TWI753185B - 樹脂發泡體 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於：提供一種衝擊吸收性及制振性優異且不易產生板偏移之樹脂發泡體。
本發明係一種樹脂發泡體，其具有大量氣泡，且含有聚乙烯縮醛與塑化劑，於測定頻率1Hz之動態黏彈性測定時之損耗正切tanδ在0~50℃之範圍內具有0.5以上之峰值，且23℃壓縮永久應變為85%以下。

Description

樹脂發泡體
本發明係關於一種衝擊吸收性及制振性優異且不易產生板偏移之樹脂發泡體。
樹脂發泡體由於輕量、柔軟且衝擊吸收性及制振性等亦優異，故被用於汽車或飛機、船舶等車輛用構件、建築構件、電子零件、地毯之襯裏等生活構件、家庭用、事務用電氣製品等所有用途(專利文獻1等)。
其中，已知有損耗正切tanδ較大之樹脂發泡體之衝擊吸收性及制振性優異。
然而，損耗正切tanδ較大之樹脂發泡體由於樹脂容易流動，故而存在如下問題：例如將樹脂發泡體與其他構件積層而成之積層體豎立時，有在25℃左右之常溫下樹脂發泡體亦會流動，導致構件位置發生偏移，產生所謂板偏移之情況。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2015-52726號公報
本發明係鑒於上述現狀，目的在於提供一種衝擊吸收性及制振性優異且不易產生板偏移之樹脂發泡體。
本發明之係一種樹脂發泡體，其具有大量氣泡，且含有聚乙烯縮醛與塑化劑，於測定頻率1Hz之動態黏彈性測定時之損耗正切tanδ在0~50℃之範圍內具有0.5以上之峰值，且23℃壓縮永久應變為85%以下。
以下詳述本發明。
本發明者等人發現，含有聚乙烯縮醛與塑化劑之樹脂發泡體可於損耗正切tanδ在0~50℃之範圍內具有0.5以上之峰值並且將23℃壓縮永久應變設為85%以下，可兼顧優異之衝擊吸收性、制振性及不易產生板偏移之低流動性，從而完成了本發明。
本發明之樹脂發泡體含有聚乙烯縮醛與塑化劑。
上述聚乙烯縮醛只要為將聚乙烯醇利用醛進行縮醛化而獲得之聚乙烯縮醛，則並無特別限定，適宜為聚乙烯丁醛。另外，亦可視需要併用2種以上之聚乙烯縮醛。
上述聚乙烯縮醛之縮醛化度之較佳之下限為40莫耳%，較佳之上限為85莫耳%，更佳之下限為60莫耳%，更佳之上限為75莫耳%。
上述聚乙烯縮醛之羥基量之較佳之下限為15莫耳%，較佳之上限為40莫耳%。若羥基量在該範圍內，則與塑化劑之相容性提高。
再者，上述縮醛化度及羥基量例如可依據JIS K6728「聚乙烯丁醛試驗方法」進行測定。
上述聚乙烯縮醛可藉由將聚乙烯醇利用醛進行縮醛化而製備。
上述聚乙烯醇通常係藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而獲得，一般而言使用皂化度70~99.8莫耳%之聚乙烯醇。上述聚乙烯醇之皂化度較佳為80~99.8莫耳%。
上述聚乙烯醇之聚合度之較佳之下限為500，較佳之上限為4000。若上述聚乙烯醇之聚合度為500以上，則所獲得之樹脂發泡體之操作性優異。若上述聚乙烯醇之聚合度為4000以下，則樹脂發泡體容易成形。上述聚乙烯醇之聚合度之更佳之下限為1000，更佳之上限為3600。
上述醛並無特別限定，一般而言，適宜為使用碳數為1~10之醛。上述碳數為1~10之醛並無特別限定，例如可列舉：正丁醛、異丁醛、正戊醛、2-乙基丁醛、正己醛、正辛醛、正壬醛、正癸醛、甲醛、乙醛、苯甲醛等。該等醛可單獨使用，亦可併用2種以上。其中，就容易將所獲得之樹脂發泡體之損耗係數設計為較高之觀點而言，較佳為碳數為2~10之醛，更佳為正丁醛、正己醛、正戊醛，尤佳為正丁醛。
上述塑化劑並無特別限定，例如可列舉：一元有機酸酯、多元有機酸酯等有機酯塑化劑、有機磷酸塑化劑、有機亞磷酸塑化劑等磷酸塑化劑等。上述塑化劑較佳為液狀塑化劑。
上述一元有機酸酯並無特別限定，例如可列舉藉由二醇與一元有機酸之反應而獲得之二醇酯等。
作為上述二醇，例如可列舉：三乙二醇、四乙二醇、三丙二醇等。作為上述一元有機酸，例如可列舉：丁酸、異丁酸、己酸、2-乙基丁酸、庚酸、正辛酸、2-乙基己酸、壬酸(正壬酸)、癸酸等。其中，適宜為三乙二醇二己酸酯、三乙二醇二(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二正辛酸酯、三乙二醇二(2-乙基己酸酯)等。
上述多元有機酸酯並無特別限定，例如可列舉：己二酸、癸二酸、壬二酸等多元有機酸與碳數4~8之直鏈或具有分支結構之醇之酯化合物。其中，適宜為癸二酸二丁酯、壬二酸二辛酯、二丁基卡必醇己二酸酯等。
上述有機酯塑化劑並無特別限定，可列舉：三乙二醇二(2-乙基 丁酸酯)、三乙二醇二(2-乙基己酸酯)、三乙二醇二辛酸酯、三乙二醇二正辛酸酯、三乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二(2-乙基己酸酯)、癸二酸二丁酯、壬二酸二辛酯、二丁基卡必醇己二酸酯、乙二醇二(2-乙基丁酸酯)、1,3-丙二醇二(2-乙基丁酸酯)、1,4-丁二醇二(2-乙基丁酸酯)、二乙二醇二(2-乙基丁酸酯)、二乙二醇二(2-乙基己酸酯)、二丙二醇二(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二(2-乙基戊酸酯)、四乙二醇二(2-乙基丁酸酯)、二乙二醇二辛酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己酯環己酯、己二酸二異壬酯、己二酸庚酯壬酯、癸二酸二丁酯、油改質癸二酸醇酸酯、磷酸酯與己二酸酯之混合物、己二酸酯、由碳數4~9之烷醇及碳數4~9之環狀醇製作之混合型己二酸酯、己二酸己酯等碳數6~8之己二酸酯等。
上述有機磷酸塑化劑並無特別限定，例如可列舉：磷酸三丁氧基乙酯、磷酸異癸酯苯酯、磷酸三異丙酯等。
進而，作為上述塑化劑，為了不易引起水解，較佳為含有三乙二醇二(2-乙基己酸酯)(3GO)、三乙二醇二(2-乙基丁酸酯)(3GH)、四乙二醇二(2-乙基己酸酯)(4GO)、己二酸二己酯(DHA)。更佳為含有四乙二醇二(2-乙基己酸酯)(4GO)、三乙二醇二(2-乙基己酸酯)(3GO)。進而較佳為含有三乙二醇二(2-乙基己酸酯)(3GO)。
本發明之樹脂發泡體中之上述塑化劑之含量並無特別限定，相對於上述聚乙烯縮醛100重量份之較佳之下限為5重量份，較佳之上限為60重量份。若上述塑化劑之含量為該範圍內，則可發揮較高之衝擊吸收性及制振性，塑化劑亦不會自樹脂發泡體滲出。上述塑化劑之含量之更佳之下限為20重量份，更佳之上限為55重量份。
本發明之樹脂發泡體除上述聚乙烯縮醛與塑化劑以外，例如亦可含有接著力調整劑、熱線吸收劑、紫外線遮蔽劑、抗氧化劑、光穩定劑、抗 靜電劑等添加劑。另外，為了調整所獲得之樹脂發泡體之外觀，亦可含有碳黑等顏料或染料等。
本發明之樹脂發泡體較佳為藉由交聯劑進行交聯。藉由進行交聯，可使23℃壓縮永久應變進一步降低，使常溫下之流動性進一步降低。
作為上述交聯劑，只要為可與上述聚乙烯縮醛之側鏈所含有之羥基、乙醯基、縮醛基等反應而將聚乙烯縮醛間交聯之化合物，則並無特別限定。具體而言，例如可列舉：環氧化合物、異氰酸酯化合物、硼酸化合物等。另外，例如亦可使用三羥甲丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等多官能(甲基)丙烯酸酯化合物作為交聯劑。
再者，於使用多官能(甲基)丙烯酸酯化合物作為上述交聯劑之情形時，較佳為併用光聚合起始劑。藉由併用光聚合起始劑，可使樹脂發泡體均勻且確實地交聯。
作為上述光聚合起始劑，例如可使用二苯基酮等先前公知之化合物。
本發明之樹脂發泡體於測定頻率1Hz之動態黏彈性測定時之損耗正切tanδ在0~50℃之範圍內具有0.5以上之峰值，且23℃壓縮永久應變為85%以下。
上述損耗正切tanδ係儲存剪切彈性模數(G')與損耗剪切彈性模數(G")之比(G"/G')，表示於材料發生變形時材料會吸收何種程度之能量(轉化成多少熱)。藉由在上述損耗正切tanδ在0~50℃之範圍內具有0.5以上之峰值，本發明之樹脂發泡體可發揮優異之衝擊吸收性、制振性。上述損耗正切tanδ較佳為在0~50℃之範圍內具有0.7以上之峰值。
本發明之樹脂發泡體較佳為於測定頻率1Hz之動態黏彈性測定時之損耗正切tanδ為0.4以上之溫度範圍係25℃以上。藉此，可發揮更優異之衝擊吸收性、制振性。
於本說明書中，23℃壓縮永久應變意指試驗片之「殘留應變」，其係由利用壓縮板以規定之比例將試驗片壓縮並於23℃之環境下保持規定時間而產生。藉由使上述23℃壓縮永久應變為85%以下，本發明之樹脂發泡體於常溫下之流動性得到抑制，例如將樹脂發泡體與其他構件積層而成之積層體豎立時亦可防止產生板偏移。上述23℃壓縮永久應變較佳為50%以下。上述23℃壓縮永久應變之下限並無特別限定，實質之下限為5%左右。
再者，23℃壓縮永久應變可藉由依據JIS K 6262之方法進行測定。
上述損耗正切tanδ及23℃壓縮永久應變可藉由調整樹脂發泡體之發泡狀態而達成。具體而言，例如較佳為將樹脂發泡體之連續氣泡率設為20%以上。藉由將連續氣泡率設為20%以上，可將所獲得之樹脂發泡體之損耗正切tanδ及23℃壓縮永久應變調整在所期望之範圍內，可兼顧優異之衝擊吸收性、制振性及常溫下之低流動性。上述連續氣泡率更佳為25%以上，進而較佳為30%以上，尤佳為50%以上。上述連續氣泡率之上限並無特別限定，實質之上限為98%左右。
再者，於本說明書中，連續氣泡意指形成樹脂發泡體之氣泡相連接。
另外，上述連續氣泡率係以連結至樹脂發泡體外部之氣泡相對於藉由尺寸測定獲得之樹脂發泡體之表觀體積的體積比例所定義，可藉由JIS K 7138記載之比重瓶法等進行測定。
本發明之樹脂發泡體之平均氣泡直徑之較佳之下限為100μm，較佳之上限為1000μm。藉由使上述平均氣泡直徑處於該範圍內，可發揮更優異之衝擊吸收性、制振性及低流動性。上述平均氣泡直徑之更佳之下限為120μm，更佳之上限為500μm，進而較佳之下限為200μm。
再者，上述平均氣泡直徑可藉由自氣泡之剖面觀察照片觀察氣泡壁部與空隙部，並測定空隙部之尺寸之方法而測定。
本發明之樹脂發泡體較佳為氣泡之平均縱橫比為2以下。藉由使上述氣泡之平均縱橫比為2以下，可發揮更優異之衝擊吸收性、制振性及低流動性。上述氣泡之平均縱橫比更佳為1.5以下。
再者，上述氣泡之平均縱橫比可藉由自氣泡之剖面觀察照片測定空隙部之長徑與短徑並算出其比之方法而測定。
本發明之樹脂發泡體較佳為表觀密度為300kg/m3以下。藉由使上述表觀密度為300kg/m3以下，可發揮更優異之衝擊吸收性、制振性及低流動性。上述表觀密度更佳為200kg/m3以下。上述表觀密度之下限並無特別限定，實質之下限為50kg/m3左右。
製造本發明之樹脂發泡體之方法並無特別限定，例如適宜為如下方法：於上述聚乙烯縮醛、塑化劑及視需要添加之添加劑中摻和熱分解型發泡劑而製備樹脂組成物，將該樹脂組成物加熱至發泡溫度，使熱分解型發泡劑分解。於使本發明之樹脂發泡體交聯之情形時，向上述樹脂組成物中摻和上述交聯劑。
此處，為了將連續氣泡率設為20%以上、將損耗正切tanδ及23℃壓縮永久應變調整為所期望之範圍內而兼顧優異之衝擊吸收性、制振性及常溫下之低流動性，極其重要的是製造時之熱分解型發泡劑之種類與摻和量、及發泡溫度之設定。其中，發泡溫度之設定對於達成較高之連續氣泡率而言為必需。
上述發泡溫度較佳為180℃以上。若為180℃以上之溫度，則發泡時上述樹脂組成物充分軟化，氣泡彼此容易連通，因此，認為容易產生連續氣泡。由聚乙烯縮醛以外之樹脂構成之樹脂組成物即便提高發泡溫度，亦未確認到此種連續氣泡率之上升，故而推測為含有聚乙烯縮醛與塑化劑之樹脂組成物所獨有之現象。
作為上述熱分解型發泡劑，只要分解溫度為120~240℃左右者則並無特別限定，可使用先前公知者。再者，就可進一步提高上述連續氣泡率之方面而言，較佳為於將發泡溫度設為180℃以上時以相對於上述熱分解型發泡劑之分解溫度而發泡溫度變高之方式選擇熱分解型發泡劑。更具體而言，較佳為相對於上述熱分解型發泡劑之分解溫度，發泡溫度高20℃以上，更佳為高50℃以上，進而較佳為高80℃以上。
再者，就能夠進一步提高上述連續氣泡率之方面而言，較佳為使用相對於作為發泡前之原料的樹脂組成物之成形溫度，分解溫度高20℃以上之熱分解型發泡劑，更佳為使用高50℃以上之熱分解型發泡劑。
作為上述熱分解型發泡劑，具體而言，例如可列舉：偶氮二甲醯胺、N,N'-二亞硝基五亞甲基四胺、4,4'-氧基雙(苯磺醯肼)、脲、碳酸氫鈉、及該等之混合物等。
上述熱分解型發泡劑中，作為市售者，例如可列舉Cellmic系列(三協化成公司製造)或Vinyfor系列、Cellular系列、Neocellborn系列(以上為永和化成工業公司製造)等。
上述樹脂組成物中之上述熱分解型發泡劑之摻和量並無特別限定，相對於上述聚乙烯縮醛100重量份之較佳之下限為2重量份，較佳之上限為20重量份。若上述熱分解型發泡劑之摻和量為該範圍內，則可製造連續氣泡率為10%以上之發泡體。上述熱分解型發泡劑之摻和量更佳之下限為5重量份，更佳之上限為15重量份。
本發明之樹脂發泡體藉由具有上述構成，可兼顧優異之衝擊吸收性、制振性及常溫下之低流動性。因此，本發明之樹脂發泡體例如可使用於汽車或飛機、船舶等車輛用構件、建築構件、電子零件、地毯之襯裏等生活構件、家庭用、事務用電氣製品等所有用途。
根據本發明，可提供一種衝擊吸收性及制振性優異且不易產生板偏移之樹脂發泡體。
以下列舉實施例更詳細地說明本發明之態樣，但本發明並不僅限定於該等實施例。
(實施例1)
(1)樹脂發泡體之製造
相對於聚乙烯丁醛(PVB)100重量份，添加3GO 40重量份、Cellmic AN(三協化成公司製造，分解溫度125℃)7重量份、TMPTA(共榮化學工業公司製造)2重量份、及二苯基酮0.4重量份，獲得樹脂組成物。將所獲得之樹脂組成物以110℃利用混合輥充分地混練後，藉由擠出機擠出，獲得厚度1mm之片狀體。再者，PVB之羥基含有率為34.5莫耳%，乙醯化度為0.8莫耳%，丁醛化度為64.7莫耳%，平均聚合度為1700。
使用高壓水銀燈(Toshiba Lighting & Technology公司製造，TOSCURE 401)，於所獲得之片狀體之兩面分別照射1500mJ/cm2(365nm)之紫外線，藉此使二苯基酮活性化而進行交聯。進而，於烘箱中在220℃之發泡溫度下使熱分解型發泡劑分解，藉此獲得樹脂發泡體。
(2)連續氣泡率及表觀密度之測定
針對於所獲得之樹脂發泡體，依據JIS K 7138利用比重瓶法測定連續氣泡 率。另外，藉由根據測定重量與由尺寸測定所獲得之表觀體積進行計算之方法，測定表觀密度。
(3)損耗正切tanδ之測定
將以成為厚度4mm之方式製作之發泡體試樣裁切成直徑2.5cm，利用動態黏彈性測定裝置(ARES-G2；TA Instruments公司製造)進行溫度分散測定，求出損耗正切tanδ。測定條件設為測定應變1%、測定頻率1Hz、測定溫度-10℃~70℃。
(4)23℃壓縮永久應變之測定
藉由依據JIS K 6262之方法測定23℃壓縮永久應變。具體而言，將切成直徑29mm之圓形試樣積層直至積層厚度成為約12.5mm而獲得積層試樣，將所獲得之積層試樣夾持於2塊平行之平面板之間，將試樣壓縮25%初始厚度之量，於標準狀態(23℃、50%RH)之場所放置22小時。其後，將試樣自平面板卸除，於標準狀態之場所放置30分鐘，其後再次測定厚度。壓縮永久應變係由下式求得。
壓縮永久應變=(初始厚度-試驗後厚度)/(初始厚度-壓縮時厚度)×100
(實施例2~9)
將熱分解型發泡劑、交聯劑及光聚合起始劑之摻和量設為表1所示，除此以外，以與實施例1相同之方式製造樹脂發泡劑，測定損耗正切tanδ及23℃壓縮永久應變等。
(比較例1)
作為比較例，準備市售之聚乙烯發泡體(積水化學工業公司製造，Softron S，發泡倍率30倍)。對於該聚乙烯發泡體，以與實施例1相同之方式測定損耗正切tanδ及23℃壓縮永久應變等。
(比較例2)
作為比較例，準備市售之乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)發泡體(三福工業公司製造，Mitsufuku Foam V15，發泡倍率12倍)。對於該EVA發泡體，以與實施例1相同之方式測定損耗正切tanδ及23℃壓縮永久應變等。
(評價)
對於實施例及比較例中獲得之樹脂發泡體，藉由以下之方法進行評價。
將結果示於表1。
(1)衝擊吸收性之評價(鎚擊試驗)
將所獲得之樹脂發泡體製成厚度4mm之片狀，並將其設為試樣。將該試樣夾於2塊厚度2mm之聚碳酸酯(PC)板間而獲得積層體，將該積層體進行壓縮直至樹脂發泡體之厚度成為3.6mm(減少10%)。於該狀態下在25℃下靜置1個月。
取出靜置後之積層體，用鎚叩擊積層體之一面，測定表面(鎚擊面)與背面處之衝擊(最大加速度)大小。算出將鎚擊面處之衝擊大小設為100%時之背面處之衝擊大小(%)。
(2)流動性之評價(板偏移試驗)
將利用與上述同樣之方法以10%壓縮下由PC板夾持並靜置1個月者縱向放置，以衝擊值(最大加速度)成為1000m/s2之方式自其單側用鎚叩擊，觀察是否因樹脂發泡體流動而產生板偏移。關於流動性，藉由以下之基準進行評價。
○：未見板偏移
×：產生板偏移
Figure 107123512-A0202-12-0012-1
[產業上之可利用性]
根據本發明，可提供一種衝擊吸收性及制振性優異且不易產生板偏移之樹脂發泡體。

Claims (5)

  1. 一種樹脂發泡體，其具有大量氣泡，其特徵在於：含有聚乙烯縮醛與塑化劑，於測定頻率1Hz之動態黏彈性測定時之損耗正切tanδ在0~50℃之範圍內具有0.5以上之峰值，且23℃壓縮永久應變為85%以下。
  2. 如請求項1所述之樹脂發泡體，其於測定頻率1Hz之動態黏彈性測定時之損耗正切tanδ在0~50℃之範圍內具有0.7以上之峰值。
  3. 如請求項1或2所述之樹脂發泡體，其於測定頻率1Hz之動態黏彈性測定時之損耗正切tanδ為0.4以上之溫度範圍係25℃以上。
  4. 如請求項1或2所述之樹脂發泡體，其23℃壓縮永久應變為50%以下。
  5. 如請求項1或2所述之樹脂發泡體，其藉由交聯劑進行交聯。
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