JP2008105213A

JP2008105213A - 紫外線硬化発泡シートの製造方法

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Publication number: JP2008105213A
Application number: JP2006288525A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Makihara; 伸征牧原; Hideo Suzuki; 英郎鈴木; Seigo Hishiki; 誠吾日紫喜
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2008-05-08

Abstract

【課題】表面粘着性が無く、品質の安定した発泡シートが得られる製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】少なくとも一方が紫外線透過性を有する２つのプラスチックフィルム１１，３１における何れか一方のプラスチックフィルム１１に、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料Ｐを塗布し、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料Ｐの表面に他方のプラスチックフィルム３１を積層し、紫外線透過性のプラスチックフィルム３１を介して紫外線を照射することにより紫外線硬化性樹脂原料を硬化させて紫外線硬化発泡シートＡとし、その後、２つのプラスチックフィルム１１，３１を紫外線硬化発泡シートＡから剥がす。
【選択図】図１

Description

この発明は、紫外線硬化発泡シートの製造方法に関する。

従来、紫外線硬化性樹脂原料を機械発泡（起泡とも称される）させたものに紫外線を照射し、硬化させた紫外線硬化発泡シートがある。機械発泡とは、発泡剤を含まない紫外線硬化性樹脂原料をミキサーなどで攪拌または混合することにより空気または他の不活性なガスを泡状態で分散させる方法である。なお、外部で発生させた不活性なガスを紫外線硬化性樹脂原料に導入してミキサーなどで泡立てることもある。また、紫外線硬化性樹脂原料は、オリゴマー、希釈剤、紫外線重合開始剤、整泡剤等で構成されている。

紫外線硬化発泡シートの製造方法として、発泡後の紫外線硬化性樹脂原料をプラスチックフィルム上に塗布し、プラスチックフィルム上の紫外線硬化性樹脂原料に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂原料を硬化させ、その後に紫外線硬化発泡シートをプラスチックフィルムから剥がす方法がある。また、連続的に供給されるプラスチックフィルム上に発泡後の紫外線硬化性樹脂原料を連続的に塗布し、紫外線を照射して硬化させる方法もある。

しかし、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料を、酸素存在下に紫外線の照射で硬化させると、紫外線硬化性樹脂原料の表面が光酸化分解し、得られる発泡体が表面粘着性を有するべたつくものとなり、扱い難い問題がある。また、従来においては、紫外線硬化発泡シートの製造時、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料は、下面のみがプラスチックフィルムと接触し、上面が解放された状態で硬化するため、プラスチックフィルム存在側と非存在側で収縮率に差が発生し、プラスチックフィルムから剥がされた後の紫外線硬化発泡シートに反りが発生しやすく、品質が一定し難い問題もある。

特開昭６１−１３７７１１号公報特開平３−５４２３０号公報特開平９−１７４７３３号公報

この発明は前記の点に鑑みなされたものであって、表面粘着性（べたつき性）が無く、しかも品質の安定した紫外線硬化発泡シートが得られる製造方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、少なくとも一方が紫外線透過性を有する２つのプラスチックフィルムの何れか一方のプラスチックフィルムに、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料を塗布し、前記紫外線硬化性樹脂原料の表面に他方のプラスチックフィルムを積層し、前記紫外線透過性のプラスチックフィルムを介して紫外線を照射することにより前記紫外線硬化性樹脂原料を硬化させて紫外線硬化発泡シートとし、その後、前記２つのプラスチックフィルムを前記紫外線硬化発泡シートから剥がすことを特徴とする紫外線硬化発泡シートの製造方法に係る。

本発明によれば、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料の両面がプラスチックフィルムで覆われるため、紫外線による硬化時に紫外線硬化性樹脂原料の表面が酸素と接触するのを避けることができ、紫外線硬化性樹脂原料の表面が光酸化分解して粘着性を有するべたつくものになるのを防ぐことができる。しかも、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料の両面を覆うプラスチックフィルムの少なくとも一方が紫外線透過性を有するため、その紫外線透過性プラスチックフィルムを介して紫外線を紫外線硬化性樹脂原料に照射することができる。また、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料は両面がプラスチックフィルムで覆われた状態で硬化するため、得られる紫外線硬化発泡シートは両面で収縮率に差を生じ難く、品質が安定する。

以下この発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の製造方法で紫外線硬化発泡シートを連続的に製造する場合の製造装置の概略正面図である。

図１の製造装置１０は、下側プラスチックフィルムの供給・巻き取り手段と、紫外線硬化性樹脂原料の機械発泡・塗布手段と、上側プラスチックフィルムの供給・巻き取り手段と、紫外線照射手段と、紫外線硬化発泡シートの巻き取り手段とよりなる。

下側プラスチックフィルムの供給・巻き取り手段は、下側プラスチックフィルム１１が巻かれた下側プラスチックフィルム供給ロール１３から下側プラスチックフィルム１１を巻き戻して上方へ供給し、供給側下側ロール１４で略水平方向へ向きを変えて所定距離供給した後に巻き取り側下側ロール１５で下方へ向きを変え、後述の紫外線硬化発泡シートＡの下面から剥がして下側プラスチックフィルム巻き取りロール１６で巻き取るように構成されている。

紫外線硬化性樹脂原料の機械発泡・塗布手段は、前記供給側下側ロール１４付近において、前記略水平方向に供給される前記下側プラスチックフィルム１１の上面に発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐを吐出する機械発泡装置２１で構成される。前記機械発泡装置２１は、外部から供給される不活性ガスを紫外線硬化性樹脂原料に混合攪拌して紫外線硬化性樹脂原料を発泡（起泡）させるオークスミキサー、ホバートミキサー等の各種ミキサーを備え、機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐを、前記略水平方向に供給されている下側プラスチックフィルム１１の上面に吐出可能となっている。なお、機械発泡装置２１としては、攪拌によって紫外線硬化性樹脂原料にガスを巻き込んで紫外線硬化性樹脂原料を発泡（起泡）させることができ、かつ発泡（起泡）状態で吐出可能なものであれば、制限なくする使用することができる。不活性ガスは、常温常圧で気体状態のものであって、紫外線硬化性樹脂を劣化させないものであれば、特に限定されない。例えば、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の無機ガスや、フロンガス、低分子量の炭化水素等の有機ガスが挙げられる。不活性ガスの供給量は適宜決定されるが、窒素ガスの場合の供給量は１〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましい。

上側プラスチックフィルムの供給・巻き取り手段は、上側プラスチックフィルム３１の巻かれた上側プラスチックフィルム供給ロール３３と、ドクターナイフ３４と、巻き取り側上側ロール３５とで構成される。

前記上側プラスチックフィルム供給ロール３３は、前記下側プラスチックフィルムの供給・巻き取り手段の上方に設けられている。前記上側プラスチックフィルム供給ロール３３から巻き戻された上側プラスチックフィルム３１は、略水平方向へ供給されている前記下側プラスチックフィルム１１の近くまで供給され、機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐの上面に積層される。

前記ドクターナイフ３４は、前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐの上面に積層された上側プラスチックフィルム３１の上面に下端が接触し、前記上側プラスチックフィルム３１の向きを略水平方向に変えると共に、前記下側プラスチックフィルム１１と上側プラスチックフィルム３１間における前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐの厚みを調整する。前記ドクターナイフ３４の下端は、前記下側プラスチックフィルム１１との間隔が、目的とする紫外線硬化発泡シートＡの厚みに、前記上側プラスチックフィルム３１の厚みを加算した値と略等しくされている。前記紫外線硬化発泡シートＡの厚みは、適宜の値とされるが、０．１〜３．０ｍｍが好ましい。さらにより好ましくは、０．３〜０．５ｍｍとする。この範囲とすることで、後述の紫外線照射時に紫外線が前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐの一側から反対側まで透過し、均一な気泡分布の紫外線硬化発泡シートＡを得やすくなる。すなわち、前記厚みが０．１ｍｍ未満の場合、酸素阻害性による影響が大きくなり、十分に硬化した発泡シートが得られなくなる。一方、３．０ｍｍを超えると紫外線の透過性が悪く、発泡シート内部まで十分に硬化しなくなる。

前記巻き取り側上側ロール３５は、前記供給側下側ロール１４の上方に設けられ、前記上側プラスチックフィルム３１の向きを上方に変えて紫外線硬化発泡シートＡの上面から剥がすようにされている。

前記上側プラスチックフィルム巻き取りロール３６は、前記巻き取り側上側ロール３５によって上方へ向きが変えられた上側プラスチックフィルム３１を巻き取る。

前記下側プラスチックフィルム１１および前記上側プラスチックフィルム３１は前記巻き取られた後、繰り返し使用することが可能である。また、前記下側プラスチックフィルム１１および前記上側プラスチックフィルム３１の少なくとも一方は紫外線透過性のものとされ、より好ましくは両方共、紫外線透過性とされる。本実施例では、前記下側プラスチックフィルム１１および前記上側プラスチックフィルム３１の両方共、紫外線透過性とされている。前記下側プラスチックフィルム１１および上側プラスチックフィルム３１は、外気を遮断し、前記紫外線硬化性樹脂に対して剥離可能なものが好ましい。

前記紫外線透過性のプラスチックフィルムは、紫外線を透過可能なものであれば特に限定されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ビニルポリイソプレン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂からなる透明プラスチックフィルムを用いることができる。さらに、紫外線を透過可能なもの、すなわち透明であれば、これらの樹脂の混合物からなるプラスチックフィルム、あるいはこれらの樹脂の積層フィルムであってもよい。前記下側プラスチックフィルム１１および上側プラスチックフィルム３１の厚みは２５〜１００μｍ程度が好ましい。

紫外線照射手段４１は、紫外線を照射可能な紫外線ランプ等を備えるもので構成され、前記ドクターナイフ３４と前記巻き取り側上側ロール３５間に設けられて前記下側プラスチックフィルム１１および上側プラスチックフィルム３１のうち、少なくとも紫外線透過性フィルム側に紫外線を照射可能に構成されている。本実施例では上側プラスチックフィルム３１側に紫外線を照射可能とされている。

紫外線硬化発泡シートの巻き取り手段は、前記下側プラスチックフィルム１１の略水平供給方向前方（進行方向側）において、前記巻き取り側下側ロール１５および前記巻き取り側上側ロール３５よりも前方位置に設けられた発泡シート向き変更用ロール４１と、前記発泡シート向き変更用ロール４１により上方へ向きを変えた紫外線硬化発泡シートＡを巻き取る紫外線硬化発泡シート巻き取りロール４３とで構成されている。

前記製造装置１０を用いる紫外線硬化発泡シートの製造について説明する。まず、前記下側プラスチックフィルム供給ロール１３から下側プラスチックフィルム１１を前記機械発泡装置２１へ向けて供給し、前記機械発泡装置２１から機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐを、前記下側プラスチックフィルム１１の上面に吐出、塗布する。本実施例では、前記下側プラスチックフィルム１１は紫外線透過可能な透明なものからなる。

前記紫外線硬化性樹脂原料は、オリゴマー、希釈剤、紫外線重合開始剤、整泡剤等からなる公知の配合のものを用いることができる。前記オリゴマーは、アクリレート基を１つまたは２つ以上持ち、主鎖がポリウレタン、ポリエーテル、エポキシ、シロキサン等からなる。希釈剤は、粘度が５００ｃｐｓ以下でアクリレート基を１つまたは２以上持ち、主鎖がポリウレタン、ポリエーテル、エポキシ、シロキサン等からなる。また、アクリレート基を持たない非反応型の希釈剤であってもよい。紫外線重合開始剤は、オリゴマーの重合反応を開始させるものであり、紫外線によりフリーラジカルを生成する。紫外線重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン系、アミノアセトフェノン系、アシルアセトフェノン系、オキシムアセトフェノン系等を用いることもできる。整泡剤は、機械発泡時に気泡の安定化、気泡の微細化等を行うものであり、界面活性剤を挙げることができる。

前記下側プラスチックフィルム１１の上面に塗布された機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐの上面に、前記上側プラスチックフィルム供給ロール３３から上側プラスチックフィルム３１を供給して積層すると共に、前記ドクターナイフ３４の下端を前記上側プラスチックフィルム３１の上面に接触させて前記上側プラスチックフィルム３１と下側プラスチックフィルム１１間における機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐの厚みを所定厚みにする。本実施例では前記上側プラスチックフィルム３１は紫外線透過可能な透明なものからなる。

次に、前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐは、前記下側プラスチックフィルム１１と上側プラスチックフィルム３１で両面が挟まれた状態で前記紫外線照射手段４１へ移動し、前記紫外線照射手段４１によって紫外線が照射される。本実施例では、紫外線が透過可能な透明な上側プラスチックフィルム３１の上方から前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐに紫外線が照射される。前記紫外線の照射によって前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐが硬化し、紫外線硬化発泡シートＡになる。その際、前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料Ｐは、前記下側プラスチックフィルム１１と上側プラスチックフィルムで両面が覆われ、酸素との接触が防止されているため、光酸化分解して紫外線発泡シートＡの表面が粘着性のべたついたものになるのを防ぐことができる。

前記紫外線の照射により紫外線硬化発泡シートＡとした後、前記下側プラスチックフィルム１１を前記下側プラスチックフィルム巻き取りロール１６で巻き取って前記紫外線硬化発泡シートＡの下面から剥がすと共に、前記上側プラスチックフィルム３１を前記上側プラスチックフィルム巻き取りロール３６で巻き取って前記紫外線硬化発泡シートＡの上面から剥がし、前記下側プラスチックフィルム１１および上側プラスチックフィルム３１が剥がされた前記紫外線硬化発泡シートＡを紫外線硬化発泡シート巻き取りロール４３で巻き取る。これによって、前記紫外線硬化発泡シートＡが連続的に製造される。前記紫外線硬化発泡シート巻き取りロール４３に巻き取られた前記紫外線硬化発泡シートＡは、その後、用途に応じた寸法に裁断されて使用される。なお、前記下側プラスチックフィルム巻き取りロール１６に巻き取られた下側プラスチックフィルム１１、および前記上側プラスチックフィルム巻き取りロール３６に巻き取られた上側プラスチックフィルム３１は繰り返し使用可能である。

以下、具体的な実施例について示す。図１に示した製造装置１０を用い、表１に示す配合の紫外線硬化性樹脂原料に窒素ガスを５Ｌ／ｍｉｎの供給量で吹き込みながら、オークスミキサー（機械発泡装置２１）により攪拌して発泡させ、発泡後の紫外線硬化性樹脂原料を前記下側プラスチックフィルム１１上に塗布し、前記のようにして、実施例の紫外線硬化発泡シート（厚み０．５ｍｍ）を製造した。

表１におけるオリゴマー（ウレタン）は、ポリウレタンアクリレート、２官能、分子量６７００、品名：ＵＶ−６１００Ｂ、日本合成化学工業株式会社製、オリゴマー（エポキシ）は、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテルアクリレート、２官能、分子量４８６、品名：ＥＡ−５５２０、新中村化学工業株式会社製、オリゴマー（エステル）は、ポリエステルアクリレート、２官能、分子量６３７、品名：Ｍ−６２００、東亜合成株式会社製、オリゴマー（シリコン）は、シリコンアクリレート、２官能、品名：ＫＮＳ−５３００、信越化学工業株式会社製、希釈剤は、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２官能、分子量５３６、品名：ＡＰＧ−４００、新中村化学工業株式会社製、紫外線重合開始剤は、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、分子量１６４．２、品名：Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、整泡剤は、ポリエーテル変性ポリシロキサン、品名：ＴＥＧＯＳＴＡＢＢ８１１０、ゴールドシュミット社製である。

前記下側プラスチックフィルム１１および上側プラスチックフィルム３１は、透明なポリエチレンテレフタレート、厚み１００μｍ、前記紫外線照射手段４１は、メタルハライドランプ、アイグラフィックス製、前記下側プラスチックフィルム１１および上側プラスチックフィルム３１の供給速度（移動速度）は７ｍ／分、前記ドクターナイフ３４と下側プラスチックフィルム１１間の間隔は０．５ｍｍである。なお、ＵＶ積算量を４００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

また、比較のため、図１における上側プラスチックフィルム３１を用いることなく、すなわち前記下側プラスチックフィルム１１の上面に塗布された機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料の上面を上側プラスチックフィルム３１で覆うことなく開放状態にして比較例の紫外線硬化発泡シートを製造した。

実施例および比較例の紫外線硬化発泡シートにおける表面の粘着性（べたつき性）を触感で調べた結果、実施例についてはべたつき感が無かったのに対し、比較例はべたつき感があった。また、厚みの収縮率について、前記ドクターナイフ３４と下側プラスチックフィルム１１の間隔を元厚とし、元厚と成形したフィルム厚みとの差との比を百分率で表したところ、オリゴマーをポリウレタンアクリレートとする場合、実施例１では８％であったのに対し比較例では２０％であった。さらに、反り（変形）について、サイズ１００×１００×０．５ｍｍに裁断したものを平板に載せて目視で表面を観察した結果、実施例については反りの殆ど無い略平面状態であったのに対し、比較例については反りが見られた。

また、実施例および比較例の紫外線硬化発泡シートが製造時の紫外線照射によってどの程度光酸化分解したかを調べるため、分解物の量をアセトン抽出方法により測定した。アセトン抽出方法では、前記実施例および比較例の紫外線硬化発泡シートから１００×１００×０．５ｍｍの試験片を裁断し、さらに試験片をそれぞれ粉砕し、その粉砕物から２ｇ（Ｗ_０）を精秤し、これを円筒濾紙に入れてソックスレーアセトン抽出試験装置の抽出管にセットし、アセトン１０ｍｌ中、２時間環流下で抽出を行った。抽出後、ソックスレーフラスコに抽出されたタール分を１０５℃で１時間乾燥処理し、乾燥後の重量（Ｗ_１）を精秤した。アセトン抽出量Ｒ（％）は、Ｒ＝（Ｗ_１／Ｗ_０）×１００、で計算される。その結果、実施例１〜４はアセトン抽出量が６．３〜８．４％、比較例はアセトン抽出量が３８．９％であった。なお、光酸化分解物の量（アセトン抽出量）が多いと、紫外線硬化発泡シートに表面粘着性（べたつき性）を生じるようになる。

前記測定結果から理解されるように、本発明によって製造された実施例１〜４は、表面の粘着性（べたつき性）が無く、収縮および反りも少ないものであった。それに対し、上側プラスチックフィルムの無い比較例は、表面の粘着性（べたつき性）が有り、しかも収縮が大きく、反りも見られた。

なお、前記実施例では、紫外線硬化発泡シートを連続的に製造する場合について説明したが、本発明はそれに限られるものではない。例えば、所定平面寸法からなる下側プラスチックフィルムの上面に機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料を塗布し、前記機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料の上面に所定平面寸法からなる上側プラスチックフィルムを積層して、紫外線を照射するようにしてもよい。

また、本発明におけるプラスチックフィルムは、プラスチックシートとも称されるものを含む。

紫外線硬化発泡シートを連続的に製造する製造装置の概略正面図である。

符号の説明

１１下側プラスチックフィルム
２１機械発泡装置
３１上側プラスチックフィルム
４１紫外線照射手段
Ａ紫外線硬化発泡シート
Ｐ機械発泡後の紫外線硬化性樹脂原料

Claims

少なくとも一方が紫外線透過性を有する２つのプラスチックフィルムの何れか一方のプラスチックフィルムに、機械発泡させた紫外線硬化性樹脂原料を塗布し、
前記紫外線硬化性樹脂原料の表面に他方のプラスチックフィルムを積層し、
前記紫外線透過性のプラスチックフィルムを介して紫外線を照射することにより前記紫外線硬化性樹脂原料を硬化させて紫外線硬化発泡シートとし、
その後、前記２つのプラスチックフィルムを前記紫外線硬化発泡シートから剥がすことを特徴とする紫外線硬化発泡シートの製造方法。