TWI520996B - 聚烯烴系樹脂發泡體及使用該樹脂發泡體之聚烯烴系樹脂發泡防塵材 - Google Patents

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Description

聚烯烴系樹脂發泡體及使用該樹脂發泡體之聚烯烴系樹脂發泡防塵材
本發明係關於一種聚烯烴系樹脂發泡體及使用該樹脂發泡體之聚烯烴系樹脂發泡防塵材。
現在，含有聚苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂作為樹脂成分之樹脂發泡體因其多種特性而廣泛利用作為包裝用緩衝材、汽車用結構構件等。
該等之中，從優異於緩衝性、防塵性、成形性等來看，包含含有聚烯烴系樹脂作為樹脂成分之樹脂發泡體的防塵材廣受矚目。
例如，專利文獻1中揭示烯烴系彈性體與烯烴系彈性體以外的烯烴系聚合物之混合物，以10至350℃之含浸溫度將6至100MPa之高壓惰性氣體含浸於以前者/後者的混合比率(重量基準)為20/80至80/20之熱可塑性聚合物中之後，經過減壓步驟，包含具有平均單元(cell)徑為10至90μm、壓縮50%時的對回彈負載為0.1至3.0N/cm2、視密度為0.01至0.10g/cm3特性之發泡體的防塵材。
又，專利文獻2中揭示由厚度0.1至1.0mm之發泡體構成的防塵材，該發泡體係具有下述者之發泡防塵材：平均單元徑為10至65μm之細微單元結構、壓縮為0.1mm厚度時之對回彈負載為0.010至0.100MPa之特性以及0.01至0.050g/cm3之視密度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-097566號公報
[專利文獻2]日本特開2009-091556號公報
然而，專利文獻1所揭示之防塵材過於柔軟而處理性(操作性)差，並且對於細微的縫隙或落差的追隨性差，而有防止塵埃或水的侵入之性能不充分之問題。
此外，專利文獻2所揭示之防塵材，由於為具有細微單元結構之發泡防塵材，過於柔軟而處理性差。又，高度壓縮時的回彈負載大，使追隨性變得不充分，有對細微的縫隙或落差的追隨性差之問題。
此外，為了更加提昇對細微的縫隙或落差之追隨性，將該等發泡防塵材以厚度方向壓扁後使用時，專利文獻1、2所記載的發泡防塵材無法容易地壓扁而追隨性不充分，又，即使追隨性充分，因長期使用而發泡防塵材欲於厚度方向復原，而有缺乏長期信賴性之問題。
在此，本發明者等，發現藉由使用具有特定物性的樹脂發泡體，可得到以低負載容易壓扁(追隨性)，可防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入，且即使長期間使用仍維持形狀及防塵/防水性能之防塵材，而達成本發明。
為了解決上述課題而深入探討，結果發現只要為厚度0.1至3.0mm、平均氣泡徑0.02至0.2mm、視密度30至 100kg/m3、壓縮50%時之壓縮應力為15KPa以上、壓縮80%時之壓縮應力為400KPa以下之聚烯烴系樹脂發泡體，作為防塵材使用時，處理性(操作性)優異，以低負載容易壓扁(追隨性)，長期間可防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入之防塵材。
尤其是本發明之聚烯烴系樹脂發泡體的發泡結構為連續氣泡結構時，復可提供優異於追隨性、尺寸安定性、長期安定性之防塵材。
亦即，本發明係一種厚度0.1至3.0mm、平均氣泡徑0.02至0.2mm、視密度30至100kg/m3、壓縮50%時之壓縮應力為15KPa以上、壓縮80%時之壓縮應力為400KPa以下之聚烯烴系樹脂發泡體。
又，係一種使用前述聚烯烴系樹脂發泡體之發泡防塵材。
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體係由上述構成，平均氣泡徑小，具有適度的強度，因此作為防塵材使用時，處理性優異，可防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入，以低負載容易壓扁之追隨性優異的發泡防塵材。
又，本發明之聚烯烴系樹脂發泡體即使在高壓縮時，由於因經時之變化少(尺寸精度佳)，因此例如作為防塵材使用時，成為具有長期間防塵性者。
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體的發泡結構為連續氣泡結構時，復可容易以低負載壓扁，可使視倍率更成為非發泡狀態。因此，在維持高防塵性的同時，經時之形狀變化少，尺寸安定性更為優異。
本發明係厚度0.1至3.0mm、平均氣泡徑0.02至0.2mm、視密度30至100kg/m3、壓縮50%時之壓縮應力為15KPa以上、壓縮80%時之壓縮應力為400KPa以下之聚烯烴系樹脂發泡體。
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體之厚度的下限為0.1mm、上限為3.0mm。若厚度未達0.1mm，則聚烯烴系樹脂發泡體的強度不足，處理性變差。若厚度超過3.0mm，則聚烯烴系樹脂發泡體的壓縮應力變得過大，追隨性變差，作為防塵材使用時，變得無法防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入。厚度之較佳下限為0.2mm、較佳上限為1.5mm。
再者，為了調整為上述厚度範圍，可施予適宜地切片(slice)等而加工。
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體，平均氣泡徑的下限為0.02mm、上限為0.2mm。若平均氣泡徑未達0.02mm，則聚烯烴系樹脂發泡體的強度不足，處理性變差。若平均氣泡徑超過0.2mm，則追隨性變差，作為防塵材使用時，變得無法防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入。平 均氣泡徑較佳下限為0.04mm，較佳上限為0.15mm。
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體，視密度之下限為30kg/m3、上限為100kg/m3。若視密度未達30kg/m3，則聚烯烴系樹脂發泡體的強度不足，處理性變差。若視密度超過100kg/m3，則聚烯烴系樹脂發泡體的壓縮應力變得過大，而追隨性變差，作為防塵材使用時，變得無法防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入。視密度之較佳下限為35kg/m3、較佳上限為90kg/m3，更佳下限為40kg/m3、更佳上限為70kg/m3。
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體在壓縮50%時之壓縮應力下限為15KPa。若壓縮50%時之壓縮應力未達15KPa，則聚烯烴系樹脂發泡體的強度不足，處理性變差。壓縮50%時之壓縮應力之較佳下限為35KPa，更佳下限為40KPa。
又，就壓縮50%時之壓縮應力上限而言無特別限定，但從追隨性的觀點來看，較佳係100KPa以下，更佳係90KPa以下，再更佳係80KPa以下。
又，本發明之聚烯烴系樹脂發泡體在壓縮80%時之壓縮應力上限為400KPa。若壓縮80%時之壓縮應力超過400KPa，則無法容易地壓縮，回彈力變強而追隨性變差，作為防塵材使用時，尤其是因長期間使用而變得無法防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入。壓縮80%時之壓縮應力之較佳上限為380KPa，更佳上限為350KPa。
又，就壓縮80%時之壓縮應力的下限而言無特別限 定，但從密封性的觀點來看，較佳係100KPa以上，更佳係150KPa以上，再更佳係180KPa以上。
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體的發泡結構較佳係連續氣泡結構。在此，連續氣泡結構係指以後述測定方法測定之連續氣泡率為60%以上者。藉由使連續氣泡率為60%以上，以低負載容易壓扁，即使長期間使用尺寸變化少仍可維持形狀，因此可長期間防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入。較佳係65%以上，更佳係70%以上。
就本發明之聚烯烴系樹脂發泡體的表面硬度而言無特別限定，但較佳下限為50、較佳上限為100。若表面硬度未達50，則無法維持追隨性，作為防塵材使用時，經時而變得無法防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入。若表面硬度超過100，則變得無法容易地壓縮，回彈力變強而追隨性變差，作為防塵材使用時，變得無法防止由細微的縫隙或落差之塵埃或水等的侵入。表面硬度之更佳下限為55、更佳上限為95，再更佳下限為60、再更佳上限為90。
具有上述各物性之本發明之聚烯烴系樹脂發泡體，可藉由例如將含有具有140至180℃的範圍之熔點且80至140℃的負載偏轉溫度之聚烯烴系樹脂以及具有140至180℃的範圍之熔點且45至160℃的軟化點之熱可塑性彈性體的混合樹脂組成物，以擠壓發泡成形而製造。
以下，詳述該製造方法，但本發明不限於該製造方法。
(聚烯烴系樹脂)
上述聚烯烴系樹脂之熔點的較佳下限為140℃、較佳上限為180℃。若聚烯烴系樹脂之熔點未達140℃，則高溫環境下使用時會有尺寸安定性差之情形。具體而言，作為防塵材利用時，發泡體因高溫而變形，有對細微的間隙(clearance)之追隨性差之情形。若聚烯烴系樹脂之熔點超過180℃，則需要以高溫捏合樹脂，因此不僅引起聚烯烴系樹脂之熱劣化，並且使其他添加樹脂的物性明顯降低。聚烯烴系樹脂之熔點的更佳下限為155℃、更佳上限為170℃。
上述聚烯烴系樹脂之負載偏轉溫度的較佳下限為80℃、較佳上限為140℃。若聚烯烴系樹脂的負載偏轉溫度未達80℃，則有高溫環境下使用時之尺寸安定性差之情形。具體而言，作為防塵材利用時，發泡體因高溫而變形，有對細微的間隙之追隨性差之情形。若聚烯烴系樹脂之負載偏轉溫度超過140℃，則需要以高溫捏合樹脂，因此不僅引起聚烯烴系樹脂自體之熱劣化，並且使其他添加樹脂的物性明顯降低。聚烯烴系樹脂之負載偏轉溫度的更佳下限為90℃、更佳上限為130℃。
作為上述聚烯烴系樹脂之熔融流動速率(MFR)而言，無特別限定，但較佳下限為0.2g/10分鐘、較佳上限為5g/10分鐘。若上述聚烯烴系樹脂之MFR未達0.2g/10分鐘，則擠壓機的負荷變大，生產性降低，或者含有發泡劑之熔融聚烯烴系樹脂變得無法滑順地流動至鑄模內，所得聚烯烴系樹脂發泡體的表面產生不均而有外觀變差之情形。若上 述聚烯烴系樹脂之MFR超過5g/10分鐘，則在圓形模具前之樹脂壓力降低，圓形模具氣泡生成部之樹脂壓力亦降低，因此在氣泡生成部前生成氣泡，在發泡體形成部急劇地產生破泡而發泡性降低，所得聚烯烴系樹脂發泡體的外觀變差，或可能無法得到聚烯烴系樹脂發泡體。上述聚烯烴系樹脂之MFR的更佳下限為0.25g/10分鐘、更佳上限為4g/10分鐘，再更佳下限為0.3g/10分鐘、再更佳上限為3.5g/10分鐘。
再者，本說明書中，聚烯烴系樹脂之MFR係指依據JIS K 7210：1999之B法，於試驗溫度230℃、試驗負載21.18N測定者。
又，聚烯烴系樹脂之MFR在單獨使用1種聚烯烴系樹脂時係指將該樹脂之MFR以上述方法測定者。將聚烯烴系樹脂混合2種以上使用時係指分別將各個聚烯烴系樹脂之MFR以上述測定方法測定，由個別的MFR值如下述方式計算出者。
亦即，聚烯烴系樹脂為n種聚烯烴系樹脂之混合物時，將聚烯烴系樹脂1之MFR作為MFR1、聚烯烴系樹脂2之MFR作為MFR2、……聚烯烴系樹脂n之MFR作為MFRn，同時將聚烯烴系樹脂1之含量作為C1、聚烯烴系樹脂2之含量作為C2、……聚烯烴系樹脂n之含量作為Cn。再者，聚烯烴系樹脂n之含量係聚烯烴系樹脂n的重量除以聚烯烴系樹脂全體的重量者。然後，聚烯烴系樹脂之MFR由下述式計算出。
熔融流動速率(g/10分鐘)=(MFR1)C1×(MFR2)C2×……×(MFRn)Cn
就上述聚烯烴系樹脂而言，只要具有上述物性者即無特別限定，但具體而言，可例舉同元聚丙烯、聚丙烯與其他烯烴之共聚物等。
聚丙烯與其他烯烴之共聚物可為無規共聚物或嵌段共聚物之任一者，但從耐熱性優異來看，較佳係嵌段共聚物。
就與聚丙烯共聚合之其他烯烴而言，可例舉如乙烯以及1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等碳數4至10之α-烯烴。
該等之中，較佳係發泡性、耐熱性優異之同元聚丙烯、嵌段共聚物聚丙烯，更佳係耐熱性優異之同元聚丙烯。
又，就上述聚烯烴系樹脂而言，因發泡性優異而較佳係使用高熔融張力聚丙烯系樹脂。就高熔融張力聚丙烯系樹脂而言，由電子束交聯等而分子結構中具有自由末端長鏈分支之高熔融張力聚丙烯(HMS-PP)、因含有高分子量成分而熔融張力上昇者等。就該高熔融張力聚丙烯而言，可使用市售品，就具體例而言，可例舉日本Polypropylene公司製之商品名「NEWSTREN SH9000」、Borealis公司製之商品名「DaployWB135HMS」等。
上述聚烯烴系樹脂可單獨使用，亦可併用2種以上。
(熱可塑性彈性體)
上述熱可塑性彈性體之熔點的較佳下限為140℃、較佳上限為180℃。熱可塑性彈性體之熔點未達140℃，高溫 環境下使用時有尺寸安定性差之情形。具體而言，作為防塵材利用時，發泡體因高溫而變形，有對細微的間隙之追隨性差之情形。若熱可塑性彈性體之熔點超過180℃，則需要以高溫捏合樹脂，因此不僅引起熱可塑性彈性體自體之熱劣化，並且使其他聚烯烴系樹脂或添加樹脂的物性明顯降低。熱可塑性彈性體之熔點的更佳下限為150℃、更佳上限為170℃。
上述熱可塑性彈性體之軟化點的較佳下限為45℃、較佳上限為160℃。若熱可塑性彈性體之軟化點未達45℃，則高溫環境下使用時有尺寸安定性差之情形。具體而言，作為防塵材利用時，發泡體因高溫而變形，有對細微的間隙之追隨性差之情形。若熱可塑性彈性體之軟化點超過160℃，則需要以高溫捏合樹脂，因此不僅引起熱可塑性彈性體自體之熱劣化，並且使其他聚烯烴系樹脂或添加樹脂的物性明顯降低。熱可塑性彈性體之軟化點的更佳下限為70℃、更佳上限為150℃。
就上述熱可塑性彈性體之熔融流動速率(MFR)而言無特別限定，但較佳下限為0.1g/10分鐘、較佳上限為20g/10分鐘。若上述熱可塑性彈性體之MFR未達0.1g/10分鐘，則擠壓機的負荷變大。生產性降低，或者含有發泡劑之熔融熱可塑性彈性體變得無法滑順地流動至鑄模內，所得聚烯烴系樹脂發泡體的表面產生不均而有外觀變差之情形。若上述熱可塑性彈性體之MFR超過20g/10分鐘。則在圓形模具前之樹脂壓力降低，圓形模具氣泡生成部之樹脂壓 力亦降低，因此在氣泡生成部前生成氣泡，在發泡體形成部急劇地產生破泡而發泡性降低，所得聚烯烴系樹脂發泡體的外觀變差，可能無法得到聚烯烴系樹脂發泡體。上述熱可塑性彈性體之MFR的更佳下限為0.2g/10分鐘、更佳上限為15g/10分鐘。
就上述熱可塑性彈性體之硬度而言，無特別限定，但從得到具有優異柔軟性之聚烯烴系樹脂發泡體之觀點來看，較佳係以JIS K6253規定之硬度計A硬度為90以下，更佳係20至80左右。
上述熱可塑性彈性體係具有組合硬鏈段(hard segment)與軟鏈段之結構者，常溫時表現橡膠彈性，高溫時具有與熱可塑性樹脂同樣可塑化而可成形之性質。一般而言，硬鏈段係聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴樹脂，軟鏈段係乙烯-聚丙烯-二烯共聚物、乙烯-聚丙烯共聚物等橡膠成分或非晶質聚乙烯。
就上述熱可塑性彈性體而言，可例舉：成為硬鏈段之單體與成為軟鏈段之單體的聚合以多階段進行，在聚合反應容器內直接製造之聚合型彈性體；使用班布里混合機(Banbury mixer)、二軸擠壓機等捏合機將成為硬鏈段之聚烯烴系樹脂與成為軟鏈段之橡膠成分物理分散而製造之混合型彈性體；使用班布里混合機、二軸擠壓機等捏合機將成為硬鏈段之聚烯烴系樹脂與成為軟鏈段之橡膠成分物理分散時添加交聯劑，而於聚烯烴系樹脂基質(matrix)中，使橡膠成分完全交聯或部分交聯並微分散而得到動態交聯之 彈性體。
本發明中，可同時利用非交聯彈性體及交聯彈性體，使用將成為軟鏈段之橡膠成分物理分散而製造之非交聯彈性體時，考慮所製造之製品回收性為較佳，可容易地使用與使通常的聚烯烴系樹脂進行擠壓發泡成形時相同擠壓機而製造，並且將發泡成形品回收再供給於擠壓機同樣進行發泡成形時，可抑制因交聯橡膠之發泡不良等。另一方面，將成為軟鏈段之橡膠成分物理分散的同時，使用將橡膠成分進行部分交聯或動態交聯之交聯彈性體時，因與聚烯烴系樹脂之相溶性優異、所得發泡體的耐熱性提高等而較佳。
再者，就構成乙烯-聚丙烯-二烯共聚物彈性體之二烯成分而言，可例舉如亞乙基降莰烯、1,4-己二烯、二環戊二烯等。
在此，乙烯-聚丙烯-二烯共聚物彈性體可使用1種或混合2種以上使用，藉由使用此種乙烯-聚丙烯-二烯共聚物彈性體，容易用與使通常的聚烯烴系樹脂進行擠壓發泡成形時相同擠壓機而製造。
(混合樹脂組成物)
就上述混合樹脂組成物之熔融流動速率(MFR)而言，無特別限定，但較佳下限為0.1g/10分鐘、較佳上限為3g/10分鐘。若上述混合樹脂組成物之MFR未達0.1g/10分鐘，則擠壓機的負荷變大，生產性降低，含有發泡劑之熔融聚烯烴系樹脂變得無法滑順地流動至鑄模內，所得聚烯烴系樹脂發泡體的表面產生皺摺(corrugate)而外觀變差。若上 述混合樹脂組成物之MFR超過3g/10分鐘，則使用圓形模具作為鑄模時，圓形模具前之樹脂壓力降低，圓形模具氣泡生成部之樹脂壓力亦降低，因此氣泡生成部前生成氣泡，在發泡體形成部急劇地產生破泡而發泡性降低，所得聚烯烴系樹脂發泡體的外觀變差，可能無法得到聚烯烴系樹脂發泡體。上述混合樹脂組成物之MFR的更佳下限為0.2g/10分鐘、更佳上限為2.5g/10分鐘。
上述混合樹脂組成物中，就上述聚烯烴系樹脂與熱可塑性彈性體之比率而言無特別限定，但較佳係以質量比為20：80至80：20之範圍。若熱可塑性彈性體的含量比該範圍少，則所得聚烯烴系樹脂發泡體有緩衝性、柔軟性變缺乏之情形。若熱可塑性彈性體的含量比該範圍多，則有混合樹脂組成物的橡膠彈性變得過強而發泡性降低，所得聚烯烴系樹脂發泡體的收縮變大之情形。上述聚烯烴系樹脂與熱可塑性彈性體之比率的更佳範圍係40：60至60：40。
(氣泡核劑)
製作本發明之聚烯烴系樹脂發泡體時，較佳係使用氣泡核劑。氣泡核劑係聚烯烴系樹脂發泡用組成物在形成氣泡時，促進氣泡核生成者，顯示氣泡之細微化與均勻性之效果。
就上述氣泡核劑而言，可例舉如滑石、雲母、二氧化矽、矽藻土、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鎂、硫 酸鉀、硫酸鋇、碳酸氫鈉、玻璃小珠等無機化合物；聚四氟乙烯、偶氮二甲醯胺、碳酸氫鈉與檸檬酸之混合物等有機化合物，氮等惰性氣體等。其中，因氣泡細微化效果高，而無機化合物中以滑石、有機化合物中以聚四氟乙烯為較佳。又，特佳係聚四氟乙烯在分散時因成為原纖維(fibril)狀而使樹脂的熔融張力上昇者。
就上述氣泡核劑之量而言，無特別限定，但相對於上述混合樹脂組成物100重量份，較佳下限為0.01重量份、較佳上限為15重量份。若上述氣泡核劑之量未達0.01重量份，則難以使所得聚烯烴系樹脂發泡體的氣泡數增加，有所得聚烯烴系樹脂發泡體的表面平滑性降低之情形。若上述氣泡核劑之量超過15重量份，則變得易引起二次凝集，因擠壓發泡不良而有發泡體之表面平滑性將低之情形。上述氣泡核劑之量的更佳下限為0.1重量份、更佳上限為12重量份。
本發明所使用之氣泡核劑可以其形態與混合樹脂組成物混合，亦可個別供給至擠壓機內。又，作為母料(masterbatch)可與混合樹脂組成物混合，亦可個別供給至擠壓機內。
就母料之基材樹脂而言，只要為對混合樹脂組成物之相溶性優異者即無特別限定，例如可適宜地使用同元聚丙烯、嵌段聚丙烯、無規聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。
本發明所用之聚烯烴系樹脂發泡用組成物，除了聚烯 烴系樹脂及氣泡核劑以外，作為任意成分可調配發泡成形時一般可用之各種添加劑。就該添加劑而言，可例舉如耐候性安定劑、光安定劑、顏料、染料、難燃劑、結晶核劑、可塑劑、滑劑、界面活性劑、分散劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、填充劑、補強劑、抗靜電劑等。其中，界面活性劑係賦予滑動性及抗結塊(antiblocking)性者。又，分散劑係提昇無機填充劑之分散性者，可例舉如高級脂肪酸、高級脂肪酸酯、高級脂肪酸醯胺等。
添加劑之添加量可在不損氣泡形成、所得發泡體的物性等範圍內適宜地選擇，可採用通常的熱可塑性樹脂成形所用之添加量。
上述添加劑，由於操作之容易性、防止粉體飛散所致之製造環境污染，或者由於提昇對熱可塑性樹脂中之分散性，可使用作為母料。
母料通常係可於熱可塑性基材樹脂中將添加劑等以高濃度捏合，以成為粒狀(pellet)而進行。就基材樹脂而言，只要是對混合樹脂組成物之相溶性優異者，即無特別限定，例如可適宜地使用同元聚丙烯、嵌段聚丙烯、無規聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。
(發泡劑)
發泡劑可使用可用擠壓發泡成形之公知發泡劑。從容易調整發泡倍率來看，較佳係壓入至擠壓機內而供給之物理發泡劑。本發明中，特佳係使用二氧化碳。二氧化碳，藉由使用超臨界狀態、次臨界狀態、或者液化之二氧化碳， 而可形成比以往的發泡體更細微的氣泡，可提昇所得聚烯烴系樹脂發泡體的表面平滑性、柔軟性。壓入至擠壓機內之發泡劑的量可因應聚烯烴系樹脂發泡體的發泡倍率而適宜地調整，若過少，則有聚烯烴系樹脂發泡體的發泡倍率變低，輕量性及絕熱性降低之情形，另一方面，若過多，則鑄模內產生發泡，或產生破泡，或者聚烯烴系樹脂發泡體中產生大的空隙，因此較佳係相對於聚烯烴系樹脂發泡用組成物100重量份為1至10重量份左右，更佳係2至8重量份左右，特佳係3至6重量份左右。
(擠壓機)
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體的製造方法中，就擠壓機而言，可使用單軸擠壓機、二軸擠壓機、及串接(tandem)型擠壓機之任一個擠壓機。其中，從易於調整擠壓條件來看，較佳係串接型擠壓機。
上述製造方法中可用之鑄模係以具有使樹脂流動路徑之收束而形成之氣泡生成部、進行生成的氣泡之成長及發泡體表面的平滑化之發泡體成形部的圓形模具而構成。本發明之聚烯烴系樹脂發泡體具有比以往更細微的氣泡，因此使用以往的圓形模具而發泡時，發泡體表面產生大量皺摺，所得發泡體的表面平滑性變差。然而，具有發泡體形成部之圓形模具由發泡體成形部之適度的滑阻力，可抑制氣泡生成部產生皺摺，可得表面平滑的發泡體。在此，皺摺係指從圓形模具取出之發泡體因吸體積膨張所致之圓周方向的線膨張分而可起波浪之大量山谷狀溝槽。
上述製造方法中，較佳係氣泡生成部之樹脂的排出速度V為50至300kg/cm2‧hr，且圓形模具前之樹脂壓力為7MPa以上。
排出速度V更佳係70至250kg/cm2‧hr左右，再更佳係100至200kg/cm2‧hr左右。又，圓形模具前之樹脂壓力較佳係7MPa以上，更佳係8MPa以上20MPa以下。以上述條件之擠壓發泡，不僅可提昇聚烯烴系樹脂之發泡性，並且可使氣泡細微化的同時氣泡膜強度更提高。藉由該等條件，所得發泡體在二次加工時之加工性提昇，進行切片加工所得之薄片(sheet)狀發泡體可得表面平滑性優異者。排出速度V小於50kg/cm2‧hr左右時，有難以得到氣泡的細微化、高發泡倍率的發泡體之情形。另一方面，當大於300kg/cm2‧hr左右時，於鑄模氣泡生成部樹脂發熱使氣泡破裂，不僅發泡倍率變得容易降低，並且變得容易產生皺狀皺摺，氣泡徑不均勻使發泡體表面平滑性降低，因而不佳。排出速度V係依圓形模具氣泡生成部的截面積、擠壓排出量而適宜地調節。
就氣泡生成部的截面積之調整方法而言，可例舉2種方法：改變鑄模的氣泡生成部的長度(平板狀鑄模時)或口徑(圓形模具時)之方法、改變鑄模的氣泡生成部之間隔(平板狀鑄模或圓形模具時)之方法。
圓形模具前之樹脂壓力若低於7MPa，則比圓形模具氣泡生成部之前就開始氣泡生成，無法得到良好的發泡體而不佳。又，若高於20MPa，則擠壓機的負荷變過高，或 發泡劑之注入壓力變過高而有無法壓入之虞，而不佳。
圓形模具前之樹脂壓力係依熔融樹脂黏度與擠壓排出量、圓形模具氣泡生成部截面積而適宜地調節。進一步，熔融樹脂黏度係依調配樹脂組成物之黏度與發泡劑添加量、及熔融樹脂溫度而適宜地調節。再者，本說明書之熔融樹脂溫度係指測定圓形模具前之樹脂壓力的直管鑄模中，由以直接接觸熔融樹脂之形式而配置之熱電偶所測定之溫度。
(發泡防塵材)
本發明之發泡防塵材(發泡密封材)係由如上述之具有特定特性之聚烯烴系樹脂發泡體而構成。發泡防塵材即使為發泡體單獨的形態仍有效發揮其功能，但較佳係於發泡體之單面或兩面設置黏著層之形態的發泡防塵材易於使用。例如，若作為於發泡體之單面或兩面具有黏著層之形態的發泡防塵材，則可進行防塵所必須之對黏附體的固定、暫黏。
就形成上述黏著層之黏著劑而言，無特別限制，可適宜地選擇使用例如丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑(天然橡膠系黏著劑、合成橡膠系黏著劑等)、矽氧系黏著劑、聚酯系黏著劑、胺酯系黏著劑、聚醯胺系黏著劑、環氧系黏著劑、乙烯基烷基醚系黏著劑、氟系黏著劑等公知黏著劑。黏著劑可單獨使用或組合2種以上使用。再者，黏著劑可為乳化物系黏著劑、溶劑系黏著劑、寡聚物系黏著劑、固系黏著劑等任一種形態之黏著劑。
就黏著劑而言，從對黏附體之污染防止等觀點來看，適宜為丙烯酸系黏著劑。
黏著層可利用公知形成方法形成。可例舉如於預定部位或面上塗布黏著劑之方法(塗布方法)、於剝離襯墊等剝離膜上塗布黏著劑以形成黏著層後，將該黏著層轉印到預定部位或面上之方法(轉印方法)等。再者，形成黏著層時，可適宜地利用公知塗布方法(流鑄造方法、輥塗方法、逆轉塗布(reverse coating)方法、刮刀片方法等)。
黏著層之厚度通常係5至100μm左右。黏著層越為薄層則防止邊端附著垃圾、塵埃之效果越高，因此厚度較佳係薄者。
再者，黏著層僅於發泡體之一面(單面)形成時，發泡體的另一面可形成其他層，可例舉如其他種類的黏著層等。
就本發明之發泡防塵材的形狀、厚度等而言，無特別限制，可因應用途等適宜地選擇。例如，就發泡防塵材的厚度而言，可選自0.1至3mm(較佳係0.3至2mm)左右之範圍。
又，發泡防塵材通常配合所用之裝置施予打孔加工等加工成為各種形狀，以製品化。
本發明之發泡防塵材具有如前述之特性，因此容易施工，幾乎沒有因經時之厚度變化，優異於密封性、尺寸精度、尺寸安定性。
(測定方法)
以下記載測定方法。
〈平均氣泡徑〉
本說明書中，聚烯烴系樹脂發泡體之平均氣泡徑係指依據ASTM D2842-69之試驗方法，如下述方式進行測定者。
具體而言，將發泡薄片沿著MD方向(擠壓方向)及TD方向(與擠壓方向垂直之方向)切斷，將各自的切斷面之中央部使用掃描型電子顯微鏡(日立製作所(股)製S-3000N)放大拍攝。
接著，將拍攝的影像印刷於A4格式紙上，於影像上劃一條長度60mm的直線。再者，於MD方向切斷之切斷面係與MD方向平行、於TD方向切斷之切斷面係與TD方向平行，VD方向(厚度方向)對MD方向及TD方向呈垂直(對於薄片呈垂直)的方式畫直線。此時，以60mm直線上氣泡呈現10至20個左右的方式調整上述電子顯微鏡之放大倍率。
從上述直線上所存在之氣泡數以下述式計算出氣泡的平均弦長(t)，將該平均弦長作為各方向(MD方向、TD方向及VD方向)之平均氣泡徑。
平均弦長t=60/(氣泡數×照片倍率)
再者，畫直線時，盡量不使直線與氣泡成為點接觸而以貫穿氣泡之狀態的方式畫線。又，一部份的氣泡與直線為點接觸時，該氣泡亦包含在氣泡數內，再者，直線的兩端未貫穿氣泡而是成為位於氣泡內之狀態時，直線的兩端所在之氣泡亦包含在氣泡數內。
依據以前述式計算出之平均弦長t，由下述式算出氣泡徑。
氣泡徑(mm)D=t/0.616
然後，所得MD方向之氣泡徑(DMD)、TD方向之氣泡徑(DTD)與VD方向之氣泡徑(DVD)的相加平均值作為聚烯烴系樹脂發泡體的平均氣泡徑。
平均氣泡徑(mm)=(DMD+DTD+DVD)/3
〈視密度〉
本說明書中，聚烯烴系樹脂發泡體的視密度係依據JIS K 7222-1999記載的方法之方法而測定。具體而言，從試料以不改變試料原本的單元結構之方式切斷10cm3以上(半硬質及軟質材料時為100cm3以上)的試驗片，測定其質量，由下述式算出。
密度(kg/m3)=試驗片質量(g)/試驗片體積(cm3)×103
〈壓縮應力〉
本說明書中，聚烯烴系樹脂發泡體之壓縮應力係依據JIS K6767發泡塑膠-聚乙烯-試驗方法所記載的方法之方法而測定。具體而言，進行將裁斷成50mm×50mm之試料以1mm/分鐘壓縮時之壓縮應力的測定。測定裝置可使用Orientec公司製TENSILON萬能試驗機UCT-1()T。試驗厚度約2mm。
〈連續氣泡率〉
本說明書中，聚烯烴系樹脂發泡體之連續氣泡率的測定係以下述方式測定者。具體而言，將裁斷成25mm平方 之試料重疊為5cm厚度，算出視體積，由下述式算出。
連續氣泡率(%)={視體積-實體積(測定值)}÷視體積×100
測定裝置可使用島津製作所公司製Micromeritics乾式自動密度計AccuPycII 1340(V1.0)。
〈表面硬度〉
本說明書中，聚烯烴系樹脂發泡體之表面硬度的測定係以下述方式測定者。具體而言，將裁斷成50mm平方之表面平滑的試料重疊為厚度約6mm以上，使計器的加壓面壓在水平放置之試料的表面，讀取放上1kg重的砝碼後之紀錄。測定裝置使用高分子計器公司製ASKER橡膠硬度計CSC2。
〈熔點〉
熔點係依據JIS K7121塑膠的轉移溫度測定方法，以下述方式測定之值。
具體而言，以加熱/冷卻速度：10℃/分鐘、測定開始/結束溫度：-40℃至220進行。測定裝置使用SII Nano Technology公司製之型號名DSC6220型的示差掃描熱量計(DSC)。
〈MFR〉
MFR係依據JIS K7210熱可塑性塑膠的流量試驗方法，以下述方式測定之值。
具體而言，以試驗溫度230℃、試驗負載21.18N、預熱時間5分鐘進行測定。測定裝置使用東洋精機製作所公司製之Semi-auto Melt Indexer。
〈負載偏轉溫度〉
負載偏轉溫度係依據JIS K7191 B法而測定之值。
〈軟化點〉
軟化點係依據JIS K7196熱可塑性塑膠膜及薄片的熱機械分析(TMA)之軟化溫度測定方法，以下述方式測定之值。
具體而言，以試驗片大小：Φ 10×1(mm)、升溫速度：5℃/分鐘、測定模式：針穿刺試驗模式(前端Φ 1mm)、負載：500mN進行測定。測定裝置使用SII Nano Technology公司製之熱/應力/歪測定裝置之EXSTAR TMA/SS6100。
〈IP等級〉
IP等級(IP code)係依據由JIS C0920電氣機械器具的外殼之保護等級(IP等級)的IP等級測定方法，以下述方式測定之值。
具體而言，保護由直徑1.0mm以上的外來固形物之侵入，且未受到從垂直到60度以內之噴霧水而由水所致之不良影響者為IP43；保護由直徑1.0mm以上的外來固形物之侵入，且未受到來自任何方向的飛沫所致之不良影響者為IP44。即使有些許的粉塵侵入仍不阻礙正常運轉，且以規定的壓力及時間浸漬於水中仍不受到不良影響者為IP57。
〈凹凸追隨性〉
200mm×200mm平方、厚度10mm的丙烯酸系板，使用於單面以5mm間隔均勻地存在有高度1mm之凹凸之丙烯酸系板。使用2片上述丙烯酸系板，以凹凸面重疊的方 式重疊，以使100mm×100mm平方的發泡體均勻之方式插入於其間，固定四個角落。其後，將發泡體以對於厚度壓縮50%之狀態，以目視觀察壓縮狀態下對於1mm高度的凹凸之追隨性。
(實施例)
以下，例舉實施例及比較例，更詳細說明本發明。惟，本發明不限於該等。再者，各例中份及%，原則為重量基準。
[實施例1]
準備口徑為65mm之第一擠壓機的前端連接以口徑為75mm之第二擠壓機而成之串接型擠壓機。
於該串接型擠壓機之第一擠壓機，添加聚烯烴系樹脂(Prime Polymer公司製E110G、熔點：161℃、負載偏轉溫度：115℃、MFR：0.3g/10分鐘)60重量份、非交聯乙烯-聚丙烯-二烯共聚物彈性體之熱可塑性彈性體(三菱化學公司製THERMORUN Z101N、熔點：170℃、軟化點：142℃、MFR：11g/10分鐘)40重量份之混合樹脂組成物100重量份，將氣泡核劑之含有70重量%平均粒子徑12μm的滑石的母料10重量份混合，將聚烯烴系樹脂發泡用組成物供給到第一擠壓機進行熔融捏合。第一擠壓機的途中將發泡劑之超臨界狀態二氧化碳4.2重量份壓入，熔融狀態的聚烯烴系樹脂發泡用組成物與二氧化碳均勻地混合捏合後，將含有該發泡劑之熔融樹脂組成物連續地供給到第二擠壓機一邊進行熔融捏合一邊冷卻至適合發泡的樹脂溫 度。其後，以配置於第二擠壓機的前端之鑄模的氣泡生成部口徑ψ 36mm、鑄模的氣泡生成部間隔0.25mm(氣泡生成部的截面積：0.275cm2)、發泡體成形部的間隔3.4mm、從發泡體成形部的出口口徑ψ 70mm的圓形模具之排出量30kg/hr(排出速度V=109kg/cm2‧hr)、樹脂溫度175℃、圓形模具前之樹脂壓力9.8MPa之條件進行擠壓發泡，於圓形模具的發泡體成形部，將成形之圓筒狀發泡體接在冷卻的心軸(mandrel)上的同時，從空氣環將噴射空氣以將其外面冷卻成形，於心軸上的一點以切刀將圓筒狀發泡體切開，得到表1記載之薄片狀聚烯烴系樹脂發泡體。由上述方法所得之聚烯烴系樹脂發泡體未產生皺摺、表面平滑性優異，因此切片加工等二次加工性優異。
再者，將以上述比率將聚烯烴系樹脂與熱可塑性彈性體混合之混合樹脂組成物100質量份使用擠壓機以200℃熔融捏合，維持200℃之狀態(擠壓機、鑄模溫度200℃)擠壓成股(strand)狀後，水冷，得到成形為圓筒形的粒(pellet)狀之混合樹脂組成物(擠壓發泡用樹脂組成物)。對所得混合樹脂組成物測定熔融流動速率之結果為0.7g/10分鐘。
[實施例2]
將由實施例1所得聚烯烴系樹脂發泡體的兩面藉由剝皮機(splitting machine)進行切片加工以除去表皮，得到經過切片加工之表1記載之薄片狀聚烯烴系樹脂發泡體。
[實施例3]
除了將聚烯烴系樹脂換成Prime Polymer公司製 E-100GV(熔點：161℃、負載偏轉溫度：120℃、MFR：0.5g/10分鐘)以外，與實施例1同樣地操作，將超臨界狀態二氧化碳4.2重量份壓入，以樹脂溫度175℃、圓形模具前之樹脂壓力10.2MPa之條件進行擠壓發泡，得到表1記載之薄片狀聚烯烴系樹脂發泡體。
對混合樹脂組成物之熔融流動速率，與實施例1同樣地測定之結果為1.3g/10分鐘。
[實施例4]
將由實施例3所得之聚烯烴系樹脂發泡體的兩面藉由剝皮機進行切片加工以除去表皮，得到經過切片加工之表1記載之薄片狀聚烯烴系樹脂發泡體。
[實施例5]
除了將熱可塑性彈性體換成三井化學公司製NOTIO(熔點：154℃、軟化點：100℃、MFR：7g/10分鐘)以外，與實施例1同樣地操作，將超臨界狀態二氧化碳4.2重量份壓入，以樹脂溫度180℃、圓形模具前之樹脂壓力10.0MPa之條件進行擠壓發泡，得到表1記載之薄片狀聚烯烴系樹脂發泡體。
對混合樹脂組成物之熔融流動速率，與實施例1同樣地測定之結果為0.5g/10分鐘。
[比較例1]
使用市售之工程塑膠之改質聚伸苯醚之表1記載之薄片狀發泡體(積水化成品工業公司製「Heatcell」)。
[比較例2]
使用市售之對聚乙烯照射電子束之表1記載之薄片狀獨立氣泡發泡體(積水化學工業公司製「SOFTLON」)。
[比較例3]
使用市售之胺酯發泡體之表1記載之薄片狀發泡體(INOAC公司製「PORON SR-S15P」)。
[比較例4]
使用市售之由電子束交聯之半硬質/獨立氣泡聚烯烴發泡體之表1記載之薄片狀發泡體(TORAY公司製Pef)。
[比較例5]
除了將聚烯烴系樹脂換成日本Polypropylene公司製SH9000(熔點：164℃、負載偏轉溫度：116℃、MFR：0.3g/10分鐘)、將熱可塑性彈性體換成JSR社製EXCELINK 3300B(熔點：148℃、負載偏轉溫度：98℃、MFR：0.9g/10分鐘)以外，與實施例1同樣地操作，將超臨界狀態二氧化碳4.2重量份壓入，以樹脂溫度172℃、圓形模具前之樹脂壓力10.8MPa之條件進行擠壓發泡，得到表1記載之薄片狀聚烯烴系樹脂發泡體。
對混合樹脂組成物之熔融流動速率，與實施例1同樣地測定之結果為0.5g/10分鐘。
從表1，預定範圍內的厚度、平均氣泡極及視密度，只要係壓縮50%時之壓縮應力為15KPa以上、壓縮80%時之壓縮應力為400KPa以下之連續氣泡結構之實施例之薄片狀聚烯烴系樹脂發泡體，則處理性(操作性)優異、以低負載容易壓扁(追隨性)、尺寸精度佳、密封長期安定性優異。
(產業上之可利用性)
本發明之聚烯烴系樹脂發泡體可適宜用於防塵材領域。又，本發明之聚烯烴系樹脂發泡體可適宜用於尋求柔軟性、追隨性之領域，尋求密封性、防塵性之電子儀器、家電領域、住宅、汽車領域等。本發明之發泡防塵材可適宜用於尋求密封性、防塵性、尺寸精度之電子儀器、家電領域、住宅、汽車領域等。

Claims (5)

  1. 一種聚烯烴系樹脂發泡體，其係由含有具有140至180℃的範圍之熔點且80至140℃之負載偏轉溫度的聚烯烴系樹脂、與具有140至180℃的範圍之熔點且45至160℃之軟化點的熱可塑性彈性體之混合樹脂組成物構成，係厚度0.1至3.0mm、平均氣泡徑0.02至0.2mm、視密度30至100kg/m3、壓縮50%時之壓縮應力為15KPa以上、壓縮80%時之壓縮應力為400KPa以下、發泡結構係連續氣泡結構，連續氣泡率為60%以上者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之聚烯烴系樹脂發泡體，係壓縮50%時之壓縮應力為100KPa以下、壓縮80%時之壓縮應力為100KPa以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之聚烯烴系樹脂發泡體，其中，以20：80至80：20之質量比含有聚烯烴系樹脂與熱可塑性彈性體，且於230℃、21.18N之負載下測定時之混合樹脂組成物的熔融流動速率為0.1至3g/10分鐘。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之聚烯烴系樹脂發泡體，其中，聚烯烴系樹脂的熔融流動速率為0.2至5g/10分鐘。
  5. 一種發泡防塵材，其係將申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之聚烯烴系樹脂發泡體使用於防塵材。
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