JP7288994B2 - 樹脂発泡体 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体の気泡径の変動係数が、0.5以下である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体の平均気泡径が10μm~200μmである。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体の気泡率が、30%以上である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体を形成する樹脂の発泡前の融点+20℃におけるダイスウェル比が、1.4以下である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体を構成する樹脂の融点+20℃におけるダイスウェル比が、1.4以下である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体を形成する樹脂の発泡前の融点+20℃におけるせん断粘度が、3000Pa・s以下である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体を構成する樹脂の融点+20℃におけるせん断粘度が、3000Pa・s以下である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体に1000g/cm2の荷重を加えた状態で120秒間維持した後の厚み回復率が、85%以上である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂を含む。
1つの実施形態においては、上記ポリオレフィン系樹脂が、ポリオレフィン系エラストマー以外のポリオレフィンとポリオレフィン系エラストマーの混合物である。
1つの実施形態においては、上記樹脂発泡体は、片面または両面に、熱溶融層を有する。
本発明の別の局面によれば、発泡部材が提供される。この発泡部材は、樹脂発泡層と、該樹脂発泡層の少なくとも一方の側に配置された粘着剤層を有し、該樹脂発泡層が、上記樹脂発泡体である。
本発明の樹脂発泡体は、50%圧縮荷重が10N/cm2以下であり、気泡数密度が65個/mm2以上である。本発明の樹脂発泡体は、気泡構造(セル構造)を有する。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。好ましくは、樹脂発泡体の気泡構造は、半連続半独立気泡構造である。代表的には、本発明の樹脂発泡体は、樹脂組成物を発泡させることにより得られる。上記樹脂組成物は、樹脂発泡体を構成する樹脂を少なくとも含有する組成物である。
・衝撃力センサー上に、樹脂発泡体、両面テープ(品番:No.5603W、日東電工製)、PETフィルム(品番:ダイヤホイルMRF75、三菱樹脂製)をこの順に配置して試験体を形成した。PETフィルム上方50cmの高さから、66gの鉄球を試験体に落下させて、衝撃力F1を測定する。
・また、衝撃力センサーに直接、上記のように鉄球を落下させて、ブランクの衝撃力F0を測定する。
・F1、F0から、(F0-F1)/F0×100の式により、衝撃吸収性(%)を算出する。
本発明の樹脂発泡体は、代表的には、樹脂組成物を発泡させて得られ得る。樹脂組成物は、任意の適切な樹脂材料(ポリマー)を含む。
本発明の樹脂発泡体は、代表的には、樹脂組成物を発泡させて得られる。発泡の方法(気泡の形成方法)としては、物理的方法や化学的方法など、発泡成形に通常用いられる方法が採用できる。すなわち、樹脂発泡体は、代表的には、物理的方法により発泡して形成された発泡体(物理発泡体)であってもよいし、化学的方法により発泡して形成された発泡体(化学発泡体)であってもよい。物理的方法は、一般的に、空気や窒素等のガス成分をポリマー溶液に分散させて、機械的混合により気泡を形成させるもの(機械発泡体)である。化学的方法は、一般的に、ポリマーベースに添加された発泡剤の熱分解により生じたガスによりセルを形成し、発泡体を得る方法である。
樹脂発泡体を形成させる一つの実施形態1としては、例えば、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)を経て樹脂発泡体を形成する形態が挙げられる。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。樹脂発泡体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。
樹脂発泡体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発泡体を形成する形態が挙げられる。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。
図1は、1つの実施形態による発泡部材の概略断面図である。発泡部材100は、樹脂発泡層10と、樹脂発泡層10の少なくとも一方の側に配置された粘着剤層20とを有する。樹脂発泡層10は、上記樹脂発泡体により構成される。
(1)見かけ密度
樹脂発泡体の密度(見かけ密度)は、以下のように算出した。実施例・比較例で得られた樹脂発泡体を20mm×20mmサイズに打ち抜いて試験片とし、試験片の寸法をノギスで測定した。次に、試験片の重量を電子天秤にて測定した。そして、次式により算出した。
見かけ密度(g/cm3)=試験片の重量/試験片の体積
JIS K 6767に記載されている樹脂発泡体の圧縮硬さ測定方法に準じて測定した。具体的には、実施例・比較例で得られた樹脂発泡体を30mm×30mmサイズに切り出して試験片とし、圧縮速度10mm/minで圧縮率が50%となるまで圧縮したときの応力(N)を単位面積(1cm2)当たりに換算して、50%圧縮荷重(N/cm2)とした。
樹脂発泡体を、カミソリ刃を用いて、TD(流れ方向に直交する方向)、かつ、樹脂発泡体の主面に対して垂直方向(厚み方向)に切断し、計測器としてデジタルマイクロスコープ(商品名「VHX-500」、キーエンス株式会社製)を用い、樹脂発泡体の切断面画像を取り込み、同計測器の解析ソフトを用いて、画像解析することにより、数平均気泡径(平均セル径)(μm)を求めた。なお、取り込んだ拡大画像の気泡数は400個程度であった。また、セル径の全データから標準偏差を計算し、以下の式を用いて変動係数を算出した。
変動係数=標準偏差/平均気泡径(平均セル径)
温度23℃、湿度50%の環境下で測定を行った。100mm×100mmの打ち抜き刃型(加工刃(商品名「NCA07」、厚さ0.7mm、刃先角度43°、ナカヤマ社製))にて実施例・比較例で得られた樹脂発泡体を打ち抜き、打ち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。これらの値から実施例・比較例で得られた樹脂発泡体の体積を算出した。次に、実施例・比較例で得られた樹脂発泡体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、実施例・比較例で得られた樹脂発泡体の気泡率(セル率)を算出した。
樹脂発泡体を、カミソリ刃を用いて、TD(流れ方向に直交する方向)、かつ、樹脂発泡体の主面に対して垂直方向(厚み方向)に切断した。
計測器としてデジタルマイクロスコープ(商品名「VHX-500」、キーエンス株式会社製)を用い、樹脂発泡体の切断面画像を取り込み、同計測器の解析ソフトを用いて、画像解析することにより、単位面積[mm2]当たりの気泡数を測定した。
計測器として伸長粘度計(商品名「RH-7」、マルバーン社)を用いて、樹脂発泡体を構成する樹脂の融点よりも20℃高い温度にて、シリンダーにサンプル(樹脂発泡体を構成する樹脂(サイズ:5mm角))を投入し、7minかけて溶融状態にする。その後、せん断速度20mm/sの速度で溶融物を長さ10mm、口径1mmφのダイに押出し、得られた紐状の成型物の直径をデジタルノギス(商品名「CD67-s PM」、株式会社ミツトヨ社)を用いて測定し、下記の式からダイスウェル比を算出した。なお、発泡の前後それぞれについて、樹脂のダイスウェル比を測定した。
ダイスウェル比=成型物の直径(mm)/ダイ口径(mm)
計測器として伸長粘度計(商品名「RH-7」、マルバーン社)を用いて、樹脂発泡体を構成する樹脂の融点よりも20℃高い温度にて、シリンダーにサンプル(樹脂発泡体を構成する樹脂(サイズ:5mm角))を投入し、7minかけて溶融状態にする。その後、せん断速度20mm/sの速度で溶融物を長さ10mm、口径1mmφのダイに押出し、せん断粘度を測定した。なお、発泡の前後それぞれについて、樹脂のせん断粘度を測定した。
樹脂発泡体を金型(2枚の加工刃(商品名「NCA07」、厚さ0.7mm、刃先角度43°、2枚の加工刃の間隔10mm、(株)ナカヤマ製))を用いて、10mm×10mmサイズになるようにMD方向(流れ方向)、TD方向(流れ方向に直交する方向)にそれぞれ打ち抜き加工を行い、MD方向とTD方向の断面において厚み変化が大きい方の断面をマイクロスコープ(商品名「VHX-2000」キーエンス株式会社製)で観察し、端部と中央部の厚みを画像から測定した。測定した厚みを用いて、下記式で加工後の厚み回復率を測定した。当該厚み回復率が大きいほど、打ち抜きにより形状変化が小さく、打ち抜き加工性に優れるということになる。
加工後の厚み回復率(%)=100×(1-(中央の厚み-端部の厚み)/中央の厚み)
樹脂発泡体に、樹脂発泡体に1000g/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秒後の樹脂発泡体の厚み(圧縮状態を解除してから0.5秒後の厚み)を測定した。「圧縮状態を解除してから0.5秒後の厚み」と、荷重を加える前の樹脂発泡体の厚み(初期厚み)とから、下記の式により、厚み回復率(瞬間回復率)を求めた。
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
ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、MFR:0.4g/10分(230℃、荷重21.2N)、密度:0.90g/cm3、エチレン含量:0重量%、プロピレン含量:100重量%、重量平均分子量:64500、分子量分布:8.43)30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):15g/10min、JIS A硬度:79°)46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):2.2g/10min、JIS A硬度:69°)19重量部、水酸化マグネシウム(商品名「KISUMA 5P」協和化学工業製)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、およびステアリン酸モノグリセリド1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、13MPa(注入後12MPa)の圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して4.8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、シート状の樹脂発泡体aを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Aを得た。
得られた樹脂発泡体Aを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、MFR:0.4g/10分(230℃、荷重21.2N)、密度:0.90g/cm3、エチレン含量:0重量%、プロピレン含量:100重量%)35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):15g/10min、JIS A硬度:79°)42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):2.2g/10min、JIS A硬度:69°)18重量部、水酸化マグネシウム(商品名「KISUMA 5P」協和化学工業製)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、およびステアリン酸モノグリセリド1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、13MPa(注入後12MPa)の圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して4.8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、シート状の樹脂発泡体bを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Bを得た。
得られた樹脂発泡体Bを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
二酸化炭素ガスの注入量を、樹脂100重量部に対して4.5重量部の割合としたこと以外は、実施例2と同様にして、樹脂発泡体cを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Cを得た。
得られた樹脂発泡体Cを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
二酸化炭素ガスの注入量を、樹脂100重量部に対して4.2重量部の割合としたこと以外は、実施例2と同様にして、樹脂発泡体dを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Dを得た。
得られた樹脂発泡体Dを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、MFR:0.4g/10分(230℃、荷重21.2N)、密度:0.90g/cm3、エチレン含量:0重量%、プロピレン含量:100重量%)40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):15g/10min、JIS A硬度:79°)39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):2.2g/10min、JIS A硬度:69°)16重量部、水酸化マグネシウム(商品名「KISUMA 5P」協和化学工業製)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、およびステアリン酸モノグリセリド1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、13MPa(注入後12MPa)の圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して4.5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、シート状の樹脂発泡体eを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Eを得た。
得られた樹脂発泡体Eを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、MFR:0.5g/10分(230℃、荷重21.2N)、密度:0.90g/cm3、エチレン含量:0重量%、プロピレン含量:100重量%、重量平均分子量:54500、分子量分布:9.83)40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):15g/10min、JIS A硬度:79°)39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):2.2g/10min、JIS A硬度:69°)16重量部、水酸化マグネシウム(商品名「KISUMA 5P」協和化学工業製)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、およびステアリン酸モノグリセリド1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、13MPa(注入後12MPa)の圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して4.5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、シート状の樹脂発泡体fを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Fを得た。
得られた樹脂発泡体Fを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、MFR:0.4g/10分(230℃、荷重21.2N)、密度:0.90g/cm3、エチレン含量:0重量%、プロピレン含量:100重量%、重量平均分子量:108000、分子量分布:4.93)35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):15g/10min、JIS A硬度:79°)60重量部、水酸化マグネシウム(商品名「KISUMA 5P」協和化学工業製)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、およびステアリン酸モノグリセリド1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、13MPa(注入後12MPa)の圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して4.5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、シート状の樹脂発泡体gを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Gを得た。
得られた樹脂発泡体Gを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
二酸化炭素ガスの注入量を、樹脂100重量部に対して4.5重量部の割合としたこと以外は、比較例1と同様にして、樹脂発泡体hを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Hを得た。
得られた樹脂発泡体Hを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、MFR:0.5g/10分(230℃、荷重21.2N)、密度:0.90g/cm3、エチレン含量:0重量%、プロピレン含量:100重量%、重量平均分子量:104000、分子量分布:5.03)35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):15g/10min、JIS A硬度:79°)60重量部、水酸化マグネシウム(商品名「KISUMA 5P」協和化学工業製)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、およびステアリン酸モノグリセリド1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、13MPa(注入後12MPa)の圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して4.5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、シート状の樹脂発泡体iを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Iを得た。
得られた樹脂発泡体Iを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、MFR:0.5g/10分(230℃、荷重21.2N)、密度:0.90g/cm3、エチレン含量:0重量%、プロピレン含量:100重量%、重量平均分子量:130000、分子量分布:7.56)35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):15g/10min、JIS A硬度:79°)60重量部、水酸化マグネシウム(商品名「KISUMA 5P」協和化学工業製)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、およびステアリン酸モノグリセリド1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、13MPa(注入後12MPa)の圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスは、樹脂100重量部に対して4.5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、シート状の樹脂発泡体jを得た。
さらに、スライサーを用いて薄膜化し、厚みが1.0mmの樹脂発泡体Jを得た。
得られた樹脂発泡体Jを、上記評価に供した。結果を表1に示す。
10 樹脂発泡層(樹脂発泡体)
20 粘着剤層
Claims (11)
- 気泡構造を有する樹脂発泡体であって、
50%圧縮荷重が10N/cm2以下であり、
気泡数密度が65個/mm2以上であり、
該樹脂発泡体が、ポリオレフィン系樹脂を含み、
該ポリオレフィン系樹脂が、ポリオレフィン系エラストマー以外のポリオレフィンとポリオレフィン系エラストマーの混合物である、
樹脂発泡体。 - 気泡径の変動係数が、0.5以下である、請求項1に記載の樹脂発泡体。
- 平均気泡径が、10μm~200μmである、請求項1または2に記載の樹脂発泡体。
- 気泡率が、30%以上である、請求項1から3のいずれかに記載の樹脂発泡体。
- 前記樹脂発泡体を形成する樹脂の発泡前の融点+20℃におけるダイスウェル比が、1.4以下である、請求項1から4のいずれかに記載の樹脂発泡体。
- 前記樹脂発泡体を構成する樹脂の融点+20℃におけるダイスウェル比が、1.4以下である、請求項1から5のいずれかに記載の樹脂発泡体。
- 前記樹脂発泡体を形成する樹脂の発泡前の融点+20℃におけるせん断粘度が、3000Pa・s以下である、請求項1から6のいずれかに記載の樹脂発泡体。
- 前記樹脂発泡体を構成する樹脂の融点+20℃におけるせん断粘度が、3000Pa・s以下である、請求項1から7のいずれかに記載の樹脂発泡体。
- 前記樹脂発泡体に1000g/cm2の荷重を加えた状態で120秒間維持した後の厚み回復率が、85%以上である、請求項1から8のいずれかに記載の樹脂発泡体。
- 片面または両面に、熱溶融層を有する、請求項1から9のいずれかに記載の樹脂発泡体。
- 樹脂発泡層と、該樹脂発泡層の少なくとも一方の側に配置された粘着剤層を有し、
該樹脂発泡層が、請求項1から10のいずれかに記載の樹脂発泡体である、
発泡部材。
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