JP2009155423A - ポリオレフィン系樹脂押出発泡シート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、高い帯電防止性、被包装物への高い表面汚染防止性を有すると共に、緩衝性、柔軟性にも優れ、更に剛性(コシ)にも優れるポリオレフィン系樹脂発泡シートであって、特にガラス基板包装用シート又は間紙としての使用に好適なポリオレフィン系樹脂発泡シートを提供することを課題とするものである。
【解決手段】 本発明のポリオレフィン系樹脂押出発泡シートは、厚み0.2〜2mm、見掛け密度15〜180g/L、エタノールを用いた超音波洗浄後の表面抵抗率1×108〜1×1014(Ω)のポリオレフィン系樹脂押出発泡シートにおいて、高分子型帯電防止剤の含有量が該発泡シートを構成しているポリオレフィン系樹脂100重量部に対して2〜30重量部であり、該発泡シートのメルトマスフローレイトが0.5〜8g/10分であり、該発泡シート中には脂肪酸化合物が実質的に含まれていないことを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
即ち、無架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シートを押出発泡法にて製造する場合、発泡性溶融樹脂の発泡適性粘度範囲において、発泡性溶融樹脂の温度が変化すると溶融粘度も大きく変化してしまう。一方、押出発泡法における物理発泡剤の蒸発潜熱、発泡性溶融樹脂の温度と押出雰囲気温度との温度差、これらの影響による発泡途上にある樹脂の溶融粘度の変化は避けられない。従って、発泡性溶融樹脂の溶融粘度の変化はできるだけ小さくする必要がある。また、発泡性溶融樹脂の粘度が高いと発熱しやすいことから、良好な発泡をさせるには発泡性溶融樹脂の流動特性を向上させなければならない。更に、ポリオレフィン系樹脂に添加された高分子型帯電防止剤が、表面抵抗率1×108〜1×1014(Ω)の帯電防止特性を発揮するには、高分子型帯電防止剤が、得られる発泡シートを構成するポリオレフィン系樹脂のマトリックス中で網目構造、或いは縞構造で存在しなければならない。そのためには、発泡性溶融樹脂を構成するポリオレフィン系樹脂中において、高分子型帯電防止剤を適度に分散させる必要があり、このような発泡性の混合溶融樹脂は、発泡時の伸び等の加工性において不充分なものとなり易い。
〔1〕厚み0.2〜2mm、見掛け密度15〜180g/L、エタノールを用いた超音波洗浄後の表面抵抗率1×108〜1×1014(Ω)のポリオレフィン系樹脂押出発泡シートにおいて、高分子型帯電防止剤の含有量が該発泡シートを構成しているポリオレフィン系樹脂100重量部に対して2〜30重量部であり、該発泡シートのメルトマスフローレイトが0.5〜8g/10分であり、該発泡シート中には脂肪酸化合物が実質的に含まれていないことを特徴とするポリオレフィン系樹脂押出発泡シート。
〔2〕前記発泡シートの坪量(g/m2)と、該発泡シートの飽和電圧(kV)との積が75kV・g/m2以下であることを特徴とする前記〔1〕に記載のポリオレフィン系樹脂押出発泡シート。
〔3〕前記発泡シートがポリエチレン系樹脂からなり、該発泡シートの厚みが0.2mm以上1mm未満であり、該発泡シートの連続気泡率が50〜90%であり、該発泡シートの平均気泡径が下記(1)、(2)及び(3)式を満足し、該発泡シートの190℃における溶融張力が3〜40cNであることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載のポリオレフィン系樹脂押出発泡シート。
0.2≦Z/X≦1.0・・・・(1)
0.2≦Z/Y≦1.0・・・・(1)
0.1≦Z≦0.5・・・・・・(3)
(但し、X、Y及びZは、順に押出方向の平均気泡径(mm)、幅方向の平均気泡径(mm)及び厚み方向の平均気泡径(mm)を表す。)
〔4〕脂肪酸化合物を実質的に添加することなく、ポリオレフィン系樹脂、高分子型帯電防止剤、気泡調節剤、および物理発泡剤を、押出機中にて溶融混練して発泡性溶融樹脂とし、該発泡性溶融樹脂を低圧域に押出して、厚み0.2〜2mm、見掛け密度15〜180g/L、エタノールを用いた超音波洗浄後の表面抵抗率1×108〜1×1014(Ω)の発泡シートを得るポリオレフィン系樹脂押出発泡シートの製造方法であって、該ポリオレフィン系樹脂のメルトマスフローレイトが0.5〜6g/10分、該高分子型帯電防止剤のメルトマスフローレイトが25〜60g/10分であり、該高分子型帯電防止剤がポリオレフィン系樹脂100重量部に対して2〜30重量部の割合で添加されていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂押出発泡シートの製造方法。
本発明のポリオレフィン系樹脂押出発泡シートの製造方法によれば、脂肪酸化合物を実質的に添加しないにもかかわらず、メルトマスフローレイト0.5〜6g/10分のポリオレフィン系樹脂と、メルトマスフローレイト25〜60g/10分の高分子型帯電防止剤を用いることにより押出発泡時の発熱を抑えているので、得られる発泡シートは、表面状態が良好で、適度な剛性(コシ)を有するものである。
本発明のポリオレフィン系樹脂発泡シート(以下、単に発泡シートともいう。)は、ポリオレフィン系樹脂と、これに添加された高分子型帯電防止剤とからなる混合樹脂を基材樹脂とする発泡体である。
尚、密度が935g/L以下のポリエチレン系樹脂を「主成分」とするとは、該ポリエチレン樹脂の含有量が発泡シートの全重量の50重量%以上であることをいう。また、ポリエチレン系樹脂の密度の下限は概ね890g/Lである。
具体的には、例えば、株式会社山文電気製オフライン厚み測定機TOF−4Rを使用して、発泡シート全幅について1cm間隔で厚みの測定を行い、各測定値を算術平均することにより、求めることができる。
特開平3−103466号公報記載の組成物は、(I)熱可塑性樹脂、(II)ポリエチレンオキサイドまたは50重量%以上のポリエチレンオキサイドブロック成分を含有するブロック共重合体、及び(III)上記(II)中のポリエチレンオキサイドブロック成分と固溶する金属塩からなるものであり、特開2001−278985号公報記載の組成物は、ポリオレフィン(a)のブロックと、体積固有抵抗値が1×105〜1×1011Ω・cmの親水性樹脂(b)のブロックとが、繰り返し交互に結合した構造を有する数平均分子量(Mn)が2000〜60000のブロック共重合体である。上記(a)のブロックと(b)のブロックとは、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ウレタン結合、イミド結合から選ばれる少なくとも1種の結合を介して繰り返し交互に結合した構造を有するものである。これらの高分子型帯電防止剤の詳細については、特開平3−103466号公報、特開2001−278985号公報を参照されたい。
脂肪酸金属塩を構成する金属としては、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等が挙げられる。
脂肪酸アミドとは、脂肪酸から誘導される酸アミドのことであり、脂肪酸アミドとしては、脂肪族アミン由来のものであればいずれも含まれる。脂肪酸アミドの具体例としては、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド等が挙げられる。
脂肪酸エステルの具体例としては、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸モノグリセリド、オレイン酸モノグリセリド、ベヘニン酸モノグリセリド、リノール酸モノグリセリド、リシノール酸モノグリセリド、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン(5)グリセリンモノステアレート、ポリオキシエチレン(20)グリセリンモノステアレート、ポリオキシエチレン(5)モノオレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ポリアジピン酸ペンタエリストールステアレート、ステアリン酸ステアリル、1,2−オキシステアリン酸、硬化ひまし油等が挙げられる。
なお、これらの脂肪酸化合物の中で、ステアリン酸アミドやステアリン酸カルシウムが、従来必須の添加剤として本発明における厚み、見掛け密度範囲のポリオレフィン系樹脂押出発泡シートの製造に用いられている。
前記脂肪酸については、次のように測定される。
エーテル、またはクロロホルムに発泡体を浸漬して抽出し、抽出物を逆相の高速液体クロマトグラフィーで分析するか、抽出物を乾固後メチルエステル化等の揮発性誘導体化処理後ガスクロマトグラフィーで分析する。
脂肪酸金属塩については、例えば次のように測定される。
沸騰メタノールに発泡体を浸漬して抽出し、放冷して析出した沈殿をろ別する。析出物を希塩酸中に懸濁し、エーテルを用いて溶媒抽出すると、エーテル相に遊離した脂肪酸が、水相に金属がそれぞれ抽出されるので脂肪酸は上述の手法で、金属はICP(誘導結合プラズマ)発光分析装置等により金属種の特定と定量を行う。
脂肪酸アミドは、例えば次のように測定される。
エーテル、またはクロロホルムに発泡体を浸漬して抽出し、抽出物を逆相の高速液体クロマトグラフィーで分析するか、ガスクロマトグラフィーで分析する。
また脂肪酸エステルは、例えば次のように測定される。
エーテルに発泡体を浸漬して抽出し、抽出物をガスクロマトグラフィーで分析する。
かかる観点から、発泡シートのメルトマスフローレイトの下限は0.7g/10分が好ましく、より好ましくは0.8g/10分、更に好ましくは1g/10分である。また、其の上限は7g/10分が好ましく、より好ましくは6g/10分である。
ただし、押出時の温度条件およびパスタイムは押出発泡時の条件と略同じとなるように調整する。この方法に拠れば、ポリオレフィン系樹脂が複数のポリオレフィン系樹脂の混合物からなる場合であっても、発泡シートを構成する樹脂の溶融張力を調整することができる。
特に、発泡シートの基材樹脂がポリエチレン系樹脂の場合、発泡シートを構成する樹脂の溶融張力は、3〜25cNであることが好ましく、さらに4〜20cNであることがより好ましい。
ここで、上記Tmaxとは、上記テンション荷重曲線において、検出されたピーク(山)値の合計値を検出された個数で除した値であり、上記Tminとは、上記テンション荷重曲線において、検出されたディップ(谷)値の合計値を検出された個数で除した値である。
尚、当然のことながら上記測定において溶融樹脂をオリフィスから紐状に押出す際には該紐状物に、できるだけ気泡が入らないようにする。また、発泡シートから測定試料を調整する場合、発泡シートを真空オーブンにて加熱し脱泡したものを試料とし、その際の真空オーブンでの脱泡条件は、発泡シートの基材樹脂を構成しているポリオレフィン系樹脂の融点以上の温度、かつ減圧下とする。
Va:測定に使用した発泡体試験片の外寸法から計算される見掛け容積(L)
W:発泡シート試験片の重量(g)
ρ:発泡シート試験片を構成する樹脂の密度(g/L)
0.2≦Z/X≦1.0・・・・(1)
0.2≦Z/Y≦1.0・・・・(2)
0.1≦Z≦0.5・・・・・・(3)
(但し、X、Y及びZは、順に押出方向の平均気泡径(mm)、幅方向の平均気泡径(mm)及び厚み方向の平均気泡径(mm)を表す。)
〔押出方向の平均気泡径:X(mm)〕
発泡シートの幅方向中心部を、押出方向に沿って垂直に切断し、その断面の中央部付近に押出方向に長さ30mmの線分を引き、この線分と交差する気泡の数nを測定し、線分の長さを(気泡数n−1)で割った値を押出方向の平均気泡径:X(mm)として採用する。
〔幅方向の平均気泡径:Y(mm)〕
発泡シートの押出方向に対して直交する垂直断面の中央部付近に幅方向に長さ30mmの線分を引き、この線分と交差する気泡の数nを測定し、線分の長さを(気泡数n−1)で割った値を幅方向の平均気泡径:Y(mm)として採用する。
〔厚み方向の平均気泡径:Z(mm)〕
発泡シートの幅方向中心部を、押出方向に沿って垂直に切断し、その断面の中央部付近に発泡シートの全厚みに亘る線分を引き、この線分と交差する気泡の数を測定し、線分の長さを気泡数で割った値を厚み方向の平均気泡径:Z(mm)として採用する。
なお、平均気泡径X、Y、Zを求める際に気泡数nの測定は、線分と部分的に交差する気泡についてもカウントするものとする。
本発明の発泡シートの製造方法においては、前記ポリオレフィン系樹脂と、前記高分子型帯電防止剤と、気泡調節剤とを、押出機中にて溶融混練して溶融樹脂とする。但し、その際に作為、無作為に関わらず原料の一部として前記脂肪酸化合物を実質的に添加することなく該溶融樹脂を得ることとする。次いで該溶融樹脂に物理発泡剤を圧入し混練して発泡性溶融樹脂とし、発泡性溶融樹脂を発泡適正温度に調整してから、押出機出口に取付けられた円環状ダイから低圧域に押出して筒状の発泡体として押出し、冷却装置(マンドレル)に沿わせて引取りながらシート状に切開くことにより、厚み0.2〜2mm、見掛け密度15〜180g/Lの発泡シートが製造される。
本発明方法によれば、脂肪酸化合物を実質的に添加しなくとも、前記範囲のMFRを示すポリオレフィン系樹脂と高分子型帯電防止剤との混合物を使用することにより、ガラス基板用間紙として好適な発泡シートを得る事ができる。
(1)住友化学工業株式会社製低密度ポリエチレン「F102」(溶融張力:17.2cN、密度:922g/L、 MFR:0.3g/10分)
(2)日本ユニカー株式会社製低密度ポリエチレン「NUC8321」(溶融張力:6.8cN、密度:922g/L、MFR:2.4g/10分)
(3)日本ユニカー株式会社製低密度ポリエチレン「NUC8008」(溶融張力:6.5cN、密度:917g/L、MFR:4.7g/10分)
直径115mmと直径150mmの2台の押出機からなるタンデム押出機を使用し、直径150mmの押出機の出口にダイリップ径195mmのダイを取り付け、冷却装置として直径840のマンドレルを用いた(ブローアップ比4.3)。
なお、実施例1〜4、比較例3、4においては、脂肪酸化合を添加することなく、比較例1、2においては、表1に示す種類、量の脂肪酸化合物を添加した。
なお、発泡シートの加熱脱泡は、EYELA社製の真空定温乾燥器等のバキュームドライオーブンを使用して、温度150℃にて減圧条件下となるように真空度を適切に調整して行った。
スライドガラス(サイズ26×76mm、表面脱脂済み)を発泡シートで挟み、その上から42g/cm2の荷重をかけ、60℃、90%RHの雰囲気に24時間放置した。その後、スライドガラス表面に呼気を吹きかけ曇り具合(汚れ具合)を目視にて観察した。観察の結果により汚染性を以下のように評価した。
○:曇りがない
×:曇りが僅かに点在、若しくは多数存在する
Claims (4)
- 厚み0.2〜2mm、見掛け密度15〜180g/L、エタノールを用いた超音波洗浄後の表面抵抗率1×108〜1×1014(Ω)のポリオレフィン系樹脂押出発泡シートにおいて、高分子型帯電防止剤の含有量が該発泡シートを構成しているポリオレフィン系樹脂100重量部に対して2〜30重量部であり、該発泡シートのメルトマスフローレイトが0.5〜8g/10分であり、該発泡シート中には脂肪酸化合物が実質的に含まれていないことを特徴とするポリオレフィン系樹脂押出発泡シート。
- 前記発泡シートの坪量(g/m2)と、該発泡シートの飽和電圧(kV)との積が75kV・g/m2以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂押出発泡シート。
- 前記発泡シートがポリエチレン系樹脂からなり、該発泡シートの厚みが0.2mm以上1mm未満であり、該発泡シートの連続気泡率が50〜90%であり、該発泡シートの平均気泡径が下記(1)、(2)及び(3)式を満足し、該発泡シートの190℃における溶融張力が3〜40cNであることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリオレフィン系樹脂押出発泡シート。
0.2≦Z/X≦1.0・・・・(1)
0.2≦Z/Y≦1.0・・・・(1)
0.1≦Z≦0.5・・・・・・(3)
(但し、X、Y及びZは、順に押出方向の平均気泡径(mm)、幅方向の平均気泡径(mm)及び厚み方向の平均気泡径(mm)を表す。) - 脂肪酸化合物を実質的に添加することなく、ポリオレフィン系樹脂、高分子型帯電防止剤、気泡調節剤、および物理発泡剤を、押出機中にて溶融混練して発泡性溶融樹脂とし、該発泡性溶融樹脂を低圧域に押出して、厚み0.2〜2mm、見掛け密度15〜180g/L、エタノールを用いた超音波洗浄後の表面抵抗率1×108〜1×1014(Ω)の発泡シートを得るポリオレフィン系樹脂押出発泡シートの製造方法であって、該ポリオレフィン系樹脂のメルトマスフローレイトが0.5〜6g/10分、該高分子型帯電防止剤のメルトマスフローレイトが25〜60g/10分であり、該高分子型帯電防止剤がポリオレフィン系樹脂100重量部に対して2〜30重量部の割合で添加されていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂押出発泡シートの製造方法。
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