JP7132153B2 - 積層発泡シート、及びその成形体 - Google Patents

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Description

本発明は、積層発泡シート、及びその成形体に関する。
従来、熱可塑性樹脂を基材樹脂とした発泡層と、熱可塑性樹脂を基材樹脂とした非発泡層とを備える積層発泡シートが知られている。係る積層発泡シートは、耐熱性、軽量性に優れるため、食品包装用容器、車両のフロアマット等の原材料として使用されている。
食品包装用容器や車両のフロアマット等には、設置したときに滑りにくい性質(グリップ性)が要求される。
特許文献1は、発泡層と、合成ゴムを含有する粘着剤層とを有する発泡積層体について提案している。また、特許文献2は、発泡体層と、熱可塑性エラストマー層とを有する積層発泡シートについて提案している。特許文献1、2の発泡積層体によれば、グリップ性を実現できる。
特開2014-180818号公報 特開2009-184181号公報
ところで、積層発泡シートには、グリップ性が求められるとともに、加熱により所定の形状に成形しやすい性質(熱成形性)、及び表面における摩擦力に抗する性質(耐摩耗性)が求められる。特に積層発泡シートの厚みを薄くすると、表面層がはがれやすく、耐摩耗性が低下しやすいという問題がある。
しかしながら、特許文献1、2では熱成形性、及び耐摩耗性について検討されていない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、表面がすべりにくく、熱成形性、耐摩耗性に優れる積層発泡シート、及びその成形体を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、少なくとも2層を有する積層発泡シートを用いることにより、上記課題を解決できることを見出した。
本発明は以下の態様を有する。
[1] 発泡層と、前記発泡層の一方の面に位置する第一の非発泡層とを有し、
前記発泡層は、独立気泡率が70%以上であり、密度が50~1000kg/mであり、
前記第一の非発泡層は、JIS K7125で求められる最大荷重が10~50Nであり、
以下の方法で算出される気泡(A)の割合が50%以上である、積層発泡シート。
<気泡(A)の割合の算出方法>
積層発泡シートを厚さ方向に沿って切断し、走査電子顕微鏡を用いて、30倍の倍率で切断面の写真撮影を行い、得られた写真において、発泡層と第一の非発泡層との界面から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さまでの領域における気泡の長径及び短径を測定し、長径/短径で表される比を算出し、前記比が4.0以上の気泡を気泡(A)とし、気泡(A)の数と、前記領域に含まれる全ての気泡の数とを数え、前記領域に含まれる全気泡数に対する気泡(A)の割合を算出する。
[2] 前記発泡層の厚みが0.1~3.0mmである、[1]に記載の積層発泡シート。
[3] 前記第一の非発泡層は、非架橋型オレフィン系エラストマーを含む、[1]又は[2]に記載の積層発泡シート。
[4] 前記第一の非発泡層のJIS K6253-3で求められるデュロA硬度が70以下である、[1]~[3]のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
[5] 前記第一の非発泡層のJIS K6251で求められる破断点伸び率が900%以上である、[1]~[4]のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
[6] 前記第一の非発泡層の厚みが0.05~0.5mmである、[1]~[5]のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
[7] 密度が100~2000kg/mである、[1]~[6]のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
[8] 前記第一の非発泡層が、非架橋型オレフィン系エラストマーと、非架橋型オレフィン系エラストマー以外の樹脂とを含む、[1]~[7]のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
[9] [非架橋型オレフィン系エラストマーの含有量]:[非架橋型オレフィン系エラストマー以外の樹脂の含有量]で表される質量比は、10:90~90:10が好ましく、20:80~80:20がより好ましく、30:70~70:30がさらに好ましい、[8]に記載の積層発泡シート。
[10] 前記非架橋型オレフィン系エラストマー以外の樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリエステル系樹脂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、[8]又は[9]に記載の積層発泡シート。
[11] さらに、前記発泡層の他方の面に位置する第二の非発泡層を有する、[1]~[10]のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
[12] [1]~[11]のいずれか一項に記載の積層発泡シートを成形してなる成形体。
[13] 車両のフロアマットである、[12]に記載の成形体。
[14] 車両のアンダーカバーである、[12]に記載の成形体。
[15] 車両のラゲッジトレイである、[12]に記載の成形体。
[16] [1]~[11]のいずれか一項に記載の積層発泡シートの製造方法であって、
前記発泡層を構成する発泡シートの一方の面に、前記第一の非発泡層を構成する樹脂を200~240℃で融着させる第一の積層工程を含む、積層発泡シートの製造方法。
本発明によれば、表面がすべりにくく、熱成形性、耐摩耗性に優れる積層発泡シート、及びその成形体を提供することができる。
本発明の積層発泡シートの一例を示す断面図である。 発泡シートの製造装置の一例を示す模式図である。 本発明の積層発泡シートの一例の断面写真である。 本発明の積層発泡シートの製造装置の一例を示す模式図である。 本発明の車両のフロアマットの一例を示す模式図である。 本発明の車両のアンダーカバーの一例を示す模式図である。 本発明の車両のラゲッジトレイの一例を示す模式図である。 本発明の車両のラゲッジトレイの他の例を示す模式図である。
≪積層発泡シート≫
本発明の積層発泡シートは、発泡層と、発泡層の一方の面に位置する第一の非発泡層とを有する。本発明の積層発泡シートは、さらに、発泡層の他方の面に位置する第二の非発泡層を有していてもよい。
積層発泡シートの一例について、図1を用いて説明する。
図1の積層発泡シートは1、発泡層10と、発泡層10の一方の面に設けられた第一の非発泡層20と、発泡層10の他方の面に設けられた第二の非発泡層30と、を備える。積層発泡シート1は三層構造である。
なお、図1は、厚さ方向が拡大され、図示されている。
<発泡層>
発泡層は、樹脂組成物が発泡されてなる。樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂と発泡剤とを含有する。
前記ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体や、オレフィン系モノマーを主成分とし、オレフィン系モノマーとこれに重合可能なビニルモノマーとの共重合体等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。なかでも、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂が好ましく、ポリプロピレン系樹脂がより好ましい。
前記ポリエチレン系樹脂としては、例えば、エチレンを高圧下において重合させ分子中に長鎖分岐を形成させた低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)、エチレンをチーグラーナッタ触媒やメタロセン触媒を用いて中低圧下において重合させた密度が0.942g/cm以上の高密度ポリエチレン樹脂(HDPE)、前記HDPEの重合プロセスにおいて1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン等のα-オレフィンを少量添加して分子中に短鎖分岐を形成させた密度が0.942g/cm未満の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE)等が挙げられる。
前記ポリプロピレン系樹脂としては、高溶融張力ポリプロピレン(HMS-PP)樹脂が好ましい。高溶融張力ポリプロピレン樹脂とは高分子量成分や分岐構造を有する成分をポリプロピレン樹脂中に混合したり、ポリプロピレンに長鎖分岐成分を共重合させたりすることで溶融状態での張力を高めたポリプロピレン樹脂である。高溶融張力ポリプロピレン樹脂は市販されており、例えば、Borealis社製の「WB130HMS」、「WB135HMS」、「WB140HMS」;Basell社製の「Pro-fax F814」;日本ポリプロ社製の「FB3312」、「FB5100」、「FB7200」、「FB9100」、「MFX8」、「MFX6」等が挙げられる。
前記ポリプロピレン系樹脂が、高溶融張力ポリプロピレン樹脂であるかどうかは、高分子構造上の違いのみならず、通常、その溶融張力(メルトテンション)の大きさによって判断できる。例えば、メルトテンションが5cN以上であれば、高溶融張力ポリプロピレン樹脂であると判断できる。
高溶融張力ポリプロピレン樹脂のメルトテンションは、例えば、10cN以上30cN以下が好ましい。上記下限値以上であると、発泡層の強度をより高めやすい。上記上限値以下であると、熱成形性をより向上しやすい。
樹脂のメルトテンションの測定は、(株)東洋精機製作所製の測定装置「キャピログラフPMD-C」を使用して、以下のようにして測定できる。
まず試料樹脂を、230℃に加熱して溶融させた状態で、上記装置の、ピストン押出式プラストメーターのキャピラリー(口径2.095mm、長さ8mm)から、ピストンの降下速度を10mm/minの一定速度に保ちつつ紐状に押出す。次にこの紐状物を、上記ノズルの下方35cmに位置する張力検出プーリーに通過させた後、巻き取りロールを用いて、初速5m/minよりその巻き取り速度を、約66m/minの加速度でもって増加させながら巻き取って行う。そして紐状物が切れるまで試験を行った際に、張力検出プーリーによって検出された破断直前の極大張力をもって、試料樹脂のメルトテンションとする。
ポリオレフィン系樹脂のメルトマスフローレート(MFR)は、5.0g/10min以下が好ましく、0.1g/10min以上5.0g/10min以下がより好ましく、0.5g/10min以上4.0g/10min以下がさらに好ましい。MFRが上記下限値以上であると、発泡層の独立気泡率を70%以上にしやすい。MFRが上記上限値以下であると、発泡層の強度をより高めやすい。
MFRは、熱可塑性樹脂の溶融時の流動性を表す数値である。MFRは、シリンダ内で溶融した樹脂を、一定の温度と荷重条件のもとで、ピストンによって、シリンダ底部に設置された規定口径のダイから、10分間あたりに押し出される樹脂量で表される。
本明細書において、MFRは、230℃、0.23MPaにおける数値である。
ポリオレフィン系樹脂の融点は、150℃以上170℃以下が好ましく、155℃以上165℃以下がより好ましい。ポリオレフィン系樹脂の融点が上記下限値以上であると、発泡層の強度をより高めやすい。ポリオレフィン系樹脂の融点が上記上限値以下であると、熱成形性をより向上しやすい。
ポリオレフィン系樹脂の融点は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載の方法により測定される。
ポリオレフィン系樹脂の含有量は、発泡層を構成する樹脂100質量%に対し、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、100質量%がさらに好ましい。
樹脂組成物は、その他の樹脂を含んでいてもよい。その他の樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
ポリスチレン系樹脂としては、例えば、スチレン系単量体の単独重合体又は共重合体、スチレン系単量体と他のビニル系単量体との共重合体、又はこれらの混合物等が挙げられる。ポリスチレン系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
ポリスチレン系樹脂としては、スチレン系単量体に基づく構成単位が、前記ポリスチレン系樹脂の全構成単位に対して50質量%以上含まれるものが好ましく、70質量%以上含まれるものがより好ましく、80質量%以上含まれるものがさらに好ましい。
また、ポリスチレン系樹脂の質量平均分子量は、20万~40万が好ましく、24万~40万がより好ましい。前記質量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定した値を、標準ポリスチレンによる較正曲線に基づき換算した値である。
上記スチレン系単量体の単独重合体又は共重合体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、i-プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系単量体の単独重合体又は共重合体が挙げられる。このなかでも、スチレンに基づく構成単位を、全構成単位に対して50質量%以上有するものが好ましく、ポリスチレン(単独重合体)がより好ましい。
また、ポリスチレン系樹脂として、ゴム成分を含むハイインパクトポリスチレンが用いられてもよい。
スチレン系単量体と他のビニル系単量体との共重合体としては、例えば、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-塩化ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体、スチレン-フマル酸エステル共重合体、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、スチレン-アルキレングリコールジメタクリレート共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-ブタジエン-スチレン共重合体(例えばMBS樹脂)等が挙げられる。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
スチレン系単量体と他のビニル系単量体との共重合体としては、スチレン系単量体に基づく構成単位を、前記共重合体の全構成単位に対して50質量%以上含むものが好ましく、70質量%以上含むものがより好ましく、80質量%以上含むものがさらに好ましい。
スチレン系単量体と他のビニル系単量体との共重合体としては、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体が好ましい。スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体としては、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体が挙げられる。
ポリスチレン系樹脂中の(メタ)アクリル酸に基づく構成単位の含有量は、ポリスチレン系樹脂を構成する全構成単位に対して、0.5~6.8質量%が好ましく、1.0~5.0質量%がより好ましく、1.3~3.0質量%がさらに好ましい。上記数値範囲内とすることにより、優れた靭性や耐熱性が発揮されうる。
ポリスチレン系樹脂中の(メタ)アクリル酸に基づく構成単位の含有量は、スチレン-(メタ)アクリル酸の仕込み量から計算により算出できる。
ポリスチレン系樹脂中のブタジエンに基づく構成単位の含有量は、ポリスチレン系樹脂を構成する全構成単位に対して、0.5~6.8質量%が好ましく、1.0~5.0質量%がより好ましく、1.3~3.0質量%がさらに好ましい。上記数値範囲内とすることにより、優れた靭性や耐熱性が発揮されうる。
ポリスチレン系樹脂中のブタジエンに基づく構成単位の含有量は、スチレン-ブタジエンの仕込み量から計算により算出できる。
ポリスチレン系樹脂中、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体の含有量は、ポリスチレン系樹脂の総質量に対して10質量%以上が好ましい。スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体の含有量が前記下限値以上であると、融着性を高めやすい。
ポリスチレン系樹脂中のスチレン-(メタ)アクリル酸共重合体の含有量は、特に限定されず、ポリスチレン系樹脂の総質量に対して100質量%でもよい。
ポリスチレン系樹脂中、スチレン-ブタジエン共重合体の含有量は、ポリスチレン系樹脂の総質量に対して10質量%以上が好ましい。スチレン-ブタジエン共重合体の含有量が前記下限値以上であると、融着性を高めやすい。
ポリスチレン系樹脂中のスチレン-ブタジエン共重合体の含有量は、特に限定されず、ポリスチレン系樹脂の総質量に対して100質量%でもよい。
ポリスチレン系樹脂としては、市販のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法等により合成されたポリスチレン系樹脂、リサイクル原料でないポリスチレン系樹脂(バージンポリスチレン)を使用できる他、使用済みのポリスチレン系発泡体、ポリスチレン系樹脂発泡成形体(食品包装用トレー等)等を再生処理して得られたリサイクル原料を使用できる。前記リサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系発泡体、ポリスチレン系樹脂発泡成形体を回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したリサイクル原料が挙げられる。
ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレンフラノエート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂、テレフタル酸とエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールの共重合体、及びこれらの混合物並びにこれらと他の樹脂との混合物等が挙げられる。また、植物由来のポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンフラノエート樹脂が用いられてもよい。ポリエステル系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
さらに、(メタ)アクリル系樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリフェニレンエーテル系樹脂等が含まれていてもよい。
樹脂組成物は、発泡剤を含有する。
発泡剤としては、例えば、重曹-クエン酸系発泡剤、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、カルシウムアジド、ナトリウムアジド、ホウ水素化ナトリウム等の無機系分解性発泡剤;アゾジカルボンアミド、アゾビススルホルムアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン等のアゾ化合物;N,N’-ジニトロソペンタンメチレンテトラミン、N,N’-ジメチル-N,N’-ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ化合物;ベンゼンスルホニルヒドラジド、p-トルエンスルホニルヒドラジド、p,p’-オキシビスベンゼスルホニルセミカルバジド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン、バリウムアゾジカルボキシレート等が挙げられる。気体の発泡剤としては、空気、窒素、炭酸ガス、プロパン、ネオペンタン、メチルエーテル、二塩化フッ化メタン、n-ブタン、イソブタン等が挙げられる。なお、ここで気体とは、常温(15℃~25℃)で気体であることを意味する。一方、揮発性の発泡剤としては、エーテル、石油エーテル、アセトン、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。
上記発泡剤のうち、n-ブタン、窒素が特に好ましい。
樹脂組成物中の発泡剤の含有量は、発泡剤の種類や、比重等を勘案して適宜決定され、例えば、樹脂100質量部に対して0.5~20質量部が好ましく、0.8~5.5質量部がより好ましい。
発泡層中の発泡剤の含有量(いわゆる残存ガス量)は、発泡層の総質量に対し、0.3~3.6質量%が好ましく、0.5~3.3質量%がより好ましい。
樹脂組成物は、界面活性剤、気泡調整剤、架橋剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤(炭化水素、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石鹸、シリコーン油、低分子ポリエチレン等のワックス等)、展着剤(流動パラフィン、ポリエチレングリコール、ポリブテン等)、着色剤、熱安定化剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加剤が添加されてもよい。
気泡調整剤としては、例えば、タルク、シリカ等の無機粉末;多価カルボン酸の酸性塩;多価カルボン酸と炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムとの反応混合物等が挙げられる。なかでも、独立気泡率を維持して、且つ熱成形性を向上しやすい点から、反応混合物が好ましい。
気泡調整剤は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
気泡調整剤の添加量は、樹脂100質量部に対して0.01~1.0質量部が好ましい。
発泡層の独立気泡率は、70%以上であり、75%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。上限値は特に限定されず、例えば、99%以下が好ましい。発泡層の独立気泡率が上記数値範囲内であると、耐衝撃性に優れ、かつ、熱成形性をより向上しやすい。
発泡層の独立気泡率は、JIS K7138:2006「硬質発泡プラスチック‐連続気泡率及び独立気泡率の求め方」に記載の方法により測定される。
発泡層の厚みT1は、0.1~3.0mmが好ましく、0.3~2.5mmがより好ましい。発泡層の厚みが上記下限値以上であると、形状保持性に優れる。発泡層の厚みが上記上限値以下であると、熱成形性をより向上できる。
本明細書において、厚みは、測定対象物の幅方向(TD方向)等間隔の20箇所をマクロゲージによって測定し、その算術平均値により求められた値である。
発泡層の坪量は、250~700g/mが好ましく、400~600g/mがより好ましい。発泡層の坪量が上記数値範囲内であると、取扱い性に優れる。
なお坪量は、以下の方法で測定することができる。
発泡層の幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定する。各切片の質量(g)の平均値を1m当たりの質量に換算した値を、発泡層の坪量(g/m)とする。
発泡層の密度は、50~1000kg/mであり、90~900kg/mが好ましく、100~500kg/mがより好ましく、150~400kg/mがさらに好ましい。発泡層の密度が上記数値範囲内であると、取扱い性に優れる。
<発泡シートの製造方法>
発泡層を形成する発泡シートは、従来公知の製造方法に準拠して製造される。
発泡シートの製造方法としては、樹脂組成物を調製し、樹脂組成物をシート状に押し出し、発泡(一次発泡)する方法が挙げられる(押出発泡法)。
発泡シートの製造方法の一例について、図2を用いて説明する。
図2の発泡シートの製造装置200は、インフレーション成形により発泡シートを得る装置であり、押出機202と、発泡剤供給源208と、サーキュラーダイ210と、マンドレル220と、2つの巻取機240とを備える。
押出機202は、いわゆるタンデム型押出機であり、押出機A202aと押出機B202bとが配管206で接続された構成とされている。第一の押出部202aはホッパー204を備え、押出機A202aには、発泡剤供給源208が接続されている。
押出機B202bには、サーキュラーダイ210が接続され、サーキュラーダイ210の下流には、マンドレル220が設けられている。マンドレル220は、カッター222を備える。
まず、樹脂組成物を構成する原料をホッパー204から押出機A202aに投入する。
ホッパー204から投入される原料は、発泡シートを構成する樹脂、及び必要に応じて配合される添加剤等である。
押出機A202aでは、原料を任意の温度に加熱しながら混合して樹脂溶融物とし、発泡剤供給源208から発泡剤を押出機A202aに供給し、樹脂溶融物に発泡剤を混合して樹脂組成物とする。
加熱温度は、樹脂の種類等を勘案して、樹脂が溶融しかつ添加剤が変性しない範囲で適宜決定される。
樹脂組成物は、押出機A202aから配管206を経て押出機B202bに供給され、さらに混合され、任意の温度に冷却された後、サーキュラーダイ210へ供給される。サーキュラーダイ210から押し出す際の樹脂組成物の温度は140~190℃であり、より好ましくは150~190℃である。
樹脂組成物は、サーキュラーダイ210から押し出され、発泡剤が発泡して円筒状の発泡シート101aとなる。サーキュラーダイ210から押し出された発泡シート101aは、冷却空気211を吹き付けられた後、マンドレル220に供給される。この冷却空気211の温度、量、吹き付け位置との組み合わせにより、発泡シート101aの冷却速度を調節できる。
円筒状の発泡シート101aは、マンドレル220で任意の温度にされ、サイジングされ、カッター222によって2枚に切り裂かれて発泡シート101となる。発泡シート101は、各々ガイドロール242とガイドロール244とに掛け回され、巻取機240に巻き取られて発泡シートロール102となる。
発泡シートの発泡倍数は、例えば、2~20倍とされる。
なお、発泡シートは、インフレーション成形以外の方法により製造されてもよい。
<第一の非発泡層>
第一の非発泡層は、発泡層の一方の面に位置する層である。
なお、本明細書において、「非発泡」とは、原料樹脂を発泡させていない状態を表し、発泡倍数が、1.0倍である場合をいう。
第一の非発泡層は、非架橋型オレフィン系エラストマーを含むことが好ましい。
本明細書において、「非架橋」とは、ゲル分率が3.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下であることを意味する。ゲル分率は以下のように測定した値である。
樹脂の質量W1を測定する。次に沸騰キシレン80ミリリットル中に樹脂を3時間還流加熱する。次にキシレン中の残渣を200メッシュの金網を用いてろ過し、金網上に残った残渣を新規キシレンにて共洗いした後、1日自然乾燥させて、その後120℃にて2時間に亘って乾燥機にて乾燥させて、金網上に残った残渣の質量W2を測定する。続いて、下記式(1)に基づいて樹脂のゲル分率を算出する。
ゲル分率(質量%)=100×W2/W1・・・(1)
非架橋型オレフィン系エラストマーとしては、プロピレンの単独重合体や、プロピレンと、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテンおよび4-メチル-1-ペンテンからなる群から選ばれるα-オレフィンの1種以上との共重合体等が好ましい。
非架橋型オレフィン系エラストマーの含有量は、第一の非発泡層を構成する樹脂100質量%に対し、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましい。また、非架橋型オレフィン系エラストマーの含有量は、第一の非発泡層を構成する樹脂100質量%に対し、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。具体的には、非架橋型オレフィン系エラストマーの含有量は、第一の非発泡層を構成する樹脂100質量%に対し、10~90質量%が好ましく、20~80質量%がより好ましい。
第一の非発泡層は、非架橋型オレフィン系エラストマー以外の樹脂として、前記<発泡層>で述べたポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等を含んでいてもよい。
第一の非発泡層が非架橋型オレフィン系エラストマーと、非架橋型オレフィン系エラストマー以外の樹脂とを含む場合、[非架橋型オレフィン系エラストマーの含有量]:[非架橋型オレフィン系エラストマー以外の樹脂の含有量]で表される質量比は、10:90~90:10が好ましく、20:80~80:20がより好ましく、30:70~70:30がさらに好ましい。上記質量比が上記範囲内であると、耐摩耗性を向上しやすくなる。
第一の非発泡層のJIS K7125で求められる最大荷重は、10~50Nであり、15~45Nが好ましく、20~40Nがより好ましく、20~35Nがさらに好ましい。第一の非発泡層の最大荷重が上記範囲内であると、耐摩耗性を向上しやすくなる。
第一の非発泡層のJIS K7125で求められる最大静止摩擦係数は、1.0以上が好ましく、2.0以上がより好ましく、2.5以上がさらに好ましく、3.0以上が特に好ましい。また、第一の非発泡層の最大静止摩擦係数は、5.0以下が好ましく、4.5以下がより好ましい。具体的には、第一の非発泡層の最大静止摩擦係数は、1.0~5.0が好ましく、2.0~4.5がより好ましく、2.5~4.0がさらに好ましい。第一の非発泡層の最大静止摩擦係数が上記範囲内であると、滑りにくいものにすることができる。
最大静止摩擦係数の測定の相手材は滑り性を明確にするために、アルミ材の鏡面仕上げを用いることが好ましい。
第一の非発泡層の坪量aは、100~400g/mが好ましく、130~300g/mがより好ましい。第一の非発泡層の坪量aが上記数値範囲内であると、取扱い性に優れる。
なお坪量は、以下の方法で測定することができる。
第一の非発泡層の幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定する。各切片の質量(g)の平均値を1m当たりの質量に換算した値を、第一の非発泡層の坪量a(g/m)とする。
第一の非発泡層の厚みT2は、求められる強度等に応じて適宜決定され、例えば、0.05~0.5mmが好ましく、0.1~0.4mmがより好ましく、0.15~0.3mmがさらに好ましい。上記下限値以上であれば、十分な強度を得られやすい。上記上限値以下であれば、成形加工が容易である。
第一の非発泡層のJIS K6253-3で求められるデュロA硬度は70以下が好ましい。また、第一の非発泡層のデュロA硬度は30以上が好ましく、40以上がより好ましい。具体的には、第一の非発泡層のデュロA硬度は30~70が好ましく、40~70がより好ましい。第一の非発泡層のデュロA硬度が上記範囲内であると、グリップ性に優れる。
第一の非発泡層のJIS K6251で求められる破断点伸び率は900%以上が好ましく、1000~1500%がより好ましい。破断点伸び率が上記範囲内であると、熱成形性に優れる。
第一の非発泡層には、添加剤が含まれてもよい。前記添加剤としては、難燃剤、難燃助剤、滑剤、展着剤、着色剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、界面活性剤、フィラー等が挙げられる。
第一の非発泡層に前記添加剤が含まれる場合、その含有量は樹脂100質量部に対して0質量部超30質量部以下が好ましい。
<第二の非発泡層>
第二の非発泡層は、発泡層の他方の面に位置する層である。
第二の非発泡層としては、前記<第一の非発泡層>と同様のものを使用できる。
第二の非発泡層は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーを含むことにより、強度をより向上しやすい。
フィラーとしては、無機フィラーが好ましく、例えば、タルク、カオリン、焼成カオリン、ベントナイト、雲母族鉱物(セリサイト、白雲母、金雲母、黒雲母)、等の板状の鉱物粒子が挙げられる。これらのなかでもタルクが好ましい。
フィラーの含有量は、第二の非発泡層の総質量に対し、5~50質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましい。無機フィラーの含有量が上記数値範囲内であると、強度に優れる。
フィラーの平均粒子径は、1~50μmが好ましく、3~30μmがより好ましい。フィラーの平均粒子径が上記数値範囲内であると、強度に優れる。
なお、本明細書において平均粒子径は、レーザー回折法で測定できる。
第二の非発泡層のJIS K7125で求められる最大荷重は、10~50Nが好ましく、15~45Nがより好ましく、20~40Nがさらに好ましく、20~35Nが特に好ましい。第一の非発泡層の最大荷重が上記範囲内であると、耐摩耗性を向上しやすくなる。
第二の非発泡層のJIS K7125で求められる最大静止摩擦係数は、1.0以上が好ましく、2.0以上がより好ましく、2.5以上がさらに好ましく、3.0以上が特に好ましい。また、第二の非発泡層の最大静止摩擦係数は、5.0以下が好ましく、4.5以下がより好ましい。具体的には、第二の非発泡層の最大静止摩擦係数は、1.0~5.0が好ましく、2.0~4.5がより好ましく、2.5~4.0がさらに好ましい。第二の非発泡層の最大静止摩擦係数が上記範囲内であると、粘つき感や引っ掛かり感が低減できる。
第二の非発泡層の坪量bは、100~400g/mが好ましく、130~300g/mがより好ましい。第二の非発泡層の坪量bが上記数値範囲内であると、取扱い性に優れる。
なお坪量は、以下の方法で測定することができる。
第二の非発泡層の幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定する。各切片の質量(g)の平均値を1m当たりの質量に換算した値を、第二の非発泡層の坪量b(g/m)とする。
第二の非発泡層の厚みT3は、求められる強度等に応じて適宜決定され、例えば、0.05~0.5mmが好ましく、0.1~0.4mmがより好ましく、0.15~0.3mmがさらに好ましい。上記下限値以上であれば、十分な強度を得られやすい。上記上限値以下であれば、成形加工が容易である。
第二の非発泡層のJIS K6253-3で求められるデュロA硬度は70以下が好ましい。また、第一の非発泡層のJIS K6253-3で求められるデュロA硬度は30以上が好ましく、40以上がより好ましい。具体的には、第二の非発泡層のデュロA硬度は30~70が好ましく、40~70がより好ましい。デュロA硬度が上記範囲内であると、取り扱い性に優れる。
第二の非発泡層のJIS K6251で求められる破断点伸び率は900%以上が好ましく、1000~1500%がより好ましい。破断点伸び率が上記範囲内であると、熱成形性に優れる。
第二の非発泡層には、添加剤が含まれてもよい。前記添加剤としては、難燃剤、難燃助剤、滑剤、展着剤、着色剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、界面活性剤等が挙げられる。
第二の非発泡層に前記添加剤が含まれる場合、その含有量は樹脂100質量部に対して0質量部超30質量部以下が好ましい。
積層発泡シートにおいて、以下の方法で算出される気泡(A)の割合は50%以上であり、60%以上が好ましく、65%以上がより好ましい。また、前記気泡(A)の割合は、75%以下が好ましく、70%以下がより好ましい。具体的には、前記気泡(A)の割合は、50~75%が好ましく、60~70%がより好ましく、65~70%がさらに好ましい。前記気泡(A)の割合が上記範囲内であると、耐摩耗性を向上しやすくなる。
<気泡(A)の割合の算出方法>
積層発泡シートを厚さ方向に沿って切断し、走査電子顕微鏡を用いて、30倍の倍率で切断面の写真撮影を行い、得られた写真において、発泡層の気泡のうち、第一の非発泡層側に位置する3点以上の気泡を選択し、厚さ方向に対して垂直方向に、選択された前記気泡の第一の非発泡層側に接線を引く。前記接線を発泡層と第一の非発泡層との界面とする。前記界面から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さまでの領域における気泡の長径及び短径を測定し、長径/短径で表される比を算出し、前記比が4.0以上の気泡を気泡(A)とする。前記領域に含まれる発泡層の厚みに対して短径が1%以上の空洞を気泡とみなす。全ての気泡の数と気泡(A)の数とを数え、前記領域に含まれる全気泡数に対する気泡(A)の割合を算出する。なお、発泡層の厚さ方向に対して垂直な方向の気泡径の最大値を長径、発泡層の厚さ方向の気泡径の最大値を短径とする。また、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さまでの領域に気泡の少なくとも一部が含まれる気泡を前記領域内の気泡とみなす。
積層発泡シートにおいて、以下の方法で算出される気泡(B)の割合は50%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、65%以上がさらに好ましい。また、前記気泡(B)の割合は、75%以下が好ましく、70%以下がより好ましい。具体的には、前記気泡(B)の割合は、50~75%が好ましく、60~70%がより好ましく、65~70%がさらに好ましい。前記気泡(B)の割合が上記範囲内であると、耐摩耗性を向上しやすくなる。
<気泡(B)の割合の算出方法>
積層発泡シートを厚さ方向に沿って切断し、走査電子顕微鏡を用いて、30倍の倍率で切断面の写真撮影を行い、得られた写真において、発泡層と第二の非発泡層との界面から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さまでの領域における気泡の長径及び短径を測定し、長径/短径で表される比を算出し、前記比が4.0以上の気泡を気泡(B)とし、気泡(B)の数と、前記領域に含まれる全ての気泡の数とを数え、前記領域に含まれる全気泡数に対する気泡(B)の割合を算出する。
気泡(A)の割合の算出方法について、図3を用いて説明する。
図3は、3層からなる積層発泡シート11を厚さ方向に沿って切断し、走査電子顕微鏡を用いて、30倍の倍率で切断面を撮影したものである。図3の積層発泡シート11は、下から、第一の非発泡層、発泡層、及び第二の非発泡層の順に積層されている。得られた積層発泡シート11の写真において、発泡層と第一の非発泡層との界面21の位置を決める。ここで、「界面」は、発泡層の気泡のうち、第一の非発泡層側に位置する3点以上の気泡を選択し、厚さ方向に対して垂直方向に、選択された前記気泡の第一の非発泡層側に接線を引き、前記接線を界面とすることで決定される。次に、界面21と平行な線22であって、界面21から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さになる位置に線22を引く。さらに、界面21から、線22までの領域に含まれる気泡の長径及び短径を測定する。ここで、気泡の長径及び短径は、発泡層の厚さ方向に対して垂直な方向の気泡径の最大値を長径、発泡層の厚さ方向の気泡径の最大値を短径とする。続いて、気泡の長径/短径で表される比を算出し、前記比が4.0以上の気泡を気泡(A)とする。気泡(A)の数、及び前記領域に含まれる全気泡数を数える。気泡数は、発泡層の厚みに対して短径が1%以上の空洞を気泡とみなし、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さまでの領域に気泡の少なくとも一部が含まれる気泡を前記領域内の気泡とみなして数える。前記領域に含まれる全気泡数に対する気泡(A)の割合を算出する。
気泡(B)の割合も、気泡(A)と同様の方法で算出することができる。
積層発泡シート1の厚みTは、用途等を勘案して適宜決定され、例えば、0.5~4.0mmが好ましく、1.0~3.5mmがより好ましい。積層発泡シートの厚みが上記下限値以上であれば、十分な強度を得られやすい。上記上限値以下であれば、成形加工が容易である。
積層発泡シートの坪量は、150~600g/mが好ましく、200~550g/mがより好ましく、300~500g/mがさらに好ましい。積層発泡シートの坪量が上記数値範囲内であると、取扱い性に優れる。
なお坪量は、以下の方法で測定することができる。
積層発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定する。各切片の質量(g)の平均値を1m当たりの質量に換算した値を、積層発泡シートの坪量(g/m)とする。
積層発泡シートの密度は、100~2000kg/mが好ましく、150~1000kg/mがより好ましく、200~500kg/mがさらに好ましい。積層発泡シートの密度が上記数値範囲内であると、取扱い性に優れる。
<積層発泡シートの製造方法>
積層発泡シート1の製造方法の一例について、説明する。
積層発泡シート1の製造方法は、例えば、発泡シートを得る発泡シート形成工程と、発泡シートの一方の面に第一の非発泡層を構成する樹脂を押出ラミネートにより融着する第一の積層工程と、発泡シートの他方の面に第二の非発泡層を構成する樹脂を押出ラミネートにより融着する第二の積層工程と、を備えることが好ましい。
発泡シート形成工程は、前述の発泡シートの製造方法と同様である。
第一の積層工程は、発泡シートの一方の面に第一の非発泡層を構成する樹脂を押出ラミネートにより融着する工程である。
以下、第一の積層工程、及び第二の積層工程の一例について、図4を用いて説明する。
発泡シートロール102から発泡シート101を繰り出し、発泡シート101の一方の面に第一押出機111で溶融された樹脂103をダイ110より供給する。その後、一対の冷却ロール112で圧着して融着する。
こうして、発泡層10と、第一の非発泡層20とを備える2層からなる積層発泡シート104となる。積層工程における加熱温度は、各層の材質等に応じて、適宜決定される。
第一の積層工程において、発泡シート101の一方の面に、第一の非発泡層20を構成する樹脂を融着させる際の温度は、200~240℃が好ましく、210~240℃がより好ましい。融着させる際の温度が上記範囲内であると、得られる積層発泡シートの耐摩耗性を向上しやすくなる。
第二の積層工程は、発泡シートの他方の面に第二の非発泡層を構成する樹脂を押出ラミネートにより融着する工程である。
第一の積層工程で得られた2層からなる積層発泡シート104を、ロール113にかけ回し、発泡シートの他方の面に第二押出機115で溶融された樹脂105をダイ114より供給する。その後、一対の冷却ロール116で圧着されて融着される。
こうして、発泡層10と、第一の非発泡層20と、第二の非発泡層30とを備える3層からなる積層発泡シート1となる。
第二の積層工程において、発泡シート101の他方の面に、第二の非発泡層30を構成する樹脂を融着させる際の温度は、200~240℃が好ましく、210~240℃がより好ましい。融着させる際の温度が上記範囲内であると、得られる積層発泡シートの耐摩耗性を向上しやすくなる。
なお、前記2つの積層工程は、第二の積層工程、第一の積層工程の順に行ってもよいまた、本発明の積層発泡シートは上記製造方法(押出ラミネート法)に限定されず、発泡層と非発泡層とを共押出しや熱ラミネート法で積層してもよい。
≪成形体≫
本発明の成形体は、積層発泡シートを成形することにより得られる。
積層発泡シートを成形する方法としては、例えば、積層発泡シートを任意の温度に加熱して二次発泡させ、次いで、積層発泡シートを任意の形状の雄型と雌型とで挟み込んで成形する方法が挙げられる。
第一の非発泡層が鉛直方向下方に向く面になるように成形することが好ましい。
本発明の成形体は、車両のフロアマット用、ラゲッジトレイ用、車両のアンダーカバー用として使用できる。
車両のフロアマットとは、車両の床面に着脱可能に配置されるものであり、搭乗者が車外から持ち込む土砂等による汚れを補足し、車室外で洗浄して繰り返し使用されるものである。車両のフロアマットにおいては、第一の非発泡層が前記フロアマット使用時における鉛直方法下方に向く面になるように配置することが好ましい。これにより、車両のフロアマットが所定の位置からずれるのを防ぐことができる。
図5は、本発明の車両のフロアマットの一例を示す模式図である。図5の車両フロアマット2は、車両前方の座席の足元に配置できるように切り欠き部を有し、滑り止めのために表面に凹凸構造を有する。切り欠き部は車両の形状に合わせて形成すればよい。凹凸構造はどのような形状でもよく、あってもなくてもよい。
車両のアンダーカバーとは、車体下部を覆い保護するものである。車両のアンダーカバーにおいては、第一の非発泡層が前記アンダーカバー使用時における鉛直方向下方に向く面になるように配置することが好ましい。これにより、車両走行中に地面から車両に跳ね上がる土砂等から車両を保護することができる。
図6は、本発明の車両のアンダーカバーの一例を示す模式図である。図6の車両のアンダーカバーは、凹凸構造を有することで、空気抵抗を小さくして燃費をよくすることができる。凹凸構造はどのような形状でもよく、あってもなくてもよい。
車両のラゲッジトレイとは、車両のトランクルーム等の底部に設置する物入用のトレイである。車両のラゲッジトレイにおいては、第一の非発泡層が前記車両のラゲッジトレイ使用時における鉛直方向下方に向く面になるように配置することが好ましい。これにより、車両のラゲッジトレイが所定の位置からずれるのを防ぐことができる。
図7は、本発明の車両のラゲッジトレイの一例を示す模式図である。図7の車両のラゲッジトレイ4は、平面視で長方形であるが、どのような形状であってもよい。
図8は、本発明の車両のラゲッジトレイの他の例を示す模式図である。図8の車両のラゲッジトレイ5は、トランク内に配置できるように切り欠き部を有し、滑り止めのために表面に凹凸構造を有する。切り欠き部は車両の形状に合わせて形成すればよい。凹凸構造はどのような形状でもよく、あってもなくてもよい。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
ポリプロピレン系樹脂として、Borealis社製の「WB140HMS」(メルトテンション:23cN、メルトフローレート:1.7g/10分)を40質量部、ブロックポリプロピレンとして日本ポリプロ社製の商品名「BC6C」を50質量部、ポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー(TPO)としてサンアロマー社製の商品名「Q-100F」を10質量部の割合で混合してポリマー成分を調製した。前記ポリマー成分100質量部に対する割合が0.2質量部となる重曹-クエン酸系発泡剤(大日精化社製マスターバッチ、商品名「ファインセルマスターPO410K」)を配合して混合物を得た。口径が90mmの第1押し出し機の先端に、口径115mmの第2押し出し機を接続したタンデム押し出し機を準備した。前記混合物を、第1押し出し機を供給し、約200~210℃にて溶融混練した。続いて、第1押し出し機内に発泡剤としてブタン(ノルマルブタン:イソブタン=65:35(質量比))をポリマー成分100質量部に対して1.0質量部となるように圧入してさらに溶融混練した。その後、約175℃まで冷却し、第2押し出し機の先端に接続されている環状の環状ダイに供給して、150kg/時間の押出量で円筒状に押出発泡させた。
得られた円筒状発泡体をその内面にエアーを吹き付けて冷却した。その後、冷却マンドレルプラグ上を沿わせて内面を固化させるとともに、そのプラグ上で外面にもエアーを吹き付けて冷却固化させた。続いて、円筒状発泡体をその押出方向に切断して切り開き、連続シートとしてロール状に巻き取り、厚み2.0mm、密度270kg/mの発泡シートを得た。
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)60質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)40質量部を混合した樹脂混合物を、第3押し出し機と第4押し出し機に供給した。第3押し出し機の先端に取り付けたTダイからシートを押出し、押し出した直後の溶融状態のシートを発泡シートの一方の面に積層し、融着させた。続いて、第4押し出し機の先端に取り付けたTダイからシートを押出し、押し出した直後の溶融状態のシートを発泡シートの他方の面に積層し、融着させた。これにより、両面に非発泡層を有する積層発泡シートを得た。なお、第3押し出し機と第4押し出し機の押出条件は同一とした。Tダイはいずれも、その樹脂流路における幅方向の両端部の温度が260℃となるように、両端部以外の部分の温度が280℃となるように調整した。融着させる際の溶融状態のシートの温度は220℃であった。
[実施例2]
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)80質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)20質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例3]
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)20質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)80質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を230℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例4]
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3700B」、ゲル分率0.2質量%)70質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)30質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を225℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例5]
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)70質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q300F」)30質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を215℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例6]
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)60質量部、及びポリプロピレン系樹脂(ダウ・ケミカル社製、商品名「エンゲージXLT8677」)40質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を240℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例7]
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)60質量部、及びポリスチレン系樹脂(アロン化成株式会社製、商品名「AR-885C」)40質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を235℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例8]
発泡剤の量を1.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして厚み3.0mm、密度180kg/mの発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)50質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)50質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を210℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例9]
発泡剤の量を0.3質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして厚み0.4mm、密度900kg/mの発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例10]
発泡剤の量を1.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして厚み2.0mm、密度270kg/mの発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)70質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)30質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を215℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例11]
非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)70質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)30質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、融着させる際の溶融状態のシートの温度を230℃に変更したこと、及び第一の非発泡層の厚みを0.33mmにしたこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例12]
発泡剤の量を0.8質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして厚み1.5mm、密度360kg/mの発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)50質量部、及びポリプロピレン系樹脂(サンアロマー社製、商品名「Q100F」)50質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を230℃に変更したこと、第二押出機を稼動させなかったこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例13]
ポリエステル系樹脂として、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET、三井化学社製 商品名「SA135」、ガラス転移温度Tg:79℃、融点:247.1℃、IV値:0.86)100質量部、タルク0.72質量部、及び、無水ピロメリット酸0.2質量部を含む熱可塑性ポリエステル系樹脂組成物を口径が65mmで且つL/D比が35の単軸押出機に供給して290℃にて溶融混練した。続いて、単軸押出機内に発泡剤としてブタン(ノルマルブタン:イソブタン=65:35(質量比))をポリマー成分100質量部に対して1.0質量部となるように圧入してさらに溶融混練した。その後、約220℃まで冷却し、単軸押出機の先端に接続されているサーキュラーダイから円筒状に押出発泡させて円筒状体を製造し、この円筒状体を徐々に拡径した上で冷却マンドレルに供給して円筒状体をその表面温度が25℃となるように冷却した後、円筒状体をその押出方向に連続的に内外周面間に亘って切断し切り開いて展開することによって、厚み2.0mm、密度270kg/mの発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、融着させる際の溶融状態のシートの温度を235℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[実施例14]
押出量を50kg/時間に変更したこと以外は、実施例1と同様にして厚み2.0mm、密度90kg/mの発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、融着させる際の溶融状態のシートの温度を230℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例1]
第一の非発泡層を構成する樹脂として、非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂(JSR社製、商品名「3400B」、ゲル分率0.3質量%)からなる樹脂を使用したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例2]
発泡剤を1.1質量部となるように圧入したこと、その後、約185℃までの冷却としたこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いて、融着させる際の溶融状態のシートの温度を210℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例3]
発泡剤の量を0.2質量部となるように圧入したこと以外は、実施例1と同様にして厚み3.0mm、密度30kg/mの発泡シートを得た。
得られた発泡シートを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例4]
発泡剤の量を1.5質量部となるように圧入したこと以外は、実施例1と同様にして厚み3.0mm、密度180kg/mの発泡シートを得た。
融着させる際の溶融状態のシートの温度を180℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例5]
第一の非発泡層を構成する樹脂として、ポリプロピレン系樹脂(日本ポリプロ社製、商品名「BC6C」)からなる樹脂を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を215℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例6]
第一の非発泡層を構成する樹脂として、ポリプロピレン系樹脂(日本ポリプロ社製、商品名「BC6C」)100質量部に、無機フィラー70質量%を含有するタルペット70P(日東粉化工業社製)43質量部を混合した樹脂混合物を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を225℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例7]
実施例1と同様にして発泡シートを得た。得られた発泡シートをそのまま評価に用いた。
[比較例8]
第一の非発泡層を構成する樹脂として、架橋型オレフィン系エラストマー(JSR社製、商品名「1301B」、ゲル分率40質量%)からなる樹脂を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を235℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例9]
第一の非発泡層を構成する樹脂として、架橋型オレフィン系エラストマー(JSR社製、商品名「1703B」、ゲル分率39.5質量%)からなる樹脂を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を220℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
[比較例10]
第一の非発泡層を構成する樹脂として、スチレン系エラストマー(JSR社製、商品名「TR2000」)からなる樹脂を使用したこと、及び融着させる際の溶融状態のシートの温度を230℃に変更したこと以外は、実施例1と同様としたが、積層発泡シートを得ることが出来なかった。
[比較例11]
融着させる際の溶融状態のシートの温度を180℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層発泡シートを得た。
得られた積層発泡シートについて、発泡層の厚み、密度、独立気泡率、発泡層に含まれる樹脂の融点、非発泡層の厚み、坪量、デュロA硬度、破断点伸び率、非発泡層に含まれる樹脂の融点、積層発泡シート全体の厚み、坪量、密度、最大静止摩擦係数、最大荷重、気泡(A)の割合、耐摩耗性を測定した。さらに積層発泡シートの熱成形性について評価した。得られた結果を表1~4に示す。
なお、第二の非発泡層を有しない実施例12の積層発泡シートについては、発泡シートの他方の面を第二の非発泡層の表面とみなし、最大静止摩擦係数、最大荷重、及び耐摩耗性を測定した。
また、第一の非発泡層、及び第二の非発泡層を有しない比較例7の発泡シートについては、発泡シートの一方の面を第一の非発泡層の表面とし、且つ発泡シートの他方の面を第二の非発泡層の表面とみなし、最大静止摩擦係数、最大荷重、及び耐摩耗性を測定した。
<坪量>
発泡シート、第一の非発泡層シート、第二の非発泡層シート、又は積層発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定した。各切片の質量(g)の平均値を1m当たりの質量に換算した値を、坪量M(g/m)とした。
<厚み>
発泡シート、第一の非発泡層シート、第二の非発泡層シート、又は積層発泡シートの幅方向の両端20mmを除き、幅方向50mm間隔で21点を測定点とした。この測定点について、ダイヤルシックネスゲージSM-112(テクロック社製)を使用し、厚みを最小単位0.01mmまで測定した。この測定値の平均値を厚みT(mm)とした。
<密度>
厚みT(mm)と坪量M(g/m)とから、下記(2)式により密度ρ(kg/m)を求めた。
ρ=M/T ・・・(2)
<独立気泡率>
JIS K7138:2006「硬質発泡プラスチック‐連続気泡率及び独立気泡率の求め方」に記載の方法により、独立気泡率を測定した。
<デュロA硬度>
JIS K6253-3に従い、デュロ硬度Aを測定した。
<破断点伸び率>
JIS K6251に従い、破断点伸び率を測定した。
<融点>
JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載の方法により、融点を測定した。
<最大静止摩擦係数>
JIS K7125に従い、最大静止摩擦係数を測定した。
<最大荷重>
JIS K7125に従い、最大荷重を測定した。
<気泡(A)の割合>
以下の方法で気泡(A)の割合を算出した。
積層発泡シートを厚さ方向に沿って切断し、走査電子顕微鏡を用いて、30倍の倍率で切断面の写真撮影を行った。得られた写真において、発泡層と第一の非発泡層との界面から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さまでの領域における気泡の長径及び短径を測定した。長径/短径で表される比を算出し、前記比が4.0以上の気泡を気泡(A)とした。気泡(A)の数と、前記領域に含まれる全ての気泡の数とを数え、前記領域に含まれる全気泡数に対する気泡(A)の割合を算出した。
<熱成形性>
熱成形については単発成型機FVS-500型(脇坂エンジニアリング製)を使用して加熱温度295℃、加熱時間22sで口径155φの円筒型の発泡積層熱成形体を得た。このとき、表面が平滑で、容器強度が十分で剥がれ等もなく、熱成形性が良好である発泡積層熱成形体が得られる最大限の深さを求めた。
<耐摩耗性の測定>
耐磨耗性の測定は次のように行った。
測定はJIS K7204に従い行った。試験片サイズは直径120mm、製品厚さの積層発泡シートとし、その中央部に直径6mmの穴をあけたものを使用した。テーバー摩耗試験装置(テーバー社製 Model503)を用い、磨耗輪H-38を使用し、荷重500g、回転速度60回転/分、回転数1000回転で行い試験後の外観を以下の評価基準で評価した。
[評価基準]
A:表面紋がわずかに残る程度
B:著しい段差が出来る
C:穴が開く
Figure 0007132153000001
Figure 0007132153000002
Figure 0007132153000003
Figure 0007132153000004
本発明を適用した実施例1~14は、グリップ性、熱成形性、及び耐摩耗性において優れていた。
第一の非発泡層における最大荷重が50N超である比較例1は、耐摩耗性において劣っていた。
独立気泡率が70%未満であり、且つ気泡(A)の割合が50%未満である比較例2は、熱成形性において劣っていた。
発泡層の密度が50kg/m未満である比較例3は、熱成形性において劣っていた。
気泡(A)の割合が50%未満である比較例4は、熱成形性、及び耐摩耗性において劣っていた。
第一の非発泡層における最大荷重が10N未満である比較例5及び6は、グリップ性、及び耐摩耗性において劣っていた。
第一の非発泡層における最大荷重が10N未満であり、且つ気泡(A)の割合が50%未満である比較例7は、グリップ性、耐摩耗性において劣っていた。
第一の非発泡層における最大荷重が10N未満である比較例8及び9は、グリップ性、熱成形性、及び耐摩耗性において劣っていた。
比較例10は、発泡層と非発泡層との間の十分な接着強度が得られず、測定可能な積層シートを得ることができなかった。
気泡(A)の割合が50%未満である比較例11は、熱成形性、及び耐摩耗性において劣っていた。
1・・・積層発泡シート
10・・・発泡層
11・・・積層発泡シート
20・・・第一の非発泡層
21・・・発泡層と第一の非発泡層との界面
22・・・発泡層と第一の非発泡層との界面から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さに引いた線
30・・・第二の非発泡層
31・・・発泡層と第二の非発泡層との界面
32・・・発泡層と第二の非発泡層との界面から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さに引いた線
2・・・車両のフロアマット
3・・・車両のアンダーカバー
4・・・車両のラゲッジトレイ
5・・・車両のラゲッジトレイ

Claims (11)

  1. 発泡層と、前記発泡層の一方の面に位置する第一の非発泡層とを有し、
    前記発泡層は、独立気泡率が70%以上であり、密度が50~1000kg/mであり、ポリプロピレン系樹脂、及びポリエステル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含み、
    前記第一の非発泡層は、JIS K7125で求められる最大荷重が10~50Nであり、非架橋型オレフィン系エラストマー樹脂、及びポリプロピレン系樹脂を含み、
    以下の方法で算出される気泡(A)の割合が50%以上である、積層発泡シート。
    <気泡(A)の割合の算出方法>
    積層発泡シートを厚さ方向に沿って切断し、走査電子顕微鏡を用いて、30倍の倍率で切断面の写真撮影を行い、得られた写真において、発泡層と第一の非発泡層との界面から、発泡層の厚さ方向に、発泡層の厚みに対して15%となる深さまでの領域における気泡の長径及び短径を測定し、長径/短径で表される比を算出し、前記比が4.0以上の気泡を気泡(A)とし、気泡(A)の数と、前記領域に含まれる全ての気泡の数とを数え、前記領域に含まれる全気泡数に対する気泡(A)の割合を算出する。
  2. 前記発泡層の厚みが0.1~3.0mmである、請求項1に記載の積層発泡シート。
  3. 前記第一の非発泡層のJIS K6253-3で求められるデュロA硬度が70以下である、請求項1又は2に記載の積層発泡シート。
  4. 前記第一の非発泡層のJIS K6251で求められる破断点伸び率が900%以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
  5. 前記第一の非発泡層の厚みが0.05~0.5mmである、請求項1~4のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
  6. 密度が100~2000kg/mである、請求項1~5のいずれか一項に記載の積層発泡シート。
  7. 請求項1~6のいずれか一項に記載の積層発泡シートを成形してなる成形体。
  8. 車両のフロアマットである、請求項に記載の成形体。
  9. 車両のアンダーカバーである、請求項に記載の成形体。
  10. 車両のラゲッジトレイである、請求項に記載の成形体。
  11. 請求項1~6のいずれか一項に記載の積層発泡シートの製造方法であって、
    前記発泡層を構成する発泡シートの一方の面に、前記第一の非発泡層を構成する樹脂を200~240℃で融着させる第一の積層工程を含む、積層発泡シートの製造方法。
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