JP5013744B2

JP5013744B2 - 導電性発泡部材

Info

Publication number: JP5013744B2
Application number: JP2006139956A
Authority: JP
Inventors: 敬通松下
Original assignee: 株式会社アリュージョン
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: JP2007308618A

Description

本発明は、導電性発泡部材に関する。

発泡スチロール製の複数個の分割部材から作られ、この分割部材に規格化した凸形状の嵌合部と凹形状の係合部とを形成し、嵌合部と係合部とを利用して各分割部材を組み合わせることで、一定の形状にすることが可能な発泡スチロール梱包材がある（特許文献１参照）。この発泡スチロール梱包材は、規格化した嵌合部と係合部とによってその数や組み合せの変更が可能であり、大きさや形状の異なる製品の梱包に対応することができる。
特開２００３−２２６３６７号公報

前記特許文献１に開示の梱包材は、それを形成する発泡スチロールが大きな表面固有抵抗と誘電率とを有するから、表面摩擦によって梱包材それ自体が容易に帯電する。発泡スチロールは絶縁体であり、梱包材の表面に静電気が帯電すると、その帯電状態を解除することができず、梱包材に梱包された製品を通じて静電気が地絡する場合があり、製品の電気的故障の原因になりかねない。また、発泡スチロールの原料であるポリスチレン樹脂は、その構造式が示すように、ベンゼン環を有する鎖状炭化水素高分子であり、その焼却時にベンゼン環の炭素と酸素とが反応して二酸化炭素に変化する。しかし、分子構造上酸素数よりも炭素数が多いので、酸素と反応できない残余の炭素が不完全燃焼し、炭素が煤となって焼却時に煤煙が発生する。さらに、ポリスチレン樹脂は、燃焼カロリーが約９０００〜１００００Ｋｃａｌ／Ｋｇであり、高い焼却温度でなければ焼却することができず、焼却時に焼却炉を損傷してしまう場合がある。

本発明の目的は、一時的に静電気が発生したとしても、それを容易に地絡させることができ、静電気の帯電を防ぐことができる導電性発泡部材を提供することにある。本発明の他の目的は、焼却時に煤煙の発生がなく、低い焼却温度で焼却することができる導電性発泡部材を提供することにある。

前記課題を解決するための本発明は、ポリオレフィン系合成樹脂と紙パウダーと澱粉と導電性フィラーとを原料とし、前記ポリオレフィン系合成樹脂と前記紙パウダーと前記澱粉と前記導電性フィラーとを加熱下に混合した高温の混合物に水を加え、混合物の内部における水の気化によって、該混合物の内部に多数の気泡を形成しつつ、該混合物を所定倍率に膨張させることで作られた導電性発泡部材である。

本発明の導電性発泡部材は、混合物の全重量に対するポリオレフィン系合成樹脂の混合割合が２０〜３５重量％、混合物の全重量に対する紙パウダーの混合割合が４０〜６０重量％、混合物の全重量に対する澱粉の混合割合が１０〜３０重量％、混合物の全重量に対する導電性フィラーの混合割合が１０〜２０重量％の範囲にあり、紙パウダーの平均粒径が５０〜２００μｍ、澱粉の平均粒径が１０〜２００μｍの範囲にある。

本発明の他の一例としては、混合物が導電性ポリマー粒子を含み、ポリオレフィン系合成樹脂の全重量に対する導電性ポリマー粒子の混合割合が２０〜５０重量％の範囲にある。

本発明にかかる導電性発泡部材によれば、それが導電性フィラーを含み、発泡部材自体が導電性を有し、発泡部材に電気が容易に流れるから、表面摩擦によってその表面に静電気が一時的に発生したとしても、発泡部材を通じて静電気を容易に地絡させることができ、静電気の帯電を防ぐことができる。導電性発泡部材は、それが導電性フィラーの他に紙パウダーと澱粉とを含むから、発泡スチロールと比較してその表面固有抵抗が小さく、表面摩擦によって静電気が発生し難い。導電性発泡部材は、それが紙パウダーや澱粉、導電性フィラーを含むから、それがポリオレフィン系合成樹脂のみから作られる場合と比較してその燃焼カロリーが低く、低い焼却温度で焼却することができ、その焼却時に焼却炉を傷めることはない。また、この導電性発泡部材は、ポリスチレン樹脂を含有しないから、その焼却時に煤煙の発生がなく、環境に悪影響を及ぼすことはない。

混合物が導電性ポリマーを含み、ポリオレフィン系合成樹脂の全重量に対する導電性ポリマーの混合割合が２０〜５０重量％の範囲にある導電性発泡部材は、それが導電性フィラーの他に導電性ポリマーを含むから、発泡部材の導電性をさらに向上させることができ、静電気の帯電を確実に防ぐことができる。この導電性発泡部材は、表面摩擦によってその表面に静電気が一時的に発生したとしても、発泡部材自体が高い導電性を有するから、発泡部材を通じて静電気を容易に地絡させることができる。導電性発泡部材は、それが紙パウダーや澱粉、導電性フィラーを含むから、それがポリオレフィン系合成樹脂や導電性ポリマーのみから作られる場合と比較してその燃焼カロリーが低く、低い焼却温度で焼却することができ、その焼却時に焼却炉を傷めることはない。また、この導電性発泡部材は、ポリスチレン樹脂を含有しないから、その焼却時に煤煙の発生がなく、環境に悪影響を及ぼすことはない。

添付の図面を参照し、本発明に係る導電性発泡部材の詳細を説明すると、以下のとおりである。図１は、一例として示す導電性発泡部材１０Ａの斜視図であり、図２は、導電性発泡部材１０Ａの製造方法の一例を示す概略図である。図１では、縦方向を矢印Ａ、横方向を矢印Ｂで示し、厚み方向を矢印Ｃで示す。この導電性発泡部材１０Ａは、縦方向へ長い四角柱状を呈し、矩形の上面１１および矩形の下面１２と、上下面１１，１２間に延びる矩形の４つの側面１３とを有する六面体である。発泡部材１０Ａの縦方向の寸法や横方向の寸法、上下面１１，１２間の厚み寸法に特に限定はないが、縦方向の寸法が５〜１００ｃｍ、横方向の寸法の寸法が５〜５０ｃｍ、厚み寸法が２〜３０ｃｍの範囲にあることが好ましい。また、発泡部材１０Ａの形状について特に限定はなく、四角柱状の他に、円柱状や多角柱状等の形状を自由に選択することができる。発泡部材１０Ａの内部には、独立した多数の気泡１４が形成されている。気泡１４は、その形状や大きさが一様ではなく、縦横方向と厚み方向とへ不連続かつ不規則に延びている。発泡部材１０Ａは、図２に示すように、ポリオレフィン系合成樹脂１５、紙パウダー１６、澱粉１７、導電性フィラー１８を原料とするが、原料として導電性ポリマー粒子１９や無機化合物２０を加えることもできる。

ポリオレフィン系合成樹脂１５には、ポリプロピレンとポリエチレンとのいずれか一方、または、それらを所定の割合で混合した樹脂を使用する。ポリプロピレンには、ブロック重合ポリプロピレン、ランダム重合ポリプロピレン、ホモ重合ポリプロピレン、メタロセン−ポリプロピレンのうちから選択された少なくとも１種類を使用することができる。ポリエチレンには、低密度ポリエチレン、リニア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、メタロセン触媒ポリエチレン、変成ポリエチレン、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）のうちから選択された少なくとも１種類を使用することができる。なお、ポリプロピレンには、線状ポリプロピレンとイソプレンとラジカル重合開始剤とを反応させた改質ポリプロピレンを使用することもできる。線状ポリプロピレンには、プロピレンの単独重合体や共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体のうちの少なくとも１種類を使用することができる。ラジカル重合開始剤には、過酸化物やアゾ化合物を使用することができる。

ポリオレフィン系合成樹脂１５には、改質物質を混入することもできる。改質物質は、ポリオレフィン系合成樹脂１５の全重量に対するその混合割合が０．１重量％以上であって１０重量％以下の範囲にあることが好ましい。改質物質は、ポリオレフィン系合成樹脂１５と相互に親和性を有する樹脂で、そのメルトフローインデックスが０．１〜１５ｇ／１０分の範囲にあり、ポリオレフィン系合成樹脂１５の流動性を向上させることができる。また、改質物質は、紙パウダー１６や導電性フィラー１７をポリオレフィン系合成樹脂１５に接着するバインダーとして機能する。無機化合物２０を含む場合はそれをポリオレフィン系合成樹脂１５に接着するバインダーとしても機能する。改質物質には、エチレン−プロピレンエラストマー、水素添加スチレン−ブタジエンラバー、スチレン−エチレンブチレン・オレフィン結晶ブロックポリマーのうちの少なくとも１つを使用することができる。水素添加スチレン−ブタジエンラバーやスチレン−エチレンブチレン・オレフィン結晶ブロックコポリマーは、エチレンとブテン−１とから形成されたランダム性の高い共重合体であり、ポリマー分子中に二重結合を持たず、かつ、低結晶性で柔軟性のある透明性の高い合成樹脂である。

紙パウダー１６は、広葉樹パルプと針葉樹パルプとのうちの少なくとも一方を原料としてそれらパルプを粉砕機によって粉状に微粉砕したセルロース主体のパウダー、紙の製造中に発生する破紙や損紙を粉砕機によって粉状に微粉砕したパウダー、古紙を粉砕機によって粉状に微粉砕したパウダー、または、それらを所定の割合で混合したパウダーを使用する。パルプは、機械的パルプ、化学的機械パルプ、半化学的パルプ、化学的パルプのいずれであってもよい。古紙には、新聞古紙や雑誌古紙、印刷古紙、包装古紙、段ボール古紙、ＯＡ古紙を使用することができる。澱粉１７には、とうもろこし、さつまいも、バレイショ、小麦、大麦、米に含まれるそれを使用するが、とうもろこしに含まれる澱粉を使用することが好ましい。

導電性フィラー１８には、銅や銅合金，銀，ニッケル，低融点合金等の金属微粒子、酸化亜鉛や酸化錫，酸化インジウム等の金属酸化物微粒子、カーボンブラック、金属繊維、炭素繊維のうちから選択された１種類またはそれらのうちの少なくとも２種類を混合したフィラーを使用することができる。なお、導電性フィラー１８には、カーボンブラックを使用することが好ましく、高導電性カーボンブラック（ケッチェンブラック）を使用することがより好ましい。高導電性カーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量が３５０〜５００ｃｍ^３／１００ｇの範囲にあり、表面積（ＢＥＴ）が７５０〜１３００ｍ^２／１００ｇの範囲にある。

導電性ポリマー粒子１９には、ポリアセチレン系導電性ポリマー、ポリフェニレン系導電性ポリマー、ポリピロール系導電性ポリマーやポリチオフェン系導電性ポリマー等の複素環系導電性ポリマー、ポリアニリン系導電性ポリマーやスルホン酸基を有する導電性ポリマー，ホスホン酸基を有する導電性ポリマー，４級アンモニウム塩基を有する導電性ポリマー，イオン性導電性ポリマー等のイオン性官能基を有する導電性ポリマー、ラダー型・櫛型導電性ポリマー、金属元素を含む導電性ポリマーのうちから選択された１種類またはそれらのうちの少なくとも２種類を混合したポリマーを使用することができる。無機化合物２０には、酸化チタン、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、マイカ、クレーのうちから選択された１種類またはそれらのうちの少なくとも２種類を混合した無機化合物を使用することができる。無機化合物２０は、発泡部材の平均気泡径を調整する発泡核剤となる。

図２に基づいて発泡部材１０Ａの製造方法の一例を説明すると、以下のとおりである。発泡部材１０Ａの製造方法は、粒状の合成樹脂１５、紙パウダー１６、澱粉１７、導電性フィラー１８を押出機２１に投入するとともに、押出機２１の中段から押出機２１の内部に水２２を注入する。水２２には、水道水を使用する。水２２に特に限定はなく、軟水や硬水、純水のいずれであっても使用することができる。押出機２１の内部では、スクリュを介して合成樹脂１５と紙パウダー１６と澱粉１７と導電性フィラー１８とが混合されつつ、それらが押出機２１のヒータによって１２０〜１９０℃に加熱される。押出機２１の内部では、合成樹脂１５と澱粉１７とが溶融するとともに、紙パウダー１６と導電性フィラー１８とが溶融した合成樹脂１５と澱粉１７とに混練されることで高温の混合物（図示せず）が作られる。混合物の内部では、紙パウダー１６と導電性フィラー１８とが略均一に分散している。

導電性ポリマー粒子１９や無機化合物２０を含む場合における発泡部材１０Ａの製造方法は、粒状の合成樹脂１５や紙パウダー１６、澱粉１７、導電性フィラー１８の他に、図２に一点鎖線で示すように、導電性ポリマー粒子１９、無機化合物２０を押出機２１に投入するとともに、押出機２１の中段から押出機２１の内部に水２２を注入する。押出機２１の内部では、スクリュを介して合成樹脂１５、紙パウダー１６、澱粉１７、導電性フィラー１８、導電性ポリマー粒子１９、無機化合物２０が混合されつつ、それらが押出機２１のヒータによって１２０〜１９０℃に加熱される。押出機２１の内部では、合成樹脂１５と澱粉１７と導電性ポリマー粒子１９とが溶融するとともに、紙パウダー１６と導電性フィラー１８と無機化合物２０とが溶融した合成樹脂１５と澱粉１７と導電性ポリマー１９とに混練されることで高温の混合物が作られる。混合物の内部では、紙パウダー１６と導電性フィラー１８と無機化合物２０とが略均一に分散している。なお、この混合物では、それに導電性ポリマー１９が含まれていればよく、無機化合物２０を省くこともできる。この場合は、押出機２１の内部において合成樹脂１５と澱粉１７と導電性ポリマー粒子１９とが溶融するとともに、紙パウダー１６と導電性フィラー１８とが溶融した合成樹脂１５と澱粉１７と導電性ポリマー１９とに混練されることで高温の混合物が作られる。

それら高温の混合物は、スクリュによって混練されながら押出機２１の先端部２３へ向かって次第に移動する。押出機２１の中段から注入された水２２は、スクリュを介して混合物に混入される。水２２が混合物に混入されると、混合物の温度によって水２２が瞬時に気化する。水２２が気化すると、それにともなって混合物の内部に多数の気泡が形成され、混合物が押出機２１の先端部２３に取り付けられたダイ（図示せず）から押し出されたときに気泡の膨張にともなって混合物が所定倍率に一気に膨張し、四角柱状の発泡部材１０Ａが作られる。ダイから押し出された発泡部材１０Ａは、その温度が次第に低下して固形化する。発泡部材１０Ａの内部では、温度が低下して固化した澱粉１７が気泡１４を包被する膜を形成している。高温の混合物の全重量に対する水２２の混合割合は、１０〜３０重量％の範囲にある。発泡部材１０Ａの内部では、紙パウダー１６と導電性フィラー１８とが略均一に分散している。無機化合物２０を含む場合は、発泡部材１０Ａの内部において無機化合物２０が略均一に分散している。また、発泡部材１０Ａの表面には、導電性フィラー１８が点在下に露出している（図示せず）。

押出機２１の内部における水混入前の混合物の温度は、１２０℃以上であって１９０℃以下の範囲にある。混合物の温度が１２０℃未満では、混入する水２２の量にもよるが、水２２が混合物の内部で瞬時に気化せず、混合物の内部における発泡が不十分となり、発泡部材１０Ａの内部に多数の気泡１４を作ることができない。混合物の温度が１９０℃を超過すると、合成樹脂１５や紙パウダー１６、澱粉１７、導電性ポリマー粒子１９の性状が温度によって変化し、特に、紙パウダー１６が黄ばんだり、黒ずんだりすることで、発泡部材１０Ａ自体が変色してしまう。発泡部材１０Ａの単位体積当たりの発泡倍率は、５〜６０倍であり、好ましくは５〜３０倍である。発泡倍率が５倍未満では、発泡部材１０Ａに気泡１４が十分に形成されておらず、発泡部材１０Ａのクッション性が不十分となる。発泡倍率が６０倍を超過すると、発泡部材１０Ａの強度が著しく低下し、わずかな衝撃で発泡部材１０Ａが損壊してしまう場合がある。発泡部材１０Ａは、独立気泡が４０％以上であり、平均気泡径が２．０ｍｍ以下である。独立気泡率は５０％以上が好ましく、平均気泡径は１．５ｍｍ以下が好ましい。

発泡部材１０Ａは、それが導電性フィラー１８を含み、発泡部材１０Ａ自体が導電性を有し、発泡部材１０Ａに電気が容易に流れるから、表面摩擦によってその表面に静電気が一時的に発生したとしても、発泡部材１０Ａを通じて静電気を容易に地絡させることができる。なお、この発泡部材１０Ａは、四探針法によって測定した体積固有抵抗が１０^１〜１０^５Ω・ｃｍの範囲にある。発泡部材１０Ａは、それが導電性フィラーの他に紙パウダーと澱粉とを含むから、表面固有抵抗が小さく、表面摩擦によって静電気が発生し難い。発泡部材１０Ａは、それが紙パウダー１６と澱粉１７と導電性フィラー１８とを含むから（無機化合物２０を混入する場合はそれを含む）、それが合成樹脂１５（導電性ポリマー粒子１９を含む場合は合成樹脂１５と導電性ポリマー粒子１９）のみから作られている場合と比較し、その燃焼カロリーが低く、その焼却処理時に焼却炉を傷めることはない。なお、発泡部材１０Ａの燃焼カロリーは、４５００〜６０００Ｋｃａｌ／ｋｇの範囲にある。発泡部材１０Ａは、その原料である合成樹脂１５や紙パウダー１６、澱粉１７、導電性フィラー１８の混合割合（導電性ポリマー粒子１９や無機化合物２０を混入する場合はそれらの混合割合を含む）を変えることで、その燃焼カロリーを前記範囲で調節することができる。発泡部材１０Ａは、ベンゼン環を有さないポリオレフィン系合成樹脂１５を使用するとともに、ポリスチレン樹脂を含有しないから、その焼却時に二酸化炭素のみが発生し、煤煙の発生がなく、環境に悪影響を及ぼすことはない。

混合物の全重量に対するポリオレフィン系合成樹脂１５の混合割合は、２０重量％以上であって３５重量％以下の範囲にあり、混合物の全重量に対する紙パウダー１６の混合割合は、４０重量％以上であって６０重量％以下の範囲にある。混合物の全重量に対する澱粉１７の混合割合は、１０重量％以上であって３０重量％以下の範囲にあり、混合物の全重量に対する導電性フィラー１８の混合割合は、１０重量％以上であって２０重量％以下の範囲にある。ポリオレフィン系合成樹脂１５の混合割合が２０重量％未満では、混合物の内部における発泡が不十分となり、発泡部材１０Ａにわずかしか気泡１４が形成されず、発泡部材１０Ａのクッション性が不十分となり、後記する緩衝枠３０（図６参照）として使用することができない。ポリオレフィン系合成樹脂１５の混合割合が３５重量％を超過すると、紙パウダー１６や澱粉１７、導電性フィラー１８よりも燃焼カロリーが高い合成樹脂１５の割合が増え、発泡部材１０Ａの燃焼カロリーが増加し、燃焼カロリーが６０００ｋｃａｌ／ｋｇを超過してしまう場合がある。

紙パウダー１６の混合割合が６０重量％を超過し、澱粉１７の混合割合が３０重量％を超過するとともに、導電性フィラー１８の混合割合が２０重量％を超過すると、加熱しても流動性を示さない紙パウダー１６や澱粉１７、導電性フィラー１８が押出機２１の内部における合成樹脂１５の流動性を抑制し、押出機の内部における混合物の流動が妨げられてしまう。また、押出機２１の内部において合成樹脂１５と紙パウダー１６と澱粉１７と導電性フィラー１８とが均一に混合されない場合がある。紙パウダー１６の混合割合が４０重量％未満、澱粉１７の混合割合が２０重量％未満、導電性フィラー１８の混合割合が１０重量％未満では、紙パウダー１６や澱粉１７、導電性フィラー１８よりも燃焼カロリーが高い合成樹脂１５の割合が増え、発泡部材１０Ａの燃焼カロリーが増加し、燃焼カロリーが６０００ｋｃａｌ／ｋｇを超過してしまう場合がある。また、導電性フィラー１８の混合割合が１０重量％未満では、発泡部材１０Ａの導電性が低下し、発泡部材１０Ａの表面に静電気が帯電し易くなるとともに、発泡部材１０Ａを通じて静電気を地絡させることができない。

発泡部材１０Ａが導電性ポリマー粒子１９を含む場合では、ポリオレフィン系合成樹脂１５の全重量に対する導電性ポリマー粒子１９の混合割合が２０重量％以上であって５０重量％以下の範囲にある。導電性ポリマー粒子１９の混合割合が２０重量％未満では、発泡部材１１０Ａの導電性を向上させることができない。発泡部材１０Ａが前記混合割合の導電性ポリマー粒子１９を含む場合は、発泡部材１０Ａが導電性ポリマー粒子１９を含まない場合と比較し、発泡部材１０Ａの導電性を一層向上させることができ、表面摩擦によってその表面に静電気が一時的に発生したとしても、発泡部材１０Ａを通じて静電気を容易に地絡させることができる。なお、導電性ポリマー粒子１９を含む場合における発泡部材１０Ａの四探針法による体積固有抵抗は、１０^−１〜１０^３Ω・ｃｍの範囲にある。発泡部材１０Ａが無機化合物２０を含む場合、混合物の全重量に対する無機化合物２０の混合割合は、１重量％以上であって５重量％以下の範囲にある。無機化合物２０を含む発泡部材１０Ａは、無機化合物２０が不燃性なので、発泡部材１０Ａの燃焼カロリーを一層低下させることができる。

紙パウダー１６は、その平均粒径が５０μｍ以上であって２００μｍ以下の範囲にある。紙パウダー１６の平均粒径が５０μｍ未満では、パルプや損紙、破紙、古紙を５０μｍ未満の粒径に加工するために複数の工程を必要とするので、紙パウダー１６の生産コストが高くなってしまう。その結果、発泡部材１０Ａの生産コストが上昇する。紙パウダー１６の平均粒径が２００μｍを超過すると、紙パウダー１６が合成樹脂１５の中で分散不良を起こし、紙パウダー１６が合成樹脂１５の中に嵩高な継粉を形成する場合があり、発泡部材１０Ａの内部に紙パウダー１６の塊が形成され、発泡部材１０Ａが脆弱となってその耐衝撃性が低下してしまう。澱粉１７は、その平均粒径が１０μｍ以上であって２００μｍ以下の範囲にある。澱粉１７の平均粒径が１０μｍ未満では、澱粉１７を１０μｍ未満の粒径に加工するために複数の工程を必要とするので、使用する澱粉１７の生産コストが高くなってしまう。澱粉１７の平均粒径が２００μｍを超過すると、澱粉１７が溶解し難くなり、澱粉１７が合成樹脂１５の中で分散不良を起こし、澱粉１７が合成樹脂１５の中に嵩高な継粉を形成する場合があり、発泡部材１０Ａの内部に澱粉１７の塊が形成されてしまう。導電性フィラー１８は、その平均粒径が５０μｍ以上であって２００μｍ以下の範囲にある。導電性フィラー１８の平均粒径が５０μｍ未満では、それを５０μｍ未満の粒径に加工するために複数の工程を必要とするので、導電性フィラー１８のコストが高くなってしまう。その結果、発泡部材１０Ａの生産コストが上昇する。導電性フィラー１８の平均粒径が２００μｍを超過すると、導電性フィラー１８が合成樹脂１５の中で分散不良を起こし、導電性フィラー１８が合成樹脂１５の中に嵩高な継粉を形成する場合があり、発泡部材１０Ａの内部に導電性フィラー１８の塊が形成され、発泡部材１０Ａが脆弱となってその耐衝撃性が低下してしまう。

図３，４は、他の一例として示す導電性発泡部材１０Ｂの斜視図と、図３の４−４線端面図とである。図５は、発泡部材１０Ｂに圧縮凹部２４を形成するための成形加工方法を示す図である。図３，４では、縦方向を矢印Ａ、横方向を矢印Ｂで示し、厚み方向を矢印Ｃで示す。この発泡部材１０Ｂが図１のそれと異なるのは発泡部材１０Ｂに圧縮凹部２４が形成されている点にあり、圧縮凹部２４を除くその他の構成やこの発泡部材１０Ｂ自体の製造方法は図１の発泡部材１０Ａと同一であるから、図１と同一の符号を付すことで発泡部材１０Ｂ自体の説明や製造方法の説明は省略する。また、この発泡部材１０Ｂの原料となるポリオレフィン系合成樹脂１５、紙パウダー１６、澱粉１７、導電性フィラー１８、導電性ポリマー粒子１９、無機化合物２０は図１のそれらと同一である。

発泡部材１０Ｂの両端部２５の間には、発泡部材１０Ｂの一方の側面１３から他方の側面１３に向かって凹む角柱状の２つの圧縮凹部２４が形成されている。凹部２４では、気泡１４がつぶれてその発泡形態を失い、合成樹脂１５が溶融（導電性ポリマー粒子１９を含む場合はそれも溶融）して所定厚みのフィルム層２６が形成されている。フィルム層２６では、導電性フィラー１９が点在下に露出している。発泡部材１０Ｂでは、フィルム層２６の剛性がフィルム層２６を除く発泡部材１０Ｂの残余の部位の剛性よりも大きい。

発泡部材１０Ｂに圧縮凹部２４を形成するには、プレス加工の技術を利用することができる。凹部２４の成型加工では、図５に示すように、互いに対向配置された雄金型２７とフラット金型２８とが使用され、それら金型２７，２８で発泡部材１０Ｂをプレスすることにより、発泡部材１０Ｂに凹部２４が形成される。雄金型２７には、角柱状の２つの凸部２９が並んで形成されている。それら金型２７，２８のうち、金型２７は１４０〜２５０℃の範囲に加熱され、金型２８は加熱されていない。この成型加工では、発泡部材１０Ｂが金型２７，２８の間に配置され、雄金型２７がフラット金型２８に向かって移動し、それら金型２７，２８によって発泡部材１０Ｂを矢印Ｄ方向へプレスする。成形加工では、雄金型２７の凸部２９が発泡部材１０Ｂの内部に食い込んだ後、金型２７が金型２８から離間する方向へ移動し、発泡部材１０Ｂに凸部２９と略同形の圧縮凹部２４が形成される。それら金型２７，２８によるプレス時の圧力は、０．０９８〜０．９８ＭＰａの範囲にある。発泡部材１０Ｂに凸部２９が食い込むと、金型２７，２８の圧力によって気泡１４がつぶれるとともに、金型２７の熱によって合成樹脂１５が溶融する。発泡部材１０Ｂから金型２７が離間すると、溶融した合成樹脂１５が冷却固化して圧縮凹部２４にフィルム層２６が形成される。なお、金型２７の凸部２９のみが発泡部材１０Ｂに当接かつ食い込み、凸部２９を除く金型２７の残余の部位は発泡部材１０Ｂに非接触である。ゆえに、発泡部材１０Ｂの圧縮凹部２４のみにフィルム層２６が形成され、凹部２４を除く発泡部材１０Ｂの残余の部位にはフィルム層２６は形成されていない。

発泡部材１０Ｂでは、それが合成樹脂１５のみならず、紙パウダー１６や澱粉１７、導電性フィラー１８を含むから（無機化合物２０を混入する場合はそれを含む）、雄金型２７の熱が発泡部材１０Ｂの内部に伝わり難く、発泡部材１０Ｂの内部に凸部２９が食い込んだとしても、凸部２９の周囲において発泡部材１０Ｂが広範囲に溶融することはない。また、発泡部材１０Ｂが紙パウダー１６や澱粉１７、導電性フィラー１８を含むから（無機化合物２０を混入する場合はそれを含む）、金型２７の凸部２９における合成樹脂１５の付着を防ぐことができ、金型２７を使用して発泡部材１０Ｂに繰り返し圧縮凹部２４を形成することができる。雄金型２７の加熱温度が１４０℃未満では、合成樹脂１６（導電性ポリマー１９を混入する場合はそれを含む）を溶融させることができず、金型２７のプレス圧力で発泡部材１０Ｂに亀裂が生じ、発泡部材１０Ｂ自体が損壊してしまう場合がある。雄金型２７の加熱温度が２５０℃を超過すると、合成樹脂１０Ｂ（導電性ポリマー１９を混入する場合はそれを含む）が凸部２９の周囲で広範囲に溶融するから、発泡部材１０Ｂに凸部２９と略同形の圧縮凹部２４を形成することができない。

この発泡部材１０Ｂの製造時における混合物の全重量に対するポリオレフィン系合成樹脂１５、紙パウダー１６、澱粉１７、導電性フィラー１８、無機化合物２０の混合割合は、図１の発泡部材１０Ａのそれらと同一である。また。発泡部材１０Ｂの製造時における合成樹脂１５の全重量に対する導電性ポリマー粒子１９の混合割合は、図１の発泡部材１０Ａのそれと同一である。発泡部材１０Ｂの原料となる紙パウダー１６および導電性フィラー１８の平均粒径や澱粉１７の平均粒径は、図１の発泡部材１０Ａの原料となるそれらと同一である。また、発泡部材１０Ｂの単位体積当たりの発泡倍率、独立気泡、平均気泡径は、図１の発泡部材１０Ａのそれらと同一である。この発泡部材１０Ｂの四探針法によって測定した体積固有抵抗は、１０^１〜１０^５Ω・ｃｍの範囲にある。導電性ポリマー粒子１９を含む場合における発泡部材１０Ｂの四探針法による体積固有抵抗は、１０^−１〜１０^３Ω・ｃｍの範囲にある。発泡部材１０Ｂの燃焼カロリーは、４５００〜６０００Ｋｃａｌ／ｋｇの範囲にある。

図６は、発泡部材１０Ａ，１０Ｂから作られた緩衝枠３０の斜視図である。緩衝枠３０は、図１の発泡部材１０Ａと図４の発泡部材１０Ｂとから作られ、略四角形を呈する。緩衝枠３０は、それを段ボール製の箱（図示せず）の各内壁に取り付けることで、箱に収納された被保護製品（図示せず）の四方を囲み、製品を衝撃から保護するとともに、製品への静電気の帯電を防止する。緩衝枠３０では、発泡部材１０Ｂが所定寸法離間して配置され、発泡部材１０Ｂに形成された圧縮凹部２４に発泡部材１０Ａの両端部３１が圧入下に嵌め込まれている。緩衝枠３０では、凹部２４に形成されたフィルム層２６の剛性がそこを除く発泡部材１０Ｂの残余の部位のそれよりも大きいから、発泡部材１０Ａの両端部３１を凹部２４に圧入したとしても、フィルム層２６が損壊することはなく、フィルム層２６によって凹部２４からの発泡部材１０Ａの脱落が防止される。

この緩衝枠３０は、発泡部材１０Ｂのフィルム層２６に露出する導電性フィラー１８と発泡部材１０Ａの両端部３１に露出する導電性フィラー１８とが接触し、それら発泡部材１０Ａ，１０Ｂが電気的に接続される。ゆえに、一方の発泡部材に静電気が発生したとしても、その静電気を他方の発泡部材を通じて地絡させることができる。緩衝枠３０は、それを段ボール製の箱の各内壁に取り付けた後、箱の内部に被保護製品を収納した場合、緩衝枠３０と製品との摩擦によって一時的に静電気が発生したとしても、緩衝枠３０を通じて静電気を速やかに地絡させることができるから、緩衝枠３０のみならず製品が帯電することはなく、製品の電気的故障を確実に防ぐことができる。この緩衝枠３０は、それを形成する発泡部材１０Ｂの凹部２４のみにフィルム層２６が形成されており、凹部２４を除く残余の部位にフィルム層２６が形成されておらず、さらに、発泡部材１０Ａにフィルム層２６が形成されていないから、緩衝枠３０のクッション性が低下することはなく、緩衝枠３０が衝撃を吸収することで、製品への衝撃の伝わりを確実に防ぐことができる。

一例として示す導電性発泡部材の斜視図。導電性発泡部材の製造方法の一例を示す概略図。他の一例として示す導電性発泡部材の斜視図。図３の４−４線端面図。発泡部材に凹部を形成するための成形加工方法を示す図。発泡部材から作られた緩衝枠の斜視図。

符号の説明

１０Ａ導電性発泡部材
１０Ｂ導電性発泡部材
１４気泡
１５ポリオレフィン系合成樹脂
１６紙パウダー
１７澱粉
１８導電性フィラー
１９導電性ポリマー
２０無機化合物
２１押出機
２２水
２４圧縮凹部
２６フィルム層
３０緩衝枠
３１両端部

Claims

ポリオレフィン系合成樹脂と紙パウダーと澱粉と導電性フィラーとを原料とし、前記ポリオレフィン系合成樹脂と前記紙パウダーと前記澱粉と前記導電性フィラーとを加熱下に混合した高温の混合物に水を加え、前記混合物の内部における前記水の気化によって、該混合物の内部に多数の気泡を形成しつつ、該混合物を所定倍率に膨張させることで作られた導電性発泡部材であって、
前記混合物の全重量に対する前記ポリオレフィン系合成樹脂の混合割合が２０〜３５重量％、前記混合物の全重量に対する前記紙パウダーの混合割合が４０〜６０重量％、前記混合物の全重量に対する前記澱粉の混合割合が１０〜３０重量％、前記混合物の全重量に対する前記導電性フィラーの混合割合が１０〜２０重量％の範囲にあり、
前記紙パウダーおよび前記導電性フィラーの平均粒径が５０〜２００μｍ、前記澱粉の平均粒径が１０〜２００μｍの範囲にある導電性発泡部材。
前記混合物が導電性ポリマー粒子を含み、前記ポリオレフィン系合成樹脂の全重量に対する前記導電性ポリマー粒子の混合割合が２０〜５０重量％の範囲にある請求項１記載の導電性発泡部材。