CN104619496A - 聚乙烯类树脂发泡片材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有柔软性和缓冲性且具备静电耗散性的发泡片材。该发泡片材是在以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂的发泡层的一个面或两个面上,层积粘接以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂且包含高分子型抗静电剂的抗静电层而成的表观密度为15~150kg/m3的发泡片材,在该发泡片材中,高分子型抗静电剂的融点为125~140℃,且其融点以上部分的部分融解热量相对于总融解热量之比为40%以下,相对于100质量份聚乙烯类树脂,高分子型抗静电剂的加入量为45~300质量份,抗静电层的每单位面积重量为1~50g/m2,向抗静电层表面施加30秒的10kV电压时的初始电压为50V以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯类树脂发泡片材。
此外,将2012年9月12日在日本提出的本申请的基础申请日本专利申请特愿2012-200394的申请内容作为参照文献引入本申请中,形成本说明书的一部分。
背景技术
聚乙烯类树脂发泡片材由于具有适度的柔软性和缓冲特性,不会损伤被包装体而一直被用作缓冲材料、包装材料等的原材料。特别是作为避免产生灰尘或静电的电子部件或玻璃基板等的包装材料,一直以来使用含有抗静电剂的表面电阻率为1×109~1×1013Ω左右的聚乙烯类树脂发泡片材。
以往,作为加入到聚烯烃类树脂等的抗静电剂,使用甘油脂肪酸酯等表面活性剂。但是,该表面活性剂有时会从发泡片材中渗出,向被包装物转移,污染被包装物。专利文献1中公开了一种发泡片材,其使用高分子型抗静电剂代替表面活性剂,减少了与被包装体等所接触的对象的表面污染。此外,专利文献2中公开了一种聚烯烃类树脂发泡片材,其中,通过将含有作为抗静电剂的高分子型抗静电剂的层设置于发泡层的至少一个面上,能够获得不受空气中的湿度条件强烈影响的抗静电效果,且具备柔软性和缓冲性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2004-181933号公报
专利文献2:特开2005-074771号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
伴随着近些年电子部件等的高性能化,电子部件内部的电路细线化,容易引起静电导致的破坏,因此对包装材料的抗静电性能的要求增高。因此,近年来,在电阻率比导电性领域更高的电阻领域中,需要包装材料具有完全不带电或几乎不带电的电特性(以下,也称静电耗散性)。
本发明人等,以获得在向抗静电层表面施加10kV时的初始电压为50V以下的具有静电耗散性的聚乙烯类树脂发泡片材为目的,尝试增加上述专利文献1、2所述的发泡片材中的抗静电剂的添加量,但未能获得具有静电耗散性的发泡片材。此外,本发明人等尝试使用电阻率更低的高分子型抗静电剂,仍未能获得静电耗散性的发泡片材。
另一方面,作为降低包装材料表面电阻率的方法,已知有将导电性碳黑等的导电性填料加入到基材树脂中的方法。但是,作为电子部件等包装材料所需的抗静电性能,并不一定需要导电性能。反之,由于电传导性过高,在接触带电的电子部件时产生急剧放电,因产生的瞬时大电流导致电路破损。此外,在加入导电性填料的方法中,伴随微量的填料加入量的增减,表面电阻率会产生很大变化,因此难以将电特性控制在静电耗散性区域中。
鉴于上述问题提出了本发明,其目的在于提供一种聚乙烯类树脂发泡片材,其具有柔软性和缓冲性,且具备静电耗散性。
解决技术问题的技术手段
本发明以下述(1)~(4)所述的发明为主旨。
(1)一种聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,在以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂的发泡层的至少一个面上,层积粘接以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂且包含高分子型抗静电剂的抗静电层而形成的表观密度为15~150kg/m3的发泡片材中,
高分子型抗静电剂的融点为125~140℃,且其融点以上部分的部分融解热量相对于总融解热量之比为40%以下,
相对于100质量份构成抗静电层的聚乙烯类树脂,抗静电层中高分子型抗静电剂的加入量为45~300质量份,
抗静电层的每单位面积重量为1~50g/m2,
向抗静电层表面施加30秒10kV电压时的初始电压为50V以下。
(2)如上述(1)所述的聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,抗静电层的每单位面积重量为1~10g/m2。
(3)如上述(1)或(2)所述的聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,高分子型抗静电剂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηAS)为100~600Pa·s,
所述溶融粘度(ηAS)相对于构成抗静电层的聚乙烯类树脂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηPE)之比(ηAS/ηPE)为0.4~1.0。
(4)如上述(1)~(3)中任意一项所述的聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,构成抗静电层的聚乙烯类树脂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηPE)为800~2000Pa·s。
发明效果
本发明的聚乙烯类树脂发泡片材由发泡层与抗静电层构成,在抗静电层以一定比例加入融点为125~140℃、且融点以上的部分的部分融解热量相对于总融解热量之比为40%以下的高分子型抗静电剂,向抗静电层表面施加30秒10kV电压时的初始电压为50V以下,因此具有柔软性和缓冲性,适宜用作电子部件等的包装材料。
附图说明
图1为表示本发明的聚乙烯类树脂发泡片材的一个例子的截面图。
图2为表示本发明的聚乙烯类树脂发泡片材的制造方法的一个例子的说明图。
具体实施方式
以下对本发明的聚乙烯类树脂发泡片材进行说明。
本发明的发泡片材是在以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂的发泡层的至少一个面上,层积粘接以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂且含有高分子型抗静电剂的抗静电层的、表观密度为15~150kg/m3的发泡片材,高分子型抗静电剂的融点为125~140℃,且融点以上部分的部分融解热量相对于总融解热量之比为40%以下,相对于100质量份构成抗静电层的聚乙烯类树脂,抗静电层中的高分子型抗静电剂的加入量为45~300质量份,抗静电层的每单位面积重量为1~50g/m2,向抗静电层表面施加30秒10kV电压时的初始电压为50V以下。
图1以截面图表示本发明的聚乙烯类树脂发泡片材的一个例子。聚乙烯类树脂发泡片材1是在以聚乙烯类树脂为基材树脂的发泡层(以下也称发泡层)2的至少一个面上,层积粘接含有高分子型抗静电剂的抗静电层3而成的发泡片材。在此,以两面上层积抗静电层3的结构为中心进行论述,其也可以是在发泡层2的一个面上层积抗静电层3的结构。此外,也可以在发泡层2上层积不含有高分子型抗静电剂的聚乙烯类树脂层,而在该聚乙烯类树脂层的表面,层积含有高分子型抗静电剂的抗静电层3。
本发明的发泡片材,例如,如图2所示,可通过环状模口13层积共挤出向第一挤出机11供给聚乙烯类树脂4、高分子型抗静电剂5及挥发性增塑剂6混炼而成的抗静电层形成用溶融树脂7和向第二挤出机12供给聚乙烯类树脂8及物理发泡剂9混炼而成的聚乙烯类树脂发泡层形成用溶融树脂(以下也称发泡层形成用溶融树脂。)10,从而得到筒状层积发泡体,切开其一端,制造聚乙烯类树脂发泡片材1。更进一步,除了所述方法以外,也可以使用平坦口模,采用从初始共挤出片材状的方法。
在上述中,作为挤出机前端的口模13而使用环状口模的方法,其具有在挤出发泡时抑制产生称作波纹的波状纹路的优点,或易于制造宽度为1000mm以上大宽度的发泡片材的优点。此外,在共挤出的方法中,也可以在环状口模的出口或在口模的出口外层积树脂层和发泡层。此外,所述环状口模、挤出机、圆柱状冷却装置、切开筒状层积发泡体的装置等,可以使用在现有挤出发泡领域中所使用的公知的装置。
在本发明中,聚乙烯类树脂发泡片材(以下也称发泡片材)的抗静电层及发泡层中所使用的聚乙烯类树脂,是树脂中乙烯成分为50摩尔%以上的树脂,具体而言,可列举出低密度聚乙烯(PE-LD)、直链状低密度聚乙烯(PE-LLD)、高密度聚乙烯(PE-HD)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVAC)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、乙烯-丙烯酸乙酯(EEAK)等。此外,通常,高密度聚乙烯为密度940kg/m3以上的聚乙烯类树脂,低密度聚乙烯为具有长链支链结构的密度910kg/m3以上小于930kg/m3的聚乙烯类树脂,直链状低密度聚乙烯是乙烯与碳原子数4~8的α-烯烃的共聚物,是实质上分子链为线状的密度910kg/m3以上小于940kg/m3的聚乙烯类树脂。
本发明的发泡片材的发泡层及抗静电层的形成中所使用的“含低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂”,从聚乙烯类树脂中表面硬度低、被包装体的表面保护优异等柔软性的观点考虑,是指聚乙烯类树脂中含有低密度聚乙烯,最好作为主成分而含有低密度聚乙烯。此外,“作为主成分而含有”是指在聚乙烯类树脂中含有50质量%以上,优选70质量%以上,更优选80质量%以上,进一步优选90质量%以上。
通常,低密度聚乙烯的融点为100~115℃左右。发泡层形成用溶融树脂的挤出温度需考虑发泡层所期望的表观密度、发泡剂的种类或添加量等而进行调整,但为了在发泡剂中使用丁烷等烃化合物,形成表观密度15~150kg/m3的发泡层,优选调整发泡层形成用溶融树脂的温度(发泡温度)为所使用的低密度聚乙烯的[融点-10℃]~[融点+20℃]的范围内,并向口模内供给而挤出。另一方面,为了不阻碍发泡层的发泡并通过共挤出形成抗静电层,优选将抗静电层形成用溶融树脂的温度调整为发泡层形成用溶融树脂的[发泡温度+30℃]以下,并向口模内供给而共挤出。
为了使含有高分子型抗静电剂的抗静电层发挥静电耗散性,不仅需要增加高分子型抗静电剂的加入量,还需要高分子型抗静电剂在作为抗静电层的基材树脂的聚乙烯类树脂中分散为网状或层状,形成高度的导电网。
在抗静电层中,为了高分子型抗静电剂发挥静电耗散性,形成充分的导电网,所使用的高分子型抗静电剂的融点与融解热量分布、高分子型抗静电剂的加入量是重要的,同时,向挤出时的抗静电层形成用溶融树脂中加入挥发性增塑剂,调整抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度也是重要的。
首先,为了获得低表观密度且具有独立气泡结构的发泡层,发泡层的挤出发泡时的树脂温度(发泡温度)如上所述,需要在与其基材树脂的融点相同温度或稍高温度区域中进行。另一方面,抗静电层形成用溶融树脂的挤出时的树脂温度(以下,溶融树脂的挤出时的树脂温度也称挤出温度)也需要降低至不阻碍发泡层发泡的温度。发泡层形成用溶融树脂通过物理发泡剂而可塑化,因而即使冷却至融点附近,也具有挤出所需的流动性,但是抗静电层形成用溶融树脂通常由因流动性显著变差而无法冷却至其融点附近。在此,在抗静电层形成用溶融树脂中加入挥发性增塑剂,通过使该溶融树脂可塑化,可以实施将该溶融树脂的树脂温度降低至不阻碍发泡层发泡的温度的冷却调整,同时可以赋予其追随抗静电层的伸长性。这种手段在使发泡层为低表观密度(高发泡倍率)的情况下是有效的,不会使抗静电层上产生龟裂或裂痕,在发泡层上层积抗静电层。
在被挤出的时间点上,挥发性增塑剂因挤出时的热基本从抗静电层中挥散,几乎不残留于抗静电层中,或者,存在有一部分在刚挤出后残留于抗静电层中的情况,但其迅速挥散,几乎不残留于抗静电层中。
若例示优选的挥发性增塑剂,则作为烃类化合物,可使用选自碳原子数2~7的脂肪族烃、碳原子数1~4的脂肪族醇或碳原子数2~8的脂肪族醚中的一种或两种以上,特别优选使用碳原子数3~6的脂肪族烃。上述烃类化合物的使用,从使抗静电层形成用溶融树脂高效可塑化方面考虑而优选。
作为上述碳原子数2~7的脂肪族烃,可列举出乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、异己烷、环己烷、庚烷等,其中优选使用丁烷,更优选异丁烷或异丁烷比例为30摩尔%以上的正丁烷与异丁烷的混合物。
该挥发性增塑剂的添加时期,优选在高分子型抗静电剂充分分散于聚乙烯类树脂中之后而添加。在将聚乙烯类树脂与高分子型抗静电剂进行混炼的情况下,通过将溶融混合物的粘度维持在某高程度的状态下,可切实地形成导电网结构。
需要高分子型抗静电剂的融点为125~140℃,且融点以上的部分的部分融解热量相对于总融解热量之比(以下也称部分融解热量比。)为40%以下。
作为高分子型抗静电剂,通过选择融点及部分融解热量比在上述范围内的物质,可在后述的用于表现静电耗散性的适当挤出温度下挤出抗静电层时,防止高分子型抗静电剂的溶融不足或产生结晶化产物,可充分形成用于发挥静电耗散性所需的导电网。
若该部分融解热量比超过40%,即,若高分子型抗静电剂大量含有高融点部分,则即使高分子型抗静电剂的融点在125~140℃的范围内,也会造成挤出时流动性降低,无法充分形成用于发挥静电耗散性所需的导电网。为了进一步提高低温时的流动性,因此从易于形成导电网的观点考虑,优选部分融解热量比为35%以下。
在本发明中,高分子型抗静电剂的融点及部分融解热量比采用通过以下的方法测定出的值。
[融点的测定方法]
融点是根据JIS K7121(1987年)以热流束差示扫描热量计测定为标准所测定的值。采用试验片的状态调节(2)的条件(冷却速度为10℃/分钟),通过以10℃/分钟从40℃开始升温,获得DSC曲线。以得到的DSC曲线中的融解峰的顶点的温度为融点。此外,在出现两个以上融解峰的情况下,以最大的融解峰的顶点的温度为融点。
[融解热量的测定方法]
融解热量是根据JIS K7122(1987年)以热流束差示扫描热量计测定所测定的值。采用试验片的状态调节(2)的条件(冷却速度为10℃/分钟),以10℃/分钟升温,获得DSC曲线。从得到的DSC曲线中,由全部的融解峰的峰面积求得总热量Ha(J/g)。进一步,在该融解峰中,由上述求得的融点以上部分的峰面积求得部分融解热量Hh(J/g)。通过(1)式所示的计算式,计算部分融解热量的热量Hh(J/g)占融解峰总热量Ha(J/g)的比值。
[Hh]÷[Ha]×100···(1)
在本发明中,相对于100质量份构成抗静电层的聚乙烯类树脂,抗静电层中的高分子型抗静电剂的加入量为45~300质量份。
相对于100质量份聚乙烯类树脂,高分子型抗静电剂的加入量不足45质量份的情况下,则导电网的形成不够充分,另一方面,若超过300质量份,则抗静电层的物性降低或与发泡层的粘接力降低,有抗静电层从发泡层剥离的可能,更进一步,存在通过共挤出而形成该抗静电层本身这件事变得困难的情况。从上述观点考虑,其下限值优选为50质量份,更优选为60质量份。另一方面,其上限值优选200质量份,更优选为150质量份。更进一步,为了切实地形成表现静电耗散性的抗静电层,需要将抗静电层形成用溶融树脂调整至[高分子型抗静电剂的融点-17.0℃]以上的温度范围内,供给至共挤出口模内,与发泡层一同共挤出。
如上所述,以往,从不破坏发泡层的气泡结构的观点考虑,使抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度尽可能低。然而,发现若抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度低于某温度,则不表现出静电耗散性。主要原因在于,若挤出温度低,则挤出时高分子型抗静电剂急速地高粘度化,相对于聚乙烯类树脂的溶融粘度,高分子型抗静电剂的溶融粘度变得极大,即使如上所述以极高的加入量加入高分子型抗静电剂的情况下,高分子型抗静电剂也不能在聚乙烯类树脂中充分地延展,或是无法形成用于表现静电耗散性的充分的导电网构造。此外,在口模内,相对于高分子型抗静电剂,相对高流动的聚乙烯类树脂易于选择性地分布在剪切速度大的口模壁面侧上,因此,抗静电层表面的电传导性进一步降低。
即,通过将抗静电层形成用溶融树脂调整至[高分子型抗静电剂的融点-17.0℃]以上的温度范围内,供给至共挤出口模内,与发泡层一同共挤出,在抗静电层中,高分子型抗静电剂可以形成充分的导电网结构,且即使在抗静电层表面,也可使充分量的高分子型抗静电剂存在,因而可形成表现静电耗散性的抗静电层。从维持发泡层的独立气泡率的观点考虑,优选使抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度为发泡层形成用溶融树脂的[发泡温度+25℃]以下,进一步优选为[发泡温度+20℃]以下,更优选为[发泡温度+17℃]以下。
含有高分子型抗静电剂的抗静电层的每单位面积重量为1~50g/m2。为了表现静电耗散性,需要为1g/m2以上。抗静电层的每单位面积重量过多的情况下,发泡片材整体的柔软性容易降低,另外,发泡片材的气泡构造容易被破坏。从该观点考虑,抗静电层的每单位面积重量的上限为50g/m2,优选为20g/m2,更优选为10g/m2。
高分子型抗静电剂与表面活性剂等低分子型的抗静电剂有所区别,具体而言,可例示出体积电阻率为1×105~1×1011Ω·cm的亲水性聚合物(以下也仅称为亲水性聚合物。),或者亲水性聚合物嵌段与疏水性聚合物嵌段的嵌段聚合物等。作为亲水性聚合物,可例示出聚醚、阳离子性聚合物、阴离子性聚合物等。另一方面,作为疏水性聚合物嵌段,可例示出聚烯烃或聚酰胺等。此外,作为亲水性聚合物嵌段与疏水性聚合物嵌段的键合,可例示出酯键、酰胺键、醚键等。可在市面上获得的高分子型抗静电剂的表面电阻率大致在1×106~1×1010Ω左右。
为了通过向抗静电层中添加抗静电剂而抑制物性降低,作为疏水性聚合物嵌段的聚烯烃类树脂优选可与亲水性聚合物嵌段共聚。
此外,高分子型抗静电剂为了体现上述融点及部分融解热量比,在高分子型抗静电剂中含有作为亲水性聚合物的聚醚,更进一步,优选不含聚酰胺或酰胺键,或聚酰胺或酰胺键极少。作为体现上述融点及部分融解热量比的高分子型抗静电剂,可例示出作为聚醚-聚烯烃嵌段共聚物的三洋化成工业(株)制的“Pelestat VL300(ペレスタットVL300)”,“Perekutoron HS(ペレクトロンHS)”等。
高分子型抗静电剂的溶融粘度(ηAS)相对于构成抗静电层的聚乙烯类树脂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηPE)之比(ηAS/ηPE)优选为0.4~1.0。该比(ηAS/ηPE)为0.4~1.0时,高分子型抗静电剂易于以带状分散于聚乙烯类树脂的矩阵中,因此易于构筑导电性网,能够更稳定地表现静电耗散性,故而优选。
高分子型抗静电剂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηAS)优选为100~600Pa·s,更优选为200~550Pa·s。另一方面,构成抗静电层的聚乙烯类树脂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηPE)优选为200~2000Pa·s,更优选为400~2000Pa·s,进一步优选为800~2000Pa·s,最优选为800~1600Pa·s。
上述聚乙烯类树脂及高分子型抗静电剂的溶融粘度,例如可以使用(株)东洋精机制作所制的CAPILOGRAPH 1D(キャピログラフ1D)等测定机进行测定。具体而言,使用圆筒径9.55mm、长度350mm的圆筒以及喷嘴径1.0mm、长度10mm的孔口(orifice),圆筒及孔口的设定温度设置为190℃,将约15g测定试样放入该圆筒内,放置5分钟,以剪切速度100sec-1将溶融树脂从孔口中以带状挤出,测定此时的溶融粘度。
为了满足上述溶融粘度,高分子型抗静电剂的数均分子量优选为2000~100000,更优选为5000~60000,进一步优选为10000~40000。此外上述数均分子量是使用凝胶渗透色谱法由分子量已知的聚苯乙烯所得到的校正曲线而换算的数均分子量(聚苯乙烯换算值)。
为了提高抗静电层的平滑性,可以向聚乙烯类树脂中加入直链状低密度聚乙烯或高密度聚乙烯等,在该情况下,优选向聚乙烯类树脂中加入5~30质量%,更优选为10~20质量%。
在不妨碍本发明的目的的范围内,可在抗静电层中添加各种添加剂。作为各种添加剂,可列举如抗氧化剂、热稳定剂、耐候剂、紫外线吸收剂,阻燃剂、充填剂、抗菌剂等。相对于100质量份的构成抗静电层的聚乙烯类树脂与高分子型抗静电剂的总和,这些添加剂的添加量优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下,特别优选为3质量份以下。
在不妨碍本发明的目的及效果的范围内,可向发泡层中添加聚苯乙烯类树脂或聚丙烯类树脂等聚乙烯类树脂以外的热塑性树脂、烯烃类弹性体、苯乙烯类弹性体或乙烯丙烯橡胶等弹性体等。相对于100质量份构成发泡层的聚乙烯类树脂,该情况下的添加量优选为40质量份以下,更优选为25质量份以下,特别优选为10质量份以下。
可向发泡层中添加各种添加剂。作为各种添加剂,可列举如造核剂、抗氧化剂、热稳定剂、耐候剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、无机充填剂、抗菌剂、收缩防止剂等。相对于100质量份构成发泡层的聚乙烯类树脂,这些添加剂的添加量,优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下,特别优选为3质量份以下。
用于本发明的发泡层的制造的发泡剂,例如可列举出丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、异己烷、环己烷等脂肪族烃,氯甲烷、氯乙烷等氯化烃等有机物理发泡剂,氮气、二氧化碳等无机物理发泡剂。所述的物理发泡剂可以两种以上混合使用。
所述发泡剂的添加量可根据发泡剂的种类、作为目的的发泡层的表观密度进行适宜调整,作为发泡剂,例如使用丁烷等有机物理发泡剂的情况下,每100质量份作为基材树脂的聚乙烯类树脂中,有机物理发泡剂的添加量优选为3~30质量份,更优选为4~20质量份。
在发泡层形成用溶融树脂中,通常添加气泡调整剂。作为气泡调整剂,可列举出硼酸锌、硼酸镁、硼砂等硼酸金属盐,氯化钠、氢氧化铝、滑石粉、沸石、二氧化硅、碳酸钙、碳酸氢钠、2,2-亚甲基双(4,6-叔丁基苯基)磷酸酯钠、安息香酸钠、安息香酸钙,安息香酸铝、硬脂酸钠等。此外,可将柠檬酸与碳酸氢钠、柠檬酸的单碱盐与碳酸氢钠等组合而成的物质等用作气泡调整剂。这些气泡调整剂可以两种以上混合使用。
在将该发泡片材用作包装用片材时,从缓冲性优异、包装被包装体时容易操作的方面考虑,本发明的发泡片材的厚度优选形成0.03~10mm。从上述观点考虑,该发泡片材的厚度更优选为8mm以下。另一方面,特别是在发泡片材用于要求高缓冲性的用途的情况下,厚度更优选为0.05mm以上,进一步优选为0.1mm以上,特别优选为0.2mm以上,最优选为0.3mm以上。
本发明中,发泡片材的厚度的测定方法如下所述。首先,在挤出方向正前方向上垂直切断发泡片材,通过显微镜,对该切断面的厚度在宽度方向上等间隔地取10个点进行拍照,测定所拍照各点的发泡片材的厚度与抗静电层的厚度,以所得到的算术平均值为各个发泡片材的厚度、抗静电层的厚度。接着,从求出的发泡片材的厚度中减去抗静电层的厚度,以该减法得到的厚度为发泡层的厚度。此外,为了易于测定发泡层的厚度或抗静电层的厚度,可以对任意一层进行着色。所述发泡层的厚度与抗静电层的厚度的调整,可通过调整吐出量、牵引速度而调整到上述范围内。
本发明的发泡片材的表观密度为15~150kg/m3。若该发泡片材的表观密度不足15kg/m3,则有其包装材料的强度不足的可能。从上述观点考虑,发泡片材的表观密度优选为18kg/m3以上,更优选20kg/m3以上。另一方面,若发泡片材的表观密度超过150kg/m3,则有根据使用的用途而发泡片材的缓冲性不足的可能。从上述观点考虑,发泡片材的表观密度优选为60kg/m3以下,更优选不足55kg/m3,进一步优选为45kg/m3以下,特别优选为40kg/m3以下。
在本发明中,发泡片材的表观密度的测定方法如下所述。首先测定发泡片材的每单位面积重量。发泡片材的每单位面积重量(g/m2)是涵盖发泡片材整体宽度切取长度10cm试验片,测定试验片的质量(g),以试验片的面积(m2:片的宽度(m)×0.1m)除其质量而得到。对以所述发泡片材的每单位面积重量(g/m2)除以发泡片材的厚度(mm)的值进行单位换算,作为发泡片材的表观密度(kg/m3)。
抗静电层的每单位面积重量(g/m2)可以通过上述厚度测定方法得到的抗静电层的厚度乘以构成该抗静电层的树脂的密度,并进行单位换算而求得。此外,在发泡层与抗静电剂的边界不明显的情况下,在制造发泡片材时,由抗静电层的吐出量X[kg/小时]、所得到的发泡片材的宽度W[m]、发泡片材的每单位单位时间的长度L[m/小时],以通过下述(2)式求得抗静电层的每单位面积重量[g/m2]。此外,在发泡层的两面上层积抗静电层的情况下,分别由各自的抗静电层的吐出量求得各自的抗静电层的每单位面积重量。
抗静电层的每单位面积重量[g/m2]=〔1000X/(L×W)〕···(2)
在图1所示的发泡片材中,为了维持缓冲性,发泡层的独立气泡率优选形成为20%以上,更优选为30%以上,进一步优选为35%以上。发泡层的独立气泡率S(%)是以ASTM D2856-70中记载的顺序C为标准,由使用东芝贝克曼(Beckman)(株)制的空气比较式比重计930型测得的发泡片材的有效容积(独立气泡的容积与树脂部分的容积之和)Vx(cm3),通过下述(3)式算出的值。
S(%)=(Vx-W/ρ)×100/(Va-W/ρ)···(3)
其中,上述(3)式中的Va、W、ρ如下所述。
Va:用于测定的发泡片材的表观容积(cm3)
W:试验片的发泡片材的质量(g)
ρ:构成发泡片材的树脂的密度(g/cm3)
向本发明的发泡片材的抗静电层表面施加30秒10kV电压时的初始电压为50V以下,优选为30V以下,最优选为0V。
本发明的初始电压的测定如下所述进行。首先,从发泡片材中切取多枚40mm×40mm尺寸(厚度为层积片材的厚度)的试验片,将这个试验片在23℃、50%RH环境下进行24小时的状态调节。然后,在23℃、50%RH环境下,按照JIS L1094(1988年)A法,向各试验片的抗静电层表面施加10kV的电压,测定停止施加电压时的初始电压,平均各测定值,作为初始电压。作为测定装置,例如,可使用Static Honest Meter(Shishido静电(株)制,TIPE:S-5109)等。
本发明的发泡片材的表面电阻率优选为1.0×1010(Ω)以下,更优选为7.0×109(Ω)以下,进一步优选为5.0×109(Ω)以下。此外,从不造成品质过剩的观点考虑,发泡片材的表面电阻率优选为1.0×107(Ω)以上。表面电阻率的测定方法记载如下。
[表面电阻率的测定]
从发泡片材中切取纵100mm×横100mm×厚度为片材厚度的多个试验片,使用该试验片,以JIS K6271(2001年)的方法为标准,施加500V的施加电压,测定1分钟后的表面电阻值,由所得到的测定值的平均值求得表面电阻率。此外,对于高分子型抗静电剂的表面电阻率,可根据JIS K6271(2001年)的方法,施加500V的施加电压,测定1分钟后的表面电阻值,由所得到的测定值的平均值求得。作为测定装置,例如,可使用武田理研工业(株)制的型号TR8601等。
实施例
以下,通过实施例、比较例,对本发明进行具体的说明。
实施例、比较例中所使用的作为原材料的聚乙烯类树脂、高分子型抗静电剂和气泡调整剂、以及评价方法记载如下。
(1)原材料
(a)聚乙烯类树脂
(i)低密度聚乙烯(以下,记载为低密度聚乙烯[LD1])
陶氏化学(Dow Chemical)制,低密度聚乙烯(商品名:NUC8321,密度922kg/m3,溶融粘度820Pa·s,融点111.1℃)
(ii)低密度聚乙烯(以下,记载为低密度聚乙烯[LD2])
陶氏化学制,低密度聚乙烯(商品名:NUC8008,密度918kg/m3,溶融粘度600Pa·s,融点107.3℃)
(iii)低密度聚乙烯(以下,记载为低密度聚乙烯[LD3])
陶氏化学制,低密度聚乙烯(商品名:DNDV-0405R,密度914kg/m3,溶融粘度200Pa·s,融点104.8℃)
(iv)低密度聚乙烯(以下,记载为低密度聚乙烯[LD4])
住友化学制,低密度聚乙烯(商品名:F102,密度914kg/m3,溶融粘度1520Pa·s,融点108.7℃)
(b)高分子型抗静电剂
(i)高分子型抗静电剂(HS)
三洋化成工业(株)制,聚醚-聚烯烃嵌段共聚物(商品名:Perekutoron HS,溶融粘度490Pa·s,融点133.7℃,部分融解热量比33%,表面电阻率:2.0×106Ω)
(ii)高分子型抗静电剂(VL300)
三洋化成工业(株)制,聚醚-聚烯烃嵌段共聚物(商品名:PelestatVL300,溶融粘度230Pa·s,融点133.3℃,部分融解热量比30%,表面电阻率:1.0×108Ω)
(iii)高分子型抗静电剂(PVH)
三洋化成工业(株)制,聚醚-聚烯烃嵌段共聚物(商品名:Perekutoron PVH,溶融粘度470Pa·s,融点131.4℃,部分融解热量比48%,表面电阻率:8.4×106Ω)
(iv)高分子型抗静电剂(HC250)
三洋化成工业(株)制,聚醚-聚烯烃嵌段共聚物(商品名:PelestatHC250,溶融粘度250Pa·s,融点134.8℃,部分融解热量比51%,表面电阻率:2.8×107Ω)
(c)气泡调整剂
大日精化(株)制,气泡调整剂母料(商品名:PO217K)
(2)评价方法
(2-1)融点、融解热量的测定方法
通过以JIS K7121(1987年)及JIS K7122(1987年)为标准的上述方法进行测定。
(2-2)发泡片材的评价方法
(a)厚度、表观密度、每单位面积重量
通过上述方法进行测定。此外,在测定抗静电层的每单位面积重量时,采用由上述抗静电层的吐出量而求得的方法。
(b)表面电阻率
从发泡片材中任意地切取3枚试验片,通过所述JIS K6271(2001年)的方法测定该试验片的表面电阻率,由所得的测定值的平均值求得表面电阻率。作为测定装置,使用武田理研工业(株)制的型号TR8601。
(c)初始电压
初始电压的测定,是从发泡片材中任意地切取3枚试验片,根据上述JIS L1094(1988年)A法测定初始电压,平均各测定值作为初始电压。作为测定装置,使用Shishido静电(株)制的Static HonestMeter(型号:TIPE S-5109)。
(d)独立气泡率
从发泡片材的任意选择的三个位置处切取试验片,通过根据ASTM D2856-70的方法,测定各试验片的独立气泡率,将各测定值平均,作为独立气泡率。
[实施例1]
作为发泡层形成用的挤出机,使用由直径90mm和直径120mm的2台挤出机组成的串联挤出机,作为含有高分子型抗静电剂的抗静电层形成用挤出机,使用直径50mm、L/D=50的挤出机。此外,为了发泡片材的共挤出,使用直径95mm的环状口模。
为了发泡层的形成,加入低密度聚乙烯[LD1]及相对于100质量份该低密度聚乙烯为0.3质量份的气泡调整剂母料,供给于直径90mm的挤出机,加热混炼,调整至约200℃,形成溶融混合物。相对于100质量份该低密度聚乙烯,向该溶融混合物中,压入11质量份作为物理发泡剂的由70质量%正丁烷和30质量%异丁烷构成的丁烷混合发泡剂,接着,将其供给于连接在所述直径90mm的挤出机下游侧的直径120mm的挤出机,得到112℃的发泡层形成用溶融树脂。
另一方面,为了形成抗静电层,将低密度聚乙烯[LD1]及相对于100质量份该低密度聚乙烯为100质量份的高分子型抗静电剂(HS),供给于直径50mm的挤出机,加热溶融,调整至约200℃,形成溶融树脂混合物,相对于100质量份低密度聚乙烯与高分子型抗静电剂的溶融混合物,向该溶融树脂混合物中压入11质量份作为挥发性增塑剂的由70质量%正丁烷和30质量%异丁烷构成的混合物(表1中仅记载为“丁烷”),然后将溶融树脂温度调整至117℃,得到含有高分子型抗静电剂的抗静电层形成用溶融树脂。
将得到的抗静电层形成用溶融树脂及发泡层形成用溶融树脂供给于合流口模中,使其层积合流,从环状口模中共挤出从而使抗静电层形成用溶融树脂形成发泡体层的表面层(筒状层积发泡体的外面侧)和背面层(筒状层积发泡体的内面侧),从而形成从外面侧依次层积抗静电层/聚乙烯类树脂发泡层/抗静电层的三层结构的筒状层积发泡体,沿着冷却的圆筒牵引该筒状层积发泡体的同时沿着挤出方向切开,得到目标的发泡片材。此外,牵引速度为调整速度从而使发泡片材的厚度为1mm。
[实施例2]
调整沿着冷却的圆筒牵引由环状口模共挤出的筒状层积发泡体的速度,而使厚度为2mm,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例3]
相对于100质量份低密度聚乙烯,使由70质量%正丁烷和30质量%异丁烷组成的丁烷混合物的物理发泡剂的添加量为17.6质量份,相对于100质量份低密度聚乙烯与高分子型抗静电剂的溶融混合物,使由70质量%正丁烷和30质量%异丁烷组成的挥发性增塑剂的添加量为17.6质量份,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例4]
相对于100质量份低密度聚乙烯,使高分子型抗静电剂的添加量为45质量份,按照表中所示的层积比例调整抗静电层形成用溶融树脂的吐出量与发泡层形成用溶融树脂的吐出量之比,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例5]
将抗静电层形成用溶融树脂的温度调整至120℃,导入至合流口模,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例6]
作为抗静电层的基材树脂,使用低密度聚乙烯[LD3],除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例7]
相对于100质量份低密度聚乙烯[LD1],向抗静电层形成用溶融树脂中添加100质量份高分子型抗静电剂(VL300),除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例8]
作为抗静电层的基材树脂,使用低密度聚乙烯[LD2],除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例9]
作为抗静电层的基材树脂,使用低密度聚乙烯[LD4],除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[实施例10]
将抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度调整至140℃,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
[比较例1]
相对于100质量份低密度聚乙烯[LD1],添加100质量份高分子型抗静电剂(PVH),作为挥发性增塑剂,添加11.0质量份由70质量%正丁烷与30质量%异丁烷组成的混合物后,进行混炼,将抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度设置为120℃,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
所得到的发泡片材的表面电阻率为3.8×1010Ω,初始电压为500V。
[比较例2]
在抗静电层形成用溶融树脂的基材树脂中使用低密度聚乙烯[LD2],将抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度设置为117℃,除此以外,与比较例1相同,得到发泡片材。
所得到的发泡片材的表面电阻率为1.7×1011Ω,初始电压为1200V。
[比较例3]
相对于100质量份低密度聚乙烯[LD2],添加100质量份抗静电层形成用溶融树脂中含有的高分子型抗静电剂HC250,除此以外,与比较例2相同,得到发泡片材。
所得到的发泡片材的表面电阻率为1.1×1014Ω,初始电压为2400V。
[比较例4]
将抗静电层形成用溶融树脂的挤出温度调整为112℃,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
所得到的发泡片材的表面电阻率为1.3×1011Ω,饱和带电压为1300V。
[比较例5]
将高分子型抗静电剂的添加量设置为25质量份,除此以外,与实施例1相同,得到发泡片材。
所得到的发泡片材的表面电阻率为3.7×1010Ω,初始电压为580V。
将上述评价结果等汇总示于表1、2。
*1:抗静电层形成用溶融树脂的温度
*2:温度差=[抗静电层形成用溶融树脂的温度(℃)]-[高分子型抗静电剂的融点(℃)]
[表2]
附图标记说明
1、聚乙烯类树脂发泡片材;2、聚乙烯类树脂发泡层;3、抗静电层;4、聚乙烯类树脂;5、高分子型抗静电剂;6、挥发性增塑剂;7、抗静电层形成用溶融树脂;8、聚乙烯类树脂;9、物理发泡剂;10、发泡层形成用溶融树脂;11、第一挤出机;12、第二挤出机;13、环状口模。
Claims (4)
1.一种聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,在以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂的发泡层的至少一个面上,层积粘接以含有低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂为基材树脂且含有高分子型抗静电剂的抗静电层而成的表观密度为15~150kg/m3的发泡片材中,
高分子型抗静电剂的融点为125~140℃,且其融点以上部分的部分融解热量相对于总融解热量之比为40%以下,
相对于100质量份构成抗静电层的聚乙烯类树脂,抗静电层中高分子型抗静电剂的加入量为45~300质量份,
抗静电层的每单位面积重量为1~50g/m2,
向抗静电层表面施加30秒10kV电压时的初始电压为50V以下。
2.如权利要求1所述的聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,抗静电层的单位面积重量为1~10g/m2。
3.如权利要求1或2所述的聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,高分子型抗静电剂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηAS)为100~600Pa·s,
所述溶融粘度(ηAS)相对于构成抗静电层的聚乙烯类树脂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηPE)之比(ηAS/ηPE)为0.4~1.0。
4.如权利要求1~3中任意一项所述的聚乙烯类树脂发泡片材,其特征在于,构成抗静电层的聚乙烯类树脂在190℃、剪切速度100sec-1下的溶融粘度(ηPE)为800~2000Pa·s。
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