて、熱分解型発泡剤を含む発泡性組成物を発泡してなることが好ましい。
熱分解型発泡剤としては、有機発泡剤、無機発泡剤が使用可能である。有機系発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸金属塩(アゾジカルボン酸バリウム等)、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、ヒドラゾジカルボンアミド、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、トルエンスルホニルヒドラジド等のヒドラジン誘導体、トルエンスルホニルセミカルバジド等のセミカルバジド化合物等が挙げられる。
無機系発泡剤としては、酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、無水クエン酸モノソーダ等が挙げられる。
これらの中では、微細な気泡を得る観点、及び経済性、安全面の観点から、アゾ化合物が好ましく、アゾジカルボンアミドが特に好ましい。これらの熱分解型発泡剤は、単独で又は2以上を組み合わせて使用することができる。
発泡性組成物における熱分解型発泡剤の配合量は、樹脂100質量部に対して、好ましくは0.5〜10質量部、より好ましくは1〜7質量部、さらに好ましくは1.5〜5質量部である。
発泡体(発泡性組成物)は、必要に応じて、上記以外にも、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、充填材等の発泡体に一般的に使用する添加剤を含有していてもよい。
表面層は、微少押込硬さが上記範囲内となるような材料で構成される。また、表面層は、上記したように、電子機器用シール材を挟み込む2つの部材の一方に吸着し、かつその部材に対して再剥離可能なものであるとよい。表面層は、エラストマー及び軟質樹脂の少なくともいずれかから構成されることが好ましい。ここで軟質樹脂とは、軟質樹脂単独で或いは後述する改質ポリマーと組み合わせて微少押込硬さを上記した範囲とすることができるものである。表面層は、エラストマー又は軟質樹脂を使用することで、微少押込硬さを上記範囲内に調整しやすくなり、表面層の吸着性及び再剥離性を良好にしやすくなる。なお、エラストマー及び軟質樹脂は、本明細書では総称して主剤と呼ぶことがある。
また、表面層は、好ましくは非透水材料からなる。表面層は、エラストマー及び軟質樹脂の少なくともいずれかから構成され非多孔質体からなることで、非透水性となる。
なお、本明細書において、用語「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」とは、アクリル酸アルキルエステル、及びメタクリル酸アルキルエステルの両方を含む概念を指すものであり、他の類似の用語も同様である。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーは、(メタ)アクリル酸と脂肪族アルコールとのエステルであって、脂肪族アルコールのアルキル基の炭素数が1〜18である脂肪族アルコールに由来するアルキルエステルが好ましく、より好ましくは炭素数が1〜8である脂肪族アルコールに由来するアルキルエステルが好ましい。
具体的な(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)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、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、及びテトラデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーのうち、アルキル基の炭素数が4〜8である脂肪族アルコールに由来するアルキルエステルを含むことが好ましく、その割合は、重合性モノマー全量基準で70質量%以上が好ましく、80〜100質量%がより好ましく、90〜100質量%がさらに好ましい。アルキル基の炭素数が4〜8である脂肪族アルコールに由来するアルキルエステルを多く含有することで、表面層に良好な吸着性と再剥離性を付与することが可能になる。また、微少押込硬さを所定の範囲内に調整しやすくなる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、重合性モノマーは、上記した(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー、極性基含有ビニルモノマー以外のその他のモノマーを含んでいてもよい。その他のモノマーとしては、スチレン系モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、及びp−メチルスチレン等が挙げられる。
また、多官能モノマーとしては、ビニル基を2つ以上有するモノマーが挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
アクリル系重合体に使用する重合性モノマーの種類及び含有量は、表面層の吸着性、再剥離性が良好となるように適宜調整すればよい。
表面層を構成する樹脂組成物(以下、表面層用樹脂組成物ともいう)は、表面層用樹脂組成物全量に対して、上記主剤を70質量%以上含有することが好ましく、80〜99質量%含有することがより好ましく、85〜97質量%含有することがさらに好ましい。
また、ブチルコムは、その他のエラストマーと混合することも好ましく、例えば、主剤としてブチルゴムとエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)の混合物を使用するとよい。この場合、ブチルゴムのEPDMに対する質量比は、5/95〜80/20が好ましく、8/92〜70/30がより好ましい。このような質量比とすることで、微少押込硬さを低くし、吸着性を良好にしやすくなる。
防水性の観点から主剤はブチルゴムとエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)との混合物を含むことがさらに好ましい。
表面層用樹脂組成物には、さらに改質ポリマーが配合されてもよい。改質ポリマーが配合されることで、吸着性を向上させやすくなる。また、微少押込硬さを上記した範囲内に調整しやすくなる。改質ポリマーとしては、例えば、石油系コポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体などを使用する。また、クマロン−インデン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、重合ロジン、ロジンエステル系等のロジン系樹脂、キシレン系樹脂等も使用できる。
改質ポリマーは、1種単独で使用してもよいが、2種以上を併用してもよい。
改質ポリマーの含有量は、表面層用樹脂組成物全量に対して、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは1〜15質量%、さらに好ましくは2〜10質量%である。
また、石油系コポリマーとしては、各種石油樹脂が使用可能であって、例えば、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5C9系石油樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、及びこれらの水素化物などが挙げられる。これらの中では、水素化物が好ましい。また、C5系石油樹脂も好ましく、中でもC5系石油樹脂の水素化物がより好ましい。
表面層用樹脂組成物が主剤としてエラストマーを含む場合には、表面層用樹脂組成物には、さらに加硫剤を配合してもよい。加硫剤としては、有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等が挙げられる。有機過酸化物としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、クミルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチルパーオキシクメンなどが挙げられる。硫黄化合物としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、一塩化硫黄、二塩化硫黄などが挙げられる。
表面層用樹脂組成物がエラストマーを含む場合でも、表面層用樹脂組成物が加硫剤を含まず、表面層は未加硫であることが好ましい。表面層が未加硫で、かつ上記した改質ポリマーを配合することで、表面層は吸着性および再剥離性を発現しやすく、また、微少押込硬さを上記した範囲内に調整しやすくなる。
架橋剤の含有量は、表面層用樹脂組成物全量基準で、好ましく0.1〜15質量%、より好ましくは0.5〜10質量%、さらに好ましくは0.8〜5質量%である。
補強材としては、カーボンブラックを使用することが好ましい。カーボンブラックは、表面層用樹脂組成物全量基準で、好ましくは1〜15質量%、より好ましくは2〜10質量%、さらに好ましくは2〜8質量%含有される。
また、酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられるが、これらの中では、イオウ系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤が好ましい。酸化防止剤の含有量は、表面層用樹脂組成物全量基準で、0.1〜8質量%が好ましく、0.2〜5質量%が好ましく、0.5〜3質量%がより好ましい。
粘着材は、コア層の表面層が設けられた面とは反対側の面に積層されるものである。粘着材は、少なくとも粘着剤層を備え、粘着剤層により電子機器用シール材を電子機器内部の他の部材に接着させるものである。粘着材は、より具体的には、コア層の他方の面上に積層される粘着剤層単体であってもよいし、コア層の表面に貼付された両面粘着テープであってもよいが、粘着剤層単体であることが好ましい。粘着材が粘着剤層単体からなることにより、電子機器用シール材の厚さを薄くしやすくなる。
粘着材は、コア層の他方の面上に直接積層されることが好ましいが、コア層の他方の面上に形成されたプライマー層を介してコア層に積層してもよい。プライマー層は、例えば、コア層と粘着材との接着性を高めるための層であり、例えば、各種のプライマーをコア層に塗布して形成すればよい。
粘着剤層に使用する粘着剤としては、特に制限はなく、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等を用いることができる。
粘着材の厚さは、5〜200μmが好ましく、より好ましくは10〜100μmである。なお、粘着材の厚みとは、粘着材が粘着剤層単層からなる場合には、その粘着剤層の厚みを意味し、両面粘着テープである場合には、両面粘着テープの総厚を意味する。
電子機器用シール材を製造する方法は、特に限定されないが、コア層の一方の面に表面層を積層する方法が挙げられる。ここで、コア層が発泡体である場合には、発泡体は以下の方法により製造し、その発泡体の一方の面に表面層を積層すればよい。
発泡体の製造方法は、特に制限はないが、例えば、樹脂および熱分解型発泡剤を含む発泡性組成物を架橋するとともに、加熱して熱分解型発泡剤を発泡させることで製造する。その製造方法は、より具体的には、以下の工程(1)〜(4)を含む。
工程(1):樹脂、及び熱分解型発泡剤を含む添加剤を混合して、シート状の発泡性組成物(樹脂シート)に成形する工程
工程(2):シート状の発泡性組成物に電離性放射線を照射して発泡性組成物を架橋させる工程
工程(3):架橋させた発泡性組成物を加熱し、熱分解型発泡剤を発泡させて、シート状の発泡体を得る工程
工程(4):MD方向又はTD方向のいずれか一方又は双方の方向に発泡体を延伸する工程
工程(2)において発泡性組成物を架橋する方法としては、樹脂シートに電子線、α線、β線、γ線等の電離性放射線を照射する方法を用いる。上記電離放射線の照射量は、得られる発泡体の架橋度が上記した所望の範囲となるように調整すればよいが、2〜15Mradであることが好ましく、5〜13Mradであることがより好ましい。
工程(3)において、発泡性組成物を加熱し熱分解型発泡剤を発泡させるときの加熱温度は、熱分解型発泡剤の発泡温度以上であればよいが、好ましくは200〜300℃、より好ましくは220〜280℃である。
工程(4)において、発泡体のMD方向及びTD方向の一方又は両方への延伸倍率は、1.1〜5.0倍が好ましく、1.5〜4.0倍がより好ましい。
延伸倍率を上記下限値以上とすると、発泡体の弾性圧縮特性、及び電子機器用シール材の圧縮強度が良好になりやすくなる。一方、上限値以下とすると、発泡体が延伸中に破断したり、発泡中の発泡体から発泡ガスが抜けて発泡倍率が著しく低下したりすることが防止され、発泡体の弾性圧縮特性や引張強度が良好になり、品質も均一なものとしやすくなる。
また、延伸時に発泡体は、例えば100〜280℃、好ましくは150〜260℃に加熱すればよい。
ただし、発泡体の製造方法は、上記に限定されず、上記以外の方法により製造してもよい。例えば、電離性放射線を照射する代わりに、発泡性組成物に予め有機過酸化物を配合しておき、発泡性組成物を加熱して有機過酸化物を分解させる方法等により架橋を行ってもよい。また、工程(4)、すなわち発泡体の延伸を省略してもよい。
コア層の一方の面に表面層を形成する方法は、特に限定されないが、エラストマー及び軟質樹脂の少なくともいずれかからなる主剤に、必要に応じて改質ポリマー、その他の添加剤を加えて混合して得た表面層用樹脂組成物を、シート状又は層状に加工して、発泡体などのコア層の上に積層すればよい。あるいは、表面層用樹脂組成物をコア層の上に塗布して表面層を形成してもよい。
さらに、剥離シートの離型処理面上に層状に形成された表面層用樹脂組成物を、コア層の上に転写してもよい。剥離シート上には、表面層用樹脂組成物を塗布することで表面層用樹脂組成物を層状に形成すればよい。剥離シートとしては、紙基材、樹脂フィルムの少なくも片面を離型処理した離型紙、剥離フィルム等が挙げられる。
ただし、発泡前のシート状の発泡性組成物の上に、表面層を積層した後に、発泡性組成物を発泡させてもよい。この場合、表面層を形成する工程は、例えば、上記した工程(1)と工程(2)の間に行ってもよいし、工程(2)と工程(3)の間に行ってもよい。
コア層の他方の面上に粘着材を形成する方法は、粘着材が粘着剤層単体からなる場合には、粘着剤をコア層に塗布して行ってもよいし、離型フィルムの上に形成した粘着剤層をコア層の他方の面上に転写してもよい。また、粘着材が両面粘着テープからなる場合には、両面粘着テープの一方の粘着剤層をコア層の他方の面に貼り合わせればよい。
粘着材は、特に限定されないが、コア層の一方の面に表面層を形成した後に、コア層の他方の面の上に形成することが好ましい。
上記のようにして得られた電子機器用シール材は、抜き加工等の周知の方法により切断して、所望の形状に加工してもよい。
各物性の測定方法及び評価方法は、次の通りである。
<微少押込硬さHIT>
超微小押し込み硬さ試験機(株式会社エリオニクス製「ENT−2100」)を用いて、23℃環境下で試験加重1mN、負荷時間10秒の条件で微少押込硬さを測定した。
<25%圧縮強度>
電子機器用シール材の25%圧縮強度は、JIS K6767に準拠して測定した。なお、電子機器用シール材の25%圧縮強度とは、表面層とコア層(ただし、これらの間に層があればその層も含む)の積層体の圧縮強度を意味する。したがって、電子機器用シール材の他方の面に粘着材が設けられる場合には、その粘着材を除去して測定した値である。
<ショアA硬度>
23℃でJIS K 6253に準拠し、タイプAデュロメーター硬さ計により測定した硬度である。
発泡体についてJISK7222に準拠して見かけ密度を測定し、その逆数を発泡倍率とした。
<架橋度>
発泡体から約100mgの試験片を採取し、試験片の重量A(mg)を精秤する。次に、この試験片を120℃のキシレン30cm3中に浸漬して24時間放置した後、200メッシュの金網で濾過して金網上の不溶解分を採取、真空乾燥し、不溶解分の重量B(mg)を精秤する。得られた値から、下記式により架橋度(質量%)を算出した。
架橋度(質量%)=100×(B/A)
<独立気泡率>
明細書記載の方法に従って測定した。
<平均気泡径>
平均気泡径は、明細書記載の方法で測定した。
防水評価試験は、IPX7規格(JISC0920およびIEC60529)に基づいて、温度23℃、相対湿度50%の条件下、下記方法で作成した試験サンプルを水深1mに沈めた状態で所定の時間保持し、内部への浸水の有無を目視で確認することにより行った。3時間以上の浸漬においても浸水がない場合を“S”、30分の浸漬により浸水がない場合(IPX7規格を満たす)を“A”、30分の浸漬により浸水がある場合を“B”、浸漬後直ちに浸水したものを“C”と評価した。
なお、防水試験は、試験サンプルを作成後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で30分間養生してから行った。
(試験サンプルの作成)
シール材のコア層側に両面粘着テープ(積水化学工業株式会社製「3803BH」)をラミネートし、内部に縦58mm×横38mmの矩形の開口を有する、縦60mm×横40mm、幅1.0mmの矩形枠形状に打ち抜いた。ただし、全ての角は、R5mmの丸みをつけた。得られたシール材を100mm角、厚み10mmのアクリル板2枚で挟み、シール材厚みの20%分圧縮した。
実施例、比較例で得られた電子機器用シール材を、25mm×100mmにカットして、2枚のアクリル板で挟み込み、シール材の総厚みの20%分圧縮して、温度23℃、相対湿度50%の環境下で、30分養生した。その後、電子機器用シール材をアクリル板から手で剥がしたときの剥離性を評価した。手で容易に剥離できるものを“A”、手で容易に剥離できないもの、又は剥離する際に電子機器用シール材が破損したものを“B”と評価した。
(発泡体の作製)
メタロセン化合物の重合触媒によって得られた直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(ダウケミカル社製、商品名「アフィニティーPL1850」、密度:0.902g/cm3)100質量部と、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド9.5質量部と、気泡核調整剤として酸化亜鉛(堺化学工業株式会社製、商品名「OW−212F」)0.5質量部と、酸化防止剤1.0質量部とを押出機に供給して130℃で溶融混練し、厚さが300μmの長尺状の樹脂シートに押出した。
次に、上記長尺状の樹脂シートの両面に加速電圧500kVの電子線を4Mrad照射して樹脂シートを架橋した後、架橋した樹脂シートを熱風及び赤外線ヒーターにより250℃に保持された発泡炉内に連続的に送り込んで加熱して発泡させて、厚さ1500μmのシート状の発泡体を得た。
次いで、得られた発泡体を発泡炉から連続的に送り出した後、この発泡体をその両面の温度が200〜250℃となるように維持した状態で、発泡体をそのTD方向に3倍の延伸倍率で延伸させると共に、発泡体の発泡炉への送り込み速度(供給速度)よりも速い巻取速度でもって発泡体を巻き取ることによって発泡体をMD方向にも延伸させた。なお、発泡体の巻取速度は、樹脂シート自身の発泡によるMD方向への膨張分を考慮しつつ調整した。
表1に示す各成分を押出機に投入して混練して得た表面層用樹脂組成物をダイよりシート状に押出して、発泡体(コア層)の一方の面上に積層し、圧力0.3MPaで加圧し、かつ70℃で加熱して熱融着させて、コア層/表面層からなる電子機器用シール材を得た。
表面層用樹脂組成物の配合を表1に示すとおりに変更する以外は、実施例1と同様に実施した。
[実施例3]
熱分解型発泡剤の配合部数を2.1質量部、樹脂シートの厚さを210μm、照射する電子線強度を7Mrad、発泡して得られた発泡体(延伸前)の厚さが300μm、発泡体のTD方向延伸倍率を2倍へと変更する以外は、実施例1と同様に実施した。
[実施例4]
熱分解型発泡剤の配合部数を11.0質量部、樹脂シートの厚さを300μm、照射する電子線強度を7Mrad、発泡して得られた発泡体(延伸前)の厚さが1600μm、発泡体のTD方向延伸倍率を2倍へと変更する以外は、実施例1と同様に実施した。
[実施例5]
表面層用樹脂組成物の配合を表1に示すとおりに変更する以外は、実施例1と同様に実施した。
[実施例6]
表面層用樹脂組成物の配合を表1に示すとおりに変更する以外は、実施例1と同様に実施した。
(発泡体の作製)
熱分解型発泡剤の配合部数を3質量部、樹脂シートの厚さを250μm、照射する電子線強度を4Mrad、発泡して得られた発泡体(延伸前)厚さが500μm、発泡体のTD方向延伸倍率を2.5倍へと変更する以外は、実施例1と同様に実施して、発泡体を得た。
(表面層用樹脂組成物の調整)
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応器に、ブチルアクリレートと2−エチルヘキシルアクリレートを質量比50:40で投入し、酢酸エチル80%を加え、窒素置換した。その後、反応器を加熱して還流を開始した。続いて、上記反応器内に、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を添加し、70℃で5時間還流させて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の溶液に、ロジンエステル系の改質ポリマーを配合して、表面層用樹脂組成物の希釈液を得た。表面層用樹脂組成物の希釈液の固形分基準の組成は表1に示すとおりである。
(表面層の形成)
離型紙(厚さ150μm)を用意し、この離型紙の離型処理面に上記表面層用樹脂組成物の希釈液を塗布し、100℃で5分間乾燥させることにより、層状の表面層用樹脂組成物を形成した。この層状の表面層用樹脂組成物を、発泡体の表面に貼り合せて、表面層/発泡体からなる電子機器用シール材を得た。なお、表面層の表面には、離型紙が貼り付けられているが、各評価を行う前に剥離した。
[実施例8]
発泡体に使用する樹脂の配合を上記した直鎖状低密度ポリエチレン樹脂「アフィニティーPL1850」30質量部と、エチレン−酢酸ビニル共重合体(東ソー株式会社製「ウルトラセン636」)70質量部に変更する以外は実施例1と同様に実施した。
[実施例9]
発泡体に使用する樹脂の配合を上記した直鎖状低密度ポリエチレン樹脂「アフィニティーPL1850」70質量部とスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(JSR株式会社製、「ダイナロン8600P」)30質量部に変更する以外は実施例1と同様に実施した。
[実施例10]
表面層用樹脂組成物をアクリル樹脂97.7部、改質ポリマー2.2部の配合比と変更した以外は、実施例7と同様に実施した。
熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミドの量を7.0質量部に変更した点を除いて実施例1と同様に発泡体を作製した。その発泡体に表面層を積層せず、発泡体単体を電子機器用シール材とした。
[比較例2]
発泡体(コア層)として、市販のウレタン発泡体(商品名「PORON SR−S4
0P」、ロジャースイノアック社製)を使用するとともに、コア層に表面層を積層せず、発泡体単体を電子機器用シール材とした。
[比較例3]
表面層用樹脂組成物をアクリル樹脂99部、改質ポリマー1部の配合比と変更した以外は、実施例7と同様に実施した。
ブチルゴム:商品名「BUTYL065」、JSR株式会社製、ショアA硬度:20
EPDM:エチレンプロピレンジエンゴム、商品名「EP21」、JSR株式会社製、ショアA硬度:73
TPS:スチレン系熱可塑性エラストマー(水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体)商品名「ハイブラー7311」、株式会社クラレ製、ショアA硬度:41
アクリル樹脂:重量平均分子量70万、ブチルアクリレート55.6質量%と2−エチルヘキシルアクリレート44.4質%の共重合体
改質ポリマー1:石油系ポリマー、商品名「Quintone A−100」、日本ゼオン株式会社製
改質ポリマー2:ロジンエステル系樹脂
カーボンブラック:旭カーボン株式会社製のカーボンブラック
酸化防止剤:硫黄系酸化防止剤とフェノール系酸化防止剤の混合物
それに対して、比較例1、2の電子機器用シールは、表面層を有していなかったため、防水性能を十分に向上させることができなった。また、比較例3の電子機器用シールは、表面層の微少押込硬さが1.7N/mm2よりも大きかったため、防水性能を十分に向上させることができなった。
11 コア層
12 表面層
13 粘着材
21、22 電子機器内部の部材
Claims (13)
- 弾性圧縮可能なコア層と、前記コア層の一方の面上に積層される表面層とを備え、
前記表面層の微少押込硬さが、1.7N/mm2以下であるとともに、
25%圧縮強度が5〜2000kPaである、電子機器用シール材。 - 前記表面層を構成する表面層用樹脂組成物が、エラストマー及び軟質樹脂からなる群から選択される主剤を70質量%以上含有する請求項1に記載の電子機器用シール材。
- 前記主剤が、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリル樹脂、及びスチレン系熱可塑性エラストマーからなる群から選択される少なくとも1種である請求項2に記載の電子機器用シール材。
- 前記表面層用樹脂組成物が、石油系コポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、クマロン−インデン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、及びキシレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の改質ポリマーを0.5〜20質量%含有する請求項2又は3に記載の電子機器用シール材。
- 前記主剤が、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びスチレン系熱可塑性エラストマーからなる群から選択される少なくとも1種であるとともに、
前記改質ポリマーが、石油系コポリマー及びエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される少なくとも1種である請求項4に記載の電子機器用シール材。 - 前記主剤がアクリル樹脂であるとともに、
前記改質ポリマーが石油系コポリマー、クマロン−インデン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、及びキシレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である請求項4に記載の電子機器用シール材。 - 前記コア層が、発泡体からなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
- 前記発泡体を構成する樹脂が、ポリオレフィン樹脂である請求項7に記載の電子機器用シール材。
- 前記発泡体が、独立気泡を有する請求項7又は8に記載の電子機器用シール材。
- 前記発泡体は、MDおよびTD方向の平均気泡径それぞれが300μm以下、ZDの平均気泡径が150μm以下である請求項7〜9のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
- 前記発泡体の発泡倍率は、1.2〜20cm3/gである請求項7〜10のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
- 厚さが、0.05〜2.5mmである、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
- 前記コア層の他方の面上に粘着材を備える請求項1〜12のいずれか1項に記載の電子機器用シール材。
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