JP6039501B2 - 樹脂発泡体及び発泡部材 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂発泡体及び発泡部材に関する。より詳しくは、電気又は電子機器(例えば、携帯電話、携帯端末、スマートフォン、タブレットコンピュータ−(タブレットPC)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ビデオカメラ、パーソナルコンピューター、家電製品など)に用いられる樹脂発泡体及び発泡部材に関する。
樹脂発泡体は、優れたクッション性を有し、シール材、クッション材、パット材などに有用に使用されている。例えば、携帯電話やデジタルカメラ等の電気又は電子機器の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなど向けの防塵材や緩衝材などとして、ポリオレフィン系エラストマー発泡体、ウレタン系エラストマー発泡体、ポリエステル系エラストマー発泡体が使用されている。
例えば、樹脂発泡体として、未架橋タイプ又は架橋タイプのポリオレフィン系エラストマー発泡体が知られている(特許文献1参照)。また、電気又は電子機器向けの小型化、軽量化、薄型化に適した熱可塑性ポリエステル系発泡体が知られている(特許文献2参照)。
さらに、近年、携帯電話等のモバイル機器において、大型化や薄型化が進んでおり、より高い防塵性が求められている。このため、このような用途に用いる樹脂発泡体は、より高圧縮下で使用される場合が増えてきている。しかし、高圧縮下で使用した際に樹脂発泡体が硬くなると、筐体やディスプレイの変形を生じさせるおそれがあり、またその変形により色むら等の外観不良を引き起こすおそれがある。
特開2004−250529号公報 特開2008−45120号公報
樹脂発泡体には、近年における電気又は電子機器の形状の変化(例えば、薄型化、小型化、画面の大画面化など)等に対応する点より、組み付けの際の伸びやちぎれを抑制する特性がより求められるようになってきている。例えば、携帯電話の大画面化に伴い樹脂発泡体が用いられる部分の幅が狭くなってきており、携帯電話では、上記の特性が顕著に求められるようになってきている。
また、樹脂発泡体が組み付けられる際、作業性等の点より、一定条件(一定の張力)の下で組み付けられることが多いが、樹脂発泡体に力が作用した際に、ちぎれたり、伸び方向により伸びが異なったり、ばらつきを生じると、組み付けの効率が低下することがある。このため、樹脂発泡体には、等方的に強度が優れていることがより求められるようになってきている。
特に、樹脂発泡体において、高圧縮下において柔軟であるものは、ちぎれやすく、光学部材の筐体などに組み付ける際に寸法通りに貼り合わせることができないことがある。
従って、本発明の目的は、高圧縮下であっても柔軟性を維持でき、組み付け性に優れる樹脂発泡体を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、高圧縮下であっても柔軟性を維持でき、組み付け性に優れる発泡体部材を提供することにある。
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、樹脂発泡体において、80%に圧縮してときの反発応力を特定の範囲内とし、最大破断強度方向における破断強度(最大破断強度)と、最大破断強度方向と直交する方向との破断強度との比を特定の範囲内とすると、高圧縮下であっても柔軟性を維持でき、優れた組み付け性を発揮することを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、80%に圧縮したときの反発応力が1.0〜9.0N/cm2であり、下記で規定される最大破断強度が1.0〜10.0MPaであり、下記で規定される最大破断強度と、最大破断強度方向と直交する方向の破断強度との比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)が1.0〜5.0であることを特徴とする樹脂発泡体を提供する。
最大破断強度:シート状の樹脂発泡体について、水平方向における任意の方向で破断強度を測定し、次にその任意の方向を軸に10°おきに回転させて、各方向における破断強度を測定し、最も大きい破断強度が測定された方向を最大破断強度方向とし、最大破断強度方向の破断強度を最大破断強度とする。
上記樹脂発泡体は、さらに、平均セル径が10〜200μmであり、見かけ密度が0.01〜0.20g/cm3であることが好ましい。
上記樹脂発泡体を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
上記熱可塑性樹脂は、ポリエステルであることが好ましい。
上記樹脂発泡体は、樹脂組成物に高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て形成されることが好ましい。
上記ガスは、不活性ガスであることが好ましい。
上記ガスは、二酸化炭素ガスであることが好ましい。
上記の高圧のガスは、超臨界状態のガスであることが好ましい。
さらに、本発明は、上記の樹脂発泡体を含むことを特徴とする発泡部材を提供する。
上記発泡部材は、上記樹脂発泡体上に粘着剤層を有することが好ましい。
上記粘着剤層は、アクリル系粘着剤層であることが好ましい。
本発明の樹脂発泡体は、高圧縮下であっても柔軟性を維持でき、組み付け性に優れる。
さらに、本発明の発泡部材は、上記樹脂発泡体を含むので、高圧縮下であっても柔軟性を維持でき、組み付け性に優れる。
シート状の樹脂発泡体について、最大破断強度及び最大破断強度方向と直交する方向の破断強度を求める際に剥離強度の測定を行った水平方向における任意の方向を示す上面概略図である。 筐体変形性を評価する際に使用した、試験片をセットした治具を示す断面概略図である。
本発明の樹脂発泡体は、80%に圧縮したときの反発応力が1.0〜9.0N/cm2であり、下記で規定される最大破断強度が1.0〜10.0MPaであり、下記で規定される最大破断強度と、最大破断強度方向と直交する方向の破断強度との比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)が1.0〜5.0である。
最大破断強度:シート状の樹脂発泡体について、水平方向における任意の方向で破断強度を測定し、次にその任意の方向を軸に10°(度)おきに回転させて、各方向における破断強度を測定し、最も大きい破断強度が測定された方向を最大破断強度方向とし、最大破断強度方向の破断強度を最大破断強度とする。
なお、本明細書では、上記で規定される最大破断強度を、単に「最大破断強度」と称する場合がある。
また、「最大破断強度と、最大破断強度方向と直交する方向の破断強度との比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)」を、単に「強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)」と称する場合がある。
本発明の樹脂発泡体は、本発明の樹脂発泡体を構成する樹脂を少なくとも含有する組成物(樹脂組成物)を発泡させることにより形成される。なお、上記樹脂組成物は、樹脂を樹脂組成物全量(100重量%)に対して70重量%以上(好ましくは80重量%以上)含むことが好ましい。
本発明の樹脂発泡体の80%に圧縮したときの反発応力は、1.0〜9.0N/cm2であり、好ましくは1.5〜8.5N/cm2、より好ましくは2.0〜8.0N/cm2である。本発明の樹脂発泡体は、80%に圧縮したときの反発応力が1.0N/cm2以上であるので、適度な剛性が得られ、良好な加工性を有する。また、80%に圧縮したときの反発応力が9.0N/cm2以下であるので、優れた柔軟性を有する。本発明の樹脂発泡体は、80%に圧縮したときの反発応力が上記の範囲内であるので、柔軟性に富み、狭いクリアランスしかない筐体へのシールに用いられた場合であっても、筐体が変形することはない。
上記の80%に圧縮したときの反発応力は、圧縮率が80%であるときの圧縮応力を意味する。圧縮率が80%とは、シート状の樹脂発泡体を厚み方向に初期の高さの80%に相当する高さを圧縮した状態、つまり初期の厚みから80%ひずんだ状態に圧縮することを意味し、圧縮率が80%のシート状の樹脂発泡体の厚みは、初期厚みの20%の厚みに相当する。
本発明の樹脂発泡体の最大破断強度は、1.0〜10.0MPaであり、好ましくは1.0〜8.5MPa、より好ましくは1.2〜7.5MPaである。本発明の樹脂発泡体は、最大破断強度が1.0MPa以上であるので、強度に優れ、樹脂発泡体に力が作用してもちぎれたり、破れたりしにくい。また、塑性変形が生じにくい。このため、組み付け性や加工性に優れる。また、最大破断強度が10.0MPa以下であるので、高圧縮下であっても硬くなることはなく、高圧縮下であっても柔軟性に優れる。本発明の樹脂発泡体は、最大破断強度が上記の範囲内であるので、筐体へのシールに用いられた場合であっても、筐体に組み付ける際にちぎれたり、伸びて変形(特に塑性変形)する等の不具合が生じることはなく、取り付けが困難になることはない。なお、組み付け性とは、樹脂発泡体を機械や人の手により所定の場所に組み入れる際の組み入れやすさをいう。
上記最大破断強度は、より具体的には、以下のようにして求められる。シート状の樹脂発泡体について、水平方向(厚み方向に対して垂直の方向)における任意の1方向を規定し、次に、その任意の1方向を軸に10°おきに回転させることにより17方向を規定する(図1参照)。シート状の樹脂発泡体における、上記で規定した18方向の各方向について、それぞれ、破断強度を測定する。そして、最も大きい破断強度が測定された方向を最大破断強度方向とし、この最大破断強度方向の破断強度を最大破断強度とする。
本発明の樹脂発泡体の強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)は、1.0〜5.0であり、好ましくは1.0〜4.5、より好ましくは1.0〜4.0である。本発明の樹脂発泡体は、強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)が上記の範囲内であるので、特定の方向のみに極端に弱いということがなく、取り付け精度に優れる。このため組み付け性に優れる。なお、上記強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)が5.0を超えると、シート状の樹脂発泡体の水平方向(厚み方向に対して垂直の方向)における強度の異方性が大きくなり、樹脂発泡体の強度が大きくても、切れやすくなる。例えば、樹脂発泡体に一定の張力をかけて組み付けを行う際に、伸びのばらつきが大きくなり、精度が低下し、場合によってはちぎれややぶれ、さらには破断が生じることがある。
破断強度は、JIS K 6767の引張強さ及び伸びの項に基づいて求められる。
なお、本発明の樹脂発泡体がシート状やテープ状の形状を有する場合、長さ方向(MD方向、流れ方向)が最大破断強度方向である場合、最大破断強度方向と直交する方向は幅方向(TD方向)である。一方、幅方向が最大破断強度方向である場合、最大破断強度方向と直交する方向は長さ方向である。
本発明の樹脂発泡体の平均セル径は、特に限定されないが、10〜200μmが好ましく、より好ましくは15〜150μm、さらに好ましくは20〜100μmである。本発明の樹脂発泡体は、平均セル径が10μm以上であると、優れた柔軟性を得やすくなり、好ましい。また、平均セル径が200μm以下であると、ピンホールの発生を抑制でき、優れたシール性や優れた防塵性を得やすくなり、好ましい。
本発明の樹脂発泡体のセル構造におけるセル径は、例えば、デジタルマイクロスコープにより切断面のセル構造部(気泡構造部)の拡大画像を取り込み、セルの面積を求め、円相当径換算することにより求められる。
なお、本発明の樹脂発泡体は、柔軟性、シール性や防塵性の点より、均一で微細なセル構造を有することが好ましい。また、粗大セル(特にセル径が300μmを超えるセル)を含まないことが好ましい。
本発明の樹脂発泡体のセル構造は、特に限定されないが、強度、シール性、防塵性、柔軟性の点より、半連続半独立気泡構造(独立気泡構造と連続気泡構造とが混在しているセル構造であり、その割合は特に限定されない)が好ましく、特に、樹脂発泡体中に独立気泡構造部が40%以下(好ましくは30%以下)となっているセル構造が好ましい。
本発明の樹脂発泡体の見かけ密度は、特に限定されないが、0.01〜0.20g/cm3が好ましく、より好ましくは0.01〜0.15g/cm3である。本発明の樹脂発泡体は、密度が0.01g/cm3以上であると、良好な強度を得ることができ、好ましい。また、密度が0.20g/cm3以下であると、高い発泡倍率を有し、優れた柔軟性を得ることができ、好ましい。つまり、本発明の樹脂発泡体は、見かけ密度が0.01〜0.20g/cm3であると、より良好な発泡特性(高い発泡倍率)が得られ、適度な強度、優れた柔軟性、優れたクッション性を発揮しやすくなる。
特に、本発明の樹脂発泡体は、適度な強度を得つつ、高い発泡倍率を得て、優れた柔軟性及び優れたシール性や防塵性を得る点より、平均セル径が10〜200μmであり、且つ、見かけ密度が0.01〜0.20g/cm3であることが好ましい。
本発明の樹脂発泡体の形状は、特に限定されないが、シート状やテープ状であることが好ましい。また、使用目的に応じ、適当な形状に加工されていてもよい。例えば、切断加工、打ち抜き加工等により、線状、円形や多角形状、額縁形状(枠形状)等に加工されていてもよい。
本発明の樹脂発泡体の厚みは、特に限定されないが、0.05〜3.0mmが好ましく、より好ましくは0.06〜2.8mm、さらに好ましくは0.07〜1.5mm、特に好ましくは0.08〜1.0mmである。
本発明の樹脂発泡体の素材である樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂が好ましく挙げられる。本発明の樹脂発泡体は、一種のみの樹脂により構成されていてもよいし、二種以上の樹脂により構成されていてもよい。
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレン又はプロピレンと他のα−オレフィン(例えば、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1など)との共重合体、エチレンと他のエチレン性不飽和単量体(例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ビニルアルコールなど)との共重合体などのポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)などのスチレン系樹脂;6−ナイロン、66−ナイロン、12−ナイロンなどのポリアミド系樹脂;ポリアミドイミド;ポリウレタン;ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂;ポリ塩化ビニル;ポリフッ化ビニル;アルケニル芳香族樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂;ビスフェノールA系ポリカーボネートなどのポリカーボネート;ポリアセタール;ポリフェニレンスルフィドなどが挙げられる。また、熱可塑性樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。なお、熱可塑性樹脂が共重合体である場合、ランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれの形態の共重合体であってもよい。
上記熱可塑性樹脂には、ゴム成分及び/又は熱可塑性エラストマー成分も含まれる。ゴム成分や熱可塑性エラストマー成分は、ガラス転移温度が室温以下(例えば20℃以下)であるため、樹脂発泡体としたときの柔軟性及び形状追随性に著しく優れる。なお、本発明の樹脂発泡体は、上記の熱可塑性樹脂、及び、ゴム成分及び/又は熱可塑性エラストマー成分を含む樹脂組成物により形成されていてもよい。
上記ゴム成分あるいは熱可塑性エラストマー成分としては、ゴム弾性を有し、発泡可能なものであれば特に限定はなく、例えば、天然ゴム、ポリイソブチレン、ポリイソプレン、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルブチルゴムなどの天然又は合成ゴム;エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリブテン、塩素化ポリエチレンなどのオレフィン系エラストマー;スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、及びそれらの水素添加物などのスチレン系エラストマー;ポリエステル系エラストマー;ポリアミド系エラストマー;ポリウレタン系エラストマーなどの各種熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。また、これらのゴム成分あるいは熱可塑性エラストマー成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
上記熱可塑性樹脂としては、特定の範囲内の80%に圧縮したときの反発応力、特定の範囲内の最大破断強度、特定の範囲内の強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)を得て、高圧縮下であっても柔軟性を維持して、優れた組み付け性を得る点より、ポリエステル(上記のポリエステル系樹脂やポリエステル系エラストマーなどのポリエステル)が好ましく、より好ましくはポリエステル系エラストマーである。すなわち、本発明の樹脂発泡体は、ポリエステル系エラストマーを含む樹脂組成物により形成された樹脂発泡体(ポリエステル系エラストマー発泡体)であることがより好ましい。
上記ポリエステル系エラストマーとしては、ポリオール成分と、ポリカルボン酸成分との反応(重縮合)によるエステル結合部位を有する樹脂であれば特に限定されないが、例えば、芳香族ジカルボン酸(二価の芳香族カルボン酸)とジオール成分との縮重合により得られるポリエステル系熱可塑性樹脂が挙げられる。
上記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンカルボン酸(例えば、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸など)、ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4´−ビフェニルジカルボン酸などが挙げられる。なお、芳香族ジカルボン酸は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
また、上記ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール(テトラメチレングリコール)、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,3,5−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、2−メチル−1,9−ノナンジオール、1,18−オクタデカンジオール、ダイマージオール等の脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール;ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールS、ビスフェノールSのエチレンオキシド付加物、キシリレンジオール、ナフタレンジオール等の芳香族ジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のエーテルグリコールなどのジオール成分などが挙げられる。なお、ジオール成分としては、ポリエーテルジオールや、ポリエステルジオールなどのポリマー形態のジオール成分であってもよい。上記ポリエーテルジオールとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等を開環重合させたポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、およびこれらを共重合させたコポリエーテル等のポリエーテルジオールなどが挙げられる。また、ジオール成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
上記ポリエステル系熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレート系樹脂などが挙げられる。また、上記ポリアルキレンテレフタレート系樹脂を2種類以上共重合して得られる共重合体も挙げられる。なお、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂が共重合体である場合、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれの形態の共重合体であってもよい。
さらに、ポリエステル系エラストマーとしては、ハードセグメント及びソフトセグメントのブロック共重合体であるポリエステル系エラストマーが挙げられる。
このようなポリエステル系エラストマー(ハードセグメント及びソフトセグメントのブロック共重合体であるポリエステル系エラストマー)としては、例えば、(i)上記芳香族ジカルボン酸と、上記ジオール成分のうちヒドロキシル基とヒドロキシル基との間の主鎖中の炭素数が2〜4であるジオール成分との、重縮合により形成されるポリエステルをハードセグメントとし、上記芳香族ジカルボン酸と、上記ジオール成分のうちヒドロキシル基とヒドロキシル基との間の主鎖中の炭素数が5以上であるジオール成分との、重縮合により形成されるポリエステルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエステル型の共重合体;(ii)上記(i)と同様のポリエステルをハードセグメントとし、上記ポリエーテルジオールなどのポリエーテルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエーテル型の共重合体;(iii)上記(i)及び(ii)と同様のポリエステルをハードセグメントとし、脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエステル型の共重合体などが挙げられる。
特に、本発明の樹脂発泡体がポリエステル系エラストマー発泡体である場合、構成するポリエステル系エラストマーとしては、ハードセグメント及びソフトセグメントのブロック共重合体であるポリエステル系エラストマーが好ましく、より好ましくは上記の(ii)のポリエステル・ポリエーテル型の共重合体(芳香族ジカルボン酸とヒドロキシル基とヒドロキシル基との間の主鎖中の炭素数が2〜4であるジオール成分との重縮合により形成されるポリエステルをハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエーテル型の共重合体)である。
上記の(ii)のポリエステル・ポリエーテル型の共重合体としては、より具体的には、ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとを有するポリエステル・ポリエーテル型ブロック共重合体などが挙げられる。
本発明の樹脂発泡体を構成する樹脂の、230℃におけるメルトフローレート(MFR)は、特に限定されないが、1.5〜4.0g/10minが好ましく、より好ましくは1.5〜3.8g/10min、さらに好ましくは1.5〜3.5g/10minである。樹脂の、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5g/10min以上であると、本発明の樹脂発泡体の形成に用いられる樹脂組成物の成形性が向上するので、好ましい。また、樹脂の、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が4.0g/10min以下であると、セル構造形成後にセル径のばらつきが生じにくくなり、均一なセル構造を得やすくなることから好ましい。なお、本明細書において、230℃におけるMFRは、ISO1133(JIS K 7210)に基づき、温度230℃、荷重2.16kgfで測定されたMFRをいうものとする。
つまり、本発明の樹脂発泡体は、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minである樹脂を含有する樹脂組成物により形成されることが好ましい。特に、本発明の樹脂発泡体がポリエステル系エラストマー発泡体である場合、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minであるポリエステル系エラストマー(特に、ハードセグメント及びソフトセグメントのブロック共重合体であるポリエステル系エラストマー)を含有する樹脂組成物により形成されることが好ましい。
本発明の樹脂発泡体を形成する樹脂組成物は、上記の樹脂の他に、発泡核剤を含むことが好ましい。上記樹脂組成物が発泡核剤を含有していると、良好な発泡状態の樹脂発泡体が得やすくなる。なお、発泡核剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられてもよい。
上記発泡核剤としては、特に限定されないが、無機物が好ましく挙げられる。上記無機物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどの水酸化物;クレイ(特にハードクレイ);タルク;シリカ;ゼオライト;例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどアルカリ土類金属炭酸塩;例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナなどの金属酸化物;例えば、鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、ニッケル粉、亜鉛粉、チタン粉などの各種金属粉、合金の粉などの金属粉;マイカ;カーボン粒子;グラスファイバー;カーボンチューブ;層状ケイ酸塩;ガラスなどが挙げられる。
中でも、発泡核剤としての無機物としては、粗大セルの発生を抑制し、均一で微細なセル構造を容易に得ることができる点より、クレイ、アルカリ土類金属炭酸塩が好ましく、より好ましくはハードクレイである。
上記ハードクレイは、粗い粒子をほとんど含まないクレイである。特に、上記ハードクレイは、166メッシュ篩残分が0.01%以下であるクレイであることが好ましく、より好ましくは166メッシュ篩残分が0.001%以下であるクレイである。なお、篩残分(ふるい残分)は、ふるいでふるったときに、通過しないで残るものの、全体に対する割合(重量基準)である。
上記ハードクレイは、酸化アルミニウムと酸化珪素とを必須の成分として構成される。上記ハードクレイ中の酸化アルミニウム及び酸化珪素の合計の割合は、上記ハードクレイ全量(100重量%)に対して、80重量%以上(例えば80〜100重量%)が好ましく、より好ましくは90重量%以上(例えば90〜100重量%)である。また、上記ハードクレイは、焼成されていてもよい。
上記ハードクレイの平均粒子径(平均粒径)は、特に限定されないが、0.1〜10μmが好ましく、より好ましくは0.2〜5.0μm、さらに好ましくは0.5〜1.0μmである。
また、上記無機物は、表面加工されていることが好ましい。つまり、上記発泡核剤は、表面処理された無機物であることが好ましい。無機物の表面処理に用いられる表面処理剤としては、特に限定されないが、表面加工処理を施すことにより、樹脂(特にポリエステル)との親和性をよくして、発泡時、成形時、混練時、延伸時等にボイドが発生しない、発泡時にセルが破泡しないといった効果を得る点から、アルミニウム系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、高級脂肪酸又はその塩、およびリン酸エステル類が好ましく挙げられ、シラン系化合物(特にシランカップリング剤)、高級脂肪酸又はその塩(特にステアリン酸)がより好ましく挙げられる。なお、上記表面処理剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられてもよい。
つまり、上記無機物における表面処理加工は、シランカップリング処理、又は、高級脂肪酸又はその塩による処理であることが特に好ましい。
上記アルミニウム系化合物は、特に限定されないが、アルミニウム系カップリング剤が好ましい。上記アルミニウム系カップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムエチレート、アルミニウムイソプロピレート、モノsec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムsec−ブチレート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、環状アルミニウムオキサイドイソプロピレート、環状アルミニウムオキサイドイソステアレートなどが挙げられる。
上記シラン系化合物は、特に限定されないが、シラン系カップリング剤が好ましい。上記シラン系カップリング剤としては、例えば、ビニル基含有シラン系カップリング剤、(メタ)アクリロイル基含有シラン系カップリング剤、アミノ基含有シラン系カップリング剤、エポキシ基含有シラン系カップリング剤、メルカプト基含有シラン系カップリング剤、カルボキシル基含有シラン系カップリング剤、ハロゲン原子含有シラン系カップリング剤などが挙げられる。具体的には、シラン系カップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、ビニル−トリス(2−メトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、2−メタクリロキシエチルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシ−プロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノエチルトリメトキシシラン、3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリメトキシシラン、3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリエトキシシラン、2−[N−(2−アミノエチル)アミノ]エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−グリシドキシープロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシープロピルメチルジエトキシシラン、2−グリシドキシーエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシーエチルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、カルボキシメチルトリエトキシシラン、3−カルボキシプロピルトリメトキシシラン、3−カルボキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
上記チタネート系化合物は、特に限定されないが、チタネート系カップリング剤が好ましい。上記チタネート系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロフォスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネートなどが挙げられる。
上記エポキシ化合物は、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、モノエポキシ系化合物が好ましい。上記エポキシ系樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ系樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、上記モノエポキシ系化合物としては、例えば、スチレンオキサイド、グリシジルフェニルエーテル、アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸グリシジル、1,2−エポキシシクロヘキサン、エピクロロヒドリン、グリシドールなどが挙げられる。
上記イソシアネート系化合物は、特に限定されないが、ポリイソシアネート系化合物、モノイソシアネート系化合物が好ましい。上記ポリイソシアネート系化合物としては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネート;ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トルイレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;これらのジイソシアネート化合物と、ポリオール化合物との反応による遊離イソシアネート基を有するポリマーなどが挙げられる。また、上記モノイソシアネート系化合物としては、例えば、フェニルイソシアネート、ステアリルイソシアネートなどが挙げられる。
上記高級脂肪酸又はその塩としては、例えば、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ラウリン酸などの高級脂肪酸、および該高級脂肪酸の塩(例えば、金属塩など〉が挙げられる。上記高級脂肪酸の金属塩における金属原子としては、例えば、ナトリウム原子、カリウム原子などのアルカリ金属原子、マグネシウム原子、カルシウム原子などのアルカリ土類金属原子などが挙げられる。
上記リン酸エステル類は、リン酸部分エステル類が好ましい。上記リン酸部分エステル類としては、例えば、リン酸(オルトリン酸など)が、部分的にアルコール成分(ステアリルアルコールなど)によりエステル化(モノ又はジエステル化)されたリン酸部分エステルや、該リン酸部分エステルの塩(アルカリ金属などによる金属塩など)などが挙げられる。
上記無機物へ表面処理剤により表面処理する際の方法としては、特に限定されないが、例えば、乾式方法、湿式方法、インテグラルブレンド方法などが挙げられる。また、無機物へ表面処理剤により表面処理する際の、表面処理剤の量は、特に限定されないが、上記無機物100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、より好ましくは0.3〜8重量部である。
また、上記無機物の166メッシュ篩残分は、特に限定されないが、0.01%以下が好ましく、より好ましくは0.001%以下である。樹脂組成物を発泡させる際に、粗い粒子が存在すると、セルの破泡が発生しやすくなるためである。これは、粒子の大きさがセル壁の厚みを超えることによる。
上記無機物の平均粒子径(平均粒径)は、特に限定されないが、0.1〜10μmが好ましく、より好ましくは0.2〜5.0μm、さらに好ましくは0.5〜1.0μmである。上記平均粒子径が0.1μm未満であると、核剤として十分に機能しない場合がある。一方、上記平均粒子径が10μmを超えると樹脂組成物の発泡時にガス抜けの原因となる場合があり、好ましくない。
特に、上記発泡核剤は、樹脂との親和性や、樹脂と無機物との界面のおけるボイドの発生による発泡時の破泡を抑制して微細なセル構造を容易に得ることができる点より、表面処理加工された無機物(特に表面処理加工されたハードクレイ)が好ましい。
上記樹脂組成物中の発泡核剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全量(100重量%)に対して、0.1〜20重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10重量%、さらに好ましくは0.3〜6重量%である。上記含有量が0.1重量%以上であると、粗大セルの発生を防ぎ、均一で微細なセル構造を有する樹脂発泡体が得やすくなり、好ましい。また、上記含有量が20重量%以下であると、樹脂組成物の粘度が著しく上昇することを抑制でき、さらに樹脂組成物の発泡時のガス抜けを抑制でき、均一なセル構造が得やすくなり、好ましい。
また、上記樹脂組成物は、エポキシ変性ポリマーを含むことが好ましい。上記エポキシ変性ポリマーは、架橋剤として作用する。また、樹脂組成物(特にポリエステル系エラストマーを含む樹脂組成物)の溶融張力及び歪硬化度を向上させる改質剤(樹脂改質剤)として作用する。このため、上記樹脂組成物がエポキシ変性ポリマーを含んでいると、(特定の範囲内の80%に圧縮したときの反発応力、特定の範囲内の最大破断強度、特定の範囲内の強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)を得て、高圧縮下であっても柔軟性を維持して、優れた組み付け性を容易に得ることができ、好ましい。また高発泡で微細なセル構造を得やすくなる。なお、エポキシ変性ポリマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いられてもよい。
上記エポキシ変性ポリマーは、特に限定されないが、低分子量のエポキシ基を有する化合物と比較して三次元網目構造を形成しにくく、溶融張力及び歪硬化度に優れた樹脂組成物(特にポリエステル系エラストマーを含む樹脂組成物)を容易に得ることができる点から、アクリル系ポリマーの主鎖の末端や側鎖にエポキシ基を有するポリマーであるエポキシ変性アクリル系ポリマーや、ポリエチレンの主鎖の末端や側鎖にエポキシ基を有するポリマーであるエポキシ変性ポリエチレンから選ばれる少なくとも1のポリマーであることが好ましい。
上記エポキシ変性ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、5,000〜10,000が好ましく、より好ましくは8,000〜80,000、さらに好ましくは10,000〜60,000、特に好ましくは20,000〜60,000である。なお、分子量が5,000未満であると、エポキシ変性ポリマーの反応性が上がり、高発泡化ができない場合がある。
上記エポキシ変性ポリマーのエポキシ当量は、特に限定されないが、100〜3000g/eqであることが好ましく、より好ましく200〜2500g/eq、さらに好ましくは300〜2000g/eq、特に好ましくは800〜1600g/eqである。上記エポキシ変性ポリマーのエポキシ当量が3000/eq以下であると、樹脂組成物(特にポリエステル系エラストマーを含む樹脂組成物)の溶融張力および歪硬化度を十分に向上させることができ、特定の範囲内の最大破断強度、特定の範囲内の強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)を得て組み付け性を向上させやすくなり、また高発泡で微細なセル構造を得やすくなるので、好ましい。また、上記エポキシ変性ポリマーのエポキシ当量が100g/eq以上であると、エポキシ変性ポリマーの反応性が上がり、樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて、高発泡化できないという不具合を抑制でき、好ましい。
上記エポキシ変性ポリマーの粘度(B型粘度、25℃)は、特に限定されないが、2000〜4000mPa・sが好ましく、より好ましくは2500〜3200mPa・sである。上記エポキシ変性ポリマーの粘度が2000mPa・s以上であると、樹脂組成物の発泡時における気泡壁の破壊を抑制して、高発泡で微細なセル構造を得やすくなるので、好ましい。一方、粘度が4000mPa・s以下であると、樹脂組成物の流動性が得やすくなり、効率よく樹脂組成物を発泡させることができ、好ましい。
特に、上記エポキシ変性ポリマーは、重量平均分子量が5,000〜10,000であり、エポキシ当量が100〜3000g/eqであることが好ましい。
上記樹脂組成物中の上記エポキシ変性ポリマーの含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物中の樹脂100重量部に対して、0.5〜15.0重量部が好ましく、より好ましくは0.6〜10.0重量部、さらに好ましくは0.7〜7.0重量部、特に好ましくは0.8〜3.0重量部である。上記エポキシ変性ポリマーの含有量が0.5重量部以上であると、樹脂組成物の溶融張力および歪硬化度を高くすることができ、樹脂組成物(特にポリエステル系エラストマーを含む樹脂組成物)の溶融張力および歪硬化度を十分に向上させることができ、特定の範囲内の最大破断強度、特定の範囲内の強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)を得て組み付け性を向上させやすくなり、また高発泡で微細なセル構造を得やすくなるので、好ましい。また、上記エポキシ変性ポリマーの含有量が15.0重量部以下であると、樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて、高発泡化できないという不具合を抑制でき、高発泡で微細なセル構造を得やすくなるので、好ましい。
なお、上記エポキシ変性ポリマーは、加水分解(例えば、原料の吸湿に起因する加水分解など)、熱分解、酸化分解などによるポリエステル鎖の切断を防止でき、さらに切断されたポリエステル鎖を再結合させることができるため、ポリエステル系エラストマーを含む樹脂組成物の溶融張力をより向上させることができる。また、上記エポキシ変性ポリマーは、一分子中に多数のエポキシ基を有するので、従来のエポキシ系架橋剤よりも分岐構造を形成させやすく、ポリエステル系エラストマーを含む樹脂組成物の歪硬化度をより向上させることができる。
また、上記樹脂組成物は、滑剤を含むことが好ましい。上記樹脂組成物が滑剤を含んでいると、樹脂組成物の成形性が向上し、好ましい。滑り性がよくなり、例えば、押出機から、つまりなく、所望の形状で容易に押し出すことができ、好ましい。なお、滑剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられてもよい。
上記滑剤としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族カルボン酸及びその誘導体(例えば、脂肪族カルボン酸無水物、脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩、脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩など)が挙げられる。上記脂肪族カルボン酸及びその誘導体としては、中でも、ラウリル酸及びその誘導体、ステアリン酸及びその誘導体、クロトン酸及びその誘導体、オレイン酸及びその誘導体、マレイン酸及びその誘導体、グルタン酸及びその誘導体、ベヘン酸及びその誘導体、モンタン酸及びその誘導体などの炭素数3〜30の脂肪酸カルボン酸及びその誘導体が好ましい。また、炭素数3〜30の脂肪酸カルボン酸及びその誘導体の中でも、樹脂組成物への分散性、溶解性、表面外観改良の効果等の観点から、ステアリン酸及びその誘導体、モンタン酸及びその誘導体が好ましく、特に、ステアリン酸のアルカリ金属塩、ステアリン酸のアルカリ土類金属塩が好ましい。さらに、ステアリン酸のアルカリ金属塩、ステアリン酸のアルカリ土類金属塩の中でも、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウムがより好適である。
また、上記滑剤としては、さらに、アクリル系滑剤が挙げられる。上記アクリル系滑剤の市販品としては、例えば、アクリル系高分子外部滑剤(商品名「メタブレンL」、三菱レイヨン株式会社製)などが挙げられる。
特に、上記滑剤としては、アクリル系滑剤が好ましい。
上記樹脂組成物中の上記滑剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物中の樹脂100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、より好ましくは0.5〜10重量部、さらに好ましくは1〜8重量部である。上記滑剤の含有量が0.1重量部以上であると、上記の滑剤を含むことにより得られる効果が得やすくなり、好ましい。一方、上記滑剤の含有量が20重量部以下であると、樹脂組成物を発泡させる際の気泡抜けを抑制して、高発泡化できないという不具合を抑制できるので、好ましい。
上記樹脂組成物には、本願発明の効果を阻害しない範囲内で、架橋剤が含まれていてもよい。上記架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、シラノール系架橋剤、メラミン樹脂系架橋剤、金属塩系架橋剤、金属キレート系架橋剤、アミノ樹脂系架橋剤などが挙げられる。なお、架橋剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
さらに、上記樹脂組成物には、本願発明の効果を阻害しない範囲で、結晶化促進剤が含まれていてもよい。上記結晶化促進剤としては、特に限定されないが、例えば、オレフィン系樹脂が挙げられる。このようなオレフィン系樹脂としては、分子量分布が広く且つ高分子量側にショルダーを持つタイプの樹脂、微架橋タイプの樹脂(若干架橋されたタイプの樹脂)、長鎖分岐タイプの樹脂などが好ましい。上記オレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレン又はプロピレンと他のα−オレフィン(例えば、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1など)との共重合体、エチレンと他のエチレン性不飽和単量体(例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ビニルアルコールなど)との共重合体などが挙げられる。なお、オレフィン系樹脂が共重合体である場合、ランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれの形態の共重合体であってもよい。また、オレフィン系樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
さらに、上記樹脂組成物には、本願発明の効果を阻害しない範囲で、難燃剤を含有していてもよい。本発明の樹脂発泡体は、樹脂を含むため燃えやすい特性を有しているが、電気機器又は電子機器用途などの難燃性の付与が不可欠な用途に用いられることがあるためである。上記難燃剤としては、特に限定されないが、例えば、難燃性を有しているパウダー粒子(例えば、パウダー状の各種の難燃剤など)が挙げられ、無機難燃剤が好ましく挙げられる。上記無機難燃剤としては、例えば、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン系難燃剤、アンチモン系難燃剤などであってもよいが、塩素系難燃剤や臭素系難燃剤は、燃焼時に人体に対して有害で機器類に対して腐食性を有するガス成分を発生し、また、リン系難燃剤やアンチモン系難燃剤は、有害性や爆発性などの問題があるため、ノンハロゲン−ノンアンチモン系無機難燃剤(ハロゲン化合物及びアンチモン化合物が含まれていない無機難燃剤)が好ましい。該ノンハロゲン−ノンアンチモン系無機難燃剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム・酸化ニッケルの水和物、酸化マグネシウム・酸化亜鉛の水和物等の水和金属化合物などが挙げられる。なお、水和金属酸化物は表面処理されていてもよい。上記難燃剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
さらに、上記樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲内で、必要に応じて、下記の添加剤が含まれていてもよい。このような添加剤としては、例えば、結晶核剤、可塑剤、着色剤(黒色着色を目的としたカーボンブラック、顔料、染料等)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、補強剤、帯電防止剤、界面活性剤、張力改質剤、収縮防止剤、流動性改質剤、加硫剤、表面処理剤、分散助剤、ポリエステル樹脂用改質剤などが挙げられる。また、添加剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられてもよい。
特に、上記樹脂組成物は、特定の範囲内の80%に圧縮したときの反発応力、特定の範囲内の最大破断強度、特定の範囲内の強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)を得て、高圧縮下であっても柔軟性を維持して、優れた組み付け性を得る点より、下記の(i)〜(iv)を少なくとも含むことがましい。
(i):230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minであるポリエステル系エラストマー(好ましくは、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minであり、ハードセグメント及びソフトセグメントのブロック共重合体であるポリエステル系エラストマー、より好ましくは、230℃におけるメルトフローレート(MFR)が1.5〜4.0g/10minであり、芳香族ジカルボン酸とヒドロキシル基とヒドロキシル基との間の主鎖中の炭素数が2〜4であるジオール成分との重縮合により形成されるポリエステルをハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとする、ポリエステル・ポリエーテル型の共重合体)
(ii):エポキシ変性ポリマー
(iii):滑剤(好ましくはアクリル系滑剤)
(iv):発泡核剤(好ましくは表面処理加工された無機物、より好ましくは表面処理加工されたハードクレイ)
上記樹脂組成物の作製方法としては、特に限定されないが、例えば、上記樹脂、必要に応じて添加される添加剤等を混合することが挙げられる。なお、作製の際には、熱が加えられてもよい。
上記樹脂組成物の溶融張力(引取速度:2.0m/min)は、特に限定されないが、15〜70cNが好ましく、より好ましくは13〜60cN、さらに好ましくは15〜55cN、特に好ましくは26〜50cNである。上記樹脂組成物の溶融張力が10cN未満であると、上記樹脂組成物を発泡させた場合に、発泡倍率が低く、独立した気泡が形成されにくく、また、形成される気泡の形状が均一になりにくくなる。一方、上記樹脂組成物の溶融張力が70cNを超えると、流動性が低下して、発泡に悪影響を及ぼすおそれがある。
なお、溶融張力とは、規定の装置を用い、規定のダイより、規定の温度及び押出速度で押し出された溶融樹脂を、規定の引き取り速度でストランド状に引き取ったときの張力をいう。本発明においては、Malvern社製のCapillary Extrusion Rheometerを用い、直径が2mm、長さが20mmのキャピラリーより、8.8mm/minの一定速度で押し出された樹脂を2m/minの引取速度で引き取った値を溶融張力とする。
また、溶融張力は、上記樹脂組成物の樹脂の融点から高温側に10±2℃の温度で測定した値である。樹脂は融点未満の温度では溶融状態にならず、一方、融点から高温側に大きく超えた温度では完全に流動体となり、溶融張力を測定することができないためである。
上記樹脂組成物の歪硬化度(歪速度:0.1[1/s])は、特に限定されないが、均一で緻密なセル構造で、且つ発泡時のセルの破泡を抑制し高発泡な発泡体を得る点から、2.0〜5.0が好ましく、より好ましくは2.5〜4.5である。また、上記樹脂組成物の歪硬化度は、上記樹脂組成物の樹脂の融点での歪硬化度である。なお、歪硬化度は、一軸伸長粘度の測定において、測定開始後、歪の増加に伴い徐々に一軸伸長粘度が上昇する領域(線形領域)から外れ、一軸伸長粘度が立ち上がった領域(非線形領域)において、一軸伸長粘度の増加の程度を示す指標である。
本発明の樹脂発泡体は、上記樹脂組成物を発泡成形することにより形成されることが好ましい。上記樹脂組成物の発泡方法については、特に限定されないが、樹脂組成物に高圧のガスを含浸させた後、減圧する(圧力を解放する)発泡方法が好ましい。つまり、本発明の樹脂発泡体は、上記樹脂組成物に高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て形成されることが好ましい。
上記のガスとしては、特に限定されないが、クリーンな樹脂発泡体を得る点より、不活性ガスが好ましい。不活性ガスとは、樹脂組成物に対して不活性で、且つ含浸可能なガスをいう。なお、ガスは混合して用いられてもよい。
上記不活性ガスとしては、特に限定されないが、例えば、二酸化炭素ガス(炭酸ガス)、窒素ガス、ヘリウム、空気等が挙げられる。中でも、含浸量が多く、含浸速度の速い点から、二酸化炭素ガスが好ましい。
なお、樹脂組成物の発泡方法としては、物理的発泡方法(物理的方法による発泡方法)や化学的発泡方法(化学的方法による発泡方法)も挙げられる。物理的発泡方法では発泡剤(発泡剤ガス)として用いられる物質の可燃性や毒性及びオゾン層破壊などの環境への影響が懸念されるが、不活性ガスを用いた発泡方法は、このような発泡剤を使用しない点で環境に配慮した方法である。化学的発泡方法では、発泡剤により生じた発泡ガスの残渣が発泡体中に残存するため、特に低汚染性の要求が高い電子機器用においては、腐食性ガスやガス中の不純物による汚染が問題となる場合がある。しかし、不活性ガスを用いた発泡方法によれば、このような不純物等のないクリーンな発泡体を得ることができる。さらに、物理的発泡方法及び化学的発泡方法では、いずれにおいても微細なセル構造を形成することは難しく、特に300μm以下の微細気泡を形成することは極めて困難であるといわれている。
さらに、樹脂組成物への含浸速度を速めるという点から、上記のガスは、超臨界状態であることが好ましい。超臨界状態では、樹脂組成物へのガスの溶解度が増大し、高濃度の混入が可能である。また、含浸後の急激な圧力降下時には、上記のように高濃度で含浸することが可能であるため、気泡核の発生が多くなり、その気泡核が成長してできる気泡の密度が気孔率が同じであっても大きくなるため、微細な気泡を得ることができる。なお、二酸化炭素の臨界温度は31℃、臨界圧力は7.4MPaである。
上記のように、本発明の樹脂発泡体は樹脂組成物に高圧のガスを含浸させることにより製造されることが好ましいが、その際には、予め樹脂組成物を、シート状などの適宜な形状に成形して未発泡樹脂成形体(未発泡成形物)とした後、この未発泡樹脂成形体に、高圧のガスを含浸させ、圧力を解放することにより発泡させるバッチ方式を用いてもよく、また、樹脂組成物を加圧下、高圧のガスと共に混練し、成形すると同時に圧力を解放し、成形と発泡を同時に行う連続方式を用いてもよい。
本発明の樹脂発泡体について、バッチ方式で製造する場合を説明する。バッチ方式では、まず、樹脂発泡体を製造する際に未発泡樹脂成形体が製造されるが、この未発泡樹脂成形体の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、樹脂組成物を単軸押出機、二軸押出機等の押出機を用いて成形する方法;樹脂組成物を、ローラ、カム、ニーダ、バンバリ型等の羽根を設けた混錬機を使用して均一に混錬しておき、熱板のプレスなどを用いて所定の厚みにプレス成形する方法;樹脂組成物を射出成形機を用いて成形する方法などが挙げられる。これらの方法のうち、所望の形状や厚みの未発泡樹脂成形体が得られるように適宜な方法が選択されることが好ましい。なお、未発泡樹脂成形体は、押出成形、プレス成形、射出成形以外に、他の成形方法により製造されてもよい。また、未発泡樹脂成形体の形状は、シート状に限らず、用途に応じて種々の形状が選択される。例えば、シート状、ロール状、角柱状、板状等が挙げられる。次に、上記未発泡樹脂成形体(樹脂組成物による成形体)を耐圧容器(高圧容器)中に入れて、高圧のガスを注入(導入)し、未発泡樹脂成形体中に高圧のガスを含浸させるガス含浸工程、十分に高圧のガスを含浸させた時点で圧力を解放し(通常、大気圧まで)、未発泡樹脂成形体に気泡核を発生させる減圧工程、場合によっては(必要に応じて)、加熱することによって気泡核を成長させる加熱工程を経て、気泡を形成させる。なお、加熱工程を設けずに、室温で気泡核を成長させてもよい。このようにして気泡を成長させた後、必要により冷水などにより急激に冷却し、形状を固定化することにより、樹脂発泡体が得られる。なお、高圧のガスの導入は連続的に行ってもよく不連続的に行ってもよい。さらに、気泡核を成長させる際の加熱の方法としては、ウォーターバス、オイルバス、熱ロール、熱風オーブン、遠赤外線、近赤外線、マイクロ波などの公知乃至慣用の方法が採用されてもよい。
つまり、本発明の樹脂発泡体は、上記樹脂組成物から構成される未発泡成形物に、高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て発泡させることにより形成されてもよい。また、上記樹脂組成物から構成される未発泡成形物に、高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て、さらに加熱することにより形成されてもよい。
一方、連続方式で製造する場合としては、例えば、樹脂組成物を、単軸押出機、二軸押出機等の押出機を使用して混錬しながら、高圧のガスを注入(導入)し、十分にガスを樹脂組成物中に含浸させる混練含浸工程、押出機の先端に設けられたダイスなどを通して樹脂組成物を押し出すことにより圧力を解放し(通常、大気圧まで)、成形と発泡を同時に行う成形減圧工程により製造することが挙げられる。また、場合によっては(必要に応じて)、加熱することによって気泡を成長させる加熱工程を設けてもよい。このようにして気泡を成長させた後、必要により冷水などにより急激に冷却し、形状を固定化することにより、樹脂発泡体が得られる。なお、上記混練含浸工程及び成形減圧工程では、押出機のほか、射出成形機などが用いられてもよい。
つまり、本発明の樹脂発泡体は、溶融した樹脂組成物に、高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て発泡させることにより形成されてもよい。また、本発明の樹脂発泡体は、溶融した樹脂組成物に、高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て、さらに加熱することにより形成されてもよい。
上記バッチ方式におけるガス含浸工程や上記連続方式における混練含浸工程において、ガスの混合量は、特に限定されないが、例えば、樹脂組成物全量に対して、2〜10重量%が好ましく、より好ましくは2〜6重量%である。
上記バッチ方式におけるガス含浸工程や上記連続方式における混練含浸工程において、ガスを未発泡樹脂成形体や樹脂組成物に含浸させるときの圧力は、3MPa以上(例えば、3〜100MPa)が好ましく、より好ましくは4MPa以上(例えば、4〜100MPa)である。ガスの圧力が3MPaより低い場合には、発泡時の気泡成長が著しく、気泡径が大きくなりすぎ、例えば、防塵効果が低下するなどの不都合が生じやすくなり、好ましくない。これは、圧力が低いとガスの含浸量が高圧時に比べて相対的に少なく、気泡核形成速度が低下して形成される気泡核数が少なくなるため、1気泡あたりのガス量が逆に増えて気泡径が極端に大きくなるからである。また、3MPaより低い圧力領域では、含浸圧力を少し変化させるだけで気泡径、気泡密度が大きく変わるため、気泡径及び気泡密度の制御が困難になりやすい。
また、バッチ方式におけるガス含浸工程や連続方式における混練含浸工程で、高圧のガスを未発泡樹脂成形体やポリエステル系エラストマー組成物に含浸させるときの温度は広い範囲で選択できるが、操作性等を考慮した場合、10〜350℃が好ましい。例えば、バッチ方式において、シート状の未発泡樹脂成形体に高圧のガスを含浸させる場合の含浸温度は、40〜300℃が好ましく、より好ましくは100〜250℃である。また、連続方式において、樹脂組成物に高圧のガスを注入し混練する際の温度は、150〜300℃が好ましく、より好ましくは210〜250℃である。なお、高圧のガスとして二酸化炭素を用いる場合には、超臨界状態を保持するためには、含浸時の温度(含浸温度)は32℃以上(特に40℃以上)であることが好ましい。
なお、上記減圧工程において、減圧速度は、特に限定されないが、均一な微細気泡を得るため、5〜300MPa/sが好ましい。また、上記加熱工程における加熱温度は、特に限定されないが、40〜250℃が好ましく、より好ましくは60〜250℃である。
また、上記樹脂発泡体の製造方法によれば、高発泡倍率の樹脂発泡体を製造することができるので、厚い樹脂発泡体を得ることができる。例えば、上記連続方式により樹脂発泡体を製造する場合、混練含浸工程において押出機内部での圧力を保持するためには、押出機先端に取り付けるダイスのギャップを出来るだけ狭く(通常0.1〜1.0mm)する必要がある。従って、厚い樹脂発泡体を得るためには、狭いギャップを通して押出された樹脂組成物を高い倍率で発泡させなければならないが、従来は、高い発泡倍率が得られないことから、形成される発泡体の厚みは薄いもの(例えば0.5〜2.0mm)に限定されてしまっていた。これに対して、高圧のガスを用いて製造される上記の樹脂発泡体の製造方法によれば、最終的な厚みで0.30〜5.00mmの樹脂発泡体を連続して得ることが可能である。
本発明の樹脂発泡体は、80%に圧縮したときの反発応力が特定の範囲内であるので、柔軟性に優れる。特に、高圧縮下であっても柔軟性に優れる。さらに、柔軟性に優れるので、微小なクリアランス(例えば、0.1mmの段差)に対して追従することができる。なお、本発明の樹脂発泡体は、高圧縮下であっても柔軟性に優れるので、電気又は電子機器に取り付けられた際、筐体の変形やディスプレイの変形、外観不良を生じることを効果的に抑制できる。
さらに、本発明の樹脂発泡体は、最大破断強度が特定の範囲内であり、強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)が特定の範囲内であるので、強度の等方性に優れ、組み付け時や加工時の塑性変形、ちぎれ、破れを効果的に抑制できる。よって、本発明の樹脂発泡体は、組み付け性に優れる。また、加工性に優れる。なお、樹脂発泡体は、強度が高くても、強度の等方性に劣り、強度の異方性高いと、切れやすくなる。
特に、本発明の樹脂発泡体は、上記特性を有するため、間隔の小さい部分に対して組み付ける際、間隔の大きさに適合するように、張力をかけて伸ばし、樹脂発泡体の幅を小さくしても、ちぎれや切断、伸びのばらつき、塑性変形等を抑制できる。このため、本発明の樹脂発泡体は、所望の寸法通りに、容易に組み付けることができる。
本発明の樹脂発泡体は、上記特性を有するため、電気機器又は電子機器等のシール材や防塵材として好適に用いられる。また、緩衝材、衝撃吸収材として、特に電気機器又は電子機器等の緩衝材、衝撃吸収材として、好適に用いられる。
(発泡部材)
本発明の樹脂発泡体は発泡部材として用いられてもよい。つまり、上記発泡部材は、上記の本発明の樹脂発泡体を含む部材である。上記発泡部材は、例えば、上記の本発明の樹脂発泡体のみからなる構成であってもよいし、上記樹脂発泡体に他の層(特に粘着剤層(粘着層)、基材層など)が積層されている構成であってもよい。
上記発泡部材の形状は、特に限定されないが、シート状(フィルム状を含む)、テープ状が好ましい。また、上記発泡部材は、所望の形状や厚みなどを有するように加工が施されていてもよい。例えば、用いられる装置や機器、筐体、部材等に合わせて種々の形状に加工が施されていてもよい。
特に、上記発泡部材は、粘着剤層を有することが好ましい。例えば、上記発泡部材がシート状の発泡部材である場合、その片面又は両面に粘着剤層を有することが好ましい。発泡部材が粘着剤層を有していると、例えば、発泡部材上に粘着剤層を介して加工用台紙を設けることができ、さらに、被着体(例えば、筐体や部品など)へ固定ないし仮止めすることができる。
上記粘着剤層を形成する粘着剤としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤(天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤など)、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、エポキシ系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、フッ素系粘着剤などが挙げられる。粘着剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられてもよい。また、粘着剤は、エマルジョン系粘着剤、溶剤系粘着剤、ホットメルト型粘着剤、オリゴマー系粘着剤、固系粘着剤などのいずれの形態の粘着剤であってもよい。中でも、上記粘着剤としては、被着体への汚染防止などの観点から、アクリル系粘着剤が好ましい。すなわち、上記発泡部材は上記の本発明の樹脂発泡体上にアクリル系粘着剤層を有することが好ましい。
上記粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、2〜100μmが好ましく、より好ましくは10〜100μmである。粘着剤層は、薄層であるほど、端部のゴミや埃の付着を防止する効果が高いため、厚みは薄い方が好ましい。なお、粘着剤層は、単層、積層体のいずれの形態を有していてもよい。
上記発泡部材において、上記粘着剤層は、他の層(下層)を介して、設けられていてもよい。このような下層としては、例えば、他の粘着剤層、中間層、下塗り層、基材層(特にフィルム層や不織布層など)などが挙げられる。さらに、上記粘着剤層は、剥離フィルム(セパレーター)(例えば、剥離紙、剥離フィルムなど)により保護されていてもよい。
上記発泡部材は、上記の本発明の樹脂発泡体を含むので、組み付け性に優れる。また、柔軟性に優れ、高圧縮下であっても圧縮性に優れる。微小なクリアランスに対して追従可能な柔軟性を有する。さらに、加工性も優れる。
上記発泡部材は、上記のような特性を有するので、各種部材又は部品を、所定の部位に取り付ける(装着する)際に用いられる部材として好適に用いられる。特に、上記発泡部材は、電気又は電子機器において、電気又は電子機器を構成する部品を所定の部位に取り付ける(装着する)際に用いられる部材として好適に用いられる。また、高圧縮下であっても柔軟性に優れるので、電気又は電子機器に取り付けられた際、筐体の変形やディスプレイの変形、外観不良を生じることを効果的に抑制できる。
すなわち、上記発泡部材は、電気又は電子機器用として好適に用いられる。つまり、上記発泡部材は、電気又は電子機器用発泡部材であってもよい。
上記発泡部材を利用して取付(装着)可能な各種部材又は部品としては、特に限定されないが、例えば、電気又は電子機器類における各種部材又は部品などが好ましく挙げられる。このような電気又は電子機器用の部材又は部品としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ等の画像表示装置に装着される画像表示部材(表示部)(特に、小型の画像表示部材)や、いわゆる「携帯電話」や「携帯情報端末」等の移動体通信の装置に装着されるカメラやレンズ(特に、小型のカメラやレンズ)等の光学部材又は光学部品などが挙げられる。
本発明の発泡部材の好適な使用態様としては、例えば、防塵、遮光、緩衝等を目的として、LCD(液晶ディスプレイ)等の表示部周りや、LCD(液晶ディスプレイ)等の表示部と筐体(窓部)との間に挟み込んで使用することが挙げられる。
以下、本発明について実施例及び比較例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
(実施例1)
ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとのブロック共重合体(商品名「ハイトレル5577」、東レ・デュポン株式会社製、230℃のメルトフローレート:1.8g/10min、融点:208℃):100重量部、アクリル系滑剤(商品名「メタブレンL−1000」、三菱レイヨン株式会社製):5重量部、シランカップリング剤で表面処理加工されているハードクレイ(商品名「ST−301」、白石カルシウム株式会社製):1重量部、カーボンブラック(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):5重量部及びエポキシ系改質剤(エポキシ変性アクリル系ポリマー、重量平均分子量(Mw):50000、エポキシ当量:1200g/eq、粘度:2850mPa・s):2重量部を、二軸混練機により、220℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に切断して成形した。このペレットを単軸押出機に投入し、240℃の雰囲気中、17(注入後13)MPaの圧力で二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが2.0mmのシート状のポリエステル系エラストマー発泡体を得た。
(実施例2)
ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとのブロック共重合体(商品名「ペルプレン P−90BD」、東洋紡株式会社製、230℃のメルトフローレート:3.0g/10min、融点:204℃):100重量部、アクリル系滑剤(商品名「メタブレンL−1000」、三菱レイヨン株式会社製):5重量部、シランカップリング剤で表面処理加工されているハードクレイ(商品名「ST−301」、白石カルシウム株式会社製):1重量部、カーボンブラック(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):5重量部及びエポキシ系改質剤(エポキシ変性アクリル系ポリマー、重量平均分子量(Mw):50000、エポキシ当量:1200g/eq、粘度:2850mPa・s):2重量部を、二軸混練機により、220℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に切断して成形した。このペレットを単軸押出機に投入し、240℃の雰囲気中、17(注入後13)MPaの圧力で二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが2.0mmのシート状のポリエステル系エラストマー発泡体を得た。
(実施例3)
ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとのブロック共重合体(商品名「ペルプレン P−90BD」、東洋紡株式会社製、230℃のメルトフローレート:3.0g/10min、融点:204℃):100重量部、アクリル系滑剤(商品名「メタブレンL−1000」、三菱レイヨン株式会社製):5重量部、シランカップリング剤で表面処理加工されているハードクレイ(商品名「ST−301」、白石カルシウム株式会社製):3重量部、カーボンブラック(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):5重量部及びエポキシ系改質剤(エポキシ変性アクリル系ポリマー、重量平均分子量(Mw):50000、エポキシ当量:1200g/eq、粘度:2850mPa・s):2重量部を、二軸混練機により、220℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に切断して成形した。このペレットを単軸押出機に投入し、240℃の雰囲気中、17(注入後13)MPaの圧力で二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが2.0mmのシート状のポリエステル系エラストマー発泡体を得た。
(比較例1)
ポリプロピレン(メルトフローレート(MFR):0.35g/10min):35重量部、ポリオレフィン系エラストマー(メルトフローレート(MFR):6g/10min、JIS A硬度:79°):60重量部、水酸化マグネシウム:10重量部及びカーボン(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):10重量部を、単軸押出機に投入した。220℃の雰囲気下、13(注入後は12)MPaの圧力で、二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが2.1mmのシート状のポリオレフィン系エラストマー発泡体を得た。
(比較例2)
ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとのブロック共重合体(商品名「ハイトレル5577」、東レ・デュポン株式会社製、230℃のメルトフローレート:1.8g/10min):100重量部、アクリル系滑剤(商品名「メタブレンL−1000」、三菱レイヨン株式会社製):5重量部、ポリプロピレン(商品名「ニューストレンSH9000」、日本ポリプロ株式会社製):1重量部及び水酸化マグネシウム:1重量部を、二軸混練機により、220℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に切断して成形した。このペレットを単軸押出機に投入し、240℃の雰囲気中、17(注入後13)MPaの圧力で二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが2.5mmのシート状のポリエステル系エラストマー発泡体を得た。
(比較例3)
ハードセグメントとしてのポリブチレンテレフタレートとソフトセグメントとしてのポリエーテルとのブロック共重合体(商品名「ハイトレル5577」、東レ・デュポン株式会社製、230℃のメルトフローレート:1.8g/10min、融点:208℃):100重量部、アクリル系滑剤(商品名「メタブレンL−1000」、三菱レイヨン株式会社製):5重量部、ポリプロピレン(商品名「ニューストレンSH9000」、日本ポリプロ株式会社製):1重量部、水酸化マグネシウム:1重量部、カーボンブラック(商品名「旭♯35」、旭カーボン株式会社製):5重量部及びエポキシ系架橋剤(3官能エポキシ化合物、商品名「TEPIC−G」、日産化学工業株式会社製、融点:90〜125℃、エポキシ当量:110g/eq、粘度:100cp以下、分子量:297):0.5重量部を、二軸混練機により、220℃の温度で混練した後、ストランド状に押出し、水冷後ペレット状に切断して成形した。このペレットを単軸押出機に投入し、240℃の雰囲気中、17(注入後13)MPaの圧力で二酸化炭素ガスを注入した。二酸化炭素ガスを十分飽和させた後、発泡に適した温度まで冷却後、ダイから押出して、厚みが2.2mmのシート状のポリエステル系エラストマー発泡体を得た。
(比較例4)
市販の、平均セル径が160μmであり、80%に圧縮したときの反発応力が9.5N/cm2であり、見掛け密度が0.15g/cm3であるポリウレタンが主成分の発泡体を使用した。
この発泡体はシート状であり、厚みは1.0mmであった。また、50%圧縮時の反発応力(50%対反発荷重)が0.7N/cm2であった。
(評価)
実施例及び比較例の発泡体について、下記の測定又は評価を行った。そして、その結果を、表1に示した。
(見掛け密度)
発泡体を、幅:30mm、長さ:30mmサイズの打ち抜き刃型にて打ち抜き、シート状の試験片とした。該試験片の寸法をノギスにより測定した。また、測定端子の直径(φ)が20mmである1/100ダイヤルゲージにて試験片の厚みを測定した。これらの値から試験片の体積を算出した。次に、試験片の重量を電子天秤にて測定した。試験片の体積と試験片の重量から、次式より、発泡体の見掛け密度(g/cm3)を算出した。
発泡体の見掛け密度(g/cm3)=(試験片の重量)/(試験片の体積)
(平均セル径)
デジタルマイクロスコープ(商品名「VHX−500」、キーエンス株式会社製)により、発泡体気泡部の拡大画像を取り込み、切断面の一定面積(1mm2)に表れた全てのセルの面積を、同計測機器の画像解析ソフト(商品名「Win ROOF」、三谷商事株式会社製)を用いて画像解析することにより測定した。そして、円相当径換算した後、セル数で平均化して、平均セル径(μm)を求めた。
(80%に圧縮したときの反発応力(80%圧縮時の反発力、80%圧縮時の対反発荷重、80%圧縮荷重))
JIS K 6767に記載されている圧縮硬さ測定法に準じて測定した。
発泡体を幅:30mm、長さ:30mmに切り出し、シート状の試験片とした。次に該試験片を、圧縮速度:10mm/minで、厚み方向に、圧縮率が80%になるまで圧縮したときの応力(N)を単位面積(1cm2)当たりに換算して反発力(N/cm2)とした。
(最大破断強度と最大破断強度方向と直交する方向の破断強度との比)
発泡体より厚み0.5mm、幅:30mm、長さ30mmのシート状の試験片を得た。該試験片について、水平方向における長さ方向で破断強度を測定し、さらにその長さ方向を軸に10°おきに回転させて、各方向における破断強度を測定した。破断強度の測定は、18方向について行った。なお、図1に、発泡体において、剥離強度の測定を行った18方向について示した。
なお、破断強度は、JIS K 6767の引張強さ及び伸びの項に基づいて、測定した。
次に、最も大きい破断強度が測定された方向を最大破断強度方向とし、最大破断強度方向の破断強度を最大破断強度(MPa)とした。さらに、最大破断強度方向と直交する方向の破断強度(MPa)を求めた。
そして、最大破断強度及び最大破断強度方向と直交する方向の破断強度より、「最大破断強度と最大破断強度方向と直交する方向の破断強度との比(強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度))」を求めた。
(組み付け性)
発泡体を水平方向における任意の10方向に切り出して、厚み0.5mm、幅3mm、長さ30cmのシート状の試験片を10個得た。
次に、試験片の長さ方向の一端を固定した状態で、1.0Nの荷重を用いて、試験片の長さ方向に張力を加えながら筐体への組付けを行った。この時、組み付け後の試験片の長さを測定し、30.0〜31.0cmの範囲内であれば合格とし、31.0cmを超えたもの(つまり、大きく伸びてしまったもの)や組み付け時に切れてしまったものを不合格とした。
10個全ての試験片について、合格であった場合を「良好」と評価し、一方、1つでも不合格が含まれていた場合を「不良」と評価した。
(筐体変形性)
発泡体を切り出して、幅50mm、長さ50mm、厚み1.0mmのシート状の試験片(試験片21)を得た。
試験片を図2に示されるような治具(正方形、治具2)に、図2に示すように試験片をセットし、上面側のアクリル板(厚み1mmのアクリル板22a)により試験片を厚み方向に圧縮して、上面側のアクリル板(アクリル板22a)の変形の状態をマイクロスコープにて観察した。
具体的には、厚み2mmのアクリル板(厚み2mmのアクリル板22b)の左右の端部に、厚み0.4mmのスペーサー(厚み0.4mmのスペーサー23)を設置し、上記スペーサーで挟まれた中央部に試験片(試験片21)を設置して、この上面に、厚み1mmのアクリル板(厚み1mmのアクリル板22a)を設置した。その後、両端のスペーサー部において、上面側のアクリル板(厚み1mmのアクリル板22a)側から四方対角線状にボルトを治具に締め込んで、試験片の厚み方向に均一に力をかけて、試験片を厚み方向に圧縮した。その際、上面側のアクリル板(厚み1mmのアクリル板22a)の変形の有無をマイクロスコープで観察した。そして、変形がみられない場合を「なし」と評価し、一方、変形がみられる場合を「あり」と評価した。
(溶融張力)
溶融張力の測定には、Malvern社製のCapillary Extrusion Rheometerを使用し、直径が2mm、長さが20mmのキャピラリーより、8.8mm/minの一定速度で押し出された樹脂を2m/minの引取速度で引き取ったときの張力を溶融張力とした。
なお、測定には、発泡成形前のペレットを用いた。また、測定時の温度は、樹脂の融点から高温側に10±2℃の温度とした。
(歪硬化度)
測定には、発泡成形前のペレットを用いた。該ペレットを、加熱した熱板プレスを用いて、厚さ1mmのシート状に成形し、シートを得た、該シートからサンプル(たて:10mm、よこ:10mm、厚さ:1mm)を切り出した。
上記サンプルより、一軸伸長粘度計(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、歪速度0.1[1/s]での一軸伸長粘度を測定した。そして、下記式より、歪硬化度を求めた。
歪硬化度=logηmax/logη0.2
(ηmaxは一軸伸長粘度において最も高くなったときの伸長粘度を示し、η0.2は歪εが0.2の時の伸長粘度を示す。)
なお、測定時の温度は、樹脂の融点とした。
Figure 0006039501
なお、表1の「強度比」は、「最大破断強度と最大破断強度方向と直交する方向の破断強度との比(強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度))」を示す。
表1から明らかのように、実施例は、高圧縮下で対反発荷重(反発応力)が小さく、柔軟でありながら最大破断強度が大きく、また、強度比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)が小さいので、等方性に優れている。このため、組み付け時に伸びたり、ちぎれたりすることもなく、優れた作業性を有する。さらにまた、組み付け時に、寸法通りの組み付けや貼り合わせを優れた作業性でできる。
本発明の樹脂発泡体及び発泡部材は、電気又は電子機器(例えば、携帯電話、携帯端末、スマートフォン、タブレットコンピュータ−(タブレットPC)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ビデオカメラ、パーソナルコンピューター、家電製品など)に用いることができる。
1 発泡体(シート状の発泡体)
A 長さ方向
B 幅方向
C 破断強度を測定する方向
2 治具
21 発泡体
22a アクリル板
22b アクリル板
23 スペーサー

Claims (11)

  1. 80%に圧縮したときの反発応力が1.0〜9.0N/cm2であり、下記で規定される最大破断強度が1.0〜10.0MPaであり、下記で規定される最大破断強度と、最大破断強度方向と直交する方向の破断強度との比(最大破断強度/最大破断強度方向と直交する方向の破断強度)が1.0〜5.0であることを特徴とする樹脂発泡体。
    最大破断強度:シート状の樹脂発泡体について、水平方向における任意の方向で破断強度を測定し、次にその任意の方向を軸に10°おきに回転させて、各方向における破断強度を測定し、最も大きい破断強度が測定された方向を最大破断強度方向とし、最大破断強度方向の破断強度を最大破断強度とする。
  2. さらに、平均セル径が10〜200μmであり、見かけ密度が0.01〜0.20g/cm3である請求項1記載の樹脂発泡体。
  3. 前記樹脂発泡体を構成する樹脂が、熱可塑性樹脂である請求項1又は2記載の樹脂発泡体。
  4. 前記熱可塑性樹脂が、ポリエステルである請求項3記載の樹脂発泡体。
  5. 脂組成物に高圧のガスを含浸させた後、減圧する工程を経て樹脂発泡体が形成されることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の樹脂発泡体の製造方法
  6. 前記ガスが、不活性ガスである請求項5記載の樹脂発泡体の製造方法
  7. 前記ガスが、二酸化炭素ガスである請求項6記載の樹脂発泡体の製造方法
  8. 前記の高圧のガスが、超臨界状態のガスである請求項5〜7の何れか1項に記載の樹脂発泡体の製造方法
  9. 請求項1〜の何れか1項に記載の樹脂発泡体を含むことを特徴とする発泡部材。
  10. 前記樹脂発泡体上に粘着剤層を有する請求項9記載の発泡部材。
  11. 前記粘着剤層が、アクリル系粘着剤層である請求項10記載の発泡部材。
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