JP7279252B1 - 多層シート - Google Patents
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Abstract
Description
ポリスチレンを含む、基材層(B)と、
前記耐摩耗層と前記基材層とを接着する接着層であって、ポリスチレン、ポリオレフィン、およびスチレン系熱可塑性エラストマーを含む、接着層(C)と、を備える多層シート。
本発明の一実施形態に係る多層シートは、以下のa~cに説明する特徴を有する。
<b>ポリスチレンを含む、基材層(B)
<c>前記耐摩耗層と前記基材層とを接着する接着層であって、ポリスチレン、ポリオレフィン、およびスチレン系熱可塑性エラストマーを含む、接着層(C)。
本願明細書において、耐摩耗層は、多層シートを構成する層のうち、少なくとも一つの最外層をなす層である。例えば図1に示す多層シートであれば、耐摩耗層は一つの最外層をなしており、図2に示す多層シートであれば、耐摩耗層は二つの最外層をなしている。
測定規格:JIS K 7210-1(2014)
測定条件:
・測定温度:230℃
・荷重:21.2N。
基材層(B)は、ポリスチレン(PS)を含む。ポリスチレンは、安価で成形性が良い。そのため、真空成型する工程において、細かく複雑な形状、または深絞りの形状の場合にもシートのコーナー部の奥部形状まで成型できる。また、ポリスチレンは収縮が少ないため、寸法精度を高くすることができる。トレイ等の搬送部材は、真空成型(圧空成型)によって成形するため、得られるシートは伸縮性が良く、加熱によって軟化するがドローダウンが低いことが必要である。したがって、上記のような性質を有するポリスチレンは、基材層として適している。
耐摩耗層(A)に含まれるTPOと、基材層(B)に含まれるPSとは互いに接着しにくいため、接着層(C)を用いる必要がある。接着層(C)は、ポリスチレン、ポリオレフィン(PO)、およびスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)を含む。前記ポリスチレンの全部または一部は、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)であることが好ましい。また、前記ポリオレフィンの全部または一部は、ポリプロピレンであることが好ましい。さらに、ポリプロピレンは、メタロセン触媒を用いて合成されたランダム共重合体を含むものであることがより好ましい。
本発明の一実施形態に係る多層シートの製造方法は、特に限定されないが、例えば、共押出多層Tダイとしては、フィードブロック方式、マルチマニホールド方式、マルチスロットルダイ方式等が挙げられる。フィードブロック方式は、安価であり金型の構造が比較的簡略でメンテナンスが容易であるため生産効率に優れてはいるが、フィードブロック内で各層の樹脂材料が合流するため、各層の厚さや巾方向の流れ等のコントロールに劣る。
本発明の一実施形態に係る多層シートは、例えば、トレイ成形用、搬送ケースとその仕切り板、または搬送用のシートとして使用することができる。前記多層シートを有するトレイ成形用、搬送ケース、仕切り板、搬送ラックのフレームの被覆に用いる保護板、または搬送用のシートは、前記多層シートが既に説明した構成を備えるため、多層共押出性、成形性および接着性に優れ、かつ、優れた耐摩耗性を有する。そのため、真空成型方法、圧空成形方法、又は切削加工等により、所望の形状へ成形することが容易であり、かつ、金属等との接触に対しても優れた抵抗性を示すことができる。したがって、前記多層シートは、例えば工場などの製造現場で用いられる、製品および部品等の重量物を運搬するためのトレイ、箱、仕切り板、金属製またはプラスチック製ラック、パレット等の搬送部材の製造に好適に用いることができる。
本発明には、以下の態様が含まれる。
<1>
プロピレン-αオレフィン共重合体を主成分として含むオレフィン系熱可塑性エラストマー(1)、ならびにオレフィン系ゴムおよびオレフィン系樹脂を主成分として含むオレフィン系熱可塑性エラストマー(2)を含み、メルトマスフローレイト(MFR)値が1g/10min(230℃)以上である耐摩耗層(A)と、
ポリスチレンを含む、基材層(B)と、
前記耐摩耗層と前記基材層とを接着する接着層であって、ポリスチレン、ポリオレフィン、およびスチレン系熱可塑性エラストマーを含む、接着層(C)と、
を備える多層シート。
<2>
前記耐摩耗層(A)において、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(1)と、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(2)との総重量を100重量%としたときに、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(1)と、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(2)との重量比が、10~40:90~60である、<1>に記載の多層シート。
<3>
前記接着層(C)における前記スチレン系熱可塑性エラストマーの全部または一部が、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマーである、<1>または<2>に記載の多層シート。
<4>
前記耐摩耗層(A)は、JIS K 6253-3(2012)に基づいて測定したデュロメータD硬さがD30~D65である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の多層シート。
<5>
前記接着層(C)における前記ポリオレフィンの全部または一部が、ポリプロピレンである、<1>~<4>のいずれか1つに記載の多層シート。
<6>
前記基材層(B)における前記ポリスチレンの全部または一部が、耐衝撃性ポリスチレンおよび/または非耐衝撃性ポリスチレンである、<1>~<5>のいずれか1つに記載の多層シート。
<7>
前記基材層(B)が、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体をさらに含む、<1>~<6>のいずれか1つに記載の多層シート。
<8>
<1>~<7>のいずれか1つに記載の多層シートを有する、トレイ成形用または搬送用のシート。
・プロピレン-αオレフィン共重合体を主成分として含むオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO(A)):住友化学製のタフセレン、三井化学製のタフマー、または三菱ケミカル製のテファブロック
・オレフィン系ゴムおよびオレフィン系樹脂を主成分として含むオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO(B))1(MFR値が2g/10min(230℃)以下):住友化学製のエスポレック、三井化学製のミラストマー、または三菱ケミカル製のサーモラン
・オレフィン系ゴムおよびオレフィン系樹脂を主成分として含むオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO(B))2(MFR値が5g/10min(230℃)以上):住友化学製のエスポレック、三井化学製のミラストマー、または三菱ケミカル製のサーモラン
・ポリプロピレン(PP):サンアロマー製のサンアロマー、住友化学製のノーブレン、日本ポリプロ製のノバテック、またはプライムポリマー製のプライムポリプロ
・ランダムポリプロピレン(ランダムPP):日本ポリプロ製のウインテック
・HIポリスチレン(HIPS):PSジャパン製のPSJ-HIPS、またはデイ・アイ・シー製のディックスチレンHIPS
・GPポリスチレン(GPPS):PSジャパン製のPSJ-GPPS、またはデイ・アイ・シー製のディックスチレンGPPS
・高密度ポリエチレン(HDPE):プライムポリマー製のハイゼックス
・熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU):大日精化工業製のレザミンP
・スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS):旭化成製のタフテックまたはタフプレン、クラレ製のセプトンまたはハイブラー、ENEOSマテリアル製のTR
〔多層シートの製造方法〕
実施例および比較例において、まず、耐摩耗層調製用の材料、接着層調製用の材料、および基材層調製用の材料をそれぞれ以下の方法で調製した。次に、前記各材料を、それぞれ異なる押出機(日立造船製、スクリュー径φ100、およびIKG製スクリュー径φ65)に供給し、約130℃から徐々に昇温して各々押し出した。押し出された各層の材料は、Tダイの直前に設けられたフィードブロック内で合流させてからTダイへ供給し、約190℃~220℃の条件でTダイ内のシングルマニフォールドで拡幅して、基材層と耐摩耗層とが接着層によって接着された多層シートを得た。
(多層共押出性)
多層シートを製造する際の積層性、ロールへの貼り付き、押出機への負荷などを総合評価した。
〇:巾方向、長さ方向、厚さ方向とも厚さ変動が無く、また各層の比率が全方向で均一に押出成形されており、合格である。
△:各方向の寸法変動、又は各層の比率に若干のバラ付きがある。外観が許容範囲ではあるが多少不具合がある。いずれも許容範囲で合格であるが、生産の安定性に欠ける。
×:各方向の寸法変動が多い。各層の流れが不均一である。ドローダウンが発生する。等の不具合があり不合格である。
成形したシートの表面に界面荒れ、スクリューマーク、フィッシュアイ、ゲル、気泡(ボイド)、凸凹がないか、およびシート端部に、耐摩耗層、又は接着層が巾方向に均一に押出されず、樹脂材料が偏ったり、はみ出す不具合がないか目視で確認した。
(評価基準)
〇:問題無し
△:外観に若干問題はあるが合格範囲である。シート端部に異常は無い。
×:外観に問題がある、および/またはシート端部に異常が有る。
シート状態で切り込みを入れた後、切断端面から耐摩耗層をめくり、剥離が生じるかを確認した。
(評価基準)
〇:剥離無し
×:剥離有り
-:良好なシート成形品が得られず試験は未実施
(耐摩耗性)
耐摩耗性は、摩耗損失量の測定、および剥離状況の観察を行うことにより評価した。
(評価基準)
〇:剥離無し
×:剥離有り
-:試験は未実施
(深絞り成型性)
真空成型性は、深絞り形状の成型にて成型性を確認することにより評価した。
(成型条件)
加熱温度:320~350℃
加熱時間:65~70秒間
ヒータとシートとの距離:90mm
(評価基準)
〇:成型品が金型表面の全域にわたり密着され、良好な形状に成型された。特に金型のコーナー部分で、シートが伸びて型に密着している。
×:金型のコーナー部分で、耐摩耗層の伸びが悪く、亀裂が発生、または密着が不十分である。
-:シートの成形性または耐摩耗性が基準に達しないため、試験は未実施
その他、実施例および比較例1~9の摩耗損失量から、耐摩耗層にTPUおよびTPSが含まれる場合、耐摩耗層にTPO(A)およびTPO(B)が含まれる場合、耐摩耗層にPPおよびHDPEが含まれる場合の順で、得られる多層シートの耐摩耗性が高い傾向にあることが確認された。一方で、耐摩耗層にTPO(A)およびTPO(B)が含まれることにより、耐摩耗性、多層共押出性、シートの外観、深絞り成型性の全てにおいて優れた性質を有することが確認された。
B:基材層
C:接着層
Claims (7)
- プロピレン-αオレフィン共重合体を主成分として含むオレフィン系熱可塑性エラストマー(1)、ならびにオレフィン系ゴムおよびオレフィン系樹脂を主成分として含むオレフィン系熱可塑性エラストマー(2)を含む耐摩耗層であって、
前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(2)の含有量は、前記耐摩耗層の重量を100重量%として60重量%以上90重量%以下であり、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(1)と、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(2)との総重量を100重量%としたときに、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(1)と、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー(2)との重量比が、10~40:90~60であり、
メルトマスフローレイト(MFR)値が1g/10min(230℃)以上である耐摩耗層(A)と、
ポリスチレンを主成分として含む、基材層(B)と、
前記耐摩耗層と前記基材層とを接着する接着層であって、ポリスチレン、ポリオレフィン、およびスチレン系熱可塑性エラストマーを含み、
前記接着層の重量を100重量%として、前記ポリスチレンの含有量は30重量%以上70重量%以下であり、前記ポリオレフィンの含有量は10重量%以上50重量%以下であり、前記スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量は3重量%以上40重量%以下である、接着層(C)と、
を備える多層シート。 - 前記接着層(C)における前記スチレン系熱可塑性エラストマーの全部または一部が、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマーである、請求項1に記載の多層シート。
- 前記耐摩耗層(A)は、JIS K 6253-3(2012)に基づいて測定したデュロメータD硬さがD30~D65である、請求項1に記載の多層シート。
- 前記接着層(C)における前記ポリオレフィンの全部または一部が、ポリプロピレンである、請求項1に記載の多層シート。
- 前記基材層(B)における前記ポリスチレンの全部または一部が、耐衝撃性ポリスチレンである、請求項1に記載の多層シート。
- 前記基材層(B)が、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体をさらに含む、請求項1に記載の多層シート。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の多層シートを有する、トレイ成形用または搬送用のシート。
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