(57)【要約】【課題】所望の強度を付与するための加工性が良好な発泡体及びこの発泡体の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る発泡体は、ポリオレフィン系発泡シートに複数の針穴が形成されるとともに、厚み方向に圧縮された高密度部と該高密度部よりも密度の低い低密度部とが形成された発泡体であって、該低密度部の厚みが１ｍｍ〜２０ｍｍである。【選択図】図１
2014009260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系発泡シートに複数の針穴が形成されるとともに、厚み方向に圧縮された高密度部と該高密度部よりも密度の低い低密度部とが形成された発泡体であって、
該低密度部の厚みが１ｍｍ〜２０ｍｍである発泡体。
【請求項２】
前記高密度部のＪＩＳ  Ｋ  ７２２２に準拠して測定された密度が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ3であり、前記低密度部の密度が０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ3である請求項１に記載の発泡体。
【請求項３】
前記高密度部は、前記発泡体の外縁に形成されている請求項１又は２に記載の発泡体。
【請求項４】
前記ポリオレフィン系発泡シートに形成された気泡の圧縮前の径が、１００〜２０００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の発泡体。
【請求項５】
前記発泡体が複数のポリオレフィン系発泡シートから形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の発泡体。
【請求項６】
複数のポリオレフィン系発泡シートの間に金属層が配置されている請求項５に記載の発泡体。
【請求項７】
前記複数のポリオレフィン系発泡シートの密度が異なる請求項５又は６に記載の発泡体。
【請求項８】
前記針穴加工により形成された針穴が前記発泡体を厚み方向に貫通している請求項１〜７のいずれかに記載の発泡体。
【請求項９】
前記針穴加工により形成された針穴の厚み方向の深さが前記低密度部の厚みの５０〜９０％である請求項１〜７のいずれかに記載の発泡体。
【請求項１０】
前記針穴加工により形成された針穴の径が２００〜１０００μｍである請求項１〜９のいずれかに記載の発泡体。
【請求項１１】
前記針穴加工により形成された針穴の面密度が１０〜１００個／ｃｍ2である請求項１〜１０のいずれかに記載の発泡体。
【請求項１２】
前記発泡体の圧縮前の積水法に準拠して測定されたゲル分率が０〜７０質量％である請求項１〜１１のいずれかに記載の発泡体。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の発泡体の製造方法であって、
ポリオレフィン系発泡シートを形成する工程と、
複数の針を有する針穴形成機構により該ポリオレフィン系発泡シートに針穴を形成する工程と、
該針穴を形成した後、該ポリオレフィン系発泡シートの一部を厚み方向に圧縮するとともに加熱することにより、圧縮された部分と圧縮されていない部分とを形成する圧縮工程と、
を有する発泡体の製造方法。
【請求項１４】
前記圧縮工程において、前記高密度部は、前記発泡体の外縁に形成される請求項１３に記載の発泡体の製造方法。
【請求項１５】
前記針穴を形成する工程では、前記発泡体を厚み方向に貫通した貫通孔が形成される請求項１３又は１４に記載の発泡体の製造方法。
【請求項１６】
前記針穴を形成する工程では、前記針穴の厚み方向の深さが前記低密度部の厚みの５０〜９０％になるように、前記針穴が形成される請求項１３〜１５のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
【請求項１７】
前記針穴を形成する工程で使用される前記針穴形成機構の針の直径が２００〜１０００μｍである請求項１３〜１６のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
【請求項１８】
前記針穴を形成する工程で使用される前記針穴形成機構に形成された針の面密度が１０〜１００個／ｃｍ2である請求項１３〜１７のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
【請求項１９】
複数のポリオレフィン系発泡シートを積層して針穴形成用の積層体を形成する工程を有する請求項１３〜１８のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
【請求項２０】
前記積層体を形成する工程では、複数のポリオレフィン系発泡シートの間に金属層が配置される請求項１９に記載の発泡体の製造方法。
【請求項２１】
前記金属層は前記内側発泡体の厚み方向の少なくとも一方側の表面に蒸着により形成される請求項２０に記載の発泡体の製造方法。
【請求項２２】
請求項１〜１２のいずれかに記載の発泡体を含む保護部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オレフィン系樹脂を発泡させて形成されたポリオレフィン系発泡シートに複数の針穴が形成されるとともに、高密度部と低密度部とが形成された発泡体、及びこの発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オレフィン系樹脂及びエラストマーを主成分とする樹脂組成物に、発泡処理を施すことによって得られる発泡体として、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等からなる熱可塑性樹脂発泡体や、合成ゴム又は天然ゴムからなるゴム発泡体等が挙げられる。これらの発泡体は、例えば、建築、土木、電気、エレクトロニクス、車輌等の各種分野において、気体又は液体から保護することが必要な部品を保護する筐体の接合部を密封するシール材、振動や衝撃を緩衝する緩衝材、断熱材等に使用されている。
発泡体をシール材又は緩衝材として使用する場合には、発泡体の圧縮柔軟性、すなわち発泡体が圧縮状態から回復しようとする反発応力が被密封体の材質や使用条件に見合って適切に設定されていること、及び該発泡体が使用される被密封体の使用可能期間に亘って上記設定された反発応力が維持できることなどが求められる。
これに対して、発泡後に収縮や変形などにより発泡体の体積減少が起こりにくく、被密封体の使用可能期間に亘って所定の反発応力が維持できる発泡体が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来の発泡体は、例えば、電子機器、電子部品、電池などの保護対象とこれを保護する保護筐体との間に配置されるものであり、発泡体そのものを、保護対象を保護する主構造体として用いることは難しかった。
熱可塑性樹脂発泡体の成型方法として、例えば、加熱加圧成型によって所望の厚みにする方法が知られている。熱可塑性樹脂発泡体を加熱しながら厚み方向に圧縮すると、圧縮された部分の樹脂が凝集することによって剛性が高められる。そこで、加熱加圧成型により、主構造体としての使用に耐え得る強度の発泡体を形成できることが考えられる。
【０００４】
ところが、発泡体に形成された気泡径、発泡体の発泡倍率、発泡体の厚みなどによっては、加熱加圧成型において気泡から気体が抜けにくい。このため、加熱条件及び加圧条件を調整するだけで設計した強度を得ることは難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４８４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、所望の強度を付与するための加工性が良好な発泡体及びこの発泡体の製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、ポリオレフィン系発泡シートからなる発泡体に所望の強度を付与するための加工の前に、ポリオレフィン系発泡シートに複数の針穴を形成することにより、所望の強度を付与するための加工性を良好にできることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は、以下の内容を含む。
［１］ポリオレフィン系発泡シートに複数の針穴が形成されるとともに、厚み方向に圧縮された高密度部と該高密度部よりも密度の低い低密度部とが形成された発泡体であって、
該低密度部の厚みが１ｍｍ〜２０ｍｍである発泡体、
［２］前記［１］の発泡体の製造方法であって、ポリオレフィン系発泡シートを形成する工程と、複数の針を有する針穴形成機構により該ポリオレフィン系発泡シートに針穴を形成する工程と、該針穴を形成した後、該ポリオレフィン系発泡シートの一部を厚み方向に圧縮するとともに加熱することにより、圧縮された部分と圧縮されていない部分とを形成する圧縮工程と、を有する発泡体の製造方法、
［３］前記［１］の発泡体を含む保護部材。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所望の強度を付与するための加工性が良好な発泡体及びこの発泡体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係る発泡体の外観を説明する斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す発泡体のＡ−Ａ線における厚み方向の断面を説明する断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る発泡体の第２の構成を説明する断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る発泡体の第３の構成を説明する断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法において、ポリオレフィン系発泡シートに針穴を形成する工程で用いられる針穴形成機構を説明する概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法において、ポリオレフィン系発泡シートに針穴を形成する工程で用いられる針穴形成機構を説明する概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法において、ポリオレフィン系発泡シートの一部を圧縮する圧縮工程で用いられる圧縮機構を説明する概略図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法において、ポリオレフィン系発泡シートの一部を圧縮する圧縮工程で用いられる圧縮機構を説明する概略図であり、図８（ｂ）は、圧縮機構がポリオレフィン系発泡シートを圧縮している状態を説明する概略図である。
【図９】圧縮機構に搭載される金型を説明する外観図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法において、ポリオレフィン系発泡シートの一部を圧縮する圧縮工程で用いられる圧縮機構の別の例を説明する概略図であり、図１０（ｂ）は、圧縮機構がポリオレフィン系発泡シートを圧縮している状態を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。
［発泡体］
＜第１の構成＞
本発明の実施形態に係る発泡体は、ポリオレフィン系発泡シートに複数の針穴が形成されるとともに、厚み方向に圧縮された高密度部と、該高密度部よりも密度の低い低密度部とが形成された発泡体であって、該低密度部の厚みが１ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする。
図１は、本実施形態に係る発泡体１の外観を説明する斜視図であり、図２は、図１に示す発泡体１のＡ−Ａ線における厚み方向の断面を説明する断面図である。
発泡体１は、厚み方向（Ｄ方向）に圧縮された高密度部１１と、該高密度部１１よりも密度の低い低密度部１２とを有し、該低密度部１２の厚みｄ１が１ｍｍ〜２０ｍｍである。
ここで、低密度部１２における「低密度」は、高密度部１１の密度よりも低い密度あることを意味し、低密度部１２を形成する工程において全く圧縮しない場合と、圧縮されるが、高密度部１１を形成する場合よりも圧縮の度合いが低い場合の両方を含む。
低密度部１２の厚みが１ｍｍ未満であると、十分な緩衝性や断熱性が得られず、低密度部１２の厚みが２０ｍｍを超えると、高密度部との厚みの差が大きくなり、高密度部と低密度部との境界が破損し易くなるため、十分に圧縮することができない。すなわち、発泡体１の加工性が低下する。
【００１１】
高密度部１１の厚みｄ２は、０．３ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．６ｍｍ〜２．０ｍｍである。高密度部１１の厚みｄ２が上記範囲であることにより、構造体に用いられる、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの汎用樹脂と同程度の強度が得られる。
本実施形態に係る発泡体１は、図１及び図２に示す構造とすることができる。すなわち、高密度部１１が発泡体の外縁に形成されている。
図１に示す形状を有することにより、外縁に形成された高密度部１１において発泡体１同士を連結することができる。これにより、発泡体１だけを用いて保護筐体などの構造体を形成することができる。また、汎用樹脂などから形成された他の部材と高密度部１１とを連結することができ、構造体を形成することができる。
【００１２】
発泡体１の高密度部１１のＪＩＳ  Ｋ  ７２２２に準拠して測定された密度は、０．１〜１．０ｇ／ｃｍ3とすることが好ましく、０．２〜０．６ｇ／ｃｍ3とすることがより好ましい。また、低密度部１２の密度は、０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ3とすることが好ましく、０．０３〜０．０８ｇ／ｃｍ3とすることがより好ましい。
高密度部１１の密度が上記範囲であれば、構造体に用いられる、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの汎用樹脂と同程度の強度が得られる。低密度部１２の密度が上記範囲であれば、十分な緩衝性や断熱性が得られる。
【００１３】
図１及び図２には図示されていないが、発泡体に所望の緩衝性や断熱性を付与する観点から、ポリオレフィン系発泡シートに形成された気泡の圧縮前の径は、１００〜２０００μｍであることが好ましい。
【００１４】
針穴加工により、ポリオレフィン系発泡シートに形成された針穴の径は、２００〜１０００μｍであることが好ましく、３００〜９００μｍであることがより好ましい。ポリオレフィン系発泡シートを圧縮する前の気泡の径が上記範囲であれば、高密度部１１を形成するため加工時間を短縮できる。
【００１５】
針穴加工により、ポリオレフィン系発泡シートに形成された針穴の面密度は、１０〜１００個／ｃｍ2とすることが好ましく、２０〜６０個／ｃｍ2であることがより好ましい。針穴の面密度が上記範囲であれば、高密度部１１に所望とする強度が得られるとともに、高密度部１１を形成するための加工時間を短縮する効果が得られる。
また、針穴の面密度が上記範囲であれば、低密度部１２に吸音性を付与することができる。
【００１６】
発泡体１の高密度部１１に形成された針穴の面密度は、低密度部１２に形成された針穴の面密度よりも高くてもよい。この場合、高密度部１１に形成された針穴の面密度は、１０〜１００個／ｃｍ2とすることができ、低密度部１２に形成された針穴の面密度は、０  〜２０個／ｃｍ2とすることができる。針穴の面密度が高い部分は、加熱圧縮する処理の際に圧縮され易く、高密度部１１を形成するための加工時間を短縮できる。
【００１７】
発泡体１に針穴加工により形成された針穴は、発泡体１を厚み方向に貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。貫通孔とすることにより、低密度部１２に柔軟性や吸音性を付与できる。針穴が発泡体を貫通しない場合には、針穴加工により形成された針穴の厚み方向の深さが低密度部１２の厚みの５０〜９０％とするのが好ましく、７０〜９０％とするのがより好ましい。針穴の深さを上記値に設定することにより、発泡体１の低密度部１２に適度な緩衝性や断熱性を付与できる。また、発泡体１に吸音性を付与できる。
【００１８】
＜ポリオレフィン系発泡シート＞
ポリオレフィン系発泡シートは、ポリプロピレン系樹脂０〜１００質量％及びポリエチレン系樹脂１００〜０質量％からなるポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を発泡させて得られる。ポリオレフィン系発泡シートは、エチレン酢酸ビニル共重合体や熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物でもよく、架橋剤を用いて架橋されていてもよい。
【００１９】
ポリオレフィン系発泡シートを構成するポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂とを含む。
ポリプロピレン系樹脂としては、従来、発泡体に用いることのできる樹脂であれば、特に限定されない。例えば、ホモポリプロピレンが挙げられる。また、プロピレンを５０質量％以上含有するプロピレンと、このプロピレンと共重合可能なモノマーとの共重合体などが挙げられる。ホモプロピレン及び上記共重合体は、それぞれ単独で用いられても併用されてもよい。なお、プロピレンと、このプロピレンと共重合可能なモノマーとの共重合体としては、ブロック共重合体又はランダム共重合体の何れであってもよい。
また、プロピレンと共重合可能なモノマーとしては、例えば、エチレンや１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテンなどのα−オレフィンが挙げられ、これらのなかでもエチレンが好ましい。プロピレンと共重合可能なモノマーは、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００２０】
ポリオレフィン系発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどが挙げられ、直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。なお、ポリエチレン系樹脂は、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００２１】
ポリオレフィン系発泡シート中におけるポリプロピレン系樹脂の含有量は、４０〜１００質量％であることが好ましく、ポリオレフィン系樹脂中におけるポリエチレン系樹脂の含有量は、６０〜０質量％であることが好ましい。
ポリプロピレン系樹脂の含有量が４０〜１００質量％であり、ポリエチレン系樹脂の含有量が６０〜０質量％であれば、ポリオレフィン系発泡シートの所望とする力学的強度や断熱性、及び耐熱性が得られる。
【００２２】
発泡体の圧縮前、すなわちポリオレフィン系発泡シートの積水法に準拠して測定されたゲル分率は、０〜７０質量％とすることが好ましい。ゲル分率を、０〜７０質量％とすることにより、密度や気泡径の制御を可能にし、所望とする強度や耐熱性を付与できる。
【００２３】
ポリオレフィン系発泡シートのＪＩＳ  Ｋ  ７２２２に準拠して測定された発泡倍率は、５〜５０ｃｍ3／ｇが好ましい。発泡倍率が、５ｃｍ3／ｇ以上であると、適度な緩衝性と断熱性が得られ、５０ｃｍ3／ｇ以下であると、十分な強度が保てる。発泡倍率は、１５〜４０ｃｍ3／ｇがより好ましく、２０〜３５ｃｍ3／ｇが更に好ましい。
【００２４】
（その他の添加剤）
発泡体１を構成するポリオレフィン系発泡シートには、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて各種の添加剤が配合されていてもよい。添加剤の種類は特に限定されず、発泡体の成形に通常使用される各種添加剤を使用できる。
添加剤としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、酸化マグネシウムなどの気泡形成剤；２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのフェノール系、リン系、アミン系、ジラウリルチオプロピオネートなどのイオウ系などの酸化防止剤；メチルベンゾトリアゾールなどの金属害防止剤；ヘキサブロモビフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテルなどのハロゲン化難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、トリメチルフォスフェートなどのリン系難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃剤が挙げられる。また、添加剤としては、このほかに、滑剤、収縮防止剤、充填剤、結晶核剤、可塑剤、顔料、染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、収縮防止剤、補強剤、帯電防止剤、界面活性剤、加硫剤、表面処理剤などが挙げられる。
これらの添加剤の添加量は、気泡の形成等を損なわない範囲で適宜選択でき、通常の樹脂の発泡成形に用いられる添加量を採用できる。なお、添加剤は、単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２５】
＜第２の構成＞
図３は、本発明の実施形態に係る発泡体の第２の構成を説明する断面図である。
発泡体２０は、複数のポリオレフィン系発泡シートから形成されていてもよい。発泡体２０は、厚み方向（Ｄ方向）に圧縮された高密度部２１と、高密度部２１よりも密度の低い低密度部２２とを有し、該低密度部２２の厚みｄ１が１ｍｍ〜２０ｍｍである。
高密度部２１の厚みｄ２は、０．３ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．６ｍｍ〜２．０ｍｍである。高密度部１１の厚みｄ２が上記範囲であることにより、構造体に用いられるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの汎用樹脂と同程度の強度が得られる。
【００２６】
発泡体２０は、内側発泡体２３と、外側発泡体２４，２５とを有する。内側発泡体２３は、厚み方向（Ｄ方向）内側に配置されている。外側発泡体２４，２５は、内側発泡体２３のＤ方向外側に、内側発泡体２３を挟むように配置されている。
内側発泡体２３と外側発泡体２４、外側発泡体２５は、互いに密度の異なる発泡体であってもよいし、同一のものであってもよい。発泡体２０のように、複数の発泡体から形成することにより、緩衝性や断熱性を高めることができる。また、音を発生するものを保護する目的で使用する場合には、吸音効果を高めることができる。
【００２７】
＜第３の構成＞
図４は、本発明の実施形態に係る発泡体の第３の構成を説明する断面図である。
発泡体３０は、複数のポリオレフィン系発泡シートから形成されていてもよい。発泡体３０は、厚み方向（Ｄ方向）に圧縮された高密度部３１と、高密度部３１よりも密度の低い低密度部３２とを有し、該低密度部３２の厚みｄ１が１ｍｍ〜２０ｍｍである。高密度部３１の厚みｄ２は、０．３ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．６ｍｍ〜２．０ｍｍである。高密度部１１の厚みｄ２が上記範囲であることにより、構造体に用いられる、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの汎用樹脂と同程度の強度が得られる。
【００２８】
発泡体３０は、内側発泡体３３と、外側発泡体３４，３５とを有する。内側発泡体３３は、厚み方向（Ｄ方向）内側に配置されている。外側発泡体３４，３５は、内側発泡体３３のＤ方向外側に、内側発泡体３３を挟むように配置されている。
内側発泡体２３と外側発泡体３４、外側発泡体３５は、互いに密度の異なる発泡体であってもよいし、同一のものであってもよい。発泡体２０のように、複数の発泡体から形成することにより、緩衝性や断熱性を高めることができる。また、音を発生するものを保護する目的で使用する場合には、吸音効果を高めることができる。
【００２９】
発泡体３０の内側発泡体３３と外側発泡体３４との間には、金属層４１が配置されている。また、内側発泡体３３と外側発泡体３５との間に金属層４２が配置されている。
金属層４１，４２を形成する金属としては、アルミニウム、クロム、亜鉛などが挙げられる。なかでも、アルミニウムが好ましい。金属層４１，４２の厚みは、５ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。
金属層４１，４２は、互いに異なる金属から形成されていてもよい。また、金属層４１，４２の厚みは、それぞれが上記厚み範囲を満たせばよく、厚みは互いに異なっていてもよい。金属層４１，４２は、内側発泡体３３の表面に、蒸着によって形成された蒸着膜とすることが好ましい。
発泡体３０の内側発泡体３３と外側発泡体３４，３５との間に、金属層４１，４２が配置されることにより、断熱性が高められる。
図４においては、両面に配置されているように記載されているが、図４の態様に限定されない。少なくともいずれか一方であってもよい。
【００３０】
［発泡体の製造方法］
本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法は、ポリオレフィン系発泡シートを形成する工程と、複数の針を有する針穴形成機構により該ポリオレフィン系発泡シートに針穴を形成する針穴形成工程と、該針穴を形成した後、該ポリオレフィン系発泡シートの一部を厚み方向に圧縮するとともに加熱することにより、圧縮された部分と圧縮されていない部分とを形成する圧縮工程とを有する。
【００３１】
＜ポリオレフィン系発泡シートを形成する工程＞
ポリオレフィン系発泡シートの形成工程について説明する。ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂からなるポリオレフィン系樹脂、熱分解型発泡剤、必要に応じて架橋助剤及びその他の添加剤を添加してなる発泡性樹脂組成物を汎用の混練装置に供給して熱分解型発泡剤の分解温度未満の温度にて溶融、混練して所望形状の発泡性樹脂成形品に成形する。混練装置としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機などの押出機、バンバリーミキサー、ロールなどの汎用混練装置などが挙げられる。なかでも、押出機が好ましい。
【００３２】
熱分解型発泡剤としては、従来、発泡体の製造に用いられているものであれば、使用可能である。例えば、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）などが挙げられる。これらは、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００３３】
熱分解型発泡剤の添加量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対して１〜５０質量部が好ましく、４〜２５質量部がより好ましい。１〜５０質量部とすることにより、不発泡や破泡を減らし、適切な発泡倍率になるように発泡させることができる。
【００３４】
架橋助剤を使用する場合には、従来、発泡体の製造に用いられているものであれば、使用可能である。例えば、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、１，１０−デカンジオールジメタクリレート、トリメリット酸トリアリルエステル、トリアリルイソシアヌレート、エチルビニルベンゼン、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリアリルエステル、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、フタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリルなどが挙げられる。これらは、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００３５】
架橋助剤の添加量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜８質量部がより好ましく、０．３〜６質量部が特に好ましく、０．５〜５質量部が最も好ましい。０．１〜１０質量部とすることにより、所望とするゲル分率になるように制御することができる。
【００３６】
次に、発泡性樹脂組成物に電離性放射線を照射して、発泡性樹脂組成物を架橋する。この際、上述の架橋助剤を発泡性樹脂組成物に添加することによって、発泡性樹脂成形品に照射する電離性放射線量を低減して、電離性放射線の照射に伴うポリオレフィン系樹脂分子の切断、劣化を防止することができる。
【００３７】
電離性放射線としては、例えば、α線、β線、γ線、電子線などを挙げることができ、なかでも電子線が好ましい。発泡性樹脂組成物に対する電離性放射線の照射量は、０．１〜１０Ｍｒａｄが好ましく、０．２〜５Ｍｒａｄがより好ましく、０．５〜３Ｍｒａｄが特に好ましい。この範囲にすることにより、所望のゲル分率が得られるとともに、所望の気泡径を有する気泡を形成することができる。
架橋された発泡性樹脂組成物を、熱分解型発泡剤の分解温度以上に加熱する。これにより、熱分解性発泡剤が気化し、架橋された発泡性樹脂組成物中に気泡が形成される。これにより、ポリオレフィン系発泡シートが得られる。
【００３８】
また、従来公知の方法である押出発泡法によって製造された発泡シートを用いてもよい。押出発泡法では、ポリオレフィンと無機微粉末及びガス発生剤をよく混合し、これを押出機のホッパーから、加熱された押出機内に供給し、ポリオレフィンを溶融混和する。
これに多価アルコールの高級脂肪酸エステル、多価アルコールの低級脂肪族炭化水素、及びハロゲン化炭化水素から選ばれる１又はこれらの混合物を圧入し、１００〜１５０℃に制御された口金から大気中に押出す。これにより、発泡シートが得られる。
必要に応じて、架橋剤を用いて、発泡性原料組成物を架橋してもよい。また、架橋する場合には、発泡性樹脂組成物を架橋した後、発泡処理を施してもよいし、発泡させた後、架橋してもよい。
【００３９】
＜針穴形成工程＞
針穴形成工程では、複数の針を有する針穴形成機構により該ポリオレフィン系発泡シートに針穴が形成される。針穴形成工程では、発泡体を厚み方向に貫通した貫通孔が形成されてもよいし、貫通しない穴が形成されてもよい。後者の場合には、針穴の厚み方向の深さが、低密度部の厚みの５０〜９０％とすることが好ましい。
【００４０】
＜圧縮工程＞
圧縮工程では、針穴を形成した後に、該ポリオレフィン系発泡シートの一部を厚み方向に圧縮するとともに加熱することにより、圧縮された部分と圧縮されていない部分とを形成する。本実施形態では、圧縮工程において、高密度部は、発泡体の外縁に形成される。
【００４１】
＜積層体を形成する工程＞
本実施形態に係る発泡体の製造方法では、複数のポリオレフィン系発泡シートを積層して、針穴形成用の積層体を形成する工程を有していてもよい。形成された積層体に対して、針穴形成工程、圧縮工程が実行される。
積層体を形成する工程では、内側発泡体と、該内側発泡体を挟み該内側発泡体の密度と異なる密度の外側発泡体とが配置される。また、積層体を形成する工程では、複数のポリオレフィン系発泡シートの間に金属層が配置されてもよい。金属層は、内側発泡体の厚み方向の少なくとも一方側の表面に蒸着して形成されることが好ましい。
なお、積層体を形成する場合には、積層体を構成する各層に対して、個別に針穴形成工程を施した後、積層してもよい。
【００４２】
［発泡体の製造装置］
＜針穴形成機構＞
図５〜図７は、本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法において、ポリオレフィン系発泡シートに針穴を形成する工程で用いられる針穴形成機構を説明する概略図である。
図５に示す針穴形成機構１１０は、搬送ロール１１１と、針ロール１１２とを少なくとも有する。搬送ロール１１１は、ゴム又はシリコンなどから形成されておりポリオレフィン系発泡シートの連続体１００を搬送方向（ＭＤ）に搬送する。
【００４３】
針ロール１１２は、発泡体に針穴を形成する。針ロール１１２には、直径２００〜１０００μｍ、長さ０．５〜１５ｍｍの円錐状の針１１３が配置されている。針１１３の面密度は、１０〜１００個／ｃｍ2であることが好ましい。針ロール１１２には、図５には図示しないが、発熱部が設けられている。これにより、針ロールは、連続体１００を加熱しながら針穴加工ができる。
図５に示す針穴形成機構１１０によれば、針ロール１１２に設けられた針１１３によりポリオレフィン系発泡シートの連続体１００に、直径２００〜１０００μｍ、長さ０．５〜１５ｍｍの円錐状であって、面密度１０〜１００個／ｃｍ2の針穴を形成することができる。良好な針穴形状を得る観点から、加熱温度は、１００℃〜２００℃であることが好ましく、搬送速度は、１．０ｍ／分〜５０ｍ／分であることが好ましい。
【００４４】
針穴形成機構は、図５に示す形態に限定されない。例えば、図６に示す針穴形成機構１２０は、搬送ロール１１１に代わって、針ロール１２１が設けられている。この場合、針ロール１１２及び針ロール１２１のいずれか又は両方が搬送ロールを兼ねていてもよい。針穴形成機構１２０によれば、連続体１００の両面に針穴加工を施すことができる。
【００４５】
図７に示す針穴形成機構１３０は、針ロール１１２の代わりに、平面板１３１に針１３２が設けられている。搬送ロール１３３は、回転と停止とを繰り返すことによって、連続体１００の所定の領域にプレスにより針穴を形成する。図示しないが、平面板１３１にも同様に発熱部が配置されていてもよい。
【００４６】
なお、図５〜図７に示す針穴形成機構１１０，１２０，１３０において、針１１３，１２２は、針ロール１１３，１２１の回転中心からロール表面に向かう直径方向に軸芯が一致するように配置されていてもよいし、直径方向に対して、回転方向或いは回転逆方向に軸芯が所定角度傾斜するように配置されていてもよい。同様に、針１３２は、平面板１３１の表面の法線方向に対して、所定角度傾斜して配置されていてもよい。
針１１３，１２２，１３２は、円錐状であると説明したが、連続体１００に凹部を形成できる形状であればよい。先端に向けて先細りになっている錐状のほか、直方体状の突起や、円柱状の突起であってもよい。また、加熱部は、設けられていなくてもよい。
【００４７】
＜圧縮機構＞
図８（ａ）は、本発明の実施形態に係る発泡体の製造方法において、ポリオレフィン系発泡シート１０１の一部を圧縮する圧縮工程で用いられる圧縮機構２００を説明する概略図であり、図８（ｂ）は、圧縮機構２００がポリオレフィン系発泡シート１０１を圧縮している状態を説明する概略図である。図９は、圧縮機構２００に搭載される金型を説明する外観図である。
圧縮機構２００は、上下方向に稼働する稼働部２０１と、固定された台座２０２とを有する。稼働部２０１には、上金型２１１が配置されている。台座２０２には、下金型２１２が配置されている。また、稼働部２０１及び台座２０２には、図示しない加熱部が設けられている。
【００４８】
図９に示すように、上金型２１１及び下金型２１２は、発泡体の低密度部を形成するための空隙を形成する金型凹部２２１と、発泡体の高密度部を形成する圧縮面２２２とを有する。上金型２１１と下金型２１２との形状は、図９に示す形態に限定されない。
連続体１００は、裁断されて、要求されるサイズを有するポリオレフィン系発泡シート１０１が形成される。圧縮機構２００では、稼働部２０１が下方に移動することによって、ポリオレフィン系発泡シート１０１が、上金型２１１と下金型２１２とによって圧縮される。圧縮工程における加熱温度及び加熱時間は、ポリオレフィン系発泡シート１０１を構成する樹脂の融点、発泡倍率などに基づいて設定することができる。例えば、温度９０℃〜１６０℃、加熱時間３秒〜１０秒とすることが好ましい。
【００４９】
圧縮機構２００により、高密度部１１と低密度部１２とを有する発泡体１を形成することができる。高密度部１１と低密度部１２の密度及び厚みは、図８（ｂ）に示す圧縮している状態における上金型２１１と下金型２１２との間隔、すなわち圧縮面同士の間隔によって調整できる。高密度部１１の密度及び厚みは、ポリオレフィン系発泡シート１０１を圧縮した状態における上金型２１１の圧縮面２２２と下金型２１２の圧縮面２２２との間隔により調整できる。また、低密度部１２の密度及び厚みは、ポリオレフィン系発泡シート１０１を圧縮した状態における上金型２１１の金型凹部２２１と下金型２１２の金型凹部２２１との間に形成される空隙によって調整できる。
【００５０】
圧縮機構２００は、図８に示すタイプに限定されない。例えば、上金型２１２は、無くてもよい。図１０（ａ）は、圧縮機構３００を説明する概略図であり、図１０（ｂ）は、圧縮機構３００がポリオレフィン系発泡シートを圧縮している状態を説明する概略図である。
圧縮機構３００は、上下方向に稼働する稼働部３０１と、固定された台座３０２とを有する。稼働部３０１は平坦な表面を有し、稼働部３０１に金型は配置されていない。稼働部３０１及び台座３０２には、図示しないが加熱部が設けられている。台座３０２には、下金型３１２が配置されている。圧縮機構３００では、稼働部３０１が下方に移動することによって、針穴加工が施されたポリオレフィン系発泡シートが、稼働部３０１の平坦面と下金型３１２とによって圧縮される。これにより、高密度部１１と低密度部１２とを有する発泡体１を形成することができる。
【００５１】
［保護部材］
上述した発泡体は、高密度部の強度が高く、高密度部が他の部材への取付部分を構成することができる。このため、高密度部において発泡体同士、及び他部材を連結し、組み合わせることができる。また、低密度部が緩衝性及び断熱性を有する。これにより、バッテリーを保護するための保護部材として適用できる。
【実施例】
【００５２】
本発明を、実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されない。
［測定方法］
＜発泡体の密度＞
発泡体の密度を、ＪＩＳ  Ｋ  ７２２２に準拠して測定した。
【００５３】
＜ゲル分率＞
圧縮前の発泡体のゲル分率を積水法に準拠して測定した。
積水法とは、発泡体をＡｇ秤量し、これを１２０℃のキシレン中に２４時間浸漬して不溶解分を２００メッシュの金網で濾過し、金網上の残渣を真空乾燥して乾燥残渣の重量を測定し（Ｂｇ）、下記式により算出した。
ゲル分率（重量％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
【００５４】
＜引張強さ＞
発泡体の高密度部の引張強さと低密度部の引張強さとを、ＪＩＳ  Ｋ  ６４００に準拠して測定した。
【００５５】
［実施例１〜４、比較例１〜３、参考例］
＜実施例１＞
第１表に示す条件で針穴形成処理及び圧縮処理を施した発泡シートＡの単層からなるサンプルを、上述した評価方法により評価した。結果を第１表に示す。
なお、発泡シートＡとは、積水化学株式会社製、商品名「Ａｌｖｅｏｃｅｌ  ＬＰ  ＦＲ  Ｎ  Ｄ５０−０５  ０２０ＰＮ」である。
＜実施例２＞
第１表に示す条件で針穴形成処理及び圧縮処理を施した発泡シートＡを２層重ね合わせて形成されたサンプルを、上述した評価方法により評価した。結果を第１表に示す。
＜実施例３＞
第１表に示す条件で針穴形成処理及び圧縮処理を施した発泡シートＡを３層重ね合わせて形成されたサンプルを、上述した評価方法により評価した。結果を第１表に示す。
＜実施例４＞
第１表に示す条件で針穴形成処理及び圧縮処理を施した発泡シートＢの単層からなるサンプルを、上述した評価方法により評価した。結果を第１表に示す。
なお、発泡シートＢとは、積水化学株式会社製、商品名「ソフトロンＳＰ  ＶＡＦＲ＃２５０５」である。
【００５６】
＜比較例１＞
第１表に示す条件で圧縮処理のみを施した発泡シートＡの単層からなるサンプルを上述した評価方法により評価した。結果を第１表に示す。
＜比較例２＞
発泡シートＡを用いて、圧縮成型の時間を比較例１よりも長く設定して作成したサンプルを上述した評価方法により評価した。結果を第１表に示す。
＜比較例３＞
第１表に示す条件で圧縮処理のみを施した発泡シートＢの単層からなるサンプルを、上述した評価方法により評価した。結果を第１表に示す。
【００５７】
【表１】
2014009260.tif 000003
【００５８】
［測定結果］
針穴加工を施した実施例１のサンプルと、針穴加工のない比較例１のサンプルとを比較すると、実施例１のサンプルは同じ圧縮成形時間で比較例１のサンプルよりも薄くすることができ、高い引張強さを得られることが判る。比較例２のサンプルは、比較例１のサンプルよりも圧縮成形時間を１０倍に設定したものである。このことから、針穴加工がない場合には、圧縮成型時間を１０倍程度にしなければ、針穴加工を施したサンプルと同等の圧縮成形加工後の厚み、密度、及び引張強度が達成できないことが判る。
また、実施例２のサンプルと比較例１のサンプルとを比較すると、針穴加工が施されていると、圧縮成形加工前の厚みが厚くても、短い圧縮成形時間で、圧縮成形加工後の厚みを薄く、高密度で、高引張強さのシートが得られることが判った。
実施例４と比較例３とを比べると、シートの種類が異なっていても同様に、針穴加工が施されていることにより、同じ圧縮成形時間で針穴加工がないサンプルよりも薄くすることができ、高密度、高引張強さのシートが得られることが判った。
【図１】
2014009260.tif 000004
【図２】
2014009260.tif 000005
【図３】
2014009260.tif 000006
【図４】
2014009260.tif 000007
【図５】
2014009260.tif 000008
【図６】
2014009260.tif 000009
【図７】
2014009260.tif 000010
【図８】
2014009260.tif 000011
【図９】
2014009260.tif 000012
【図１０】
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