JPWO2012046743A1 - 熱可塑性樹脂発泡体シート、熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法および光反射板 - Google Patents
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Abstract
第1の気泡と第2の気泡とを熱可塑性樹脂シートの中に含んでなり、前記第2の気泡は、前記第1の気泡より平均径が大きく、かつ、前記熱可塑性樹脂シートの厚み方向中央部に分布している熱可塑性樹脂発泡体シート;及び、可塑剤を分散させた熱可塑性樹脂を押し出し成形して樹脂シート13を形成する際に、押し出される樹脂シート13にせん断応力が生じるようにして押し出し、樹脂シート13に不活性ガスを含浸させた後に樹脂シート13を加熱して発泡させて、厚み方向両表面側に第1の気泡11を発生させ、かつ厚み方向中央部に第1の気泡11よりも平均径が大きい第2の気泡12を発生させて熱可塑性樹脂発泡体シート10を形成し、その第2の気泡12が生成されている領域をスライス刃20でスライスして、熱可塑性樹脂発泡体シート10を厚み方向に交差する面で分割して熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シート14,15を形成する製造方法。【選択図】図2
Description
本発明は、熱可塑性樹脂発泡体シート、熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法および光反射板に関する。
従来、電飾看板や照明器具、ディスプレイなどのバックライトに使用される光反射板として、光を反射する合成樹脂製のシートを立体的な形状に加工したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。光を反射する合成樹脂製のシートとしては、内部に微細な気泡を多数有する熱可塑性樹脂発泡体のシートが知られている(例えば、特許文献2参照)。このシートに含まれる気泡の平均径は10μm程度と微細であるため、シートの厚み方向に多数の気泡壁が存在し、結果として高い反射率を実現している。
近年、これら光反射板に用いられる熱可塑性樹脂発泡体のシートに含まれる気泡の平均径は2μm〜3μm程度まで微細化されており、このシートを0.5mm程度まで薄膜化しても反射率を維持しうる構成のものが現れている(例えば、特許文献3参照)。この光反射板はバックライトや看板の構成部材として用いられる時、その構成をさらに薄くするために、より厚みの薄いものが求められる。しかし、光反射板に用いる熱可塑性樹脂発泡体のシートは、製造工程上の制限があり1.0mm程度の厚みのものが工業的に生産し得る最も薄いものであった。
熱可塑性樹脂発泡体のシートの厚みをさらに薄肉化するために、近年、熱可塑性樹脂発泡体のシートをスライスする技術が開示されている(例えば、特許文献4参照)。
しかし、図3に示すように、スライス技術で用いられる熱可塑性樹脂発泡体シート110が均一な微細な気泡111(例えば平均径が1.0μm〜1.6μm程度の気泡)を有する構造であるため、スライス加工時のスライス刃120にびびり振動が発生したり、熱可塑性樹脂発泡体シート110の切断面に「てかり」が発生する等の問題があった。例えば、スライス刃120にびびり振動が発生すると、熱可塑性樹脂発泡体シート110を厚み方向に対してスライス刃の切込みができなくなる。最悪の場合、熱可塑性樹脂発泡体シート110がスライス途中で切れてしまう。また、スライス面110Sに「てかり」を発生すると、スライス面110Sを裏面にして光反射板を形成した場合、表面側から入射した光がスライス面110Sで乱反射せず、透過してしまうため、反射率の低下を招くことになる。したがって、スライス面110Sがマットな表面になるように、スライス刃120によってシートが切断されることが好ましい。ここでいうマットな表面とは、例えば、曇りガラス表面のような光沢のない表面状態をいう。
また、発泡体シートの生産工程では、ガス含浸工程と発泡工程の2工程を必要とし、例えば、従来の方法で2枚のシートを得るにはそれらの工程をシートごとに行う必要があった。そのため、所定の面積の発泡体シートを得るには、ガス含浸設備等を多数必要とするという問題があった。
また、発泡体シートの生産工程では、ガス含浸工程と発泡工程の2工程を必要とし、例えば、従来の方法で2枚のシートを得るにはそれらの工程をシートごとに行う必要があった。そのため、所定の面積の発泡体シートを得るには、ガス含浸設備等を多数必要とするという問題があった。
本発明は、熱可塑性樹脂発泡体シートを厚み方向に対して切断して薄くするスライス加工する際に、スライス刃にびびり振動が発生する問題や、熱可塑性樹脂発泡体シートの切断面に「てかり」が発生する問題の解決を図ることを課題とする。
本発明は、熱可塑性樹脂シート中に第1の気泡と第2の気泡とを含む熱可塑性樹脂発泡体シートであって、前記第2の気泡は、前記第1の気泡より平均径が大きく、前記熱可塑性樹脂シートの厚み方向中央部に分布している熱可塑性樹脂発泡体シートである。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シートは、厚み方向中央部に第1の気泡より平均径が大きい第2の気泡が分散しているので、第2の気泡が分散している部分はその他の部分より機械的強度が弱くなっている。このため、熱可塑性樹脂発泡体シートの厚み方向に交差する面でスライスした場合、第2の気泡が分布している厚み方向中央部を通る面がスライス刃によりスライスしやすくなる。よって、この面でスライスすることにより、スライス時にびびり振動を発生することがなくなり、またスライス面に「てかり」を発生することがなくなる。さらに、スライス面は第2の気泡が存在していることにより、マットな表面を形成している。
本発明は、可塑剤を分散させた熱可塑性樹脂を押し出し成形して樹脂シートを形成する際に、押し出される該樹脂シートにせん断応力が生じるようにして押し出し、該樹脂シートの両面側シート内に分散する該可塑剤を微細化する工程と、前記樹脂シートに不活性ガスを含浸させる工程と、不活性ガスを含浸させた前記樹脂シートを加熱して発泡させて、厚み方向両表面側に第1の気泡を発生させ、かつ厚み方向中央部に該第1の気泡よりも平均径が大きい第2の気泡を発生させて熱可塑性樹脂発泡体シートを形成する工程と、前記熱可塑性樹脂発泡体シートの前記第2の気泡が生成されている領域をスライス刃でスライスして、前記熱可塑性樹脂発泡体シートを厚み方向に交差する面で分割して熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートを形成する工程とを有する熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法である。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法では、第1の気泡よりも平均径が大きくて厚み方向中央部に偏在する第2の気泡が生成されている領域は、この領域の周辺部より機械的強度が弱くなっている。この機械的強度が弱い領域をスライス刃によってスライスすることから、スライス刃にびびり振動を発生することなく、またスライス面に「てかり」を発生することなく、熱可塑性樹脂発泡体シートは厚み方向に交差する面で分割されて、例えば2枚の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートに形成できる。
ここで、スライス刃にびびり振動が発生しない理由は次のように考えられる。びびり振動の発生要因の一つには、被加工物と刃との摩擦が大きくなり過ぎることがある。第1の気泡より第2の気泡が大きく形成されていることによって、熱可塑性樹脂の第2の気泡が分散された領域とスライス刃との間に働く摩擦が軽減される。このため、びびり振動を発生することなくスライス刃による熱可塑性樹脂発泡体シートの円滑なスライスが可能になる。
次に、スライス面に「てかり」を発生しない理由は次のようであると推定される。本発明の製造方法では、機械的強度が弱くなっている第2の気泡がある領域をスライスすることから、スライスが円滑に行われ、気泡による凹凸面がスライス面に現れた状態でスライス面が形成される。すなわち、スライス刃による擦れによって気泡による凹凸がならされることがないため、スライス面に「てかり」を発生することがない。よって、第2の気泡による凹凸がスライス面に現れた状態でスライス面が形成されるため、スライス面は光反射に有利なマットな面を形成している。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シートは、スライスして厚みを分割した場合、スライス刃によるスライス時にびびり振動を発生することがなく、またスライス面に「てかり」を発生しないという優れた効果を奏する。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法は、熱可塑性樹脂発泡体シートの厚みを分割するようにスライスした場合、スライス時にびびり振動の発生がなく、またスライス面に「てかり」を発生しないという優れた効果を奏する。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
〔熱可塑性樹脂発泡体シート〕
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シートに係る好ましい一実施形態について、図1の部分模式断面図によって説明する。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シートに係る好ましい一実施形態について、図1の部分模式断面図によって説明する。
図1に示すように、熱可塑性樹脂発泡体シート10は、その内部に第1の気泡11と該第1の気泡11より平均径が大きい第2の気泡12とが分散されている。第2の気泡12は、熱可塑性樹脂発泡体シート10の厚み方向中央部に分布している。なお、第1の気泡11は、後述するスライス性に影響を与えない範囲内で、第2の気泡12の分布領域である厚み方向中央部にも分散されていてもよい。
以下、本発明の熱可塑性樹脂発泡体シートについて、さらに詳しく説明する。
本発明において、熱可塑性樹脂を用いるが、その種類は特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリアミド、白発色のリニア型ポリフェニレンサルファイド、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトン等適宜選択できる。これらの中でも、ポリエステルが好ましい。なお、本発明においては、結晶性の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。さらに、本発明においては、熱可塑性樹脂として、一種類を単独で用いても、二種以上を混合して用いても良い。ここで、熱可塑性樹脂の「結晶性」とは、DSC等の熱分析測定において結晶化ピークの観測が可能であることをいう。
本発明において、熱可塑性樹脂を用いるが、その種類は特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリアミド、白発色のリニア型ポリフェニレンサルファイド、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトン等適宜選択できる。これらの中でも、ポリエステルが好ましい。なお、本発明においては、結晶性の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。さらに、本発明においては、熱可塑性樹脂として、一種類を単独で用いても、二種以上を混合して用いても良い。ここで、熱可塑性樹脂の「結晶性」とは、DSC等の熱分析測定において結晶化ピークの観測が可能であることをいう。
上記のポリエステルの代表的な例としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレ ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等の他、ポリエチレンイソフタレート・テレフタレート、ポリブチレンイソフタレート・テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・ナフタレート、ポリブチレンイテレフタレート・ナフタレート等のような共重合ポリエステルなどが挙げられる。その中でも、耐熱性、耐衝撃性等の点で、特にポリエチレンテレフタレート樹脂が好ましい。
〔気泡の平均径〕
上記第1の気泡11は、その平均径が好ましくは0.5μm以上3μm以下に形成されている。また、上記第2の気泡12は、その平均径が好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下でかつ上記第1の気泡の平均径よりも2倍以上に形成されている。
上記第1の気泡11は、その平均径が好ましくは0.5μm以上3μm以下に形成されている。また、上記第2の気泡12は、その平均径が好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下でかつ上記第1の気泡の平均径よりも2倍以上に形成されている。
このように、第1の気泡11の平均径を0.5μm以上としたのは、可視光線の散乱反射を得るためである。第1の気泡11の平均径が0.5μm未満になると、熱可塑性樹脂発泡体シート10に入射される可視光線の透過率が高くなり過ぎて可視光線の散乱反射が少なくなるためである。なお、可視光線全域の光の透過を考慮すると、第1の気泡11の平均径は、より好ましくは0.8μm以上とする。また、熱可塑性樹脂発泡体シート10のスライス性を考慮すると、第1の気泡11の平均径は、より好ましくは、0.5μm以上1.0μm以下、さらに好ましくは0.8μm以上1.0μm以下である。なお、可視光線の波長は、380nm以上780nm以下、ただしJIS Z8120によれば、短波長側を360nm〜400nm、長波長側を760nm〜800nmと定義されている。
第1の気泡11の平均径を3μm以下としたのは、平均径がこれより大きすぎると気泡層数が減少し反射率の低下を招くからである。
また、第2の気泡12の平均径を50μm以下としたのは以下の理由による。第2の気泡12の平均径が50μmを超えると、入射光が光反射板の内部まで浸透したり、気泡界面での乱反射の回数が減少したりするため、拡散反射率が低下する傾向があるためである。
さらに、第2の気泡12が第1の気泡11の平均径の2倍以上の平均径を有するとしたのは以下の理由からである。
熱可塑性樹脂発泡体シート10の厚み方向中央部から厚みを半分にするように、スライス刃を用いて切断分離して薄膜シートを形成する際に、スライス面には高い発泡倍率が求められる。これは発泡倍率が低すぎるとスライス面内の樹脂比率が高まりスライス性が悪化するためである。一般的に高い発泡倍率を得ようとする時、気泡一つあたりの有効ガス量を高める手段が効果的である。つまり第2の気泡12の平均気泡径を2倍以上とすることで第1の気泡11の層に対し高い発泡倍率を得ることができる。こうすることで何等かの理由により第1の気泡11が分散するシートの表面側または裏面側にスライス刃がぶれようとしても、スライスされやすい第2の気泡12が分散する領域にスライス刃が戻るようになるためである。つまり、スライス刃は周囲と比較して常に機械的強度が弱い第2の気泡12が分散している領域を進行するようになり、その結果、びびり振動の発生が防止される。このようにスライス刃20が挙動するには、第2の気泡12が第1の気泡11の平均径の2倍以上の平均径を有することが好ましい。そして、気泡の平均径の倍率は、スライス性から判断して、第2の気泡12が第1の気泡11の平均径の10倍以上30倍以下であることがより好ましい。なお、気泡径は、発泡倍率のみによって決まるものではない。
熱可塑性樹脂発泡体シート10の厚み方向中央部から厚みを半分にするように、スライス刃を用いて切断分離して薄膜シートを形成する際に、スライス面には高い発泡倍率が求められる。これは発泡倍率が低すぎるとスライス面内の樹脂比率が高まりスライス性が悪化するためである。一般的に高い発泡倍率を得ようとする時、気泡一つあたりの有効ガス量を高める手段が効果的である。つまり第2の気泡12の平均気泡径を2倍以上とすることで第1の気泡11の層に対し高い発泡倍率を得ることができる。こうすることで何等かの理由により第1の気泡11が分散するシートの表面側または裏面側にスライス刃がぶれようとしても、スライスされやすい第2の気泡12が分散する領域にスライス刃が戻るようになるためである。つまり、スライス刃は周囲と比較して常に機械的強度が弱い第2の気泡12が分散している領域を進行するようになり、その結果、びびり振動の発生が防止される。このようにスライス刃20が挙動するには、第2の気泡12が第1の気泡11の平均径の2倍以上の平均径を有することが好ましい。そして、気泡の平均径の倍率は、スライス性から判断して、第2の気泡12が第1の気泡11の平均径の10倍以上30倍以下であることがより好ましい。なお、気泡径は、発泡倍率のみによって決まるものではない。
〔比重〕
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シート10の比重が大きくなると、つまり発泡倍率が小さくなると、結果として気泡率の低下による反射率の低下や成形性の低下、軽量化効果の減少につながる。このため、結晶性の熱可塑性樹脂としてポリエステルを用いた場合は、熱可塑性樹脂発泡体シート10の比重は0.7以下であることが好ましい。より好ましくは、0.65以下、更に好ましくは0.5以下である。この比重の下限値には特に制限はないが、実用上の観点から、通常0.2以上である。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シート10の比重が大きくなると、つまり発泡倍率が小さくなると、結果として気泡率の低下による反射率の低下や成形性の低下、軽量化効果の減少につながる。このため、結晶性の熱可塑性樹脂としてポリエステルを用いた場合は、熱可塑性樹脂発泡体シート10の比重は0.7以下であることが好ましい。より好ましくは、0.65以下、更に好ましくは0.5以下である。この比重の下限値には特に制限はないが、実用上の観点から、通常0.2以上である。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シート10は、厚み方向中央部に、その両表面に向かって外側に分布される第1の気泡11より平均径が大きい第2の気泡12が分散しているので、第2の気泡12が分散している部分はその他の部分より機械的強度が弱くなっている。このため、熱可塑性樹脂発泡体シート10の厚み方向に交差する面でスライスした場合、第2の気泡12が分散している厚み方向中央部を通る面がスライス刃(図1では図示せず、図2に示した)との摩擦が小さくなり、スライスしやすくなる。よって、この面でスライスすることにより、スライス時にびびり振動を発生することがなくなり、またスライス面に「てかり」を発生することがなくなるという優れた効果が奏される。また、スライス面は第2の気泡12が存在していたことにより、マットな表面を形成しているという利点もある。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シートの厚さは、特に制限されるものではないが、通常、0.3〜2.0mmであり、好ましくは、0.5〜1.2mmである。
また、本発明の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの厚さは、特に制限されるものではないが、通常、0.15〜1.0mmであり、好ましくは、0.25〜0.6mmである。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体シートの厚さは、特に制限されるものではないが、通常、0.3〜2.0mmであり、好ましくは、0.5〜1.2mmである。
また、本発明の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの厚さは、特に制限されるものではないが、通常、0.15〜1.0mmであり、好ましくは、0.25〜0.6mmである。
〔熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法〕
本発明の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法に係る好ましい一実施形態について、図2の製造工程を示した部分模式断面図によって説明する。
本発明の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法に係る好ましい一実施形態について、図2の製造工程を示した部分模式断面図によって説明する。
(樹脂シート形成工程)
まず、可塑剤を分散させた熱可塑性樹脂を押し出し成形して樹脂シートを形成する。その際、押し出される樹脂シートにせん断応力がかかるようにして押し出し、樹脂シートの両面側シート内に分散する可塑剤を微細化する。
まず、可塑剤を分散させた熱可塑性樹脂を押し出し成形して樹脂シートを形成する。その際、押し出される樹脂シートにせん断応力がかかるようにして押し出し、樹脂シートの両面側シート内に分散する可塑剤を微細化する。
上記熱可塑性樹脂には、前記説明した結晶性の熱可塑性樹脂を用いることができる。その中でも上述したポリエステル系樹脂が好ましく、特に好ましくは、ポリエチレンテレフタレート樹脂である。このポリエチレンテレフタレート樹脂は、耐熱性、耐衝撃性等で特に有利である。
上記可塑剤は、特に限定されず、ポリエチレングリコール、ポリエステルオリゴマー、不飽和脂肪酸等を用いることができる。不飽和脂肪酸としては、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)−リノレン酸、(6,9,12)−リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、ネルボン酸等が挙げられる。これらの中でポリエチレンテレフタレート樹脂への分散性を考慮すると特に不飽和脂肪酸を一種類または二種類以上の混合物を用いることが好ましい。
上記可塑剤の添加量は、上記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下とすることが好ましい。この理由については後述する。
上記押し出し成形には、例えば、Tダイと呼ばれるフラットダイを用いた押し出し成形方法を用いる。この押し出し成形時に、樹脂シート中、特にその両面側表層に強いせん断応力を生じさせ、そのせん断応力によって、樹脂シートの両面側表層中に分散する可塑剤を微細化する。
通常、押し出し成形機の押し出し流路を熱可塑性樹脂の流体が流れる場合、その熱可塑性樹脂の流体は押し出し流路壁から抵抗を受ける。この抵抗力のために熱可塑性樹脂の流体には、押し出し流路の中心部と壁面近傍とで流速差が生じる。この流速差によって、熱可塑性樹脂の流体中にせん断応力が発生する。そして、このせん断応力によって、熱可塑性樹脂の流体中を一緒に流れる可塑剤の塊が引きちぎられて微細化され、分散されると考えられる。上記流速差は、流路壁に近づくほど大きくなるので、上記せん断応力も押し出し流路壁に近くなればなるほど大きくなる。そのため、結果として、可塑剤は、熱可塑性樹脂の流体が成形された樹脂シートの両側表面に近づくほど微細化された状態で分散されている。
熱可塑性樹脂の流体中の上記可塑剤は、最終的にはその凝集力、表面張力(通常、可塑剤の塊が小さくなるほど大きくなる。)等と、せん断応力とが釣り合う状態になるまで、微細化され熱可塑性樹脂の流体中に分散されていく。
熱可塑性樹脂の流体中の上記可塑剤は、最終的にはその凝集力、表面張力(通常、可塑剤の塊が小さくなるほど大きくなる。)等と、せん断応力とが釣り合う状態になるまで、微細化され熱可塑性樹脂の流体中に分散されていく。
または、押し出し成形後に樹脂シート表面から可塑剤が揮発し、樹脂シートの表面と中心部とで可塑剤の濃度の差が生じることにより、可塑剤は、熱可塑性樹脂の流体が成形された樹脂シートの両側表面に近づくほど微細化された状態で分散されると考えられる。可塑剤は比較的低分子であり揮発温度も低いため、押し出し成形時の熱によって樹脂シート表面から揮発する。このため、樹脂シート表面付近の可塑剤の量が中心層に対し少なくなる。結果として、元々あった可塑剤の素材ドメインが微細化される、可塑剤の移動によって可塑剤の微細なドメインが形成される、または、押出時にせん断応力との複合的な作用などによって、シート表面付近に微細な気泡核が形成され微細発泡が起きると推定される。
このようにして成形された上記樹脂シートをセパレータと重ねて巻くことによりロールを形成することができる。ここで用いられるセパレータは、不活性ガスや必要に応じて用いられる有機溶剤が自由に出入りする空隙を有し、かつそれ自身への不活性ガスの浸透が無視できるものであればいかなるものでもよい。セパレータとしては、特に樹脂製不織布または金属製の網が好適である。樹脂製不織布としてはポリオレフィン系樹脂またはナイロン系樹脂からなるものが好適である。また、ポリエステル系樹脂からなる不織布でも、繊維が延伸されており不活性ガスが浸透しにくくなっているものであれば、好適に使用できる。金属製の網としては、一般的にワイヤークロスと呼ばれ、平織、綾織、平畳織、綾畳織などの織り方で縦線と横線とが直角方向に編まれているものが好ましい。材質は鉄、銅、アルミ、チタンまたはこれらの合金などが適用可能であるが、価格、寿命を考慮するとステンレス鋼がより好適である。一方、樹脂シートは無延伸であることが好ましい。これは、樹脂シートが延伸されていると、ガスが十分にシート内に浸透しないため、目的とする発泡シートが得られなくなるためである。
(有機溶剤含浸工程)
なお、次工程の樹脂シートに不活性ガスを含浸させる工程を行う前に、樹脂シートに有機溶剤を含浸させてもよい。樹脂シートに有機溶剤を含有させると、樹脂シートが例えば熱可塑性ポリエステルシートの場合、結晶化度〔(結晶化度)=(結晶領域部分)/(結晶領域部分と非晶領域部分との和)×100(%)で表す。〕を30%以上にすることができる。この結果、樹脂シートの剛性が増大してシート表面にセパレータの跡が残存しにくくなるとともに、不活性ガスの浸透時間を短縮できる。
なお、次工程の樹脂シートに不活性ガスを含浸させる工程を行う前に、樹脂シートに有機溶剤を含浸させてもよい。樹脂シートに有機溶剤を含有させると、樹脂シートが例えば熱可塑性ポリエステルシートの場合、結晶化度〔(結晶化度)=(結晶領域部分)/(結晶領域部分と非晶領域部分との和)×100(%)で表す。〕を30%以上にすることができる。この結果、樹脂シートの剛性が増大してシート表面にセパレータの跡が残存しにくくなるとともに、不活性ガスの浸透時間を短縮できる。
上記有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、メチルエチルケトン、ギ酸エチル、アセトン、酢酸、ジオキサン、m−クレゾール、アニリン、アクリロニトリル、フタル酸ジメチル、ニトロエタン、ニトロメタン、ベンジルアルコールなどが挙げられる。これらのうち、取り扱い性および経済性の観点からアセトンがより好ましい。
なお、セパレータの種類によっては樹脂シート表面にセパレータの跡が残存しないこともあるので、有機溶剤を含有させる処理は必ずしも必要なわけではない。ただし、ガス浸透時間の短縮の観点からは有機溶剤を含有させる処理を実施することが好ましい。
上述のロールに有機溶剤を含有させる方法としては、有機溶剤中にロールを浸漬する方法、またはロールを有機溶剤の蒸気中に保持する方法が用いられる。後者の方法は、前者の方法と比較して有機溶剤の使用量が少量ですみ、しかも、樹脂シート、特に熱可塑性ポリエステルシートに添加された添加剤の溶出がほとんどないという点で優れている。
ロールを有機溶剤に浸漬する方法では、処理時間は室温で数時間から十数時間であれば十分であり、それ以上長時間にわたって処理しても樹脂シート中の有機溶剤の含有量はそれほど増加しない。ロールを有機溶剤の蒸気中に保持して有機溶剤を含有させるときの処理時間は、発泡させる樹脂の種類、樹脂シートの厚さによっても異なる。例えば、室温、大気圧においてアセトン蒸気が飽和している密閉容器にポリエチレンテレフタレートの樹脂シートのロールを入れて、それにアセトンを浸透させる場合、樹脂シートの厚さが0.6mmであれば処理時間は24時間以上、0.9mmであれば48時間以上であれば十分である。このような処理により、樹脂シート中のアセトンの含有量は4質量%〜5質量%となる。
なお、予めロールに有機溶剤を含有させて樹脂シートの結晶化度を高めた場合には、不活性ガスを多量に含有させることにより結晶化度を高める必要がなくなるので、不活性ガスの含浸時間を短くすることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレートの樹脂シートに二酸化炭素を60kg/cm2で浸透させる場合、樹脂シートの厚さが0.6mmならば浸透時間は1時間以上、0.9mmならば2時間以上で十分である。
また、ロール状のシートを有機溶剤に浸漬した場合には、次の工程の前に、樹脂シートを別に用意したセパレータとともに巻き直して新たにロールを作製してもよい。
(不活性ガスの含浸工程)
次に、上記樹脂シートに不活性ガスを含浸させ、熱可塑性樹脂を結晶化させる。この工程は特に限定されないが、量産性を考慮すると、上記ロールを加圧した不活性ガス雰囲気中に保持して樹脂シート中に不活性ガスを含浸させる方法が好ましい。この樹脂シートには、添加剤が含まれていてもよい。
次に、上記樹脂シートに不活性ガスを含浸させ、熱可塑性樹脂を結晶化させる。この工程は特に限定されないが、量産性を考慮すると、上記ロールを加圧した不活性ガス雰囲気中に保持して樹脂シート中に不活性ガスを含浸させる方法が好ましい。この樹脂シートには、添加剤が含まれていてもよい。
また、不活性ガスの熱可塑性樹脂内への浸透により熱可塑性樹脂が結晶化されるには、上記熱可塑性樹脂100質量部に対して上述の可塑剤の添加量は0.1質量部以上5質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは、可塑剤の添加量を1質量部以上3質量部以下とする。この結晶化を経ることによって、良好な熱可塑性樹脂発泡体を得ることができる。一方、可塑剤の添加量が少なすぎると、生成される気泡径分布が大きくなりすぎる。また可塑剤の添加量が多すぎると、樹脂シート押出時のドローイングが激しくなって、樹脂シートを得ることが困難となり、かつ可塑剤の分散径が大きくなり気泡径分布が大きくなりすぎる。したがって、可塑剤は、上記範囲の添加量とすることが好ましい。
上記不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどのガスが挙げられる。熱可塑性樹脂の樹脂シート中の不活性ガスが飽和状態になるまでの不活性ガス浸透時間および不活性ガス浸透量は、発泡させる熱可塑性樹脂の種類、不活性ガスの種類、浸透圧力および樹脂シートの厚さ等によって異なる。熱可塑性樹脂へのガス浸透性(例えば、浸透速度、溶解度等)を考慮すると、上述した二酸化炭素がより好ましい。
また、二酸化炭素は熱可塑性ポリエステル中に多量に含有させることができる点でも好ましい。不活性ガスの浸透圧力は、30kg/cm2〜70kg/cm2、さらに50kg/cm2〜70kg/cm2とすることが好ましい。不活性ガスの浸透時間は1時間以上とし、より好ましくは飽和状態になるまでガスを浸透させる。例えば、ポリエチレンテレフタレートシートに二酸化炭素を60kg/cm2で浸透させる場合、樹脂シートの厚さが0.6mmならば浸透時間は24時間以上、0.9mmならば96時間以上とすることが好ましい。このような条件では、樹脂シート中の二酸化炭素の含有量は6質量%〜7質量%となる。
また、二酸化炭素は熱可塑性ポリエステル中に多量に含有させることができる点でも好ましい。不活性ガスの浸透圧力は、30kg/cm2〜70kg/cm2、さらに50kg/cm2〜70kg/cm2とすることが好ましい。不活性ガスの浸透時間は1時間以上とし、より好ましくは飽和状態になるまでガスを浸透させる。例えば、ポリエチレンテレフタレートシートに二酸化炭素を60kg/cm2で浸透させる場合、樹脂シートの厚さが0.6mmならば浸透時間は24時間以上、0.9mmならば96時間以上とすることが好ましい。このような条件では、樹脂シート中の二酸化炭素の含有量は6質量%〜7質量%となる。
(発泡工程)
次に、図2(1)に示すように、不活性ガスを含浸させた樹脂シート13を加熱して発泡させ、厚み方向両面側に第1の気泡11を発生させ、かつ該第1の気泡11の位置より厚み方向中央部に該第1の気泡11よりも平均径が大きい第2の気泡12を発生させて熱可塑性樹脂発泡体シート10を形成する。この発泡工程の前に、セパレータを取り除いておく。例えば、不活性ガスを含浸させた樹脂シート13のみでロールを再形成してもよい。
この発泡方法は、特に限定されないが、量産性を考慮すると、例えば、不活性ガスを含浸させた樹脂シート13を常圧(例えば大気圧)下で、ガラス転移点以上融点未満の温度で加熱して発泡させ、その内部に第1の気泡11と第2の気泡12を形成する。この発泡工程は、例えば、熱風を連続的に供給する熱風循環式発泡炉を用いて行う。この際、樹脂シート13を高圧な不活性ガス雰囲気から取り出した後、発泡させるまでの時間を調整することにより、得られる熱可塑性樹脂発泡体シート10の嵩(かさ)比重を調整することができる。
次に、図2(1)に示すように、不活性ガスを含浸させた樹脂シート13を加熱して発泡させ、厚み方向両面側に第1の気泡11を発生させ、かつ該第1の気泡11の位置より厚み方向中央部に該第1の気泡11よりも平均径が大きい第2の気泡12を発生させて熱可塑性樹脂発泡体シート10を形成する。この発泡工程の前に、セパレータを取り除いておく。例えば、不活性ガスを含浸させた樹脂シート13のみでロールを再形成してもよい。
この発泡方法は、特に限定されないが、量産性を考慮すると、例えば、不活性ガスを含浸させた樹脂シート13を常圧(例えば大気圧)下で、ガラス転移点以上融点未満の温度で加熱して発泡させ、その内部に第1の気泡11と第2の気泡12を形成する。この発泡工程は、例えば、熱風を連続的に供給する熱風循環式発泡炉を用いて行う。この際、樹脂シート13を高圧な不活性ガス雰囲気から取り出した後、発泡させるまでの時間を調整することにより、得られる熱可塑性樹脂発泡体シート10の嵩(かさ)比重を調整することができる。
上記発泡工程では、樹脂シート13中に微細化されて分散した可塑剤(図示せず)が気泡核生成の起点となり、両面側表層に例えば平均径1μm以下の微細な第1の気泡11を生成し、厚み方向中央部に例えば平均径が5μm以上の粗大な第2の気泡12を生成する。したがって、可塑剤の微細化状態によって生成される気泡の大きさが決まってくる。これらの気泡の平均径については、前述したように、第1の気泡11は、その平均径が0.5μm以上3μm以下に形成され、第2の気泡12は、その平均径は30μm以下でかつ第1の気泡11の平均径よりも2倍以上に形成されることが好ましい。
(スライス工程)
次に、図2(2)に示すように、熱可塑性樹脂発泡体シート10の第2の気泡12が生成されている領域をスライス刃20でスライスして、熱可塑性樹脂発泡体シート10を厚み方向に交差する面で分割して熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シート14,15を形成する。
このスライス工程としては、例えば、丸仲鐵工所製スライス実験機を使用し、切断速度1.0m/min〜20m/minに設定してスライス加工を行うことができる。
次に、図2(2)に示すように、熱可塑性樹脂発泡体シート10の第2の気泡12が生成されている領域をスライス刃20でスライスして、熱可塑性樹脂発泡体シート10を厚み方向に交差する面で分割して熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シート14,15を形成する。
このスライス工程としては、例えば、丸仲鐵工所製スライス実験機を使用し、切断速度1.0m/min〜20m/minに設定してスライス加工を行うことができる。
上記製造方法において、熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シート14,15の特性に影響を及ぼさない範囲で、発泡前の熱可塑性樹脂に、結晶化促進剤、気泡核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤などの各種添加剤を配合しても良い。また、得られた熱可塑性樹脂発泡体に上記添加剤を含有する樹脂を積層しても良いし、上記添加剤を含有する塗料をコーティングしても良い。
上述した本発明の製造方法は、発泡体の薄膜シートの生産工程に適用した場合、従来の製造方法と比較して生産性が良い。すなわち、1枚の熱可塑性樹脂発泡体シート10から光反射板となる2枚の薄膜シート14,15が同時に得られるので、所定の面積の薄膜シートを得る時、ガス含浸設備等を従来の設備数より削減することが可能になり、製造コストの低減が図れる。
次に、本発明の光反射板について、好ましい一実施形態を以下に説明する。
本発明の光反射板は、図示はしないが、上述の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法で作製された熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートで構成してなる光反射板である。この熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートは、その内部に第1の気泡と第2の気泡とを含む。この第2の気泡は、第1の気泡より平均径が大きく形成されている。例えば、第1の気泡は、その平均径が好ましくは0.5μm以上3.0μm以下、より好ましくは0.5μm以上1.0μm以下、さらに好ましくは0.8μm以上1.0μm以下に形成されている。かつ、この第2の気泡は、第1の気泡の平均径の2倍以上、より好ましくは10倍以上30倍以下で、平均径が好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下に形成されている。そして、前述したように、第2の気泡が分散する領域(つまり、熱可塑性樹脂発泡体シートの厚み方向で略中央部であり該厚み方向と略垂直な平面にある領域)をスライス刃でスライスした面となっているため、熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの片面は、第2の気泡の一部が切断された凹部が露出したマットな表面を形成している。光反射板としては、露出した第2の気泡の一部は光の入射側とは反対の面である熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの裏面側に分散されている。
本発明の光反射板は、図示はしないが、上述の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法で作製された熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートで構成してなる光反射板である。この熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートは、その内部に第1の気泡と第2の気泡とを含む。この第2の気泡は、第1の気泡より平均径が大きく形成されている。例えば、第1の気泡は、その平均径が好ましくは0.5μm以上3.0μm以下、より好ましくは0.5μm以上1.0μm以下、さらに好ましくは0.8μm以上1.0μm以下に形成されている。かつ、この第2の気泡は、第1の気泡の平均径の2倍以上、より好ましくは10倍以上30倍以下で、平均径が好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下に形成されている。そして、前述したように、第2の気泡が分散する領域(つまり、熱可塑性樹脂発泡体シートの厚み方向で略中央部であり該厚み方向と略垂直な平面にある領域)をスライス刃でスライスした面となっているため、熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの片面は、第2の気泡の一部が切断された凹部が露出したマットな表面を形成している。光反射板としては、露出した第2の気泡の一部は光の入射側とは反対の面である熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの裏面側に分散されている。
したがって、上記熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートは、光が入射される側に、可視光を反射する微細な第1の気泡が分散されている。また、その裏面側は、てかりを生じているような面や平滑な面ではなく、第2の気泡の一部や第2の気泡が切断されて生じた凹部が露出するように形成されてなるマットな表面になっていることから、熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの裏面でも、薄膜シート中を透過してきた光が反射されるので、より高い反射率を得ることができる。
また、光源の周囲を部分的に囲むような形状、例えば凹状の多面または湾曲面の反射面を有する形状に上記熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートを成形することにより、照明器具用の光反射板を得ることができる。この成形方法としては、例えば雌雄の金型を配したプレス成形機を用い、熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートのガラス転移点以上融点以下となる加熱条件でプレス成形する方法が用いられる。熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートが熱可塑性ポリエステル発泡体シートの場合、例えば200℃以上240℃以下となる加熱条件を用いる。
照明器具用の光反射板の形態は、例えば、凹状多面の反射面を有する光反射板の中央部にランプが取付けられ、ランプの周囲が光反射板の反射面で囲まれている。
この場合、光反射板は筐体を兼ねている。また、光反射板の外側にさらに筐体が設けられていてもよい。なお、光反射板の反射面は連続的な湾曲面に形成してもよい。
この場合、光反射板は筐体を兼ねている。また、光反射板の外側にさらに筐体が設けられていてもよい。なお、光反射板の反射面は連続的な湾曲面に形成してもよい。
以下、本発明を実施例に基いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記説明した製造方法により実施例1〜4のサンプルを作製した。また、従来の構造の熱可塑性樹脂発泡体シートを用いてスライスした比較例1〜3のサンプルを作製した。その結果は表1に示す。
[実施例1]
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070(商品名))にエポキシ化大豆油(新日本理化製E−2000H(商品名))を0.5質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG(商品名))で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる厚さ0.5mmの樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。放置時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた厚さ0.8mmの熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は1μm、第1の気泡11が主として存在する領域の厚みは40μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は10μm、発泡倍率は5.0倍、比重0.2g/cm3、反射率は99.5%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た厚さ0.4mmの薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は98.5%であった。
なお、以下の各実施例と比較例において、樹脂シート13、熱可塑性樹脂発泡体シート10、及び薄膜シート14、15の厚さは、それぞれ上記実施例1と同様とした。
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070(商品名))にエポキシ化大豆油(新日本理化製E−2000H(商品名))を0.5質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG(商品名))で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる厚さ0.5mmの樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。放置時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた厚さ0.8mmの熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は1μm、第1の気泡11が主として存在する領域の厚みは40μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は10μm、発泡倍率は5.0倍、比重0.2g/cm3、反射率は99.5%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た厚さ0.4mmの薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は98.5%であった。
なお、以下の各実施例と比較例において、樹脂シート13、熱可塑性樹脂発泡体シート10、及び薄膜シート14、15の厚さは、それぞれ上記実施例1と同様とした。
[実施例2]
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にエポキシ化大豆油(新日本理化製E−2000H)を2.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は1μm、第1の気泡11が主として存在する領域の厚みは100μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は10μm、発泡倍率は6.0倍、比重0.16g/cm3、反射率は100.1%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は100.1%であった。
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にエポキシ化大豆油(新日本理化製E−2000H)を2.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は1μm、第1の気泡11が主として存在する領域の厚みは100μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は10μm、発泡倍率は6.0倍、比重0.16g/cm3、反射率は100.1%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は100.1%であった。
[実施例3]
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にエポキシ化大豆油(新日本理化製E−2000H)を3.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシートと状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は0.5μm、第1の気泡11が主として存在する領域の厚みは150μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は10μm、発泡倍率は6.0倍、比重0.16g/cm3、反射率は100.1%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は100.1%であった。
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にエポキシ化大豆油(新日本理化製E−2000H)を3.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシートと状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は0.5μm、第1の気泡11が主として存在する領域の厚みは150μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は10μm、発泡倍率は6.0倍、比重0.16g/cm3、反射率は100.1%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は100.1%であった。
[実施例4]
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)に1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸ビス2−エチルへキシル(新日本理化製DOTP)を1.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシートと状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は0.5μm、第2の気泡12が主として存在する領域の厚みは100μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は15μm、発泡倍率は4.0倍、比重0.30g/cm3、反射率は99.4%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は99.4%であった。
図2に示したように、以下のようにして熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)に1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸ビス2−エチルへキシル(新日本理化製DOTP)を1.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイからせん断応力を与えながら混錬した樹脂をシートと状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シート13を得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シート10の表層部に分布する第1の気泡11の平均径は0.5μm、第2の気泡12が主として存在する領域の厚みは100μm程度、厚み方向中央部に分布する第2の気泡12の平均径は15μm、発泡倍率は4.0倍、比重0.30g/cm3、反射率は99.4%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シート10をシート中心部でスライスして得た薄膜シート14、15は均一、かつマットな表面性を有し反射率は99.4%であった。
[比較例1]
前述の図3に示したような熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を以下のようにして行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にエラストマーとしてスチレン−エチレン/ブチレン−スチレン(SEBS)(JSR製ダイナロン8630(商品名))を1.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイから混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シートを得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シートの表層部に分布する気泡の平均径は1.6μm、厚み方向中央部に分布する気泡の平均径も同様に1.6μm、発泡倍率は3.6倍、比重0.37g/cm3、反射率は100.1%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シートをシート中心部でスライスを試みたところ、スライス刃20がびびり振動を発生し、安定したスライス加工が行えず、スライスされたシート表面は光沢部と半光沢部とが混在し、一様な表面性を得ることができなかった。スライス後のシートの反射率は98%であった。
前述の図3に示したような熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を以下のようにして行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にエラストマーとしてスチレン−エチレン/ブチレン−スチレン(SEBS)(JSR製ダイナロン8630(商品名))を1.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイから混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シートを得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シートの表層部に分布する気泡の平均径は1.6μm、厚み方向中央部に分布する気泡の平均径も同様に1.6μm、発泡倍率は3.6倍、比重0.37g/cm3、反射率は100.1%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シートをシート中心部でスライスを試みたところ、スライス刃20がびびり振動を発生し、安定したスライス加工が行えず、スライスされたシート表面は光沢部と半光沢部とが混在し、一様な表面性を得ることができなかった。スライス後のシートの反射率は98%であった。
[比較例2]
前述の図3に示したような熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を以下のようにして行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にポリエステル系熱可塑性エラストマー(東レ製ハイトレル2551(商品名))を1.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイから混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シートを得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シートの表層部に分布する気泡の平均径は1.0μm、厚み方向中央部に分布する気泡の平均径も同様に1.0μm、発泡倍率は2.8倍、比重0.51g/cm3、反射率は100.8%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シートをシート中心部でスライスを試みたところ、スライス刃20がびびり振動を発生しスライス加工を行うことができなかった。一部、半分の厚さにスライスされた部位があり、その部位の反射率は100.8%であった。
前述の図3に示したような熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を以下のようにして行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)にポリエステル系熱可塑性エラストマー(東レ製ハイトレル2551(商品名))を1.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイから混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シートを得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シートの表層部に分布する気泡の平均径は1.0μm、厚み方向中央部に分布する気泡の平均径も同様に1.0μm、発泡倍率は2.8倍、比重0.51g/cm3、反射率は100.8%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シートをシート中心部でスライスを試みたところ、スライス刃20がびびり振動を発生しスライス加工を行うことができなかった。一部、半分の厚さにスライスされた部位があり、その部位の反射率は100.8%であった。
[比較例3]
前述の図3に示したような熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を以下のようにして行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)に変性PE(変性ポリエチレン、三菱油化製)を3.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイから混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シートを得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シートの表層部に分布する気泡の平均径は3.0μm、厚み方向中央部に分布する気泡の平均径も同様に3.0μm、発泡倍率は3.6倍、比重0.37g/cm3、反射率は99.5%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シートをシート中心部でスライスしたシートは一部に「てかり」(高い光沢性を有する部位)が発生したが、多くの部位は均一かつマットな表面性を有し反射率は97%であった。
前述の図3に示したような熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造を以下のようにして行った。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(ユニチカ製NEH2070)に変性PE(変性ポリエチレン、三菱油化製)を3.0質量%加え、235℃〜260℃に設定された同方向二軸押出機(テクノベル製KZW15−30MG)で混錬した。次に幅120mmのTダイから混錬した樹脂をシート状に押し出し、70℃に設定されたロールで引き取り、母板となる樹脂シートを得た。次に、前述の母板を圧力容器内に静置し、温度17℃のもと、容器内に5.5MPaの圧力で炭酸ガスを満たして48時間放置した。所定時間経過後、母板を圧力容器から取り出し、母板のガス浸透量を測定したところ7.9質量%であった。次に220℃の温度に設定した恒温槽内で母板を1分間加熱し発泡させた。
得られた熱可塑性樹脂発泡体シートの表層部に分布する気泡の平均径は3.0μm、厚み方向中央部に分布する気泡の平均径も同様に3.0μm、発泡倍率は3.6倍、比重0.37g/cm3、反射率は99.5%であった。
そして熱可塑性樹脂発泡体シートをシート中心部でスライスしたシートは一部に「てかり」(高い光沢性を有する部位)が発生したが、多くの部位は均一かつマットな表面性を有し反射率は97%であった。
次に、測定方法について以下に説明する。
(表層部の厚みの測定方法)
熱可塑性樹脂発泡体シートの断面のSEM写真を撮影し、SEM写真上で測定して求めた。
(表層部の厚みの測定方法)
熱可塑性樹脂発泡体シートの断面のSEM写真を撮影し、SEM写真上で測定して求めた。
(気泡径の求め方)
ASTM D3576−77に準じて求めた。すなわち、シートの断面のSEM写真を撮影し、SEM写真上の所定の範囲内で水平方向と垂直方向に直線を引き、直線が気泡を横切る長さtを平均した。写真の倍率をMとして、下記式に代入して気泡径の平均dを求めた。
d=t/(0.616×M)
ASTM D3576−77に準じて求めた。すなわち、シートの断面のSEM写真を撮影し、SEM写真上の所定の範囲内で水平方向と垂直方向に直線を引き、直線が気泡を横切る長さtを平均した。写真の倍率をMとして、下記式に代入して気泡径の平均dを求めた。
d=t/(0.616×M)
(比重の測定方法)
比重ρは、水中置換法により水中質量m(g)、および大気下質量M(g)として、下記式によって求めた。
ρ=M/(M−m)
比重ρは、水中置換法により水中質量m(g)、および大気下質量M(g)として、下記式によって求めた。
ρ=M/(M−m)
(発泡倍率の求め方)
水中置換法により測定された発泡体シートの比重(ρf)と発泡前の樹脂の比重(ρs)との比ρs/ρfとして算出した。
水中置換法により測定された発泡体シートの比重(ρf)と発泡前の樹脂の比重(ρs)との比ρs/ρfとして算出した。
(反射率の求め方)
光線反射率の測定は次のように行った。サンプルを日立ハイテク製分光光度計U−4100にて分光スリット4nmの条件にて光線波長550nmでの分光全反射率の測定を行った。リファレンスは酸化アルミニウム白色板(210−0740:(株)日立ハイテクフィールディング製)を使用し、測定値はリファレンスに対する相対値とした。反射率の測定値が100%を超えた場合があるのは、このようにリファレンスに対する相対値で表わしたためである。
光線反射率の測定は次のように行った。サンプルを日立ハイテク製分光光度計U−4100にて分光スリット4nmの条件にて光線波長550nmでの分光全反射率の測定を行った。リファレンスは酸化アルミニウム白色板(210−0740:(株)日立ハイテクフィールディング製)を使用し、測定値はリファレンスに対する相対値とした。反射率の測定値が100%を超えた場合があるのは、このようにリファレンスに対する相対値で表わしたためである。
(スライス性の評価基準)
スライス性は、スライス刃のびびり振動の発生の有無およびスライス面の目視観察より判定した。
◎(優):スライス刃にびびり振動なし。薄膜シートのスライス面は均一なマット表面。
○(良):スライス刃にびびり振動なし。薄膜シートのスライス面は一部に光沢部(てかり)が発生したが、多くの領域で均一なマット表面。
△(劣):スライス刃にびびり振動あり。薄膜シートのスライス面は光沢部(てかり)と半光沢部とが混在し、不均一な表面。
×(不可):スライス刃にびびり振動あり。スライス加工ができない。
以上のような判定基準とした。
スライス性は、スライス刃のびびり振動の発生の有無およびスライス面の目視観察より判定した。
◎(優):スライス刃にびびり振動なし。薄膜シートのスライス面は均一なマット表面。
○(良):スライス刃にびびり振動なし。薄膜シートのスライス面は一部に光沢部(てかり)が発生したが、多くの領域で均一なマット表面。
△(劣):スライス刃にびびり振動あり。薄膜シートのスライス面は光沢部(てかり)と半光沢部とが混在し、不均一な表面。
×(不可):スライス刃にびびり振動あり。スライス加工ができない。
以上のような判定基準とした。
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
本願は、2010年10月5日に日本国で特許出願された特願2010−225671に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
10 熱可塑性樹脂発泡体シート
11 第1の気泡
12 第2の気泡
13 樹脂シート
14,15 熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シート
11 第1の気泡
12 第2の気泡
13 樹脂シート
14,15 熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シート
Claims (6)
- 熱可塑性樹脂シート中に第1の気泡と第2の気泡とを含む熱可塑性樹脂発泡体シートであって、
前記第2の気泡は、前記第1の気泡より平均径が大きく、かつ、前記熱可塑性樹脂シートの厚み方向中央部に分布している
ことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体シート。 - 前記第1の気泡の平均径は0.5μm以上3μm以下であり、
前記第2の気泡の平均径は50μm以下でかつ前記第1の気泡の平均径よりも2倍以上である
ことを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂発泡体シート。 - 可塑剤を分散させた熱可塑性樹脂を押し出し成形して樹脂シートを形成する際に、押し出される該樹脂シートにせん断応力が生じるようにして押し出しする工程と、
前記樹脂シートに不活性ガスを含浸させる工程と、
不活性ガスを含浸させた前記樹脂シートを加熱して発泡させて、厚み方向両表面側に第1の気泡を発生させ、かつ厚み方向中央部に該第1の気泡よりも平均径が大きい第2の気泡を発生させて熱可塑性樹脂発泡体シートを形成する工程と、
前記熱可塑性樹脂発泡体シートの前記第2の気泡が生成されている領域をスライス刃でスライスして、前記熱可塑性樹脂発泡体シートを厚み方向に交差する面で分割して熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートを形成する工程とを有する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法。 - 前記可塑剤は、前記熱可塑性樹脂に対し0.1質量%以上5質量%以下添加されて分散される
ことを特徴とする請求項3記載の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法。 - 前記第1の気泡の平均径は0.5μm以上3μm以下であり、
前記第2の気泡の平均径は50μm以下でかつ前記第1の気泡の平均径の2倍以上である
ことを特徴とする請求項3または請求項4記載の熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの製造方法。 - 熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートであって、
前記熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートは、その内部に第1の気泡と第2の気泡とを含み、
前記第2の気泡は、前記第1の気泡より平均径が大きく、
前記熱可塑性樹脂発泡体の薄膜シートの片表面に前記第2の気泡の一部が切断された凹部が露出している
ことを特徴とする光反射板。
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