KR102130182B1 - 수지 발포체 및 발포재 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 우수한 차광성을 가짐과 동시에, 동적 환경 하에서의 방진 성능이 우수한 수지 발포체 및 발포재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 23℃에서의 80％ 압축 시의 반발력이 0.1 내지 5.0N/㎠이고, 또한 발포체 표면의 표면 피복률이 50％ 이상이며, 하기에서 정의되는 23℃에서의 두께 회복률이 50％ 이상인 것을 특징으로 하는 수지 발포체. 두께 회복률: 수지 발포체를, 초기 두께에 대하여 20％의 두께로 1분간 압축한 후 압축 상태를 해제하여, 압축 상태 해제 1초 후의 두께의 초기 두께에 대한 비율.

Description

수지 발포체 및 발포재 {RESIN FOAM AND FOAMING MATERIAL}

본 발명은 수지 발포체 및 발포재에 관한 것이다.

종래부터 터치 패널 또는 휴대 전화 등의 액정 표시 장치에 있어서, 시일재로서, 표시 화면에 관한 액정 표시 모듈 유닛과 백라이트 유닛 사이에, 백색 또는 은색의 반사성층(백라이트측) 및 흑색의 차광성층(액정 표시 모듈측)을 갖는 반사 부재(특허문헌 1 참조), 또는 점착 시트 등이 사용되고 있다(특허문헌 1 또는 2 참조). 차광성층은 백라이트 광이 액정 표시 모듈측으로 누설되는 것을 방지하여, 시인성을 향상시킨다.

또한 이들 액정 표시 장치 등에 있어서는, 가스킷재로서 수지 발포체가 사용되고 있다.

최근 들어 이들 액정 표시 장치 등은, 그 다목적화 또는 고기능화에 수반하여, 진동 환경 하 및 충격 부하 환경 하 등의, 소위 동적 환경 하에서 사용되는 기회가 증대되고 있다. 따라서 종래부터 사용되고 있었던 점착 시트 또는 가스킷재 등에, 지금까지보다 높은 기능, 특히 높은 방진성이 요구되고 있으며, 진동 환경 하 및 충격 부하 환경 하 등의 동적 환경 하에서의 더 높은 방진 성능이 강하게 요구되고 있다.

일본 특허 공개 평11-149254호 공보 일본 특허 공개 제2005-213282호 공보

본 발명은 우수한 차광성을 가짐과 동시에, 동적 환경 하에서의 방진 성능이 우수한 수지 발포체 및 발포재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 발명을 포함한다.

(1) 23℃에서의 80％ 압축 시의 반발력이 0.1 내지 5.0N/㎠이고, 또한 발포체 표면의 표면 피복률이 50％ 이상이며, 하기에서 정의되는 23℃에서의 두께 회복률이 50％ 이상인 수지 발포체.

두께 회복률: 수지 발포체를, 초기 두께에 대하여 20％의 두께로 1분간 압축한 후 압축 상태를 해제하여, 압축 상태 해제 1초 후의 두께의 초기 두께에 대한 비율.

(2) 겉보기 밀도가 0.01 내지 0.20g/㎤인, 상술한 수지 발포체.

(3) 수지 발포체를 구성하는 수지가 열가소성 수지인, 상술한 수지 발포체.

(4) 고압 가스가 함침된 열가소성 수지 조성물의 감압 처리에 의하여 얻어지는, 상술한 수지 발포체.

(5) 상기 가스가 불활성 가스인, 상술한 수지 발포체.

(6) 상기 불활성 가스가 이산화탄소 또는 질소인, 상술한 수지 발포체.

(7) 상기 가스가 초임계 상태의 가스인, 상술한 수지 발포체.

(8) 상술한 수지 발포체를 구비하는 발포재.

(9) 수지 발포체의 편면 또는 양면에 배치된 점착제층을 구비하는, 상술한 발포재.

(10) 점착층이 아크릴계 점착제에 의하여 형성되어 있는, 상술한 발포재.

(11) 전기 또는 전자 기기에 대하여 사용되는, 상술한 발포재.

본 발명에 의하면, 우수한 차광성을 가짐과 동시에, 동적 환경 하에서의 방진 성능이 우수한 수지 발포체 및 발포재를 제공할 수 있다.

도 1a는 수지 발포체의 동적 방진성을 평가할 때 사용되는 평가용 샘플의 형상을 도시하는 평면도이다.
도 1b는 평가용 샘플을 조립한 동적 방진성 평가용 평가 용기의 상면도이다.
도 1c는 도 1b에 있어서의 A-A' 선 개략 단면도이다.
도 2는 평가 용기를 둔 드럼식 낙하시험기를 도시하는 개략도이다.

본 발명의 수지 발포체는 수지를 포함하는 발포체이며, 수지 조성물을 발포 또는 성형함으로써 얻어진다. 본 발명의 수지 발포체의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 괴상, 시트형, 필름형 등의 어떠한 형태이어도 된다.

〔수지 발포체의 물성〕

본 발명의 수지 발포체는, 하기에서 정의되는 23℃에서의 80％ 압축 시의 반발력이 0.1 내지 5.0N/㎠이고, 바람직하게는 1.0 내지 5.0N/㎠이며, 보다 바람직하게는 1.5 내지 5.0N/㎠, 보다 더 바람직하게는 2.0 내지 5.0N/㎠이다.

80％ 압축 시의 반발력은, 수지 발포체를 23℃에서 초기 두께에 대하여 80％의 두께로 압축했을 때의 쌍반발 하중으로서 정의된다.

본 발명의 수지 발포체가 이 범위의 80％ 압축 시의 반발력을 갖는 경우에는, 양호한 유연성 및 쿠션성을 발휘시킬 수 있다. 따라서, 특히 이 수지 발포체를 발포재로서 사용했을 경우, 미소 클리어런스에 대한 추종성을 발휘할 수 있다. 이로 인하여, 적용하는 부재에서의 클리어런스가 좁더라도, 발포재의 반발에 의한 문제(예를 들어 발포재의 주위의 부재 또는 하우징 등을 변형시키는 것, 화상 표시부에 색 불균일을 발생시키는 것 등)의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 수지 발포체는, 발포체 표면의 표면 피복률이 50％ 이상이고, 바람직하게는 60％ 이상이며, 보다 바람직하게는 65％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 70％ 이상이다.

여기서 표면 피복률(％)이란, 이하의 식 (1)로 표현되는 값을 의미한다.

본 발명의 수지 발포체는, 적어도 그 최표면이 이 표면 피복률을 만족시키고 있으면 되며, 막 두께 방향의 전체에 걸쳐 이러한 표면 피복률을 만족시키고 있지 않아도 된다. 예를 들어 수지 발포체의 전체 막 두께의 20％ 정도 이내, 바람직하게는 16％ 정도 이내, 보다 바람직하게는 14％ 정도 이내, 구체적으로는 수지 발포체 표면으로부터 250㎛ 정도 이내, 바람직하게는 150㎛ 정도 이내, 보다 바람직하게는 100㎛ 정도 이내, 또한 30㎛ 정도, 또는 20㎛ 정도 이내의 깊이의 표면층에 있어서, 이러한 표면 피복률을 만족시키고 있는 것을 들 수 있다.

이러한 표면 피복률을 갖는 수지 발포체의 표면 또는 표면층은, 통상의 수지 발포체 자체의 형태와는 달리, 기포가 파괴되어 불균일하고 치밀한 구조를 갖고 있다.

본 발명의 수지 발포체는, 후술하는 바와 같이 그 표면 또는 표면층도 포함하여, 두께 방향에 있어서 동일한 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 수지 발포체의 두께 방향으로 일체적으로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하여, 상이한 재료층의 적층 등의 번잡한 제조를 회피할 수 있음과 아울러, 양자의 계면에서의 박리 등을 방지할 수 있다.

그로 인하여, 예를 들어 후술하는 바와 같이 수지 발포체를 형성한 후, 그 표면을 가열하여 용융시킴으로써 소정의 표면 피복률을 부여할 수 있지만, 그때의 여러 조건을 변경함으로써 표면 피복률 자체를 조정할 수 있다.

이러한 표면 피복률을 갖는 것에 의하여 수지 발포체 자체는, 상술한 바와 같이 지극히 양호한 유연성 및 쿠션성을 가지면서, 압축의 유무에 관계없이 차광성도 우수하기 때문에, 휴대 전화 또는 휴대형 정보 단말기 등의 표시 장치에 있어서의 광 누설을 유효하게 방지하여, 화면의 시인성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 수지 발포체는, 압축하여 사용되는 경우뿐만 아니라, 압축 없이 사용되는 경우에 있어서도 차광성을 발휘하는 점에서, 예를 들어 파장 550㎚의 광의 투과율은 0.08 이하, 바람직하게는 0.05 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하이다.

또한 표면 피복률이 높은 것은, 즉, 수지 발포체의 표면이 기밀성도 구비하는 것을 의미한다. 따라서, 그 내측에서 발생하는 진동 또는 소리를 외측으로 누설하지 않아, 양호한 방음성도 확보할 수 있다. 또한 수지 발포체를 휴대 전화 또는 휴대형 정보 단말기 등의 시일재 등으로서 사용했을 경우에, 수지 발포체 표면과 이들 기기의 부재의 계면에서의 밀폐성이 확보되기 때문에, 방수성도 부여하는 것이 가능해진다. 특히 이들 기능은, 지극히 양호한 유연성 및 쿠션성을 갖고 있는 경우에, 동적 환경 하에서 진동 및 낙하 등의 충격이 가해지더라도 기밀성 및 밀폐성을 확보할 수 있기 때문에, 효과적으로 발휘될 수 있다.

게다가 표면 피복률이 높은 것에 기인하여, 통상 사용되는 수지 발포체와 비교하여, 그 표면 요철이 최대한 가압되어 평탄성을 확보할 수 있기 때문에, 휴대 전화 또는 휴대형 정보 단말기 등의 하우징 등의 내측과 같은 평탄한 부재에 수지 발포체를 장착하는 경우, 또는 이들 하우징 등의 부재에 장착하기 위하여 양면 테이프 등의 점착 테이프를 수지 발포체에 접착하는 경우에, 큰 접촉 면적에 의하여 용이하게 장착 또는 접착시킬 수 있다.

본 발명의 수지 발포체는, 하기에서 정의되는 23℃에서의 두께 회복률이 50％ 이상(예를 들어 50 내지 100％)이고, 바람직하게는 65％ 이상(예를 들어 65 내지 100％)이며, 보다 바람직하게는 68％ 이상(예를 들어 68 내지 100％) 또는 70％ 이상(예를 들어 70 내지 100％), 더욱 바람직하게는 75％ 이상(예를 들어 75 내지 100％)이다.

두께 회복률은, 수지 발포체를 초기 두께에 대하여 20％의 두께로 1분간 압축한 후 압축 상태를 해제하여, 압축 상태 해제 1초 후의 두께의 초기 두께에 대한 비율로서 정의된다.

본 발명의 수지 발포체는 50％ 이상의 두께 회복률을 갖기 때문에, 변형 회복성이 우수하다. 이로 인하여, 수지 발포체는 양호한 방진성, 특히 양호한 동적방진성(동적 환경 하에서의 방진 성능)을 발휘한다. 또한, 본 발명의 수지 발포체를 포함하여 구성된 발포재를 클리어런스에 조립했을 경우에 있어서, 진동 및 낙하시의 충격에 의하여 발포재가 변형되었을 때, 즉, 발포재가 압축되어 부착된 클리어런스 이하의 두께로 되었을 상태에도, 신속하고도 충분히 두께가 회복되어 클리어런스를 메울 수 있어, 티끌 등의 이물의 진입을 유효하게 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명의 수지 발포체는, 예를 들어 기포 구조가 독립 기포 구조 또는 반(半)연속 반(半)독립 기포 구조(독립 기포 구조와 반연속 반독립 기포 구조가 혼재하고 있는 기포 구조이며, 그 비율은 특별히 한정되지 않음)인 것이 바람직하다. 특히, 수지 발포체의 독립 기포율이 50％ 이하, 바람직하게는 40％ 이하, 보다 바람직하게는 35％ 이하로 되어 있는 기포 구조를 들 수 있다. 이 범위에 의하여, 충격을 받았을 때의 압축 변형 시 수지로부터 공기가 누설되기 쉬워, 충분한 충격 흡수성을 발휘시킬 수 있다. 또한, 수지 발포체의 독립 기포율이 10％ 이상, 바람직하게는 15％ 이상, 보다 바람직하게는 20％ 이상으로 되어 있는 기포 구조를 들 수 있다. 이 범위에 의하여, 연속 기포의 비율을 조정하여 티끌 등의 미소한 입자의 통과를 저지하여, 방진성을 향상시킬 수 있다.

또한 독립 기포율은, 예를 들어 실시예에 기재된 방법에 의하여 측정할 수 있다.

본 발명의 수지 발포체는, 또한 겉보기 밀도가 0.01 내지 0.20g/㎤인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.15g/㎤, 0.01 내지 0.10g/㎤, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.08g/㎤이다.

겉보기 밀도를 이 범위로 하는 경우에는 강도를 충분히 확보할 수 있으며, 양호한 가공성(특히 펀칭 가공성)을 얻을 수 있다. 동시에 유연성도 확보할 수 있으며, 발포재로서 사용했을 때 미소한 클리어런스에 대한 추종성을 얻을 수 있다.

또한 겉보기 밀도는 통상, 상술한 표면 피복률을 갖는 층에서는 그 기포 구조가 상이하므로, 이러한 층 이외의 부위에 있어서의 수지 발포체의 밀도를 의미한다. 또한 본 발명에서는, 수지 발포체의 전체 두께에 대하여, 상술한 표면 피복률을 갖는 층의 두께가 작기 때문에, 이 층을 포함하여 수지 발포체의 전체 두께에 있어서의 겉보기 밀도를 측정했을 경우에는, 이 값에 큰 변화를 주지 않는 것이 확인되어 있다. 따라서, 표면 피복률을 갖는 층의 두께가 상술한 범위 내인 경우에는, 이러한 표면 피복률을 갖는 층을 포함한 밀도로 해도 된다.

본 발명의 수지 발포체는, 기포 구조 중의 평균 셀 직경이 10 내지 200㎛, 10 내지 180㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 150㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 90㎛, 특히 바람직하게는 20 내지 80㎛이다.

이 평균 셀 직경은, 예를 들어 디지털 마이크로스코프(상품명 「VH-8000」, 「VH-500」 등, 키엔스 가부시키가이샤 제조)에 의하여 기포부의 확대 화상을 도입하고, 화상 해석 소프트웨어(상품명 「Win ROOF」미타니 쇼지 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 화상 해석함으로써 구할 수 있다.

본 발명의 수지 발포체에 있어서, 발포체의 평균 셀 직경의 상한을 200㎛ 이하, 바람직하게는 180㎛ 이하, 150㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 90㎛ 이하, 특히 바람직하게는 80㎛ 이하로 함으로써, 방진성을 높임과 아울러 차광성을 양호하게 할 수 있다. 한편, 발포체의 평균 셀 직경의 하한을 10㎛ 이상, 바람직하게는 20㎛ 이상으로 함으로써 쿠션성(충격 흡수성)을 양호하게 할 수 있다.

특히 본 발명의 수지 발포체는, 상술한 80％ 압축 시의 반발력 및 두께 회복률과 함께 상술한 표면 피복률을 모두 구비함으로써, 동적 환경 하에서의 충격에 대하여, 보다 확실히 방진성 및 차광성의 양쪽을 유지하는 것이 가능해진다.

〔수지 발포체의 재료〕

본 발명의 수지 발포체는 수지, 바람직하게는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물에 의하여 형성된다.

열가소성 수지로서는, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌 또는 프로필렌과 다른 α-올레핀(예를 들어 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1 등)의 공중합체, 에틸렌과 다른 에틸렌성 불포화 단량체(예를 들어 아세트산비닐, 아크릴산, 아크릴산에스테르, 메타크릴산, 메타크릴산에스테르, 비닐알코올 등)의 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS 수지) 등의 스티렌계 수지; 6-나일론, 66-나일론, 12-나일론 등의 폴리아미드계 수지; 폴리아미드이미드; 폴리우레탄; 폴리이미드; 폴리에테르이미드; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리염화비닐; 폴리불화비닐; 알케닐 방향족 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 비스페놀 A계 폴리카르보네이트 등의 폴리카르보네이트; 폴리아세탈; 폴리페닐렌술피드 등을 들 수 있다.

열가소성 수지는 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 열가소성 수지가 공중합체인 경우, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 중 어떠한 형태의 공중합체이어도 된다.

열가소성 수지로서는, 기계 강도, 내열성, 내약품성 등의 특성 면, 용융 열성형이 용이함 등의 성형 면에서 폴리올레핀계 수지가 적합하다.

폴리올레핀계 수지로서는, 분자량 분포가 넓고, 또한 고분자량측에 숄더를 갖는 타입의 수지, 미가교 타입의 수지(약간 가교된 타입의 수지), 장쇄 분지 타입의 수지 등을 적절히 들 수 있다.

특히 폴리올레핀계 수지로서는, 발포 배율이 높고, 또한 균일한 기포 구조를 갖는 수지 발포체를 얻는 점에서, 용융 장력(온도: 210℃, 인장 속도: 2.0m/min, 캐필러리: φ1㎜×10㎜)이 3 내지 50cN(바람직하게는 8 내지 50cN)인 폴리올레핀계 수지가 바람직하다.

열가소성 수지에는 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분이 포함된다.

고무 성분 및 열가소성 엘라스토머 성분은, 예를 들어 유리 전이 온도가 실온 이하(예를 들어 20℃ 이하)이기 때문에, 수지 발포체로 했을 때의 유연성 및 형상 추종성이 지극히 양호해진다.

고무 성분 및 열가소성 엘라스토머 성분으로서는, 고무 탄성을 갖고 발포 가능한 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 천연 고무, 폴리이소부틸렌, 폴리이소프렌, 클로로프렌 고무, 부틸 고무, 니트릴부틸 고무 등의 천연 또는 합성 고무; 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 폴리부텐, 염소화폴리에틸렌 등의 올레핀계 엘라스토머; 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체 및 그들의 수소 첨가물 등의 스티렌계 엘라스토머; 폴리에스테르계 엘라스토머; 폴리아미드계 엘라스토머; 폴리우레탄계 엘라스토머 등의 각종 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다.

이들은 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

그 중에서도, 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분으로서는, 올레핀계 엘라스토머가 바람직하다. 올레핀계 엘라스토머는, 열가소성 수지로서 예시되어 있는 폴리올레핀계 수지와의 상용성이 양호하다.

올레핀계 엘라스토머는, 수지 성분 A(올레핀계 수지 성분 A)와 고무 성분 B가 마이크로 상분리된 구조를 갖는 타입이어도 되고, 수지 성분 A와 고무 성분 B를 물리적으로 분산시킨 타입이어도 되며, 수지 성분 A와 고무 성분 B를 가교제의 존재 하에서 동적으로 열처리한 타입(동적 가교형 열가소성 엘라스토머, TPV)이어도 된다. 그 중에서도 올레핀계 엘라스토머로서는, 동적 가교형 열가소성 올레핀계 엘라스토머(TPV)가 바람직하다.

동적 가교형 열가소성 올레핀계 엘라스토머는, TPO(비가교형 열가소성 올레핀계 엘라스토머)보다 탄성률이 높고, 또한 압축 영구 변형도 작다. 이것에 의하여, 수지 발포체로 했을 경우에 우수한 회복성을 나타낸다.

동적 가교형 열가소성 올레핀계 엘라스토머란, 상술한 바와 같이 매트릭스를 형성하는 수지 성분 A(올레핀계 수지 성분 A) 및 도메인을 형성하는 고무 성분 B를 포함하는 혼합물을 가교제의 존재 하에서 동적으로 열처리함으로써 얻어지고, 매트릭스(해상(海相))인 수지 성분 A 중에 가교 고무 입자가 도메인(도상(島相))으로서 미세하게 분산된 해도 구조를 갖는 다상계의 중합체이다.

이러한 동적 가교형 열가소성 올레핀계 엘라스토머로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2000-007858호 공보, 일본 특허 공개 제2006-052277호 공보, 일본 특허 공개 제2012-072306호 공보, 일본 특허 공개 제2012-057068호 공보, 일본 특허 공개 제2010-241897호 공보, 일본 특허 공개 제2009-067969호 공보, 일본 특허 재공표 제03/002654호 등에 기재된 것, 「제오섬」(닛폰 제온사 제조), 「서모런」(미츠비시 가가쿠사 제조), 「사링크 3245D」(도요 보세키 가부시키가이샤 제조) 등으로서 시판되고 있는 것 등을 들 수 있다.

본 발명의 수지 발포체를 구성하는 수지가, 열가소성 수지와 함께 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분을 포함하는 경우, 그 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 본 발명의 수지 발포체를 구성하는 수지에 있어서의, 열가소성 수지와 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분과의 중량비는 70/30 내지 30/70이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60/40 내지 30/70이며, 더욱 바람직하게는 50/50 내지 30/70이고, 한층 더 바람직하게는 60/40 내지 10/90, 58/42 내지 10/90, 55/45 내지 10/90이다. 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분의 비율이 지나치게 적으면 수지 발포체의 쿠션성이 저하되기 쉬워지거나, 또는 압축 후의 회복성이 저하되는 경우가 있고, 한편, 지나치게 많으면 발포체 형성 시에 가스 누설이 발생하기 쉬워져, 고발포성의 발포체를 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

본 발명의 수지 발포체에서는, 고압축 시의 유연성 및 압축 후의 형상 회복을 실현하기 위하여, 즉, 대(大)변형을 가능하게 하고 소성 변형을 일으키지 않도록 하기 위해서는, 소위 고무 탄성이 우수한 재료를 사용하는 것이 적합하다. 그 관점에서 본 발명의 수지 발포체에서는, 구성하는 수지 조성물로서, 상술한 열가소성 수지와 함께 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수지 발포체는 그 구성 수지 조성물에 있어서, 조핵제가 더 포함되는 것이 바람직하다. 조핵제가 포함되어 있으면 셀 직경을 용이하게 조정할 수 있으며, 적당한 유연성을 가짐과 아울러, 절단 가공성이 우수한 발포체를 얻을 수 있다.

조핵제로서는, 예를 들어 탈크, 실리카, 알루미나, 제올라이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 산화아연, 산화티타늄, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 마이카, 몬모릴로나이트 등의 산화물, 복합 산화물, 금속 탄산염, 금속 황산염, 금속 수산화물; 카본 입자, 유리 섬유, 카본 튜브 등을 들 수 있다. 조핵제는 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용된다.

조핵제의 평균 입자 직경은 특별히 한정되지 않으며, 바람직하게는 0.3 내지 1.5㎛이고, 보다 바람직하게는 0.4 내지 1.2㎛이다. 이러한 평균 입자 직경으로 함으로써, 조핵제로서의 충분한 기능을 발휘시킬 수 있다. 또한, 조핵제가 셀의 벽을 뚫지 않아 고발포 배율을 실현할 수 있다.

이 평균 입자 직경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의하여 측정할 수 있다. 예를 들어 LEEDS & NORTHRUP INSTRUMENTS사 제조 「MICROTRAC MT-3000」에 의하여, 시료의 분산 희석액으로부터 측정(AUTO 측정 모드)할 수 있다.

본 발명의 수지 발포체에 있어서 조핵제를 포함하는 경우, 그 함유량은 특별히 한정되지 않으며, 구성하는 수지 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.5 내지 150중량부, 보다 바람직하게는 2 내지 140중량부, 보다 더 바람직하게는 3 내지 130중량부이다.

본 발명의 수지 발포체가 열가소성 수지에 의하여 구성되는 경우에는, 타기 쉬우므로 난연제를 함유하는 것이 바람직하다.

난연제로서는 논할로겐-논안티몬계인 무기 난연제가 바람직하다.

이러한 무기 난연제로서는, 예를 들어 금속 수산화물이나 금속 화합물의 수화물 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 수산화알루미늄; 수산화마그네슘; 산화마그네슘이나 산화니켈의 수화물; 산화마그네슘이나 산화아연의 수화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 수산화마그네슘을 적절히 들 수 있다. 상기 수화 금속 화합물은 표면 처리되어 있어도 된다. 난연제는 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용된다.

본 발명의 수지 발포체에 있어서 난연제가 포함되는 경우, 그 함유량은, 구성하는 수지 100중량부에 대하여 5 내지 70중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 내지 65중량부이다.

본 발명의 수지 발포체는, 또한 극성 관능기를 갖고, 융점이 50 내지 150℃이며, 지방산, 지방산아미드, 지방산 금속 비누로부터 선택된, 적어도 하나의 지방족계 화합물을 함유하고 있어도 된다. 그 중에서도 지방산, 지방산아미드가 바람직하다.

본 발명의 수지 발포체에 있어서, 이러한 지방족계 화합물이 포함되어 있으면 가공(특히 펀칭 가공) 시에 기포 구조가 찌부러지기 어려워져, 형상 회복성이 향상되고, 가공성(특히 펀칭 가공성)이 보다 향상된다. 이러한 지방족계 화합물은 결정성이 높아, 열가소성 수지(특히 폴리올레핀계 수지)에 첨가하면 수지 표면에 견고한 막을 형성하여, 기포 구조를 형성하는 기포의 벽면끼리가 서로 블로킹하는 것을 방지하는 작용을 갖기 때문이라고 추측된다.

이러한 지방족계 화합물은, 특히 폴리올레핀계 수지에 대해서는, 극성이 높은 관능기를 포함하는 것이 상용되기 어렵기 때문에, 수지 발포체 표면에 석출되기 쉬워, 상술한 효과를 발휘하기 쉽다.

지방족계 화합물의 융점은, 수지 조성물을 발포 또는 성형할 때의 성형 온도를 낮추어, 수지(특히 폴리올레핀계 수지)의 열화를 억제하고, 내승화성을 부여하는 등의 관점에서, 바람직하게는 50 내지 150℃이고, 보다 바람직하게는 70 내지 100℃이다.

지방산으로서는 탄소수 18 내지 38 정도가 바람직하고, 탄소수 18 내지 22 정도의 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는 스테아르산, 베헨산, 12-히드록시스테아르산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 베헨산이 특히 바람직하다.

지방산아미드로서는, 지방산부분의 탄소수가 18 내지 38 정도인 것이 바람직하고, 탄소수가 18 내지 22 정도인 것이 보다 바람직하며, 모노아미드, 비스아미드 중 어떠한 것이어도 된다. 구체적으로는 스테아르산아미드, 올레산아미드, 에루크산아미드, 메틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스스테아르산아미드 등을 들 수 있다. 그 중에서도 에루크산아미드가 특히 바람직하다.

지방산 금속 비누로서는, 상기 지방산의 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 리튬, 바륨, 아연, 납의 염 등을 들 수 있다.

본 발명의 수지 발포체에 있어서, 이러한 지방족계 화합물이 포함되는 경우, 그 함유량은 특별히 한정되지 않으며, 구성하는 수지 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.5 내지 3.5중량부이며, 더욱 바람직하게는 2 내지 3중량부이다. 이것에 의하여, 수지가 발포 또는 성형 시에 충분한 압력을 유지할 수 있어, 발포제(예를 들어 이산화탄소, 질소 등의 불활성 가스)의 함유량을 확보하여 높은 발포 배율을 얻을 수 있다.

본 발명의 수지 발포체는 활제가 함유되어 있어도 된다. 이것에 의하여, 수지 조성물의 유동성을 향상시킴과 아울러, 수지의 열 열화를 억제할 수 있다. 활제는 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용된다.

활제로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 유동 파라핀, 파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등의 탄화수소계 활제; 스테아르산부틸, 스테아르산모노글리세라이드, 펜타에리트리톨테트라스테아레이트, 경화 피마자유, 스테아르산스테아릴 등의 에스테르계 활제 등을 들 수 있다.

또한 활제의 함유량은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 적절히 선택할 수 있다.

본 발명의 수지 발포체는, 필요에 따라 그 외의 첨가제가 함유되어 있어도 된다. 이러한 첨가제로서는, 예를 들어 수축 방지제, 노화 예방제, 열 안정제, HALS 등의 내광제, 내후제, 금속 불활성제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 동해 방지제 등의 안정제, 방균제, 곰팡이 방지제, 분산제, 점착 부여제, 카본 블랙이나 유기 안료 등의 착색제, 충전제 등을 들 수 있다. 특히, 동적 가교형 열가소성 올레핀계 엘라스토머를 사용하는 경우, 그것을 함유하는 조성물로서 첨가제(예를 들어 카본 블랙 등의 착색제, 연화제 등)를 함유한 것을 사용해도 된다. 이 첨가제는 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용된다.

이 첨가제의 함유량은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 적절히 선택할 수 있다.

〔수지 발포체의 제조 방법〕

본 발명의 수지 발포체는, 열가소성 수지(고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분을 포함함), 임의로 조핵제, 지방족계 화합물, 활제 등의 첨가제를 혼합·혼련하는 등에 의하여 얻어진 수지 조성물을 사용하여, 수지 조성물을 발포 또는 성형함으로써 제조할 수 있다.

수지 조성물을 발포 또는 성형할 때 사용되는 발포 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 물리적 방법, 화학적 방법 등의, 통상 사용되는 방법을 들 수 있다. 일반적인 물리적 방법은, 클로로플루오로카본류 또는 탄화수소류 등의 저비점 액체(발포제)를 수지에 분산시키고, 이어서 가열하여 발포제를 휘발시킴으로써 기포를 형성시키는 방법이다. 또한 일반적인 화학적 방법은, 수지에 첨가한 화합물(발포제)의 열분해에 의하여 발생한 가스에 의하여 기포를 형성시키는 방법이다.

본 발명에서는, 발포 방법으로서는, 셀 직경이 작고 또한 셀 밀도가 높은 발포체를 용이하게 얻을 수 있는 점에서, 발포제로서 고압의 가스를 사용하는 방법이 바람직하다. 특히 발포제로서 고압의 불활성 가스를 사용하는 방법이 바람직하다.

발포제로서 고압의 가스를 사용하는 방법으로서는, 수지 조성물에 고압의 가스를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 형성하는 방법이 바람직하다. 구체적으로는, 수지 조성물을 포함하는 미발포 또는 성형물에 고압의 가스를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 형성하는 방법, 용융된 수지 조성물에 가스를 가압 상태 하에서 함침시킨 후, 감압과 함께 성형을 행하여 형성하는 방법 등을 들 수 있다.

불활성 가스로서는, 수지 발포체의 소재인 수지에 대하여 불활성이고 또한 함침 가능한 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 이산화탄소, 질소, 공기 등을 들 수 있다. 이 가스는 혼합하여 사용해도 된다. 이들 중, 수지에의 함침량이 많고 함침 속도가 빠른 점에서 이산화탄소 또는 질소가 바람직하며, 이산화탄소가 보다 바람직하다.

또한, 수지 조성물에의 함침 속도를 빠르게 한다는 관점에서, 상기 고압의 가스(특히 불활성 가스, 또한 이산화탄소)는 초임계 상태의 가스인 것이 바람직하다. 초임계 상태에서는, 수지에의 가스의 용해도가 증대되어, 고농도의 혼입이 가능하다. 또한, 함침 후의 급격한 압력 강하 시에는, 상기와 같이 고농도로 함침하는 것이 가능하기 때문에, 기포 핵의 발생이 많아져, 그 기포 핵이 성장하여 생기는 기포의 밀도는 기공률이 동일하더라도 커지기 때문에, 미세한 기포를 얻을 수 있다. 예를 들어 이산화탄소의 임계 온도는 31℃, 임계 압력은 7.4㎫이다.

발포제로서 고압의 가스를 사용하는 방법에 의하여 수지 조성물을 발포 또는 성형하는 방법으로서는, 미리 수지 조성물을 시트형 등의 적당한 형상으로 성형하여 미발포 수지 성형체(미발포 수지 성형물)로 한 후, 이 미발포 수지 성형체에 고압의 가스를 함침시키고, 압력을 해방함으로써 발포시키는 뱃치 방식, 수지 조성물을 가압 하에서 고압의 가스와 함께 혼련하고 성형함과 동시에 압력을 해방하여, 성형과 발포를 동시에 행하는 연속 방식 등을 들 수 있다.

뱃치 방식으로 수지 조성물을 발포 또는 성형할 때, 발포에 제공하는 미발포 수지 성형체를 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 수지 조성물을 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기를 사용하여 성형하는 방법; 수지 조성물을 롤러, 캠, 니더, 밴버리형 등의, 블레이드를 설치한 혼련기를 사용하여 균일하게 혼련하고, 열판의 프레스 등을 사용하여 소정의 두께로 프레스 성형하는 방법; 수지 조성물을 사출 성형기를 사용하여 성형하는 방법 등을 들 수 있다.

또한, 미발포 수지 성형체는 압출 성형, 프레스 성형, 사출 성형 이외에 다른 성형 방법으로도 형성할 수 있다.

또한, 미발포 수지 성형체의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 용도에 따라 다양한 형상을 선택할 수 있지만, 예를 들어 시트형, 롤형, 판형, 괴상 등을 들 수 있다.

이와 같이, 뱃치 방식으로 수지 조성물을 발포 또는 성형할 때는, 원하는 형상 또는 두께의 미발포 수지 성형체가 얻어지는 적절한 방법에 의하여 수지 조성물을 성형할 수 있다.

뱃치 방식으로 수지 조성물을 발포 또는 성형하는 경우, 얻어진 미발포 수지 성형체를 내압 용기(고압 용기) 내에 넣고, 고압의 가스(특히 불활성 가스, 나아가 이산화탄소)를 주입(도입)하여, 미발포 수지 성형체 내에 고압의 가스를 함침시키는 가스 함침 공정, 충분히 고압의 가스를 함침시킨 시점에서 압력을 해방하여(통상, 대기압까지) 수지 중에 기포 핵을 발생시키는 감압 공정, 경우에 따라서는(필요에 따라) 가열함으로써 기포 핵을 성장시키는 가열 공정을 거쳐, 수지 중에 기포를 형성시킨다. 가열 공정을 설정하지 않고 실온에서 기포 핵을 성장시켜도 된다.

연속 방식으로의 수지 조성물의 발포 또는 성형으로서는, 수지 조성물을 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기를 사용하여 혼련하면서, 고압의 가스(특히 불활성 가스, 나아가 이산화탄소)을 주입(도입)하여, 충분히 고압의 가스를 수지 조성물에 함침시키는 혼련 함침 공정, 압출기의 선단부에 설치된 다이스 등을 통하여 수지 조성물을 압출함으로써, 압력을 해방하여(통상, 대기압까지) 성형과 발포를 동시에 행하는 성형 감압 공정에 의하여 발포 또는 성형하는 것을 들 수 있다.

이들 혼련 함침 공정 및 성형 감압 공정에서는, 압출기 외에 사출 성형기 등을 사용하여 행할 수도 있다. 또한, 연속 방식으로의 수지 조성물의 발포 또는 성형 시에는, 필요에 따라 가열함으로써 기포를 성장시키는 가열 공정을 설정해도 된다.

뱃치 방식 또는 연속 방식 중 어떠한 것에 있어서도, 기포를 성장시킨 후, 필요에 따라 냉수 등에 의하여 급격하게 냉각하여 형상을 고정화해도 된다. 또한 고압의 가스 도입은 연속적으로 행해도 되고, 불연속적으로 행해도 된다.

기포 핵을 성장시킬 때의 가열 방법으로서는 워터 배스, 오일 배스, 열 롤, 열풍 오븐, 원적외선, 근적외선, 마이크로파 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.

수지 조성물의 발포 또는 성형할 때의 가스 혼합량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 수지 조성물 중의 수지 성분 전량에 대하여 바람직하게는 2 내지 10중량％, 보다 바람직하게는 2.5 내지 8중량％, 더욱 바람직하게는 3 내지 6중량％이다. 이 범위로 함으로써, 성형기 내에서 가스가 분리되지 않아 발포율이 높은 발포체를 얻을 수 있다.

본 발명의 수지 발포체를 제조하는 경우, 효율적으로 안정된 발포체를 제작하기 위하여, 상술한 공정을 거친 후, 또는 상술한 공정 중에 연신을 행하는 것이 바람직하다.

연신은, 수지의 압출 속도와 성형 속도의 비율이 1:1.2 내지 5로 되도록 행하는 것이 바람직하다.

연신을 이 범위에서 행함으로써, 수지 시트의 이송이 롤 또는 벨트의 마찰 저항으로 불안정해지는 것을 방지하고, 과잉 연신으로 두께 방향으로 찌부러지는 것을 회피할 수 있다. 그 결과, 공공률, 쿠션성 및 유연성을 확보할 수 있다.

수지가 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분을 많이 함유하는 경우에는 통상, 롤 또는 벨트에 대한 미끄럼성이 저하되지만, 연신을 상기 범위에서 행함으로써, 수지의 조성에 관계없이 안정되게 시트를 보낼 수 있어, 형상이 안정된 수지 발포체를 얻을 수 있다.

여기서 성형 속도란, 롤 또는 벨트에 의하여 수지 시트가 보내지는 속도를 의미한다. 성형 속도는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 2 내지 100m/min으로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 안정적으로 수지 시트를 성형할 수 있어 생산 효율을 확보할 수 있다.

또한, 롤 또는 벨트에 의하여 수지 시트를 닙하는 경우, 닙 압은 발포체가 두께 방향으로 찌부러지지 않을 정도로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수지 발포체에 있어서, 수지 조성물의 발포 또는 성형할 때의 뱃치 방식에 있어서의 가스 함침 공정 및 연속 방식에 있어서의 혼련 함침 공정에서, 가스를 미발포 수지 성형체 또는 수지 조성물에 함침시킬 때의 압력은, 가스의 종류 또는 조작성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어 가스로서 불활성 가스, 특히 이산화탄소를 사용하는 경우에는 6㎫ 이상(예를 들어 6 내지 100㎫), 바람직하게는 8㎫ 이상(예를 들어 8 내지 100㎫)이다.

이러한 압력으로 설정함으로써 가스의 함침량이 적당한 양으로 되고, 기포 핵 형성 속도를 제어하여, 형성되는 기포 핵 수를 적당한 수로 조정할 수 있다. 또한 발포 시의 기포 성장을 적절히 제어하여, 셀 직경을 작게 조정할 수 있다. 즉, 기포 밀도 및 셀 직경의 제어가 용이해진다. 그 결과, 양호한 방진 효과를 부여하는 것이 가능해진다.

수지 조성물의 발포 또는 성형할 때의 뱃치 방식에 있어서의 가스 함침 공정 및 연속 방식에 있어서의 혼련 함침 공정에서, 고압의 가스를 미발포 수지 성형체나 수지 조성물에 함침시킬 때의 온도는, 사용하는 가스 또는 수지의 종류 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 예를 들어 조작성 등을 고려했을 경우, 10 내지 350℃를 들 수 있다.

구체적으로는 뱃치 방식에 있어서, 시트형 미발포 수지 성형체에 고압의 가스를 함침시키는 경우의 함침 온도는, 바람직하게는 10 내지 250℃, 보다 바람직하게는 40 내지 240℃, 또한 바람직하게는 60 내지 230℃이다.

또한 연속 방식에 있어서, 수지 조성물에 고압의 가스를 주입하여 혼련할 때의 온도는, 바람직하게는 60 내지 350℃, 보다 바람직하게는 100 내지 320℃, 더 바람직하게는 150 내지 300℃이다.

고압의 가스로서 이산화탄소를 사용하는 경우에는, 초임계 상태를 유지하기 위하여, 함침 시의 온도(함침 온도)는 32℃ 이상(특히 40℃ 이상)인 것이 바람직하다.

뱃치 방식이나 연속 방식으로 수지 조성물을 발포 또는 성형할 때의 감압 공정에서의 감압 속도는 특별히 한정되지 않으며, 균일한 미세 기포를 얻기 위하여, 바람직하게는 5 내지 300㎫/초이다.

가열 공정에서의 가열 온도는, 예를 들어 40 내지 250℃(바람직하게는 60 내지 250℃)이다.

수지 조성물의 발포 또는 성형할 때 상술한 방법을 사용하면, 고발포의 수지 발포체를 제조할 수 있으며, 두꺼운 수지 발포체를 제조하는 것이 가능해진다.

예를 들어 연속 방식으로 수지 조성물의 발포 또는 성형하는 경우, 혼련 함침 공정에 있어서 압출기 내부에서의 압력을 유지하기 위해서는, 압출기 선단부에 설치하는 다이스의 갭을 가능한 한 좁게(통상 0.1 내지 1.0㎜ 정도) 할 필요가 있다. 따라서, 두꺼운 수지 발포체를 얻기 위해서는, 좁은 갭을 통하여 압출된 수지 조성물이, 높은 배율로 발포된다.

종래에는, 높은 발포 배율을 얻을 수 없어서, 형성되는 수지 발포체의 두께는 얇은 것(예를 들어 0.5 내지 2.0㎜)으로 한정되어 있었다. 이에 비하여, 고압의 가스를 사용하여 수지 조성물을 발포 또는 성형함으로써, 최종적으로 0.50 내지 5.00㎜의 두께의 수지 발포체를 연속하여 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 수지 발포체는, 80％ 압축 시의 반발력, 두께 회복률, 겉보기 밀도, 상대 밀도, 평균 셀 직경 등을, 사용하는 가스, 열가소성 수지, 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분 등의 종류에 따라, 예를 들어 가스 함침 공정 또는 혼련 함침 공정에서의 온도, 압력, 시간 등의 조작 조건, 감압 공정 또는 성형 감압 공정에서의 감압 속도, 온도, 압력 등의 조작 조건, 감압 후 또는 성형 감압 후의 가열 공정에서의 가열 온도 등을 적절히 선택, 설정함으로써 조정할 수 있다.

특히 본 발명의 수지 발포체는, 열가소성 수지 외에 조핵제, 지방족계 화합물을 적어도 포함하는 수지 조성물에 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 평균 셀 직경이 작고, 독립 기포 구조율이 낮은 기포 구조를 가지며, 고발포 배율이고, 양호한 유연성을 나타내며, 기포 구조가 변형 또는 압축되기 어렵고, 가압했을 때의 변형 회복성이 우수하여, 가공성이 우수한 수지 발포체를 용이하게 얻을 수 있다.

본 발명의 수지 발포체는 열가소성 수지 외에, 평균 입경이 특히 작은 조핵제, 지방족계 화합물을 적어도 포함하는 수지 조성물에 초임계 상태의 불활성 가스를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 평균 셀 직경이 지극히 작고, 독립 기포 구조율이 낮은 기포 구조를 가지며, 고발포 배율이고, 양호한 유연성을 나타내며, 기포 구조가 변형 또는 압축되기 어렵고, 가압했을 때의 변형 회복성이 우수하며, 조핵제가 기포 벽을 찢는 것을 보다 억제할 수 있어, 보다 가공성이 우수한 수지 발포체를 용이하게 얻을 수 있다.

본 발명의 수지 발포체는, 열가소성 수지와 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분의 혼합물을 포함하는 열가소성 수지(그 비율이 중량 기준으로 70/30 내지 30/70인 열가소성 수지) 외에, 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.5 내지 150중량부의 조핵제, 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부의 지방족계 화합물을 적어도 포함하는 수지 조성물에 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 수지 발포체는, 상술한 바와 같이 수지 조성물을 발포 또는 성형하여 발포체를 얻고 난 후, 이 발포체에, 상술한 특정한 표면 피복률을 갖는 표면 또는 표면층을 형성하거나 공압출함으로써 제조하는 것이 바람직하다.

특정한 표면 또는 표면층의 형성 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 가열 용융 처리, 수지의 도포, 수지층의 용착, 점착제층을 개재한 수지 필름층의 부착, 공압출 등을 들 수 있다. 그 중에서도 다른 재료와의 상성을 고려할 필요가 없고, 두께의 변화가 적은 점에서, 수지 발포체의 두께 방향에 있어서 동일한 조성으로 할 수 있는 방법이 바람직하며, 구체적으로는 가열 용융 처리가 보다 바람직하다.

가열 용융 처리로서는, 예를 들어 열 롤에 의한 프레스 처리, 레이저 조사 처리, 가열된 롤 상에서의 접촉 용융 처리, 프레임 처리 등을 들 수 있다.

열 롤에 의한 프레스 처리의 경우, 열 라미네이터 등을 사용하여 처리할 수 있다. 또한, 롤의 재질로서는 고무, 금속, 불소계 수지(예를 들어 테플론(등록 상표)) 등을 들 수 있다.

가열 용융 처리 시의 온도는, 효율적으로 특정한 표면 또는 표면층을 형성하는 점에서, 수지 발포체를 구성하는 수지의 연화점 또는 융점보다 15℃ 정도 낮은 온도(보다 바람직하게는 12℃ 정도 낮은 온도) 이상인 것이 바람직하고, 또한 수지 발포체를 구성하는 수지의 연화점 또는 융점보다 20℃ 정도 높은 온도(보다 바람직하게는 10℃ 정도 높은 온도) 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 발포체 표면의 용융이 적절히 진행되어, 특정한 표면 또는 표면층을 얻을 수 있음과 아울러, 발포 구조체의 수축 등을 일으키지 않고 주름 등의 발생을 방지할 수 있다.

가열 용융 처리의 처리 시간으로서는 처리 온도에 따라, 예를 들어 바람직하게는 0.1초 내지 10초 정도, 보다 바람직하게는 0.5초 내지 7초 정도이다. 이 범위의 시간으로 함으로써, 발포 구조체 표면의 용융이 적절히 진행되어, 특정한 표면층을 확실히 얻을 수 있다. 또한, 발포 구조체의 수축 등을 일으키지 않고 주름 등의 발생을 방지할 수 있다.

또한 수지의 도포, 수지층의 용착, 점착제층을 개재한 수지 필름층의 부착 시에는, 동일한 조성의 얻기 용이함 또는 작업성의 관점에서, 발포체를 얻을 때 사용되는 수지 조성물이 적절히 사용된다.

본 발명의 수지 발포체의 두께 및 형상은 특별히 한정되지 않으며, 후술하는 바와 같은 용도에 따라 적절히 조정할 수 있다. 또한 제조된 수지 발포체를, 후술하는 바와 같은 용도에 따라 적당한 형상 및 두께로 가공해도 된다.

〔발포재〕

본 발명의 발포재는, 상술한 수지 발포체를 포함하는 부재이다. 발포재의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 시트형(필름형을 포함함)이 바람직하다. 발포재는, 예를 들어 수지 발포체만을 포함하는 구성이어도 되고, 수지 발포체에 점착제층, 기재층 등이 적층되어 있는 구성이어도 된다.

특히 본 발명의 발포재는 점착제층을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어 본 발명의 발포재가 시트형의 발포재인 경우, 그 편면 또는 양면에 점착제층을 가져도 된다. 발포재가 점착제층을 갖고 있으면, 예를 들어 발포재 상에 점착제층을 개재하여 가공용 대지(台紙)를 설치할 수 있고, 또한 피착체에 고정, 임시 고정 등을 할 수 있다.

점착제층을 형성하는 점착제로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아크릴계 점착제, 고무계 점착제(천연 고무계 점착제, 합성 고무계 점착제 등), 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 에폭시계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 불소계 점착제 등의 공지된 점착제를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 점착제는 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 점착제는 에멀전계 점착제, 용제계 점착제, 핫 멜트형 점착제, 올리고머계 점착제, 고계 점착제 등의 어떠한 형태의 점착제이어도 된다. 그 중에서도 점착제로서는, 피착체에 대한 오염 방지 등의 관점에서 아크릴계 점착제가 바람직하다.

점착제층의 두께는 바람직하게는 2 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛이다. 점착제층은 박층일수록 단부의 티끌이나 먼지의 부착을 방지하는 효과가 높기 때문에, 두께는 얇은 편이 바람직하다.

점착제층은 단층, 적층체 중 어떠한 형태를 가져도 되며, 발포성 또는 비발포성 중 어떠한 것이어도 된다. 그 중에서도 비발포성의 점착제층이 바람직하다.

본 발명의 발포재에 있어서, 점착제층은, 다른 층(하층)을 개재하여 형성되어 있어도 된다. 이러한 하층으로서는, 예를 들어 다른 점착제층, 중간층, 하도층, 기재층(특히 필름층, 부직포층 등) 등을 들 수 있다. 하층은 발포성의 층이어도 되고 다공질의 층이어도 되지만, 비발포성의 층인 것이 바람직하고 수지층인 것이 보다 바람직하다.

점착제층은 박리 필름(세퍼레이터)(예를 들어 박리지, 박리 필름 등)에 의하여 보호되어 있어도 된다.

본 발명의 발포재는, 본 발명의 수지 발포체를 포함하기 때문에, 양호한 방진성, 특히 양호한 동적 방진성을 갖고, 미소한 클리어런스에 대하여 추종 가능한 유연성을 가짐과 아울러, 양호한 차광성을 갖는다.

본 발명의 발포재는, 예를 들어 사용되는 장치, 기기, 하우징, 부재 등에 맞추어 다양한 형상 및 두께 등을 갖도록 가공되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 발포재는, 각종 부재 또는 부품, 예를 들어 전기 또는 전자 기기를 구성하는 부품을 소정의 부위에 설치할(장착할) 때 사용되는 부재, 예를 들어 방진재, 시일재, 충격 흡수재, 방음재, 완충재 등으로서 적절히 사용된다. 전기 또는 전자 기기를 구성하는 부품으로서는, 구체적으로는 액정 디스플레이, 발광 소자 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 화상 표시 장치에 장착되는 화상 표시 부재(표시부)(특히, 소형의 화상 표시 부재), 소위 「휴대 전화」, 「휴대 정보 단말기」 등의 이동체 통신의 장치에 장착되는 카메라 및 렌즈(특히, 소형의 카메라 및 렌즈) 등의 광학 부재 또는 광학 부품 등을 들 수 있다.

본 발명의 발포재 적합한 사용 형태로서는, 예를 들어 방진, 차광, 완충 등을 목적으로 하여, LCD(액정 디스플레이) 등의 표시부 주변에서 LCD(액정 디스플레이) 등의 표시부와 하우징(창부) 사이에 끼워 넣어 사용하는 것을 들 수 있다.

본 발명의 발포재를, 이러한 부재 또는 부품에 설치하는 경우에는, 그 클리어런스를 막도록 설치하는 것이 바람직하고, 이 클리어런스로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 0.05 내지 0.5㎜ 정도를 들 수 있다.

이하, 본 발명의 수지 발포체 및 발포재를 실시예에 기초하여 설명한다.

(실시예 1)

수지 조성물로서,

폴리프로필렌[용융 유속(MFR): 0.35g/10min]을 35중량부,

열가소성 엘라스토머 조성물[폴리프로필렌(PP)과 에틸렌/프로필렌/5-에틸리덴-2-노르보르넨 3원 공중합체(EPT)의 블렌드물(가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머, TPV), 폴리프로필렌과 에틸렌/프로필렌/5-에틸리덴-2-노르보르넨 3원 공중합체의 비율은 중량 기준으로 25/75인, 카본 블랙을 15중량％ 포함함]을 60중량부,

활제(스테아르산모노글리세라이드 1중량부에 폴리에틸렌 10중량부를 배합한 마스터 뱃치)를 3.8중량부,

조핵제(수산화마그네슘, 평균 입자 직경: 0.8㎛)를 10중량부,

에루크산아미드(융점 80 내지 85℃)를 2중량부, 2축 혼련기로 200℃의 온도에서 혼련하였다.

그 후, 수지 조성물을 스트랜드형으로 압출하고, 수냉 후 펠릿형으로 절단하고 성형하였다.

이 펠릿을, 니혼 세이코쇼사 제조의 탠덤형 단축 압출기에 투입하고, 240℃의 분위기 하에서 17(주입 후 13)㎫의 압력으로 이산화탄소 가스를 주입하였다. 이산화탄소 가스는 중합체 전량에 대하여 5중량％의 비율로 주입하였다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시키고, 발포에 적합한 온도까지 냉각하였다. 그 후 다이로부터 압출하여, 수지의 압출 속도와 성형 속도의 비율이 1:1.2 내지 1:2의 범위 내로 되도록 조정하여, 수지 발포체(시트형)를 얻었다. 이 수지 발포체는, 독립 기포율이 32％인 반연속 반독립 기포 구조를 갖고 있었다. 그리고 이 수지 발포체를 슬라이스하여, 두께가 1.1㎜인 수지 발포체 A를 얻었다.

얻어진 수지 발포체 A의 표면을, 유전 발열 롤(토쿠덴사 제조)을 사용하여, 롤 온도: 170℃, 처리 속도: 12m/min의 조건으로 열용융 처리하여, 그 표면에 두께 0.12㎜의 표면층을 형성하였다. 평균 셀 직경은 85㎛였다.

(실시예 2)

얻어진 수지 발포체 A의 표면을, 165℃의 롤 온도로 변경하여 열용융 처리를 행한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열용융 처리를 행하였다. 형성된 표면층의 두께는 0.10㎜였다. 평균 셀 직경은 85㎛였다.

(실시예 3)

얻어진 수지 발포체 A의 표면을, 160℃의 롤 온도로 변경하여 열용융 처리를 행한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열용융 처리를 행하였다. 형성된 표면층의 두께는 0.08㎜였다. 평균 셀 직경은 85㎛였다.

(비교예 1)

얻어진 수지 발포체 A에 있어서, 그 표면을 열용융 처리하지 않았다. 평균 셀 직경은 80㎛였다.

(비교예 2)

수지 조성물로서,

폴리프로필렌 45중량부,

열가소성 엘라스토머 조성물 55중량부,

활제 10중량부 및

조핵제 10중량부를 2축 혼련기로 200℃의 온도로 혼련하였다.

여기서 열가소성 엘라스토머 조성물은, 카본 블랙을 15.0중량％ 포함하고, 폴리프로필렌(PP)과 에틸렌/프로필렌/5-에틸리덴-2-노르보르넨 3원 공중합체(EPT)의 블렌드물:폴리프로필렌과 에틸렌/프로필렌/5-에틸리덴-2-노르보르넨 3원 공중합체=30:70(중량 기준)이며, 폴리프로필렌, 활제, 조핵제는 실시예 1과 마찬가지의 것을 사용하였다.

그 후, 수지 조성물을 스트랜드형으로 압출하고, 수냉 후 펠릿형으로 성형하였다.

이 펠릿을, 니혼 세이코쇼사 제조의 탠덤형 단축 압출기에 투입하고, 220℃의 분위기 하에서 14(주입 후 18)㎫의 압력으로 이산화탄소 가스를 3.8중량％ 주입하였다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각하고 다이로부터 압출하여, 수지 발포체(시트형)를 얻었다. 그리고 이 수지 발포체를 슬라이스하여, 두께가 1.1㎜인 수지 발포체 B를 얻었다. 평균 셀 직경은 80㎛였다.

(비교예 3)

발포 구조체 B를, 유전 발열 롤(토쿠덴사 제조)을 사용하여, 롤 온도: 160℃, 처리 속도: 12m/min의 조건으로 표면 열용융 처리를 행하여, 표면층을 형성하였다. 형성된 표면층의 두께는 0.1㎜였다. 평균 셀 직경은 83㎛였다.

(비교예 4)

편면에 흑색 PET가 적층된 폴리우레탄을 주성분으로 하는 발포체를 준비하였다. 평균 셀 직경은 80㎛였다.

(독립 기포율의 측정 방법)

실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 발포체의 독립 기포율은, 이하의 방법에 따라 측정하였다.

얻어진 수지 발포체로부터, 일정한 두께로 1변 5㎝의 평면 정사각형 시험편을 잘라낸다. 계속해서, 이 시험편의 중량 W1(g) 및 두께(㎝)를 측정하여, 시험편의 외관 체적 V1(㎤)을 산출한다.

이어서, 얻어진 값을 식 (1)에 대입하여, 기포가 차지하는 외관 체적 V2(㎤)를 산출한다. 또한, 시험편을 구성하는 수지의 밀도를 ρg/㎤라고 한다.

기포가 차지하는 외관 체적 V2=V1-W1/ρ (1)

계속해서, 이 시험편을 23℃의 증류수 중에, 시험편의 상면에서 수면까지의 거리가 40㎜로 되도록 침지시켜, 24시간 방치한다. 그 후, 시험편을 증류수 중으로부터 취출하여, 시험편의 표면에 부착된 수분을 제거한다. 얻어진 시험편의 중량 W2(g)를 측정하고, 식 (2)에 기초하여 연속 기포율 F1을 산출한다. 이 연속 기포율 F1로부터 독립 기포율 F2를 구한다.

연속 기포율 F1=100×(W2-W1)/V2 (2)

독립 기포율 F2=100-F1 (3)

(평균 셀 직경의 측정 방법)

수지 발포체의 MD 방향(흐름 방향)에 대한 직교 방향과 평행하게, 커터로 수지 발포체의 주면에 대하여 수직 방향(두께 방향)으로 절단하여, 평활한 단면을 제작하였다. 이들 단면을 디지털 마이크로스코프(상품명 「VHX-500」, 키엔스 가부시키가이샤 제조)에 의하여, 수지 발포체의 기포 확대 화상을 도입하고, 상기 계측기의 해석 소프트웨어(미타니 쇼지 가부시키가이샤 제조: Win ROOF)를 사용하여 화상 해석함으로써, 평균 셀 직경(㎛)을 구하였다. 또한, 도입한 확대 화상의 기포 수는 200개 정도이며, 이 200개의 평균으로 하였다.

(평가)

실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 발포체의 시트에 대하여, 각각의 겉보기 밀도, 80％ 압축 시의 반발력, 표면 피복률, 두께 회복률, 550㎚의 광의 투과율 및 방진성을 측정 또는 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

(겉보기 밀도의 측정 방법)

실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 발포체를 20㎜×20㎜ 크기로 펀칭하여 시험편으로 하고, 시험편의 치수를 버니어 캘리퍼스로 측정하였다. 또한, 수지 발포체의 질량을 상부 접시 천칭으로 측정하였다. 이들 값으로부터, 표면층 이외의 부분의 수지 발포체의 겉보기 밀도를 산출하였다.

겉보기 밀도(g/㎤)=시험편의 질량/시험편의 체적

(80％ 압축 시의 반발력의 측정 방법)

JIS K 6767에 기재되어 있는 압축 경도 측정법에 준하여 측정하였다.

수지 발포체를 폭: 30㎜×길이: 30㎜로 잘라내어 시트형 시험편으로 하였다. 이어서 시험편을 23℃에서 압축 속도: 10㎜/min으로, 두께 방향으로 압축률이 80％로 되기까지 압축했을 때의 응력(N)을 단위 면적(1㎠)당 환산하여 반발력(N/㎠)으로 하였다.

(표면 피복률의 측정 방법)

디지털 마이크로스코프(상품명 「VHX-500」 키엔스 가부시키가이샤 제조)에 의하여, 발포체 기포부의 확대 화상을 도입하고, 상기 계측기의 해석 소프트웨어를 사용하여 화상 해석함으로써, 수지 발포체의 표면 면적 및 표면에 존재하는 구멍의 면적(㎛)을 구하여, 식 (1)로부터 표면 피복률을 산출하였다.

(두께 회복률의 측정 방법)

수지 발포체를 전자력식 미소 시험기(마이크로 서보, MMT-250」, 시마즈 세이사쿠쇼사 제조)를 사용하여, 23℃의 분위기 하에서 두께 방향으로, 초기 두께에 대하여 20％의 두께로 압축하고, 1분간 압축 상태를 유지하였다. 압축 해제 후, 두께의 회복 거동(두께 변화 또는 두께 회복)을 고속 카메라(하이 스피드 카메라)에 의하여 촬영하고, 촬영한 영상으로부터 압축 상태 해제 후, 1초 후의 두께를 구하였다. 그리고, 다음의 식으로부터 순간 회복률을 구하였다.

순간 회복률(％)=(압축 상태 해제 후 1초 후의 두께)/(초기 두께)×100

(투과율의 측정 방법)

히타치 하이테크놀로지즈사 제조 「U-4100형 분광 광도계」를 사용하여, 파장 550㎚의 광을 수지 발포체의 한쪽 면측으로부터 조사하고, 다른 쪽 면측으로 투과한 광의 강도를 측정함으로써 구하였다.

(방진성의 측정 방법)

수지 발포체의 방진성의 측정을, 일본 특허 공개 제2011-162717호 공보에 있어서의 동적 방진성의 평가 용기를 사용한 측정 방법에 준거하여 행하였다.

즉, 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 발포체를, 도 1a에 도시한 바와 같이 프레임형(창틀형)(폭: 1㎜)으로 펀칭하여, 평가용 샘플(22)을 제작하였다. 또한 평가용 샘플(22)에서는, 박리 라이너는 모두 제거하였다.

이 평가용 샘플(22)을 도 1b 및 도 1c의 평가 용기(2)에 장착하고, 압축률 20％(초기 두께의 80％로 되도록 압축)로 하였다.

압축률은 알루미늄 스페이서(23)를 이용하여 조정하였다. 평가 용기(2)에 구비한 분말 공급부(25)에 분진으로서의 옥수수 전분을 0.1g(입자 직경: 17㎛) 넣고, 평가 용기(2)를 도 2에 도시하는 드럼식 낙하 시험기(회전식 낙하 장치)(1)에 넣고, 1rpm의 속도로 회전시켰다.

그리고, 평가 용기(2)에서 100회의 충돌 횟수(반복 충격)가 얻어지도록 소정 횟수를 회전시켰다. 그 후 평가 용기(2)를 분해하여, 분말 공급부(25)로부터 평가 샘플(22)을 통과하여 평가 용기(2) 내부에 침입한 입자를 마이크로소프트(장치명 「VH-500」, 키엔스 가부시키가이샤 제조)으로 관찰하였다. 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 입자의 개수를 계측하였다. 또한 관찰은, 공기 중의 부유 분진의 영향을 적게 하기 위하여 클린 벤치 내에서 행하였다.

표 1에 의하면, 실시예의 수지 발포체는 유연성을 갖고 있음과 아울러, 우수한 차광성과 방진 성능을 발현시키고 있음이 확인되었다.

본 발명은 전자 기기 등의 내부 절연체, 완충재, 차음재, 방진재, 충격 흡수 재, 차광재, 단열재, 식품 포장재, 의복용재, 건축재용 등으로서 유용한, 쿠션성 및 변형 회복성이 우수하고, 고발포 배율을 갖는 수지 발포체 및 발포재이며, 특히 휴대 전화, 휴대형 정보 단말기, LCD 등의 표시부 주위 등, 보다 상세하게는 LCD와 하우징(창부) 사이 등, 다양한 부재에 널리 이용할 수 있다.

1: 드럼식 낙하 시험기
2: 동적 방진성 평가용 용기
22: 평가용 샘플
23: 알루미늄 스페이서
25: 외부 공간

Claims (11)

1. 23℃에서의 80％ 압축 시의 반발력이 0.1 내지 5.0N/㎠이고, 또한 발포체 표면의 표면 피복률이 50％ 이상이며, 하기에서 정의되는 23℃에서의 두께 회복률이 50％ 이상인 것을 특징으로 하는 수지 발포체.
   두께 회복률: 수지 발포체를, 초기 두께에 대하여 20％의 두께로 1분간 압축한 후 압축 상태를 해제하여, 압축 상태 해제 1초 후의 두께의 초기 두께에 대한 비율.
2. 제1항에 있어서, 겉보기 밀도가 0.01 내지 0.20g/㎤인 수지 발포체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수지 발포체를 구성하는 수지가 열가소성 수지이거나, 또는 동적 가교형 열가소성 올레핀계 엘라스토머를 포함하는 수지 발포체.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고압 가스가 함침된 열가소성 수지 조성물의 감압 처리에 의하여 얻어지는 수지 발포체.
5. 제4항에 있어서, 상기 가스가 불활성 가스인 수지 발포체.
6. 제5항에 있어서, 상기 불활성 가스가 이산화탄소 또는 질소인 수지 발포체.
7. 제4항에 있어서, 상기 가스가 초임계 상태의 가스인 수지 발포체.
8. 제1항 또는 제2항에 기재된 수지 발포체를 구비하는 발포재.
9. 제8항에 있어서, 수지 발포체의 편면 또는 양면에 배치된 점착제층을 구비하는 발포재.
10. 제8항에 있어서, 점착층이 아크릴계 점착제에 의하여 형성되어 있는 발포재.
11. 제8항에 있어서, 전기 또는 전자 기기에 대하여 사용되는 발포재.

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