JP2773907B2 - 導電性ポリプロピレン樹脂発泡体およびその製造方法 - Google Patents

導電性ポリプロピレン樹脂発泡体およびその製造方法

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は導電性プロピレン樹脂発泡体とその製造方法
に関し、更に詳しくは、剛性が優れていて、静電気の帯
電が起らないので、電子部品や精密機械などの梱包材と
して有用な導電性ポリプロピレン樹脂発泡体とその製造
方法に関する。
(従来の技術) 発泡倍率が1.5〜5倍程度のポリオレフィン発泡体
は、適度の弾力性と緩衝性を有する素材であるため、各
種物品の梱包材として、また製品の間仕切り材として広
く用いられている。
しかしながら、これらポリオレフィン発泡体はそのほ
とんどが電気絶縁体であるため、表面が静電気で帯電し
易い。
静電気が帯電すると、発泡体表面には塵埃が付着する
ために精密機械等の梱包材として不適となる。また、LS
Iや基板をはじめとする電子部品、それを組込んだ電子
機器などの梱包に使用すると、帯電した静電気によって
これら部品や機器がその機能を喪失するという事態を招
く。
このようなことから、例えばポリエチレンに適量のカ
ーボンブラックを配合し、その組成物を架橋または無架
橋で発泡せしめ、得られる発泡体を導電性にして静電気
の帯電を抑制しようという試みが行なわれている。ま
た、剛性や耐熱性が優れ、通凾用の箱や間仕切り用の資
材として有用なポリプロピレンに同じくカーボンブラッ
クを配合して発泡せしめ、導電性の発泡体を得る努力が
なされている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前者の発泡体の場合、得られる発泡体
が軟質でありすぎるため、自立性に乏しく通凾用の箱や
間仕切り材の用途には不向きである。
また、後者のポリプロピレンにカーボンブラックを配
合した場合は、一般に、その発泡倍率が低下して緩衝機
能が乏しくなり緩衝材としての用途には不向きとなる。
また、近年、帯電防止や静電除去のためには、その表
面抵抗率を1×106〜1×108Ω程度にすることが最適で
あるとされているが、しかし、この範囲内で表面抵抗率
が管理されているものはほとんど知られていない。
本発明は上記したような問題を解決し、発泡倍率は1.
5〜5程度で適度の弾力性、緩衝性を有し、しかも耐熱
性や剛性にも優れ、表面抵抗率は1×104〜1×109Ωの
範囲にあってそのばらつきも小さい導電性ポリプロピレ
ン樹脂発泡体とその製造方法の提供を目的とする。
(課題を解決するための手段・作用) 上記した目的を達成するために、本発明においては、
エチレン含量20重量%以下、メルトインデックス2g/10
分以下の結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体
90〜50重量%と、密度0.94〜0.96g/cm3、メルトインデ
ックス5〜15g/10分の高密度ポリエチレン10〜50重量%
とを主体とする樹脂100重量部に対してカーボンブラッ
クを5〜20重量部の割合で含有してなる樹脂組成物の押
出発泡体であることを特徴とする導電性ポリプロピレン
樹脂発泡体が提供され、また、この押出発泡体を製造す
るに際して、予め、前記高密度ポリエチレンと前記カー
ボンブラックとを所要量混和してマスターバッチ混和物
とし、ついで該マスターバッチ混合物と前記結晶性プロ
ピレン−エチレンブロック共重合体を主体とする配合材
を所定量混和し、得られた樹脂組成物を押出発泡するこ
とを特徴とする導電性プロピレン樹脂発泡体の製造方法
が提供される。
本発明の発泡体は、以下に述べる樹脂組成物を押出発
泡せしめて製造される。
まず、上記樹脂組成物は、結晶性プロピレン−エチレ
ンブロック共重合体と高密度ポリエチレンとカーボンブ
ラックを必須成分とする。
ここで結晶性プロピレン−エチレン共重合体は本発明
発泡体の骨格となって高い剛性、優れた耐熱性の発現に
資する。
この共重合体としては、エチレン含量が20重量%以下
でしかもMIは2g/10分以下のものが使用される。
このような共重合体は、後述する押出成形時における
溶融温度が比較的低いため、広い温度範囲に亘って樹脂
組成物の発泡に適した粘弾性を示し、その結果、良好な
発泡組織を形成して弾力性、緩衝性に優れた発泡体の製
造を可能にする。
エチレン含量が20重量%を超えるもの、MIが2g/10分
より大きい共重合体は、均一で微細な発泡組織を備えた
発泡体にすることが極めて困難であり、しかも得られる
発泡体の耐熱性低下を招くことになる。
エチレン含量は1〜15重量%、MIは0.1〜1.5g/10分の
結晶性プロピレン−エチレン共重合体が好適である。
つぎの成分である高密度ポリエチレンは、上記した共
重合体にカーボンブラックを配合して発泡せしめるとそ
の発泡倍率が低下するという問題を解決する働きをし、
またそれ自身へのカーボンブラックの分散が良好になる
ため、得られる発泡体の表面抵抗率を任意に調節せしめ
るという作用を果す。すなわち、高密度ポリエチレン
は、前記した共重合を骨格とする発泡体の剛性や緩衝性
を維持しつつ、カーボンブラックの分散性を高めて発泡
体の表面抵抗率の調節を可能にするための必須成分であ
り、得られる発泡体の表面抵抗のばらつきを略2桁の範
囲内におさえることを可能にする。
このような作用を示す高密度ポリエチレンとしては、
密度0.94〜0.96g/cm3、好ましくは0.94〜0.95g/cm3、MI
5〜15g/10分、好ましくは7〜12g/10分のものが用いら
れる。密度0.94g/cm3より低いものは高密度ポリエチレ
ンとしての特性が消失しはじめて得られる発泡体の剛性
低下を招き、また密度0.96g/cm3より高いものは前記共
重合体との混和性が低下して、均一組織の発泡体の製造
は困難になるからである。また、MI15g/10分未満のよう
な高密度ポリエチレンの場合は、溶融粘度が高くなりす
ぎて前記共重合体や後述のカーボンブラックとの混和性
は悪化し、MI15g/10分より高いものは混和時に前記共重
合体の粘弾性を低下せしめることによりその発泡性を阻
害して均一かつ微細な発泡組織が得られなくなる。
本発明の樹脂組成物における樹脂は前記結晶性プロピ
レン−エチレンブロック共重合体と前記高密度ポリエチ
レンを主体とするもので、両者の配合は、結晶性プロピ
レン−エチレンブロック共重合体90〜50重量%、高密度
ポリエチレン10〜50重量%の範囲に設定される。該ブロ
ック共重合体の配合割合が90重量%より多い(該高密度
ポリエチレンが10重量%未満の)場合には、発泡性が低
下し、得られる発泡体の表面性が悪化する。また、該ブ
ロック共重合体の配合割合が50重量%未満の(該高密度
ポリエチレンが50重量%を超える)場合には、得られる
発泡体の剛性や耐熱性が不足する。
好ましい配合割合は、結晶性プロピレン−エチレンブ
ロック共重合体80〜60重量%、高密度ポリエチレン20〜
40重量%の範囲である。
なお、樹脂組成物中の樹脂は、上記プロピレン−エチ
レンブロック共重合体と高密度ポリエチレンの混合物の
ほか、樹脂全体の30重量%以内程度のポリプロピレンホ
モポリマー、プロピレン−エチレンランダム共重合体な
ど、他の樹脂を併用することが出来る。特に表面状態や
押出安定性改善の目的でプロピレン−エチレンランダム
共重合体を配合することは好ましい。
つぎの成分である高密度ポリエチレンは、上記した共
重合体にカーボンブラックを配合して発泡せしめるとそ
の発泡倍率が低下するという問題を解決する働きをし、
またそれ自身へのカーボンブラックの分散が良好になる
ため、得られる発泡体の表面抵抗率を任意に調節せしめ
るという作用を果す。すなわち、高密度ポリエチレン
は、前記した共重合を骨格とする発泡体の剛性や緩衝性
を維持しつつ、カーボンブラックの分散性を高めて発泡
体の表面抵抗率の調節を可能にするための必須成分であ
り、得られる発泡体の表面抵抗のばらつきを略2桁の範
囲内におさえることを可能にする。
このような作用を示す高密度ポリエチレンとしては、
密度0.94〜0.96g/cm3、好ましくは0.94〜0.95g/cm3、MI
8〜11g/10分、好ましくは9〜10g/10分のものが用いら
れる。密度0.94g/cm3より低いものは高密度ポリエチレ
ンとしての特性が消失しはじめて得られる発泡体の剛性
低下を招き、また密度0.96g/cm3より高いものは前記共
重合体との混和性が低下して、均一組織の発泡体の製造
は困難になるからである。また、MI8g/10分未満のよう
な高密度ポリエチレンの場合は、溶融粘度が高くなりす
ぎて前記共重合体や後述のカーボンブラックとの混和性
は悪化し、MI11g/10分より高いものは混和時に前記共重
合体の粘弾性を低下せしめることによりその発泡性を阻
害して均一かつ微細な発泡組織が得られなくなる。
樹脂組成物における第3の必須成分であるカーボンブ
ラックは発泡体に導電性を付与するための成分である。
用いるカーボンブラックとしては、導電性ファーネスブ
ラック、アセチレンブラックが好ましく、具体的には、
ケッチェンブラックEC(アクゾ社製の商品名)、バルカ
ンXC(キャボット社製の商品名)、旭HC−500(旭カー
ボン社製の商品名)などをあげることができる。
このカーボンブラックの樹脂組成物における配合量は
樹脂100重量部に対して5〜20重量部に設定される。こ
の配合量が5重量部未満の場合には、得られる発泡体の
表面抵抗率は1×1010Ωより高くなってしまい、また20
重量部を超える場合は表面抵抗率が1×104Ωより低く
なり発泡性も低下するからである。
樹脂組成物は上記3成分を必須として構成されるが、
更に必要に応じて、各種充填材、難燃材、酸化防止材な
どを適量配合しても不都合はない。
本発明の発泡体は上記樹脂組成物を押出発泡して製造
される。
その場合における樹脂組成物は、まず、上記した高密
度ポリエチレンとカーボンブランクとを混和してマスタ
ーバッチ混和物を調製する。混和は、ロール、バンバリ
ーミキサー、加圧ニーダー、ブスコニーダー、2軸押出
機等を用いた通常の混和方式を採用すればよい。このと
き、タルクのような少量の添加物微粉末、シリコーンオ
イルのような潤滑油を同時に添加すると混和の能率を高
めることができる。
この混和過程においては、カーボンブラックが高密度
ポリエチレンに良好な状態で分散で、その結果、あたか
も高密度ポリエチレンの分子鎖にカーボンブラックが付
着して成る導電性の繊維が形成された状態となり、これ
が後段の結晶性プロピレン−エチレン共重合体に均一に
混合され、結果としてカーボンブラックの均一分散が達
成されるものと考えられる。
ついで、上記マスターバッチ混和物と結晶性プロピレ
ン−エチレン共重合体を混和して樹脂組成物とし、この
樹脂組成物を発泡剤の圧入口を備えた押出機の中で更に
溶融混合したのち、押出発泡せしめて目的とする発泡体
を製造することができる。このときの押出機のシリンダ
ー温度は160〜190℃に管理することが好ましい。
また、発泡に用いる発泡剤としては、樹脂組成物と反
応することのない気体、例えば、窒素、炭酸ガス、空気
等を用いればよい。とくに炭酸ガスは好適である。
(発明の実施例) 実施例1,2 第1表に示したように、密度0.942g/cm3、MI9g/10分
である性状の高密度ポリエチレンとケッチェンブラック
EC8002を表示の割合となるようにバンバリーミキサーで
混和してマスターバッチ混和物とし、更に、これに表示
のように、エチレン含量11重量%、MI0.5g/10分である
結晶性プロピレン−エチレン共重合体を表示の割合とな
るように配合して混和し、各種の樹脂組成物を調製し
た。
これら樹脂組成物を、発泡剤の圧入口を備えている口
径65mmの押出機に投入し、温度180℃で溶融混合し、圧
入口より炭酸ガスを圧入して押出機先端のTダイから大
気中に押出発泡せしめた。成形ロールでシート状に成形
し発泡体を製造した。
得られた発泡体につき、下記仕様で密度、曲げ弾性
率、曲げ強さ、抗張力・伸び、表面抵抗率を測定した。
密度:JISK6767に準拠して測定 曲げ弾性率,曲げ強さ:JISK7203に準拠して測定。
抗張力・伸び:JISK6767に準拠して測定。
表面抵抗率:JISK6911に準拠して測定。
以上の結果を一括して第1表に示した。
実施例3 実施例1で用いた高密度ポリエチレンとケッチョンブ
ラックを第1表の割合となるようにバンバリーミキサー
で混和してマスターバッチ混和物とし、更にこれに同じ
く実施例1で用いた結晶性プロピレン−エチレン共重合
体とプロピレン−エチレンランダム共重合体を第1表の
割合となるように配合し、実施例1と同様の方法で発泡
体を製造した。得られた発泡体の特性を実施例1と同様
にして測定し、その結果を第1表に示した。
比較例1〜5 ケッチェンブラックEC8002と第1表に示したポリオレ
フィンを表示の割合となるように混和したのち、これに
実施例1で用いたポリプロピレンを混和し、得られた樹
脂組成物を用いて実施例1と同様の方法で発泡体を製造
した。得られた発泡体の特性を実施例1と同様にして測
定し、その結果を一括して第1表に示した。
比較例6 実施例1で用いた結晶性プロピレン−エチレン共重合
体の一部をケッチェンブラックEC8002と混和したのち、
得られたコンパウンドと残部の共重合体を混和して樹脂
組成物とした。これら樹脂組成物を用いて実施例1と同
様の方法で発泡体を製造した。この発泡体の特性を一括
して第1表に示した。
(発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明方法で製造され
た発泡体は、ポリプロピレンのみから成る発泡体(参考
例)と同等の剛性を有し、また密度も適正で弾力性、緩
衝性も優れており、そしてその表面抵抗率は1×104
1×109Ωと適正範囲にありしかもその値のばらつきが
小さい。
したがって、精密機械や各種電子機器の梱包材、間仕
切り材として好適で、その工業的価値は大である。
フロントページの続き (72)発明者 小松 弘和 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古河電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−141431(JP,A) 特開 昭49−124161(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08J 9/00 - 9/42

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エチレン含量20重量%以下、メルトインデ
    ックス2g/10分以下の結晶性プロピレン−エチレンブロ
    ック共重合体90〜50重量%と、密度0.94〜0.96g/cm3
    メルトインデックス5〜15g/10分の高密度ポリエチレン
    10〜50重量%とを主体とする樹脂100重量部に対してカ
    ーボンブラックを5〜20重量部の割合で含有してなる樹
    脂組成物の押出発泡体であることを特徴とする導電性ポ
    リプロピレン樹脂発泡体。
  2. 【請求項2】表面抵抗率が1×104〜1×109Ωである請
    求項1記載の導電性プロピレン樹脂発泡体。
  3. 【請求項3】請求項1記載の樹脂組成物の押出発泡体を
    製造するに際して、予め、前記高密度ポリエチレンと前
    記カーボンブラックとを所定量混和してマスターバッチ
    混和物とし、ついで該マスターバッチ混和物と前記結晶
    性プロピレン−エチレンブロック共重合体を主体とする
    配合材を所定量混和し、得られた樹脂組成物を押出発泡
    することを特徴とする導電性プロピレン樹脂発泡体の製
    造方法。
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