冲击吸收片的制作方法

专利名称：冲击吸收片的制作方法
技术领域：
本发明涉及冲击吸收片(impact-absorbing sheet)和配备有该片的图像显示设备。
背景技术：
按照惯例，在便携式图像显示设备中，例如如图2所示，图像显示板(display panel)22放置在外壳21内，以及用于保护图像显示板22的透明前面板23提供在其观察侧面之上。当放置透明前面板23时，在图像显示板22和透明前面板23之间提供空间20，并将冲击吸收片1放置在该空间20内，由此防止外部冲击力直接作用在图像显示板22上，并且防止了由于灰尘从外部环境或内部元件进入(penetration)或生成而引起的清晰度降低。
然而，常规的冲击吸收片存在的问题是由于该冲击吸收片对挤压(compression)的强排斥力(repulsive force)的原因，它使得外壳或图像显示板变形；由于其低冲击吸收性能，图像显示板被来自外部的冲击而破裂等。例如，在开孔泡沫(foam)用作冲击吸收材料的情况下，因为对冲击而言，厚度变化大，所以当施加高速冲击时，泡沫下塌(bottom out)。此外，在使用闭孔泡沫的情况下，泡沫并没有柔软感，特别是当施加低速冲击时，它不能充分吸收冲击，因而很有可能发生图像显示板破裂的问题。
至于解决这种缺点，并具有高冲击吸收性能和低排斥力的冲击吸收片，已经公开了其内层压有具有闭孔的泡沫层和具有开孔的泡沫层的冲击吸收片(参见，专利文献1和2)。然而，这种冲击吸收片没有表现出足够的冲击吸收性能，并且特别是当通过挤压等施加冲击(低速变形)时，存在的问题是由于外壳的凹度和凸度引起图像显示板中的破裂；由于灰尘进入或产生而引起的缺陷外观等。
此外，在这些冲击吸收片中，一些产生有害气体，因此需要开发一种具有高性能的冲击吸收片，其能够被制备和使用而不产生环境污染。
JP-A-7-241951 JP-UM-A-6-46941发明内容鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种冲击吸收片，其对高速外部冲击和低速外部冲击均表现出优异的冲击吸收性能并且易于布置在图像显示设备的内部等。本发明的另一目的是提供配备有上述冲击吸收片的图像显示设备，在该图像显示设备中不太可能发生由于冲击而引起的图像显示板、外壳等的破裂或变形。
为了实现上述目的，本发明的发明人已经进行充分的研究，结果他们发现通过结合橡胶泡沫塑料(rubber foam)和粘合剂层，可解决由于冲击而引起的厚度变化所导致的下塌问题和排斥力问题，并可获得对高速外部冲击和低速外部冲击均表现出高冲击吸收效果的冲击吸收片，因而完成本发明。
也就是说，本发明具有下述结构。
(1)一种冲击吸收片，其包括包括橡胶泡沫塑料的单层或层压体的冲击吸收材料，冲击吸收材料至少一个表面上的粘合剂层，其中粘合剂层的厚度为0.3mm或更大。
(2)根据上述(1)的冲击吸收片，其中冲击吸收材料的厚度为0.3-2.0mm。
(3)根据上述(1)的冲击吸收片，其中构成橡胶泡沫塑料的聚合物是热塑性弹性体。
(4)根据上述(1)的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料是通过下述步骤而获得的泡沫，所述步骤为在高压下用超临界状态的惰性流体浸渍具有橡胶弹性的聚合物后，减小压力的步骤。
(5)根据上述(1)的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料的密度为0.01-0.5g/cm3。
(6)根据上述(5)的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料的密度为0.3-0.5g/cm3。
(7)根据上述(1)的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料的孔尺寸(cell size)为0.1-1000μm。
(8)根据上述(1)的冲击吸收片，其中粘合剂层的厚度为0.4mm或更大。
(9)根据上述(1)的冲击吸收片，其中20℃时粘合剂层的动态剪切模量为1×107Pa或更小。
(10)根据上述(1)的冲击吸收片，其中粘合剂层是具有孔的粘合剂层。
(11)根据上述(10)的冲击吸收片，其中当混合泡沫时，使用含有重均分子量为20,000或更大的氟化聚合物的氟化表面活性剂作为辅助成分。
(12)根据上述(10)的冲击吸收片，其中发泡率(expansion ratio)为2倍或更大。
(13)根据上述(10)的冲击吸收片，其中平均孔尺寸为1-1,000μm。
(14)根据上述(10)的冲击吸收片，其中粘合剂层中含有中空微球体。
(15)根据上述(14)的冲击吸收片，其中中空微球体的粒度为1-500μm。
(16)根据上述(14)的冲击吸收片，其中中空微球体的比重为0.1-0.8g/cm3。
(17)一种图像显示设备，其包括图像显示板、布置在图像显示板的观察侧面之上的用于保护图像显示板的透明前面板和容纳它们的外壳，其中，根据上述(1)-(5)中任一项的冲击吸收片通过粘合面而布置在图像显示板和透明前面板之间的空间内。
本发明的冲击吸收片对高速冲击和低速冲击均表现出优异的冲击吸收性能。在以下的图像显示设备中，该设备包括图像显示板、布置在图像显示板的观察侧面之上的用于保护图像显示板的透明前面板和容纳它们的外壳，在本发明的冲击吸收片通过粘合面而布置在图像显示板和透明前面板之间的空间内的情况下，防止图像显示板由于来自外部的冲击而引起断裂的效果高，并可设计使得很少可能发生图像显示板的图像失真或外壳的变形。此外，当将本发明的冲击吸收片布置在便携式图像显示设备等中时，因为本发明的冲击吸收片具有粘合面，所以并不需要额外的粘合剂，因此布置该片的操作容易进行。因此，这也能导致成本低。而且，可防止设备内部或外部的灰尘进入或产生。
附图简述

图1是显示本发明冲击吸收片的实例的截面图。
图2是显示配备有本发明冲击吸收片的便携式图像显示设备的实例的截面图。
图3是显示用于测量本发明实施例中的冲击力的装置的示意图。
附图标记和符号如下所述1.冲击吸收片11.冲击吸收材料12.粘合剂层12a.粘合面20.图像显示板和透明前面板之间所提供的空间21.外壳22.图像显示板23.透明前面板30.摆型装置(Pendulum type device)31.冲击器32.支撑棒33.试样34.力传感器35.铝板36.电源37.FTT分析仪具体实施方式
以下，将参考附图描述本发明的实施方案。
图1是显示本发明冲击吸收片的实例的截面图。在图1中，冲击吸收片1由冲击吸收材料11和粘合剂层12构成。粘合剂层12的一个面12a是具有压敏粘合性能的粘合面。当冲击吸收片1具有冲击吸收材料11时，它优选吸收外部冲击并有效地防止图像显示板的图像失真或外壳变形。因为冲击吸收片1具有粘合剂层12，它对高速冲击和低速冲击均能表现出冲击减缓性能，并有效防止图像显示板破裂。
冲击吸收片的厚度通常为0.7-5.0mm，优选为1.0-2.5mm。在冲击吸收片1的厚度小于0.7mm的情况下，难以获得足够的冲击吸收效果。在该厚度大于5mm的情况下，当将冲击吸收片布置在便携式图像显示设备等内部时，由于冲击吸收片的排斥力等的原因，很有可能发生外壳或图像显示板的变形。
(冲击吸收材料)冲击吸收材料11具有孔结构(cell structure)，并且是包括橡胶泡沫塑料的单层或层压体的层，所述橡胶泡沫塑料是由具有橡胶弹性的聚合物构成的。橡胶泡沫塑料在减振(cushioning)性能上是优异的，且有利地吸收外部冲击。对冲击吸收材料的厚度没有特别限制，然而通常可为约0.3-2.0mm，优选为约0.8-2.0mm。
对构成橡胶泡沫塑料的聚合物没有特别限制，只要它为具有橡胶弹性的聚合物，例如可使用天然橡胶、各种合成橡胶(例如异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸类橡胶和聚氨酯橡胶)等。在本发明中特别优选使用在常温下表现为如橡胶特征和高温下表现为热塑性的热塑性弹性体，因为容易控制它的模塑操作或其孔结构。这种热塑性弹性体的实例包括，例如烯烃类弹性体，如乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；苯乙烯类弹性体，如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物；聚酯类弹性体；聚氨酯类弹性体等。这些聚合物可单独使用或者两种或多种结合使用。
作为构成本发明橡胶泡沫塑料的聚合物，也可使用上述具有橡胶弹性的聚合物和没有橡胶弹性的聚合物的混合物。至于这种混合物，例如，可列举如乙烯-丙烯共聚物等烯烃类弹性体和聚丙烯等烯烃类聚合物的混合物。在使用具有橡胶弹性的聚合物和没有橡胶弹性的聚合物的混合物的情况下，对它们的混合比没有特别限制，其实例包括前者/后者＝1/99至99/1，优选为前者/后者＝约30/70至90/10。
橡胶泡沫塑料的孔结构可为开孔结构或闭孔结构或可为其内两者混合的结构，对此没有特别限制。然而，仅仅包含闭孔结构的橡胶泡沫塑料很有可能具有高排斥弹性。在将具有这种橡胶泡沫塑料的冲击吸收片布置在便携式图像显示设备等中时，发生的图像显示板或外壳的变形等问题很有可能是由冲击吸收片的排斥弹性而引起的。因此，优选地，橡胶泡沫塑料具有开孔结构。
橡胶泡沫塑料的密度(表观密度)优选为0.01-0.50g/cm3(更优选为0.3-0.5g/cm3)。通过将密度设定在该范围内，可实现具有良好平衡的挠性和排斥弹性的橡胶泡沫塑料，特别是可有效地缓冲由推挤(pushing)等(低速变形)引起的冲击。在该密度小于0.01g/cm3的情况下，橡胶泡沫塑料变得太挠性，从而减振性能或抗尘性劣化，并且在该密度大于0.50g/cm3的情况下，它缺少挠性并且缺少对曲面的可随附性(followability)等，从而减振性能或抗尘性劣化。
对橡胶泡沫塑料中孔尺寸(平均孔尺寸)没有特别限制，通常为约0.1-1000μm(优选为50-500μm)。
作为形成橡胶泡沫塑料的孔结构的方法，可采用常用于发泡的方法，例如物理方法、化学方法等。常用的物理方法是通过将诸如氯氟烃或烃等低沸点的液体(发泡剂)分散在聚合物中，然后加热蒸发发泡剂而形成孔的方法。此外，化学方法是通过热分解添加到原料聚合物中的化合物(发泡剂)产生气体以形成孔而获得泡沫的方法。
在本发明中，优选利用高压惰性流体作为发泡剂的方法形成孔结构，例如通过以下步骤形成泡沫的方法，所述步骤为在用高压惰性流体浸渍热塑性弹性体之后减小压力的步骤。在通过上述普通物理方法的发泡方法中，存在以下关注用作发泡剂的物质的可燃性或毒性，以及对环境的影响，例如破坏臭氧层。此外，在通过化学方法的发泡方法中，因为发泡气体的残余物残留在发泡气体中，所以腐蚀气体或气体中的杂质的污染成为问题。根据使用高压惰性流体作为发泡剂的方法，可消除这种污染问题，并且容易控制孔结构，并且可形成微细孔(fine cell)。
因此，在本发明中，作为制备橡胶泡沫塑料的方法，利用高压惰性流体作为发泡剂的方法的制备方法是优选的，并且可优选采用通过以下步骤形成泡沫的方法，所述步骤为在用高压惰性流体浸渍具有橡胶弹性的聚合物，例如热塑性弹性体之后减小压力的步骤。顺便提及，当进行用惰性流体浸渍时，可以用惰性流体浸渍预先模塑成片材的未发泡的模塑制品，或者可在压力下用惰性流体浸渍熔融的聚合物。
对上述惰性流体并没有特别限制，只要其为对待使用的聚合物是惰性的，并且该惰性流体可浸渍该聚合物，其实例包括诸如氦气和氩气等稀有气体和诸如氮气和二氧化碳等无机气体等。在这些当中，二氧化碳对聚合物材料具有相对高的亲合力，对环境的影响很小，并且在成本上是有利的，因此最优选使用二氧化碳。
当用惰性流体浸渍聚合物时，惰性流体优选处在超临界状态。在超临界状态中，惰性流体在聚合物中的溶解度增加，由此可掺入高浓度的惰性流体。顺便提及，二氧化碳的临界温度为31℃，临界压力为7.4MPa。
当形成橡胶泡沫塑料时，可根据需要加入添加剂。对添加剂的类型没有特别限制，可使用常用于发泡的各种添加剂。这种添加剂的实例包括，例如晶胞成核剂(cell nucleating agent)、晶体成核剂、增塑剂、着色剂(颜料，染料等)、紫外线吸收材料、抗氧化剂、防老剂、填料、增强剂、阻燃剂、硫化剂、表面处理剂等。添加剂的加入量可在不损害孔形成等的范围内适当选择，并且可采用常规橡胶泡沫塑料用的加入量。
在聚合物是通过用高压惰性流体浸渍聚合物而发泡的情况下，更具体地，孔是通过下述步骤形成的，所述步骤包括用惰性流体浸渍的步骤，在该步骤中在高压下用惰性流体浸渍聚合物；在上述步骤之后减小压力的步骤，在该步骤中减小压力，以发泡聚合物；以及根据需要，加热步骤，在该步骤中孔是通过加热而膨胀的。此时，如上所述，可用惰性流体浸渍预先模塑的未发泡的模塑制品，或者可在压力下用惰性流体浸渍熔融的聚合物，并且在减小压力的同时模塑聚合物。这些步骤可以以间歇法或连续法进行。
在间歇法的情况下，例如，可如下形成泡沫。首先，使用挤出机，例如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，挤出如热塑性弹性体等聚合物，形成未发泡的模塑制品(例如用于模塑泡沫的橡胶片)。可供选择地，使用配备有辊、凸轮和班伯里密炼机型刮刀(Banbury type blade)的捏合机，预先均匀捏合聚合物，并且使用热板压制机压制模塑(press-molded)该聚合物，由此形成未发泡的模塑制品(例如，用于模塑泡沫的橡胶片)。接着，将所得未发泡的模塑制品放置在耐压容器中，向其内引入高压惰性流体，并用惰性流体浸渍未发泡的模塑制品。在这种情况下，对未发泡的模塑制品的形状没有特别限制，它可为任何形状，例如辊、板等。此外，高压惰性流体的引入可连续地或间歇地进行。在用高压惰性流体充分浸渍聚合物时，释放压力(通常至大气压力)，在聚合物中形成晶胞核(cell nuclei)。晶胞核可直接在室温下膨胀，或者它们可根据需要加热膨胀。至于加热方法，例如可列举水浴、油浴、热辊、热风炉、远红外辐射、近红外辐射、微波等。在以这种方式膨胀孔之后，用冷水等快速冷却它们，并因此固定它们的形状。
另一方面，根据连续法，例如，可如下形成泡沫。注入高压惰性气体，同时使用耐压挤出机，例如耐压单螺杆挤出机或耐压双螺杆挤出机捏合聚合物，以及使该聚合物充分浸渍有该气体。接着，根据需要将聚合物冷却至适于发泡的温度，并通过从模头等中挤出将该聚合物模塑成片材，同时释放压力(通常至大气压力)，由此同时进行发泡和模塑。取决于环境，加热膨胀孔。在膨胀孔之后，用冷水等快速冷却它们，并固定它们的形状。
在用惰性流体浸渍的上述步骤中的压力通常为6MPa或更多(例如约6-100MPa)。在压力处于低于6MPa的范围内的情况，通过只少许改变浸渍压力，将会很大程度上改变孔尺寸和孔密度；因此，这往往难以控制孔尺寸和孔密度。
对惰性流体的混合量没有特别限制；然而该量通常为约2-10％重量，基于构成橡胶泡沫塑料的聚合物的总重量。可通过调节该量以使如橡胶泡沫塑料的密度或排斥弹性等特征达到所需值，从而进行混合。
在用惰性流体浸渍的步骤中的温度随将使用的惰性流体或聚合物的类型而变化，且可选自大范围，但是当考虑到可操作性等时，例如，其为约10-350℃。例如，在通过上述间歇法用惰性流体浸渍片状等形状的未发泡的模塑制品时，浸渍温度通常为约10-200℃，优选为约40-200℃。此外，在通过上述连续法用惰性流体浸渍熔融聚合物的情况下，浸渍温度通常为约60-350℃。顺便提及，在二氧化碳用作惰性流体的情况下，为了保持超临界状态，浸渍时的温度为32℃或更高，特别优选为40℃或更高。
在上述减小压力的步骤中，对压力减小速率没有特别限制，然而其通常为约5-300MPa/秒。此外，上述加热步骤中加热温度通常为约40-250℃，优选为约60-250℃。
可调节上述橡胶泡沫塑料的密度(表观密度)，例如通过根据将使用的惰性流体或聚合物的类型合适选择和设定用惰性流体浸渍的步骤中的操作条件，例如温度、压力和时间等；减小压力的步骤中的操作条件，例如压力减小速率、温度和压力等；减小压力后的加热温度等。
顺便提及，橡胶泡沫塑料可为通过层压两个或多个泡沫而获得的层压体。至于层压的橡胶泡沫塑料的数量或各橡胶泡沫塑料的厚度，其总厚度优选在不超过5.0mm的范围内，并且通常可设定在0.4-5.0mm的范围内，更优选为0.6-2.0mm。随着层压层的数量增加，成本增加；因此该数量通常可为10或更少。在将橡胶泡沫塑料形成为层压体的情况下，模塑成片的橡胶泡沫塑料可使用适当的粘合剂等相互粘结。
(粘合剂层)本发明的冲击吸收片1具有粘合剂层12，所述粘合剂层12位于上述冲击吸收材料11的至少一个表面上。该粘合剂层12具有高吸收效果，特别是对高速冲击。因此，可获得能够有利减缓高速冲击和低速冲击的冲击吸收片。
粘合剂层12的厚度为0.3mm或更多(例如0.3-3-0mm)，优选为0.4mm或更多(例如0.4-3.0mm)。在粘合剂层12的厚度小于0.3mm的情况下，吸收能力劣化，特别是对高速冲击的吸收能力劣化。
至于粘合剂层12，可使用具有粘合性能和能够经受成膜工艺的任何聚合物，然而优选使用以下的聚合物，该聚合物能够实现20℃时粘合剂层的动态剪切模量为1×107Pa或更小(例如，1×103至1×107Pa)，更优选为1×105Pa或更小(例如，1×103至1×105Pa)。在20℃时粘合剂层的动态剪切模量超过1×107Pa的情况下，在一些情况下，对高速冲击的吸收能力劣化。此外，当使用具有压敏粘合性能的聚合物时，由于在将冲击吸收片布置在便携式图像显示设备等中时，不需要额外的粘合剂，所以可加工性良好，并且可获得防止灰尘从内部或外部部件等进入或产生的效果，因此这是进一步优选的。
这种聚合物的实例包括各种材料，例如硅酮类、聚酯类、聚氨酯类、丙烯酸(酯)类和橡胶类材料(天然橡胶和各种合成橡胶，例如聚异戊二烯、聚异丁烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段聚合物和硅橡胶)。在这些之中，丙烯酸(酯)类聚合物是特别优选的，这是因为它很少具有对待粘结的物质中的污染或环境污染问题，并且可通过控制分子量或提供交联结构而容易调节物理性能。
至于上述丙烯酸(酯)类聚合物，可优选使用公知的丙烯酸(酯)类压敏粘合剂中的原料聚合物。丙烯酸(酯)类压敏粘合剂通常含有作为原料聚合物的丙烯酸(酯)类聚合物，其主要由作为单体成分的(甲基)丙烯酸酯组成。至于丙烯酸(酯)类聚合物中的(甲基)丙烯酸酯，可仅使用一种类型或者两者或多种类型结合使用。至于这种(甲基)丙烯酸酯，可优选使用(甲基)丙烯酸烷基酯。上述丙烯酸(酯)类聚合物中(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括(甲基)丙烯酸C1-18烷基酯(优选为(甲基)丙烯酸C4-12烷基酯)，例如(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十八烷基酯。这些丙烯酸烷基酯中的烷基可为直链或支链的。
此外，上述(甲基)丙烯酸酯可为(甲基)丙烯酸链烯基酯，例如(甲基)丙烯酸烯丙酯或(甲基)丙烯酸异丙烯酯。
在上述丙烯酸(酯)类聚合物中，各种可与(甲基)丙烯酸酯共聚的共聚单体可用作单体成分。通过使用共聚单体作为单体成分，例如可改进物理性能，如光学性能或耐热性。这些共聚单体可单独使用或者两种或多种结合使用。
上述共聚单体的实例包括，例如含羧基的单体，如(甲基)丙烯酸和衣康酸；含羟基的单体，如(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯；含酰胺基的单体，如(甲基)丙烯酰胺和N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺；含氨基的单体，如氨基乙基(甲基)丙烯酸酯和N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯；含缩水甘油基的单体，如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯；含氰基的单体，如丙烯腈；含杂环的乙烯基单体，如N-乙烯基咪唑和N-乙烯基噁唑；多官能单体，如己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯和二乙烯基苯等。此外，可使用乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；芳族乙烯基化合物，例如苯乙烯和乙烯基甲苯；烯烃类或二烯类，例如乙烯和丁二烯等。
可用公知的方法来聚合这些单体，例如溶液聚合法、乳液聚合法或使用合适聚合引发剂的本体聚合法，对该方法没有特别限制。为了形成本发明中所使用的相对厚的粘合剂层(300μm或更大)作为单层，例如，它可通过下述方法来形成。即，将光聚合引发剂添加至单体混合物中，通过用紫外线等辐射照射而部分聚合单体，将获得的部分聚合物(partial polymer)模塑成片材，例如通过将其涂布在如防粘纸(release paper)等衬底上，然后用紫外线等辐射进一步照射以完成聚合。
在上述聚合方法中，可根据需要，进一步将光聚合引发剂添加至部分聚合物中，或者可添加交联剂。此外，除紫外线之外，例如可照射电离辐射，如α-射线、β-射线、γ-射线或电子束。对辐射的照射能量或照射时间没有特别限制，只要其能获得光聚合引发剂的活化，以使单体成分反应。
上述光聚合引发剂的实例包括，例如乙酰苯类化合物，如4-(2-羟基乙氧基)-苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α，α′-二甲基乙酰苯、甲氧基乙酰苯、2，2-二乙氧基乙酰苯、1-羟基-环己基-苯基酮和2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉基-丙烷-1-酮、苯偶姻醚类化合物，例如苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚和anizoin甲基醚；α-酮醇类化合物，例如2-甲基-2-羟基苯基丙基酮；酮缩醇类化合物，例如苯甲基二甲基酮缩醇；芳族磺酰氯化合物，例如2-萘磺酰氯；光敏性肟化合物，例如1-苯酮-1，1-丙二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟；二苯甲酮类化合物，例如二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸和3，3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等。这些光聚合引发剂可单独使用或者两种或多种结合使用。
对上述光聚合引发剂的用量没有特别限制，然而，例如，其可选自0.01-5重量份(优选为0.05-3重量份)，基于100重量份的用于形成粘合剂层中原料聚合物的全部单体成分。
此外，上述交联剂的实例包括，例如己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧基(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)等。
本发明的粘合剂层可为具有孔结构的粘合剂层。对具有孔结构的粘合剂层没有特别限制，只要其是通过公知方法发泡上述用于形成粘合剂层的聚合物而形成的；然而就泡沫稳定性等等而言，优选为当混合泡沫时，使用含有重均分子量为20,000或更大的氟化聚合物的氟化表面活性剂作为辅助成分所获得的那些。
对能够混合在粘合剂层中的泡沫体积没有特别限制；然而优选地，发泡率为2倍或更大(例如，2-2.5倍)。混合在其内的泡沫可为闭孔结构或开孔结构或其内两者混合的结构。此外，孔通常为球形；然而，它可为不规则的球形。至于上述孔，对平均孔尺寸(直径)没有特别限制，例如，它可选自1-1,000μm(优选为10-500μm，更优选为30-300μm)。顺便提及，对孔中含有的气体成分没有特别限制，可使用各种气体成分，例如除包括氮气、二氧化碳和氩气等惰性气体之外的空气。
对构成上述氟化表面活性剂的氟化聚合物的重均分子量没有特别限制，只要其为20,000或更大；然而，例如它可选自20,000-100,000(优选为22,000-80,000，更优选为24,000-60,000)。在构成氟化表面活性剂的氟化聚合物的重均分子量小于20,000的情况下，泡沫的可混合性(mixability)或混合泡沫的稳定性降低。这种氟化聚合物至少含有具有含氟基团的单体作为单体成分。至于氟化单体，可使用一种类型或者结合使用两种或多种类型。
至于上述氟化单体，例如，可以优选使用具有含氟基团的乙烯基单体。在这种具有含氟基团的乙烯基单体中，全氟基团优选为含氟基团。全氟基团可为一价或多价，例如二价或更高价的。这种全氟基团可通过另外的基团(例如，-O-基团、-OCO-基团、亚烃基等)与乙烯基单体连接。此外，在这种含氟基团，例如全氟基团中，对全氟基团部分中碳原子数目没有特别限制，例如可为1或2或更多(优选为3-30，更优选为4-20)。
至于具有含氟基团的乙烯基单体，例如，优选为具有含氟基团的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸全氟C1-20烷基酯。上述(甲基)丙烯酸全氟C1-20烷基酯的实例包括，例如(甲基)丙烯酸全氟-2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸全氟-异辛酯、(甲基)丙烯酸全氟-壬酯、(甲基)丙烯酸全氟-癸酯等。
连同该氟化单体一起，氟化聚合物可包含能够与作为单体成分的氟化单体共聚的单体成分。例如，在氟化单体为具有含氟基团的(甲基)丙烯酸酯的情况下，可优选使用(甲基)丙烯酸酯作为共聚单体，特别优选为(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯。此外，可列举具有脂环烃基的(甲基)丙烯酸，例如(甲基)丙烯酸异冰片基酯，具有芳族烃基的(甲基)丙烯酸，例如(甲基)丙烯酸苯酯等。此外，可列举含羧基的单体，例如(甲基)丙烯酸和衣康酸或其酸酐；含磺酸基的单体，例如乙烯基磺酸钠；芳族乙烯基化合物，例如苯乙烯和乙烯基甲苯；含氰基的单体，例如丙烯腈和甲基丙烯腈；烯烃类或二烯类，例如乙烯、丁二烯和异戊二烯；含酰胺基的单体，例如丙烯酰胺；含羟基的单体，例如(甲基)丙烯酸羟乙基酯等；但是不限于这些。从这些单体中，可选择并使用一种或两种或多种类型。
对氟化表面活性剂的用量(以固含量计)没有特别限制；然而，例如它可选自0.01-2重量份(优选为0.03-1.5重量份，更优选为0.05-1重量份)，基于100重量份的用于形成具有孔的粘合剂层中原料聚合物的全部单体成分。在氟化表面活性剂的用量小于0.01重量份的情况下，基于100重量份的原料聚合物，泡沫的可混合性降低，并且难以在粘合剂层中混合足够量的泡沫。
对混合泡沫的方法没有特别限制，可使用公知的泡沫混合方法。设备的实例包括配备有下述定子和转子的设备，所述定子在中心具有通孔的盘上有细齿，所述转子在与所述具有齿的定子面对的盘上有与定子相似的细齿。在该设备中定子的齿和转子的齿之间引入单体混合物或其部分聚合物，并且可在转子高速旋转时，通过通孔将用于发泡的气体成分引入单体混合物中或其部分聚合物中。
至于使粘合剂层中加入泡沫的方法，使粘合剂层中加入中空微球体等的方法也是优选的。中空微球体的实例包括，例如由玻璃制成的中空球状物(hollow balloon)，例如中空玻璃球；由金属化合物制成的中空球状物，例如中空氧化铝球；由陶瓷制成的中空球状物，例如中空陶瓷球；由树脂制成的中空球状物，例如中空丙烯酸类球和中空偏二氯乙烯球等。
对中空微球体的粒度(平均粒度)没有特别限制；然而，例如它可选自1-500μm(优选为5-200μm)。
对中空微球体的比重没有特别限制；然而，例如它可选自0.1-0.8g/cm3(优选为0.12-0.5g/cm3)。
对中空微球体的用量没有特别限制；然而，例如，它可选自3-50％重量(优选为5-15％重量)，基于用于形成粘合剂层中原料聚合物的全部单体成分。优选地，可调节该用量而使用中空微球体，以使发泡率为2倍或更多(例如2-2.5倍)。
在本发明的粘合剂层中，可根据需要含有添加剂，例如填料、防老剂或着色剂，添加剂的量为在不损害粘弹性或透明度等性能的范围内。
当形成粘合剂层时，如上所述，在用单体混合物或其部分聚合物涂布防粘纸等衬底后，可用如紫外线等辐射照射，以完成聚合。至于防粘纸，可使用常用的那些，对此没有特别限制。然而，除具有防粘处理层(在其至少一个面上具有防粘处理剂)的衬底之外，其实例包括由氟化聚合物构成的低粘性衬底、由非极性聚合物(例如，聚乙烯或聚丙烯等烯烃树脂)构成的低粘性衬底等。
顺便提及，粘合剂层可为单层或通过层压两片或多片粘合剂层而获得的层压体。对层压的粘合剂层的数目或构成层压体的各粘合剂层的厚度没有特别限制，然而，层压体的总厚度优选为0.3mm或更多。该厚度可优选设定在通常为0.3-3.0mm，优选为0.4-3.0mm的范围内。
(冲击吸收片)通过将橡胶泡沫塑料和由上述方法制备的粘合剂层粘结在一起，可制备本发明的冲击吸收片。当粘结在一起时，可根据需要利用粘合剂层的粘合性能或利用合适粘合剂粘结它们。
本发明的冲击吸收片对高速冲击和低速冲击均表现出优异的冲击吸收性能。在便携式图像显示设备等中，当将本发明的冲击吸收片布置在图像显示板和提供在图像显示板的观察侧面上的透明前面板之间的空间内时，防止图像显示板由于来自外部的冲击而引起断裂的效果高，并可设计使得很少可能发生图像显示板的图像失真或外壳的变形。
此外，当将本发明的冲击吸收片布置在便携式图像显示设备等中时，因为本发明的冲击吸收片具有粘合面，所以并不需要额外的粘合剂，因此布置操作容易进行。因此，这也导致成本低。而且，可防止设备内部或外部的灰尘进入或产生。
本发明的冲击吸收片可特别优选地用作便携式图像显示设备等用的冲击吸收片；然而对它的用途没有特别限制，并且它可用于各种应用。例如，它也可适用于防尘材料，该材料在将各种部件或元件布置(安装)在预定位置时使用。
可利用本发明的冲击吸收片而布置(安装)的部件的实例包括，例如布置在图像显示设备(例如电致发光显示设备和等离子体显示设备)内的图像显示部件、布置在移动通讯设备(例如所谓的“移动(cellular)”或“个人电子助手”)内的照相机或透镜，等。此外，本发明的冲击吸收片可用密封材料，以防止调色剂从成像设备(例如，复印机或打印机)中使用的调色剂处理盒中泄漏。对本发明的冲击吸收片的形状没有特别限制，它可根据使用目的适当地经受切割或冲压等处理。
(图像显示设备)在本发明的图像显示设备中，例如如图2所示，图像显示板放置在外壳21内，以及用于保护图像显示板的透明前面板23提供在其观察侧面之上。当放置透明前面板23时，在图像显示板22和透明前面板23之间提供空间20，并通过冲击吸收片的粘合面将冲击吸收片1放置在该空间20内。使空间20小于冲击吸收片1的厚度(例如，约为冲击吸收片厚度的50-80％)，以受挤压状态将冲击吸收片插入其内。这防止了外部冲击力直接作用在图像显示板22上并且也防止了由于灰尘从外部环境或内部元件的进入或产生而导致清晰度的降低。
由于放置了冲击吸收片1，该设备对高速冲击和低速冲击均具有抵抗力，并且很少可能发生图像显示板或外壳的断裂，图像失真和外壳变形等。此外，由于它具有很少可能发生灰尘从该设备的内部或外部进入或产生的设计，所以它优选作为便携式图像显示设备。顺便提及，该图像显示设备的实例包括液晶显示设备、电致发光显示设备、等离子体显示设备等。
实施例以下，将参考实施例更具体地描述本发明，但是本发明不限于这些实施例。
实施例1(制备橡胶泡沫塑料)在200℃，利用Japan Steel Works Ltd.(JSW)制造的双螺杆捏合机捏合45重量份聚丙烯(MFR0.35g/10mm)、45重量份聚烯烃弹性体(MFR6g/10mm，JISA硬度79°)、10重量份氢氧化镁和10重量份碳，以股状(strandform)挤出，用水冷却，并且成型为丸粒状。将该丸粒送入JSW制造的短螺杆挤出机，并在220℃和13MPa下注入二氧化碳气体。以与聚合物总量的5％重量比率注入二氧化碳气体。注入二氧化碳气体之后，将压力设定为12MPa。在用二氧化碳气体充分饱和后，将丸粒冷却至适于成型的温度，从模头中挤出形成厚度为1.0mm的片材，由此获得密度为0.04g/cm3和平均孔尺寸为60μm的具有开孔的泡沫。
(制备粘合剂层)通过紫外线照射部分聚合下述混合物，所述混合物由90重量份丙烯酸2-乙基己酯、10重量份丙烯酸和0.1重量份2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯(光聚合引发剂)构成，由此获得粘稠溶液，其由聚合比为10％重量的聚合物-单体混合物构成。向该粘稠溶液中，加入0.2重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(内部交联剂)和0.1重量份2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯(光聚合引发剂)，由此制备可光聚合的组合物。
用该可光聚合的组合物涂布经受硅酮防粘处理的防粘处理膜(所述膜由50μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜构成)，用紫外线以2000mJ/cm2的剂量照射，以进行光聚合，由此形成厚度为1.0mm厚的粘合剂层(其由丙烯酸(酯)类粘合剂材料构成)。
(制备冲击吸收片)将上述粘合剂层与上述具有开孔的橡胶泡沫塑料粘结，由此制备冲击吸收片。
实施例2以与实施例1相同的方式制备冲击吸收片，不同之处在于将粘合剂层的厚度设定为0.6mm。
实施例3以与实施例1相同的方式制备冲击吸收片，不同之处在于将橡胶泡沫塑料的厚度设定为1.5mm以及粘合剂层的厚度设定为0.4mm。
实施例4(制备橡胶泡沫塑料)以与实施例1中(制备橡胶泡沫塑料)相同的方式制备橡胶泡沫塑料。
(制备粘合剂层)通过紫外线照射部分聚合下述混合物，所述混合物由90重量份丙烯酸2-乙基己酯、10重量份丙烯酸和0.1重量份2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯(光聚合引发剂)构成，由此获得粘稠溶液，其由聚合比为10％重量的聚合物-单体的混合物构成。向该聚合物-单体混合物中，加入基于聚合物-单体混合物8.6％重量的玻璃球状物(商标名Cel-Star Z-27，Tokai Kogyo Co.制造的)，然后分别以0.2重量份、0.1重量份和1重量份加入三羟甲基丙烷丙烯酸酯(内部交联剂)、2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯(光聚合引发剂)和氟化表面活性剂(商标名Surflon S-393，Sei Chemical Co.制造的)，基于100重量份的全部单体组分，由此制备可光聚合的组合物。在导入氮气的同时，通过机械搅拌，在该可光聚合的组合物内混合泡沫。
然后，用该可光聚合的组合物涂布经受硅酮防粘处理的防粘处理膜(所述膜由50μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜构成)，用紫外线以2000mJ/cm2的剂量照射，以进行光聚合，由此制得厚度为1.0mm和发泡率为2.0倍的粘合剂层。
(制备冲击吸收片)将上述具有玻璃球状物的粘合剂层与上述具有开孔的橡胶泡沫塑料粘结，由此制备冲击吸收片。
实施例5(橡胶泡沫塑料)使用厚度为1.0mm的乙烯-丙烯-二烯橡胶[主要由EPDM组成的闭孔泡沫(商标名EPT-Sealer No.6800，Nitto Denko Co.制造的)]作为橡胶泡沫塑料。
(制备粘合剂层)以与实施例4中(制备粘合剂层)的相同方式制备粘合剂层，不同之处在于通过调整导入的氮气量将发泡率设定为1.1倍。
(制备冲击吸收片)将上述具有玻璃球状物的粘合剂层与上述具有闭孔的橡胶泡沫塑料粘结，由此制备冲击吸收片。
比较例1以与实施例1中(制备橡胶泡沫塑料)相同的方式制备橡胶泡沫塑料，不同之处在于将厚度设定为2.0mm。将该厚度为2.0mm的橡胶泡沫塑料与厚度为0.08mm的双面粘合带(No.532，Nitto Denko Co.制备的)粘结，由此制备冲击吸收片。
比较例2将两片厚度为1.0mm的闭孔橡胶泡沫体(商标名EPT-Sealer No.6800，Nitto Denko Co.制造的)用厚度为0.025mm的粘合剂粘结在一起，由此制备总厚度为2.0mm的橡胶泡沫塑料层压体。将该橡胶泡沫塑料层压体与厚度为0.08mm的双面粘合带(No.532，Nitto Denko Co.制备的)粘结，由此制备冲击吸收片。
比较例3以与实施例1相同的方式制备冲击吸收片，不同之处在于将粘合剂层的厚度设定为0.2mm。
(试验评价)对实施例和比较例中获得的冲击吸收片进行下述试验。结果示于表1中。
(动态剪切模量)
通过使用粘弹性分光计(商标名ARES，Rheometric Scientific Inc.制造的)，在1Hz频率下进行温度分散测量(temperature dispersion measurement)，并获得20℃的动态剪切模量。
(冲击力)使用图3所示的摆型装置测量冲击力。摆型装置是通过提供冲击器31(包括直径为19mm和重量为28gf的钢球(0.27N))和与该冲击器连接的长度为350mm的支撑棒而生产的。附图标记34、35、36和37分别表示力传感器(TOYO Corporation制造的)、铝板、电源、多用途FTT分析仪(Ono SokkiCo.制造的)。将实施例和比较例中制备的冲击吸收片切割成20×20mm的方块，并用作试样33。利用粘合面将该试样与铝板35粘合。用力传感器34检测撞击钢球31时的冲击力，并用多用途FTT分析仪37(Ono Sokki Co制造的)分析。
顺便提及，用直线运动速度计ST-1210(Ono Sokki Co.制造的)和传感器FU-77G(Keyence Co.制造的)测量冲击器31刚好撞击冲击吸收片33之前的速度。
表1

权利要求
1.一种冲击吸收片，其包括包括橡胶泡沫塑料的单层或层压体的冲击吸收材料，冲击吸收材料至少一个表面上的粘合剂层，其中粘合剂层的厚度为0.3mm或更大。
2.根据权利要求1的冲击吸收片，其中冲击吸收材料的厚度为0.3-2.0mm。
3.根据权利要求1的冲击吸收片，其中构成橡胶泡沫塑料的聚合物是热塑性弹性体。
4.根据权利要求1的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料是通过下述步骤而获得的泡沫，所述步骤为在高压下使用超临界状态的惰性流体浸渍具有橡胶弹性的聚合物后，减小压力的步骤。
5.根据权利要求1的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料的密度为0.01-0.5g/cm3。
6.根据权利要求5的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料的密度为0.3-0.5g/cm3。
7.根据权利要求1的冲击吸收片，其中橡胶泡沫塑料的孔尺寸为0.1-1000μm。
8.根据权利要求1的吸收冲击片，其中粘合剂层的厚度为0.4mm或更大。
9.根据权利要求1的冲击吸收片，其中20℃时粘合剂层的动态剪切模量为1×107Pa或更小。
10.根据权利要求1的冲击吸收片，其中粘合剂层是具有孔的粘合剂层。
11.根据权利要求10的冲击吸收片，其中当混合泡沫时，使用含有重均分子量为20,000或更大的氟化聚合物的氟化表面活性剂作为辅助成分。
12.根据权利要求10的冲击吸收片，其中发泡率为2倍或更大。
13.根据权利要求10的冲击吸收片，其中平均孔尺寸为1-1,000μm。
14.根据权利要求10的冲击吸收片，其中粘合剂层中含有中空微球体。
15.根据权利要求14的冲击吸收片，其中中空微球体的粒度为1-500μm。
16.根据权利要求14的冲击吸收片，其中中空微球体的比重为0.1-0.8g/cm3。
17.一种图像显示设备，其包括图像显示板、布置在图像显示板的观察侧面之上的用于保护图像显示板的透明前面板、和容纳它们的外壳，其中权利要求1-5中任一项的冲击吸收片通过粘合面布置在图像显示板和透明前面板之间的空间内。
全文摘要
本发明披露一种冲击吸收片，其包括包括橡胶泡沫塑料的单层或层压体的冲击吸收材料；冲击吸收材料的至少一个表面上的粘合剂层，其中粘合剂层的厚度为0.3mm或更大。
文档编号H01J9/227GK1760564SQ20051011401
公开日2006年4月19日 申请日期2005年10月13日 优先权日2004年10月13日
发明者安积由起子, 杉原保则 申请人:日东电工株式会社