JP7112229B2 - 発泡複合シート - Google Patents
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Description
近年、携帯電話、パーソナルコンピューター等のIT機器、デジカメ、小型ビデオカメラ等の各種電子機器においては、製品の小型化、薄型化に伴い、これら電子機器内部で使用される樹脂発泡体シートも薄層化することが望まれている。
耐衝撃性及び衝撃吸収性を高めるため、エラストマー樹脂を含有する樹脂発泡体シートが知られている。樹脂発泡体シートを製造又は保管する際に、シートをリールに巻き取る場合があるが、特にエラストマー樹脂を含有する樹脂発泡体シートは、巻き取り時にブロッキングしやすく、使用時に繰り出す場合に、問題が生じる場合がある。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、ブロッキングを抑制し、耐衝撃性、及び衝撃吸収性に優れる発泡シートを提供することを課題とする。
すなわち、本発明は、次の[1]~[7]を提供するものである。
[1]エラストマー樹脂を含有する発泡シートと、前記発泡シートの少なくとも一方の面に積層された樹脂層とを備える発泡複合シートであって、層間強度が0.3MPa以上であり、25%圧縮強度が30~700kPaである、発泡複合シート。
[2]エラストマー樹脂が熱可塑性エラストマー樹脂である、上記[1]に記載の発泡複合シート。
[3]前記熱可塑性エラストマー樹脂が、オレフィン系エラストマー樹脂、塩ビ系エラストマー樹脂、及びスチレン系エラストマー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[1]又は[2]に記載の発泡複合シート。
[4]前記樹脂層が、オレフィン系樹脂、塩ビ系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びアイオノマー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[1]~[3]のいずれかに記載の発泡複合シート。
[5]前記発泡シートの厚みが0.05~1.5mmであり、前記樹脂層の厚みが0.01~0.1mmである、上記[1]~[4]のいずれかに記載の発泡複合シート。
[6]前記発泡シートの見かけ密度が0.1~0.8g/cm3である上記[1]~[5]のいずれかに記載の発泡複合シート。
[7]上記[1]~[6]のいずれかに記載の発泡複合シートと、該発泡複合シートの少なくとも一方の面に設けられる粘着材とを備える、粘着テープ。
[発泡複合シート]
本発明の発泡複合シートは、エラストマー樹脂を含有する発泡シートと、該発泡シートの少なくとも一方の面に積層された樹脂層とを備えている。エラストマー樹脂を含有する発泡シート同士を重ねると、一般に、ブロッキングしやすいため、シートをリールに巻き取り、その後、リールから展開する際に不具合を生じやすい。一方、本発明の発泡複合シートは、エラストマー樹脂を含有する発泡シートの少なくとも一方の面に樹脂層が設けられているため、リールに巻き取る際に、発泡シート同士の直接の接触を避けることができ、ブロッキングが抑制される。
また、本発明の発泡複合シートは、層間強度及び25%圧縮強度が所定範囲内であるため、耐衝撃性及び衝撃吸収性に優れる。
本発明の発泡複合シートの層間強度は、0.3MPa以上である。層間強度が0.3MPa未満であると、発泡複合シートの耐衝撃性が悪くなる。層間強度は、主として発泡シートの厚み方向の引張強度、すなわち厚みの引張方向に外力が生じた場合の発泡シートの破壊し難さを表しており、これを一定値以上とすることにより、耐衝撃性に優れるものとなる。
発泡複合シートの層間強度は、好ましくは0.32MPa以上であり、より好ましくは0.35MPa以上である。なお、層間強度の上限値は特に限定されないが、通常は、5MPa以下である。発泡複合シートの層間強度をこのような範囲にすることにより、耐衝撃性がより良好となる。
発泡複合シートの層間強度は、実施例に記載の方法で測定することができる。該測定方法は、発泡複合シートを厚み方向に引張り、シートが破壊(剥離)する際の最大荷重を測定するものである。本発明の発泡複合シートの層間強度測定において生じる破壊は、発泡シートと樹脂層の界面では生じ難く、主として、発泡シートの内部で生じる。そのため、層間強度は、発泡シートの厚み方向の引張強度を主として反映したものとなる。
発泡複合シートの層間強度は、発泡シートを構成するエラストマー樹脂の種類、発泡シートの見掛け密度、発泡シートの厚みを調節することにより調整することができる。さらに、発泡複合シートの層間強度は、後述する25%圧縮強度によっても調整することができる。
本発明の発泡複合シートの25%圧縮強度は30~700kPaである。このような範囲であると、衝撃吸収性が良好であるとともに、柔軟性にも優れたものとなる。また、発泡複合シートの25%圧縮強度をこのような範囲とすることにより、層間強度を上記範囲に調整しやすくなる。25%圧縮強度は、好ましくは35~200kPaであり、40~100kPaである。
以下、本発明の発泡複合シートが備える、発泡シート、樹脂層について順に説明する。
発泡シートは、エラストマー樹脂を含有する。エラストマー樹脂としては、特に制限されないが、熱可塑性エラストマー樹脂であることが好ましい。
熱可塑性エラストマー樹脂としては、例えば、オレフィン系エラストマー樹脂、スチレン系エラストマー樹脂、塩ビ系エラストマー樹脂、ポリウレタン系エラストマー樹脂、ポリエステル系エラストマー樹脂、ポリアミド系エラストマー樹脂などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、熱可塑性エラストマー樹脂としては、発泡複合シートの耐衝撃性及び衝撃吸収性を向上させる観点から、オレフィン系エラストマー樹脂、塩ビ系エラストマー樹脂、及びスチレン系エラストマー樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、オレフィン系エラストマー樹脂であることがより好ましい。
CEBCの市販品としては、例えばJSR社製のDYNARON等が挙げられる。
また、発泡シート中のエラストマー樹脂の含有量は、70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることが更に好ましく、そして100質量%以下である。
発泡シートの見掛け密度は、JIS K7222(2005)に準拠して測定することができる。
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。
無機発泡剤としては、炭酸アンモニウム、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より好ましい。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。
発泡性樹脂組成物における熱分解型発泡剤の配合量は、エラストマー樹脂100質量部に対して、1~20質量部が好ましく、2~15質量部がより好ましく、3~10質量部が更に好ましい。
発泡性樹脂組成物は、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。
本発明の発泡複合シートは、発泡シートの少なくとも一方の面に樹脂層を有している。樹脂層を有することで、発泡複合シートを巻き取る際のブロッキングを抑制することができる。樹脂層は、発泡シートの一方の面に設けられていても、両方の面に設けられていてもよいが、ブロッキングをより抑制しやすくする観点から、両方の面に設けられていることが好ましい。
オレフィン系樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられるが、ポリエチレン系樹脂が好ましい。
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンを主成分とするエチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレンを主成分とするエチレン-エチルアクリレート共重合体等が挙げられる。これらの中でも、薄くしても比較的高強度であるため、高密度ポリエチレンが好ましい。高密度ポリエチレンの密度は0.94g/cm3以上であることが好ましく、0.942~0.970g/cm3であることがより好ましい。
また、ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、ホモポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、塩素化ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ブチレン-プロピレン共重合体などを挙げられる。上記ポリプロピレン系樹脂は単独で用いてもよく、複数の種類のポリプロピレン系樹脂を組み合わせて用いてもよい。
発泡シートの両面に樹脂層を設ける場合は、それぞれの樹脂層の種類及び厚みは、同一であっても異なっていてもよい。
本発明の発泡複合シートの製造方法は、特に限定されない。例えば、発泡シートと樹脂層を別々に準備して、これらを貼り合わして製造してもよいが、以下の工程I~IIIを含む方法により製造することが好ましい。
(I)発泡性樹脂組成物からなる層と、該層の少なくとも一方の面に形成された樹脂層とを備えた多層積層体シートを得る工程
(II)工程(I)で得た多層積層体シートを架橋する工程
(III)架橋した多層積層体シートの発泡性樹脂組成物からなる層を発泡させることにより、発泡複合シートを得る工程
(工程(I))
工程(I)において多層積層体シートを得る方法としては、特に限定されないが、共押出成形により行うことが好ましい。
次いで、第1及び第2の押出機から供給された樹脂材料を合流させて、Tダイ等によりシート状に押出すことにより、2層構造の多層積層体シートを得ることができる。この具体例の場合は、発泡性樹脂組成物からなる層と、該層の一方の面に形成された樹脂層とを備えた多層積層体シートを得ることができる。
次いで、第1~第3の押出機から供給された樹脂材料を、第2の押出機の組成物が中層になるように合流させて、Tダイ等によりシート状に押出すことにより、3層構造の多層積層体シートを得ることができる。
共押出成形においては、フィードブロック法、マルチマニホールド法のいずれでもよいが、フィードブロック法が好ましい。
工程(II)では、工程(I)で得られた多層積層体シートを架橋する。架橋方法としては、予め有機過酸化物を配合しておき、工程(I)で得られた多層積層体シートを加熱して架橋する方法もあるが、本発明では、多層積層体シートに電離性放射線を照射して架橋させることが好ましい。なお、電離性放射線としては、電子線、β線等が挙げられるが、電子線であることが好ましい。
電離性放射線の照射量は、30~50kGyが好ましく、35~40kGyがより好ましい。
工程(III)では、工程(II)で架橋した多層積層体シートを発泡処理して、発泡性樹脂組成物からなる層を発泡させる。発泡性樹脂組成物からなる層は、発泡剤が発泡するように処理すればよいが、発泡剤が熱分解型発泡剤である場合には、多層積層体シートを加熱することで発泡する。加熱温度は、熱分解型発泡剤が分解する温度以上であればよいが、例えば、150~320℃程度である。
多層積層体シートを加熱する方法は、特に制限はなく、例えば、多層積層体シートを熱風により加熱する方法、赤外線により加熱する方法、塩浴により加熱する方法、オイルバスにより加熱する方法等が挙げられ、これらは併用してもよい。工程(III)により、本発明の発泡複合シートを得ることができる。
携帯電子機器としては、携帯電話、カメラ、ゲーム機器、電子手帳、パーソナルコンピュータ等が挙げられる。また、本発明の発泡複合シートを後述する粘着テープにして、電子機器内部において使用してもよい。
また、発泡複合シートは、発泡複合シートを基材とする粘着テープに使用してもよい。粘着テープは、例えば、発泡複合シートと、発泡複合シートの少なくとも一方の面に設けた粘着材とを備えるものである。粘着テープは、粘着材を介して他の部材に接着することが可能になる。粘着テープは、発泡複合シートの両面に粘着材を設けたものでもよいし、片面に粘着材を設けたものでもよい。
粘着剤層を構成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。また、粘着材の上には、さらに離型紙等の剥離シートが貼り合わされてもよい。
粘着材の厚さは、5~200μmであることが好ましく、より好ましくは7~150μmであり、更に好ましくは10~100μmである。
各物性の測定方法及び評価方法は、次の通りである。
発泡シートの見掛け密度は、JIS K7222(2005)に準拠して測定し、その逆数を発泡倍率とした。
図1に層間強度を評価するための試験装置の模式図を示す。発泡複合シート11の25mm角範囲にプライマー(セメダイン株式会社製「PPXプライマー」)を塗布した後、塗布部分の中央に直径5mm分の接着剤12(セメダイン株式会社製「PPX」)を滴下した。その後直ちに、接着剤滴下部分に25mm角のアルミ製治具13を置き、発泡複合シートと治具13とを圧着した。その後、治具13の大きさに沿って発泡複合シートをカットした。カットした発泡複合シートの治具13を接着していない面にプライマーを塗布し、塗布部分の中央に直径5mm分の接着剤12を滴下した。その後直ちに、接着剤滴下部分に10mm角のアルミ製治具14を置き、発泡複合シートと治具14とを圧着した。治具14の周辺にはみ出した接着剤をふき取った後、治具14の大きさに沿って発泡複合シートに切り込み15を入れた。これを室温で30分間放置することで接着剤を養生し、層間強度測定用サンプルとした。
続いて、1kNのロードセルを設置した試験機(株式会社エー・アンド・デイ製「テンシロン万能材料試験機」)に、発泡複合シートのシート面が引張方向に対して垂直になるように層間強度測定用サンプルを取り付けた。治具の一方を速度100mm/分で垂直上向きに引っ張り、発泡複合シートの1cm角の範囲のみを剥離させた。このときの最大荷重を測定し、1回目の測定結果とした。同様の操作を3回繰り返し、その平均値を層間強度とした。
発泡複合シートの厚さ方向の25%圧縮強度はJIS K6767に準拠して測定した。
発泡複合シートのピール強度は、2枚の発泡複合シート(縦280mm、横50mm)を重ね合わせ、荷重3Kg、温度23℃で24時間圧着した後、引張り角度180°、引張速度300mm/分の条件で剥離する際の強度を測定することで算出した。
なお、2枚の発泡複合シートを重ねあわせる際には、各シートの上下方向を同じ向きに重ね合わせた。例えば、発泡複合シートが3層構造である場合、一方のシートの下層と、もう一方のシートの上層が接触するように重ね合わせた。
層間強度が0.3MPa以上であり、かつピール強度が0.1N以下である場合を「G(Good)」、層間高度が0.3MPa未満、又はピール強度が0.1Nを超える場合を「B(Bad)」と評価した。
第1の押出機に高密度ポリエチレン(HDPE)(日本ポリエチレン株式会社製、商品名HJ360、密度0.951g/cm3)100質量部を投入して、溶融混練した。第2の押出機にエラストマー樹脂として結晶性オレフィン‐エチレン・ブチレン‐結晶性オレフィン共重合体(CEBC)(JSR社製、商品名Dynaron 6200P)100質量部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド5.5質量部、気泡核調整剤として発泡助剤1.2質量部を投入して溶融混練して発泡性樹脂組成物とした。なお、発泡助剤としては、株式会社ADEKA製、商品名「SB-1018RG」を用いた。第3の押出機に高密度ポリエチレン(HDPE)(日本ポリエチレン株式会社製、商品名HJ360、密度0.951g/cm3)100質量部を投入して溶融混練した。
次いで、第1~第3の押出機から供給された樹脂材料を合流させて、シート状に押出すことにより発泡性樹脂組成物からなる層(中層)と、該中層の両面(上層及び下層)に形成された樹脂層とを備えた多層積層体シートを得た。
次に、上記多層積層体シートを、その両面に加速電圧500kVの電子線を30kGy照射して架橋した後、熱風及び赤外線ヒーターにより270℃に保持された発泡炉内に連続的に送り込んで90秒間加熱して、多層積層体シートを発泡させて、中層を発泡シート、上層及び下層を樹脂層とする発泡複合シートを得た。表1に結果を示す。
第1の押出機に高密度ポリエチレン(HDPE)(日本ポリエチレン株式会社製、商品名HJ360、密度0.951g/cm3)100質量部を投入し溶融混練した。第2の押出機にエラストマー樹脂として結晶性オレフィン‐エチレン・ブチレン‐結晶性オレフィン共重合体(CEBC)(JSR社製、商品名Dynaron 6200P)100質量部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド5.5質量部、気泡核調整剤として発泡助剤1.2質量部を投入して混合し、溶融混練して発泡性樹脂組成物とした。なお、発泡助剤としては、株式会社ADEKA製、商品名「SB-1018RG」を用いた。
次いで、第1及び第2の押出機から供給された樹脂材料を合流させて、シート状に押出すことにより、発泡性樹脂組成物からなる層(中層)と、該中層の一方の面(上層)に形成された樹脂組成物からなる層とを備えた多層積層体シートを得た。
次に、上記多層積層体シートを、その両面に加速電圧500kVの電子線を30kGy照射して架橋した後、熱風及び赤外線ヒーターにより270℃に保持された発泡炉内に連続的に送り込んで90秒間加熱して、多層積層体シートを発泡させて、中層を発泡シート、上層を樹脂層とする発泡複合シートを得た。表1に結果を示す。
第2の押出機にエラストマー樹脂として結晶性オレフィン‐エチレン・ブチレン‐結晶性オレフィン共重合体(CEBC)(JSR社製、商品名Dynaron 6200P)100質量部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド5.5質量部、気泡核調整剤として発泡助剤1.2質量部を投入し溶融混練して発泡性樹脂組成物とした。なお、発泡助剤としては、株式会社ADEKA製、商品名「SB-1018RG」を用いた。
次いで、押出機から発泡性樹脂組成物を押出することで、発泡性樹脂組成物からなるシートを得た。
次に、上記シートを、その両面に加速電圧500kVの電子線を30kGy照射して架橋した後、熱風及び赤外線ヒーターにより270℃に保持された発泡炉内に連続的に送り込んで90秒間加熱して、上記シートを発泡させて、発泡シートを得た。表1に結果を示す。
第1の押出機に高密度ポリエチレン(HDPE)(日本ポリエチレン株式会社製、商品名HJ360、密度0.951g/cm3)100質量部を投入し溶融混練した。第2の押出機にエラストマー樹脂として(JSR社製、商品名Dynaron 6200P)100質量部、酸化防止剤0.1質量部を投入し、溶融混練して樹脂組成物とした。第3の押出機に高密度ポリエチレン(HDPE)(日本ポリエチレン株式会社製、商品名HJ360、密度0.951g/cm3)100質量部を投入し、溶融混練とした。
次いで、第1~第3の押出機から供給された樹脂材料を合流させて、シート状に押出すことにより、樹脂組成物からなる層(中層)と、該中層の両面(上層及び下層)に形成された樹脂層とを備えた多層積層体シートを得た。
次に、上記多層積層体シートを、その両面に加速電圧500kVの電子線を30kGy照射して架橋した後、熱風及び赤外線ヒーターにより270℃に保持された炉内に連続的に送り込んで90秒間加熱して、中層を樹脂シート、上層及び下層を樹脂層とする複合シートを得た。
第1の押出機に高密度ポリエチレン(HDPE)(日本ポリエチレン株式会社製、商品名HJ360、密度0.951g/cm3)100質量部を投入し、溶融混練した。第2の押出機にエラストマー樹脂としてCEBC(JSR社製、商品名Dynaron 6200P)100質量部、酸化防止剤0.1質量部を投入し、溶融混練して樹脂組成物とした。
次いで、第1及び第2の押出機から供給された樹脂材料を合流させて、シート状に押出すことにより、樹脂組成物からなる層(中層)と、該中層の一方の面(上層)に形成された樹脂層とを備えた多層積層体シートを得た。
次に、上記多層積層体シートを、その両面に加速電圧500kVの電子線を30kGy照射して架橋した後、熱風及び赤外線ヒーターにより270℃に保持された炉内に連続的に送り込んで90秒間加熱して、中層を樹脂シート、上層を樹脂層とする複合シートを得た。
第2の押出機にエラストマー樹脂としてCEBC(JSR社製、商品名Dynaron 6200P)100質量部を投入し、溶融混練して樹脂組成物とした。
次いで、押出機から樹脂組成物を押出して、シートを得た。
次に、上記シートを、その両面に加速電圧500kVの電子線を30kGy照射して架橋した後、熱風及び赤外線ヒーターにより270℃に保持された炉内に連続的に送り込んで90秒間加熱して、単層のシートを得た。
Claims (6)
- エラストマー樹脂を含有する発泡シートと、前記発泡シートの少なくとも一方の面に積層された樹脂層とを備える発泡複合シートであって、層間強度が0.3MPa以上であり、25%圧縮強度が30~700kPaであり、前記発泡シート中の前記エラストマー樹脂の含有量が70質量%以上であり、前記樹脂層を構成する樹脂が、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ホモポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン及び塩素化ポリプロピレンからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂である、発泡複合シート。
- エラストマー樹脂が熱可塑性エラストマー樹脂である、請求項1に記載の発泡複合シート。
- 前記熱可塑性エラストマー樹脂が、オレフィン系エラストマー樹脂、塩ビ系エラストマー樹脂、及びスチレン系エラストマー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1又は2に記載の発泡複合シート。
- 前記発泡シートの厚みが0.05~1.5mmであり、前記樹脂層の厚みが0.01~0.1mmである、請求項1~3のいずれかに記載の発泡複合シート。
- 前記発泡シートの見かけ密度が0.1~0.8g/cm3である、請求項1~4のいずれかに記載の発泡複合シート。
- 請求項1~5のいずれかに記載の発泡複合シートと、該発泡複合シートの少なくとも一方の面に設けられる粘着材とを備える、粘着テープ。
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