JP6039501B2 - 樹脂発泡体及び発泡部材 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
(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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 請求項1〜4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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (6)
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