WO2014017528A1 - 熱可塑性樹脂発泡フィルム及びその製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂発泡フィルム及びその製造方法 Download PDF

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浩二 野田
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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin foam film and a method for producing a thermoplastic resin foam film.
  • Patent Document 1 discloses a polyurethane foam having a thickness of 0.3 to 13 mm. It is disclosed. However, such a foam is disposed between two articles and deforms without a gap, and is not suitable as a core of a laminated structure material.
  • Patent Document 2 proposes a laminated foam sheet made of polyphenylene ether resin and polystyrene resin and having a large heat shrinkage rate in a specific direction, and here, a foam film having a thickness of 0.25 to 0.5 mm is disclosed. ing. However, since this foamed film is obtained by strongly stretching in the extrusion direction for the purpose of increasing the heat shrinkage rate, the cells of the foamed film are greatly flattened in the thickness direction and lack compression strength.
  • thermoplastic resin foam a method of using a band knife such as a traveling saw blade or a knife blade has been conventionally employed.
  • a method of cutting is disclosed.
  • Patent Document 4 describes that cutting is performed without destroying bubbles on the surface of the foam, there is no description about foam film production.
  • cutting with a knife blade is disclosed as a cutting method, and a band saw is exemplified as the knife blade.
  • a thin foam film is obtained by this method, it is caused by play (deflection) of the knife blade. Therefore, a foamed film with high thickness accuracy cannot be obtained.
  • the welded thick portion hits the surface of the cutting surface, so that a streaky cutting trace remains.
  • the foam cut is a small piece, and thus a foam film having a desired thickness cannot be obtained.
  • JP 2007-44972 A JP-A-2-151429 JP 2007-513213 A JP 2002-86577 A
  • the present invention provides a thermoplastic resin foam film having high heat resistance, light weight, thin thickness, and good compression resistance, and further, a laminated foam film having high rigidity by lamination with aluminum foil or the like.
  • An object of the present invention is to provide a manufacturing method for obtaining a thermoplastic resin foam film by cutting the thermoplastic resin foam.
  • the present inventors use a poly (meth) acrylimide resin as a thermoplastic resin and obtain heat obtained by paying attention to specific characteristics of a foamed film.
  • the foamed plastic resin film has good compression resistance, high heat resistance, can be made lighter and thinner than conventional ones, and structural materials using the thermoplastic resin foam film have higher rigidity than before. I found out that That is, the gist of the present invention is as follows.
  • thermoplastic resin foam film substantially made of a thermoplastic resin, wherein the thermoplastic resin is a poly (meth) acrylimide resin, a density is 30 to 500 kg / m 3 , and an average cell diameter is 2
  • thermoplastic resin foamed film having a thickness of 0.05 to 1.0 mm and a thickness of 500 ⁇ m.
  • thermoplastic resin foam film [4] The method for producing a thermoplastic resin foam film according to [1], wherein the production method cuts a thermoplastic resin foam substantially composed of a poly (meth) acrylimide resin with a cutting blade.
  • a cutting process comprising the steps of: At least one of the thermoplastic resin foam and the cutting blade is reciprocated, and the thermoplastic resin foam and the cutting blade slide in the stroke of at least one of the forward path and the return path, thereby the thermoplastic resin foam.
  • a method for producing a foamed thermoplastic resin film in which flakes are substantially cut from a poly (meth) acrylimide-based resin.
  • a flat plate in which the flakes are flattened while being heated at a glass transition temperature (Tg) [° C.]-100 ° C. of the poly (meth) acrylimide resin and a temperature [° C.] of the Tg or less.
  • Tg glass transition temperature
  • thermoplastic resin foam film having high heat resistance, light weight, thin thickness, and good compression resistance
  • stacked the said thermoplastic resin foam film, aluminum foil, etc. has high rigidity, for example, is suitable as a diaphragm for speakers.
  • a thermoplastic resin foam film with a high thickness precision can be obtained.
  • thermoplastic resin foam film according to the present invention is a thermoplastic foam film substantially made of a thermoplastic resin, wherein the thermoplastic resin is a poly (meth) acrylimide resin and has a density of 30 to 500 kg / m. 3.
  • the average cell diameter is 2 to 500 ⁇ m and the thickness is 0.05 to 1.0 mm.
  • the thermoplastic resin foam film according to the present invention has a density of 30 to 500 kg / m 3 .
  • the lower limit of the density may be 30 kg / m 3 or more, preferably 40 kg / m 3 or more, more preferably 55 kg / m 3 or more.
  • the upper limit of the density may be 500 kg / m 3 or less, preferably 400 kg / m 3 or less, more preferably 300 kg / m 3 or less.
  • the density is less than 30 kg / m 3 , a good foam film tends to be not obtained. In particular, it tends to be difficult to form a film in the cutting process of the manufacturing method described later.
  • the density exceeds 500 kg / m 3 , the lightness may be impaired.
  • the thermoplastic resin foam film according to the present invention has an average cell diameter of 2 to 500 ⁇ m.
  • the lower limit of the average cell diameter may be 2 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, and more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average cell diameter may be 500 ⁇ m or less, preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 260 ⁇ m or less.
  • the average cell diameter is less than 2 ⁇ m, it becomes a foamed film having a substantially low foaming ratio, resulting in an increase in density and a tendency to deteriorate lightness.
  • the average cell diameter exceeds 500 ⁇ m a good foamed film tends not to be obtained. In particular, breakage occurs in the cutting process of the manufacturing method described later, and it tends to be difficult to form a film.
  • the thermoplastic resin foam film according to the present invention has a thickness of 0.05 to 1.0 mm.
  • the minimum of thickness should just be 0.05 mm or more, Preferably it is 0.07 mm or more, More preferably, it is 0.1 mm or more.
  • the upper limit of thickness should just be 1.0 mm or less, Preferably it is 0.7 mm or less, More preferably, it is 0.5 mm or less. If the thickness is less than 0.05 mm, the rigidity may be impaired when a laminated foam film is formed. Moreover, when thickness exceeds 1.0 mm, use in a narrow site
  • thermoplastic resin foam film according to the present invention is substantially made of a thermoplastic resin, and the thermoplastic resin is preferably a poly (meth) acrylimide resin. That is, the thermoplastic resin foam film according to the present invention is constituted by a resin composition substantially composed of a poly (meth) acrylimide resin.
  • a thermoplastic resin foam film having high heat resistance can be obtained by using a poly (meth) acrylimide resin as the thermoplastic resin.
  • the structure of each cell in the foam film can be made to be a substantially uniform structure, the same performance can be exhibited in the entire film, and a foam sheet having good compression resistance can be obtained. Become.
  • Examples of the poly (meth) acrylimide resin used in the present invention include poly (meth) acrylimide constituting a poly (meth) acrylimide foam obtained by foaming a foamable cross-linked polymer described in Patent Document 3. It is possible to use a resin.
  • the poly (meth) acrylimide foam described in Patent Document 3 is sold under the trade name ROHACELL (registered trademark).
  • ROHACELL registered trademark
  • those having the above average cell diameter of 10 to 260 ⁇ m can be suitably used, and those having such an average cell diameter include, for example, RC71RIST, RC71HF, RC71RIMA, RC110HP, etc. It is sold with the part number.
  • thermoplastic resin and “substantially consisting of a poly (meth) acrylimide resin” do not impair the function of the finally obtained thermoplastic resin foam film. It means that any component other than the poly (meth) acrylimide resin can be included.
  • thermoplastic resin foam film according to the present invention as described above can be produced by a method including the following steps. That is, a thermoplastic resin foam substantially made of a poly (meth) acrylimide resin is prepared in advance, and in the cutting step of cutting the foam with a cutting blade, at least one of the thermoplastic resin foam and the cutting blade. Poly (meth) acrylimide is obtained by intermittently cutting the thermoplastic resin foam by reciprocating one side and sliding the thermoplastic resin foam and the cutting blade in at least one of the forward path and the return path. It is a method of obtaining a thin piece substantially made of a resin as a foamed thermoplastic resin film.
  • thermoplastic resin foam and the cutting blade slide means that the moving direction of the reciprocating motion and the direction of the blade line of the cutting blade are not parallel but have a predetermined angle. It means that the resin foam and the cutting blade come into contact with each other and both move relatively. And by doing in this way, the surface with the thermoplastic resin foam having a predetermined three-dimensional structure comes into contact with the cutting blade to start cutting, and the blade line of the cutting blade has a predetermined angle with the reciprocating motion. A thin piece can be obtained from the foam by moving relative to the foam while making contact with the foam.
  • thermoplastic resin foam and the cutting blade are reciprocated, and the thermoplastic resin foam is used in at least one of the forward path and the return path. Slide the cutting blade.
  • thermoplastic resin foam film obtained can improve the smoothness of the surface, and can improve the thickness accuracy in the vicinity of the center.
  • a band knife such as a traveling saw blade or knife blade as the cutting blade, it is inferior in terms of surface smoothness and thickness accuracy.
  • a cutting machine 2 shown in FIG. 1 includes a cutting table 4 that fixes a cutting blade 3 and a gantry 5 that can reciprocate along a rail (not shown) disposed on an upper surface thereof.
  • the gantry 5 reciprocates in the direction of the arrow in the figure.
  • the gantry 5 includes a fixing base 6 that fixes the thermoplastic resin foam 1 to the gantry 5, leg portions 7 that support the fixing base 6 on the cutting base 4, and the base 5 along the rails on the cutting base 4. And a pulley 8 (four in this example). Furthermore, the fixing base 6 of the gantry 5 includes a gripping part 9 that grips and fixes the thermoplastic resin foam 1 to the fixing base 6 and an adjustment part 10 for adjusting the thickness of the thin piece.
  • the cutting edge of the cutting blade 3 (the left end of reference numeral 3 in FIG. 1) is positioned slightly above the left side of the drawing of the cutting table 4 and the cutting edge is made of thermoplastic resin. It is arranged so as to face the foam 1.
  • the angle formed by the blade line of the cutting blade 3 and the reciprocating direction of the thermoplastic resin foam 1 is not particularly limited, but the cutting line is perpendicular to the cutting direction on the cutting surface.
  • the angle (bias angle) formed with respect to is preferably 5 to 85 °. In this case, when the thermoplastic resin foam 1 and the cutting blade 3 are in contact, the cutting surface of the thermoplastic resin foam 1 and the blade line of the cutting blade 3 are not parallel, but are at an angle. Therefore, it becomes easy to suppress the foaming of the thermoplastic resin foam during cutting.
  • the reciprocating motion of the thermoplastic resin foam or the cutting blade in the manufacturing method according to the present invention is not limited to the case of reciprocating completely on the shaft.
  • a case involving a slight vertical movement is included.
  • the configuration of the adjusting unit 10 for adjusting the thickness of the flakes is not particularly limited, and may be provided with a mechanism that keeps applying a constant load to the thermoplastic resin foam 1 or for each cutting. Further, a mechanism capable of feeding a certain amount of the thermoplastic resin foam 1 may be provided.
  • the former include, but are not limited to, those that apply a predetermined pressing force to the thermoplastic resin foam 1 via the grip 9 by an elastic body or the like.
  • Examples of the latter include those equipped with a mechanism for adjusting the distance between the grip portion 9 and the blade line of the cutting blade 3 to a predetermined height, and known ones can be appropriately employed.
  • the usable area is wide because the thickness accuracy of the foam film end portion is good, it is preferable to have a mechanism capable of adjusting the feed amount of the latter thermoplastic resin foam 1 to a predetermined amount.
  • the density of the thermoplastic resin foam is preferably 30 to 500 kg / m 3 .
  • the lower limit of the density is preferably 30 kg / m 3 or more, more preferably 40 kg / m 3 or more, and still more preferably 55 kg / m 3 or more.
  • the upper limit of the density is preferably 500 kg / m 3 or less, more preferably 400 kg / m 3 or less, and still more preferably 300 kg / m 3 or less. If the density is less than 30 kg / m 3 , the thickness accuracy may be impaired, and if it exceeds 500 kg / m 3 , the foamed film may be cracked during cutting.
  • thermoplastic resin foam is not particularly limited as long as it is capable of performing the cutting process as described above and is not a film shape.
  • a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, an elliptical column shape, etc. Can be mentioned.
  • Such a thermoplastic resin foam is available as the specific ROHACELL (registered trademark) described above.
  • thermoplastic resin foam film according to the present invention it is possible to use the flakes immediately after the end of the cutting process as the thermoplastic resin foam film according to the present invention as it is, but when the thermoplastic resin foam is cut, the flakes are wound as if they were scraps. It becomes difficult to handle. Therefore, the flakes obtained in the cutting step are brought to a temperature [° C.] that is not less than the glass transition temperature (Tg) [° C.]-100 [° C.] of the poly (meth) acrylimide resin constituting the flakes. It is preferable to perform flattening while heating (flattening step).
  • flattening while heating means pressing with a weak pressure on the flat surface portion while heating, such as ironing, sandwiching between two flat plates, and putting in a heating oven.
  • the curl may not be sufficiently taken, and when the heating temperature exceeds Tg, the thickness accuracy may be lowered due to further expansion or crushing of the foam film.
  • the glass transition temperature (Tg) of the poly (meth) acrylimide resin is increased from 40 ° C. to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./min from 1 to 10 mg of the sample in, for example, differential scanning calorimetry (DSC). Warm, hold at this temperature for 5 minutes, then cool down from 250 ° C. to 40 ° C. at a rate of 10 ° C./minute, hold at that temperature for 5 minutes, and again from 40 ° C. to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./minute. It can be determined from the inflection point of the chart when the temperature is raised.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the pressure for pressing the flakes is preferably 0.1 MPa or less because the foamed film is not crushed.
  • the flakes after the cutting step and the flattening step can be suitably used as they are for various applications as the thermoplastic resin foam film according to the present invention.
  • the laminated foam film which improved rigidity can be obtained by laminating
  • the aluminum foil laminated on the thermoplastic resin foam film preferably has a thickness of 0.005 to 0.12 mm, and a thickness of 0.01 to 0.05 mm. It is more preferable. If the thickness is less than 0.005 mm, the aluminum foil may be wrinkled during lamination, and if the thickness exceeds 0.12 mm, the lightness may be impaired.
  • the method for laminating the aluminum foil on the thermoplastic resin foam film is not particularly limited, and methods such as an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, and heat fusion can be adopted. From the viewpoint of thickness accuracy of the material, it is preferable to laminate with an adhesive or an adhesive material.
  • the adhesive used when laminating is preferably solventless and has a small shrinkage, such as an epoxy adhesive, an acrylic adhesive, a cyanoacrylate adhesive, a urethane adhesive, a hot melt adhesive, etc.
  • the present invention is not limited to these examples.
  • thermoplastic resin foam film and laminated foam film according to the present invention can be suitably used particularly as a speaker diaphragm.
  • it is particularly suitable as a speaker diaphragm built in a portable terminal such as a mobile phone, a smartphone, a portable game machine, or a tablet personal computer.
  • a portable terminal such as a mobile phone, a smartphone, a portable game machine, or a tablet personal computer.
  • the amount of current flowing through the coil used in the speaker portion increases due to a demand from the market for increasing the volume, and the amount of heat generation tends to increase.
  • the thermoplastic resin foam film according to the present invention and the laminated foam film using the same have high heat resistance because it uses a poly (meth) acrylimide resin for the foam film, and can be used in these portable terminals. It is.
  • the weight of the speaker diaphragm is said to directly affect the acoustic characteristics, and it is said that the lower the weight, the easier it is to vibrate, thus making it easier to increase the volume. Since the thermoplastic resin foam film according to the present invention and the laminated foam film using the same have a predetermined average cell diameter and the density is in a predetermined range, it is easy to reduce the weight. The volume can be easily increased.
  • ⁇ Measurement of foam film thickness> Using a thickness gauge, a sample of 450 mm ⁇ 300 mm was cut out except the sample peripheral edge 30 mm, the thickness was randomly measured at 30 locations, and the average thickness was calculated by arithmetic average. In addition, the difference between the maximum value and the minimum value was calculated.
  • thermoplastic resin foam films all had a density of 71 kg / m 3 , an average thickness of 0.30 mm, a difference between the maximum value and the minimum value of 0.03 mm, and a minimum edge thickness of 0.28 mm. . Moreover, the surface was smooth.
  • an aluminum foil having a thickness of 0.012 mm is pasted on both surfaces of the obtained thermoplastic resin foam film using an epoxy resin two-component adhesive (Chemedine Co., Ltd., 1500), a highly rigid laminated foam A film was obtained.
  • the laminated foam film has high heat resistance, light weight, high rigidity, and can be expected as a diaphragm for a speaker.
  • thermoplastic resin foam film obtained by flattening was measured in the same manner as in Examples 1 to 3.
  • the evaluation results are shown in Table 1.
  • Each of the thermoplastic resin foam films had an average thickness of 0.20 mm, a difference between the maximum value and the minimum value of 0.02 mm, and a minimum edge thickness of 0.19 mm. Moreover, the surface was smooth. Further, when an aluminum foil having a thickness of 0.012 mm was pasted in the same manner as in Examples 1 to 3, a highly rigid laminated foam film was obtained.
  • the laminated foam film has high heat resistance, light weight, high rigidity, and can be expected as a diaphragm for a speaker.
  • Example 7 Examples 1 to 3 except that RC110HP (60 mm ⁇ 90 mm ⁇ 10 mm, density 110 kg / m 3 ) of ROHACELL (registered trademark), which is a box-shaped foam made of polymethacrylimide resin manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd., was used. Using the same cutting machine as No. 3, cutting was performed with a target thickness of 0.30 mm, and flattening was performed in the same manner as in Examples 1 to 3. The thermoplastic resin foam film obtained by flattening was measured in the same manner as in Examples 1 to 3. The evaluation results are shown in Table 1.
  • thermoplastic resin foam film had an average thickness of 0.30 mm, a difference between the maximum value and the minimum value of 0.02 mm, and a minimum edge thickness of 0.29 mm. Moreover, the surface was smooth. Further, when an aluminum foil having a thickness of 0.012 mm was pasted in the same manner as in Examples 1 to 3, a highly rigid laminated foam film was obtained.
  • the laminated foam film has high heat resistance, light weight, high rigidity, and can be expected as a diaphragm for a speaker.

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Abstract

 熱可塑性樹脂から実質的になる熱可塑性樹脂発泡フィルムであって、前記熱可塑性樹脂がポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂であり、密度が30~500kg/m3、平均セル径が2~500μm、厚みが0.05~1.0mmである、熱可塑性樹脂発泡フィルムにより、耐熱性が高く、軽量、厚みが薄く、耐圧縮性の良好な熱可塑性樹脂発泡フィルムを提供することができ、さらには、アルミニウム箔等との積層により、剛性の高い積層発泡フィルムを提供することができる。

Description

熱可塑性樹脂発泡フィルム及びその製造方法
 本発明は、熱可塑性樹脂発泡フィルム、及び、熱可塑性樹脂発泡フィルムの製造方法に関する。
 近年、携帯電話などの移動通信端末の小型化や高機能化に伴い、高い耐熱性があり軽量・肉薄でかつ剛性の高い部材への要求が高まっている。この様な部材は単一材料でも達成は可能だが、表層部と芯部からなる積層構造体とすると軽量と剛性を高いレベルで両立できることから好ましいとされ、芯部に好適な、耐熱性があり軽量かつ肉薄で圧縮強度の高い発泡体が求められていた。
 厚みの薄い発泡フィルムとしては、ポリウレタン系樹脂からなる低密度発泡体が携帯電話のディスプレイ部などのシール材用途に使用されており、特許文献1には厚み0.3~13mmのポリウレタン発泡体が開示されている。しかし、この様な発泡体は2つの物品の間に配されて隙間無く変形するものであり、積層構造材の芯としては不適である。
 特許文献2では、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂からなる、特定方向への加熱収縮率が大きな積層発泡シートが提案されており、ここで厚み0.25~0.5mmの発泡フィルムが開示されている。しかしながら、この発泡フィルムは加熱収縮率を大きくする目的で押出方向に強く延伸して得るため、発泡フィルムのセルが厚み方向に大きく扁平しており、圧縮強度に欠けるものであった。
 また、特許文献3では、ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂からなる発泡体の製造技術が開示されており、この技術に関連する発泡体が、ROHACELL(登録商標)という商品名で販売されている。しかし、現在販売されているROHACELL(登録商標)は、いずれも1mm以上の厚みを有するものであり、例えば0.1mmから0.5mmといった厚みの熱可塑性樹脂発泡フィルムについては、存在していない。
 更に、特許文献1、2に記載の発泡フィルムは、所定の樹脂を発泡させて直接発泡フィルムを得ているため、発泡倍率を高め、より軽量で薄肉の発泡フィルムを得るには限界があった。
 一方、熱可塑性樹脂発泡体を切削する方法としては、従来、走行する鋸刃やナイフ刃などのバンドナイフを使用する方法などが採用されており、特許文献4にはナイフ刃により発泡体の表面を切削する方法が開示されている。しかし特許文献4には、発泡体の表面の気泡を破壊せずに切削加工することは記載されているものの、発泡フィルム製造についての記載はない。また、切削方法としてナイフ刃による切削を開示し、ナイフ刃として帯鋸を例示しているが、この方法で厚みの薄い発泡フィルムを得ようとすると、ナイフ刃の張りの遊び(たわみ)に起因して厚みムラが発生するため、厚み精度の高い発泡フィルムは得られない。またナイフ刃を環状に加工した際の溶接肉厚部が切削面表面に当たることで、筋状の切削痕が残る。その他にも、プレーナーによる切削の例示もあるが、この方法では切られた発泡体は小片となるため、所望の厚みの発泡フィルムを得ることはできない。
特開2007-44972号公報 特開平2-151429号公報 特開2007-513213号公報 特開2002-86577号公報
 本発明は、耐熱性が高く、軽量で、厚みが薄く、耐圧縮性の良好な熱可塑性樹脂発泡フィルムを提供すること、さらには、アルミニウム箔等との積層により、剛性の高い積層発泡フィルムを提供すること、および熱可塑性樹脂発泡体の切削により熱可塑性樹脂発泡フィルムを得る製造方法を提供すること、を目的とする。
 本発明者らは、前記課題の解決のため鋭意研究を行った結果、熱可塑性樹脂としてポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂を用いるとともに、発泡フィルムの特定の特性に着目することにより、得られる熱可塑性樹脂発泡フィルムは、耐圧縮性が良好で、耐熱性が高く、従来よりも軽量で肉薄にすることが可能であること、当該熱可塑性樹脂発泡フィルムを用いた構造材は、従来より高い剛性を備えることを見出した。即ち、本発明の要旨は、以下の通りである。
 〔1〕熱可塑性樹脂から実質的になる熱可塑性樹脂発泡フィルムであって、前記熱可塑性樹脂がポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂であり、密度が30~500kg/m3、平均セル径が2~500μm、厚みが0.05~1.0mmである、熱可塑性樹脂発泡フィルム。
 〔2〕前記〔1〕記載の熱可塑性樹脂発泡フィルムの少なくとも片面にアルミニウム箔を積層した積層発泡フィルム。
 〔3〕前記〔1〕記載の熱可塑性樹脂発泡フィルム又は前記〔2〕記載の積層発泡フィルムを用いたスピーカー用振動板。
 〔4〕前記〔1〕記載の熱可塑性樹脂発泡フィルムの製造方法であって、該製造方法は、ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂から実質的になる熱可塑性樹脂発泡体を切削刃により切削する切削工程を含んでなり、該切削工程において、
熱可塑性樹脂発泡体及び前記切削刃のうちの少なくとも一方を往復運動させ、往路及び復路のうちの少なくとも一方の行程において熱可塑性樹脂発泡体と切削刃が摺動することにより前記熱可塑性樹脂発泡体を間歇的に切削してポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂から実質的になる薄片を得る、熱可塑性樹脂発泡フィルムの製造方法。
 〔5〕前記薄片を、前記ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂のガラス転移温度(Tg)[℃]-100[℃]以上かつ前記Tg以下の温度[℃]にて加熱しつつ平板化する平板化工程を更に含む、前記〔4〕記載の熱可塑性樹脂発泡フィルムの製造方法。
 本発明によると、耐熱性が高く、軽量で、厚みが薄く、耐圧縮性の良好な熱可塑性樹脂発泡フィルムを提供することができる。また、当該熱可塑性樹脂発泡フィルムとアルミニウム箔等とを積層した積層発泡フィルムは、剛性が高く、例えば、スピーカー用振動板として好適である。また、本発明の製造方法によると、厚み精度の高い熱可塑性樹脂発泡フィルムを得ることができる。
本発明に係る製造方法の切削工程で用いる切削機の実施形態の例を示した模式図である。
 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムは、熱可塑性樹脂から実質的になる熱可塑性発泡フィルムであって、前記熱可塑性樹脂がポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂であり、密度が30~500kg/m3、平均セル径が2~500μm、厚みが0.05~1.0mmであることを特徴とする。
 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムは、密度が30~500kg/m3である。密度の下限は、30kg/m3以上であればよいが、好ましくは40kg/m3以上、より好ましくは55kg/m3以上である。また、密度の上限は、500kg/m3以下であればよいが、好ましくは400kg/m3以下、より好ましくは300kg/m3以下である。密度が30kg/m3を下回ると、良好な発泡フィルムが得られない傾向にある。特に、後述する製造方法の切削工程において、フィルムの形成が困難になる傾向にある。また、密度が500kg/m3を超えると軽量性が損なわれる場合がある。
 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムは、平均セル径が2~500μmである。平均セル径の下限は、2μm以上であればよいが、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上である。平均セル径の上限は、500μm以下であればよいが、好ましくは300μm以下、より好ましくは260μm以下である。平均セル径が、2μmを下回ると、実質的に発泡倍率が低い発泡フィルムとなり密度が大きくなってしまい、軽量性が損なわれる傾向にある。また、平均セル径が、500μmを上回ると、良好な発泡フィルムが得られない傾向にある。特に、後述する製造方法の切削工程において破壊が起こり、フィルムの形成が困難になる傾向にある。
 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムは、厚みが0.05~1.0mmである。厚みの下限は、0.05mm以上であればよいが、好ましくは0.07mm以上、より好ましくは0.1mm以上である。厚みの上限は、1.0mm以下であればよいが、好ましくは0.7mm以下、より好ましくは0.5mm以下である。厚みが0.05mmを下回ると、積層発泡フィルムとした際に剛性が損なわれる場合がある。また、厚みが1.0mmを超えると狭い部位での使用が制限される場合がある。
 また、後述するように熱可塑性樹脂発砲フィルムをスピーカー用として使用する場合、音響特性を均一にする観点から、熱可塑性樹脂発泡フィルムの厚みの最大値と最小値の差が小さい方が好ましい。
 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムは、熱可塑性樹脂から実質的になり、当該熱可塑性樹脂は、ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂が好適である。即ち、本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムは、実質的にポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂からなる樹脂組成物により構成される。このように、熱可塑性樹脂としてポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂を用いることで、耐熱性が高い熱可塑性樹脂発泡フィルムが得られる。また、発泡フィルム中の各セルの構造を、概ね均一な構造とすることが可能であり、フィルム全体で同様の性能を発揮可能であり、耐圧縮性の良好な発泡シートを得ることが可能となる。
 本発明で用いるポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂としては、例えば、特許文献3に記載の発泡性架橋ポリマーを発泡させて得られるポリ(メタ)アクリルイミド-フォームを構成するポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂を用いることが可能である。特許文献3に記載のポリ(メタ)アクリルイミド-フォームは、ROHACELL(登録商標)という商品名で販売されている。ROHACELL(登録商標)の中でも、上述した平均セル径が10~260μmのものを好適に用いることが可能であり、このような平均セル径を有するものは、例えば、RC71RIST、RC71HF、RC71RIMA、RC110HP等の品番で販売されている。
 尚、本発明において「熱可塑性樹脂から実質的になる」、「ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂から実質的になる」とは、最終的に得られる熱可塑性樹脂発泡フィルムの機能を害さない範囲で、ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂以外の任意の成分を含み得ることを意味する。
 前記のような本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムは、次のような工程を含む方法で製造することができる。
 即ち、予めポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂から実質的になる熱可塑性樹脂発泡体を準備し、この発泡体を切削刃により切削する切削工程において、熱可塑性樹脂発泡体及び切削刃のうちの少なくとも一方を往復運動させ、往路及び復路のうちの少なくとも一方の行程において熱可塑性樹脂発泡体と切削刃が摺動することにより前記熱可塑性樹脂発泡体を間歇的に切削してポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂から実質的になる薄片を熱可塑性樹脂発泡フィルムとして得る方法である。
 本発明において、「熱可塑性樹脂発泡体と切削刃が摺動する」とは、往復運動の移動方向と切削刃の刃線の方向が、平行ではなく、所定の角度を有するように、熱可塑性樹脂発泡体と切削刃とが接触して両者が相対的に移動することを意味する。そして、このようにすることにより、所定の立体構造を有する熱可塑性樹脂発泡体のある面と切削刃とが当接して切削を開始し、切削刃の刃線が、往復運動と所定角度有するように発泡体と接触し、切り込みを入れつつ、発泡体に対して相対的に移動して、発泡体から薄片を得ることができる。
 このように、本発明の製造方法では、切削工程において、熱可塑性樹脂発泡体及び切削刃のうちの少なくとも一方を往復運動させ、往路及び復路のうちの少なくとも一方の行程において熱可塑性樹脂発泡体と切削刃を摺動させる。
 具体的には、(i)所定の熱可塑性樹脂発泡体を固定し、往復運動する刃により切削する方法、(ii)レール上を往復運動する架台に熱可塑性樹脂発泡体を固定し、固定した刃により切削する方法、(iii)これらを組み合わせた方法等が挙げられる。これにより、得られる熱可塑性樹脂発泡フィルムは、その表面の滑らかさを向上させることができ、また、その中央付近における厚み精度を向上させることができる。尚、走行する鋸刃やナイフ刃などのバンドナイフを切削刃として使用することも可能ではあるが、表面の滑らかさや厚み精度の点で劣る。
 前記切削工程のうち上記(ii)の場合について、図面に基づき説明する。
 上記(ii)の切削工程では、熱可塑性樹脂発泡体を往復運動させ、薄片を得るに際して、図1で示すような切削機を用いることができる。尚、図1中、符号1、3、4で示した部分は断面図である。
 図1に示す切削機2は、切削刃3を固定する切削台4と、その上面に配されたレール(図示せず)に沿って往復運動可能な架台5とを備える。架台5は図中の矢印方向に往復運動する。また、架台5は、熱可塑性樹脂発泡体1を架台5に固定する固定台6と、固定台6を切削台4上で支持する脚部7と、架台5を切削台4上のレールに沿って摺動するための滑車8(本例では4つ備える)とを備える。更に、架台5の固定台6は、熱可塑性樹脂発泡体1を把持して固定台6に固定する把持部9と、薄片の厚みを調整するための調整部10とを備える。
 また、本例では、切削刃3の刃先(図1中の符号3の左端)は、切削台4のうちの図面の左側部分よりも僅かに図面の上側に位置するとともに、刃先が熱可塑性樹脂発泡体1に向かうように配されている。
 切削刃3の刃線と熱可塑性樹脂発泡体1の往復方向(切削面上の切削方向)とのなす角は、特に限定はないが、切削面上で切れ刃線が切削方向と直交する線に対してなす角(バイアス角)は、5~85°が好ましい。この場合、熱可塑性樹脂発泡体1と切削刃3が接触する際に、熱可塑性樹脂発泡体1の切削面と切削刃3の刃線が平行ではなく角度をなしており、最初に点で接触することが可能なため、切削時の熱可塑性樹脂発泡体の毟れを抑制しやすくなる。
 尚、本発明に係る製造方法における、熱可塑性樹脂発泡体または切削刃の往復運動は、完全に軸上を往復する場合のみならず、一方がクランクギアと連結されるなどにより、その往復運動に加えて僅かに上下運動を伴う場合も含むものとする。これにより、切削刃と熱可塑性樹脂発泡体とが接触する際に、切削刃の刃先を少し引きながら切り込みを入れることが可能となり、より滑らかな表面とすることが可能となる。
 薄片の厚みを調整するための調整部10の構成としては、特に限定はなく、熱可塑性樹脂発泡体1に一定荷重を掛け続ける機構を備えたものであってもよいし、一回の切削毎に熱可塑性樹脂発泡体1を一定量繰り出し可能な機構を備えたものであってもよい。前者としては、弾性体等により所定の押圧力を、把持部9を介して熱可塑性樹脂発泡体1に付与するものなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。後者としては、把持部9と切削刃3の刃線との間の距離を所定高さに調整する機構を備えたものが挙げられ、公知のものを適宜採用することができる。但し、発泡フィルム端部の厚み精度が良好なため使用可能な面積が広いことから、後者の熱可塑性樹脂発泡体1の繰り出し量を所定量に調整可能な機構を備えたものが好ましい。
 また、本発明に係る製造方法では、熱可塑性樹脂発泡体の密度が30~500kg/m3であることが好ましい。密度の下限は、30kg/m3以上が好ましいが、より好ましくは40kg/m3以上、さらに好ましくは55kg/m3以上である。密度の上限は、500kg/m3以下が好ましいが、より好ましくは400kg/m3以下、さらに好ましくは300kg/m3以下である。密度が30kg/m3を下回ると厚み精度が損なわれる場合があり、500kg/m3を超えると切削時に発泡フィルムに割れが生じる場合がある。また、熱可塑性樹脂発泡体の構造は、前記のような切削工程を行うことが可能で、フィルム状でなければ、特に限定はなく、例えば、立方体状、直方体状、円柱状、楕円柱状等が挙げられる。このような熱可塑性樹脂発泡体は、上述した特定のROHACELL(登録商標)として入手可能である。
 本発明では、切削工程終了直後の薄片を本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムとしてそのまま使用することも可能であるが、熱可塑性樹脂発泡体を切削すると、薄片はあたかも鉋屑のように巻癖がつき、取扱が困難なものとなる。そのため、切削工程で得られた薄片を、当該薄片を構成するポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂のガラス転移温度(Tg)[℃]-100[℃]以上、かつTg以下の温度[℃]にて加熱しつつ平板化を行うこと(平板化工程)が好ましい。ここで、加熱しつつ平板化を行うとは、アイロンをかける、2枚の平面板に挟みこんで加熱オーブンに入れるなど、加熱しながら平面部で弱い圧力で押さえることを言う。
 加熱温度が、Tg-100℃未満だと巻癖を充分にとることができない場合があり、Tgを超えると発泡フィルムが更に膨らんだり潰れるなどにより厚み精度が低下する場合がある。
 本発明においてポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば、示差走査熱量測定(DSC)において、試料1~10mgを40℃から250℃まで10℃/分の速度で昇温し、該温度で5分間保持後、ついで250℃から40℃まで10℃/分の速度で降温し、当該温度で5分間保持後、再度40℃から250℃まで10℃/分の速度で昇温したときのチャートの屈曲点から求めることができる。
 尚、平板化工程において、薄片を押さえる圧力としては、発泡フィルムが潰れないことから0.1MPa以下が好ましい。
 切削工程後及び平板化工程後の薄片は、本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルムとして各種の用途にそのまま好適に用いることができる。
 また、熱可塑性樹脂発泡フィルムの少なくとも片面にアルミニウム箔を積層することで、剛性が向上した積層発泡フィルムを得ることができる。
 本発明の積層発泡フィルムにおいて、熱可塑性樹脂発泡フィルムに積層されるアルミニウム箔は、厚さが0.005~0.12mmであることがより好ましく、厚さが0.01~0.05mmであることがより好ましい。厚みが0.005mmを下回ると積層の際にアルミニウム箔に皺が入る場合があり、厚さが0.12mmを超えると軽量性が損なわれる場合がある。
 本発明の積層発泡フィルムにおいて、熱可塑性樹脂発泡フィルムにアルミニウム箔を積層する方法に特に制限は無く、接着剤や粘着剤、熱融着などの方法が採用可能であるが、生産性や積層複合材の厚み精度の観点から、接着剤や粘着材により積層するのが好ましい。また、積層する際に使用する接着剤としては、無溶剤系で収縮が小さいことが好ましく、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ウレタン系接着剤、ホットメルト接着剤などが例示されるが、これらに限定されるものではない。
 本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルム及び積層発泡フィルムは、特に、スピーカー用振動板として好適に用いることができる。中でも、携帯電話、スマートフォン、携帯用ゲーム機、タブレット型パソコン等の携帯用端末に内蔵されるスピーカー用振動板として特に好適である。このような携帯用端末では、大音量化の市場の要請から、スピーカー部に用いられるコイルに流れる電流量が大きくなり、発熱量が増加する傾向にある。本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルム及びそれを用いた積層発泡フィルムは、発泡フィルムにポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂を用いていることから、耐熱性が高く、これらの携帯用端末でも使用可能である。また、スピーカー用振動板の重量は、音響特性に直接影響するといわれており、軽量なほど、容易に振動するため、大音量化が容易になるといわれている。本発明に係る熱可塑性樹脂発泡フィルム及びそれを用いた積層発泡フィルムは、所定の平均セル径を有し、密度が所定範囲であることから、軽量化が容易であるため、この点からも、容易に大音量化を図ることができる。
 次に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
 〈発泡フィルムの厚み測定〉
 厚みゲージを用いて、450mm×300mmのサンプルについて、サンプル周辺端部30mmを除いて切り出し、ランダムに30箇所で厚みを測定し、算術平均により平均厚みを算出した。併せて、最大値と最小値の差を算出した。
 〈発泡フィルムの密度測定〉
 上記発泡フィルムの厚み測定を行ったサンプルについて、縦横の長さ及び重量を測定し、縦横の長さと平均厚みから体積を算出し、重量を体積で除して算出した。
 〈発泡フィルムの平均セル径測定〉
 KEYENCE製VHX-900およびVH-Z20R装置を使い、200倍レンズ(RZ×20~×200)により、発泡体フィルム(フィルム化できなかったものは箱形状発泡体)の表面からセル径を直接観察し、これらの装置に付属の計測ツールにより、代表的な大きさのセルを5個選択し、それぞれのセル壁間の2点間を測定した。このうち最大値と最小値の中間値(平均値)を平均セル径とした。
 尚、平板化前後でセル径が変化しないことは確認した。
 〈切削工程中又は同工程後の薄片の外観評価〉
 切削工程中又は同工程後の薄片の外観を目視により観察した。
(実施例1~3)
 ダイセル・エボニック株式会社製のポリメタクリルイミド樹脂からなる箱形状の発泡体であるROHACELL(登録商標)のRC71RIST、RC71HFおよびRC71RIMA(何れも、60mm×90mm×10mm、密度71kg/m3)を用い、この箱形状発泡体を、以下の切削機を用いて目標厚み0.30mmに設定して切削を行った(切削工程)。
 使用した切削機は、レール上を床面に平行に往復運動する架台があり、該架台の下部に発泡体を固定し、往路又は復路において発泡体側に刃先が向くように固定された刃の上を発泡体が往復することで切削を行い、切削毎、即ち一往復毎に発泡体が目標切削厚み分下がってくることで連続的に切削を行う構成の切削機(図1参照)である。なお、バイアス角は10°に設定した。
 切削された薄片は巻癖が強く、直径40mm程度の巻物状になっていた。
 切削工程で得られた巻物状の薄片を2枚のアルミ板に挟み、110℃に設定した熱風オーブン中にて10分加熱して平板化して、熱可塑性樹脂発泡フィルムを得た(平板化工程)。
 その後、放冷して取り出し、各測定を行った。評価結果を表1に示す。尚、熱可塑性樹脂発泡フィルムは何れも、密度が71kg/m3、平均厚みが0.30mm、厚みの最大値と最小値の差が0.03mm、端部最小厚みが0.28mmであった。また、その表面は、平滑であった。
 得られた熱可塑性樹脂発泡フィルムの両面に、エポキシ樹脂系2液型接着剤(セメダイン株式会社製、1500)を用いて、厚さ0.012mmのアルミニウム箔を貼付したところ、剛性の高い積層発泡フィルムが得られた。積層発泡フィルムは、耐熱性が高く、軽量で、剛性が高く、スピーカー用振動板として期待できるものであった。
(実施例4~6)
 実施例1~3と同様の箱形状発泡体を用い、実施例1~3と同じ切削機を用いて目標厚み0.20mmに設定して切削を行い、実施例1~3と同様にして平板化を行った。平板化して得られた熱可塑性樹脂発泡フィルムについて、実施例1~3と同様にして測定を行った。評価結果を表1に示す。尚、何れの熱可塑性樹脂発泡フィルムも、平均厚みが0.20mm、厚みの最大値と最小値の差が0.02mm、端部最小厚みが0.19mmであった。また、その表面は、平滑であった。
 また、実施例1~3と同様にして厚さ0.012mmのアルミニウム箔を貼付したところ、剛性の高い積層発泡フィルムが得られた。積層発泡フィルムは、耐熱性が高く、軽量で、剛性が高く、スピーカー用振動板として期待できるものであった。
(実施例7)
 ダイセル・エボニック株式会社製のポリメタクリルイミド樹脂からなる箱形状の発泡体であるROHACELL(登録商標)のRC110HP(60mm×90mm×10mm、密度110kg/m3)を用いた以外は、実施例1~3と同じ切削機を用いて目標厚み0.30mmにして切削を行い、実施例1~3と同様にして平坦化を行った。平板化して得られた熱可塑性樹脂発泡フィルムについて、実施例1~3と同様にして測定を行った。評価結果を表1に示す。尚、熱可塑性樹脂発泡フィルムは、平均厚みが0.30mm、厚みの最大値と最小値の差が0.02mm、端部最小厚みが0.29mmであった。また、その表面は、平滑であった。
 また、実施例1~3と同様にして厚さ0.012mmのアルミニウム箔を貼付したところ、剛性の高い積層発泡フィルムが得られた。積層発泡フィルムは、耐熱性が高く、軽量で、剛性が高く、スピーカー用振動板として期待できるものであった。
(比較例1~5)
 ダイセル・エボニック株式会社製のポリメタクリルイミド樹脂からなる箱形状の発泡体であるROHACELL(登録商標)のRC71IG、RC71XT、RC71WF、RC71SおよびRC71IG-F(何れも、60mm×90mm×10mm、密度71kg/m3)を用いた以外は、実施例1~3と同じ切削機を用いて目標厚み0.30mmにして切削を行ったが、いずれも切削段階で破壊が起こり、フィルム状のものが得られなかった。評価結果を表1に示す。表1中、比較例1~5の平均セル径は箱形状の発砲体の値である。
(比較例6~7)
 ダイセル・エボニック株式会社製のポリメタクリルイミド樹脂からなる箱形状の発泡体であるROHACELL(登録商標)のRC51HFおよびRC51RIST(何れも、60mm×90mm×10mm、密度51kg/m3)を用いた以外は、実施例1~3と同じ切削機を用いて目標厚み0.30mmにして切削を行ったが、いずれも切削段階で破壊が起こり、良好なフィルム状のものが得られなかった。評価結果を表1に示す。表1中、比較例6~7の平均セル径は箱形状の発砲体の値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 1 熱可塑性樹脂発泡体
 2 切削機
 3 切削刃
 4 切削台
 5 発泡体を所定量繰り出し可能な架台
 6 固定台
 7 脚部
 8 滑車
 9 把持部
 10 調整部

Claims (5)

  1.  熱可塑性樹脂から実質的になる熱可塑性樹脂発泡フィルムであって、
     前記熱可塑性樹脂がポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂であり、密度が30~500kg/m3、平均セル径が2~500μm、厚みが0.05~1.0mmである、熱可塑性樹脂発泡フィルム。
  2.  請求項1記載の熱可塑性樹脂発泡フィルムの少なくとも片面にアルミニウム箔を積層した積層発泡フィルム。
  3.  請求項1記載の熱可塑性樹脂発泡フィルム又は請求項2記載の積層発泡フィルムを用いたスピーカー用振動板。
  4.  請求項1記載の熱可塑性樹脂発泡フィルムの製造方法であって、
     該製造方法は、ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂から実質的になる熱可塑性樹脂発泡体を切削刃により切削する切削工程を含んでなり、該切削工程において、前記熱可塑性樹脂発泡体及び前記切削刃のうちの少なくとも一方を往復運動させ、往路及び復路のうちの少なくとも一方の行程において熱可塑性樹脂発泡体と切削刃が摺動することにより前記熱可塑性樹脂発泡体を間歇的に切削してポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂から実質的になる薄片を得る、熱可塑性樹脂発泡フィルムの製造方法。
  5.  前記薄片を、前記ポリ(メタ)アクリルイミド系樹脂のガラス転移温度(Tg)[℃]-100[℃]以上、かつ前記Tg以下の温度[℃]にて加熱しつつ平板化する平板化工程を更に含む、請求項4記載の熱可塑性樹脂発泡フィルムの製造方法。
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