KR20130005240A - 폴리에스터계 엘라스토머 발포체 및 발포 부재 - Google Patents

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Abstract

압축 영구 변형 특성이 우수하고, 미세 셀 구조를 갖는 폴리에스터계 엘라스토머를 제공한다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는, 융점이 180 내지 240℃인 폴리에스터계 엘라스토머와, 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 에폭시 변성 폴리머는 중량 평균 분자량이 5,000 내지 100,000, 에폭시 당량이 100 내지 3000g/eq인 에폭시 변성 폴리머인 것이 바람직하다.

Description

폴리에스터계 엘라스토머 발포체 및 발포 부재{POLYESTER ELASTOMER FOAM AND FOAM MATERIAL}
본 발명은 폴리에스터계 엘라스토머 발포체 및 발포 부재에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전기 또는 전자 기기(예컨대, 휴대 전화, 휴대 단말, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 퍼스널 컴퓨터, 가전 제품 등)에 이용되는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체 및 발포 부재에 관한 것이다.
엘라스토머 발포체는 우수한 쿠션성을 갖고, 시일재, 쿠션재, 패트재 등에 유용하게 사용되고 있다. 예컨대, 휴대 전화나 디지털 카메라 등의 전기 또는 전자 기기의 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등을 위한 방진재나 완충재 등으로서 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 사용되고 있다.
그러한 상황 하에, 종래, 엘라스토머 발포체로서는 미가교 타입 또는 가교 타입의 폴리올레핀계 엘라스토머 발포체가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 그러나, 폴리올레핀계 엘라스토머는, 영구 변형이 크기 때문에, 블랭킹(blanking: 타발) 가공시(특히 세폭(細幅) 가공시)에 시일재로서 요구되는 두께나 형상을 유지하는 것이 곤란해지는 경우가 있어, 가공성이나 제품 특성이 저하된다는 문제가 있었다. 또한, 이 영구 변형의 문제는 고온 하에서 보다 현저해진다. 이 영구 변형 문제의 해결은 종래의 폴리올레핀계 엘라스토머 발포체의 과제이다. 또한, 보다 내열성이 우수한 발포체가 요구되고 있다.
예컨대, 전기 또는 전자 기기를 위한 소형화, 경량화, 박형화에 적합한 열가소성 폴리에스터계 수지 발포체가 알려져 있다(특허문헌 2 참조). 상기 열가소성 폴리에스터계 수지 발포체는 압축 잔류 변형이 작고, 가공성이 우수하다. 그러나, 전기 또는 전자 기기 분야에서는, 미세 셀 구조를 갖고, 더욱 압축 영구 변형 특성이 우수한 것, 특히 고온에서의 압축 영구 변형 특성이 우수한 것이 요구되어 왔다. 게다가, 상기 열가소성 폴리에스터계 수지 발포체는, 착색제를 첨가하여 흑색화하면, 영구 변형 특성이 악화되거나 미세 셀 구조를 형성할 수 없는 경우도 있었다.
일본 특허공개 2004-250529호 공보 일본 특허공개 2008-45120호 공보
특히, 폴리에스터계 발포체에 있어서, 흑색화하는 것에 의해 영구 변형 특성의 저하나 조대 셀 구조의 함유가 발생하여 방진성, 방수성, 방음성, 가공성, 양면 테이프와의 투묘성 등의 제품 특성의 저하라는 문제가 생기는 경우가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 압축 영구 변형 특성이 우수하고, 미세 셀 구조를 갖는 폴리에스터계 엘라스토머를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 이용되어 있는 전기 또는 전자 기기용의 발포 부재를 제공하는 것에 있다.
그래서, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 형성에 이용되는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물로서, 소정의 융점을 갖는 폴리에스터계 엘라스토머와 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 이용하면, 용융 장력 및 연전성(延展性: 드로우다운성)이 우수하고, 고발포화시킬 수 있어, 우수한 압축 영구 변형 특성 및 미세 셀 구조를 갖는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻을 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 융점이 180 내지 240℃인 폴리에스터계 엘라스토머와, 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 제공한다.
상기 에폭시 변성 폴리머는 중량 평균 분자량이 5,000 내지 100,000, 에폭시 당량이 100 내지 3000g/eq인 에폭시 변성 폴리머인 것이 바람직하다.
상기 에폭시 변성 폴리머는 에폭시 변성 아크릴계 폴리머 및 에폭시 변성 폴리에틸렌으로부터 선택되는 적어도 1의 폴리머인 것이 바람직하다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 평균 셀 직경이 10 내지 200㎛인 셀 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 겉보기 밀도가 0.01 내지 0.20g/cm3이고, 50% 압축시의 반발력이 0.1 내지 4.0N/cm2이며, 80℃에서의 압축 영구 변형(50% 압축 상태를 24시간 유지)이 60% 이하인 것이 바람직하다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 고압의 가스를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 발포시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다. 상기 가스는 불활성 가스인 것이 바람직하다. 또한, 상기 가스는 이산화탄소 가스인 것이 바람직하다. 나아가, 상기 가스는 초임계 상태인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 부재를 제공한다.
상기 발포 부재는 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체 상에 점착제층을 갖는 것이 바람직하다. 상기 점착제층은 아크릴계 점착제층인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 융점이 180℃ 내지 240℃인 폴리에스터계 엘라스토머와, 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포시킴으로써 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻는 것을 특징으로 하는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 상기 구성상의 특징을 갖기 때문에, 미세 셀 구조를 갖고, 압축 영구 변형 특성이 우수하다.
도 1은 실시예에서 이용한 폴리에스터계 엘라스토머(상품명 「하이트렐 5577」, 도레이·듀퐁주식회사제)의 DSC(시차 주사 열량 측정) 곡선을 나타내는 도면이다. 세로축은 열 흐름(W/g), 가로축은 온도(℃)를 나타낸다.
(폴리에스터계 엘라스토머 발포체)
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포시킴으로써 형성된다. 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물은 융점이 180 내지 240℃인 폴리에스터계 엘라스토머와 에폭시 변성 폴리머를 적어도 포함한다. 한편, 본원에서는, 융점이 180 내지 240℃인 폴리에스터계 엘라스토머를 「본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머」라고 칭하는 경우가 있다.
상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 폴리에스터계 폴리머를 포함하는 엘라스토머이다. 또한, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 구성하는 필수 성분이다. 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 전체량(100중량%)에 대하여 80중량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 85중량% 이상이 바람직하다. 한편, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 1의 폴리머만이 포함되어 있어도 좋고, 2 이상의 폴리머가 포함되어 있어도 좋다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머에 포함되는 폴리에스터계 폴리머로서는, 다이카복실산과 다이올의 중합에 의한 결합 부위를 갖는 폴리머이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 폴리에스터계 폴리머로서는, 예컨대 폴리올 성분과 폴리카복실산 성분의 반응(중축합)에 의한 에스터 결합 부위를 갖는 폴리에스터계 수지, 하드 세그먼트 및 소프트 세그먼트의 블록 공중합체인 폴리에스터계 엘라스토머 등을 들 수 있다. 본원에서는, 「폴리올 성분과 폴리카복실산 성분의 반응(중축합)에 의한 에스터 결합 부위를 갖는 폴리에스터계 수지」를 「폴리에스터계 수지」라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 「하드 세그먼트 및 소프트 세그먼트의 블록 공중합체인 폴리에스터계 엘라스토머」를 「HS 블록 공중합 폴리에스터계 엘라스토머」라고 칭하는 경우가 있다. 한편, 폴리에스터계 폴리머는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용된다.
상기 다이카복실산으로서는, 테레프탈산, 아이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌카복실산(예컨대, 2,6-나프탈렌다이카복실산, 1,4-나프탈렌다이카복실산 등), 다이페닐에터다이카복실산, 4,4'-바이페닐다이카복실산 등의 방향족 다이카복실산; 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산 등의 지방족 다이카복실산 등을 들 수 있다. 한편, 상기 다이카복실산은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다.
또한, 상기 다이올 성분으로서는, 예컨대 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 트라이메틸렌글라이콜, 1,4-뷰테인다이올(테트라메틸렌글라이콜), 2-메틸-1,3-프로페인다이올, 1,5-펜테인다이올, 2,2-다이메틸-1,3-프로페인다이올(네오펜틸글라이콜), 1,6-헥세인다이올, 3-메틸-1,5-펜테인다이올, 2-메틸-2,4-펜테인다이올, 1,7-헵테인다이올, 2,2-다이에틸-1,3-프로페인다이올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로페인다이올, 2-메틸-1,6-헥세인다이올, 1,8-옥테인다이올, 2-뷰틸-2-에틸-1,3-프로페인다이올, 1,3,5-트라이메틸-1,3-펜테인다이올, 1,9-노네인다이올, 2,4-다이에틸-1,5-펜테인다이올, 2-메틸-1,8-옥테인다이올, 1,10-데케인다이올, 2-메틸-1,9-노네인다이올, 1,18-옥타데케인다이올, 다이머다이올 등의 지방족 다이올; 1,4-사이클로헥세인다이올, 1,3-사이클로헥세인다이올, 1,2-사이클로헥세인다이올, 1,4-사이클로헥세인다이메탄올, 1,3-사이클로헥세인다이메탄올, 1,2-사이클로헥세인다이메탄올 등의 지환식 다이올; 비스페놀 A, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀 S, 비스페놀 S의 에틸렌옥사이드 부가물, 자일릴렌다이올, 나프탈렌다이올 등의 방향족 다이올; 다이에틸렌글라이콜, 트라이에틸렌글라이콜, 테트라에틸렌글라이콜, 폴리에틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜 등의 에터글라이콜 등의 다이올 성분 등을 들 수 있다. 나아가, 상기 다이올 성분은 폴리에터다이올이나 폴리에스터다이올 등의 폴리머 형태의 다이올 성분이어도 좋다. 상기 폴리에터다이올로서는, 예컨대 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 테트라하이드로퓨란 등을 개환 중합시킨 폴리에틸렌글라이콜, 폴리프로필렌글라이콜, 폴리테트라메틸렌글라이콜, 및 이들을 공중합시킨 코폴리에터 등의 폴리에터다이올 등을 들 수 있다. 한편, 상기 다이올 성분은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다.
상기 폴리에스터계 폴리머는 상기 방향족 다이카복실산(2가의 방향족 카복실산)과 다이올 성분의 중축합에 의해 얻어지는 폴리에스터계 수지이어도 좋다. 한편, 본원에서는, 「방향족 다이카복실산과 다이올 성분의 중축합에 의해 얻어지는 폴리에스터계 수지」를 「방향족 폴리에스터계 수지」라고 칭하는 경우가 있다.
상기 방향족 폴리에스터계 수지로서는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트라이메틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리뷰틸렌나프탈레이트, 폴리사이클로헥세인테레프탈레이트 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 폴리알킬렌테레프탈레이트계 수지를 2종류 이상 공중합하여 얻어지는 공중합체이어도 좋다. 한편, 폴리알킬렌테레프탈레이트계 수지가 공중합체인 경우, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체의 어느 형태의 공중합체이어도 좋다.
또한, HS 블록 공중합 폴리에스터계 엘라스토머로서는, 예컨대 (i) 상기 방향족 다이카복실산과, 상기 다이올 성분 중 하이드록실기와 하이드록실기 사이의 주쇄 중의 탄소수가 2 내지 4인 다이올 성분의 중축합에 의해 형성되는 폴리에스터를 하드 세그먼트로 하고, 상기 방향족 다이카복실산과, 상기 다이올 성분 중 하이드록실기와 하이드록실기 사이의 주쇄 중의 탄소수가 5 이상인 다이올 성분의 중축합에 의해 형성되는 폴리에스터를 소프트 세그먼트로 하는 폴리에스터·폴리에스터형의 공중합체; (ii) 상기 (i)과 마찬가지의 폴리에스터를 하드 세그먼트로 하고, 상기 폴리에터다이올 등의 폴리에터를 소프트 세그먼트로 하는 폴리에스터·폴리에터형의 공중합체; (iii) 상기 (i) 및 (ii)와 마찬가지의 폴리에스터를 하드 세그먼트로 하고, 지방족 폴리에스터를 소프트 세그먼트로 하는 폴리에스터·폴리에스터형의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 하드 세그먼트로서 이용되는 폴리에스터로서는, 예컨대 상기 폴리알킬렌테레프탈레이트계 수지(예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 등)를 들 수 있다.
상기 지방족 폴리에스터로서는, 예컨대 폴리카프로락톤; 상기 지방족 다이카복실산과 상기 다이올 성분의 폴리에스터; 하이드록시카복실산(예컨대, 락트산, 글라이콜산, 글리세린산 등)의 축합에 의해 형성되는 폴리에스터 등을 들 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머에 상기 HS 블록 공중합 폴리에스터계 엘라스토머가 포함되는 경우, 후술하는 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분이 함께 포함되어 있어도 좋다. 또한, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머에 상기 방향족 폴리에스터계 수지가 포함되는 경우, 후술하는 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분이 포함되어 있어도 좋다. 즉, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 상기 방향족 폴리에스터계 수지와 후술하는 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머에 상기 HS 블록 공중합 폴리에스터계 엘라스토머가 포함되는 경우, 상기 방향족 폴리에스터계 수지가 함께 포함되어 있어도 좋다.
이러한 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 천연 고무, 폴리아이소뷰틸렌, 폴리아이소프렌, 클로로프렌 고무, 뷰틸 고무, 나이트릴뷰틸 고무 등의 천연 또는 합성 고무; 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-다이엔 공중합체, 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체, 폴리뷰텐, 염소화 폴리에틸렌 등의 올레핀계 엘라스토머; 스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌 공중합체, 스타이렌-아이소프렌-스타이렌 공중합체, 및 그들의 수소첨가물 등의 스타이렌계 엘라스토머; 폴리에스터계 엘라스토머; 폴리아마이드계 엘라스토머; 폴리우레탄계 엘라스토머 등을 들 수 있다. 한편, 상기 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다. 상기 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분은 유리 전이 온도가 실온 이하(예컨대 20℃ 이하)이기 때문에, 얻어진 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 방진재 또는 시일재로 했을 때의 유연성 및 형상 추종성이 현저히 우수하다.
상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머에 상기 HS 블록 공중합 폴리에스터계 엘라스토머와 함께 상기 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분이 포함되는 경우, 상기 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분은, HS 블록 공중합 폴리에스터계 엘라스토머 자체가 탄성을 갖기 때문에, 필요에 따라 적절히 포함되어 있으면 좋다. 또한, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머에 상기 방향족 폴리에스터계 수지와 상기 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분이 포함되는 경우, 그의 혼합 비율(중량비)은 예컨대 (방향족 폴리에스터계 수지)/(고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분) = 5/95 내지 95/5(바람직하게는 10/90 내지 90/10, 더 바람직하게는 20/80 내지 80/20)이다. 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분의 비율이 1중량% 미만이면, 얻어진 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 쿠션성이 저하되기 쉬워지는 경우가 있다. 한편, 고무 성분 및/또는 열가소성 엘라스토머 성분의 비율이 99중량%를 초과하면, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 발포시에 가스 빠짐이 생기기 쉬워져, 고발포성의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 융점이 180 내지 240℃이고, 바람직하게는 190 내지 220℃이다. 융점이 180℃ 미만이면, 충분한 용융 장력을 갖는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 얻을 수 없어, 고발포화시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 융점이 240℃를 초과하면, 양호한 연전성(드로우다운성)을 갖는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 얻을 수 없어, 우수한 압축 영구 변형 특성 및 미세 셀 구조를 갖는 폴리에스터계 엘라스토머를 얻을 수 없는 경우가 있다.
한편, 상기 융점은, 10℃/min의 승온 속도로의 가열에 의해 시료를 용융시키고(제 1 가열), 다음으로 10℃/min의 강온 속도로의 냉각에 의해 -50℃까지 시료를 강온시키고(제 1 냉각), 그리고 10℃/min의 승온 속도로의 가열에 의해 -50℃로부터 시료를 승온시키는(제 2 가열) 조건으로 시차 주사 열량 측정을 행하여, 상기 제 2 가열시에 구해지는 융해 피크의 정점 온도(융해 피크 온도)로 한다. 한편, 시차 주사 열량 측정은 JIS K 7122(플라스틱의 전이 열 측정 방법)에 준거한다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 형성하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에는 에폭시 변성 폴리머가 필수 성분으로서 포함된다. 한편, 에폭시 변성 폴리머는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용된다.
상기 에폭시 변성 폴리머는 주쇄 말단이나 측쇄에 에폭시기를 갖는 폴리머이다. 또한, 1분자 중에 2 이상의 에폭시기를 갖는 폴리머이다. 특히, 상기 에폭시 변성 폴리머는, 주쇄 말단이나 측쇄에 글라이시딜 (메트)아크릴레이트 단위를 가짐으로써 에폭시기를 갖는 폴리머인 것이 바람직하다.
상기 에폭시 변성 폴리머는, 특별히 한정되지 않지만, 저분자량의 에폭시기를 갖는 화합물과 비교하여 삼차원 망상 구조를 형성하기 어려워, 용융 장력 및 변형 경화도가 우수한 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 용이하게 얻을 수 있는 점에서, 아크릴계 폴리머의 주쇄 말단이나 측쇄에 에폭시기를 갖는 폴리머인 에폭시 변성 아크릴계 폴리머나, 폴리에틸렌의 주쇄 말단이나 측쇄에 에폭시기를 갖는 폴리머인 에폭시 변성 폴리에틸렌으로부터 선택되는 적어도 1의 폴리머인 것이 바람직하다.
상기 에폭시 변성 폴리머의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 5,000 내지 100,000이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8,000 내지 80,000이며, 더 바람직하게는 10,000 내지 70,000, 특히 바람직하게는 20,000 내지 60,000이다. 한편, 분자량이 5,000 미만이면, 에폭시 변성 폴리머의 반응성이 높아져 고발포화를 할 수 없는 경우가 있다.
상기 에폭시 변성 폴리머의 에폭시 당량은, 특별히 한정되지 않지만, 100 내지 3000g/eq인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 200 내지 2500g/eq이며, 더 바람직하게는 300 내지 2000g/eq, 특히 바람직하게는 800 내지 1600g/eq이다. 에폭시 당량이 3000g/eq를 초과하면, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력 및 변형 경화도를 충분히 향상시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 에폭시 당량이 100g/eq 미만이면, 에폭시 변성 폴리머의 반응성이 높아지고, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 점도가 지나치게 높아져, 고발포화할 수 없는 경우가 있다.
상기 에폭시 변성 폴리머의 점도(B형 점도, 25℃)는, 특별히 한정되지 않지만, 2000 내지 4000mPa·s가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2500 내지 3200mPa·s이다. 점도가 2000mPa·s 미만이면, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포 성형할 때에 기포 벽의 파괴가 생겨, 고발포 구조를 갖는 발포체가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 점도가 4000mPa·s를 초과하면, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 유동성이 저하되는 경우가 있다.
상기 에폭시 변성 폴리머는 중량 평균 분자량이 5,000 내지 100,000이고, 에폭시 당량이 100 내지 3000g/eq인 것이 특히 바람직하다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 상기 에폭시 변성 폴리머의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 100중량부에 대하여 0.5 내지 4.0중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0 내지 3.5중량부이며, 더 바람직하게는 1.5 내지 3.0중량부이다. 상기 에폭시 변성 폴리머의 함유량이 0.5중량부 미만이면, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력 및 변형 경화도를 충분히 높게 할 수 없어, 고발포이고 미세한 셀 구조를 갖는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 발포체에 있어서 충분한 가교 밀도가 얻어지지 않아, 발포체의 압축 영구 변형 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 한편, 상기 에폭시 변성 폴리머의 함유량이 4.0중량부를 초과하면, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 점도가 지나치게 높아져, 고발포이고 미세한 셀 구조를 갖는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 얻어지지 않는 경우가 있다.
상기 에폭시 변성 폴리머는 가교제로서 작용한다. 또한, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력 및 변형 경화도를 향상시키는 개질제(수지 개질제)로서의 역할도 한다.
나아가, 상기 에폭시 변성 폴리머는 가수분해(예컨대, 원료의 흡습에 기인하는 가수분해 등), 열분해, 산화분해 등에 의한 폴리에스터 쇄의 절단을 방지할 수 있고, 게다가 절단된 폴리에스터 쇄를 재결합시킬 수 있기 때문에, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 에폭시 변성 폴리머는 1분자 중에 다수의 에폭시기를 갖기 때문에, 종래의 에폭시계 가교제보다도 분기 구조를 형성시키기 쉬워, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 변형 경화도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에는, 본원 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 결정화 촉진제가 포함되어 있어도 좋다. 상기 결정화 촉진제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 올레핀계 수지를 들 수 있다. 이러한 올레핀계 수지로서는, 분자량 분포가 넓고 또한 고분자량측에 숄더부를 가지는 타입의 수지, 미가교 타입의 수지(약간 가교된 타입의 수지), 장쇄 분기 타입의 수지 등이 바람직하다. 상기 올레핀계 수지로서는, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌 또는 프로필렌과 다른 α-올레핀(예컨대, 뷰텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1 등)의 공중합체, 에틸렌과 다른 에틸렌성 불포화 단량체(예컨대, 아세트산바이닐, 아크릴산, 아크릴산에스터, 메타크릴산, 메타크릴산에스터, 바이닐알코올 등)의 공중합체 등을 들 수 있다. 한편, 올레핀계 수지가 공중합체인 경우, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체의 어느 형태의 공중합체이어도 좋다. 또한, 올레핀계 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 결정화 촉진제가 포함되어 있으면, 우수한 성형성이 얻어진다. 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 상기 결정화 촉진제의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에스터계 엘라스토머 100중량부에 대하여 0.1 내지 30중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15중량부이다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에는 추가로 분말 입자를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 분말 입자는 발포 성형시의 발포 핵제로서의 기능을 발휘한다. 그 때문에, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 분말 입자를 함유시킴으로써, 양호한 발포 상태의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 얻어진다.
상기 분말 입자로서는, 예컨대 분말상의 탈크, 실리카, 알루미나, 제올라이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 산화아연, 산화타이타늄, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 마이카, 몬모릴로나이트 등의 클레이, 하드 클레이, 카본 입자, 유리 섬유, 카본 나노튜브 등을 들 수 있다. 한편, 이들 분말 입자는 표면 처리가 실시되어 있어도 좋다. 또한, 아미노실레인, 머캅토실레인, 바이닐실레인 등에 의해 실레인 커플링 처리된 하드 클레이도 들 수 있다. 한편, 상기 분말 입자는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다.
상기 분말 입자의 평균 입자 직경(입경)은, 특별히 한정되지 않지만, 0.1 내지 20㎛가 바람직하다. 평균 입자 직경이 0.1㎛ 미만이면 핵제로서 충분히 기능하지 않는 경우가 있고, 입경이 20㎛를 초과하면 발포 성형시에 가스 빠짐의 원인이 되는 경우가 있어 바람직하지 않다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 상기 분말 입자의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에스터계 엘라스토머 100중량부에 대하여 0.1 내지 150중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 내지 130중량부이며, 더 바람직하게는 0.3 내지 50중량부이다. 상기 분말 입자의 함유량이 0.1중량부 미만이면, 균일한 발포체를 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 상기 분말 입자의 함유량이 150중량부를 초과하면, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물로서의 점도가 현저히 상승함과 더불어, 발포 형성시에 가스 빠짐이 생겨 버려, 발포 특성을 손상시키는 경우가 있다.
폴리에스터계 엘라스토머 발포체는, 폴리에스터계 엘라스토머에 의해 구성되어 있기 때문에, 연소되기 쉽다는 특성(물론, 결점이기도 함)을 갖고 있다. 그 때문에, 특히, 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 전기 기기 또는 전자 기기 용도 등의 난연성 부여가 불가결한 용도에 이용하는 경우에는, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 난연제가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 난연제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 난연성을 갖고 있는 분말 입자(예컨대, 분말상의 각종 난연제 등)를 들 수 있고, 무기 난연제를 바람직하게 들 수 있다. 상기 무기 난연제로서는, 예컨대 브롬계 난연제, 염소계 난연제, 인계 난연제, 안티몬계 난연제 등이어도 좋지만, 염소계 난연제나 브롬계 난연제는, 연소시에 인체에 대하여 유해하고 기기류에 대하여 부식성을 갖는 가스 성분을 발생시키며, 또한 인계 난연제나 안티몬계 난연제는, 유해성이나 폭발성 등의 문제가 있기 때문에, 비할로젠-비안티몬계 무기 난연제(할로젠 화합물 및 안티몬 화합물이 포함되어 있지 않은 무기 난연제)가 바람직하다. 상기 비할로젠-비안티몬계 무기 난연제로서는, 예컨대 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화마그네슘·산화니켈의 수화물, 산화마그네슘·산화아연의 수화물 등의 수화 금속 화합물 등을 들 수 있다. 한편, 수화 금속 산화물은 표면 처리되어 있어도 좋다. 상기 난연제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 상기 난연제의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 전체량에 대하여 10 내지 70중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 내지 65중량%이다. 난연제의 함유량이 10중량% 미만이면, 난연화 효과가 작아지는 경우가 있다. 반대로, 70중량%를 초과하면, 고발포의 발포체를 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
또한, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에는, 본원 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 활제가 포함되어 있어도 좋다. 상기 활제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 지방족 카복실산 및 그의 유도체(예컨대, 지방족 카복실산 무수물, 지방족 카복실산의 알칼리 금속염, 지방족 카복실산의 알칼리 토류 금속염 등)를 들 수 있다. 상기 지방족 카복실산 및 그의 유도체로서는, 그 중에서도, 라우릴산 및 그의 유도체, 스테아르산 및 그의 유도체, 크로톤산 및 그의 유도체, 올레산 및 그의 유도체, 말레산 및 그의 유도체, 글루탄산 및 그의 유도체, 베헨산 및 그의 유도체, 몬탄산 및 그의 유도체 등의 탄소수 3 내지 30의 지방산 카복실산 및 그의 유도체가 바람직하다. 또한, 탄소수 3 내지 30의 지방산 카복실산 및 그의 유도체 중에서도, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 대한 분산성, 용해성, 표면 외관 개량의 효과 등의 관점에서, 스테아르산 및 그의 유도체, 몬탄산 및 그의 유도체가 바람직하고, 특히 스테아르산의 알칼리 금속염, 스테아르산의 알칼리 토류 금속염이 바람직하다. 나아가, 스테아르산의 알칼리 금속염, 스테아르산의 알칼리 토류 금속염 중에서도, 스테아르산아연이나 스테아르산칼슘이 보다 적합하다. 또한, 상기 활제로서는, 상기 지방족 카복실산 및 그의 유도체 이외에도 아크릴계 활제를 적합하게 들 수 있다. 한편, 활제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용된다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 상기 활제의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 수지(예컨대, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 등) 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10중량부이다. 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 활제의 함유량이 지나치게 적으면 활제를 가함으로써 생기는 효과가 작아지고, 반대로 지나치게 많으면 고발포의 발포체를 얻는 것이 곤란해진다.
또한, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 필요에 따라 첨가제가 포함되어 있어도 좋다. 상기 첨가제로서는, 예컨대 결정 핵제, 가소제, 착색제(흑색 착색을 목적으로 한 카본 블랙, 안료, 염료 등), 자외선 흡수제, 산화 방지제, 노화 방지제, 충전제, 보강제, 대전 방지제, 계면 활성제, 수축 방지제, 유동성 개질제, 가황제, 표면 처리제, 분산 조제 등을 들 수 있다. 또한, 첨가제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용된다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 제작 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 상기 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머, 상기 에폭시 변성 폴리머, 필요에 따라 첨가되는 상기 첨가제를 혼합함으로써 제작된다. 한편, 제작시에는 열이 가해져도 좋다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력(인취 속도: 3.0m/min)은, 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 70cN이 바람직하고, 보다 바람직하게는 13 내지 60cN, 더 바람직하게는 15 내지 50cN이다. 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력이 10cN 미만이면, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포시킨 경우에, 발포 배율이 낮아, 독립된 기포가 형성되기 어렵고, 또한 형성되는 기포의 형상이 균일해지기 어려워진다. 한편, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력이 70cN을 초과하면, 유동성이 저하되어, 발포에 악영향을 미칠 우려가 있다. 한편, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 용융 장력은, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 발포 성형시 온도에서의 용융 장력이다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 변형 경화도(변형 속도: 0.1[1/s])는, 특별히 한정되지 않지만, 균일하고 치밀한 셀 구조이고, 또한 발포시 셀의 기포 파괴를 억제하여 고발포의 발포체를 얻는 점에서, 2.0 내지 5.0이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.5 내지 4.5이다. 또한, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 변형 경화도는, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 발포 성형시 온도에서의 변형 경화도이다. 한편, 변형 경화도는, 일축 신장 점도의 측정에 있어서, 측정 개시 후, 변형의 증가에 따라 서서히 일축 신장 점도가 상승하는 영역(선형 영역)으로부터 벗어나고 일축 신장 점도가 증분된 영역(비선형 영역)에서 일축 신장 점도 증가의 정도를 나타내는 지표이다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포 성형함으로써 형성된다. 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 발포 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 함침시킨 후, 감압하는(압력을 해방하는) 발포 방법이 바람직하다. 즉, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 불활성 가스란, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 대하여 불활성이고 또한 함침 가능한 가스를 말한다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 발포 방법으로서는, 물리적 발포 방법(물리적 방법에 의한 발포 방법)도 들 수 있다. 물리적 발포 방법에서는, 발포제(발포제 가스)로서 이용되는 물질의 가연성이나 독성 및 오존층 파괴 등의 환경에 대한 영향이 우려되지만, 불활성 가스를 이용한 발포 방법은, 이러한 발포제를 사용하지 않는 점에서 환경을 배려한 방법이다. 또한, 화학적 발포 방법(화학적 방법에 의한 발포 방법)도 들 수 있다. 화학적 발포 방법에서는, 발포제에 의해 생긴 발포 가스의 잔사가 발포체 중에 잔존하기 때문에, 특히 저오염성의 요구가 높은 전자 기기용에 있어서는 부식성 가스나 가스 중의 불순물에 의한 오염이 문제가 되는 경우가 있다. 그러나, 불활성 가스를 이용한 발포 방법에 의하면, 이러한 불순물 등이 없는 깨끗한 발포체를 얻을 수 있다. 또한, 물리적 발포 방법 및 화학적 발포 방법에서는, 어느 것에 있어서도 미세한 기포 구조를 형성하는 것은 어렵고, 특히 300㎛ 이하의 미세 기포를 형성하는 것은 극히 곤란하다고 말해지고 있다.
상기 불활성 가스로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 이산화탄소(탄산 가스), 질소 가스, 헬륨, 공기 등을 들 수 있다. 이들 가스는 혼합하여 이용되어도 좋다. 이들 중, 발포체의 소재인 폴리에스터계 엘라스토머에의 함침량이 많고 함침 속도가 빠른 점에서, 이산화탄소가 적합하다.
또한, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에의 함침 속도를 빠르게 한다는 점에서, 상기 고압의 가스(특히 이산화탄소 등의 불활성 가스)는 초임계 상태인 것이 바람직하다. 초임계 상태에서는, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 대한 가스의 용해도가 증대하여 고농도의 혼입이 가능하다. 또한, 함침 후의 급격한 압력 강하시에는, 상기와 같이 고농도로 함침하는 것이 가능하기 때문에 기포핵의 발생이 많아지고, 그 기포핵이 성장하여 생기는 기포의 밀도가 기공률이 동일해도 커지기 때문에 미세한 기포를 얻을 수 있다. 한편, 이산화탄소의 임계 온도는 31℃, 임계 압력은 7.4MPa이다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 함침시킴으로써 제조되는데, 그 때에는 미리 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 예컨대 시트상 등의 적당한 형상으로 성형하여 미발포 수지 성형체(미발포 성형물)로 한 후, 이 미발포 수지 성형체에 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 함침시키고, 압력을 해방함으로써 발포시키는 배치 방식으로 제조되어도 좋고, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 가압 하 고압의 가스(특히 불활성 가스)와 함께 혼련하고, 성형함과 동시에 압력을 해방하여 성형과 발포를 동시에 행하는 연속 방식으로 제조되어도 좋다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체에 대하여 배치 방식으로 제조하는 경우를 구체적으로 설명한다. 배치 방식에서는, 우선, 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 제조할 때에 미발포 수지 성형체가 제조되는데, 이 미발포 수지 성형체의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 단축 압출기, 이축 압출기 등의 압출기를 이용하여 성형하는 방법; 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 롤러, 캠, 니더, 밴버리형 등의 날개를 설치한 혼련기를 사용하여 균일하게 혼련해 두고, 열판의 프레스 등을 이용하여 소정의 두께로 프레스 성형하는 방법; 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 사출 성형기를 이용하여 성형하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법 중, 원하는 형상이나 두께의 미발포 수지 성형체가 얻어지도록 적당한 방법이 선택되는 것이 바람직하다. 한편, 미발포 수지 성형체는 압출 성형, 프레스 성형, 사출 성형 이외에 다른 성형 방법에 의해 제조되어도 좋다. 또한, 미발포 수지 성형체의 형상은 시트상에 한하지 않고, 용도에 따라 여러 가지의 형상이 선택된다. 예컨대, 시트상, 롤상, 각기둥상, 판상 등을 들 수 있다. 다음으로, 상기 미발포 수지 성형체(폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 의한 성형체)를 내압 용기(고압 용기) 중에 넣고, 고압의 불활성 가스(이산화탄소 등)를 주입(도입)하여 미발포 수지 성형체 중에 고압의 불활성 가스를 함침시키는 가스 함침 공정, 충분히 고압의 불활성 가스를 함침시킨 시점에서 압력을 해방하여(통상 대기압까지) 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 기포핵을 발생시키는 감압 공정, 경우에 따라서는(필요에 따라), 가열함으로써 기포핵을 성장시키는 가열 공정을 거쳐 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중에 기포를 형성시킨다. 한편, 가열 공정을 마련하지 않고서 실온에서 기포핵을 성장시켜도 좋다. 이렇게 하여 기포를 성장시킨 후, 필요에 따라 냉수 등에 의해 급격히 냉각하여 형상을 고정화함으로써 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 얻어진다. 한편, 고압의 가스(특히 불활성 가스) 도입은 연속적으로 행해도 좋고 불연속적으로 행해도 좋다. 또한, 기포핵을 성장시킬 때의 가열 방법으로서는, 물 욕, 오일 욕, 열 롤, 열풍 오븐, 원적외선, 근적외선, 마이크로파 등의 공지 내지 관용의 방법이 채용된다.
한편, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 연속 방식으로 제조하는 경우로서는, 예컨대 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 단축 압출기, 이축 압출기 등의 압출기를 사용하여 혼련하면서, 고압의 가스(특히 이산화탄소 등의 불활성 가스)를 주입(도입)하여 충분히 고압의 가스를 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중에 함침시키는 혼련 함침 공정, 압출기의 선단에 설치된 다이 등을 통해 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 압출함으로써 압력을 해방하여(통상 대기압까지) 성형과 발포를 동시에 행하는 성형 감압 공정에 의해 제조하는 것을 들 수 있다. 또한, 경우에 따라서는(필요에 따라), 가열함으로써 기포를 성장시키는 가열 공정을 마련해도 좋다. 이렇게 하여 기포를 성장시킨 후, 필요에 따라 냉수 등에 의해 급격히 냉각하여 형상을 고정화함으로써 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 얻어진다. 한편, 상기 혼련 함침 공정 및 성형 감압 공정에서는, 압출기 외에 사출 성형기 등이 이용되어도 좋다.
상기 배치 방식에서의 가스 함침 공정이나 상기 연속 방식에서의 혼련 함침 공정에 있어서, 고압의 가스(특히 불활성 가스) 혼합량은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 전체량에 대하여 1.0 내지 10중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.5 내지 8.0중량%이다. 폴리에스터계 엘라스토머 발포체에 있어서 원하는 밀도나 발포 배율이 얻어지도록 적절히 조절하여 혼합된다.
상기 배치 방식에서의 가스 함침 공정이나 상기 연속 방식에서의 혼련 함침 공정에 있어서, 고압의 가스를 미발포 수지 성형체나 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 함침시킬 때의 압력은, 가스의 종류나 조작성 등을 고려하여 적절히 선택되지만, 가스로서 불활성 가스, 특히 이산화탄소가 이용되는 경우에는, 3MPa 이상(예컨대, 3 내지 100MPa)이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4MPa 이상(예컨대, 4 내지 100MPa)이다. 가스의 압력이 3MPa보다 낮은 경우에는, 발포시의 기포 성장이 현저하여 기포 직경이 지나치게 커져, 예컨대 방음 방진 효과가 저하되는 등의 문제점이 생기기 쉬워져서 바람직하지 않다. 이는, 압력이 낮으면 가스의 함침량이 고압시에 비해 상대적으로 적고, 기포핵 형성 속도가 저하되어 형성되는 기포핵수가 적어지기 때문에, 1기포당 가스량이 반대로 증가하여 기포 직경이 극단적으로 커지기 때문이다. 또한, 3MPa보다 낮은 압력 영역에서는, 함침 압력을 조금 변화시키는 것만으로 기포 직경, 기포 밀도가 크게 변하기 때문에, 기포 직경 및 기포 밀도의 제어가 곤란해지기 쉽다.
또한, 배치 방식에서의 가스 함침 공정이나 연속 방식에서의 혼련 함침 공정에 있어서, 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 미발포 수지 성형체나 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 함침시킬 때의 온도는, 이용하는 가스나 폴리에스터계 엘라스토머 조성물의 조성 등에 따라 다르고, 넓은 범위에서 선택할 수 있지만, 조작성 등을 고려한 경우, 10 내지 350℃가 바람직하다. 예컨대, 배치 방식에 있어서, 시트상의 미발포 수지 성형체에 고압의 불활성 가스를 함침시키는 경우의 함침 온도는 170 내지 220℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 180 내지 210℃이다. 또한, 연속 방식에 있어서, 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 주입하여 혼련할 때의 온도는 170 내지 270℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 180 내지 210℃이다. 한편, 고압의 가스로서 이산화탄소를 이용하는 경우에는, 초임계 상태를 유지하기 위해서는, 함침시의 온도(함침 온도)는 32℃ 이상(특히 40℃ 이상)인 것이 바람직하다.
한편, 상기 감압 공정에 있어서, 감압 속도는, 특별히 한정되지 않지만, 균일한 미세 기포를 얻기 위해 5 내지 300MPa/s가 바람직하다. 또한, 상기 가열 공정에서의 가열 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 40 내지 250℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 내지 250℃이다.
또한, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 제조 방법에 의하면, 고 발포 배율의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 제조할 수 있기 때문에, 두꺼운 폴리에스터계 엘라스토머 발포체가 얻어진다. 예컨대, 상기 연속 방식에 의해 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 제조하는 경우, 혼련 함침 공정에 있어서 압출기 내부에서의 압력을 유지하기 위해서는, 압출기 선단에 장착하는 다이의 갭을 가능한 한 좁게(통상 0.1 내지 1.0mm) 할 필요가 있다. 따라서, 두꺼운 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻기 위해서는, 좁은 갭을 통해 압출된 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 높은 배율로 발포시켜야 하지만, 종래에는, 높은 발포 배율이 얻어지지 않기 때문에 형성되는 발포체의 두께는 얇은 것(예컨대 0.5 내지 2.0mm)으로 한정되어 버렸었다. 이에 반하여, 고압의 가스(특히 불활성 가스)를 이용하여 제조되는 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 제조 방법에 의하면, 최종적인 두께로 0.50 내지 5.00mm의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 연속하여 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 시트상이나 테이프상이 바람직하다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.50 내지 3.00mm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.00 내지 2.80mm이며, 더 바람직하게는 1.50 내지 2.60mm이다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 밀도(겉보기 밀도)는, 특별히 한정되지 않지만, 상기와 같은 두께를 가지는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻는 점에서, 0.01 내지 0.20g/cm3인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.03 내지 0.15g/cm3인 것이 바람직하다. 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 밀도가 0.20g/cm3를 초과하면 발포가 불충분해지는 한편, 밀도가 0.01g/cm3 미만이면 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 강도가 현저히 저하되는 경우가 있어 바람직하지 않다. 즉, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는, 밀도가 0.01 내지 0.20g/cm3이면 양호한 발포 특성(높은 발포 배율)이 얻어지고, 적절한 강도와 유연성을 가지며, 우수한 쿠션성을 발휘한다.
한편, 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 겉보기 밀도는 이하와 같이 산출한다. 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 50mm×50mm 크기로 블랭킹하여 시험편으로 한다. 상기 시험편의 치수를 노기스로 측정하여 시험편의 체적을 구한다. 다음으로, 시험편의 중량을 전자 천칭으로 측정한다. 그리고, 하기 식에 의해 산출했다.
겉보기 밀도(g/cm3) = (시험편의 질량 중량)/(시험편의 체적)
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 상대 밀도(발포 후의 밀도/미발포 상태에서의 밀도)는, 특별히 한정되지 않지만, 두께가 있는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻는 점에서, 0.01 내지 0.2인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.15이다. 상대 밀도가 0.2를 초과하면, 발포가 불충분해져 유연성이나 쿠션성의 저하가 생길 우려가 있다. 또한, 상대 밀도가 0.01 미만이면, 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 강도가 현저히 저하되는 경우가 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 기포 구조는, 특별히 한정되지 않지만, 독립 기포 구조, 반연속 반독립 기포 구조(독립 기포 구조와 연속 기포 구조가 혼재되어 있는 기포 구조이고, 그의 비율은 특별히 한정되지 않는다)가 바람직하고, 특히 폴리에스터계 엘라스토머 발포체 중에 독립 기포 구조부가 40% 이하(그 중에서도 30% 이하)로 되어 있는 기포 구조가 바람직하다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 평균 셀 직경은, 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 200㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 내지 150㎛, 더 바람직하게는 20 내지 100㎛이다. 평균 셀 직경이 200㎛를 초과하면, 방진성, 방음성, 차광성 등에 악영향을 미칠 우려가 있다. 한편, 평균 셀 직경이 10㎛ 미만이면, 유연성에 악영향을 미칠 우려가 있다.
또한, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체에서의 50 내지 150㎛의 셀 직경을 갖는 셀의 비율은 전체 셀에 대하여 40% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50% 이상이며, 더 바람직하게는 60% 이상이다. 상기 셀의 비율이 40% 미만이면, 셀 구조가 불균일해지기 쉬워진다. 한편, 발포체의 셀 구조가 불균일하면, 결과로서 조대 셀(예컨대 250㎛ 이상의 셀 직경을 갖는 셀)이 많이 존재하게 되고, 조대 셀로부터 먼지가 진입함으로 인한 방진성의 저하라는 문제가 생기기 쉬워진다. 또한, 발포체의 셀 구조가 불균일하면, 발포체의 변형 회복성 악화나 발포체의 강도 저하라는 문제가 생기기 쉬워진다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 셀의 셀 직경은, 디지털 현미경에 의해 절단면의 확대 화상을 취입하고, 셀의 면적을 구하여 원 상당 직경 환산함으로써 구해진다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 50% 압축시의 반발력은, 특별히 한정되지 않지만, 0.1 내지 4.0N/cm2가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3.5N/cm2이다. 50% 압축시의 반발력이 0.1N/cm2 미만이면, 발포체의 변형 회복성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 한편, 변형 회복성이 낮으면, 방진성에 악영향을 미친다. 한편, 50% 압축시의 반발력이 5.0N/cm2를 초과하면, 양호한 유연성을 발휘할 수 없는 경우가 있다. 또한, 단차 추종성이 저하되어, 방진성을 악화시키는 경우가 있다. 한편, 50% 압축시의 반발력은, 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 23℃의 분위기 하 초기 두께에 대하여 50%의 두께가 되도록 두께 방향으로 압축했을 때의 대(對)반발 하중으로서 정의된다. 한편, 본원에서, 간단히 「50% 압축시의 반발력」이라고 하는 경우, 당해 정의에 의한 50% 압축시의 반발력을 의미한다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 압축 영구 변형(50% 압축 상태를 24시간 유지)은, 특별히 한정되지 않지만, 압축 영구 변형의 값을 작게 하면, 우수한 형상 고정성이 얻어지기 때문에 기포 구조가 변형·수축되기 어려워진다. 따라서, 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 압축 영구 변형의 값을 작게 하면, 폴리에스터계 엘라스토머의 가공성, 강도를 향상시킬 수 있다. 한편, 본원에서, 압축 영구 변형은 초기 두께에 대하여 소정의 두께가 되는 압축 응력을 완전히 제거한 후에 반영구적으로 잔류하는 변형을 의미한다. 한편, 「50% 압축 상태」란, 「초기 두께에 대하여 50%의 두께가 되도록 압축한 상태」를 말한다.
특히, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는, 80℃에서의 압축 영구 변형(50% 압축 상태를 80℃의 온도 분위기 하에서 24시간 유지)은 60% 이하(예컨대, 0.1 내지 60%)인 것이 바람직하고, 55% 이하(예컨대, 0.1 내지 55%)인 것이 보다 바람직하다. 80℃에서의 압축 영구 변형이 60%를 초과하면, 예컨대 발포체를 고온 환경 하에서 사용한 경우, 강도, 방진성, 방수성, 방음성, 가공성, 양면 테이프와의 투묘성 등이 저하되는 경우가 있다.
압축 영구 변형은 하기 식에 의해 구해진다.
압축 영구 변형(%) = {(a-c)/(a-b)}×100
a: 발포체의 원래 두께
b: 50% 압축 상태의 발포체의 두께
c: 소정의 온도 조건 하에서 24시간, 50% 압축 상태를 유지하고 나서 압축 상태를 해방한 후의 발포체의 두께
폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 상기 80℃에서의 압축 영구 변형은, 발포체 중에 상기 에폭시 변성 폴리머에 의해 가교 구조를 가짐으로 인해 고발포로 미세한 셀 구조를 형성하여 유지할 수 있음으로써 얻어진다.
상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 두께(최종적인 두께), 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 밀도(겉보기 밀도), 상대 밀도, 압축 영구 변형 등은, 이용하는 가스(특히 불활성 가스), 폴리에스터계 엘라스토머 조성물 중의 폴리에스터계 엘라스토머의 조성에 따라, 예컨대 가스 함침 공정이나 혼련 함침 공정에서의 온도, 압력, 시간 등의 조작 조건, 감압 공정이나 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.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 상기 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 의해 형성되어 있기 때문에, 미세 셀 구조를 갖고, 압축 영구 변형 특성이 우수하다. 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 압축 영구 변형 특성이 우수하기 때문에, 우수한 방진성을 갖는다. 특히, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머는 고온 하(예컨대 40 내지 80℃)에서의 압축 영구 변형 특성이 우수하다.
또한, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 미세 셀 구조를 갖고, 압축 영구 변형 특성이 우수하기 때문에, 우수한 쿠션성 및 우수한 가공성, 특히 블랭킹 가공시의 세폭·박층 가공성을 갖는다. 이 때문에, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체에는 블랭킹 가공(특히, 세폭·박층의 블랭킹 가공)을 용이하게 실시할 수 있다. 그리고, 가공시에, 필요한 두께나 형상을 갖지 않는 불량 가공품이 생기는 일은 없고, 가공이 실시된 폴리에스터계 엘라스토머 발포체에 있어서 필요한 두께나 형상을 유지할 수 있다.
나아가, 본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 본 발명의 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 의해 형성되어 있기 때문에, 착색제를 첨가하여 흑색화해도 영구 변형 특성의 저하라는 문제나, 조대 셀을 갖는 것에 따른 방진성 등의 제품 특성의 저하라는 문제가 생기는 일은 없다.
본 발명의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 상기 특성을 갖기 때문에, 전기 기기 또는 전자 기기 등의 시일재로서 적합하게 이용된다.
(발포 부재)
본 발명의 발포 부재는 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 포함하는 부재이다. 상기 발포 부재의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 시트상(필름상을 포함함), 테이프상이 바람직하다. 또한, 상기 발포 부재는 예컨대 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체만으로 이루어지는 구성이어도 좋고, 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체에 다른 층(특히 점착제층(점착층), 기재층 등)이 적층되어 있는 구성이어도 좋다.
특히, 상기 발포 부재는 점착제층을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 발포 부재가 시트상의 발포 부재인 경우, 그의 편면 또는 양면에 점착제층을 갖고 있어도 좋다. 발포 부재가 점착제층을 갖고 있으면, 예컨대 발포 부재 상에 점착제층을 통해 가공용 대지(臺紙)를 설치할 수 있고, 또한 피착체에 고정 내지 가고정할 수 있다.
상기 점착제층을 형성하는 점착제로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 아크릴계 점착제, 고무계 점착제(천연 고무계 점착제, 합성 고무계 점착제 등), 실리콘계 점착제, 폴리에스터계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리아마이드계 점착제, 에폭시계 점착제, 바이닐알킬에터계 점착제, 불소계 점착제 등을 들 수 있다. 한편, 점착제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용된다. 한편, 점착제는 에멀젼계 점착제, 용제계 점착제, 핫 멜트형 점착제, 올리고머계 점착제, 고체계 점착제 등의 어느 형태의 점착제이어도 좋다. 그 중에서도, 점착제로서는, 피착체에 대한 오염 방지 등의 관점에서 아크릴계 점착제가 바람직하다. 즉, 상기 발포 부재는 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체 상에 아크릴계 점착제층을 갖는 것이 바람직하다.
상기 점착제층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 2 내지 100㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛이다. 점착제층은 박층일수록 단부의 오염이나 먼지의 부착을 방지하는 효과가 높기 때문에, 두께는 얇은 편이 바람직하다. 한편, 점착제층은 단층, 적층체의 어느 형태를 갖고 있어도 좋다.
상기 발포 부재에 있어서, 상기 점착제층은 다른 층(하층)을 개재하여 설치되어 있어도 좋다. 이러한 하층으로서는, 예컨대 다른 점착제층, 중간층, 하도층, 기재층(특히 필름층이나 부직포층 등) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 점착제층은 박리 필름(세퍼레이터)(예컨대, 박리지, 박리 필름 등)에 의해 보호되어 있어도 좋다.
상기 발포 부재는 상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 포함하기 때문에, 양호한 방진성을 갖고, 미소한 클리어런스에 대하여 추종 가능한 유연성을 갖는다. 또한, 압축 영구 변형 특성이 우수하다. 나아가, 가공성이 우수하다.
상기 발포 부재는 원하는 형상이나 두께 등을 갖도록 가공이 실시되어 있어도 좋다. 예컨대, 이용되는 장치나 기기, 섀시, 부재 등에 맞춰 여러 가지 형상으로 가공이 실시되어 있어도 좋다.
상기 발포 부재는 상기와 같은 특성을 갖기 때문에, 각종 부재 또는 부품을 소정의 부위에 장착할 때에 이용되는 부재로서 적합하게 이용된다. 특히, 상기 발포 부재는 전기 또는 전자 기기에 있어서 전기 또는 전자 기기를 구성하는 부품을 소정의 부위에 장착할 때에 이용되는 부재로서 적합하게 이용된다.
즉, 상기 발포 부재는 전기 또는 전자 기기용으로서 적합하게 이용된다. 즉, 상기 발포 부재는 전기 또는 전자 기기용 발포 부재이어도 좋다.
상기 발포 부재를 이용하여 장착 가능한 각종 부재 또는 부품으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 전기 또는 전자 기기류에서의 각종 부재 또는 부품 등을 바람직하게 들 수 있다. 이러한 전기 또는 전자 기기용의 부재 또는 부품으로서는, 예컨대 액정 디스플레이, 전기 발광 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 화상 표시 장치에 장착되는 화상 표시 부재(표시부)(특히, 소형의 화상 표시 부재)나, 이른바 「휴대 전화」나 「휴대 정보 단말」 등의 이동체 통신의 장치에 장착되는 카메라나 렌즈(특히, 소형의 카메라나 렌즈) 등의 광학 부재 또는 광학 부품 등을 들 수 있다.
본 발명의 발포 부재의 적합한 구체적 사용 태양으로서는, 예컨대 방진, 차광, 완충 등을 목적으로 하여 LCD(액정 디스플레이) 등의 표시부 주위나, LCD(액정 디스플레이) 등의 표시부와 섀시(창부) 사이에 끼워넣어 사용하는 것을 들 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 대하여 실시예 및 비교예를 들어 더 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이들에 의해 하등 한정되지 않는다.
(실시예 1)
하드 세그먼트로서의 폴리뷰틸렌테레프탈레이트와 소프트 세그먼트로서의 폴리에터의 블록 공중합체(상품명 「하이트렐 5577」, 도레이·듀퐁주식회사제, 230℃의 용융 유량: 1.8g/10min, 융점: 208℃): 100중량부, 아크릴계 활제(상품명 「메타블렌 L-1000」, 미쓰비시레이온주식회사제): 5중량부, 실레인 커플링제로 표면 처리된 하드 클레이(상품명 「ST-301」, 시라이시칼슘주식회사제): 1중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히카본주식회사제): 5중량부 및 에폭시계 개질제(에폭시 변성 아크릴계 폴리머, 중량 평균 분자량(Mw): 50000, 에폭시 당량: 1200g/eq, 점도: 2850mPa·s): 2중량부를 이축 혼련기에 의해 220℃의 온도에서 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수냉 후 펠릿상으로 절단하여 성형했다. 이 펠릿을 단축 압출기에 투입하고, 240℃의 분위기 중 17(주입 후 13)MPa의 압력으로 이산화탄소 가스를 주입했다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각한 후 다이로부터 압출하여 두께 2.0mm의 시트상의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻었다.
한편, 이산화탄소 가스의 혼합량은 펠릿 전체량(100중량%)에 대하여 3.2중량%이었다.
(실시예 2)
하드 세그먼트로서의 폴리뷰틸렌테레프탈레이트와 소프트 세그먼트로서의 폴리에터의 블록 공중합체(상품명 「하이트렐 5577」, 도레이·듀퐁주식회사제, 230℃의 용융 유량: 1.8g/10min, 융점: 208℃): 100중량부, 아크릴계 활제(상품명 「메타블렌 L-1000」, 미쓰비시레이온주식회사제): 5중량부, 실레인 커플링제로 표면 처리된 하드 클레이(상품명 「ST-301」, 시라이시칼슘주식회사제): 5중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히카본주식회사제): 5중량부 및 에폭시계 개질제(에폭시 변성 아크릴계 폴리머, 중량 평균 분자량(Mw): 50000, 에폭시 당량: 1200g/eq, 점도: 2850mPa·s): 3중량부를 이축 혼련기에 의해 220℃의 온도에서 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수냉 후 펠릿상으로 절단하여 성형했다. 이 펠릿을 단축 압출기에 투입하고, 240℃의 분위기 중 17(주입 후 13)MPa의 압력으로 이산화탄소 가스를 주입했다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각한 후 다이로부터 압출하여 두께 1.7mm의 시트상의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻었다.
한편, 이산화탄소 가스의 혼합량은 펠릿 전체량(100중량%)에 대하여 3.1중량%이었다.
(실시예 3)
실시예 1과 마찬가지로 하여 펠릿을 제작했다. 다음으로, 실시예 1과 마찬가지로 하여 두께 1.7mm의 시트상의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻었다.
한편, 이산화탄소 가스의 혼합량은 펠릿 전체량(100중량%)에 대하여 3.5중량%이었다.
(실시예 4)
실시예 1과 마찬가지로 하여 펠릿을 제작했다. 다음으로, 실시예 1과 마찬가지로 하여 두께 2.1mm의 시트상의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻었다.
한편, 이산화탄소 가스의 혼합량은 펠릿 전체량(100중량%)에 대하여 3.0중량%이었다.
(비교예 1)
폴리프로필렌(용융 유량(MFR): 0.35g/10min): 45중량부, 폴리올레핀계 엘라스토머(용융 유량(MFR): 6g/10min, JIS A 경도: 79°): 55중량부, 수산화마그네슘: 10중량부, 카본(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히카본주식회사제): 10중량부 및 스테아르산모노글리세라이드: 1중량부를 단축 압출기에 투입했다. 220℃의 분위기 하 13(주입 후에는 12)MPa의 압력으로 이산화탄소 가스를 주입했다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각한 후 다이로부터 압출하여 두께 2.2mm의 시트상의 폴리올레핀계 엘라스토머 발포체를 얻었다.
한편, 이산화탄소 가스의 혼합량은 펠릿 전체량(100중량%)에 대하여 5.0중량%이었다.
(비교예 2)
하드 세그먼트로서의 폴리뷰틸렌테레프탈레이트와 소프트 세그먼트로서의 폴리에터의 블록 공중합체(상품명 「하이트렐 5577」, 도레이·듀퐁주식회사제, 230℃의 용융 유량: 1.8g/10min, 융점: 208℃): 100중량부, 아크릴계 활제(상품명 「메타블렌 L-1000」, 미쓰비시레이온주식회사제): 5중량부, 폴리프로필렌(230℃의 용융 유량: 0.35g/10min): 1중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히카본주식회사제): 5중량부 및 에폭시계 가교제(3작용 에폭시 화합물, 상품명 「TEPIC-G」, 닛산화학공업주식회사제, 융점: 90 내지 125℃, 에폭시 당량: 110g/eq, 점도: 100cp 이하, 분자량 297): 0.5중량부를 이축 혼련기에 의해 220℃의 온도에서 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수냉 후 펠릿상으로 절단하여 성형했다. 이 펠릿을 단축 압출기에 투입하고, 240℃의 분위기 중 17(주입 후 13)MPa의 압력으로 이산화탄소 가스를 주입했다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각한 후 다이로부터 압출하여 두께 2.2mm의 시트상의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻었다.
한편, 이산화탄소 가스의 혼합량은 펠릿 전체량(100중량%)에 대하여 3.0중량%이었다.
(비교예 3)
하드 세그먼트로서의 폴리뷰틸렌테레프탈레이트와 소프트 세그먼트로서의 폴리에터의 블록 공중합체(상품명 「하이트렐 5577」, 도레이·듀퐁주식회사제, 230℃의 용융 유량: 1.8g/10min, 융점: 208℃): 100중량부, 아크릴계 활제(상품명 「메타블렌 L-1000」, 미쓰비시레이온주식회사제): 5중량부, 실레인 커플링제로 표면 처리된 하드 클레이(상품명 「ST-301」, 시라이시칼슘주식회사제): 1중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히카본주식회사제): 5중량부 및 카보다이이미드계 가교제(상품명 「LA-1」, 닛신보케미칼주식회사제): 4중량부를 이축 혼련기에 의해 220℃의 온도에서 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수냉 후 펠릿상으로 절단하여 성형했다. 이 펠릿을 단축 압출기에 투입하고, 240℃의 분위기 중 17(주입 후 13)MPa의 압력으로 이산화탄소 가스를 주입했다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각한 후 다이로부터 압출하여 두께 0.6mm의 시트상의 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻었다. 이 폴리에스터계 엘라스토머 발포체는 발포가 불충분했다.
한편, 이산화탄소 가스의 혼합량은 펠릿 전체량(100중량%)에 대하여 3.0중량%이었다.
(평가)
실시예 및 비교예에 대하여 하기의 측정 또는 평가를 행했다. 그리고, 그 결과를 표 1에 나타냈다. 한편, 비교예 3은 발포가 불충분하여 두께가 얇기 때문에, 하기 50% 압축시의 반발력, 압축 영구 변형 등을 구하지 않았다.
(겉보기 밀도)
발포체를 50mm×50mm 크기의 블랭킹 칼날형으로 블랭킹하여 시트상의 시험편으로 했다. 상기 시험편의 치수를 노기스에 의해 측정했다. 이들의 값으로부터 시험편의 체적을 산출했다. 다음으로, 시험편의 중량을 전자 천칭으로 측정했다. 시험편의 체적과 시험편의 중량으로부터 하기 식에 의해 발포체의 겉보기 밀도(g/cm3)를 산출했다.
발포체의 겉보기 밀도(g/cm3) = (시험편의 중량)/(시험편의 체적)
(50% 압축시의 반발력(50% 압축시의 대반발 하중, 50% 압축 하중))
JIS K 6767에 기재되어 있는 압축 경도 측정법에 준하여 측정했다.
발포체를 폭 30mm × 길이 30mm로 잘라내어 시트상의 시험편으로 했다. 다음으로, 상기 시험편을 압축 속도 10mm/min으로 두께 방향으로 압축률이 50%가 될 때까지 압축했을 때의 응력(N)을 단위 면적(1cm2)당으로 환산하여 반발력(N/cm2)으로 했다.
(평균 셀 직경)
디지털 현미경(상품명 「VHX-500」, 기엔스주식회사제)에 의해 발포체 기포부의 확대 화상을 취입하고, 동일 계측 기기의 해석 소프트를 이용하여 화상 해석함으로써 평균 셀 직경(㎛)을 구했다. 한편, 취입된 확대 화상의 기포수는 100개 정도이다. 한편, 셀 직경은 셀의 면적을 구하여 원 상당 직경 환산한 것이다.
(압축 영구 변형)
압축 영구 변형은, 습도: 50%, 소정의 온도 조건 하에서 24시간, 50% 압축 상태를 유지하고 나서 압축 상태를 해방함으로써 구했다.
실온(23± 2℃)의 온도 조건에서 구한 압축 영구 변형을 표 1의 「실온에서의 압축 영구 변형」란에 나타내고, 50℃의 온도 조건에서 구한 압축 영구 변형을 표 1의 「50℃에서의 압축 영구 변형」란에 나타내며, 80℃의 온도 조건에서 구한 압축 영구 변형을 표 1의 「80℃에서의 압축 영구 변형」란에 나타냈다.
발포체의 압축 영구 변형은 이하와 같이 하여 구했다. 발포체를 한 변의 길이가 30mm인 정방형으로 절단하여 시트상의 시험편(폭 30mm × 길이 30mm의 시트상 시험편)으로 했다. 상기 시험편의 두께를 정확히 측정하여 두께 a로 했다. 한편, 시험편의 두께가 5mm 미만인 경우에는, 시험편은 중첩시켜 이용된다.
다음으로, 이 시험편을 지그에 의해, 2장의 압축판(알루미늄판)으로 시험편의 양면으로부터 두께 방향으로 초기 두께에 대하여 50%의 두께가 되도록 압축하고, 이 압축 상태를 유지하여 습도 50%, 소정의 온도(실온, 50℃, 80℃)의 조건 하에서 24시간 보관했다. 이 압축한 상태에서의 시험편 두께를 두께 b로 했다.
24시간 경과 후, 시험편의 압축 상태를 풀고, 24시간 방치했다. 방치 후, 시험편의 두께를 정확히 측정하여 두께 c로 했다.
두께 a, 두께 b, 두께 c로부터 하기 식에 의해 각각의 온도에서의 압축 영구 변형(%)을 산출했다.
한편, 두께 a, 두께 b, 두께 c는 모두 온도가 23± 2℃, 상대 습도가 50± 5%인 환경 하에서 측정했다.
압축 영구 변형(%) = {(a-c)/(a-b)}×100
(용융 장력)
용융 장력의 측정에는 ROSAND사제의 모세관 압출 레오미터(Capillary Extrusion Rheometer)를 사용하고, 인취 속도 3.0m/min일 때의 장력을 용융 장력으로 했다. 한편, 측정에는 발포 성형 전의 펠릿을 이용했다. 또한, 측정시의 온도는 220℃이었다.
(변형 경화도)
측정에는 발포 성형 전의 펠릿을 이용했다. 상기 펠릿을, 가열한 열판 프레스를 이용하여 두께 1mm의 시트상으로 성형해서 시트를 얻었다. 상기 시트로부터 샘플(세로: 10mm, 가로: 20mm, 두께: 1mm)을 잘라냈다.
상기 샘플에 의해, 일축 신장 점도계(티에이 인스트루먼트사제)를 이용하여 온도: 218℃, 변형 속도 0.1[1/s]에서의 일축 신장 점도를 측정했다.
그리고, 하기 식에 의해 변형 경화도를 구했다.
변형 경화도 = logηmax/logη0.2
(ηmax는 일축 신장 점도 측정에서 가장 높아졌을 때의 신장 점도를 나타내고, η0.2는 변형 ε이 0.2일 때의 신장 점도를 나타낸다.)
Figure pat00001

Claims (13)

  1. 융점이 180 내지 240℃인 폴리에스터계 엘라스토머와, 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에폭시 변성 폴리머가, 중량 평균 분자량이 5,000 내지 100,000, 에폭시 당량이 100 내지 3000g/eq인 에폭시 변성 폴리머인 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에폭시 변성 폴리머가, 에폭시 변성 아크릴계 폴리머 및 에폭시 변성 폴리에틸렌으로부터 선택되는 적어도 1의 폴리머인 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    평균 셀 직경이 10 내지 200㎛인 셀 구조를 갖는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    겉보기 밀도가 0.01 내지 0.20g/cm3이고, 50% 압축시의 반발력이 0.1 내지 4.0N/cm2이며, 80℃에서의 압축 영구 변형(50% 압축 상태를 24시간 유지)이 60% 이하인 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리에스터계 엘라스토머 조성물에 고압의 가스를 함침시킨 후, 감압하는 공정을 거쳐 발포시킴으로써 형성되는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스가 불활성 가스인 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가스가 이산화탄소 가스인 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스가 초임계 상태인 폴리에스터계 엘라스토머 발포체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 부재.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 폴리에스터계 엘라스토머 발포체 상에 점착제층을 갖는 발포 부재.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 점착제층이 아크릴계 점착제층인 발포 부재.
  13. 융점이 180℃ 내지 240℃인 폴리에스터계 엘라스토머와, 에폭시 변성 폴리머를 포함하는 폴리에스터계 엘라스토머 조성물을 발포시킴으로써 폴리에스터계 엘라스토머 발포체를 얻는 것을 특징으로 하는 폴리에스터계 엘라스토머 발포체의 제조 방법.
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