JP5712071B2 - ポリオレフィン系樹脂発泡シート - Google Patents
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Description
例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイといったフラットパネルディスプレイ用のガラス基板は、間にポリオレフィン系樹脂発泡シートを介装させた状態で積層されてガラスメーカーからディスプレイメーカーに供給されている。
この種のガラス基板は、異物を表面に付着させているとフラットパネルディスプレイに故障等の不具合を生じさせるおそれを有することから、一旦、水で洗浄する工程が行われた後に使用されている。
この種の帯電防止剤としては、界面活性剤として利用されている低分子型のものと、イオン伝導性ポリマーなどの高分子型のものとが知られており、界面活性剤は、比較的帯電防止効果が高くポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造後、早期に帯電防止効果を発現させる効果を有する一方でポリオレフィン系樹脂発泡シート表面にブリードアウトしてガラス基板に付着するおそれを有する。
また、下記特許文献1においては、前記界面活性剤とポリオレフィン系樹脂との相溶化剤としての機能が期待できる高分子型帯電防止剤をポリオレフィン系樹脂発泡シートに含有させることで前記界面活性剤のブリードアウトの抑制が図られている。
ところで、界面活性剤は、接触する相手材に移行しやすい一方で、その移行後にはポリオレフィン系樹脂発泡シートに含まれるその他の成分が相手材に付着することを抑制させる作用を発揮する。
従って、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板のように付着物の低減が要望され、水で洗浄されることが予定されているような部材に当接させて用いられる場合であれば、洗浄除去が困難な疎水性の付着物を防止させるために、むしろ移行性が高い界面活性剤をポリオレフィン系樹脂発泡シートに含有させることが好ましい場合がある。
従って、従来のポリオレフィン系樹脂発泡シートは、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の合紙などとして用いるのに適したものとはなっていないという問題を有する。
しかも、前記アニオン系界面活性剤は、水で洗浄除去することが容易であるため本発明のポリオレフィン系樹脂発泡シートは、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の合紙などとして好適に用いられ得る。
上記のようなMFRの低密度ポリエチレン樹脂が好ましいのは、MFRが2g/10min未満では、押出機中で高分子型帯電防止剤との混練性に問題を生じて帯電防止性能が低下したり、押出発泡時に破泡などを生じて良好な発泡シートを得ることが難しくなるおそれを有するためである。
また、MFRが6g/10minを超えると溶融張力が低くなりすぎて低密度の発泡シートが得られにくくなり、ダイス先端にメヤニ状の堆積物が発生しやすくなるためである。
高分子型帯電防止剤の結晶化温度が90℃未満であることが好ましいのは、結晶化温度が90℃以上であると、押出機中で結晶化が進んで分散が悪くなったり、また、押出発泡時に気泡膜が延伸される際に高分子型帯電防止剤が変形せず、塊となって帯電防止剤の分散粒子間距離が広くなって添加量に見合う帯電防止機能を発現させ難くなったりするためである。
また、MFRが前記のような範囲内であることが好ましいのは、MFRが40g/10minを超えるとポリオレフィン系樹脂との分散性が低下するとともにポリオレフィン系樹脂組成物の溶融張力を低下させてしまうために低密度の発泡シートが得られなかったり、連通化したような粗大気泡を発生させるおそれを有する。
具体的には、示差走査熱量計(例えば、エス・アイ・アイナノテクノロジー社製「DSC6220」)を用い、測定容器に試料を約6.5mg充てんして、窒素ガス流量30ml/minのもと10℃/minの昇温冷却速度で30℃〜200℃の間で昇温冷却し、冷却時の発熱ピーク温度を結晶化温度として測定することができる。
なお、発熱ピークが2つ以上現れる場合、全ピーク面積の5%以上を有する面積ピークの内、最も高温側のピークの頂点の温度を結晶化温度とする。
なお、高分子型帯電防止剤としては、2以上の物質の混合品であっても良く、帯電防止性能の更なる向上を目的とし、前記ブロック共重合体にポリアミドを混合したもの、またはポリアミド系ブロックをさらに共重合させたものであってもよい。
ここで「主成分」とは、含有する全ての高分子型帯電防止剤中に占めるポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体の割合が、50質量%以上であることをいう。
なお、前記ポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体が高分子型帯電防止剤に占める割合を70質量%以上とすることが好ましく、80質量%以上とすることがさらに好ましい。
ポリオレフィン系樹脂組成物における高分子型帯電防止剤の配合割合が前記範囲内であることが重要なのは、前記範囲の下限値未満では、発泡シートの帯電防止性能が不足するおそれがあり、静電気によって発泡シートに塵埃を付着させるおそれを有するためであり、前記範囲の上限値を超えて含有させると、それ以上の帯電防止性能の向上を期待することが難しくなり、単にコストアップになるばかりでなくポリオレフィン系樹脂組成物の発泡性を低下させて低密度の発泡シートが得られなくなるおそれを有するためである。
なお、デイビス法とは、界面活性剤分子を原子団(あるいは官能基)に分割し、それぞれの原子団に特有の基数を与えて計算によりHLB値を求めるもので、例えば、三洋化成工業株式会社より発行されている書籍名「界面活性剤入門」に具体的に記載されている方法に基づいて算出することができる。
なお、以後においては特段の断りがない限りにおいて「HLB値」とは、「デイビス法によるHLB値」を表す。
一方で、帯電防止効果やアニオン系界面活性剤以外の付着物の抑制効果の向上には限度があるため、必要以上に前記アニオン系界面活性剤を発泡シートに含有させても、単に発泡シートを製造し難いものにさせてしまうばかりとなる。
このようなことから、前記アニオン系界面活性剤は、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対する割合が0.1〜5質量部となるように発泡シートに含有させることが重要である。
本実施形態においては、前記スルホン酸塩系界面活性剤として、軟化点が90℃以下のスルホン酸塩系界面活性剤と、軟化点が110℃以上のスルホン酸塩系界面活性剤とを含む2種類以上のスルホン酸塩系界面活性剤を混合して発泡シートに含有させることが好ましく、軟化点が90℃以下の前記スルホン酸塩系界面活性剤(以下「第1スルホン酸塩系界面活性剤」ともいう)がアルキルスルホン酸塩であり、軟化点が110℃以上の前記スルホン酸塩系界面活性剤(以下「第2スルホン酸塩系界面活性剤」ともいう)が直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩であることが特に好ましい。
なお、前記第1スルホン酸塩系界面活性剤の軟化点の下限値は、通常、0℃であり、前記第2スルホン酸塩系界面活性剤の軟化点の上限値は、通常、400℃である。
本実施形態において低い軟化点を有する第1スルホン酸塩系界面活性剤と高い軟化点を有する第2スルホン酸塩系界面活性剤とを併用することが好ましいのは、水洗除去が容易な高い軟化点を有する第2スルホン酸塩系界面活性剤のブリードアウトを軟化点の低い第1スルホン酸塩系界面活性剤によって促進させることができるためであり、このような効果をより顕著に発揮させるためには、前記第1スルホン酸塩系界面活性剤としてアルキルスルホン酸塩を採用することが好ましく、前記第2スルホン酸塩系界面活性剤として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩を採用することが好ましい。
また、通常、第2スルホン酸塩系界面活性剤量が第1スルホン酸塩系界面活性剤よりも添加量が多くなると、押出機のメッシュを目詰まりさせる等の問題が発生してしまうおそれがあり、生産性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、前記第1スルホン酸塩系界面活性剤と前記第2スルホン酸塩系界面活性剤とは1:1〜4:1(第1スルホン酸塩系界面活性剤:第2スルホン酸塩系界面活性剤)の質量比率で発泡シートに含有させることが好ましい。
この発泡のための成分としては、発泡剤や気泡調整剤を挙げることができ、これら以外にも、必要に応じて、熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤等の添加剤を発泡シートに含有させることもできる。
なかでも、前記発泡剤としては、イソブタンとノルマルブタンとの混合ブタンが好ましい。
通常、発泡剤の添加割合がこのような範囲とされるのは、発泡剤が5質量部未満であると十分な発泡を得にくく、25質量部を超えると気泡膜が破れて良好な発泡シートが得られなくなるおそれを有するためである。
これらは単独で用いても、複数のものを併用してもよい。添加量は、ポリオレフィン系樹脂100質量部あたり0.5質量部以下が好ましい。
このような密度が、選択されているのは、密度が70kg/m3以上では、発泡シートの柔軟性が不足して緩衝性が低いものとなるおそれを有するためであり、密度が小さすぎると発泡シートの強度が十分なものにならない結果、緩衝性が低いものとなるおそれを有するためである。
さらに、気泡膜の厚みが薄くなりすぎると、収縮が大きくなる結果、長尺な発泡シートを作製した際に、これを一つのロールとして巻き取ることが困難になる。
したがって、密度を10kg/m3以上とすることが好ましく、15kg/m3以上とすることが好ましいものである。
日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン樹脂(商品名:「LF580」、密度:929kg/m3、MFR=4.0g/10min)100質量部に対して、三洋化成株式会社製の高分子型帯電防止剤(ポリエーテル−ポリプロピレンブロック共重合体、商品名:「ペレスタット300」、結晶化温度:85.4℃、MFR=30g/10min)を7質量部、三洋化成株式会社製のアニオン系界面活性剤(炭素数12〜16のアルキルスルホン酸塩90質量%以上含有、商品名「ケミスタット3033」、軟化点70℃、HLB値40)を1質量部、及び、三協化成社製の気泡調整剤マスターバッチ(アゾジカルボンアミド含有マスターバッチ:商品名「セルマイクMB1023」)を0.05質量部の比率で配合された配合物をタンデム押出機の第一押出機(シリンダー径:φ90mm)に供給し、該押出機内での最高到達温度が210℃となるように溶融混練した。
また、該第一押出機の途中から発泡剤として混合ブタン(イソブタン/ノルマルブタン=50/50(モル比))を前記低密度ポリエチレン樹脂100質量部に対する割合が13質量部となるように圧入して前記溶融混練を実施した。
この第一押出機での溶融混練後は、該第一押出機に連結された第二押出機(シリンダー径:φ150mm)で発泡に適する温度域(111℃)まで冷却し、出口直径が222mm(スリット0.31mm)のサーキュラーダイより大気中に押出発泡した。
押出発泡された筒状発泡体は、エアーを吹き付けて冷却した後、直径が770mm、長さ650mmの冷却マンドレル上を沿わせて冷却し、該冷却マンドレルの後ろ側に設けたカッターで押出し方向に沿って筒状発泡体を切断して長尺帯状の発泡シートを得た。
まず、発泡シートを5cm×10cmの大きさに切り、これを洗浄・乾燥したガラス板(日本電気硝子株式会社製 無アルカリガラス OA−10G)の上に乗せ、前記発泡シートの全体に荷重が加わるように1kgの重りを乗せて、温度60℃、相対湿度80%の恒温恒湿槽(ISUZU製作所製、商品名「HPAV−120−40」)内に24時間放置した後、温度30℃、相対湿度0%にて24時間乾燥した。
発泡シートと接していたガラス板表面における精製水の接触角を協和界面化学株式会社製、固液界面解析装置(商品名「DROP MASTER300」)によって測定し、洗浄前の接触角とした。
同様に荷重を掛けて発泡シートを接触させ、60℃、80%RH×24時間−30℃0%RH×24時間の処理を行ったガラス板を、家庭用アルカリ洗剤(花王株式会社製、商品名「アタック」)を0.4%含有する洗浄水で洗浄し、蒸留水にてすすぎ洗いを実施した後、温度30℃、相対湿度0%にて24時間乾燥した。
この水洗後のガラス板の接触角を測定し洗浄後の接触角とした。
なお、洗浄前の接触角、洗浄後の接触角は、それぞれ20点の測定を行い、その平均値によって算出した。
結果、洗浄前の接触角が24度、洗浄後の接触角が7.8度で、優れた洗浄性が確認できた。
発泡シートに含有させるアニオン系界面活性剤の種類と量とを変更したこと以外は実施例1と同様に発泡シートを作製し、実施例1と同様に評価を行った。
なお、実施例2では、花王株式会社製のドデシルベンゼンスルホン酸塩等の直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩(軟化点270℃、HLB値36.2)を主成分(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩約60質量%含有、残部:硫酸ナトリウム)とする商品名「ネオペレックスNo.6」を用い、実施例3、4、5では、この「ネオペレックスNo.6」と実施例1で用いた「ケミスタット3033」とを併用した。
高分子型帯電防止剤を三井デュポンポリケミカル株式会社製のカリウムアイオノマー(商品名「ENTIRA AS SD100」)に変更したこと、アニオン系界面活性剤の種類と量とを変更したこと以外は実施例1と同様に発泡シートを作製し、実施例1と同様に評価を行った。
なお、実施例6では、第一工業製薬株式会社製のジオクチルコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩(軟化点160℃、HLB値41.9)を主成分(有効成分約70質量%)とする商品名「ネオコールYSK」を用いた。
含有させるアニオン系界面活性剤をミヨシ油脂社製の直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸塩(軟化点275℃、HLB値36.2)を主成分とする商品名「粉末オロミン」及び実施例1で用いた「ケミスタット3033」とを併用したこと以外は実施例1と同様にして発泡シートを得た。
アニオン系界面活性剤を含有させなかったこと以外は実施例1と同様に発泡シートを作製し、実施例1と同様に評価を行った。
アニオン系界面活性剤に代えてノニオン系界面活性剤を含有させたこと以外は実施例1と同様に発泡シートを作製し、実施例1と同様に評価を行った。
なお、比較例2では、ノニオン系界面活性剤として、理研ビタミン社製のジグリセリンモノオレエート(商品名「ESR720−2」、軟化点40℃、HLB値9.0)を用い、比較例3では、ノニオン系界面活性剤として、三洋化成社製のポリエチレングリコール(商品名「PEG600」、軟化点20℃、HLB値7.4)を用いた。 これら実施例、比較例の評価結果を、下記表1に示す。
また、軟化点が90℃以下のスルホン酸塩系界面活性剤と、軟化点が110℃以上のスルホン酸塩系界面活性剤とを併用した実施例3、4において特に優れた結果が得られることも上記の表からわかる。
Claims (4)
- ポリオレフィン系樹脂、高分子型帯電防止剤、及び、界面活性剤を含有するポリオレフィン系樹脂発泡シートであって、
前記界面活性剤としてデイビス法によるHLB値が20以上のアニオン系界面活性剤が含有されており、前記ポリオレフィン系樹脂100質量部に対する前記高分子型帯電防止剤の含有量が3〜20質量部であり、前記アニオン系界面活性剤の含有量が0.1〜5質量部で、前記アニオン系界面活性剤がスルホン酸塩系界面活性剤であり、前記スルホン酸塩系界面活性剤として、軟化点が90℃以下のスルホン酸塩系界面活性剤と、軟化点が110℃以上のスルホン酸塩系界面活性剤とを含む2種類以上のスルホン酸塩系界面活性剤が含有されていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シート。 - 前記スルホン酸塩系界面活性剤として、ジアルキルスルホコハク酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、及び、アルキルスルホン酸塩の内の1種以上が含有されている請求項1記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 軟化点が90℃以下の前記スルホン酸塩系界面活性剤がアルキルスルホン酸塩であり、軟化点が110℃以上の前記スルホン酸塩系界面活性剤が直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩である請求項1又は2記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の合紙として用いられる請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
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