JPH0939139A - 積層構造物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着剤を介在させることなく結晶性ポリエス
テル系樹脂発泡体と金属薄層とが強固に接着された積層
構造物及びこの積層構造物を効率よく製造することがで
きる積層構造物の製造方法を得る。 【解決手段】 その温度が低結晶化度の結晶化ポリエス
テル系樹脂発泡体５の結晶化が進行する温度以上となる
よう加熱した上熱板１，下熱板２の下熱板２上に金属薄
層４，低結晶化度の結晶化ポリエステル系樹脂発泡体
５，及び金属薄層６をこの順に積み重ねて積層物３０を
得た後、該積層物３０を上熱板１，下熱板２を所定の加
圧力で所定時間挟持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は板状の結晶性ポリ
エステル系樹脂発泡体を金属薄層に接着してなる積層構
造物及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、家屋及び各種の実験や植物栽
培用の恒温施設における床材，壁材，ドア材等に金属
板, 金属薄層に断熱等の目的で板状の樹脂発泡体を接着
した積層構造物が用いられている。この種の従来の積層
構造物を構成している板状の樹脂発泡体としては、従
来、ポリスチレン等のスチレン系樹脂の溶融物に発泡剤
を溶融混合した樹脂溶融物をその先端部にスリット状の
押し出し孔を有する口金（ダイ）が付設された押出機に
より押し出し発泡して得られたものを使用していた。こ
れは、ポリスチレン等のスチレン系樹脂は非晶性高分子
であり、それゆえ、溶融物の温度をコントロールするこ
とにより、容易にその粘弾性を発泡に適したものとする
ことができるためである。

【０００３】近年、かかる積層構造物が軽量で取扱いや
すく、優れた断熱性を有することから、その使用用途は
更に拡大されており、より高温度の耐熱性を有するもの
が要求されるようになってきた。しかるに、従来より一
般的に使用されているスチレン系樹脂の耐熱温度は高い
ものでもせいぜい１００℃程度であり、１００℃より高
い耐熱温度を有する積層構造物を得ることができない。
このため、本出願人は、その結晶化度を高めることによ
りその耐熱温度を１００℃より高い温度にまで高めるこ
とができる結晶性ポリエステル系樹脂を用いて発泡体を
得ることを試みた。当初、結晶性高分子は溶融物の粘弾
性が低く、該溶融物中で発泡した気泡を維持することが
困難なため、結晶性高分子からなる樹脂発泡体を得るこ
とは容易ではなかったが、樹脂溶融物中に酸無水物や金
属化合物等の粘度調整剤を混入することにより、結晶性
高分子からなる樹脂発泡体を得ることに成功した。そこ
で、本出願人は、加熱によりその結晶化度を高めた板状
の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体（以下、単に結晶性
ポリエステル系樹脂発泡体とも呼ぶ。）と金属薄層と接
着すれば、耐熱温度の高い積層構造物を得ることができ
るものと考え、これを検討した。近年、接着剤は優れた
性能を有するものが多く開発されており、樹脂発泡体と
金属薄層のようなその表面性状が大きく異なるもので
も、高い接着強度でもって接着することができる。かか
る結晶性ポリエステル系樹脂発泡体と金属薄層との接着
には、ウレタン系接着剤やポリエステル系または変性オ
レフィン系のホットメルト接着剤が好ましいものであっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、加熱に
よりその結晶化度が高められた結晶性ポリエステル系樹
脂発泡体と金属薄層とを接着剤で接着することにより、
スチレン系樹脂発泡体を用いた積層構造物よりもその耐
熱温度を高くできる積層構造物が得られるようになっ
た。しかしながら、かかる結晶性ポリエステル系樹脂発
泡体と金属薄層との接着に使用される上述の接着剤は高
価であり、それゆえ、得られる積層構造物の製品コスト
が高くなってしまうという問題点がある。また、接着剤
の塗布作業が面倒であり、特に、大面積の積層構造物を
得る場合には塗布作業に多くの時間を要することとな
り、高い製造効率でもって積層構造物を得ることができ
ないという問題点がある。

【０００５】この発明は上記ような問題点を解消するた
めになされたものであり、接着剤を介在させることなく
結晶性ポリエステル系樹脂発泡体と金属薄層とが強固に
接着された積層構造物及びこの積層構造物を効率良く製
造することができる積層構造物の製造方法を得るこをと
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる積層構
造物及びその製造方法は、低結晶化度の板状の結晶性ポ
リエステル系樹脂発泡体に、その温度が該結晶性ポリエ
ステル系樹脂の結晶化が進行する温度に維持された金属
薄層を所定時間圧接するようにしたものである。

【０００７】

【作用】この発明においては、上記構成としたことによ
り、上記低結晶化度の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体
が上記金属薄層により加熱されてその結晶化が進行して
いく過程で、上記結晶性ポリエステル系樹脂発泡体の金
属薄層表面に接触する部分の軟化状態にある鎖状高分子
が、上記金属薄層表面の分子レベルの微小な凹凸に侵入
することとなり、その結果、該結晶性ポリエステル系樹
脂発泡体の表面部が金属薄層表面に接着することとな
る。また、上記結晶性ポリエステル系樹脂発泡体は、上
記結晶化の進行によってその結晶化度が高められるの
で、高い耐熱温度を示すものとなり、得られる積層構造
物の耐熱温度が、従来のスチレン系樹脂発泡体を用いた
積層構造物のそれに比べてに高いものとなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により本発明の
各構成要件を詳しく説明する。図１は、この発明の実施
に適用される一具体例装置の構成を示す概略断面図であ
り、図において、１０は熱板プレス機で、これは、上熱
板１及び下熱板２と、これら上熱板１及び下熱板２をそ
れぞれ上下動させる油圧シリンダ３ａ，３ｂと、上熱板
１及び下熱板２の温度及びこれらの移動位置を制御する
図示しない制御装置とから構成されている。また、２０
は冷却板プレス機で、これは、上冷却板７及び下冷却板
８と、これら上冷却板７及び下冷却板８をそれぞれ上下
動させる油圧シリンダ９ａ，９ｂと、上冷却板７及び下
冷却板８の温度及びこれらの移動位置を制御する図示し
ない制御装置とから構成されている。また、４，６は金
属箔、５は板状の低結晶化度の結晶性ポリエステル系樹
脂発泡体、３０はこれら金属箔４，６及び低結晶化度の
結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５を積み重ねた積層
物、３０ａは厚み０．０５ｍｍの金属箔４，６及び低結
晶化度の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５が接着して
得られた積層構造物（製品）である。

【０００９】以下、この熱板プレス機１０を用いた積層
構造物の製造工程を簡単に説明する。図１に示すよう
に、その温度が低結晶化度の結晶性ポリエステル系樹脂
発泡体５の結晶化が進行する温度以上になるように加熱
した上熱板１，下熱板２の下熱板２上に金属箔６，低結
晶化度の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５，金属箔４
をこの順に積み重ねて積層物３０を得た後、上熱板１及
び下熱板２をその温度が結晶性ポリエステル系樹脂発泡
体５の結晶化が進行する温度以上になるよう加熱し、こ
の加熱された上熱板１及び下熱板２を油圧シリンダ３
ａ，３ｂにより、それぞれ下降，上昇させることによ
り、積層物３０を、所定の加圧力で所定時間挟持して、
金属箔４，６に挟まれた低結晶化度の結晶性ポリエステ
ル系樹脂発泡体５の結晶化を進行させ、その結晶化度を
所望の結晶化度まで高める。ここで、結晶性ポリエステ
ル系樹脂発泡体５の金属箔４，６の表面に接触する部分
では、軟化状態にある鎖状高分子が金属箔４，６の表面
の分子レベルの凹凸に侵入するよう配列して、結晶性ポ
リエステル系樹脂発泡体５の表面部が金属箔４，６の表
面に接着することとなる。

【００１０】この後、上熱板１と下熱板２による挟持を
解除すると、上記その結晶化度が高められた結晶性ポリ
エステル系樹脂発泡体５は２次発泡し、その厚みが挟持
前の１．５〜３倍程度になる。

【００１１】次に、この加熱プレスにより得られた金属
箔４，６と結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５とが接着
して一体物となった積層構造物３０ａを、冷却プレス機
２０の下冷却板８上に移し、結晶性ポリエステル系樹脂
発泡体５の結晶化の進行を停止させる温度に維持され
た、上冷却板７及び下冷却板８により所定の加圧力で所
定時間挟持した後、この挟持を解除して、最終製品（積
層構造物３０ａ）を得る。

【００１２】上記実施の形態に適用される低結晶化度の
結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５としては、前記説明
した押し出し発泡法により得られたポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート，ポリシクロヘ
キサンテレフタレート，ポリナフタレンテレフタレート
等のその厚みが１〜３mm程度の低結晶化度の発泡体が使
用され、特に、その結晶化度が１５％以下のものが好適
に使用される。

【００１３】ここで、この結晶化度の値は、ＪＩＳ Ｋ
−７１２２「プラスチックの転移熱測定方法」所蔵の，
熱流速示差走査熱量測定（熱流速ＤＳＣ）法により測定
した，低結晶化度の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５
の冷却結晶化熱量と融解熱量とから、下記式(1) によっ
て算出したものである。

【００１４】 結晶化度（％）＝〔（モル当たりの融解熱量の絶対値−モル当たりの冷却結晶 化熱量の絶対値）÷完全結晶化ＰＥＴ樹脂のモル当たりの融解熱量〕×１００ ……(1) また、本実施の形態に適用される金属箔４，６として
は、アルミニウム，ステンレス，銅，ニッケル，鉄，亜
鉛引き鉄等の各種金属からなる金属薄層を用いることが
でき、その厚みは積層構造物の使用用途によっても左右
されるが、金属箔の場合は、４ミクロン〜３ｍｍ未満の
厚みのものが用いられる。また、金属蒸着フィルムの金
属薄層とも積層することができる。金属蒸着フィルムの
場合は、金属の蒸着層としては、０．０５ミクロン以上
のものを使用できる。

【００１５】上記熱プレス機１０の上熱板１及び下熱板
２の温度は、結晶性ポリエステル系樹脂がそのガラス転
移温度以上となると結晶化が進行することから、結晶性
ポリエステル系樹脂５のガラス転移温度以上の温度で融
点以下の温度とされる。なお、結晶性ポリエステル系樹
脂はそのガラス転移温度と融点との間（ガラス転移温度
より８０〜１３０℃高い温度の範囲に）にその結晶化が
最も促進する温度が存在する。従って、上熱板１，下熱
板２の温度はこの温度付近に設定するのがよい。

【００１６】また、上熱板１及び下熱板２による積層物
３０への加圧力は、結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５
の表面に対して２．２kg/cm²以上の加重がかかる程度と
する。これは、この値より小さくなると、軟化状態にあ
る結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５の鎖状高分子が、
金属箔４，６表面の分子レベルの微小な凹凸へ侵入しに
くくなり、十分な接着力が得られにくくなるためであ
る。

【００１７】また、上熱板１及び下熱板２により積層物
３０を挟持する時間は、これら上熱板１及び下熱板２の
温度及び結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５の厚みによ
っても左右されるが、１０秒以上となるのがよい。これ
は、この値より小さくなると、結晶性ポリエステル系樹
脂発泡体５の内部まで均一に結晶化が進行せず、結晶性
ポリエステル系樹脂発泡体５の耐熱性を均一なものにす
ることができなくなるためである。

【００１８】上記冷却プレス機２０による冷却工程にお
いて、上冷却板７及び下冷却板８の温度は、結晶性ポリ
エステル系樹脂発泡体５のガラス転移温度より低温度で
あればよいが、結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５の結
晶化を確実に停止させるためには、結晶性ポリエステル
系樹脂発泡体５のガラス転移温度よりも３０℃以上低い
温度にするのが好ましい。尚、この冷却プレス機２０に
よる冷却工程は、上記のように、結晶性ポリエステル系
樹脂発泡体５の結晶化の進行を確実に停止させるための
工程であり、熱板プレス機１０による加熱圧工程のみ
で、結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５の結晶化度を所
望とする結晶化度に制御できるのであれば、この冷却プ
レス機４０による冷却工程は必ずしも必要ではない。

【００１９】なお、以上の説明では、２枚の金属箔４，
６の間に結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５を介在させ
て積層構造物３０ａを得る場合を説明したが、本発明の
実施形態では、結晶性ポリエステル系樹脂発泡体の一方
の面にのみ金属箔を積層して積層構造物を得るようにし
てもよく、この場合は、熱板プレス機の結晶性ポリエス
テル系樹脂発泡体に接触する側の熱板は、その表面が結
晶性ポリエステル系樹脂発泡体に粘着しないように、フ
ッ素樹脂等の熱安定性に優れ、耐薬品性に優れた物質で
被覆するのがよい。

【００２０】また、熱板プレス機による加熱圧工程後、
得られた積層構造物３０ａを冷却する場合、上記冷却プ
レス機４０の代わりに積層構造物３０ａに冷風を供給す
る冷却手段を用いてもよい。この場合も、冷風の温度は
結晶性ポリエステル系樹脂発泡体５のガラス転移温度よ
りも３０℃以上低い温度にするのがよい。

【００２１】

【試験例】尚、本発明の試験例を得るための試験では、
ポリエチレンテレフタレート発泡体の結晶化度を、ＳＥ
ＩＫＯ社製示差走査熱量計ＤＳ２００を使用して測定し
たポリエチレンテレフタレートの冷却結晶化熱量と融解
熱量，及び高分子データハンドブック（発行所：培風館
株式会社）所蔵の完全結晶化ＰＥＴ樹脂のモル当たりの
融解熱量：２６．９ｋＪ／mol を用いて前記式(1) によ
り算出したもの，として試験を行う。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる積層構造
物及びその製造方法によれば、板状の結晶性ポリエステ
ル系樹脂発泡体に、その温度が該結晶性ポリエステル系
樹脂の結晶化が進行する温度に維持された金属薄層を所
定時間圧接するようにしたので、上記結晶性ポリエステ
ル系樹脂発泡体の結晶化が進行していく過程で、上記結
晶性ポリエステル系樹脂発泡体の上記金属薄層表面に接
触する部分の鎖状高分子が上記金属薄層表面の分子レベ
ルの微小な凹凸に侵入することとなり、その結果、結晶
性ポリエステル系樹脂発泡体表面が金属薄層表面に接着
した積層構造物を得ることができる。従って、接着剤を
用いることなく、結晶性ポリエステル系樹脂発泡体と金
属薄層とが接着した積層構造物を得ることができるの
で、従来に比して積層構造物の製品コストを低減でき、
しかも、接着剤の塗布作業が必要でなくなるので、製造
効率も大幅に向上できる効果がある。

【００２３】また、上記結晶性ポリエステル系樹脂発泡
体は、その結晶化度が高められていることからスチレン
系樹脂発泡体に比べて高い耐熱温度を有するものとなる
ので、従来のスチレン系樹脂発泡体を用いた積層構造物
のそれに比べて高い耐熱温度を有する積層構造物を得る
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の積層構造物の製造に使用される一具
体例装置の構成を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 上熱板 ２ 下熱板 ３ａ，３ｂ 油圧シリンダ ４，６ 金属箔 ５ 結晶性ポリエステル系樹脂発泡体 １０ 熱板プレス機 ２０ 冷却板プレス機 ３０ 積層物 ３０ａ 積層構造物（製品）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体
   を金属薄層に熱融着してなることを特徴とする積層構造
   物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の積層構造物において、 上記板状の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体は、その表
   面が上記金属薄層の表面に接触した状態でその結晶化度
   が高められたものであることを特徴とする積層構造物。
3. 【請求項３】 板状の結晶性ポリエステル系樹脂発泡体
   に、その温度が該板状の結晶性ポリエステル系樹脂発泡
   体の結晶化が進行する温度以上に維持された金属薄層を
   所定時間圧接して、これら板状の結晶性ポリエステル系
   樹脂発泡体と金属薄層とを接着することを特徴とする積
   層構造物の製造方法。