特開 2023-160500 傾斜多孔シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160500

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】傾斜多孔シート

(51)【国際特許分類】

   C08J 9/36 20060101AFI20231026BHJP

【ＦＩ】

C08J9/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022070909

(22)【出願日】2022-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003768

【氏名又は名称】東洋製罐グループホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】篠▲崎▼ 瑞生

(72)【発明者】

【氏名】市川 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】飯野 裕喜

(72)【発明者】

【氏名】坂本 航士

【テーマコード（参考）】

4F074

【Ｆターム（参考）】

4F074AA66

4F074BA33

4F074CA26

4F074CC04Z

4F074CD20

4F074DA02

4F074DA14

4F074DA23

4F074DA32

4F074DA33

4F074DA57

4F074DA59

(57)【要約】

【課題】うねりや皺などが抑制された傾斜多孔シートを提供する。
【解決手段】厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化している傾斜多孔シート１において、空孔形状が厚み方向に伸長し、高空孔率側の表面近傍領域における空孔率をＢ、低空孔率側の表面近傍領域における空孔率をｂとしたときの傾斜度Ｂ／ｂを１．３以上とし、下記式（１）によって定められる平面度Ｆを３以下とする。
Ｆ＝Ｈ／ｔ ・・・ （１）
ただし、Ｈは、シートを５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さ、ｔは、シートの厚みである。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化している傾斜多孔シートであって、
空孔形状が厚み方向に伸長しており、
高空孔率側の表面近傍領域における空孔率をＢ、低空孔率側の表面近傍領域における空孔率をｂとしたときに、傾斜度Ｂ／ｂが１．３以上であり、
下記式（１）によって定められる平面度Ｆが、３以下であることを特徴とする傾斜多孔シート。
Ｆ＝Ｈ／ｔ ・・・ （１）
ただし、Ｈは、シートを５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さ、ｔは、シートの厚みである。

【請求項2】

空孔径の縦横比が１．３以上である請求項１に記載の傾斜多孔シート。

【請求項3】

厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化している傾斜多孔シートであって、
空孔形状が厚み方向に伸長しており、
空孔径の縦横比が１．３以上であり、
高空孔率側の表面近傍領域における空孔率をＢ、低空孔率側の表面近傍領域における空孔率をｂとしたときに、傾斜度Ｂ／ｂが１．３以上であることを特徴とする傾斜多孔シート。

【請求項4】

空孔領域全体の空孔率が５０％以上である請求項１～３のいずれか一項に記載の傾斜多孔シート。

【請求項5】

高空孔率側の表面近傍領域の空孔率が５０％以上であり、低空孔率側の表面近傍領域の空孔率が４０％以下である請求項１～３のいずれか一項に記載の傾斜多孔シート。

【請求項6】

シート表面で破泡していない請求項１～３のいずれか一項に記載の傾斜多孔シート。

【請求項7】

下記式（１）によって定められる平面度Ｆが、３以下である請求項３に記載の傾斜多孔シート。
Ｆ＝Ｈ／ｔ ・・・ （１）
ただし、Ｈは、シートを５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さ、ｔは、シートの厚みである。

【請求項8】

周縁部に、非発泡又は低発泡の部位が形成されている請求項１～３、及び７のいずれか一項に記載の傾斜多孔シート。

【請求項9】

請求項１～３、及び７のいずれか一項に記載の傾斜多孔シートを二次加工してなる傾斜多孔シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化している傾斜多孔シートに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、常温・常圧で気体状のガスを、高温・高圧下でプラスチックに溶解した後、プラスチックをガス溶解時の圧力より低い圧力雰囲気下に曝した後に、シート両面をそれぞれ温度の異なる雰囲気に曝すことによって製造される傾斜発泡プラスチックシートが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－３６３３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者らは、このような背景技術に着目して鋭意検討を重ねたところ、次のような知見を得るに至った。すなわち、特許文献１では、押出発泡成形法によってシートを発泡させており、ダイから押し出された直後から発泡するため、その後にシート両面をそれぞれ温度の異なる雰囲気に曝しても、気泡率（空孔率）を傾斜的に変化させ難い、すなわち傾斜の度合いを大きくすることが難しい。さらに、特許文献１には、温度制御可能なロールに通して、シート両面をそれぞれ温度の異なる雰囲気に曝す例が示されているが、ロールで挟むと高発泡させ難い。加えて、シート内に形成される気泡（空孔）は、押出方向（面方向）に大きい横長の形状となる傾向があるとともに、シート両面で気泡率、すなわち素材の膨張率が異なることにも起因して、シートにうねりや皺などが生じ易い。このため、平面性を確保するのが困難であり、このようなうねりや皺などの不具合は、高発泡とした場合に顕著となる。

【0005】

そこで、本発明者らは、上記背景技術に鑑みて、うねりや皺などが抑制された傾斜多孔シートを提供するべく、さらなる鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る傾斜多孔シートは、厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化している傾斜多孔シートであって、空孔形状が厚み方向に伸長しており、高空孔率側の表面近傍領域における空孔率をＢ、低空孔率側の表面近傍領域における空孔率をｂとしたときに、傾斜度Ｂ／ｂが１．３以上であり、下記式（１）によって定められる平面度Ｆが、３以下である構成としてある。
Ｆ＝Ｈ／ｔ ・・・ （１）
ただし、Ｈは、シートを５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さ、ｔは、シートの厚みである。

【0007】

また、本発明に係る傾斜多孔シートは、厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化している傾斜多孔シートであって、空孔形状が厚み方向に伸長しており、空孔径の縦横比が１．３以上であり、高空孔率側の表面近傍領域における空孔率をＢ、低空孔率側の表面近傍領域における空孔率をｂとしたときに、傾斜度Ｂ／ｂが１．３以上である構成とすることもできる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、うねりや皺などが抑制された傾斜多孔シートを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る傾斜多孔シートを模式的に示す説明図である。

【図2】本発明の実施形態に係る傾斜多孔シートの製造例を示す説明図である。

【図3】実施例１の断面ＣＴ画像である。

【図4】実施例２の断面ＣＴ画像である。

【図5】実施例３の断面ＣＴ画像である。

【図6】比較例１の断面ＣＴ画像である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0011】

図１は、本実施形態に係る傾斜多孔シートを模式的に示す説明図であり、図２は、本実施形態に係る傾斜多孔シートの製造例を示す説明図である。これらの図に示すように、傾斜多孔シート１は、発泡剤を含浸させたシート状の発泡剤含浸シート２を傾斜発泡させてなり、厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化している。

【0012】

発泡剤含浸シート２は、例えば、射出成形機の可塑化ユニットで溶融混練される樹脂材料中に発泡剤を溶解させて、保圧をかけながら発泡を抑制してシート状に射出成形し、少なくとも樹脂材料の冷却固化温度よりも低い温度に冷却した後に成形型から取り出すことによって作製するか、又は、シート状に予備成形された樹脂材料をオートクレーブに投入し、発泡剤を高圧下で樹脂材料中に溶解させることによって作製することができる。

【0013】

樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブテン、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド、フッ素樹脂、エチレン－プロピレン樹脂、エチレン－エチルアクリレート、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、イミド樹脂、アクリル樹脂、又はノルボルネン系樹脂などが挙げられる。これらは単独で又は複数混合して用いてもよく、ポリマーアロイであっても、樹脂マトリクスとフィラーとの複合材料であってもよいが、これらに限定されることなく、傾斜多孔シート１の用途などに応じて適宜選択することができる。

【0014】

発泡剤としては、二酸化炭素、窒素等の物理発泡剤、又はアゾジカルボンアミド等の有機系熱分解型、若しくは炭酸水素ナトリウム等の無機系熱分解型の化学発泡剤の外、発泡成分を内包する熱膨張性カプセルを例示できるが、樹脂材料に対する溶解度などに応じて、これらに限定されることなく適宜選択することができる。

【0015】

このような発泡剤含浸シート２を傾斜発泡させるには、図２に示すように、発泡剤含浸シート２を載置台１０に載置して、載置台１０の上方に配置された熱源２０から、発泡剤含浸シート２に向けて放射熱を照射する。これによって、発泡剤含浸シート２が加熱され、加熱された部位で発泡が開始する。そして、熱源２０に近い高温側では相対的に大きく、熱源２０から遠い低温側では相対的に小さくなるように気泡Ｃが成長し、厚み方向の温度勾配に応じて気泡Ｃの大きさや気泡率（空孔率）が傾斜的に変化するように、傾斜発泡を進行させることができる。

【0016】

その際、載置台１０の天面に刻設された吸引溝１１を介して、真空ポンプＰによって発泡剤含浸シート２の周縁部の全周を真空吸引するなどして、載置台１０上に発泡剤含浸シート２を拘束することにより、傾斜発泡による形状変化が厚み方向に優先されるようにすることができる。これによって、面方向（厚み方向に直交する方向）への気泡Ｃの成長が抑制されて、厚み方向に気泡（空孔）Ｃが伸長するようになり、傾斜発泡が進行していく過程で、うねりや皺などが生じ難くなる。このとき、空孔径の縦横比（面方向における空孔径に対する厚み方向における空孔径の比の平均値）が１．３以上となるように、傾斜発泡の進行を制御することで、うねりや皺などがより抑制された傾斜多孔シート１を作製することができる。

【0017】

また、発泡剤含浸シート２に向けて放射熱を照射するに際しては、図２に示すように、熱源２０の周囲に遮蔽部材３０を配設するなどして、熱源２０からの放射熱の照射範囲を調整することができる。このようにして、発泡剤含浸シート２の周縁部を除く部位が、選択的に加熱されるようにすることで、傾斜多孔シート１の周縁部１ａに、非発泡又は低発泡の部位が形成されるようにするのが好ましい。

【0018】

このようにすることで、発泡剤含浸シート２の加熱された部位が、非発泡又は低発泡の部位に囲まれて、より面方向に拘束された状態で傾斜発泡が進行するため、傾斜発泡による形状変化が厚み方向により優先されるようになる。その結果、面方向への気泡Ｃの成長がより好適に抑制され、うねりや皺などがより生じ難くなるように、傾斜発泡の進行を制御することが可能となる。

【0019】

本実施形態に係る傾斜多孔シート１は、このようにして傾斜発泡の進行を制御しつつ、発泡剤含浸シート２を傾斜発泡させることによって、高空孔率側の表面近傍領域における空孔率をＢ、低空孔率側の表面近傍領域における空孔率をｂとしたときに、傾斜度Ｂ／ｂが１．３以上となるように、高空孔率側の表面近傍領域における空孔率をより大きくし、好ましくは空孔領域全体の空孔率が５０％以上の高空孔率となるように傾斜発泡させたものでありながらも、空孔形状が厚み方向に伸長していることに起因して、うねりや皺などが抑制されたものとすることができる。

【0020】

傾斜多孔シート１をこのような構成とすることで、より広範囲の用途に適用することができるが、本実施形態にあっては、高空孔率側ＨＶの表面近傍領域の空孔率が５０％以上であるのが好ましく、低空孔率側ＬＶの表面近傍領域の空孔率が４０％以下であるのが好ましい。また、傾斜多孔シート１の全体で、平均空孔径は２０～５００μｍであるのが好ましい。

【0021】

ここで、表面近傍領域とは、表面から傾斜多孔シート１の厚みの２０％の深さまでの領域をいうものとし、傾斜多孔シート１の厚みは０．５～２０ｍｍであるのが好ましく、１～１０ｍｍであるのがより好ましい。

【0022】

また、傾斜多孔シート１は、表面平滑性を向上させる観点からシート表面で破泡していないのが好ましく、シート表面に形成されるスキン層の厚みは５００μｍ以下であるのが好ましい。

【0023】

また、傾斜多孔シート１は、その平面性の指標として下記式（１）によって定められる平面度Ｆが、３以下であるのが好ましい。
Ｆ＝Ｈ／ｔ ・・・ （１）
ただし、Ｈは、傾斜多孔シート１を５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さ、ｔは、シートの厚みである。

【0024】

このような本実施形態に係る傾斜多孔シート１は、種々の分野で広範囲の用途に適用することができる。断熱性、衝撃吸収性、吸音性などの特性を利用した土木建築資材、自動車用資材、包装資材などの用途に適用できる外、厚み方向の一方向に空孔率が傾斜的に変化することで、その誘電率も傾斜的に変化することを利用して、例えば、ミリ波を用いたレーダーシステムにおいて、その安定性を向上させるためのミリ波の透過を調整するシートとしての用途に適用することもできる。

【0025】

ミリ波の透過を調整するシートとしての用途に適用するにあたっては、例えば、高空孔率側ＨＶのシート表面が入射面となるように用いて、高空孔率側ＨＶの比誘電率εが１．８以下であり、低空孔率側ＬＶに向かってΔε＜０．３／１００μｍの変化率で、比誘電率εが傾斜的に変化するように、高空孔率側ＨＶの表面近傍領域の空孔率Ｂ、低空孔率側ＬＶの表面近傍領域の空孔率ｂ、及び傾斜度Ｂ／ｂを設定するのが好ましい。

【実施例0026】

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
［実施例１］
樹脂材料としてポリエチレンテレフタレートを用いて、これに発泡剤として窒素を溶解させて、縦：９０ｍｍ、横：９０ｍｍ、厚さ：１．２５ｍｍのシート状に射出成形された発泡剤含浸シートを用意した。

【0027】

次に、発泡剤含浸シートを温調された載置台に載置して、載置台の上方に配置された熱源から、発泡剤含浸シートの周縁部が加熱されないように放射熱を照射して、発泡剤含浸シートの対向する主面間で温度差があるように、発泡剤含浸シートの周縁部を除く部位を加熱した。その際、発泡剤含浸シートの対向する主面のうち、載置台に接する一方側を拘束した。これによって、傾斜発泡を進行させ、しかる後に冷却固化して気泡の成長を停止させた。

【0028】

このようにして製造された傾斜多孔シートについて、その断面のＣＴ画像を図３に示す。かかるＣＴ画像から、空孔径の縦横比（面方向における空孔径に対する厚み方向における空孔径の比の平均値）を求めたところ１．９２であり、厚み方向に空孔が伸長するように傾斜発泡していることが確認できる。

【0029】

また、高空孔率側の表面近傍領域の空孔率Ｂは５７．３％、低空孔率側の表面近傍領域の空孔率ｂは３．２％であり、その傾斜度Ｂ／ｂは１８．１であった。
また、空孔領域全体の空孔率は５０．６％であった。
また、製造された傾斜多孔シートを５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さＨを求め、製造された傾斜多孔シートの厚みｔに対する比Ｈ／ｔを平面性の指標として評価したところ、その値は１．０８であった。

【0030】

［実施例２］
発泡剤含浸シートを加熱するに際し、その熱量を７．５倍に増加させた以外は、実施例１と同様にして、傾斜多孔シートを製造した。その断面のＣＴ画像を図４に示す。かかるＣＴ画像から、空孔径の縦横比を求めたところ１．４４であり、厚み方向に空孔が伸長するように傾斜発泡していることが確認できる。

【0031】

また、高空孔率側の表面近傍領域の空孔率Ｂは５１．２％、低空孔率側の表面近傍領域の空孔率ｂは３５．６％であり、その傾斜度Ｂ／ｂは１．４であった。
また、空孔領域全体の空孔率は６１．１％であった。
また、製造された傾斜多孔シートを５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さＨを求め、製造された傾斜多孔シートの厚みｔに対する比Ｈ／ｔを平面性の指標として評価したところ、その値は１．２８であった。

【0032】

［実施例３］
樹脂材料としてオレフィン系樹脂を用い、発泡剤含浸シートを加熱する際の熱量を５０％低減させた以外は実施例１と同様にして、傾斜多孔シートを製造した。その断面のＣＴ画像を図５に示す。かかるＣＴ画像から、空孔径の縦横比を求めたところ２．６８であり、厚み方向に空孔が伸長するように傾斜発泡していることが確認できる。

【0033】

また、高空孔率側の表面近傍領域の空孔率Ｂは５０．２％、低空孔率側の表面近傍領域の空孔率ｂは５．１％であり、その傾斜度Ｂ／ｂは９．９であった。
また、空孔領域全体の空孔率は４３．２％であった。
また、製造された傾斜多孔シートを５ｃｍ角に切り出して平面上に置いた際の最大高さＨを求め、製造された傾斜多孔シートの厚みｔに対する比Ｈ／ｔを平面性の指標として評価したところ、その値は２．０２であった。

【0034】

［比較例１］
発泡剤含浸シートの対向する主面のうち載置台に接する一方側を拘束せず、両主面とも非拘束とて、発泡剤含浸シートの全面に放射熱を照射した以外は、実施例１と同様にして、傾斜多孔シートを製造した。
このようにして製造された傾斜多孔シートは、全体が大きく歪んだものであり、実施例１と同様にして求めた比Ｈ／ｔの値は５．１７であった。
なお、高空孔率側の表面近傍領域の空孔率Ｂは６０．３％、低空孔率側の表面近傍領域の空孔率ｂは４３．７％であり、その傾斜度Ｂ／ｂは１．４であった。
また、空孔領域全体の空孔率は５７．５％であった。
また、その断面のＣＴ画像を図６に示すが、かかるＣＴ画像から求めた空孔径の縦横比は１．２５であり、実施例１～４に比べて、面方向への空孔の成長を抑制できていないことが確認できる。

【0035】

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0036】

１ 傾斜多孔シート
１ａ 周縁部
ＨＶ 高空孔率側
ＬＶ 低空孔率側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】