CN100335533C - 导电性聚丙烯系树脂泡沫片材和容器 - Google Patents

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Abstract

导电性聚丙烯树脂泡沫片材和用它制成的容器。所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材，是至少一面上具有导电性涂料层和优选具有的树脂层的聚丙烯树脂泡沫片材，它的密度在180以上、不到850千克米-3，表面电阻小于1012Ω/□。用该片材制成的容器适用于电子元件的封装，并且特别适于作为液晶显示元件的托盘。

Description

导电性聚丙烯系树脂泡沫片材和容器
技术领域
本发明涉及导电性聚丙烯系树脂泡沫片材和使用该片材的容器。本发明的片材和使用它的容器的表面导电性优异，因摩擦产生的落粒少，尤其作为电子元件封闭容器时，避免电子元件受到来自外部的冲击而破坏和因产生静电而引起电气故障的保护性能优异，表面外观良好。特别是，使用本发明片材的容器能合适地用作电子元件的容器、液晶显示元件用的托盘(tray)。
背景技术
封装电子元件时，为了防止制品由于受到振动或冲击等而损伤，可使用具有缓冲性的泡沫体。但是，这种泡沫体是由热塑性树脂构成的，它为绝缘体因此带电性高，会产生使电子元件因静电而丧失其功能的问题。如果封装体表面上带有静电，还会产生尘埃附着在封装体上的不良问题。
为了解决这种问题，已知有减少封装体的表面电阻、赋予其抗静电性的方法，该方法是在封装体成形时在封装体表面上涂布混合了碳的抗静电剂的方法。这种方法记载于特开昭60-20942号公报、特开昭60-172529号公报、特开昭61-254639号公报、特开昭62-231739号公报、特开平1-232030号公报、特公表5-507510号公报、特开平5-32287号公报、特开平11-209501号公报。这些公报中报导了泡沫体和容器。该容器用于IC(集成电路)的封装。
使用液晶的显示装置广泛用于个人计算机、电视机等控制器、汽车导航器等所有领域中。该液晶显示元件在最终安装之前，必须以不会因振动或冲击等而损伤的方式保存，根据需要安全的搬运。使用泡沫体的容器被认为适合于液晶显示元件。但是，前述的公报中虽然记载了IC的包装，但对液晶显示元件却都没有记载。
本发明提供了导电性聚丙烯系树脂泡沫片材和使用它的容器。该容器能合适地用作电子元件的包装、液晶显示元件的托盘。
发明内容
本发明是导电性聚丙烯树脂泡沫片材，它是至少一面上具有导电性涂料层和优选具有的树脂层的聚丙烯树脂泡沫片材，它的密度在180以上、不到850千克米-3，表面电阻小于1012Ω/□。使用本发明片材的容器可用于封装电子元件，并且特别适于作为液晶显示元件的托盘。
附图说明
图1是本发明导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的一个例子的剖面图。图2是托盘的剖面图。图3是托盘的俯视图。
图中，1：聚丙烯系树脂泡沫片材，2：导电性树脂层，3：树脂层。
实施发明的最佳方式
所谓聚丙烯系树脂泡沫片材，是以聚丙烯系树脂为主要组分的泡沫片材。所谓聚丙烯系树脂，是以丙烯单体为主要组分聚合而成的均聚物或共聚物。例如可用丙烯系均聚物、丙烯-乙烯共聚物、丙烯-乙烯-二烯烃共聚物等的以聚丙烯为主的聚合物。为得到耐热性优异的泡沫体，希望使用熔点高的聚丙烯系树脂。使用以聚丙烯系树脂为主要组分、混有少量混合性良好的其它树脂的聚丙烯系树脂也无妨，这种树脂的例子有聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。聚丙烯系树脂以含有100～10重量％高熔体张力聚丙烯系树脂和90～0重量％直链状的结晶聚丙烯系树脂为好，更好是含有100～30重量％高熔体张力聚丙烯系树脂和70～0重量％直链状的结晶聚丙烯树脂。如果直链状的结晶聚丙烯系树脂变多，聚丙烯系树脂泡沫片材的收缩(drawdown)就会变大，难以成形，从而在泡沫片材的表面因泡沫破坏而产生凹凸不平，使表面外观变差。
高熔体张力聚丙烯系树脂可用市售品，但以200℃时熔体张力在4.0克以上的聚丙烯系树脂为好，更好是熔体流动指数在10克/10分钟以下。直链状的结晶聚丙烯系树脂可使用市售品，但以熔体流动指数为10克/10分钟以下为好。
聚丙烯系树脂泡沫片材的密度以180千克米-3以上、不到850千克米-3为好，更好是300千克米-3以上、不到600千克米-3。密度比180千克米-3低时，泡孔的闭孔气泡率下降，在成形为容器时成形品的表面外观下降。如果密度在850千克米-3以上，轻型化降低。闭孔气泡率最好在40％以上。如果闭孔气泡率比40％低，随着收缩的变大，成型品的表面外观会变差。
聚丙烯系树脂泡沫片材可由聚丙烯系树脂(例如高熔体张力聚丙烯系树脂)与直链状的结晶聚丙烯系树脂以及发泡剂形成的树脂组合物通过发泡挤出成形方法而制成。高熔体张力聚丙烯系树脂和直链状的结晶聚丙烯系树脂的混合方法没有特别的限制，但可用泡沫片材成形时将搅拌混合后的原料直接投入挤出机的方法、用单螺杆或双螺杆挤出机对搅拌混合后的原料进行熔融混合而造粒、在泡沫挤出时使用的方法。
发泡剂例如可使用化学发泡剂或物理发泡剂。化学发泡剂使用碳酸氢钠和柠檬酸的混合物是合适的，在此情况下，产生的发泡气为二氧化碳。化学发泡剂的添加方法没有特别的限制，可使用在高熔体张力聚丙烯系树脂和直链状的结晶聚丙烯系树脂的树脂组合物中干混的方法、使用在挤出机料斗中的定量供料器的添加的方法、以聚丙烯系树脂或聚乙烯树脂等的聚烯烃系树脂为基础制成母体混合物后添加的方法等。化学发泡剂的添加量在可得到所需发泡倍率的范围内，其具体量根据发泡剂的种类而异，但以相对于100重量份聚丙烯系树脂为0.1～3.0重量份的添加量为好，添加量不到0.1重量份时，不能得到所需的发泡倍率；另一方面，添加量超过3.0重量份时，挤出机中会有难以进行发泡剂的均匀分散和充分分解、不能得到良好发泡剂的情况。
物理发泡剂例如有二氧化碳、丁烷等，但从安全性方面考虑使用二氧化碳是合适的。无机发泡剂的添加方法有：供应到双螺杆挤出机的中央区域或串联挤出机的第一段挤出机的中央区域的方法等。物理发泡剂的添加量在可得到所需发泡倍率的范围内，以相对于100重量份的聚丙烯系树脂组合物为1.2～3.0重量份为好。添加量不到1.2重量份时，不能得到所需的发泡倍率，超过3.0重量份时，会有闭孔气泡率下降的情况。
聚丙烯系树脂泡沫片材的挤出方向上的平均气泡直径以300微米以下为好，更好是在250微米以下，最好是在200微米以下，与挤出方向呈直角的方向上的平均气泡直径以200微米以下为好，更好是在150微米以下，厚度方向上的平均直径以100微米以下为好，更好是在80微米以下。如果平均气泡直径变大，片材表面的平滑性降低，变成凹凸不平的状态，因此泡沫片材和泡沫片材成形而成的容器的表面外观变低，所以是不好的。
制造聚丙烯系树脂泡沫片材时，还可在不损害聚丙烯系树脂泡沫片材的物理性能的范围内，混合所需的气泡调节剂、交联剂、发泡助剂、填料、稳定剂、抗氧化剂、颜料等。
所谓导电性涂料，是至少含有导电性颗粒和粘合剂的物质，还包括含有有机溶剂、水等作为溶剂的物质。所谓导电性颗粒是指导电性的颗粒，例如导电性金属化合物、炭黑等。导电性金属化合物例如是掺杂有锑的氧化钛、用氧化锡表面处理过的氧化钛、氧化锡或掺杂有铝的氧化锌等。粘合剂例如有丙烯酸系树脂、聚酯类树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等。通过在聚丙烯系树脂泡沫片材的至少一面上涂布导电性涂料而形成导电性涂料层、优选在它的上面再设树脂层，可得到导电性聚丙烯系树脂泡沫片材。树脂层的树脂可以使用和粘结剂相同的丙烯酸系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等。相同导电性聚丙烯系树脂泡沫片材中导电性涂料的粘合剂与树脂层的树脂可以相同，也可以不同。
用导电性涂料和树脂较好地涂布而分别形成导电性涂料层和树脂层时，可使用例如直接凹辊涂布法(direct gravure)、补偿槽辊涂布法(offset gravure)、逆向辊涂布法(reverse coat)、逗点涂布法、气刀刮涂法、模头涂布法、迈耶绕线棒涂布法等的方法。导电性聚丙烯系树脂泡沫片材是至少一面上具有导电性涂料层和优选具有的树脂层的聚丙烯系树脂泡沫片材。
导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的表面电阻不到1012Ω/□为好。如果表面电阻在1012Ω/□以上，会因泡沫体表面带电而产生静电，因此附着尘埃而不适于作为电子元件的封装体。而且，因带电而产生的静电还会引起使这些元件或仪器丧失其功能的情况，所以是不好的。其中，上述表面电阻不到108Ω/□更好。
导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的厚度以0.5毫米以上、不到2.5毫米为好，更好是在0.8毫米以上、不到2.0毫米，最好是在1.0毫米以上、不到1.8毫米。如果它的厚度太薄，所得泡沫片材的刚性就降低；如果太厚，热成形时的预热时间就延长，从而降低生产性。
导电性聚丙烯系树脂泡沫片材成形后可用作容器，特别是能合适地用作电子元件的封装容器。时导电性聚丙烯系树脂泡沫片材成形时采用热成形为好。所谓热成形，是指通常所说的使成形片材加热软化、在它变软时施加外力使之成形的方法。热成形中，用空气作为外力的方法有真空成形和气压成形这两种。片材的加热方法有：用加热器进行间接加热的方法、和用加热板接触片材来进行加热的直接加热法、以及用热风加热的方法。已知有成形模具的凹凸组合或使用模塞(plug)等、使用辅助空气等多种成形方法。例如可举出：简易真空成形、简易气压成形、阳模真空成形、阳模气压成形、助压模塞成形、阳模及助压模塞成形、助压模塞气压成形、模塞助压反转拉伸成形、气胀真空成形、气胀包模助压模塞成形、对模(压模)成形等。
由导电性聚丙烯系树脂泡沫片材制成的容器能合适地用于液晶显示元件的封装容器。使用液晶的显示装置广泛用于个人计算机、电视机等的控制器、汽车导航器等所有领域中。这种液晶显示元件在最终组装之前，必须以不会因振动或冲击等而损伤的方式保存，根据需要安全的搬运。由导电性聚丙烯系树脂泡沫片材制成的托盘能合适地用于这样的用途。液晶显示元件用托盘以具有放置液晶显示元件的容纳(pocket)部和支承液晶显示元件的支承部为好。图2和图3是托盘的一个例子。托盘并不限于像图2、图3这样只有一个容纳部。具有多个容纳部也可以。液晶显示元件用托盘对液晶显示元件具有良好的保护功能，它能减少与液晶显示元件之间因接触而落下粉末，避免液晶显示元件由于来自外部的冲击而破坏、因产生静电而引起电气故障。导电性聚丙烯系树脂泡沫片材用于液晶显示元件用托盘是合适的，但最好根据托盘的使用条件来调整导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的导电性涂料层和树脂层。如果使用条件非常苛刻，导电性涂料层和树脂层可以是薄的。
使用具有缓冲性的泡沫体的托盘适合用于搬用液晶显示元件。泡沫体最好用任意手段使表面电阻不到1012Ω/□。如果表面电阻在1012Ω/□以上，会由于泡沫体表面带电而产生静电，附着尘埃而不适于作为电子元件的封装体。而且，因带电而引起静电还会产生使这些元件或仪器丧失其功能的情况，因此是不好的。
降低表面电阻时，在导电性聚丙烯系树脂泡沫片材表面设置导电层是较好的。或者采用在热塑性树脂中混合抗静电剂的方法。抗静电剂例如可使用聚醚酯酰胺树脂系树脂。为使抗静电性能均一，应使抗静电剂均匀分散，所以可使用增容剂。
下面通过实施例具体说明本发明。
实施例1
用滚筒混合机对70重量％的高熔体张力聚丙烯系树脂(モンテルエスディ一ケイサンライズ社制，PF-814)、30重量％的直链状结晶聚丙烯系树脂(モンテルエスディ一ケイサンライズ社制，PL504A)、还有相对于100重量份该聚丙烯系树脂为4.0重量份的作为发泡剂的热分解型发泡剂(クラリアント社制，CF40E)进行混合。其中所述的高熔融张力聚丙烯系树脂的密度为0.90、熔体流动指数为3.0克/分钟(230℃测定值：JIS-K 6758法)、200℃时熔体张力(使用东洋精机制作社制毛细管测试仪，于200℃对装置的料筒内聚丙烯加热5分钟使之熔融，将熔融的聚丙烯从直径2.095毫米、长8毫米、L/D＝3.8的毛细管以15毫米/分钟的速度挤出到大气中，用2.0米/分钟的速度拉伸该股状物时的张力)为30.0克；所述的直链状结晶性聚丙烯系树脂的密度为0.90、熔体流动指数为3.3克/10分钟。将该混合物在东芝机械社制的90毫米单螺杆挤出机(L/D＝34)中于220℃的料筒温度下由100M/M挤出薄膜圆形口模(circular dies)(设定温度190℃)进行发泡挤出，制膜成为片厚为1.0毫米的泡沫片材。
在所得泡沫片材的两面上，用直接槽辊涂印刷机涂布5微米涂膜厚度的导电性涂料，所述的导电性材料是由作为粘合剂的使掺杂有Sb的氧化钛(ET-500W，石原产业社制)浓度为30％的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸酯共聚树脂、和作为混合溶剂的异丙醇(IPA)/乙酸乙酯＝9/1调合而成的，在60℃干燥1小时后，在导电涂料膜的上面再涂布5微米厚度的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸酯共聚树脂和以IPA/乙酸乙酯＝9/1作为溶剂的丙烯酸系树脂，于60℃干燥1小时，制成导电性聚丙烯系树脂泡沫片材。用ミラ一ジユ贸易社制的电子比重计)(MD-200S)测出所得导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的密度为360千克米-3。
用放大显微镜从所得泡沫片材的表面和剖面方向观察该片材的平均气泡直径，由50个气泡直径的挤出方向、与挤出方向呈直角的方向和厚度方向上的平均值，求出平均气泡直径，求得挤出方向上为180微米，与挤出方向呈直角的方向上为128微米，厚度方向上为50微米。
将导电性聚丙烯系树脂泡沫片材在浅野研究所社制的真空成型机中成形为图2和图3所示形状的长300毫米×宽150毫米×高30毫米的托盘。以加热温度为50℃、加热时间为25秒作为片材加热条件时，可获得外观美丽的托盘。该托盘的表面电阻(使用三菱化学社制的“ハイレスタ一UP、MCP-HT450、JボックスU型”，测定500伏外加电压下测定端子接触泡沫体1分钟后的值)为8.1×106Ω/□。
用玻璃片以90°的转角部按30次往返/分钟的速度对托盘表面摩擦150次，调查磨削碎屑的产生时，未看到产生磨削碎屑。即使在容纳了液晶显示元件后反复使用时，也不产生磨削碎屑。对没有液晶涂料层、树脂层的片材也进行测试，反复使用时看到产生了磨削碎屑。但在单向(one way)使用时没有产生磨削碎屑。
实施例2
用和实施例1相同的方法，由50重量％高熔体张力聚丙烯系树脂、50重量直链状的结晶聚丙烯系树脂、还有相对于100重量份该聚丙烯系树脂为4.0重量份的发泡剂，制成导电性聚丙烯系树脂泡沫片材。所得导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的密度为400千克米-3。用和实施例1相同的方法测定泡沫片材的平均气泡直径时，测得挤出方向上为198微米，与挤出方向呈直角的方向上为143微米，厚度方向上为68微米。
用和实施例1相同的方法，将所得导电性聚丙烯系树脂泡沫片材成形为托盘时，成型性是良好的，因此可得到外观美丽的托盘。
托盘的表面电阻为6.5×106Ω/□，按照和实施例1相同的方法，用玻璃片以90°角度的转角部摩擦托盘表面，调查磨削碎屑的产生。未看到产生磨削碎屑。对没有导电性涂料层、树脂层的片材也进行测试，反复使用时可看到产生了磨削碎屑。但在单向使用中没有产生磨削碎屑。
实施例3
除了在制膜形成的泡沫片材上只涂布导电性涂料以外，其余用和实施例1相同的方法，制成导电性聚丙烯系树脂泡沫片材。所得导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的密度为370千克米-3。用和实施例1相同的方法测定泡沫片材的平均气泡直径时，测得挤出方向上为178微米，与挤出方向呈直角的方向上为130微米，厚度方向上为40微米。用和实施例1相同的方法，将所得导电性聚丙烯系树脂泡沫片材成形为托盘时，成型性是良好的，因此可得到外观美丽的托盘。托盘的表面电阻为7.0×105Ω/□，按照和实施例1相同的方法，用玻璃片以90°角度的转角部摩擦托盘表面，调查磨削碎屑的产生。看到产生了磨削碎屑。在容纳了液晶显示装置后反复使用时，看到产生了磨削碎屑。但在单向使用中没有特别的问题，可以作为液晶显示元件的容器。
比较例1
用和实施例1相同的方法，由100重量％直链状的结晶聚丙烯系树脂和5.0重量份发泡剂的混合体系，制成导电性聚丙烯系树脂泡沫片材。所得导电性聚丙烯系树脂泡沫片材的密度为500千克米-3。平均气泡直径在挤出方向上为340微米，与挤出方向呈直角的方向上为210微米，厚度方向上为80微米，因此片材表面凹凸不平，它的平滑性不好，表面外观差。将所得导电性聚丙烯系树脂泡沫片材成形为托盘时，片材在加热时的拉伸大，不能实施托盘的成形。
工业上的可利用性
本发明的导电性聚丙烯树脂泡沫片材，具有良好的泡沫片材表面的导电性，不会因导电性涂料层的摩擦而落下粉末，并具有优异的避免电子元件由于来自外部的冲击而破坏和由于产生静电而发生电气故障的保护功能，能合适地作为电子元件的封装体。

Claims (11)

1.导电性聚丙烯系树脂泡沫片材，它是至少一面上具有导电性涂料层的聚丙烯系树脂泡沫片材，所述的导电性涂料层含有导电性颗粒和掺杂有导电性颗粒的树脂粘合剂，所述的聚丙烯系树脂泡沫片材的密度在180以上、不到850千克·米-3，表面电阻小于1012Ω/□。
2.如权利要求1所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材，其特征在于，所述的导电性涂料层的表面还有树脂层。
3.如权利要求1或2所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材，其特征在于，它含有高熔体张力聚丙烯系树脂、或含有高熔体张力聚丙烯系树脂与直链状的结晶聚丙烯系树脂。
4.如权利要求1所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材，其特征在于，它具备以下1)～3)的任何一个以上的条件：
1)高熔体张力聚丙烯系树脂为100～10重量份，直链状的结晶聚丙烯系树脂为90～0重量份；
2)聚丙烯系树脂泡沫片材的平均气泡直径，在挤出方向上为300微米以下，在与挤出方向呈直角的方向上为200微米以下，在厚度方向上为100微米以下；
3)厚度在0.5毫米以上、不到2.5毫米。
5.容器，它由权利要求1～4中任何一项所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材形成。
6.电子元件封装用的容器，它由权利要求1～4中任何一项所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材形成。
7.液晶显示元件用托盘，它由权利要求1～4中任何一项所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材形成。
8.如权利要求7所述的液晶显示元件用托盘，其特征在于，所述的导电性聚丙烯系树脂泡沫片材由含有高熔体张力聚丙烯系树脂、或含有高熔体张力聚丙烯树脂与直链状的结晶聚丙烯系树脂的聚丙烯系树脂泡沫体形成。
9.如权利要求8所述的液晶显示元件用托盘，其特征在于，它至少一面上的表面电阻不到1012Ω/□。
10.如权利要求7所述的液晶显示元件用托盘，其特征在于，它具有放置液晶显示元件的容纳部、和支承液晶显示元件的支承部。
11.如权利要求7所述的液晶显示元件用托盘，其特征在于，它由注射成形或片状泡沫体的真空成型而制成。
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