KR20230145025A - 발포체, 적층 발포체, 적층체 및 주택용 건재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 경량이면서도, 양호한 보행감과 함께 우수한 제진성을 발휘할 수 있고, 합판 유리용 중간막의 리사이클에도 유용한 발포체, 적층 발포체 및 적층체를 제공한다. 또한, 이들을 사용한 주택용 건재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 다수의 기포를 갖는 발포체로서, 폴리비닐아세탈 및 가소제를 함유하고, 소정의 방법으로 산출되는 기포의 평균 애스펙트비 (a/b) 가 1.1 이상인 발포체이다.
Description
본 발명은, 발포체, 적층 발포체, 적층체 및 주택용 건재에 관한 것이다.
수지를 포함하는 발포체는, 경량이고 유연하며, 또한 충격 흡수성이나 제진성 등도 우수하기 때문에, 자동차, 항공기, 선박 등의 차량용 부재, 건축 부재, 전자 부품, 플로어재 등의 주택용 건재, 가정용, 업무용 전기 제품 등의 모든 용도에 사용되고 있다.
그런데, 자동차, 항공기 등의 차량용 유리나 건축물의 창유리 등으로서, 2 장의 유리판에 가소화 폴리비닐아세탈로 이루어지는 합판 유리용 중간막을 사이에 두고, 서로 밀착시켜 얻어지는 합판 유리가 널리 사용되고 있다. 하지만, 이와 같은 합판 유리의 제조시에는, 합판 유리용 중간막을 유리와 첩합했을 때에, 단부에 남은 합판 유리용 중간막이 절단되어, 대량의 합판 유리용 중간막이 폐기되고 있다. 또한, 품질 기준에 적합하지 않은 합판 유리나 사용 완료된 합판 유리를 해체했을 때에도 대량의 합판 유리용 중간막이 폐기되고 있다.
그래서, 리사이클 등의 관점에서, 합판 유리용 중간막의 폐기물을 재이용할 것이 요구되고 있고, 예를 들어, 폴리비닐아세탈과 가소제를 함유하고, 다수의 기포를 갖는 폴리비닐아세탈 다공질체가 개발되고 있다 (특허문헌 1 참조). 이 폴리비닐아세탈 다공질체는, 합판 유리용 중간막의 폐기물을 그대로 원료로서 사용할 수 있기 때문에, 합판 유리용 중간막의 리사이클에 매우 유용하다.
상기 서술한 바와 같이, 합판 유리용 중간막의 리사이클의 관점에서, 특허문헌 1 에 기재된 폴리비닐아세탈 다공질체 등이 개발되어 있다. 이 폴리비닐아세탈 다공질체는, 경량이면서도 높은 충격 흡수성을 발휘할 수 있고, 제진성이 우수하기 때문에, 각종 용도에 유용하다. 그러나, 이 폴리비닐아세탈 다공질체를 예를 들어, 플로어재에 사용한 경우, 후술하는 바와 같이, 주로 보행감 (쿠션성) 에 과제가 있었다. 그래서, 경량성이나 제진성 등 뿐만 아니라, 보행감도 양호한 것으로서, 정숙성이나 쾌적성 등의 시장 요구에 보다 적합한 것으로 하기 위한 연구의 여지가 있었다.
본 발명은, 상기 현상황을 감안하여, 경량이면서도, 양호한 보행감과 함께 우수한 제진성을 발휘할 수 있고, 합판 유리용 중간막의 리사이클에도 유용한 발포체, 적층 발포체 및 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이들을 사용한 주택용 건재를 제공하는 것도 목적으로 한다.
본 발명자들은, 합판 유리용 중간막의 리사이클에 유용한 재료로서, 특허문헌 1 에 기재된 폴리비닐아세탈 다공질체에 주목하고, 이 다공질체를 예를 들어, 주택용 플로어재에 사용한 경우, 주로 보행감 (쿠션성이라고도 칭한다) 에 과제가 있는 것을 알아냈다. 그리고 예의 검토한 결과, 보행감이, 발포체 내부의 기포의 두께 방향의 길이 (a) 와 평면 방향의 장경 (b) 의 애스펙트비 (a/b) 에 영향을 받는 것을 알아냈다. 소정의 영역에 있어서의 전체 기포의 애스펙트비 (a/b) 의 평균값이 1.1 이상이면, 보행감이 매우 양호해지는 데다가, 제진성도 우수한 것을 알아내어, 합판 유리용 중간막의 리사이클에도 유용한 발포체를 실현할 수 있는 것을 알아냈다. 이와 같은 발포체는, 경량이면서도, 높은 제진성을 발휘할 수 있기 때문에, 차음 플로어나 차음벽에 특히 바람직하게 사용할 수 있고, 또, 압축 강도도 높고, 예를 들어, 플로어재에 사용한 경우에는 밟았을 때의 기분 좋음도 겸비한다. 그러므로, 정숙성 및 쾌적성 등의 시장 요구에 대하여, 고성능이고 또한 경량인 제진재를 제공할 수 있기 때문에, 여러 가지 용도에 매우 유용하다. 이렇게 하여 본 발명을 완성하였다.
즉 본 발명은, 다수의 기포를 갖는 발포체로서, 폴리비닐아세탈 및 가소제를 함유하고, 이하의 방법으로 산출되는 기포의 평균 애스펙트비 (a/b) 가 1.1 이상인 발포체이다.
<평균 애스펙트비 (a/b) 의 산출 방법>
발포체를 PET 필름 (두께 100 ㎛) 에 첩부하고, TD 폭 4 ㎜, MD 길이 17 ㎜ 의 사이즈로 잘라, 두께 방향에 있어서의 중앙 부분 3 ㎜, TD 폭 3 ㎜, MD 폭 15 ㎜ 의 부분에 대하여, X 선 CT 장치에 의해 촬영을 실시한다. 취득한 화상에 대하여, 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 3 차원 해석을 실시한 후, 2 치화를 실시하고, 기포 부분과 수지 부분을 분리한다. 다음으로, 화상 단부에 걸리는 기포 영역을 삭제하고, 3 차원적으로 독립한 기포에 라벨링을 실시한다. 마지막으로, 추출된 각 기포 영역이 두께 방향에서 차지하는 폭을 a, TD 방향에서 차지하는 폭을 b 로 하여, 애스펙트비 (a/b) 를 산출한다.
본 발명은 또, 상기 발포체의 적어도 일방의 주면에, 부직포가 적층되어 있는 적층 발포체이기도 하다.
본 발명은 또한, 폴리비닐아세탈, 가소제 및 발포제를 함유하는 수지 시트의 적어도 일방의 주면에, 부직포가 적층되어 있는 적층체이기도 하다.
본 발명은 그리고, 상기 발포체, 상기 적층 발포체, 또는 상기 적층체를 사용한 주택용 건재이기도 하다.
이하에 본 발명을 상세히 서술한다.
본 발명의 발포체는, 폴리비닐아세탈 및 가소제를 포함한다. 필요에 따라 그 밖의 성분을 추가로 포함해도 되고, 각 함유 성분은 각각 1 종 또는 2 종 이상 사용할 수 있다.
상기 폴리비닐아세탈은, 합판 유리용 중간막에 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 특히 본 발명에서는, 대량으로 발생하는 합판 유리용 중간막의 폐기물을 원료로서 이용하면, 리사이클 등의 관점에서 매우 의미가 있다.
상기 폴리비닐아세탈은, 폴리비닐알코올을 알데하이드로 아세탈화하여 얻어지는 폴리비닐아세탈이면 특별히 한정되지 않지만, 폴리비닐부티랄이 바람직하다.
상기 폴리비닐아세탈의 아세탈화도는, 예를 들어, 40 몰% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 몰% 이상이다. 또, 85 몰% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75 몰% 이하이다.
상기 폴리비닐아세탈의 수산기량은, 예를 들어, 15 몰% 이상인 것이 바람직하고, 또, 40 몰% 이하인 것이 바람직하다. 수산기량이 이 범위 내이면, 가소제와의 상용성이 높아진다.
또한, 아세탈화도 및 수산기량은, 예를 들어, JIS K6728 (1977년) 「폴리비닐부티랄 시험 방법」에 준거하여 측정할 수 있다.
상기 폴리비닐아세탈은, 폴리비닐알코올을 알데하이드로 아세탈화함으로써 조제할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올은, 통상적으로 폴리아세트산비닐을 비누화함으로써 얻어지고, 비누화도 70 ∼ 99.8 몰% 의 폴리비닐알코올이 일반적으로 사용된다. 상기 폴리비닐알코올의 비누화도는, 80 ∼ 99.8 몰% 인 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올의 평균 중합도는, 500 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 얻어지는 발포체의 취급성이 보다 우수하다. 보다 바람직하게는 1000 이상이다. 또, 4000 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 발포체의 성형이 용이해진다. 보다 바람직하게는 3600 이하이다.
또한, 폴리비닐알코올의 평균 중합도는, JIS K6726 (1994년) (폴리비닐알코올 시험 방법) 에 준거하여 측정할 수 있다.
상기 폴리비닐아세탈은, 2 종류 이상이 블렌드되어 있어도 된다.
상기 알데히드는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는, 탄소수가 1 ∼ 10 인 알데히드가 바람직하게 사용된다. 상기 탄소수가 1 ∼ 10 인 알데히드는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, n-부틸알데히드, 이소부틸알데히드, n-발레르알데히드, 2-에틸부틸알데히드, n-헥실알데히드, n-옥틸알데히드, n-노닐알데히드, n-데실알데히드, 포름알데히드, 아세트알데히드, 벤즈알데히드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, n-부틸알데히드, n-헥실알데히드, n-발레르알데히드가 바람직하고, n-부틸알데히드가 보다 바람직하다. 이들의 알데히드는 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 가소제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 일염기성 유기산 에스테르, 다염기성 유기산 에스테르 등의 유기 에스테르 가소제, 유기 인산 가소제, 유기 아인산 가소제 등의 인산 가소제 등을 들 수 있다. 또, 가소제는 액상 가소제인 것이 바람직하다.
상기 일염기성 유기산 에스테르는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등의 글리콜과, 부티르산, 이소부티르산, 카프로산, 2-에틸부티르산, 헵틸산, n-옥틸산, 2-에틸헥실산, 펠라르곤산 (n-노닐산), 데실산 등의 일염기성 유기산의 반응에 의하여 얻어진 글리콜에스테르 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리에틸렌글리콜디카프로산에스테르, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸부티르산에스테르, 트리에틸렌글리콜디-n-옥틸산에스테르, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸헥실산에스테르 등이 바람직하다.
상기 다염기성 유기산 에스테르는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아디프산, 세바크산, 아젤라산 등의 다염기성 유기산과, 탄소수 4 ∼ 8 의 직사슬 또는 분기 구조를 갖는 알코올의 에스테르 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 디부틸세바크산에스테르, 디옥틸아젤라산에스테르, 디부틸카르비톨아디프산에스테르 등이 바람직하다.
상기 유기 에스테르 가소제는 특별히 한정되지 않고, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트, 트리에틸렌글리콜디카프릴레이트, 트리에틸렌글리콜디-n-옥타노에이트, 트리에틸렌글리콜디-n-헵타노에이트, 테트라에틸렌글리콜디-n-헵타노에이트, 테트라에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트, 디부틸세바케이트, 디옥틸아젤레이트, 디부틸카르비톨아디페이트, 에틸렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 1,3-프로필렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 1,4-부틸렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 디에틸렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 디에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트, 디프로필렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸펜타노에이트, 테트라에틸렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 디에틸렌글리콜디카프리에이트, 아디프산디헥실, 아디프산디옥틸, 아디프산헥실시클로헥실, 아디프산디이소노닐, 아디프산헵틸노닐, 세바크산디부틸, 오일 변성 세바크산알키드, 인산에스테르와 아디프산에스테르의 혼합물, 아디프산에스테르, 탄소수 4 ∼ 9 의 알킬알코올 및 탄소수 4 ∼ 9 의 고리형 알코올로 제작된 혼합형 아디프산에스테르, 아디프산헥실 등의 탄소수 6 ∼ 8 의 아디프산에스테르 등을 들 수 있다.
상기 유기 인산 가소제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 트리부톡시에틸포스페이트, 이소데실페닐포스페이트, 트리이소프로필포스페이트 등을 들 수 있다.
상기 가소제로는, 가수 분해를 일으키기 어렵기 때문에, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트 (3GO), 트리에틸렌글리콜디-2-에틸부티레이트 (3GH), 테트라에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트 (4GO), 및/또는, 디헥실아디페이트 (DHA) 를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 테트라에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트 (4GO), 및/또는, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트 (3GO) 이고, 더욱 바람직하게는, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트 (3GO) 이다.
상기 가소제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상, 80 중량부 이하인 것이 바람직하다. 가소제의 함유량이 이 범위 내이면, 보다 높은 충격 흡수성을 발휘할 수 있고, 발포체로부터의 가소제의 블리드 아웃도 충분히 억제할 수 있다. 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 20 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 30 중량부 이상이고, 또 상한은, 보다 바람직하게는 70 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 60 중량부 이하, 특히 바람직하게는 50 중량부 이하이다.
또한, 많은 합판 유리용 중간막에서는, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대한 가소제의 함유량이 20 ∼ 55 중량부 정도인 점에서, 폐기된 합판 유리용 중간막을 그대로, 본 발명의 발포체의 원료로서 이용할 수 있다.
본 발명의 발포체는, 태키파이어 (점착 부여제라고도 칭한다) 를 함유해도 된다. 태키파이어를 함유함으로써, 제진성이 더욱 향상된다. 이와 같이 태키파이어를 추가로 함유하는 형태도 또한, 본 발명의 바람직한 형태 중 하나이다.
상기 태키파이어로는, 예를 들어, 지방족 공중합체 (지방족계 석유 수지라고도 칭한다), 방향족 공중합체 (방향족계 석유 수지라고도 칭한다), 지방족 방향족 공중합체 (지방족-방향족 공중합체계 석유 수지라고도 칭한다), 지환식 공중합체 (지환식계 석유 수지라고도 칭한다) 등의 석유계 수지, 쿠마론-인덴계 수지, 테르펜계 수지, 테르펜페놀계 수지, 중합 로진 등의 로진계 수지, (알킬)페놀계 수지, 자일렌계 수지, 및 이들의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 발포성이나 제진성 향상의 관점에서, 석유계 수지 (석유 수지라고도 칭한다) 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 석유 수지의 수소화물 (수소화 석유 수지라고도 칭한다) 이다. 수소화 석유 수지를 사용하면, 발포성이나 제진성이 더욱 향상됨과 함께, 악취도 억제되기 때문에 바람직하다.
상기 석유 수지란, 석유 나프타 등의 열분해에 의해 부산물로서 생성되는 불포화 탄화수소를 포함하는 유분을 중합시켜 수지화한 것이다. 구체적으로는, 석유 나프타의 열분해에 의해 생성되는 펜텐류, 이소프렌, 피페린 등을 포함하는 C5 유분을 공중합하여 얻어지는 지방족계 석유 수지, C9 유분을 주성분으로 하여 중합한 방향족계 석유 수지, 및 디시클로펜타디엔계 석유 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 서술한 바와 같이 수소화 석유 수지가 바람직하고, 생산성이나 제진성 향상의 관점에서, C9 계 석유 수지에 수소 첨가한 방향족 수소 첨가 석유 수지 (즉, C9 계 석유 수지의 수소화물) 가 특히 바람직하다.
상기 석유 수지는 또한, 연화점이 100 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 발포성이나 제진성이 더욱 향상되고, 0 ∼ 40 ℃, 그 중에서도 5 ∼ 25 ℃ 의 온도 영역에서 보다 높은 제진·차음 효과를 발휘할 수 있다. 연화점은, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130 ℃ 이상이다. 연화점이 높은 편이, 수지의 소성 변형을 억제할 수 있기 때문에, 보다 높은 제진성을 발현할 수 있다. 연화점의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 200 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 이로써, 제진재의 손실 계수의 저하가 억제되고, 또한 발포체가 지나치게 무르게 되는 것을 충분히 방지할 수 있다. 보다 바람직하게는 180 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150 ℃ 이하, 특히 바람직하게는 145 ℃ 이하이다.
또한, 특히 상기 태키파이어가 연화점 100 ℃ 이상의 수소화 석유 수지인 경우에는, 제진성이나 생산성이 보다 우수하고, 악취 억제의 관점에서도 매우 바람직하다. 이와 같이 상기 태키파이어가 연화점 100 ℃ 이상의 수소화 석유 수지인 형태도 또한, 본 발명의 바람직한 형태 중 하나이다.
여기서, 연화점이 상이한 석유 수지를 사용하는 것도 바람직하다. 예를 들어, 상기 석유 수지로서 연화점이 130 ℃ 이상인 석유 수지 (A) 와 연화점이 130 ℃ 미만인 석유 수지 (B) 를 포함하는 경우, 이들의 합계량 100 질량% 에서 차지하는 석유 수지 (A) 가 30 질량% 이상인 것이 바람직하고, 50 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이로써 발포성이나 제진성이 더욱 향상된다. 더욱 바람직하게는 60 질량% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 70 질량% 이상, 특히 바람직하게는 80 질량% 이상, 한층 바람직하게는 90 질량% 이상이고, 상한은 100 질량% 이하이면 된다. 가장 바람직하게는 100 질량% 이다. 본 발명에서는 특히, 상기 태키파이어로서 연화점이 130 ℃ 이상인 수소화 석유 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 태키파이어의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이상, 30 중량부 이하인 것이 바람직하다. 태키파이어의 함유량이 이 범위 내이면, 제진성이 보다 향상된다. 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 2 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 5 중량부 이상이고, 또 상한은, 보다 바람직하게는 20 중량부 이하이다.
본 발명의 발포체는, 필러 (충전재라고도 칭한다) 를 함유해도 된다. 필러를 함유함으로써, 압축 강도가 보다 높아짐과 함께, 보행감이 보다 양호해진다. 이와 같이 필러를 추가로 함유하는 형태도 또한, 본 발명의 바람직한 형태 중 하나이다.
상기 필러로는, 예를 들어, 인산염, 퇴적물, 재, 금속 산화물, 금속 수산화물, 탄산염, 광물, 황산염, 자성분 (磁性粉), 규산염, 질화물, 탄화물, 붕화물, 황화물, 섬유상 물질 등의 무기 필러가 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 무기 인 화합물 등의 인산염 ; 규조토 등의 퇴적물 ; 플라이 애시 등의 재 ; 실리카, 알루미나, 산화티탄, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화철, 산화주석, 산화안티몬 등의 금속 산화물 ; 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 금속 수산화물 ; 염기성 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연, 탄산바륨 등의 탄산염 ; 도소나이트, 하이드로탈사이트, 탄화규소, 점토 광물, 마이카 등의 광물 ; 황산칼슘, 황산바륨, 황산마그네슘 등의 황산염 ; 규산칼슘, 규산칼륨, 붕산아연, 페라이트 등의 자성분 ; 유리 비드, 실리카 벌룬 등의 규산염 ; 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소 등의 질화물 ; 카본 블랙, 그라파이트, 중공상의 탄소 입자 목탄 분말 등의 탄화물 ; 티탄산칼륨, 티탄산지르콘산납 등의 티탄산화물 ; 알루미늄보레이트 등의 붕화물 ; 황화몰리브덴 등의 황화물 ; 탄소 섬유, 석고 섬유, 유리 섬유, 스테인리스 섬유, 슬래그 섬유, 실리카 알루미나 섬유, 알루미나 섬유, 실리카 섬유, 지르코니아 섬유 등의 섬유상 물질 ;을 들 수 있다. 그 중에서도, 저렴하고 다량으로 입수 가능하며, 또한 발포체의 제진성이나 보행감을 보다 양호하게 할 수 있는 관점에서, 황산염이 바람직하다. 보다 바람직하게는 황산바륨이다. 이와 같이 상기 필러가 황산바륨인 형태도 또한, 본 발명의 바람직한 형태 중 하나이다.
상기 필러의 평균 직경은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.1 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위에서는, 필러의 응집이 충분히 억제되어 필러에 의한 효과가 보다 발휘되고, 또, 발포체가 보다 양호하게 발포된 상태가 된다. 평균 직경의 상한은, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다.
또한, 필러의 평균 직경은, 개수 기준으로 측정되는 평균 직경이고, 50 % 가 되는 메디안 직경 (D50) 의 값을 의미한다. 예를 들어, 레이저 회절·산란법, 화상 해석법, 쿨터법 및 원심 침강법 등에 의해 측정 가능하지만, 레이저 회절·산란법에 의해 측정되는 것이 바람직하다.
상기 필러의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상, 60 중량부 이하인 것이 바람직하다. 필러의 함유량이 이 범위 내이면, 보행감이 보다 한층 양호해진다. 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 20 중량부 이상이고, 더욱 바람직하게는 30 중량부 이상이다. 또 상한은, 보다 바람직하게는 50 중량부 이하이다.
본 발명의 발포체는, 열가소성 엘라스토머 및/또는 액정 폴리머를 추가로 함유해도 된다. 이들을 함유함으로써, 제진성이 더욱 높아진다. 이와 같이 열가소성 엘라스토머 및/또는 액정 폴리머를 추가로 함유하는 형태도 또한, 본 발명의 바람직한 형태 중 하나이다. 또한, 열가소성 엘라스토머를 추가로 함유하는 형태, 및 액정 폴리머를 추가로 함유하는 형태 모두 바람직한 형태에 포함된다.
열가소성 엘라스토머란, 가열하면 연화되어 가소성을 나타내고, 냉각시키면 고화되어 고무 탄성을 나타내는 고분자 화합물을 의미하며, 열가소성 수지와는 구별된다. 또, 열가소성 엘라스토머란, 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트를 갖는 고분자 화합물이다.
상기 열가소성 엘라스토머로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스티렌계, 우레탄계, 올레핀계, 아미드계 등의 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐아세탈과의 상용성을 향상시켜 제진성을 보다 높이는 관점에서, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 (스티렌계 엘라스토머라고도 칭한다) 를 적어도 사용하는 것이 바람직하다. 즉 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 추가로 함유하는 형태도 또한, 본 발명의 바람직한 형태 중 하나이다.
상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머로는, 예를 들어, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌 공중합체, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 공중합체 등의 중합체 외에, 이들 중합체의 변성체, 수소 첨가체 (수소화물), 측사슬에 스티렌 구조를 갖는 그래프트 공중합체, 쉘에 스티렌 구조를 갖는 코어 쉘형 다층 구조 고무 등이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 또는 이 수소 첨가체 (수소화물) 가 바람직하다. 보다 바람직하게는, 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 수소화물이고, 더욱 바람직하게는, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 수소 첨가체 (수소화물) 이다.
상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 스티렌 함유량은, 30 질량% 이상, 80 질량% 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 얻어지는 발포체의 제진성이 보다 높아진다. 스티렌 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 40 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 50 질량% 이상, 특히 바람직하게는 55 질량% 이상이다. 또 상한은, 보다 바람직하게는 70 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 65 질량% 이하이다.
여기서, 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 스티렌 함유량은, 1 질량% 이상, 55 질량% 이하여도 되고, 이와 같은 형태도 또한 바람직하다. 이 경우, 발포체가 보다 균일한 다공 구조를 갖고, 발포체의 투기성이 보다 높아진다. 스티렌 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 2 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 3 질량% 이상이고, 또 상한은, 보다 바람직하게는 50 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 45 질량% 이하이다.
또한, 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 스티렌 함유량이란, 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 구성하는 전체 구성 단위 (모든 원료 모노머에서 유래하는 구성 단위) 100 질량% 에서 차지하는 스티렌 유래의 구성 단위의 비율 (질량%) 을 의미하고, 핵자기 공명 장치 (NMR) 에 의한 조성 분석에 의해 구해진다.
상기 열가소성 엘라스토머는, 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정되는 중량 평균 분자량이 15 만 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 제진성이 더욱 향상된다. 보다 바람직하게는 16 만 이상, 더욱 바람직하게는 18 만 이상이다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 100 만 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 80 만 이하, 더욱 바람직하게는 60 만 이하이다.
상기 열가소성 엘라스토머는, 온도 230 ℃, 하중 2.16 ㎏ 에 있어서의 MFR 이 30 g/10 분 이하, 또는, 온도 190 ℃, 하중 2.16 ㎏ 에 있어서의 MFR 이 30 g/10 분 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 제진성이 보다 향상된다. 온도 230 ℃, 하중 2.16 ㎏ 에 있어서의 MFR 은, 보다 바람직하게는 10 g/10 분 이하, 더욱 바람직하게는 5 g/10 분 이하이고, 또 하한은 특별히 한정되지 않지만, 0.1 g/10 분 이상인 것이 바람직하다. 온도 190 ℃, 하중 2.16 ㎏ 에 있어서의 MFR 은, 보다 바람직하게는 10 g/10 분 이하, 더욱 바람직하게는 5 g/10 분 이하이고, 또 하한은 특별히 한정되지 않지만, 0.1 g/10 분 이상인 것이 바람직하다.
또한, MFR 은, ISO1133 에 따라 측정할 수 있다.
상기 액정 폴리머 (LCP 라고도 칭한다) 란, 용융 상태에서 분자의 직사슬이 규칙적으로 나열된 액정형 성질을 나타내고, 열가소성 수지에 속하는 합성 수지를 의미한다. 구체적으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 용융 액정 형성성 전방향족 폴리에스테르, 용융 이방성 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 제진성이 보다 높아지는 관점에서, 용융 액정 형성성 전방향족 폴리에스테르가 바람직하다.
또한, 용융 액정 형성성 전방향족 폴리에스테르란, 용융상에 있어서 광학 이방성 (액정성) 을 나타내는 방향족 폴리에스테르이다.
상기 용융 액정 형성성 전방향족 폴리에스테르의 구성 단위에 포함되는 화합물로는, 방향족 골격을 갖는 디올, 방향족 골격을 갖는 디카르복실산, 방향족 골격을 갖는 하이드록시산, 방향족 골격을 갖는 아미노알콜, 방향족 골격을 갖는 아미노카르복실산 등을 들 수 있고, 이들의 1 종 또는 2 종 이상이 사용된다. 그 중에서도, 방향족 골격을 갖는 디올, 방향족 골격을 갖는 디카르복실산 또는 방향족 골격을 갖는 하이드록시산이 바람직하게 사용된다.
상기 방향족 골격을 갖는 디올로는, 하이드로퀴논, 4,4'-비페놀, 비스페놀 A, 및 비스페놀 S 등을 들 수 있다.
상기 방향족 골격을 갖는 디카르복실산으로는, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-비페닐디카르복실산, 4,4'-옥시디벤조산, 4,4'-메틸렌디벤조산, 및 4,4'-술포닐디벤조산 등을 들 수 있다.
상기 방향족 골격을 갖는 하이드록시산으로는, 6-하이드록시-2-나프토산, 및 p-하이드록시벤조산 등을 들 수 있다.
상기 방향족 골격을 갖는 아미노알콜로는, p-아미노페놀 등을 들 수 있다.
상기 방향족 골격을 갖는 아미노카르복실산으로는, p-아미노벤조산 등을 들 수 있다.
상기 액정 폴리머의 융점은 특별히 한정되지 않지만, 200 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 제진성이 보다 높아진다. 또, 열분해형 발포제와 보다 바람직하게 병용하는 것이 가능해진다. 보다 바람직하게는 180 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 160 ℃ 이하이다. 또, 특별히 한정되지 않지만, 액정 폴리머의 융점은 100 ℃ 이상으로 할 수 있다.
또한, 액정 폴리머의 융점이란, JIS K7121 (2012년) 에 준거하여, 시차 주차 열량계 (예를 들어, 메틀러사 제조「TA3000」) 를 사용하여 시차 주차 열량 측정 (DSC) 을 실시했을 때에, 관찰되는 주흡수 피크 온도를 의미한다. 구체적으로는, 10 mg ∼ 20 mg 의 측정 샘플 (액정 폴리머) 을, 시차 주차 열량계의 알루미늄제 팬에 봉입한 후, 캐리어 가스로서 질소를 유량 100 ㎖/min 으로 흘려, 20 ℃/min 으로 승온했을 때에, 1 st run 에 있어서의 주흡수 피크 온도를 구할 수 있다.
또한, 액정 폴리머의 종류에 따라서는, 1 st run 에 있어서 명확한 주흡수 피크가 출현하지 않는 경우가 있다. 이 경우, 50 ℃/min 으로 승온했을 때에 예상되는 흐름 온도보다 50 ℃ 높은 온도까지 승온하고, 그 온도에서 3 분간 이상 유지하여, 액정 폴리머를 완전하게 용해시킨다. 이어서, 80 ℃/min 으로 50 ℃ 까지 냉각시킨 후, 재차 20 ℃/min 으로 승온하여 주흡수 피크 온도를 구한다.
상기 열가소성 엘라스토머 및/또는 액정 폴리머의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 이들의 총량이, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이상, 80 중량부 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 제진성이 보다 향상된다. 보다 바람직하게는, 이들의 총량이, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이상, 50 중량부 이하이다.
보다 구체적으로는, 열가소성 엘라스토머의 함유량이, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대해 1 중량부 이상, 80 중량부 이하인 것이 바람직하다. 열가소성 엘라스토머의 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 5 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 8 중량부 이상, 특히 바람직하게는 10 중량부 이상, 가장 바람직하게는 12 중량부 이상이다. 또 상한은, 보다 바람직하게는 70 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 60 중량부 이하, 보다 더욱 바람직하게는 50 중량부 이하, 특히 바람직하게는 40 중량부 이하, 한층 바람직하게는 30 중량부 이하, 가장 바람직하게는 20 중량부 이하이다.
또, 액정 폴리머의 함유량이, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대해 1 중량부 이상, 50 중량부 이하인 것이 바람직하다. 액정 폴리머의 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 2 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 3 중량부 이상, 특히 바람직하게는 5 중량부 이상, 가장 바람직하게는 8 중량부 이상이다. 또 상한은, 보다 바람직하게는 40 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량부 이하, 특히 바람직하게는 20 중량부 이하, 한층 바람직하게는 15 중량부 이하, 가장 바람직하게는 10 중량부 이하이다. 또한, 액정 폴리머의 함유량이 20 중량부 이하이면, 파포가 보다 충분히 억제되기 때문에, 파포에 의한 조대 기포의 발생이 보다 방지된다.
본 발명의 발포체는 추가로, 접착력 조정제, 열선 흡수제, 자외선 차폐제, 산화 방지제, 광 안정제, 대전 방지제 등의 첨가제를 1 종 또는 2 종 이상 함유해도 된다. 또, 얻어지는 발포체의 외관을 조정하기 위해서, 카본 블랙 등의 안료나 염료 등을 함유해도 된다.
본 발명의 발포체는, 상기 방법으로 산출되는 기포의 평균 애스펙트비 (a/b) 가 1.1 이상이다. 발포체는 통상적으로 평면 방향으로 발포하기 쉽기 때문에, 기포의 두께 방향의 길이 (a) 보다, 평면 방향의 장경 (b) (즉 TD 방향의 직경) 쪽이 커지지만, 본 발명에서는, 평면 방향의 발포를 억제함으로써, 평균 애스펙트비 (a/b) 가 1.1 이상이 되도록 하고 있다. 1.1 이상이면, 쿠션성이 향상되고, 양호한 보행감을 실현할 수 있는 데다가, 높은 제진성도 겸비할 수 있다. 평균 애스펙트비 (a/b) 의 하한은, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.4 이상, 더욱 바람직하게는 1.6 이상이다. 또, 평균 애스펙트비 (a/b) 의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 6.0 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 발포체의 균열이나 결손을 충분히 억제할 수 있다. 보다 바람직하게는 5.5 이하이다.
여기서, 상기 평균 애스펙트비 (a/b) 의 산출 방법에 있어서, 분석을 실시한「두께 방향에 있어서의 중앙 부분 3 ㎜, TD 폭 3 ㎜, MD 폭 15 ㎜ 의 부분」이란, 대상의 발포체 (첩부한 PET 필름을 포함하지 않는다) 의 두께 방향의 중앙 부분 중, 두께가 3 ㎜, TD 폭이 3 ㎜, MD 폭이 15 ㎜ 인 부분이다.
발포체의 평균 애스펙트비를 제어하는 방법으로는, 발포체 제작시에 평면 방향의 발포를 억제하는 것이 중요하다. 보다 구체적으로는, 부직포의 겉보기 중량을 후술하는 바람직한 범위로 조정하고, 후술하는 수지 시트의 적어도 일방의 주면에 당해 부직포를 적층하는 것 등을 들 수 있다. 즉, 후술하는 발포체의 제조 방법을 채용하고, 또한 부직포로서 겉보기 중량이 후술하는 바람직한 범위 내에 있는 부직포를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발포체는, 평균 기포 직경이 100 ㎛ 이상, 1000 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 보다 높은 충격 흡수성을 발휘할 수 있다. 평균 기포 직경의 하한은, 보다 바람직하게는 120 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 200 ㎛ 이상이고, 또 상한은, 보다 바람직하게는 500 ㎛ 이하이다.
또한, 평균 기포 직경은, 기포의 단면 관찰 사진으로부터 기포 벽부와 공극부를 관찰하여, 공극부의 사이즈를 측정하는 방법에 의해 측정할 수 있다. 기포 직경은 기포의 장경을 의미한다.
본 발명의 발포체는, 연속 기포율이 10 % 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 높은 충격 흡수성을 발휘할 수 있다. 보다 바람직하게는 20 % 이상, 더욱 바람직하게는 30 % 이상, 특히 바람직하게는 50 % 이상이다. 연속 기포율의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 98 % 정도가 실질적인 상한이다.
본 명세서에 있어서「연속 기포」란, 발포체를 형성하는 기포가 서로 연결되어 있는 것을 의미한다.
또한, 연속 기포율은, 치수 측정에 의해 얻어지는 발포체의 겉보기 체적에 대한, 발포체의 외부까지 연결되어 있는 기포의 용적 비율로 정의되고, JIS K7138 (2006년) 에 기재된 피크노미터법 등에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 발포체는, 겉보기 밀도가 100 ㎏/㎥ 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 보다 우수한 충격 흡수성 및 제진성을 발휘할 수 있다. 보다 바람직하게는 200 ㎏/㎥ 이상, 더욱 바람직하게는 300 ㎏/㎥ 이상, 특히 바람직하게는 400 ㎏/㎥ 이상이다. 겉보기 밀도의 상한은, 경량화의 관점에서, 700 ㎏/㎥ 이하가 바람직하고, 600 ㎏/㎥ 이하가 보다 바람직하고, 500 ㎏/㎥ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 겉보기 밀도는, JIS K7222 (2005년) 에 준거하여 측정할 수 있다.
본 발명의 발포체는, 발포 전후의 평면 방향의 발포 배율이 1.5 배 이하인 것이 바람직하고, 또, 발포 전후의 두께 방향의 발포 배율이 1.5 배 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 범위에 있으면, 보행감이 보다 양호한 것이 된다. 발포 전후의 평면 방향의 발포 배율은, 보다 바람직하게는 1.4 배 이하, 더욱 바람직하게는 1.3 배 이하이고, 또 하한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 0.9 배 이상인 것이 바람직하다. 발포 전후의 두께 방향의 발포 배율은, 보다 바람직하게는 1.6 배 이상, 더욱 바람직하게는 1.7 배 이상이고, 또 상한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 40 배 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 배 이하, 더욱 바람직하게는 9 배 이하이다.
또한, 발포 전후의 발포 배율이란, 발포 전의 발포체의 밀도를, 발포 후의 발포체의 밀도 (겉보기 밀도) 로 나눔으로써 산출된다.
본 발명의 발포체는, 압축 탄성률이 5 ㎫ 미만인 것이 바람직하다. 이로써, 쿠션성이나 제진성이 보다 향상된다. 보다 바람직하게는 3 ㎫ 이하, 더욱 바람직하게는 2 ㎫ 이하이다. 이와 같이 압축 탄성률이 2 ㎫ 이하인 형태도 또한, 본 발명의 바람직한 형태 중 하나이다. 압축 탄성률의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 플로어재 등의 여러 가지의 용도에 바람직한 강도가 얻어지는 관점에서, 예를 들어, 0.1 ㎫ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1 ㎫ 이상이다.
또한, 압축 탄성률은, JIS K7181 (2011년) 에 기초하여, 300 ㎜ × 300 ㎜ 로 자른 시험체를 사용하여, 시험 속도 10 ㎜/분으로 직경 50 ㎜ 의 압자에 의해 압축했을 때의 탄성률을 측정함으로써 구할 수 있다.
본 발명의 발포체는, JIS K7391 (2008년) 에 따라 기계 임피던스 측정 (MIM) 에 의해 측정되는 반공진 주파수의 손실 계수가, 20 ℃, 800 Hz 이하에 있어서 0.1 이상인 것이 바람직하다.
구체적으로는, 폭 12 ㎜, 길이 240 ㎜, 두께 1.2 ㎜ 의 강판과, 동사이즈의 알루미늄 (두께 0.3 ㎜) 사이에, 발포체를 양면 테이프 (세키스이 화학 공업사 제조, #5782) 로 고정한 적층 샘플을 사용한 중앙 가진법에 의해, 손실 계수 및 공진 주파수를 측정한다. 그 때에, 800 Hz 이하의 반공진점에 있어서, 손실 계수가 0.1 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.15 이상이다.
또한, 상기 발포체의 적어도 일방의 주면에 알루미늄이 적층되고, 그 알루미늄의 두께는 0.1 ㎜ 이상 0.5 ㎜ 이하이고, JIS K7391 (2008년) 에 따라 기계 임피던스 측정 (MIM) 에 의해 측정되는 반공진 주파수의 손실 계수가, 20 ℃, 800 Hz 이하에 있어서 0.1 이상인 적층 발포체는, 본 발명의 바람직한 실시형태 중 하나이다.
본 발명의 발포체는, 두께가 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 얻어지는 발포체가 전단 파단되기 어려워진다. 보다 바람직하게는 8 ㎜ 이하이다. 두께의 하한은 50 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 얻어지는 발포체의 차음성 등이 보다 향상된다. 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이상이다.
본 발명의 발포체를 제조하는 방법으로는, 예를 들어, 다음의 방법이 바람직하다. 즉, 먼저 폴리비닐아세탈, 가소제 (및 필요에 따라 각종 첨가제) 에 발포제를 배합하여 수지 조성물을 조제하고, 얻어진 수지 조성물을 시트상의 원단에 부형 (즉, 폴리비닐아세탈, 가소제 및 발포제를 함유하는 수지 시트를 제작) 한다. 이어서, 얻어진 수지 시트의 적어도 일방의 주면에 부직포를 적층한다. 그 후, 가열하여 발포제를 분해시킨다. 이와 같은 제조 방법에 의해, 본 발명의 발포체를 바람직하게 얻을 수 있다.
또한, 폴리비닐아세탈, 가소제 및 발포제를 함유하는 수지 시트의 적어도 일방의 주면에, 부직포가 적층되어 있는 적층체도 또한, 본 발명 중 하나이다.
상기 수지 조성물로부터 수지 시트를 얻는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 상기 수지 조성물을 압출기에 의해 압출하여 제작하면 된다.
상기 수지 시트는, 폴리비닐아세탈, 가소제 및 발포제를 함유한다. 필요에 따라 그 밖의 성분을 추가로 포함해도 되고, 각 함유 성분은 각각 1 종 또는 2 종 이상 사용할 수 있다. 각 함유 성분의 바람직한 형태나 함유량은, 상기 서술한 바와 같다.
상기 발포제는, 열분해형 발포제인 것이 바람직하다.
상기 열분해형 발포제로는, 분해 온도가 120 ∼ 240 ℃ 정도인 것이 바람직하고, 분해 온도가 이 범위에 있는 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 연속 기포율을 보다 높게 할 수 있는 점에서, 발포 전의 원료인 수지 조성물의 성형 온도에 대하여, 분해 온도가 20 ℃ 이상 높은 열분해형 발포제를 사용하는 것이 바람직하고, 50 ℃ 이상 높은 열분해형 발포제를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 열분해형 발포제로서, 구체적으로는, 예를 들어, 아조디카르본아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), 우레아, 탄산수소나트륨, 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 열분해형 발포제 중 시판되는 것으로는, 예를 들어, 셀마이크 시리즈 (산쿄 화성사 제조) 나 비니폴 시리즈, 셀룰라 시리즈, 네오셀본 시리즈 (이상, 에이와 화성 공업사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 발포제의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리비닐아세탈 100 중량부에 대하여, 4 중량부 이상, 20 중량부 이하인 것이 바람직하다. 발포제의 배합량이 이 범위 내이면, 연속 기포율이 10 % 이상인 발포체를 바람직하게 제조할 수 있다. 발포제의 배합량의 하한은, 보다 바람직하게는 5 중량부 이상이고, 또 상한은, 보다 바람직하게는 15 중량부 이하이다.
상기 수지 시트가 추가로 포함해도 되는 그 밖의 성분으로는, 상기 서술한 태키파이어, 필러, 열가소성 엘라스토머, 액정 폴리머, 각종 첨가제, 안료나 염료 등을 들 수 있고, 바람직한 형태 및 함유량은 상기 서술한 바와 같다.
상기 제조 방법에서는, 상기 수지 시트의 적어도 일방의 주면에 부직포를 적층한다 (이로써, 폴리비닐아세탈, 가소제 및 발포제를 함유하는 수지 시트의 적어도 일방의 주면에 부직포가 적층되어 있는 적층체가 얻어진다). 그 후, 가열하여 발포제를 분해시키지만, 이와 같이 부직포가 적층되어 있는 상태에서 가열하여 발포제를 분해시킴으로써, 평면 방향의 발포가 충분히 억제되는 한편, 두께 방향에서는 부직포에 공극이 존재하기 때문에, 발포가 두께 방향으로 치우치고, 그 결과, 상기 평균 애스펙트비 (a/b) 가 1.1 이상이 되는 발포체를 바람직하게 얻을 수 있다.
상기 부직포는, 미소한 공극을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 부직포의 겉보기 중량은, 6 g/㎡ 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 발포체의 평균 애스펙트비를 바람직한 범위로 조정할 수 있고, 보다 양호한 투습성, 통기성이 얻어진다. 또, 이 겉보기 중량의 범위 내이면, 부직포에 적당한 공극이 발생하기 때문에, 발포체의 평균 애스펙트비 (a/b) 가 1.1 이상이 되는 발포체를 바람직하게 부여할 수 있다. 또, 발포시에 찢어짐이나 플래핑이 발생하는 것을 보다 충분히 억제할 수도 있다. 보다 바람직하게는 8 g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 10 g/㎡ 이상, 특히 바람직하게는 12 g/㎡ 이상, 가장 바람직하게는 15 g/㎡ 이상이다. 또, 제진성 향상의 관점에서, 겉보기 중량의 상한은 100 g/㎡ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 제진성뿐만 아니라 통기성도 보다 양호해지고, 발포 형상도 보다 안정된다. 또, 발포 가스가, 수지 시트와 부직포 사이에 잔존하는 것이 보다 충분히 억제되어, 수지 시트와 부직포의 박리가 충분히 억제되기 때문에, 발포체의 평균 애스펙트비를 바람직한 범위로 조정할 수 있다. 보다 바람직하게는 80 g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 60 g/㎡ 이하이다.
상기 부직포의 재료 (재질) 는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 셀룰로오스, 견, 마, 펄프 등의 천연 섬유 ; 폴리에스테르, 나일론, 레이온, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 합성 섬유 ; 이들의 혼방 ; 등을 들 수 있다. 합성 섬유 중에서도, 열가소성 수지로부터 얻어지는 합성 섬유가 바람직하다. 이들 중에서도, 부직포의 재료로는, 발포 온도에서 변화 (예를 들어, 용융, 수축 등) 하지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 펄프, 및/또는, 폴리에스테르이다. 또한, 필요에 따라 바인더를 사용해도 되고, 또 필요에 따라 착색해도 된다.
상기 부직포의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 부직포의 최대 두께가 0.1 ㎜ 이상, 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위이면 취급성이 보다 향상된다. 하한은, 보다 바람직하게는 0.12 ㎜ 이상이고, 또 상한은, 보다 바람직하게는 0.2 ㎜ 이하이다.
부직포는, 상기 수지 시트의 적어도 일방의 주면에 적층하면 되는데, 상기 수지 시트의 양면의 주면에 적층하는 것이 바람직하다.
본 명세서 중,「주면에 적층한다」란, 적층하는 면의 총 면적을 100 % 로 하면, 그 50 % 이상을 덮도록 적층하는 것을 의미한다. 총 면적 100 % 에 대하여, 바람직하게는 70 % 이상, 보다 바람직하게는 80 % 이상, 더욱 바람직하게는 90 % 이상을 덮도록 적층하는 것이다. 상한은 100 % 이하이면 된다.
또한, 부직포는, 적당한 크기로 절단하여 (슬라이스하여) 적층해도 된다. 그 경우에도, 적층면의 총 면적 100 % 에 대해 상기 서술한 비율을 덮도록, 부직포를 적층하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서는, 적층체를 얻은 후, 냉각시키지 않고 다음의 가열 공정 (발포) 을 실시하는 것이 바람직하다. 이로써, 발포가 보다 양호하게 실시된다.
상기 적층체의 발포 온도 (즉 가열 온도) 는, 180 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 180 ℃ 이상의 온도에서는, 발포시에 수지 조성물이 충분히 연화되어 기포끼리가 연통되기 쉬워지기 때문에, 연속 기포가 발생하기 쉬워지는 것이라고 생각된다. 폴리비닐아세탈 이외의 수지로 이루어지는 수지 조성물에서는, 발포 온도를 높게 해도 이와 같은 연속 기포율의 상승은 확인되지 않는 점에서, 폴리비닐아세탈과 가소제를 함유하는 수지 조성물에 독특한 현상인 것 같다. 발포 온도는, 보다 바람직하게는 190 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 230 ℃ 이상이다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 300 ℃ 이하가 현실적이다.
상기 적층체의 발포 시간 (즉 가열 시간) 은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.1 분 ∼ 1 시간으로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 보다 양호한 발포를 실현할 수 있다. 발포 시간의 하한은, 보다 바람직하게는 1 분 이상, 더욱 바람직하게는 2 분 이상이고, 또 상한은, 보다 바람직하게는 30 분 이하, 더욱 바람직하게는 10 분 이하이다.
상기 제조 방법에서는, 부직포가 적층되어 있는 상태에서 발포체가 얻어진다. 즉 상기 제조 방법에 의해, 상기 발포체의 적어도 일방의 주면 (바람직하게는 양면의 주면) 에 부직포가 적층되어 있는 적층 발포체를 바람직하게 얻을 수 있다. 이와 같은 적층 발포체는 본 발명의 하나이지만, 필요에 따라 부직포를 없애는 공정을 실시해도 된다.
본 발명의 발포체는, 상기 구성을 가짐으로써, 경량이면서도 양호한 보행감과 함께 우수한 제진성을 발휘할 수 있기 때문에 차음 플로어나 차음벽에 특히 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 압축 강도도 높고, 예를 들어, 플로어재에 사용한 경우에는 밟았을 때의 기분 좋음도 겸비하기 때문에, 정숙성 및 쾌적성 등의 시장 요구에 대하여, 고성능이고 또한 경량인 제진재를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 발포체는, 예를 들어, 자동차, 항공기, 선박 등의 차량용 부재, 건축 부재, 전자 부품, 플로어재 등의 주택용 건재, 가정용, 업무용 전기 제품 등의 모든 용도에 유용하다. 특히, 주택용 건재에 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 본 발명의 발포체를 사용한 주택용 건재도 또한 본 발명 중 하나이다. 그 중에서도, 주택용 플로어재에 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또, 본 발명의 발포체를 시트상으로 성형한 발포체 시트는, 취급성이 우수하기 때문에 바람직하다. 이와 같은 본 발명의 발포체로 이루어지는 발포체 시트는, 본 발명의 바람직한 실시형태 중 하나이다.
또한, 상기 서술한 본 발명의 적층 발포체를 사용한 주택용 건재, 및 상기 서술한 본 발명의 적층체를 사용한 주택용 건재도, 본 발명에 포함된다.
본 발명에 의하면, 경량이면서도, 양호한 보행감과 함께 우수한 제진성을 발휘할 수 있고, 합판 유리용 중간막의 리사이클에도 유용한 발포체, 적층 발포체, 적층체, 및 주택용 건재를 제공할 수 있다.
이하에 실시예를 들어, 본 발명의 양태를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에서는, 수지 조성물의 배합 성분 등으로서 이하의 화합물을 사용하였다.
(1) 폴리비닐아세탈
폴리비닐부티랄 1 (PVB1) : 수산기의 함유율 31 몰%, 아세틸화도 0.7 몰%, 부티랄화도 68.3 몰%, 평균 중합도 1800
폴리비닐부티랄 2 (PVB2) : 수산기의 함유율 22.0 몰%, 아세틸화도 4.0 몰%, 부티랄화도 74.0 몰%, 평균 중합도 550
(2) 가소제 : 트리에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노에이트 (3GO)
(3) 태키파이어 : 아르콘 M-135, 아라카와 화학 공업사 제조 (연화점 135 ℃)
(4) 열가소성 엘라스토머 : 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 (S1605, 아사히 화성사 제조)
(5) 액정 폴리머 : LCP AL-7000, 우에노 제약사 제조
(6) 필러 : 황산바륨 (바라이트 파우더 FBA, 닛폰 탤크사 제조)
(7) 발포제 : 비니폴 AC#R, 에이와 화성 공업사 제조
(실시예 1)
(1) 발포체의 제조
폴리비닐부티랄 1 (PVB1) 100 중량부에 대하여, 가소제를 40 중량부, 발포제를 6 중량부 첨가하여 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 수지 조성물을 110 ℃ 에서 믹싱 롤로 충분히 혼련한 후, 압출기에 의해 압출하여, 시트상체를 얻었다. 이 시트상체를, 수지 시트라고도 칭한다.
얻어진 수지 시트의 양면을 부직포 SPC (N), (닛폰 제지 파피리아사 제조, 종류 : 펄프, 겉보기 중량 : 15 g/㎡) 사이에 두고, 프레스기를 사용하여 120 ℃ 에서 열압착시킴으로써, 적층체를 얻었다. 이어서, 얻어진 적층체를, 냉각시키지 않고 오븐에 투입하고, 오븐 중, 210 ℃ 의 발포 온도에서 5 분간, 열분해형 발포제를 분해시킴으로써, 시트상의 발포체를 얻었다.
(2) 기포의 평균 애스펙트비의 산출
상기 서술한 산출 방법에 따라, 기포의 평균 애스펙트비 (a/b) 를 구하였다. 보다 구체적으로는, 이하와 같이 하여 애스펙트비를 구하였다.
발포체 시트를 두께 100 ㎛ 의 PET 필름에 첩부하고, TD 폭 4 ㎜, MD 길이 17 ㎜ 의 사이즈로 잘라, 두께 방향에 있어서의 중앙 부분 3 ㎜, TD 폭 3 ㎜, MD 폭 15 ㎜ 의 부분에 대하여, X 선 CT 장치에 의한 삼차원 계측을 실시하였다.
또한, X 선 CT 장치는 특별히 한정되지 않지만, 본 실험에서는 리가쿠사 제조, nano3DX 를 사용하였다. X 선원은 Mo, 해상도 2.16 ㎛/화소 (렌즈 1080·비닝 2) 로 하였다. 노광 시간 20 초/장, 촬영 장수는 1,000 장이다.
취득한 화상은, 화상 처리 소프트웨어「Avizo 2019.4」 (Thermo Fisher Scientific 사 제조) 를 사용하여 3 차원 화상 해석을 실시하였다.
Auto Thresholding 모듈을 사용하고, 이하의 설정으로 2 치화를 실시하고, 기포 부분과 수지 부분을 분리하였다.
Type : Auto Thresholding High
Interpretation : 3D
Mode : min-max
Criterion : factorisation
다음으로, Border Kill 모듈을 사용하여 화상 단부에 걸리는 기포 영역을 삭제하고, Labeling 모듈을 사용하여, 3 차원적으로 독립한 기포에 라벨링을 실시하였다.
마지막으로, 추출된 각 기포 영역이 두께 방향에서 차지하는 폭을 a, TD 방향에서 차지하는 폭을 b 로 하여, 애스펙트비 (a/b) 를 구하였다.
(3) 발포 배율의 산출
얻어진 발포체에 대하여, JIS K7222 (2005년) 에 준거하여, 겉보기 밀도를 측정하였다. 그리고, 발포 전의 수지 시트의 밀도를, 발포 후의 발포체의 밀도 (겉보기 밀도) 로 나눔으로써, 발포 배율을 산출하였다.
(4) 두께의 측정
얻어진 발포체에 대하여, 두께를 측정하였다.
(5) 압축 탄성률의 측정
얻어진 발포체에 대하여, JIS K7181 (2011년) 에 기초하고, 300 ㎜ × 300 ㎜ 로 자른 시험체를 사용하여, 시험 속도 10 ㎜/분으로 직경 50 ㎜ 의 압자에 의해 압축했을 때의 탄성률을 측정하였다.
(실시예 2)
필러를 표 1 에 나타내는 양으로 더욱 추가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수지 시트를 얻었다. 그 후, 부직포로서 에쿨레 3151A (토요보 주식회사 제조, 종류 : 폴리에스테르 (PEs), 겉보기 중량 : 15 g/㎡) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 시트상의 발포체를 제작하고, 물성 평가 등을 실시하였다.
(실시예 3)
필러 및 태키파이어를 각각 표 1 에 나타내는 양으로 더욱 추가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수지 시트를 얻었다. 그 후에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 시트상의 발포체를 제작하고, 물성 평가 등을 실시하였다.
(실시예 4)
필러 및 열가소성 엘라스토머를 각각 표 1 에 나타내는 양으로 더욱 추가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수지 시트를 얻었다. 그 후에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 시트상의 발포체를 제작하고, 물성 평가 등을 실시하였다.
(실시예 5)
필러 및 액정 폴리머를 각각 표 1 에 나타내는 양으로 더욱 추가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수지 시트를 얻었다. 그 후에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 시트상의 발포체를 제작하고, 물성 평가 등을 실시하였다.
(실시예 6)
PVB1 대신에 PVB2 를 사용하고, 태키파이어, 열가소성 엘라스토머 및 필러를 각각 표 1 에 나타내는 양으로 더욱 추가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수지 시트를 얻었다. 그 후, 부직포로서 에쿨레 3301A (토요보 주식회사 제조, 종류 : PEs, 겉보기 중량 : 30 g/㎡) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 시트상의 발포체를 제작하고, 물성 평가 등을 실시하였다.
(실시예 7)
PVB1 대신에 PVB2 를 사용하고, 가소제의 배합량을 표 1 에 나타내는 양으로 하고, 필러를 표 1 에 나타내는 양으로 더욱 추가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수지 시트를 얻었다. 그 후, 부직포로서 에쿨레 3351A (토요보 주식회사 제조, 종류 : PEs, 겉보기 중량 : 15 g/㎡) 를, 밴드 머신·슬라이서 (주식회사 닛피 제조) 를 사용하여 두께를 6 ㎜ 로 컷한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 시트상의 발포체를 제작하고, 물성 평가 등을 실시하였다.
(비교예 1)
부직포로서 미라이프 T05 (에네오스 테크노 마테리알 주식회사 제조, 종류 : PEs, 겉보기 중량 : 5 g/㎡) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 시트상의 발포체를 제작하고, 물성 평가 등을 실시하였다.
(비교예 2)
실시예 1 에서 얻은 수지 시트를, 오븐 중, 210 ℃ 의 발포 온도에서 5 분간, 열분해형 발포제를 분해시킴으로써, 시트상의 발포체를 제작하고, 실시예 1 과 마찬가지로 물성 평가 등을 실시하였다.
(비교예 3)
비교예로서 시판되는 폴리에틸렌 발포체 (세키스이 화학 공업사 제조, 소프트론 S, 발포 배율 10 배) 를 준비하였다. 이 폴리에틸렌 발포체에 대하여, 실시예 1 과 마찬가지로 물성 평가 등을 실시하였다.
(평가)
실시예 및 비교예에서 얻은 발포체에 대하여, 이하의 방법에 의해 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
(1) 보행감의 평가
플로어재 지재 상에, 발포체, 플로어 마무리재의 순서로 적층하고, 그 플로어 마무리재의 위를 보행하였다. 이 보행시의 감각을, 관능 평가에 의해 이하의 기준에 따라 점수화하였다. 이 점수가 2, 3 또는 4 인 경우를 A 라고 평가하고, 1 또는 5 인 경우를 B 라고 평가하였다.
5 : 딱딱하다
4 : 약간 딱딱하다
3 : 보통
2 : 약간 부드럽다
1 : 부드럽다
(2) 제진성
JIS K7391 (2008년) 에 따라 기계 임피던스 측정 (MIM) 에 의해, 20 ℃ 에 있어서의 손실 계수 및 반공진 진동수를 측정하였다.
구체적으로는, 폭 12 ㎜, 길이 240 ㎜, 두께 1.2 ㎜ 의 강판과 동사이즈의 알루미늄판 (0.3 ㎜) 사이에, 발포체를 양면 테이프 (세키스이 화학 공업사 제조, #5782) 로 고정한 적층 샘플을 사용한 중앙 가진법에 의해, 손실 계수 및 반공진 진동수를 측정하였다. 그리고, 이하의 기준에 따라 평가하였다. 또한, 2 차 반공진점 및 손실 계수를 표에 나타낸다.
A : 800 Hz 이하의 반공진점에 있어서, 손실 계수가 0.1 이상
B : 800 Hz 이하의 반공진점에 있어서, 손실 계수가 0.1 미만
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 경량이면서도, 양호한 보행감과 함께 우수한 제진성을 발휘할 수 있고, 합판 유리용 중간막의 리사이클에도 유용한 발포체, 적층 발포체, 적층체, 및 주택용 건재를 제공할 수 있다.
Claims (10)
- 다수의 기포를 갖는 발포체로서,
폴리비닐아세탈 및 가소제를 함유하고, 이하의 방법으로 산출되는 기포의 평균 애스펙트비 (a/b) 가 1.1 이상인 것을 특징으로 하는 발포체.
<평균 애스펙트비 (a/b) 의 산출 방법>
발포체를 PET 필름 (두께 100 ㎛) 에 첩부하고, TD 폭 4 ㎜, MD 길이 17 ㎜ 의 사이즈로 잘라, 두께 방향에 있어서의 중앙 부분 3 ㎜, TD 폭 3 ㎜, MD 폭 15 ㎜ 의 부분에 대하여, X 선 CT 장치에 의해 촬영을 실시한다. 취득한 화상에 대하여, 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 3 차원 해석을 실시한 후, 2 치화를 실시하고, 기포 부분과 수지 부분을 분리한다. 다음으로, 화상 단부에 걸리는 기포 영역을 삭제하고, 3 차원적으로 독립한 기포에 라벨링을 실시한다. 마지막으로, 추출된 각 기포 영역이 두께 방향에서 차지하는 폭을 a, TD 방향에서 차지하는 폭을 b 로 하여, 애스펙트비 (a/b) 를 산출한다. - 제 1 항에 있어서,
압축 탄성률이 2 ㎫ 이하인 것을 특징으로 하는 발포체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
태키파이어를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 발포체. - 제 3 항에 있어서,
상기 태키파이어는, 연화점 100 ℃ 이상의 수소화 석유 수지인 것을 특징으로 하는 발포체. - 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
필러를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 발포체. - 제 5 항에 있어서,
상기 필러는, 황산바륨인 것을 특징으로 하는 발포체. - 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
열가소성 엘라스토머 및/또는 액정 폴리머를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 발포체. - 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 발포체의 적어도 일방의 주면에, 부직포가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 발포체.
- 폴리비닐아세탈, 가소제 및 발포제를 함유하는 수지 시트의 적어도 일방의 주면에, 부직포가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 발포체, 제 8 항에 기재된 적층 발포체, 또는 제 9 항에 기재된 적층체를 사용한 것을 특징으로 하는 주택용 건재.
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