薄片状弹性体.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200680056107.1

申请日:

2006.10.16

公开号:

CN101678614A

公开日:

2010.03.24

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B29C 67/20申请公布日:20100324|||实质审查的生效IPC(主分类):B29C 67/20申请日:20061016|||公开

IPC分类号:

B29C67/20; C08J9/42; F16J15/10; G02F1/1333; G02F1/13357

主分类号:

B29C67/20

申请人:

井上株式会社; 株式会社罗捷士井上

发明人:

佐藤正史

地址:

日本名古屋市

优先权:

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

吴 娟;李平英

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内容摘要

提供一种能够兼具由良好的柔软性和弹性产生的密封性、和抗擦伤性的薄片状弹性体。该薄片状弹性体包含所需的薄片状弹性发泡基体12,上述薄片状弹性发泡基体12的厚度方向的一方的整个表面12a被所需的树脂组合物R覆盖;在上述表面12a的表层部分,由构成薄片状弹性发泡基体12的发泡体骨架13划分的单元28内存在树脂组合物R;在上述表面12a的表层部分,形成有上述薄片状弹性发泡基体12与组合物R一体化的树脂组合物存在区14。

权利要求书

1.  一种薄片状弹性体,其具备薄片状弹性发泡基体(12),该弹性体的特征在于:
上述薄片状弹性发泡基体(12)的厚度方向的一方的整个表面(12a)被树脂组合物(R)覆盖;
在上述表面(12a)的表层部分,由构成薄片状弹性发泡基体(12)的发泡体骨架(13)划分的单元(28)内存在上述树脂组合物(R);
由此,在上述表层部分形成上述薄片状弹性发泡基体(12)和树脂组合物(R)一体化的树脂组合物存在区(14)。

2.
  根据权利要求1所述的薄片状弹性体,其中,在上述树脂组合物存在区(14)中,上述树脂组合物(R)和发泡体骨架(13)在接触部位进行融合。

3.
  根据权利要求1或2所述的薄片状弹性体,其中,根据JIS K 7218在(1)接触挤压体的材质为不锈钢、同时(2)负荷为1.2kg、(3)转数为43转/分钟的条件下实施的评价中,上述树脂组合物存在区(14)具备10转以上的耐性。

4.
  一种薄片状弹性体,其具备薄片状弹性发泡基体(12),该弹性体的特征在于:
上述薄片状弹性发泡基体(12)的50%压缩负荷为0.025MPa以下、75%压缩负荷为0.40MPa以下;
上述薄片状弹性发泡基体(12)的厚度方向的一方的整个表面(12a)被树脂组合物(R)覆盖;
由此,在上述表面(12a)的表层部分,上述薄片状弹性发泡基体(12)和树脂组合物(R)一体化,形成了树脂组合物存在区(14),根据JIS K7218在(1)接触挤压体的材质为不锈钢、同时(2)负荷为1.2kg、(3)转数为43转/分钟的条件下实施的评价中,所述树脂组合物存在区(14)具备10转以上的耐性。

5.
  根据权利要求1至4中任一项所述的薄片状弹性体,其中上述树脂组合物存在区(14)的厚度为1~25μm的范围。

6.
  根据权利要求1至5中任一项所述的薄片状弹性体,其中上述树脂组合物(R)根据JIS K 6251测定的拉伸强度为1.0~80MPa的范围。

7.
  根据权利要求1至6中任一项所述的薄片状弹性体,其中形成上述树脂组合物存在区(14)的物质的JIS K 6251所规定的延伸率在上述薄片状弹性发泡基体(12)的JIS K 6251所规定的延伸率以上。

说明书

薄片状弹性体
技术领域
本发明涉及薄片状弹性体,更详细而言,涉及适合用作电子器械或精密器械等的垫圈或衬垫等密封材料的薄片状弹性体。
背景技术
在家电、手机或便携式信息终端机的显示器等中,通常在外壳表面配设例如液晶显示部分等器械。在上述器械中,例如使密封部材介于外壳与该外壳周边之间,用于防尘、防止背光泄漏和晃动等。作为上述密封部材,如专利文献1所述,报道了低负荷下容易变形、而且薄膜材料与单面一体成形的聚氨酯泡沫。
专利文献1:日本特开2001-100216号公报
然而,最近随着手机等所要求的功能的提高和轻量化等,对上述密封部材的要求特性也提高。这通过提高所用IC的功能、统一该IC尺寸来提高部材集成度、以及导入大规模LSI以节省空间和基板的多层合化等而达成。若如上所述将多个部件集成,则结构或外壳的嵌合结构等也复杂化。为了应付上述情形,如专利文献2所述,提出了在相同厚度下、在宽压缩率范围内确保充分的密封性的密封部材。
专利文献2:日本特开2005-227392号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,专利文献2所记载的发明中,虽然密封性良好,但另一方面,由于柔软故抗擦伤性低。因此若操作粗糙,则存在密封部材容易损伤的问题。该损伤会引起密封性恶化、或者来自损伤密封部材的剥离小片例如残留在液晶画面上使商品价值降低等二次问题。
本发明是鉴于现有技术所涉及的薄片状弹性体中存在的上述问题,为了适当解决上述问题而被提案,其目的在于提供能够兼具由良好的柔软性和弹性产生的密封性、和抗擦伤性的薄片状弹性体。
解决课题的方法
为了克服上述课题、达到预期目的,本发明的薄片状弹性体具备薄片状弹性发泡基体,该薄片状弹性体的要旨在于:
上述薄片状弹性发泡基体的厚度方向的一方的整个表面被树脂组合物覆盖;
在上述表面的表层部分,由构成上述薄片状弹性发泡基体的发泡体骨架划分的单元内存在上述树脂组合物;
由此,在上述表层部分形成有上述薄片状弹性发泡基体与树脂组合物一体化的树脂组合物存在区。
因此,根据权利要求1所述的发明,即使在高压缩下也能维持低硬度,在宽压缩状态下显现出适当的密封性,同时能够显现出抗擦伤性。
权利要求2所述的发明,其要旨在于:在权利要求1所述的发明中,上述树脂组合物存在区中,上述树脂组合物与发泡体骨架在接触部位进行融合。
因此,根据权利要求2所述的发明,即使在高压缩下也能维持低硬度,在宽压缩状态下显现出适当的密封性,同时能够显现抗擦伤性。
权利要求3所述的发明,其要旨在于:在权利要求1或2所述的发明中,根据JIS K 7218在(1)接触挤压体的材质为不锈钢、同时(2)负荷为1.2kg、(3)转数为43转/分钟的条件下实施的评价中,上述树脂组合物存在区具备10转以上的耐性。
因此,根据权利要求3所述的发明,可以确保充分的抗擦伤性。
为了克服上述课题、达到预期目的,本申请的另一发明的薄片状弹性体具备薄片状弹性发泡基体,该薄片状弹性体的要旨在于:
上述薄片状弹性发泡基体的50%压缩负荷为0.025MPa以下、75%压缩负荷为0.40MPa以下;
上述薄片状弹性发泡基体的厚度方向的一方的整个表面被树脂组合物覆盖;
由此,在上述表面的表层部分,上述薄片状弹性发泡基体与树脂组合物一体化,形成了树脂组合物存在区,根据JIS K 7218在(1)接触挤压体的材质为不锈钢、同时(2)负荷为1.2kg、(3)转数为43转/分钟的条件下实施的评价中,所述树脂组合物存在区具备10转以上的耐性。
因此,根据权利要求4所述的发明,即使在高压缩下也能维持低硬度,在宽压缩状态下显现出适当的密封性,同时能够显现抗擦伤性。
权利要求5所述的发明,其要旨在于:在权利要求1至4中任一项所述的发明中,上述树脂组合物存在区的厚度为1~25μm的范围。
因此,根据权利要求5所述的发明,可以确保在高压缩下维持低硬度、并显现出充分的抗擦伤性。
权利要求6所述的发明,其要旨在于:在权利要求1至5中任一项所述的发明中,上述树脂组合物根据JIS K 6251测定的拉伸强度为1.0~80MPa的范围。
因此,根据权利要求6所述的发明,可以确保显现出充分的抗擦伤性。
权利要求7所述的发明,其要旨在于:在权利要求1至6中任一项所述的发明中,形成上述树脂组合物存在区的物质的JIS K 6251所规定的延伸率在上述薄片状弹性发泡基体的JIS K 6251所规定的延伸率以上。
因此,根据权利要求7所述的发明,可以确保充分的抗擦伤性。
发明效果
如上所述,利用本发明的薄片状弹性体,能够制造在高压缩下维持低硬度、并具备充分的抗擦伤性的薄片状弹性体。
附图说明
图1是显示本发明的优选实施例的薄片状弹性体的内部结构的截面图。
图2是显示实施例的薄片状弹性体的制造方法的步骤图。
图3是显示实施例的薄片状弹性体的制造装置的一个例子的概略图。
图4是显示实施例的树脂组合物转印用薄膜的截面图。
图5是显示树脂组合物存在区由两层构成的树脂组合物转印用薄膜的截面图。
图6是概略显示制造实施例的薄片状弹性体时使用的弹性发泡基体原料、薄片状弹性发泡基体、树脂组合物存在区和基材薄膜等在各步骤中的状态的状态图。
图7是显示变更例的薄片状弹性体的内部结构的截面图。
图8是显示变更例的薄片状弹性体的制造装置的概略图。
图9是显示另一变更例的薄片状弹性体的制造装置的概略图。
图10是显示实验1~3中实施的抗擦伤性的评价中所使用的试验装置的整体概略图。
具体实施方式
接下来,就本发明的薄片状弹性体,给出优选的实施例,边参照附图边进行以下说明。本申请的发明人发现:通过在以极薄的厚度能够确保充分的密封性的薄片状弹性发泡基体的一方的表面的表层部分,形成该基体与所需树脂组合物一体化的树脂组合物存在区,可得到不妨碍该基体所具备的物理性质、并且达成所需的抗擦伤性的薄片状弹性体。该薄片状弹性体适用于手机等的外壳嵌合部分,可提高密封性/操作性,以及防止损伤所引起的商品价值的降低。其中,薄片状弹性发泡基体所具备的物理性质是指:(A)分别达到一定值以下的50%压缩负荷(以下,称作50%CLD)和75%压缩负荷(以下,称作75%CLD);或者(B)达到一定值以下的密度。在本发明中,上述(A)或(B)均作为在高压缩状态下达到低硬度的指标。需要说明的是,一方的表面是指由于外壳的嵌合等受到刮擦等的一侧的表面。另外,本发明中“单元内存在树脂组合物”是指,树脂组合物进入到至少一部分单元内的状态。而且,“树脂组合物与发泡体骨架在接触部位融合”是指,该树脂组合物与该发泡体骨架因相溶性而失去边界,相互混合成一体的状态。
本发明的抗擦伤性的评价,基本上是根据JIS K 7218来进行。进行该评价时,(1)接触挤压体的材质为不锈钢、(2)负荷为1.2kg、(3)转数为43转/分钟(细节见后述:以下称作评价条件)。在该评价中,具备耐久性是指,按照评价条件完成实施的一定转数时,在薄片状弹性体的形成有树脂组合物存在区的一侧,不存在可以目视的擦伤的状态。另外,在本发明中,在评价条件下,将由实验1(后述)所得知识判断抗擦伤性的临界值作为10转。即,完成10转后,如果作为评价对象物的薄片状弹性体不存在任何问题,则判断其具备抗擦伤性。
如图1所示,实施例的薄片状弹性体10基本上是由:(a)薄片状弹性发泡基体(以下,仅称作基体)12、形成于该基体12的一方的表面12a的表层部分的(b)树脂组合物存在区14、层合于该树脂组合物存在区14的相反侧-基体12的另一方的面(背面)上的(c)基材薄膜18构成。其中,(a)基体12的作用在于:达成所需的柔软性和密封性;(b)树脂组合物存在区14的作用在于:在划分单元28的发泡体骨架13和树脂组合物(以下,仅称作组合物)R一体化的区域显现出所需的抗擦伤性;(c)基材薄膜18的作用在于:提高薄片状弹性体10的结构强度。需要说明的是,发泡体骨架13与组合物R一体化是指,组合物R(进入)存在于单元28内,同时与划分该单元28的发泡体骨架13在接触部位融合的状态。其中,组合物R只是进入、存在于单元28内,而发泡体骨架13与组合物R并未融合的状态也包括在一体化内。需要说明的是,组合物R形成进入到表面12a的表层部分的单元28的一部分中的状态。
基体12优选按照公知的机械泡沫(mechanical froth)法进行制造。即,向在制造步骤(后述)中还用作传递媒介的基材薄膜18上,连续供应在包含主原料多元醇和异氰酸酯以及副原料整泡剂等的树脂原料中混合有预定量的造泡用气体的弹性发泡基体原料(以下,仅称作原料)M,并控制厚度,从而可制造基体12。机械泡沫法例如在日本特公昭53-8735号公报中有详细的记载。而且,在本实施例中发泡体形成半独泡结构。作为基体12,为了长期维持防尘和防止漏光等功能,优选在材质方面溢出和产生的气体少、且具有柔软性及具有对曲面的追踪性等的公知物质,例如合成树脂的发泡体等。具体例子有:以氨基甲酸乙酯、聚苯乙烯、硅酮、丙烯酸或聚氯乙烯等的各种树脂或NBR、SBR、EPDM或EPM等各种橡胶作为原材料的发泡体。
基体12的密度为50~250kg/m3的范围。通过使基体12的密度在此范围,即使在表面12a的表层部分形成树脂组合物存在区14,在高压缩状态下也能够维持充分低的硬度。此数值超过250kg/m3时,硬度变高,密封性恶化。密度下限根据制造方法(后述)而不同。利用机械泡沫法制造基体12时,密度下限为100kg/m3。这是由于,若密度不足100kg/m3,则造泡用气体与树脂原料不能均匀混合,不能稳定地维持形成单元28的气泡,发生单元破裂、空隙等问题,妨碍密封性的显现。将机械泡沫法与化学发泡法结合使用时,密度下限为50kg/m3。但是,当密度不足50kg/m3时,仍然不能稳定地维持形成单元28的气泡。另外,基体12的厚度优选为0.3~5.0mm的范围。此下限是用于在高压缩下确保充分的密封性的数值。另一方面,上限是凭经验由在手机等要求节省空间性的器械中的使用推导出的数值。
通过该密度和厚度而达成的薄片状弹性体的性状,即使在50%CLD和75%CLD下也能够显现出来。此时,数值分别为0.025MPa以下和0.40MPa以下。50%CLD和75%CLD分别表示施加50%、75%的物理压缩时所必需的负荷、即施加50%、75%的物理压缩时薄片状弹性体10整体的硬度。若其超过上述值则太硬,相对于物理压缩的柔软性差,无法达成充分的密封性。并且,外壳所负担的负荷变大,使用时外壳等还有可能出现变形、开裂、豁口等其它物理缺陷。需要说明的是,该硬度基本上是基体12的数值。但在本发明中,由于在表面12a的表层部分形成有树脂组合物存在区14,组合物R与基体12一体化,形成不可分的结构,所以薄片状弹性体10整体的数值也相同。
此外,为了使薄片状弹性体10显现出合适的密封性,基体12的单元28的直径为500μm以下、优选300μm以下。该值超过500μm时,防尘性及遮光性下降。特别是最近,为了适当地达成精密仪器所要求的该性能,上述单元28的直径优选300μm以下。即,上述单元28的直径为300~500μm时,尽管防尘性不存在问题,但根据光源强度能够引起轻微的漏光。另外,由于本实施例的薄片状弹性体10主要是根据机械泡沫法进行制造,所以如果不另外实施后加工等,则表面具备表皮层。这在结构上能够提高与密封对象物的密合性,所以从提高密封性的观点考虑优选。
形成具备上述物理性质的薄片状弹性体10的基体12的原料M,基本上遵从日本特公昭53-8735号公报等中记载的内容。而且,为了使密度等达到上述范围,相对于100体积份包含主原料多元醇和异氰酸酯以及副原料整泡剂等的树脂原料,造泡用气体的混合比例为300%(体积)以上。若造泡用气体的混合比例不足300%(体积),则薄片状弹性体10的密度无法达到250kg/m3以下,无法确保高压缩率下的密封性。另外,当结合使用化学发泡法时,进一步使用发泡剂、表面活性剂和在控制下延迟基体12的硬化的催化剂等作为副原料。
树脂组合物存在区14基本上是:组合物R进入到基体12的表面12a的表层部分的单元28(空隙)内并形成一体的区域;或者组合物R在进入的同时,利用相溶性消除了与发泡体骨架13的边界,两者融合为一体的区域(参照图1)。而且,通过该融合,组合物R形成与基体12不可分且作为单一的层而存在的树脂组合物存在区14。因此,由于树脂组合物存在区14的存在,基体12的柔软性等物理性质不会恶化。
作为组合物R,使用所需的树脂,优选与基体12相同的原材料、例如聚氨酯树脂。此外,可以使用丙烯酸树脂、聚酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂或聚苯乙烯树脂等各种树脂或各种合成橡胶等公知物质中的一种,或者将多种混合使用。而且,要求组合物R根据JIS K 6251测定的拉伸强度为1.0~80MPa的范围。由此,本发明的薄片状弹性体10的柔软性和表面12a的抗擦伤性得以保证。即,拉伸强度不足1.0MPa时,无法满足抗擦伤性。而当拉伸强度超过80MPa时,薄片状弹性体10整体的柔软性恶化。另外,优选具有较基体12的延伸率(JIS K 6251)大的延伸率、且与基体12的原材料相溶性高的物质。就延伸率而言,与上述基体12的原材料等相比为50%以上、优选100%以上。关于相溶性,优选使彼此的溶解度参数之差在1.0以内。通过以上述树脂等作为原材料,可发挥以下效果。即,(α)制造时,于基体12上形成树脂组合物存在区14时的溶合性变好,容易融合。另外,(β)使用时,确保树脂组合物存在区14与基体12的一体保持性(追踪性)。
另外,在薄片状弹性体10的制造(加热)等时,组合物R必须显现出塑性流动。其中,塑性流动是指,作为高分子的构成组合物R的各分子在玻璃化转变温度以上的温度下,发生组合物R只进入表面12a的表层部分的程度的流动,将这种塑性流动的状态与在熔融温度以上发生的流动状态区别开来。即,即使加热也无法形成塑性流动状态、而保持玻璃状态不变的组合物R不会进入单元28内,所以不适合。另外,在熔融温度以上的温度下形成流动状态、粘性变低的组合物R,渗透到基体12的整体中。因此,组合物R无法在表面12a的表层部分形成树脂组合物存在区14,使薄片状弹性体10的硬度等物理性质恶化,因此不太优选。如上所述,作为发生塑性流动的组合物R,例如优选不发生热熔融而显现出一定的流动性的交联型树脂、或者在制造薄片状弹性体10时通过加热未完全熔融的热塑性树脂。通过使用达成该条件的物质,组合物R显现出塑性流动状态,不会对基体12的物理性质产生不良影响,能够制造组合物R在表面12a的表层部分发生一体化的薄片状弹性体10。
树脂组合物存在区14的厚度为1~25μm,优选2~20μm,进一步优选3~10μm的范围。需要说明的是,这里所说的厚度是指基体12与组合物R一体化的部分的厚度,表示从表面12a到组合物R存在的位置的深度(参照图1或图7中的D)。若厚度不足1μm,则无法得到充分的抗擦伤性;而若厚度超过25μm,则薄片状弹性体10自身的密封性、缓冲性等受损。该厚度的数值范围是根据后述实验1所得的知识推导出的。即,上述厚度在3~10μm范围内,按照评价条件完成100转时,抗擦伤性不存在问题,且追踪性也良好。另外,厚度在2~3μm或10~20μm范围内,是按照评价条件完成30转(不具备树脂组合物存在区14、并确认到不足5mm的轻伤的现有薄片状弹性体10中作为临界区的转数)时抗擦伤性不存在问题、并且追踪性也没有问题的水准。
需要说明的是,在本发明中,树脂组合物存在区14所要求的抗擦伤性按照所需的评价条件进行评价。该评价条件是指,在实验1(后述)中由以往的薄片状弹性体10的实验结果推导出的条件,具备确定实际使用中的界限的准确性。具体是指,实际中作为密封部材等使用(制品装配时或制品组装后)时,由于施加的振动或落下等外部要因或制品构成等,考虑到与预想的被密封部材的物理接触状况,可以重现能够在更苛刻的条件下定性且定量地实施评价的内容的条件。即,在该评价条件下如果没有问题,则可以设想在实际使用中也没有问题。
基材薄膜18是为了提高薄片状弹性体10的结构强度而与基体12层合为一体的部材。而且,如制造方法(后述)所述,基材薄膜18还起到原料M的传递媒介的作用。因此,在基材薄膜18的原材料中,优选使用具备能够对抗制造时所施加的张力的物理强度和对使原料M反应/固化的热的耐性的各种树脂、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等热收缩小的各种树脂。此外,细节则遵照[专利文献2]记载的内容。
(关于制造装置和制造方法)
接下来,对本实施例的薄片状弹性体的制造装置和利用该装置进行制造的制造方法进行说明。需要说明的是,原料M和树脂组合物转印用薄膜(以下,仅称作转印用薄膜)20(后述)已准备就绪。薄片状弹性体10基本上是经过图2所示的原料准备步骤S1、原料供给/树脂组合物赋予步骤S2、加热步骤S3、转印薄膜除去步骤S4和最终步骤S5,利用图3所示的制造装置30进行制造。制造装置30连续实施上述各步骤S2~S5,原料准备步骤S1则在混合部分31中另外实施。需要说明的是,原料准备步骤S1是按照适当的以往公知的方法等准备基体12的原料M、并准备转印用薄膜20的步骤。有关先前的原料M的准备及制造装置30的详细说明的内容遵照[专利文献2],故省略。
(关于树脂组合物转印用薄膜)
预先准备的转印用薄膜20具有图4所示的结构。在本实施例中,经由赋予的脱模剂17,在准备好的转印薄膜22上形成层状物15,由此制造转印用薄膜20。层状物15是利用公知的凹版涂布机等将组合物R制成所需厚度的产物。所用涂布机根据层状物15的厚度及组合物R的粘度等诸条件适当选择。其中,脱模剂17是指提高层状物15自转印薄膜22上的剥离性的物质。例如,硅酮树脂、聚烯烃树脂、蜜胺树脂、环氧树脂、乙烯-乙酸乙烯酯系或氯乙烯-乙酸乙烯酯系的各种树脂或聚缩醛等公知物质,以单体或多种混合物的形式被适当选择使用。作为转印薄膜22,优选采用具备能够对抗树脂组合物存在区赋予机构(以下,仅称作赋予机构)35产生的张力的物理强度和对使原料M反应/固化的热的耐性、且表面平滑的各种树脂,例如PET等热收缩小的各种树脂。
在本实施例中,层状物15为单层,但本发明并不受限于此。如图5所示,层状物15可以是多层,即在赋予了脱模剂17的转印薄膜22上,由第2组合物R2形成所需厚度的第2层状物15b,再于其上赋予第1组合物R1,形成所需厚度的第1层状物15a,由此形成多层。此时,作为第1层状物15a的原材料,采用与基体12和第2层状物15b双方溶合的物质,从而作为基体12和不与其接触的第2层状物15b的各自原材料,可以选择互不相溶的物质。例如,在(1)使用具有抗擦伤性且例如具有光泽的丙烯酸树脂作为成为外侧的第2层状物15b的原材料、(2)使用柔软性等优异的聚氨酯泡沫作为基体12的原材料时,优选采用对上述双方具有相溶性的物质、例如氨基甲酸乙酯、丙烯酸树脂、聚酯或聚酰胺、或者各种合成橡胶等作为第1层状物15a。此时,可得到具备合适的柔软性、抗擦伤性和表面光泽的薄片状弹性体10。当然,根据需要可以将层状物15制成三层以上的结构。
将层状物15制成两层以上时,将显现出所需功能的物质(以下称作功能物质)F混合在组合物R中,可将该功能赋予薄片状弹性体10。这是使用组合物R作为粘合剂来赋予特定功能的体现。具体而言,经由脱模剂17,于转印薄膜22上由混合有功能物质F的第2组合物R2形成第2层状物15b,再于其上仅由第1组合物R1形成第1层状物15a,由此而达成(参照图5)。
然而,混合该功能物质F虽然不会影响抗擦伤性等表面物理性质,但另一方面,例如使拉伸强度等体积物理性质恶化。因此,当层状物15为单层时,出现难以应用、即使与操作者轻微接触层状物15就会自转印薄膜22上部分剥离的问题。特别是在厚度薄(25μm以下)、而且经由脱模剂17实质上未与其它物质接合的状态(参照图4)下,上述问题是致命的。但是,将层状物15制成两层以上时,在第1层状物15a与第2层状物15b之间显现出所谓的锚定效果,可回避上述问题。功能物质F无论是混合在第1组合物R1中、还是混合在第2组合物R2中,均可得到同样的效果。
需要说明的是,图4和图5各自所示的转印用薄膜20,在利用制造装置30将其层合赋予给原料M时,以上下交替的形式使用。另外,在图5中,混合有功能物质F的第2层状物15b位于转印薄膜22侧,但本发明并不受限于此。即,将功能物质F混合在第1组合物R1中,形成含有该功能物质F的第1层状物15a,可以用第2层状物15b包覆式地保护第1层状物15a。该情况下,不仅附加锚定效果,还附加包覆所产生的直接的保护作用。如上所述将层状物15制成多层时,考虑到双方的层的结合性等,厚度均优选1μm以上。若该值不足1μm,则上述锚定效果及包覆保护效果不充分。需要说明的是,通过功能物质F赋予的功能包括:例如着色、吸湿性、导电性或电磁屏蔽性等所有通过可混合在粘合剂中的公知粉末等物质赋予的性质。另外,所形成的多层第1层状物15a和第2层状物15b通过加热相互一体化,所以与单层层状物15一样形成树脂组合物存在区14。
图3所示的制造装置30基本上遵照[专利文献2]记载的制造装置。即,制造装置30包括:驱动基材薄膜18的辊式机构32(供给辊32a和制品回收辊32b)、向薄膜18上供给原料M的输出喷嘴34、在该下游将原料M制成预定厚度的制品厚度控制设备36、以及该下游的加热设备38。如图6(a)所示,输出喷嘴34在控制下向基材薄膜18上供给原料M,其一端连接在实施原料准备步骤S1的混合部分31上。如图6(b)所示,制品厚度控制设备36将原料M制成所需厚度,同时发挥将转印用薄膜20在挤压下层合赋予在原料M上的辊的作用。需要说明的是,使用各种刮板作为制品厚度控制设备36,该刮板可以独立于赋予机构35。而且,在挟持有制品厚度控制设备36的上游和下游,分别设有驱动赋予原料M的上测层状物15的转印用薄膜20的供给辊35a和转印薄膜回收辊35b,由此构成赋予机构35。该赋予机构35是一边对转印用薄膜20施加张力一边向制造生产线上供给,并且仅回收转印薄膜22的机构。在此,已卷绕的转印用薄膜20在控制下由供给辊35a输出。通过该部分,原料供给/树脂组合物赋予步骤S2结束,再经过位于加热设备38的下游侧的转印薄膜回收辊35b,转印薄膜除去步骤S4(参照图6(c))结束。
利用加热设备38在控制下加热原料M,使之反应/固化形成基体12,同时形成层状物15(组合物R)与基体12一体化的树脂组合物存在区14。其中,通过层状物15自身向塑性流动状态的变化和该粘合效果、以及原料M的反应/固化,层状物15与基体12的一体化变得非常强固。另外,通过加热使原料M发生反应、固化,利用由此产生的粘合效果使基材薄膜18与基体12强固地结合而层合为一体。该加热设备38的加热温度在层状物15向塑性流动状态变化的温度范围内。具体而言,加热设备38的加热温度为通过加热能够使原料M发生反应、固化的150~200℃左右。而且,通过该加热设备38,加热步骤S3结束。
最终步骤S5基本上是通过以上各步骤S1~S4而得到薄片状弹性体10的长片材的步骤。根据需要,冲压成作为最终制品的预定的薄片材形状,再实施最终检查等。另外,可以一边对薄片状弹性体10实施最终检查一边利用制品回收辊32b进行卷曲,以回收的形状出品。此时,薄片状弹性体10以长片材的形式被连续制造,可以大幅降低制造成本。需要说明的是,制造薄片状弹性体10时,可以通过喷雾涂布等公知方法向转印用薄膜20的原料M侧赋予熔点为60~150℃的、例如聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚烯烃或丙烯酸树脂等热熔型等的粘合剂。该粘合剂经过加热步骤S3而固化,所以可以使基体12与层状物15(组合物R)的一体化更强固。其中,熔点不足60℃时,例如在夏季等高温下制造时,有可能发生堵塞等弊病。而熔点超过150℃时,经加热步骤S3没有熔融,无法期待充分的粘合效果。另外,可以使用预先制造的基体12或使用上市制品作为基体12。
此外,还可以将上述机械泡沫法和化学发泡法结合使用,来制造薄片状弹性体10。此时,作为原料M的副原料,使用化学发泡剂。作为(化学)发泡剂,特别可以列举水,可以将适于该发泡剂的表面活性剂或催化剂与以往的适于机械泡沫法的各种副原料结合使用。特别优选通过选择催化剂来控制原料M的固化反应,并且以原料M中主原料总量的0.1~8%(重量)使用催化剂。此外,作为(化学)发泡剂,使用偶氮化合物类、取代肼类、氨基脲类、三唑、苯并噁嗪类或碳酸钠/枸橼酸混合物。该发泡剂的量根据药物和所需的发泡体密度来调整,通常为原料M中主原料总量的0.1~10%(重量)。另外,可以将一种或多种物理发泡剂与上述(化学)发泡剂混合使用。物理发泡剂的例子有:各种氟烷类、氟醚类、戊烷等烃类、醚类或酯类。还可以列举包括部分卤化的烃类、醚类或酯类等的材料。典型的物理发泡剂的沸点为-50~100℃。物理发泡剂以足以给予所得发泡体所需的体积密度的量、通常为原料M中主原料总量的5~50%(重量)的量使用。在一实施方式中,一种或多种的物理发泡剂与水((化学)发泡剂)同时使用。
催化剂的例子有:铋、铅、锡、铁、锑、铀、镉、钴、钍、铝、汞、锌、镍、铈、钼、钒、铜、锰或锆的有机酸盐类、无机酸盐类或有机金属衍生物类、以及膦类或有机叔胺类等。特别是乙酰丙酮化铁(金属)(FeAA),由于稳定性、良好的催化活性和无毒而优选。通过在该FeAA中添加乙酰丙酮(2,4-戊二酮),能够提供低温时的早期固化的回避作用和用加热设备38加热时的高催化作用。其中,FeAA与乙酰丙酮的重量比为2∶1,存在于反应性组合物中的催化剂量,相对于含活性氢的成分的重量为0.03~3.0%(重量)。另外,为了使原料M(基体12)在固化前稳定,可以使用有机硅酮表面活性剂等表面活性剂。硅酸盐单元与三甲基甲硅烷氧基单元的优选摩尔比为0.8∶1~2.2∶1。此外,可以使用普通的有机聚硅氧烷-聚氧亚烷基嵌段共聚物类。可以在原料M中进一步添加填充剂(三水合氧化铝、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、粘土或氢氧化镁等)、染料、颜料(例如二氧化钛和氧化铁)、抗氧剂、臭氧劣化防止剂、阻燃剂、UV稳定剂、导电性填充剂、导电性聚合物等通常使用的任意添加剂。
(变更例)
上述实施例中,在薄片状弹性体10上层合有基材薄膜18,该基材薄膜18提高结构的强度,以使制品的可操作性等良好。但在本发明中,可以是不存在该基材薄膜18的、具体如图7所示的薄片状弹性体24的形式。该薄片状弹性体24利用例如图8所示的制造装置50进行制造。在制造装置50中,除了辊式机构32由供给辊32a、制品回收辊32b和基材薄膜回收辊32c构成以外,形成与制造装置30相同的结构。另外,回收的基材薄膜18可以进行再利用。
(另一变更例)
此外,可以使用图9所示的制造装置60,使制造装置30中的基材薄膜18与转印用薄膜20的位置逆转,来制造薄片状弹性体24。此时,为了从上方挤压原料M以防止表面开裂、同时控制厚度以形成薄片状,使用表面保护膜19代替转印用薄膜20。另外,在辊机构32所具备的供给辊32a中卷有转印用薄膜20,基材薄膜回收辊32c被用作转印薄膜回收辊。另外,配置表面保护膜辊机构37以代替赋予机构35,上述表面保护膜辊机构37通过供给辊37a供给表面保护膜19,在加热设备38的下游侧通过表面保护膜回收辊37b回收表面保护膜19。即,原料M被作为传递媒介的转印用薄膜20和表面保护膜16从上下夹入,在此状态下进行模制。需要说明的是,转印薄膜22可以回收、再利用。
另外,效仿上述另一变更例的例子,将机械泡沫法与化学发泡法结合使用来制造薄片状弹性体时,通过使用表面保护膜19,除了防止从上方挤压上述原料M而产生的表面开裂外,还防止由化学发泡法产生的气体的飞散,能够以更高的效率将薄片状弹性体低密度化。需要说明的是,在上述各例中连续制造薄片状弹性体10、24,但本发明并不受限于此。例如,可以使用5m左右的转印用薄膜20或基材薄膜18,成批供应原料M和进行加热等。
(实验例)
以下,就本发明的薄片状弹性体,给出评价抗擦伤性等的实验例。(实验1)关于薄片状弹性体的抗擦伤性
准备仅包含具备下述表1所示的各物理性质的各测定例1~7的薄片状弹性发泡基体的薄片状弹性体(制造方法如下),将其加工成φ50×1.0mm的圆形薄片状试验片S。然后,将该试验片S设置在图10所示的试验装置80上,根据JIS K 7218(JIS K 7218基准),在(1)接触挤压体82的材质为不锈钢、(2)负荷为1.2kg、(3)转数为43转/分钟(旋转速度为50mm/秒)或转数为86转/分钟(旋转速度为100mm/秒)的条件下,评价擦伤性。需要说明的是,在擦伤性评价中,实施以10转进行分级的旋转直至10~100转后,从试验装置80上取下试验片S,目视确认外观,按以下三个等级进行评价,即○:无擦伤、△:有轻伤(不足5mm)、×:有擦伤(5mm以上)。所用原材料等如下。另外,旋转速度表示在试验片S的外缘部分任意设定的点通过旋转运动而移动的速度。
(薄片状弹性体(薄片状弹性发泡基体)的制造方法)
·记号A系列和B(采用机械泡沫法)
由100份通用的聚醚多元醇、3份交联剂(1,4-丁醇)、20份增稠剂(氢氧化铝)、0.1份金属催化剂(スタナスオクトエ一ト)和5.0份整泡剂(商品名SZ-1940(硅酮):東レダウ制)得到混合物。然后,向混合物中混合按0.1NL/秒的条件计算成目标密度的造泡用气体和异氰酸酯指数设定为0.9~1.1的聚异氰酸酯(粗MDI、NCO含量:31%),得到弹性发泡基体原料。然后,按照上述制造方法,由弹性发泡基体原料制造薄片状弹性体。
·记号C和D(采用机械泡沫法+化学发泡法)
基本上与上述记号A系列和B的机械泡沫法相同,但作为原料,进一步混合0.5份作为发泡剂的水(在记号A系列的混合物中加入了所需量的造泡用气体和水的产物作为记号C、在记号B中加入了水的产物作为记号D)。
[表1]

  记号  原材料  密度(kg/m3)  延伸率(%)  拉伸强度(MPa)  测定例1  A  PU  400  140  0.20  测定例2  A’  ↑  240  -  -  测定例3  A”  ↑  150  155  0.10  测定例4  A”’  ↑  100  -  -  测定例5  B  ↑  240  160  0.13  测定例6  C  ↑  100  170  0.05  测定例7  D  ↑  80  50  0.12

·表1中,延伸率和拉伸强度是根据JIS K 6251测定的数值。
·表1中,PU表示聚氨酯。
(实验1的结果)
结果见下述表2((a)中转数为43转/分钟;(b)中转数为86转/分钟)。由表2可知:在未赋予树脂组合物存在区的薄片状弹性发泡基体中,即使在形成高密度等状态以提高原材料硬度的情况下,在评价条件下也没能显现出30转以上的抗擦伤性。另外,在密度为本发明的密度范围250kg/m3以下的240kg/m3的试验片S(测定例2和5)中,没能确认到20转以上的抗擦伤性。
另一方面,在测定例1~4的原材料中,在作为手机等的密封部材的使用用途中没有发生任何问题;在测定例5的原材料中,根据与被密封部材的物理接触状况,确认到一部分损伤。即确认到:在目前的作为密封部材的使用用途中,必需显现出能够耐受10转以上的转数的抗擦伤性,优选必需具有能够耐受30转以上的转数的抗擦伤性。需要说明的是,在表2中,作为转速43或86转/分钟的结果,在50转以上均为“×”,所以一并记作50~100转。
[表2]
(a)

·转数:43转/分钟
(b)

·转数:86转/分钟
(实验2)关于原材料的一体保持性(追踪性)
由实验1记载的测定例3和测定例6的原材料,分别制作测定例A”系和测定例C系的各8块薄片状弹性发泡基体。然后,使用包含具备下述表3所示的各种物理性质(a~j:10种)的各种原材料的树脂组合物,在上述发泡基体上形成4μm厚的树脂组合物存在区,制作测定例A”-a~j和测定例C-a~j的各1块薄片状弹性体(共20块)。然后,对所制作的各薄片状弹性体实施以下说明的试验,确认、评价一体保持性(追踪性)。需要说明的是,薄片状弹性体的制造方法遵照上述的实施例。
[表3]

·表3中,延伸率和拉伸强度是根据JIS K 6251测定的数值。
·表3中,各缩写如下。
PU:聚氨酯      SBR:苯乙烯-丁二烯橡胶
PA:聚酰胺      AC:丙烯酸树脂
Tm:熔融温度    Tg:玻璃化转变温度
(一体保持性(追踪性)的评价)
使用φ10的圆棒,从树脂组合物存在区一侧以50%压缩挤压薄片状弹性体,使凹陷达到0.5mm,目视确认该挤压时产生的褶皱。然后,按以下四个等级评价目视结果,即◎:没有产生褶皱、○:产生不足5mm的褶皱、△:产生5~10mm的褶皱、×:产生10mm以上的褶皱。需要说明的是,该评价根据以下情形来进行:在树脂组合物存在区的一体保持性高的情况下,树脂组合物存在区随着薄片状弹性发泡基体的变形而变形,从外部看形状上的变形并不明显;在树脂组合物存在区的一体保持性低的情况下,树脂组合物存在区不随着薄片状弹性发泡基体的变形而变形,在外部显现出形状的变形。
(实验2的结果)
测定例A”系的结果见下述表4(a)、测定例C系的结果见表4(b)。由表4确认:包含延伸率低的原材料的树脂组合物存在区,其一体保持性(追踪性)差。
[表4]
(a)

(b)


(实验3)树脂组合物存在区的厚度对抗擦伤性和一体保持性(追踪性)的影响
由实验1的测定例3的原材料制作20块A”系的薄片状弹性发泡基体,由测定例6的原材料制作20块C系的薄片状弹性发泡基体。然后,使用下述表5(A”系)、表6(C系)所示的各种物理性质(a~j:10种)的各种原材料,同样在上述发泡基体上赋予表5、表6所示厚度的树脂组合物存在区,制作实施例A”-1~16和比较例A”-1~4、实施例C-1~16和比较例C-1~4的各1块薄片状弹性体(共40块)。然后,对于所制作的各实施例和比较例的薄片状弹性体,就实验1中实施的抗擦伤性(转数为43转/分钟(一部分按转数86转/分钟进行))和实验2中实施的一体保持性(追踪性)进行确认、评价。需要说明的是,薄片状弹性体的制造方法与实施例2一样,遵照上述实施例。
[表5]

[表6]

(实验3的结果)
结果一并见上述表5和表6。由表5和表6确认:任一种原材料的薄片状弹性发泡基体,通过使树脂组合物存在区的厚度达到1μm以上,在评价条件下可达到10转以上;通过使树脂组合物存在区的厚度达到25μm以下,显现出良好的追踪性。另外,通过使树脂组合物存在区的厚度达到2μm以上,超过目前所适用的密封部材的抗擦伤性水准,相对于30转确认到合适的抗擦伤性。并且,通过使树脂组合物存在区的厚度达到3μm以上,相对于100转也确认到抗擦伤性。另外,树脂组合物存在区的厚度为3μm时,即使在转数86转/分钟的条件下也确认到抗擦伤性(抗擦伤性的结果栏右上带有*的结果表示:即使在转数86转/分钟的条件下也同样为“○”)。至于追踪性,当树脂组合物存在区的厚度为10μm以下时确认到“◎”,确认薄片状弹性发泡基体与树脂组合物存在区以非常高的密合性结合在一起。比较例A”-2和3以及比较例C-2和3中,虽然树脂组合物存在区的厚度为3μm,但由于形成树脂组合物存在区的原材料的延伸率的问题,确认一体保持性(追踪性)上存在问题。
另外,将树脂组合物存在区的厚度固定为3μm,由实验1的测定例1的原材料制作3块薄片状弹性发泡基体,由测定例2的原材料制作3块薄片状弹性发泡基体,由测定例4的原材料制作3块薄片状弹性发泡基体,由测定例5的原材料制作3块薄片状弹性发泡基体,由测定例7的原材料制作1块薄片状弹性发泡基体。然后,如下述表7所示,使用具备各种物理性质(a~c:3种(测定例7仅为a))的各种材料,在上述发泡基体上赋予树脂组合物存在区,制作各1块的薄片状弹性体(共13块)。然后,对于所制作的各薄片状弹性体,观察、评价抗擦伤性(转数为43转/分钟和86转/分钟)以及追踪性。其结果,测定例5和测定例7的薄片状弹性体,在转速超过100转时,除抗擦伤性超限外,没有确认到其它问题。
[表7]

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提供一种能够兼具由良好的柔软性和弹性产生的密封性、和抗擦伤性的薄片状弹性体。该薄片状弹性体包含所需的薄片状弹性发泡基体12,上述薄片状弹性发泡基体12的厚度方向的一方的整个表面12a被所需的树脂组合物R覆盖;在上述表面12a的表层部分,由构成薄片状弹性发泡基体12的发泡体骨架13划分的单元28内存在树脂组合物R;在上述表面12a的表层部分,形成有上述薄片状弹性发泡基体12与组合物R一体化的树脂组合。

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