JP7128004B2 - 発泡シート - Google Patents
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Description
発泡層と該発泡層の少なくとも一方の側に設けられた粘着剤層を有する発泡シートであって、
該発泡シートを温度23℃、湿度50%の条件下で2時間静置した直後の該発泡シートの誘電率をP(F/m)、該発泡シートを温度23℃、湿度50%の条件下で2時間静置した直後に10%圧縮した時の該発泡シートの誘電率をQ(F/m)としたときに、10%圧縮時誘電率向上量Q-Pが0.2(F/m)以上である。
ただし、50%圧縮時反発力は、JIS K 6767:1999に記載されている圧縮硬さの測定方法に準じ、幅30mm×長さ30mmに切り出したシート状試験片を、圧縮速度10mm/minで厚み方向に圧縮率が50%になるまで圧縮したときの応力(N)を試験片面積(9cm2)で除して、単位面積(1cm2)当たりに換算し、反発力(N/cm2)として測定する。
本発明の発泡シートは、発泡層と該発泡層の少なくとも一方の側に設けられた粘着剤層を有する。本発明の発泡シートは、具体的には、発泡層と該発泡層の一方の側に設けられた粘着剤層を有する実施形態であってもよいし、発泡層と該発泡層の両方の側に設けられた粘着剤層を有する実施形態であってもよい。図1は、本発明の発泡シートの一つの実施形態を示す概略断面図であり、発泡シート1000は、発泡層100と該発泡層の一方の側に設けられた粘着剤層200を有する。図2は、本発明の発泡シートの別の一つの実施形態を示す概略断面図であり、発泡シート1000は、発泡層100と該発泡層の一方の側に設けられた粘着剤層200aともう一方の側に設けられた粘着剤層200bを有する。
発泡層は、気泡構造(セル構造)を有する。このような気泡構造(セル構造)としては、独立気泡構造、連続気泡構造、半連続半独立気泡構造(独立気泡構造と連続気泡構造が混在している気泡構造)などが挙げられる。本発明の効果をより発現させ得る点で、発泡層の気泡構造は、連続気泡構造、半連続半独立気泡構造が好ましい。
厚み回復率(%)={(圧縮状態を解除してから0.5秒後の厚み)/(初期厚み)}×100
初期厚み:荷重を加える前の発泡層の厚み。
圧縮状態を解除してから0.5秒後の厚み:発泡層に100g/cm2の荷重を加えた状態で120秒間維持し、圧縮を解除し、解除してから0.5秒後の発泡層の厚み。
衝撃吸収率(%)={(F0-F1)/F0}×100
F0:支持板のみに衝撃子を衝突させた時の衝撃力。
F1:支持板と発泡層とからなる構造体の支持板上に衝撃子を衝突させた時の衝撃力(衝撃吸収性)。
発泡層のメチルエチルケトンに対する溶剤不溶分(重量%)={(保存後重量)/(保存前重量)}×100
発泡層を形成させる一つの実施形態1としては、エマルション樹脂組成物(樹脂材料(ポリマー)などを含むエマルション)を機械的に発泡させて起泡化させる工程(工程A)を経て発泡層を形成する方法が挙げられる。この場合、発泡層は、エマルション樹脂組成物の機械発泡体をシート状にしたものであることが好ましい。起泡装置としては、例えば、高速せん断方式の装置、振動方式の装置、加圧ガスの吐出方式の装置などが挙げられる。これらの起泡装置の中でも、気泡径の微細化、大容量作製の観点から、高速せん断方式の装置が好ましい。発泡層を形成させるこの一つの実施形態1は、どのような樹脂組成物からの形成にも適用可能である。発泡層を形成させるこの一つの実施形態1は、特に、アクリル系ポリマーを含む樹脂組成物からの形成に好ましく適用可能である。
発泡層を形成させる一つの実施形態2としては、樹脂組成物を発泡剤により発泡させて形成した発泡体をシート状にする方法が挙げられる。発泡剤としては、発泡成形に通常用いられるものを使用でき、環境保護及び被発泡体に対する低汚染性の観点から、高圧の不活性ガスを用いることが好ましい。発泡層を形成させるこの一つの実施形態2は、特に、オレフィン系ポリマーを含む樹脂組成物やエステル系ポリマーを含む樹脂組成物からの形成に好ましく適用可能である。
アクリル系ポリマーとしては、ホモポリマーを形成した際のガラス転移温度Tgが-10℃以上のモノマー(a)とホモポリマーを形成した際のガラス転移温度Tgが-10℃未満のモノマー(b)を必須に含むモノマー成分から形成されたアクリル系ポリマーが好ましい。このようなアクリル系ポリマーを採用すれば、本発明の発泡シートは、本発明の効果をより発現し得る。
シリコーン系ポリマーとしては、本発明の効果を損なわない範囲で任意の適切なシリコーン系ポリマーを採用し得る。
ウレタン系ポリマーとしては、例えば、ポリカーボネート系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリエーテル系ポリウレタン等が挙げられる。
オレフィン系樹脂組成物としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂(成分A)を必須に含むポリオレフィン系樹脂組成物が挙げられる。ポリオレフィン系樹脂組成物は、ゴムおよび/または熱可塑性エラストマー(成分B)を含んでいてもよい。ゴムおよび/または熱可塑性エラストマー(成分B)は、好ましくは、ガラス転移温度が室温以下(例えば20℃以下)であるため、発泡層の柔軟性および形状追随性を向上し得る。
エステル系ポリマーとしては、本発明の効果を損なわない範囲で任意の適切なエステル系ポリマーを採用し得る。このようなエステル系ポリマーとしては、好ましくは、ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応(重縮合)によるエステル結合部位を有する樹脂である。
ゴムとしては、天然ゴム、合成ゴムのいずれであってもよい。上記ゴムとして、例えば、ニトリルゴム(NBR)、メチルメタクリレート-ブタジエンゴム(MBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、アクリルゴム(ACM、ANM)、ウレタンゴム(AU)、シリコーンゴム等が挙げられる。これらの中でも、ニトリルゴム(NBR)、メチルメタクリレート-ブタジエンゴム(MBR)、シリコーンゴムが好ましい。
粘着剤層の厚さは、好ましくは5μm~300μmであり、より6μm~200μmであり、さらに好ましくは7μm~100μmであり、特に好ましくは8μm~50μmである。粘着剤層の厚さが上記範囲内にあることによって、本発明の発泡シートは、優れた衝撃吸収性を発揮できる。また、粘着剤層の厚さが上記範囲内にあることによって、本発明の発泡シートは、圧縮時の静電容量をより底上げでき、例えば、静電容量センサーに用いた場合に感度をより向上できる。
本発明の発泡シートは、任意の適切な方法によって製造し得る。本発明の発泡シートは、例えば、発泡層と粘着剤層とを積層して製造する方法や、粘着剤層の形成材料と発泡層を積層した後に硬化反応等によって粘着剤層を形成させて製造する方法などが挙げられる。
温度23℃、湿度50%の環境下で測定を行った。100mm×100mmの打抜き刃型にて発泡層を打抜き、打抜いた試料の寸法を測定した。また、測定端子の直径(φ)20mmである1/100ダイヤルゲージにて厚みを測定した。これらの値から発泡層の体積を算出した。次に、発泡層の重量を最小目盛り0.01g以上の上皿天秤にて測定した。これらの値より、発泡層の空孔率(%)を算出した。
温度23℃、湿度50%の環境下で測定を行った。低真空走査電子顕微鏡(「S-3400N型走査電子顕微鏡」、(株)日立ハイテクサイエンスシステムズ製)により、発泡層の断面の拡大画像を取り込み、画像解析することにより平均セル径(μm)を求めた。なお、解析した気泡数は10~20個程度である。また、平均セル径の測定と同様の測定方法で、発泡層の最小セル径(μm)および最大セル径(μm)を求めた。
温度23℃、湿度50%の環境下で測定を行った。まず、測定対象を水分中に沈め、その後の質量を測定した。その後、80℃のオーブンで十分に乾燥させた後、再度質量を測定した。また、連続気泡であれば水分を保持できるため、その質量分を連続気泡として測定した。
温度23℃、湿度50%の環境下で、100mm×100mmの打抜き刃型にて発泡シートを打抜き、打抜いた試料の寸法を測定した。また、測定端子の直径(φ)20mmである1/100ダイヤルゲージにて厚みを測定した。これらの値から発泡シートの体積を算出した。次に、発泡シートの重量を最小目盛り0.01g以上の上皿天秤にて測定した。この発泡シートを温度60℃、湿度95%の環境下で24時間保存した。取り出した後、発泡シートの重量を最小目盛り0.01g以上の上皿天秤にて測定した。高湿保存前後の重量変化によって水分含有率を算出した。
温度23℃、湿度50%の環境下で、E4980A プレシジョンLCRメーター(Agilent Technologies)を用い、誘電率を測定した。平行平板コンデンサ法(JIS C 2138に基づく)により、圧縮率を10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%として測定した。
温度23℃、湿度50%の環境下で、振り子型衝撃試験機(衝撃試験装置)(図3および図4参照)を用いて衝撃吸収性試験を行った。発泡シート(サンプルサイズ:20mm×20mm)について、66gの鉄球を40°傾けた条件で、1秒間隔で5回連続鉄球を衝突させて衝撃試験を行い、各衝突時における衝撃力(N)を測定した。
温度23℃、湿度50%の環境下で、50%圧縮時反発力は、JIS K 6767:1999に記載されている圧縮硬さの測定方法に準じ、幅30mm×長さ30mmに切り出したシート状試験片を、圧縮速度10mm/minで厚み方向に圧縮率が50%になるまで圧縮したときの応力(N)を試験片面積(9cm2)で除して、単位面積(1cm2)当たりに換算し、反発力(N/cm2)として測定した。
(発泡層(A)の製造)
アクリルエマルション溶液(固形分量55%、アクリル酸エチル-アクリル酸ブチル-アクリロニトリル共重合体(重量比45:48:7))100重量部、脂肪酸アンモニウム系界面活性剤(ステアリン酸アンモニウムの水分散液、固形分量33%)(界面活性剤A)1.5重量部、カルボキシベタイン型両性界面活性剤(「アモーゲンCB-H」、第一工業製薬(株)製)(界面活性剤B)1.0重量部、オキサゾリン系架橋剤(「エポクロスWS-500」、(株)日本触媒製、固形分量39%)0.35重量部、ポリアクリル酸系増粘剤(アクリル酸エチル-アクリル酸共重合体(アクリル酸20%)、固形分量28.7%)0.78重量部をディスパー(「ロボミックス」、プライミクス(株)製)で撹拌混合して起泡化した。この発泡組成物を、剥離処理をしたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚み:38μm、商品名「MRF♯38」、三菱樹脂(株)製)上に塗布し、80℃で5分、140℃で5分乾燥させ、厚み100μm、密度0.32g/cm3、最大セル径110μm、最小セル径20μm、平均セル径50μmの連続気泡構造の発泡層(A)を得た。
(発泡層(B)の製造)
製造例1の発泡層(A)の製造において、得られる発泡層の厚みが150μmとなるように調整し、厚みが150μmの発泡層(B)を得た。
(発泡層(C)の製造)
ポリプロピレン(メルトフローレート(MFR)(230℃)=0.35g/10min)45重量部、ポリオレフィン系エラストマー(メルトフローレート(MFR)=6g/10min、JIS-A硬度=79°)55重量部、水酸化マグネシウム10重量部、カーボン(商品名「旭♯35」旭カーボン株式会社製)10重量部、ステアリン酸モノグリセリド1重量部、および脂肪酸アミド(ラウリン酸ビスアミド)2重量部を、日本製鋼所(JSW)社製の二軸混練機にて、200℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に成形した。
このペレットを、日本製鋼所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、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、ポリマー100重量部に対して6重量部の割合で注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、発泡体を得た。そしてこの樹脂発泡体をスライスして、さらに、熱プレス機で所定厚みに調整することで、厚み100μm、密度0.10g/cm3、最大セル径80μm、最小セル径20μm、平均セル径60μm、独泡率50%の気泡構造の発泡層(C)を得た。
(発泡層(D)の製造)
製造例3の発泡層(C)の製造において、得られる発泡層の厚みが150μmとなるように調整し、厚みが150μmの発泡層(D)を得た。
(粘着剤層(A)の製造)
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器、滴下ロートを備えた反応容器に、モノマー成分としてのブチルアクリレート(BA)100部、アクリル酸(AA)5部と、重合溶媒としてのトルエン135部とを仕込み、窒素ガスを導入しながら2時間撹拌した。このようにして重合系内の酸素を除去した後、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1部を加え、60℃で6時間溶液重合してアクリル系ポリマーのトルエン溶液を得た。このアクリル系ポリマーのMwは40×104であった。
上記トルエン溶液に含まれるアクリル系ポリマー100部に対し、粘着付与樹脂として重合ロジンエステル(商品名「ペンセルD-125」、軟化点120~130℃、荒川化学工業社製)30部およびイソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」、東ソー社製、固形分75%)2部を加えてアクリル系粘着剤組成物を調製し、このアクリル系粘着剤組成物を、剥離処理をしたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚み:38μm、商品名「MRF♯38」、三菱樹脂(株)製)上に塗布し、120℃で5分乾燥させすることにより、厚みが30μmの粘着剤層(A)を得た。
(粘着剤層(B)の製造)
製造例5の粘着剤層(A)の製造において、得られる粘着剤層の厚みが10μmとなるように調整し、厚みが10μmの粘着剤層(B)を得た。
(粘着剤層(C)の製造)
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器、滴下ロートを備えた反応容器に、モノマー成分としてのブチルアクリレート(BA)60部、2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)40部、アクリル酸(AA)5部と、重合溶媒としてのトルエン135部とを仕込み、窒素ガスを導入しながら2時間撹拌した。このようにして重合系内の酸素を除去した後、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1部を加え、60℃で6時間溶液重合して、アクリル系ポリマーのトルエン溶液を得た。このアクリル系ポリマーのMwは40×104であった。
上記トルエン溶液に含まれるアクリル系ポリマー100部に対し、粘着付与樹脂として重合ロジンエステル(商品名「ペンセルD-125」、軟化点120~130℃、荒川化学工業社製)30部およびイソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」、東ソー社製、固形分75%)2部を加えてアクリル系粘着剤組成物を調製し、このアクリル系粘着剤組成物を、剥離処理をしたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚み:38μm、商品名「MRF♯38」、三菱樹脂(株)製)上に塗布し、120℃で5分乾燥させ、厚みが30μmの粘着剤層(C)を得た。
製造例1で得られた発泡層(A)と製造例5で得られた粘着剤層(A)について、発泡層に粘着剤層を両側に貼り合わせることで、粘着剤層(A)/発泡層(A)/粘着剤層(A)の3層構造の発泡シート(1)を得た。結果を表1に示した。
製造例1で得られた発泡層(A)と製造例5で得られた粘着剤層(A)について、発泡層に粘着剤層を片側に貼り合わせることで、発泡層(A)/粘着剤層(A)の2層構造の発泡シート(2)を得た。結果を表1に示した。
製造例1で得られた発泡層(A)と製造例6で得られた粘着剤層(B)について、発泡層に粘着剤層を両側に貼り合わせることで、粘着剤層(B)/発泡層(A)/粘着剤層(B)の3層構造の発泡シート(3)を得た。結果を表1に示した。
製造例1で得られた発泡層(A)と製造例6で得られた粘着剤層(B)について、発泡層に粘着剤層を片側に貼り合わせることで、発泡層(A)/粘着剤層(B)の2層構造の発泡シート(4)を得た。結果を表1に示した。
製造例3で得られた発泡層(C)と製造例5で得られた粘着剤層(A)について、発泡層に粘着剤層を両側に貼り合わせることで、粘着剤層(A)/発泡層(C)/粘着剤層(A)の3層構造の発泡シート(5)を得た。結果を表1に示した。
製造例3で得られた発泡層(C)と製造例5で得られた粘着剤層(A)について、発泡層に粘着剤層を片側に貼り合わせることで、発泡層(C)/粘着剤層(A)の2層構造の発泡シート(6)を得た。結果を表1に示した。
製造例1で得られた発泡層(A)と製造例7で得られた粘着剤層(C)について、発泡層に粘着剤層を両側に貼り合わせることで、粘着剤層(C)/発泡層(A)/粘着剤層(C)の3層構造の発泡シート(7)を得た。結果を表1に示した。
製造例1で得られた発泡層(A)と製造例7で得られた粘着剤層(C)について、発泡層に粘着剤層を片側に貼り合わせることで、発泡層(A)/粘着剤層(C)の2層構造の発泡シート(8)を得た。結果を表1に示した。
製造例1で得られた発泡層(A)単体を発泡シート(C1)とした。結果を表1に示した。
製造例2で得られた発泡層(B)単体を発泡シート(C2)とした。結果を表1に示した。
製造例3で得られた発泡層(C)単体を発泡シート(C3)とした。結果を表1に示した。
製造例4で得られた発泡層(D)単体を発泡シート(C4)とした。結果を表1に示した。
2 試験片(発泡シート)
3 保持部材
4 衝撃負荷部材
5 圧力センサー
11 固定治具
12 押さえ治具
16 圧力調整手段
20 支柱
21 アーム
22 支持棒(シャフト)の一端
23 支持棒(シャフト)
24 衝撃子
25 電磁石
28 支持板
a 振り上げ角度
100 発泡層
200 粘着剤層
200a 粘着剤層
200b 粘着剤層
1000 発泡シート
Claims (10)
- 発泡層と該発泡層の少なくとも一方の側に設けられた粘着剤層を有する発泡シートであって、
該発泡層の密度が0.21g/cm 3 ~0.5g/cm 3 であり、
該発泡層が、アクリル系ポリマーおよびオレフィン系ポリマーから選ばれる少なくとも1種を含む樹脂組成物から形成され、
該発泡層の厚さ(μm)/該粘着剤層の総厚さ(μm)が1.5~10であり、
該発泡シートを温度23℃、湿度50%の条件下で2時間静置した直後の該発泡シートの誘電率をP(F/m)、該発泡シートを温度23℃、湿度50%の条件下で2時間静置した直後に10%圧縮した時の該発泡シートの誘電率をQ(F/m)としたときに、10%圧縮時誘電率向上量Q-Pが0.2(F/m)以上である、
静電容量センサーに用いられる、発泡シート。 - 前記発泡シートを温度23℃、湿度50%の条件下で2時間静置した直後に50%圧縮した時の該発泡シートの誘電率をR(F/m)としたときに、50%圧縮時誘電率向上量R-Pが0.3(F/m)以上である、請求項1に記載の発泡シート。
- 前記発泡層の厚さが30μm~1000μmである、請求項1または2に記載の発泡シート。
- 前記発泡層の平均セル径が10μm~200μmである、請求項1から3までのいずれかに記載の発泡シート。
- 前記発泡層の空孔率が20%~80%である、請求項1から4までのいずれかに記載の発泡シート。
- 前記発泡層の独泡率が0%~80%である、請求項1から5までのいずれかに記載の発泡シート。
- 前記粘着剤層の厚さが5μm~300μmである、請求項1から6までのいずれかに記載の発泡シート。
- 前記粘着剤層を構成する粘着剤が、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項1から7までのいずれかに記載の発泡シート。
- 前記発泡シートの厚さが35μm~1300μmである、請求項1から8までのいずれかに記載の発泡シート。
- 50%圧縮時反発力が0.1N/cm2~20.0N/cm2である、請求項1から9までのいずれかに記載の発泡シート。
ただし、50%圧縮時反発力は、JIS K 6767:1999に記載されている圧縮硬さの測定方法に準じ、幅30mm×長さ30mmに切り出したシート状試験片を、圧縮速度10mm/minで厚み方向に圧縮率が50%になるまで圧縮したときの応力(N)を試験片面積(9cm2)で除して、単位面積(1cm2)当たりに換算し、反発力(N/cm2)として測定する。
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