JP2006035832A - 帯電防止性ポリプロピレン系樹脂積層発泡シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリプロピレン系樹脂発泡層の少なくとも一面に、高分子型帯電防止剤とポリプロピレン系樹脂を含む帯電防止性能を有するポリプロピレン系樹脂層が積層されたポリプロピレン系樹脂積層発泡シートであって、
前記帯電防止剤がポリエーテル−ポリオレフィン系樹脂ブロック共重合体を主成分とする高分子型帯電防止剤であり、
該高分子型帯電防止剤の融点T1(℃)(最も高温側の結晶融解ピークの頂点の温度)が、前記樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂の融点T2(℃)±20℃の範囲内であることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
本発明は、ポリプロピレン系樹脂発泡層の少なくとも一面に、高分子型帯電防止剤とポリプロピレン系樹脂を含む帯電防止性能を有するポリプロピレン系樹脂層が積層されたポリプロピレン系樹脂積層発泡シートであって、
前記帯電防止剤がポリエーテル−ポリオレフィン系樹脂ブロック共重合体を主成分とする高分子型帯電防止剤であり、
該高分子型帯電防止剤の融点T1(℃)(最も高温側の結晶融解ピークの頂点の温度)が、前記樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂の融点T2(℃)±20℃の範囲内であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂積層発泡シートである。
前記帯電防止剤がポリエーテル−ポリオレフィン系樹脂ブロック共重合体を主成分とする高分子型帯電防止剤であり、
該高分子型帯電防止剤の融点T1(℃)(最も高温側の結晶融解ピークの頂点の温度)が、表面層で使用する前記ポリプロピレン系樹脂の融点T2(℃)±20℃の範囲内にあるポリプロピレン系樹脂積層発泡シートの製造方法である。
ポリプロピレン系樹脂発泡層に、帯電防止性能を有するポリプロピレン系樹脂層(以下、「帯電防止層」と称する場合がある。)を積層する方法としては、別途製造した発泡シートに帯電防止層を押出ラミネートする方法や、発泡シートに別途製造した帯電防止フィルムを熱ラミネートする方法等があるが、これらの方法では均一に厚みの薄い帯電防止層を積層することが困難であり、帯電防止層の選択できる厚み範囲が限られてくる。また発泡シートまたは帯電防止フィルムを保管するスペースの確保やラミネート設備が必要となってくるため、コストや時間を多く費やしてしまう。
なお、吐出速度V1の算出方法は、
単位時間当りの押出重量(吐出重量)(g/秒)を求め、これを押出物組成物の密度(0.90g/cm3とする)で割り、単位時間当りの押出容積(cm3/秒)とする。一方、金型樹脂出口の面積(cm2)を求め、下記式より吐出速度を計算する。
吐出速度V1(cm/秒)=
単位時間当りの押出容積(cm3/秒)/金型樹脂出口の面積(cm2)
前記V1/V2が1.2未満では、積層発泡シートに過度の延伸がかかり、積層発泡シートの表面に凹凸や亀裂が入り易い。2.6を超えると、積層発泡シートの延伸が不充分で、熱成形性の向上効果、帯電防止性能の向上効果が乏しい。
本発明の積層発泡シートを構成するポリプロピレン系樹脂発泡層の厚みは、0.5mm〜3.0mm、好ましくは0.8mm〜2.5mmである。厚みが0.5mm以下の場合は発泡体の強度が弱くなり、3.0mm以上の場合では熱成形時の成形性が悪く、また成形品のスタック精度が低くなる。ポリプロピレン系樹脂発泡層の密度は、0.13〜0.6g/cc、好ましくは0.18〜0.45g/ccである。密度が0.13g/cc以下の場合には、発泡体の強度が低すぎるために、フィルム層を積層しても強度が弱く、包装材としての機能を果たし得ない。また密度が0.45g/cc以上の場合には、発泡体としての緩衝性や軽量性が損なわれ易い。ポリプロピレン系樹脂発泡層の坪量としては、200〜990g/m2、好ましくは350〜800g/m2のものが用いられる。200g/m2以下では発泡体としての強度が低すぎ、900g/m2以上では、熱成形性が悪くなる。
ポリプロピレン系樹脂発泡層に用いるポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、又はプロピレンと共重合可能な他のオレフィンとの共重合体である。共重合体の場合には、プロピレン以外のオレフィンを共重合体中に0.5〜30重量%、特に好ましくは1〜10重量%の割合で含有せしめることが好ましい。この場合のオレフィンとしては、エチレン、或いは炭素数4〜10のα−オレフィンを挙げることができる。これらは1種、または2種以上を組み合わせて使用する事ができる。本発明のポリプロピレン系樹脂積層発泡シートの成形品を、電子部品用トレーとして使用する場合、耐衝撃性や緩衝性が要求されるので、α−オレフィンを含ませることで、これらの性能を向上させることが出来て好ましい。但し、α−オレフィン成分の含有量が多すぎると耐熱性や剛性が低下するので上記範囲が好ましい。
本発明で使用される発泡剤としては、種々の物理発泡剤や化学発泡剤が挙げられる。
物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタンなどの飽和脂肪族炭化水素、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素、二酸化炭素、窒素ガス、水などが挙げられる。化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、重炭酸ナトリウム又はクエン酸のような有機酸もしくはその塩と重炭酸塩との混合物などが挙げられる。これらの発泡剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡層の基材樹脂には、上記のような発泡剤が添加されるほか、例えばタルク、重炭酸ナトリウム−クエン酸などの、発泡の際に気泡の大きさを調整する気泡調整剤や、顔料、安定剤、充填剤、などの種々の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。
本発明における高分子型帯電防止剤とポリプロピレン系樹脂からなる帯電防止性能を有するポリプロピレン系樹脂層(帯電防止層)は、表面抵抗率が1×1013(Ω/□)未満、好ましくは1×1012(Ω/□)未満、さらに好ましくは1×1011(Ω/□)未満、最適には1×1010(Ω/□)以下の範囲である。その下限値は1×108(Ω/□)が好ましく、1×109(Ω/□)がより好ましい。
本発明では、帯電防止剤として高分子型帯電防止剤が使用される。高分子型帯電防止剤には、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミド、エチレン−メタクリル酸共重合体などのアイオノマー、ポリエチレングリコールメタクリレート系共重合体等の第四級アンモニウム塩、特開2001−278985号公報に記載のオレフィン系ブロックと親水性ブロックとの共重合体等が挙げられるが、本発明においては、ポリプロピレン系樹脂との相溶性、分散性、ポリプロピレン系樹脂への帯電防止性能付与効果のほか、ポリプロピレン系樹脂積層発泡シートの表面外観・熱成形性を考慮した場合、オレフィン系ブロックと親水性ブロックとの共重合体が好ましく、ポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体(ポリエーテル系ブロックとポリオレフィン系ブロックのブロック共重合体)を主成分とする高分子型帯電防止剤が好適に使用される。また、帯電防止性能の更なる向上を目的とし、ポリアミドまたはポリアミド系ブロックを添加または共重合することができる。
なお、帯電防止剤としては、既述の様に高分子型帯電防止剤が使用されるが、帯電防止効果を高めるために、アルキルベンゼンスルホン酸塩、例えばドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのようなアニオン性界面活性剤や、その他の界面活性剤又はアルカリ金属塩などを併用してもよい。ただしこれらの添加によって、溶出イオン量が増加することがあるので使用量は帯電防止剤総量の0.5重量%未満が好ましい。
本発明において非発泡の帯電防止層に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、前記ポリプロピレン系樹脂発泡層に用いられるポリプロピレン系樹脂と同様のものを用いることができる。
本発明における高分子型帯電防止剤の190℃でのメルトフローレートをMa、帯電防止層に使用するポリプロピレン系樹脂の190℃でのメルトフローレートをMbとする時、
0.05 < Ma/Mb < 20.0
を満たすことが好ましい。
1.1 < Mc/Md < 5.0
を満たすことが好ましい。Mc/Mdが1.1よりも小さい場合、合流ダイ内部及び発泡用金型内部でそれぞれの樹脂層の積層面に乱流が生じてしまい、良好な外観を有する積層発泡シートを得ることができない。またMc/Mdが5.0よりも大きい場合、各層の粘度差が大きくなりすぎ、帯電防止層の均一な厚み制御が困難となる。また積層発泡シート製造時に、帯電防止層がポリプロピレン系樹脂発泡層の気泡生成の影響を受け、表面平滑性に劣る積層発泡シートとなってしまう。
熱成形方法としては、ストレート成形法、ドレープ成形法、プラグアシスト成形法、プラグアシスト・リバースドロー成形法、エアスリップ成形法、スナップバック成形法、リバースドロー成形法、プラグアシスト・エアスリップ成形法、マッチモールド成形法等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂発泡積層シートの熱成形においては、二次発泡が小さく成形品の厚みが薄くなりやすいので、真空成形法が好ましい。電子部品用トレー等、各部に精度が要求される成形品が必要な場合、上記の熱成形方法のうち、マッチモールド成形法が好ましい。熱成形機は、特に限定されず、上記に記載した各種成形法に対応する公知の真空成形機が使用できる。
(ポリプロピレン系樹脂発泡層の樹脂の融点−20℃)〜(ポリプロピレン系樹脂発泡層の樹脂の融点)となるよう設定することが好ましい。更に好ましくは、
(ポリプロピレン系樹脂発泡層の樹脂の融点−15)〜(ポリプロピレン系樹脂発泡層の樹脂の融点−5℃)である。
ポリプロピレン系樹脂発泡層の押出機として、一段目の押出機が口径90mmの単軸押出機、二段目の押出機が口径115mmの単軸押出機から構成されたタンデム押出機を用いた。ポリプロピレン系樹脂発泡層用のポリプロピレン系樹脂として、サンアロマー(株)社製、商品名「SD632」(融点159.1℃)100重量部に、気泡調整剤として重曹−クエン酸系気泡調整剤(クラリアント社製 ハイドロセロールHK−70)を0.2重量部添加し、この混合物を一段目の口径90mmの押出機のホッパーに供給し、200℃で加熱溶融した後、この溶融樹脂100重量部に対して4重量部となるように発泡剤であるブタン(イソブタン/ノルマルブタン=35/65w%)を圧入し、混練した。
押出重量=98.5+11.5(kg/時間)=30.6(g/秒)
押出容積=30.6/0.90=34(cm3/秒)
金型出口面積=0.095×14×3.14=4.2(cm2)
(スリット間隙 口径 π)
吐出速度V1=34/4.2=8.1(cm/秒)
引取り速度V2=2.0(m/分)=3.3(cm/秒)
V1/V2=8.1/3.3=2.5
成形性の評価、表面抵抗率を表1に示した。
高分子型帯電防止剤のMFR(Ma) 11 割合15%
ポリプロピレン系樹脂のMFR(Mb) 0.87 割合85%
であるので、
Mc=11×0.15+0.87×0.85=2.4
として求められる。
以下、他の実施例、比較例において同様に求められる。
表1に示す樹脂で実施例1と同様に押出成形して、実施例2〜7並びに比較例1〜3の積層発泡シートを作成した。また、得られたポリプロピレン系樹脂積層発泡シートを、実施例1と同様にして、図1に示す液晶モジュール輸送トレー用のマッチモールド金型を用いて成形品を成形した。また実施例1と同様に、成形性の評価、表面抵抗率を表1に示した。
ポリプロピレン樹脂「PM600A」(商品名) 190℃MFR=3.2 30%
ポリプロピレン樹脂「SD632」(商品名) 190℃MFR=0.92 70%
であるので、
Md=3.2×0.3+0.92×0.7=1.604
となる。
高分子型帯電防止剤:
商品名「ペレスタット300」(三洋化成工業社製)
商品名「イルガスタットP18」はポリエーテルエステルアミド−ポリアミドのブレンド品(チバスペシャリティケミカルズ社製)
商品名「SD100」:エチレン系アイオノマー(三井デュポンケミカル社製)
ポリプロピレン樹脂:
商品名「PM671A」(サンアロマ−社製)
商品名「EC7」(日本ポリケム社製)
商品名「SD632」(サンアロマ−社製)
商品名「PC630A」(サンアロマ−社製)
商品名「PC540R」(サンアロマ−社製)
商品名「PM600A」(サンアロマ−社製、融点162.5℃、190℃での
MFR 3.2g/10分、230℃での MFR 7.5g/10分)
なお、表1中、PM600A/SD632=30/70は、ポリプロピレン樹脂「PM600A」とポリプロピレン樹脂「SD632」が30重量部対70重量部の割合でブレンドされているポリプロピレン樹脂である。
高分子型帯電防止剤及びポリプロピレン系樹脂の融点は、セイコー電子工業社製の示差走査熱量計装置DSC200型を用い、JIS K7121に準拠した測定を行った。具体的には試料をチッソガス気流下で、加熱・冷却温度10℃/minで昇温、冷却することで得られる融解ピーク及び発熱ピークを観測し、融解ピークの頂点の温度を融点、発熱ピークの頂点の温度を結晶化温度とする。融解ピーク及び発熱ピークが2つ以上現れる場合、全ピーク面積の5%以上を有する面積のピークの内、最も高温側のピークの頂点の温度を、融点もしくは結晶化温度とする。
JIS K6911:1995「熱硬化性プラスチック一般試験方法」記載の方法により測定した。具体的には、温度22℃、湿度60%の環境下、一辺が10cmの平面正方形状の試験片を温度22℃、湿度60%の雰囲気下に24時間放置した後、試験装置((株)アドバンテスト製デジタル超高抵抗/微少電流計R8340及びレジスティビティ・チェンバR12702A)を使用し、試験片に、約30Nの荷重にて電極を圧着させ500Vの電圧を印加して1分経過後の抵抗値を測定し、次式により算出した。
ρs=π(D+d)/(D−d)×Rs
ρs : 表面抵抗率(Ω/□)
D : 表面の環状電極の内径(cm)(レジスティビティ・チェンバ R12702Aでは、7cm。)
d : 表面電極の内円の外径(cm)(レジスティビティ・チェンバ R12702Aでは、5cm。)
Rs: 表面抵抗(Ω)
熱成形品の表面抵抗率(Ω/□)は、ポリプロピレン系樹脂積層発泡シートを一辺100mmの平面正方形状の試験片を採取できる成形金型で熱成形し、成形後1日後の成形品より、100mm×100mm×原厚み(10以下)mmの試験片を5枚切りだしてそれぞれについて測定し、それらの平均値とした。
本発明におけるメルトフローレート(MFR)は、セミオートメルトインデクサー(東洋精機社製)を使用し、JIS K 7210:1999「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」B法記載の方法により測定した。但し、温度は、高分子型帯電防止樹脂とポリプロピレン系樹脂との比較、混練性を比較するため190℃とし、荷重値は21.18Nとした。
成形性は下記基準により評価した。○が合格である。
型の出 ○:金型の形状が明確に現れている。
△:金型のコーナー部など、部分的に形状が明確に現れていない。
×:金型の形状が明確に現れていない。
離型性 ○:金型から容易に成形品が離型する。
△:部分的に、金型に引っ張られ成形品が変形し易い。
×:金型から成形品が離型しないときがあり、成形効率が著しく低い。
外観を下記基準により評価した。○が合格である。
○:表面が滑らかで、凹凸が見られない。
△:表面に部分的に凹凸が見られる。
×:表面に多数の凹凸が見られる。
Claims (7)
- ポリプロピレン系樹脂発泡層の少なくとも一面に、高分子型帯電防止剤とポリプロピレン系樹脂を含む帯電防止性能を有するポリプロピレン系樹脂層が積層されたポリプロピレン系樹脂積層発泡シートであって、
前記帯電防止剤がポリエーテル−ポリオレフィン系樹脂ブロック共重合体を主成分とする高分子型帯電防止剤であり、
該高分子型帯電防止剤の融点T1(℃)(最も高温側の結晶融解ピークの頂点の温度)が、前記樹脂層を構成するポリプロピレン系樹脂の融点T2(℃)±20℃の範囲内であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂積層発泡シート。 - 前記高分子型帯電防止剤が、前記帯電防止性能を有するポリプロピレン系樹脂層に8〜30重量%含まれている請求項1記載のポリプロピレン系樹脂積層発泡シート。
- 前記高分子型帯電防止剤の融点T1(℃)(最も高温側の結晶融解ピークの頂点の温度)と、前記ポリプロピレン系樹脂発泡層を構成するポリプロピレン系樹脂の融点T3(℃)との融点差(T1−T3)が、−20℃<(T1−T3)である請求項1又は2記載のポリプロピレン系樹脂積層発泡シート。
- 発泡剤を含んだポリプロピレン系樹脂の押出溶融混合物と、帯電防止剤を含んだポリプロピレン系樹脂の押出溶融混合物を共押出することによって得られる、表面層が帯電防止性能を有するポリプロピレン系樹脂層からなるポリプロピレン系樹脂積層発泡シートの製造方法であって、
前記帯電防止剤がポリエーテル−ポリオレフィン系樹脂ブロック共重合体を主成分とする高分子型帯電防止剤であり、
該高分子型帯電防止剤の融点T1(℃)(最も高温側の結晶融解ピークの頂点の温度)が、表面層で使用する前記ポリプロピレン系樹脂の融点T2(℃)±20℃の範囲内にあるポリプロピレン系樹脂積層発泡シートの製造方法。 - 請求項1記載のポリプロピレン系樹脂積層発泡シートを熱成形機で成形することによって得られるポリプロピレン系樹脂積層発泡成形品。
- 前記積層発泡成形品の表面抵抗率が1×1012(Ω/□)未満であることを特徴とする請求項5記載のポリプロピレン系樹脂積層発泡成形品。
- 請求項1記載のポリプロピレン系樹脂積層発泡シートの表面温度を、(ポリプロピレン系樹脂発泡層の樹脂の融点−20℃)〜(ポリプロピレン系樹脂発泡層の樹脂の融点)の範囲で熱成形することを特徴とするポリプロピレン系樹脂積層発泡成形品の成形方法。
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