JP2014193949A - 発泡成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】 低湿度環境下での帯電防止性能に優れた発泡成形体の提供。
【解決手段】 ホウ素系化合物を好ましくは発泡体単位表面積あたり５ｇ／ｍ^２以上塗布、噴霧する事により、発泡成形体表面に存在させることにより、湿度１２％における表面固有抵抗値が１．０×１０^１０Ω以下であることが可能となり、それにより電気製品等の包装材として用いた場合に埃等による問題が改良できる。
【選択図】 なし

Description

本発明は表面固有抵抗が低い発泡成形体に関する。

ポリオレフィン系発泡成形体、またはポリスチレン系発泡成形体は電気製品や電子部品等の包装材として使用されている。

しかし、ポリオレフィン系発泡成形体、ポリスチレン系発泡成形体は優れた絶縁体である反面、静電気が生じやすい性質を有している。そのため、上記電気製品や電子部品等の包装材に使用した際、包装材および被包装材に埃がついたりする問題が発生する。

このような欠点を改良する方法として、
特許文献１では、特定炭素数の脂肪酸のグリセリンエステルと特定炭素数の脂肪族アルコールを用いたポリオレフィン系樹脂の予備発泡粒子を発泡させた発泡体成形が開示されている。しかしながら、表面固有抵抗を下げる効果は不十分であった。

特開２０１０−１５９３８８

本発明は、湿度の低い状態でも表面固有抵抗が低い性能を有することを特徴とする発泡成形体およびその製造方法を提供することである。

本発明は以下の構成を有するものである。

１）． ホウ素系化合物が成形体表面に存在し、湿度１２％における表面固有抵抗値が１．０×１０^１０Ω以下であることを特徴とする発泡成形体。

２）． ホウ素系化合物がアルコール化合物とのドナー・アクセプター構造を有することを特徴とする１）記載の発泡成形体。

３）． 発泡成形体の表面積に対し、ホウ素系化合物が５ｇ／ｍ^２以上存在することを特徴とする１）または２）に記載の発泡成形体。

４）． 発泡成形体の密度が１５ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌであることを特徴とする１）〜３）のいずれかに記載の発泡成形体。

５）． 発泡成形体が予備発泡樹脂粒子を型内成形させてなることを特徴とする１）〜４）のいずれかに記載の発泡成形体。

６）． 発泡体の基材樹脂がポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂のいずれかからなる１）〜５）のいずれかに記載の発泡成形体。

７）． 発泡成形体の表面にホウ素系化合物の溶液を塗布、または噴霧することを特徴とする１）〜６）のいずれかに記載の発泡成形体の製造方法。

本発明によって得られた発泡成形体は、湿度の低い状態での表面固有抵抗が低い性能に優れる。

本発明において使用できる発泡成形体の基材樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂をあげることができる。発泡成形体としては、これらの基材樹脂の発泡体を用いることができる。

ポリオレフィン発泡成形体としてはポリエチレン、ポリプロピレンを基材樹脂とした発泡成形体が好ましい。

ポリオレフィン系発泡成形体に使用されるポリプロピレン系樹脂としては、特に制限は無く、ポリプロピレンホモポリマー、エチレン／プロピレンランダム共重合体、ブテン−１／プロピレンランダム共重合体、エチレン／ブテン−１／プロピレンランダム共重合体、エチレン／プロピレンブロック共重合体、ブテン−１／プロピレンブロック共重体、プロピレン−塩素化ビニル共重合体、プロピレン／無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。これらのなかでも、エチレン／プロピレンランダム共重合体、エチレン／ブテン−１／プロピレンランダム共重合体が良好な発泡性を有し、良好な成形性を有する点から好適である。

ポリエチレン系発泡成形体としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが上げられ、この中でも、直鎖状低密度ポリエチレンが良好な成形性を得られることから好ましい。

ポリスチレン系発泡成形体に使用されるポリスチレン系樹脂としては、スチレンモノマーを塊状重合、懸濁重合するによって重合されたものを使用することができ、想定する発泡倍率によってポリスチレンの分子量や発泡剤の量を適宜コントロールすることができる。また、必要に応じて、アクリロニトリル、α−メチルスチレン、アクリル酸エステルなどを共重合しても良い。

スチレン改質ポリオレフィン系成形体に使用されるスチレン改質ポリオレフィン系樹脂は、ポリオレフィン成分にスチレン系モノマーを含浸させ、重合させたものである。ポリオレフィン成分として低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などから選択することができ、スチレンモノマーの含浸、重合条件はポリオレフィン種やスチレンモノマーの追加方法により適宜選択できる。また、必要に応じて、アクリロニトリル、α−メチルスチレン、アクリル酸エステルなどを共重合しても良い。

本発明の発泡成形体は懸濁重合や溶融押出により、粒子状にした粒子に発泡剤を使用して予備発泡し、型内成形をすることにより作製することが好ましい。粒子状の予備発泡粒子を使用することにより、発泡成形体の粒子間のくぼみにホウ素系化合物が留まりやすくなるため、表面固有抵抗値を低い状態と成しやすい。

また、ホウ素系化合物は繰り返し使用しても脱落しづらく、性能を維持しやすい。特に、ホウ素系化合物は数cm程度の距離であればその周辺にも帯電防止効果を及ぼすことから、発泡有成形体表面を完全に覆わなくても効果を発揮できるため、予備発泡粒子を使用した発泡成形体を使用した際、成形体表面のホウ素系化合物が脱落したとしても、粒子間の溝に残ったホウ素系化合物のみでも性能を長期間発揮できるという利点がある。

各発泡粒子のサイズは、一般的なサイズのものを使用することができる。サイズが大きくなりすぎると、成形時の金型への充填性に問題がある上、ホウ素系化合物を成形体表面の粒子間に保持しにくくなる。

各種基材樹脂を発泡するための発泡剤としては、公知のものが挙げられ、例えば、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン、ネオペンタン等の脂肪族炭化水素類、ジフルオロエタン、テトラフルオロエタン等のオゾン破壊係数がゼロであるハイドロフルオロカーボン類等の揮発性発泡剤、空気、窒素、炭酸ガス等の無機ガス、水等があげられる。そのようにして得られた発泡粒子は金型内に充填し、スチーム等を吹き込んで加熱し発泡させることで発泡成形体とすることができる。

本発明の発泡体表面の表面固有抵抗値の改良に使用される化合物としてはホウ素系化合物と脂肪族アルコール化合物とのドナー・アクセプター構造を有していることが好ましい。ドナー・アクセプター構造を有していることにより低湿度環境下で性能を発揮しやすくなり好ましい。脂肪族アルコール化合物としてアルキル基の構造は特に限定されないが、ドナー・アクセプター構造を形成する上で多価アルコールであることが好ましい。

ホウ素系化合物は成形体の表面に存在することで性能を発揮できるため、できるだけ均一的に存在していることが好ましく、そのためにホウ素系化合物を溶媒に溶解あるいは希釈して用いることが好ましい。溶解あるいは希釈に用いる溶媒としては、用いるホウ素系化合物や発泡成形体に影響を与えずホウ素系化合物が溶解あるいは分散するものであれば特に限定はないが、アルコール、水が好ましい。

具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、水をあげることができるが、なかでも水を中心とした水溶液として使用することが好ましい。そしてその水溶液を塗布、または噴霧することにより簡便に均一に発泡成形体表面に塗布することが可能であり、効率的に性能を発揮させる上で好ましい。本発明に用いることができるホウ素化合物としては、例えばアンチスタH、ビオミセルBN、ビオミセルUB-502(以上、ボロン研究所製)が挙げられる。

発泡成形体表面のホウ素系化合物の量については５ｇ／ｍ^２以上となるように塗布または噴霧することが好ましく、さらには８ｇ／ｍ以上、特には２５ｇ／ｍ^２以上が、表面固有抵抗値を安定的に低くする上で好ましい。また、１００ｇ／ｍ^２を超えると、緩衝材として使用する際にホウ素系化合物による対象物の汚染が発生しやすくなるため、１００ｇ／ｍ^２以下、さらには８０ｇ／ｍ^２以下、特には６０ｇ／ｍ^２以下で使用することが好ましい。

以上のようにして得られた発泡成形体は低湿度環境下での表面固有抵抗性に優れ、湿度１２％の様な乾燥状態でも表面固有抵抗値が１．０×１０^１０Ω以下、さらには５．０×１０^９Ω以下、特には１．０×１０^９Ω以下となり、表面固有抵抗値の特徴性能を落とさずに使用することが可能である。

以下に実施例及び比較例をあげるが、これによって本発明は制限されるものではない。尚、測定評価については以下の通り実施した。

＜表面固有抵抗値＞
発泡成形体を１００ｍｍ×１００ｍｍ×１０ｍｍ（ｔ）の大きさのサンプルに切り出し、ホウ素系化合物が存在している切断していない面で表面固有抵抗値を測定した。３５℃の乾燥室で１２時間乾燥させた後、ＬＨ４０−１５Ｐ型 恒温恒湿槽（株式会社ナガノサイエンス製）内で２４時間置くことでサンプルの温度を３５℃、相対湿度を１２％に調整した。

恒温恒湿曹内に設置していたサンプルチャンバー１２７０Ａ型 ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＣＨＡＭＢＥＲ（株式会社 エーデイーシー製）で、デジタル超抵抗測定器（８３４０Ａ型 ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ（株式会社 エーデイーシー製）を用いて表面固有抵抗値を測定した（測定条件:３０秒除電した後、１０００Vで３０秒荷電し、測定した。）。

＜表面帯電量＞
表面固有抵抗値の測定に用いる発泡成形体と同様に切り出して同様に状態調節した発泡成形体を、恒温恒湿槽から取り出した後直ちにポリエチレン製の袋(OK袋No.15、大倉工業株式会社製)を用いて成形体表面全体を素早く５往復擦り、直後1秒以内の成形体表面の表面電荷量を測定した。測定はＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｍｅｔｅｒ ＹＣ−１０２ （アズワン株式会社製）を使用し、測定距離３０ｍｍで実施した（擦り処理、電荷量測定は２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下で行った）。

(実施例１)
ポリスチレン発泡性樹脂粒子(カネパール「SBS」、株式会社カネカ製)を通常の方法で予備発泡、型内で発泡成形して、成形体密度２０ｇ／Ｌのポリスチレン系発泡成形体(300mm×400mm×25mm(t))を作製した。測定に使用する面に、成形体表面積に対しホウ素系化合物溶液「アンチスタＨ（ボロン研究所、ホウ素系帯電防止剤濃度１％の水溶液）」をホウ素系化合物が３０ｇ／ｍ^２となるように、霧吹きでまんべんなく噴霧した。表面固有抵抗値と表面電荷量の結果を表１に示す。

(実施例２)
ホウ素系化合物を１０ｇ／ｍ^２となるように噴霧した以外は実施例１と同様にして試料を作成した。

(実施例３)
ポリエチレン発泡粒子(エペラン「XL38」、株式会社カネカ製)を通常の方法で成形し、成形体密度２５ｇ／Ｌのポリエチレン系発泡成形体(300mm×400mm×25mm(t))を作製した。実施例１と同様に霧吹きでホウ素系化合物溶液を噴霧し、成形体表面に対しホウ素系化合物量が３０ｇ／ｍ^２とした。

(実施例４)
ポリポリプロピレン発泡粒子(エペラン「LBS30」、株式会社カネカ製)を通常の方法で成形し、成形体密度３０ｇ／Ｌのポリプロピレン系発泡成形体(300mm×400mm×25mm(t))を作製した。実施例１と同様に霧吹きでホウ素系化合物溶液を噴霧し、成形体表面に対しホウ素系化合物量が３０ｇ／ｍ^２とした。

(実施例５)
特開WO2009/157374の実施例を参考に、(エペラン「LBS30」、カネカ製)を通常の方法で成形し、成形体密度３０ｇ／Ｌのポリプロピレン系発泡成形体(300mm×400mm×25mm(t))を作製した。実施例１と同様に霧吹きでホウ素系化合物溶液を噴霧し、成形体表面に対しホウ素系化合物量が３０ｇ／ｍ^２とした。

(比較例１)
ホウ素系化合物を使用しなかった以外は実施例１と同様に発泡成形体を作製した。

(比較例２)
ホウ素系化合物を使用しなかった以外は実施例２と同様に発泡成形体を作製した。

(比較例３)
ホウ素系化合物を使用しなかった以外は実施例３と同様に発泡成形体を作製した。

(比較例４)
ホウ素系化合物を使用しなかった以外は実施例４と同様に発泡成形体を作製した。

(比較例５)
ホウ素系化合物を４ｇ／ｍ^２となるようにホウ素系化合物溶液を噴霧した以外は実施例１と同様にして試料を作成した。

(比較例６)
ホウ素系化合物を２ｇ／ｍ^２となるようにホウ素系化合物溶液を噴霧した以外は実施例１と同様にして試料を作成した。

(比較例７)
ホウ素系化合物の変わりに界面活性剤「EC-4(北広ケミカル株式会社製、ヒドロキシアルキルアミンとイソプロピルアルコールの水溶液)」を使用し、成形体表面の量が３０ｇ／ｍ^２となるように界面活性剤溶液を噴霧した以外は実施例１と同様にした。

Claims (7)

1. ホウ素系化合物が成形体表面に存在し、湿度１２％における表面固有抵抗値が１．０×１０^１０Ω以下であることを特徴とする発泡成形体。
2. ホウ素系化合物がアルコール化合物とのドナー・アクセプター構造を有することを特徴とする請求項１記載の発泡成形体。
3. 発泡成形体の表面積に対し、ホウ素系化合物が５ｇ／ｍ^２以上存在することを特徴とする請求項１または２に記載の発泡成形体。
4. 発泡成形体の密度が１５ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発泡成形体。
5. 発泡成形体が予備発泡樹脂粒子を型内成形させてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発泡成形体。
6. 発泡成形体の基材樹脂がポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂のいずれかからなる請求項１〜５のいずれかに記載の発泡成形体。
7. 発泡成形体の表面にホウ素系化合物の溶液を塗布、または噴霧することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発泡成形体の製造方法。