JP7090534B2 - ポリスチレン系樹脂多層発泡シートとそれを用いた間紙 - Google Patents
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Description
したがって、剛性に優れ、良好な帯電防止性能を示すと共に、被包装物に対する高分子型帯電防止剤に由来する成分の付着が抑制されたポリスチレン系樹脂発泡体が望まれていた。
該樹脂層は、シートの最表面側に位置する表面層と、該表面層に積層接着されている中間層とを含み、
該表面層は、ポリオレフィン系樹脂を含有し、実質的に高分子型帯電防止剤を含有せず、
該中間層は、ポリオレフィン系樹脂と高分子型帯電防止剤とを含有し、
該表面層の厚みが2~20μmであり、
多層発泡シートの前記樹脂層積層側の表面抵抗率が1.0×1013Ω未満であることを特徴としている。
本発明の間紙は、前記多層発泡シートからなる。
本発明の多層発泡シートは、ポリスチレン系樹脂発泡層と、該発泡層の少なくとも片面に積層されているポリオレフィン系樹脂層とを有する。
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル等が挙げられる。ここでポリエチレン系樹脂は、エチレン成分が50モル%以上のものであり、60モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることがさらに好ましい。
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、プロピレン-エチレンランダム共重合体、ブロックポリプロピレン等が挙げられる。
上記観点から、ポリオレフィン系樹脂の含有量は10~25質量%であることがより好ましく、15~23質量%であることがさらに好ましい。
上記観点から、スチレン系エラストマーの含有量は1.5~9質量%であることがより好ましく、2~8質量%であることがさらに好ましい。
上記観点から、ポリオレフィン系樹脂とスチレン系エラストマーの質量比は、100:15~100:70であることがより好ましく、100:15~100:60であることがさらに好ましい。
樹脂層を構成するポリオレフィン系樹脂組成物(B)は、ポリオレフィン系樹脂単独又はこれを主成分とするものであり、ポリオレフィン系樹脂組成物におけるポリオレフィン系樹脂の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル等が挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、プロピレン-エチレンランダム共重合体、ブロックポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。
表面層が実質的に帯電防止剤を含有しないことにより、発泡シートの表面に高分子型帯電防止剤が存在しないものとなり、帯電防止剤由来の成分が被包装物に付着して被包装物が汚染されることが抑制されたものとなる。特に、発泡シートと被包装物とが接触した状態で摩擦等が生じた場合であっても、帯電防止剤由来の成分が被包装物に付着することが抑制され、被包装物の汚染が低減されたものとなる。
ポリオレフィン系樹脂層において表面層、中間層の他に設けることができる、帯電防止剤を実質的に含有しない樹脂層においても、樹脂層全体の質量100質量%に対して概ね3質量%以下(0を含む)であることが好ましく、1質量%以下(0を含む)であることがより好ましく、含まない(0質量%である)ことがさらに好ましい。
また、発泡層の発泡性を維持する観点から、発泡層も、実質的に帯電防止剤を含有しないことが好ましく、具体的には、発泡層全体の質量100質量%に対して概ね3質量%以下(0を含む)であることが好ましく、1質量%以下(0を含む)であることがより好ましく、含まない(0質量%である)ことがさらに好ましい。
表面層に含有される高密度ポリエチレンは、上記低密度ポリエチレンの融点と同様の観点から、融点が110℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましい。また、該融点は150℃以下であることが好ましく、140℃以下であることがより好ましい。
本発明において、樹脂の融点は、JIS K7121-2012に準拠して求められる融解ピークの頂点温度のことである。なお、DSC曲線においてピークが2つ以上現れる場合は、ピーク面積の最も大きいピークの頂点温度を融点とする。また、測定試料は、各層の製造に用いる原料を使用するものとする。
表面層の厚みが厚すぎると、帯電防止性能が不十分となるおそれがある。一方、表面層の厚みが薄すぎると、表面層を良好に形成させることが困難となり、発泡シート表面にピンホールや破れ等が発生するおそれがある。その結果、高分子型帯電防止剤が発泡シート表面に露出し、高分子型帯電防止剤に由来する成分の被包装物に対する付着物が多くなるおそれがある。上記観点から、該厚みは2.5μm以上であることが好ましく、3.0μm以上であることがより好ましく、3.5μm以上であることがさらに好ましい。また、該厚みは15μm以下であることが好ましく、12μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。なお、本明細書において、表面層と中間層との間に接着層等が設けられている場合、表面層の厚みは、表面層と該接着層との合計厚みとする。
これらの樹脂やエラストマーとしては、例えば、ポリスチレン系樹脂、プロピレン単独重合体、エチレン-プロピレン共重合体等のポリプロピレン系樹脂、スチレン系エラストマーやそれらの水添物等を挙げることができる。中間層を構成する樹脂組成物としてポリスチレン系樹脂を配合した場合、発泡層との接着性をより向上させることができると共に、発泡シートの剛性をより向上させることができる。ポリプロピレン系樹脂としては、メタロセン系重合触媒を用いて重合されたポリプロピレン系樹脂(m-PP)等を好適に用いることができ、この場合、ヒンジ性(繰り返し折り曲げ性)を高めることができる。
また、スチレン系エラストマーとしては、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)等を好適に用いることができ、この場合、中間層と発泡層との接着性を高めることができる。
これらの中でも、中間層を構成する樹脂組成物としてスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)等のスチレン系エラストマーを配合することが好ましい。
本発明における高分子型帯電防止剤のメルトフローレートは、JIS K7210-1:2014に従って、温度190℃、荷重2.16kgにて測定される値である。
表面抵抗率を上記範囲とすることで、帯電防止性能が良好な多層発泡シートを得ることができる。
本発明における表面抵抗率の測定は、JIS K6271(2001)に準拠して行なうものとする。具体的には、得られた多層発泡シートから、所定の試験片(例えば、縦100mm×横100mm×厚み:試験片厚み)を3片以上切り出し、試験片を23℃、湿度50%の雰囲気下に24時間放置した後、表面抵抗率を測定し、得られた測定値の平均値を表面抵抗率とする。
まず、多層発泡シートを押出方向に直交する方向に切断して垂直断面を切り出す。次に、多層発泡シートの各面における該垂直断面において、シート幅方向に等間隔に10点以上、計20点以上の拡大写真を撮影する。撮影した各点における中間層、表面層の厚みを測定し、得られた値のそれぞれの算術平均値を中間層、表面層の厚みとする。
なお、中間層の厚み[μm]は、多層発泡シートを製造する際における、片面あたりの中間層の吐出量X[kg/時]と、得られる多層発泡シートの幅W[m]、得られる多層発泡シートの単位時間あたりの長さL[m/時]が判る場合には、中間層を構成する基材樹脂の密度ρ1[g/cm3]を用いて、以下の(1)式にて求めることができ、更に片面あたりの表面層の吐出量Y[kg/時]が判る場合には、表面層を構成する基材樹脂の密度ρ2[g/cm3]を用いて、以下の(2)式にて求めることができる。
中間層の厚み[μm]=〔X/(1000×L×W×ρ1)〕・・・(1)
表面層の厚み[μm]=〔Y/(1000×L×W×ρ2)〕・・・(2)
中間層の坪量[g/m2]=〔X/(1000×L×W)〕・・・(3)
表面層の坪量[g/m2]=〔Y/(1000×L×W)〕・・・(4)
なお、中間層の坪量、表面層の坪量は、発泡層の両面に積層されている各層のうち、片面のみの坪量である。
本発明において、多層発泡シートの厚みは次のようにして測定する。
まず、多層発泡シートを押出方向に直交する方向に切断し、幅方向垂直断面を切り出す。該垂直断面において、多層発泡シートの厚みを多層発泡シート幅方向に等間隔に10点測定し、得られた値の算術平均値を多層発泡シートの厚みとする。
本発明において、多層発泡シートの独立気泡率:S(%)は、ASTM D2856-70に記載されている手順Cに準拠し、東芝ベックマン株式会社製の空気比較式比重計930型を使用して測定される多層発泡シートの真の体積:Vxから、下記(5)式により算出される。
S(%)=(Vx-W/ρ)×100/(Va-W/ρ)…(5)
但し、上記(5)式において、Vxは上記した方法で測定される真の体積(cm3)で、測定に使用した多層発泡シートを構成する樹脂の容積と、測定に使用した多層発泡シート内の独立気泡部分の気泡全容積との和に相当する。その他、上記(5)式中の、Va、W、ρは以下の通りである。
Va:測定に使用した多層発泡シートの外形寸法から計算される多層発泡シートの見掛けの体積(cm3)
W :測定に使用した多層発泡シートの全質量(g)
ρ :多層発泡シートを構成する樹脂の密度(g/cm3)
なお、多層発泡シートを構成する樹脂の密度ρは、ヒートプレスにより該多層発泡シートから気泡を脱泡させる操作を行い、得られたサンプルから密度を求めることができる。
なお、独立気泡率の測定は、縦と横がそれぞれ2.5cm、見掛け体積が25cm3の試験片を用いるものとする。但し、多層発泡シートの見掛け体積25cm3に満たない場合は25cm3に最も近づくように該多層発泡シートからカットした測定用試験片を複数枚組み合わせて試験片として使用する。
多層共押出法により多層発泡シートを得る方法についてさらに詳しく述べると、(1)フラットダイを用いシート状に共押出して積層する方法、(2)環状ダイを用いて共押出して筒状の多層発泡体を製造し、次いで筒状多層発泡体を切り開いて多層発泡シートとする方法がある。上記のうち、幅が1000mm以上ある幅広の多層発泡シートを得やすいという観点から、環状ダイを用いた多層共押出法を好適に用いることができる。
本発明の間紙は、緩衝性、剛性及び帯電防止性能に優れると共に、被包装物への低分子量成分の移行が抑制された板状物用の間紙であることから、ガラス基板や、ガラス基板から得られる液晶パネルなどの間紙として好適に使用できるものである。
各実施例及び各比較例に用いた原料は以下のとおりである。
(ポリスチレン系樹脂PS1)
ポリスチレン樹脂、PSジャパン(株)製「G9305」、MFR1.4g/10分(230℃、荷重2.16kg)
(ポリエチレン系樹脂PE1)
低密度ポリエチレン、日本ユニカー(株)製「NS-1」、MFR0.41g/10分(190℃、荷重2.16kg)、融点108.5℃
(スチレン系エラストマーTPS1)
SEBS、旭化成(株)製「H1041」、MFR3.0g/10分(190℃、荷重2.16kg)
(発泡剤)
イソブタン30wt%とノルマルブタン70wt%との混合ブタン
(ポリエチレン系樹脂PE2)
低密度ポリエチレン、日本ユニカー(株)製「NUC8008」、MFR4.7g/10分(190℃、荷重2.16kg)、融点108℃
(スチレン系エラストマーTPS2)
SEBS、旭化成(株)製「H1052」、MFR3.0g/10分(190℃、荷重2.16kg)
(高分子型帯電防止剤)
三洋化成工業(株)製「ペレクトロンLMP」、融点114℃、MFR30g/10分(190℃、荷重2.16kg)
(低密度ポリエチレン系樹脂PE2)
低密度ポリエチレン、日本ユニカー(株)製「NUC8008」、MFR4.7g/10分(190℃、荷重2.16kg)、融点108℃
(高密度ポリエチレン系樹脂PE3)
高密度ポリエチレン、東ソー(株)製「NH2500」、MFR8.0g/10分(190℃、荷重2.16kg)、融点131.3℃
(スチレン系エラストマーTPS2)
SEBS、旭化成(株)製「H1052」、MFR3.0g/10分(190℃、荷重2.16kg)
(高分子型帯電防止剤)
三洋化成工業(株)製「ペレクトロンLMP」、融点114℃、MFR30g/10分(190℃、荷重2.16kg)
(タルクMB)
タルクマスターバッチ、松村産業(株)製「PMA140」(タルク40質量%含有、粒径10μm
発泡層形成用の押出機として内径90mmの第一押出機と内径120mmの第二押出機2台の押出機が直列に接続されたタンデム押出機を使用し、中間層形成用の押出機として直径65mmの第三押出機を使用し、表面層形成用の押出機として内径50mmの第四押出機を使用し、第二押出機の出口と第三押出機の出口と第四押出機の出口が共押出用環状ダイに接続された装置を用いた。共押出用環状ダイは、中間層形成用溶融物が発泡層形成用溶融物の両面に合流積層され、さらにその両面に表面層形成用溶融物が合流積層される構造を有し、ダイ出口のリップの直径は136mmである。なお、実施例3については表面層形成用の押出機として直径65mmの第四押出機を使用し、実施例6については中間層形成用の押出機として直径50mmの第三押出機を使用した。
[1]多層発泡シートの見掛け密度、坪量、全体厚みは次のように測定した。
まず、多層発泡シートを幅方向に亘って押出方向(MD)に100mmの長さに切り出し、さらに押出方向に直交する幅方向(TD)の両端部を切除し、幅方向中央部1000mmの部分を試験片とした。この試験片をさらに幅方向に10等分し、その中央付近の厚みをマイクロメータにより測定した。各測定点における厚みを算術平均した値を多層発泡シートの厚みとした。また、該試験片の質量を測定し、その質量を試験片の面積(具体的には、1000mm×100mm)で除し、g/m2に単位換算して多層発泡シートの坪量とした。さらに、該坪量を上記厚みで除し、単位換算して多層発泡シートの見掛け密度を求めた。
また、表面層及び中間層の厚みは、前記(1)、(2)式を用い、多層発泡シート製造時の条件から算出した。
多層発泡シートの押出方向に対して垂直な幅方向において、多層発泡シートの中央部及び両端部付近から、縦100mm×横100mm×厚み:試験片厚みの試験片を3片切り出した。JIS K6271(2001年)に準じて試験片に500Vの電圧を印加し、印加1分後の試験片の表面抵抗率を採用した。なお、測定は試験片の両面に対して行ない(計6回)、得られた測定値の平均値から表面抵抗率を求めた。測定装置は(株)日置電機製「SM-8220」と「M-8310」とを接続した装置を用いた。
多層発泡シートの押出方向に対して垂直な幅方向において、多層発泡シートの中央部及び両端部付近から、縦40mm×横40mm×厚み:試験片厚みの試験片を3片切り出した。その後、摩耗試験機(Nihon Rigaku Kogyo Co.,LTD.製)を用いて試験片の上から7.42g/cm2の荷重を掛けた状態で、速度1200mm/minで500回、試験片のS面とガラスとを摩耗させた。試験後のガラスを(株)キーエンス製VHX-6000を用いて拡大倍率4000倍で拡大観察し、異物が付着したガラスの表面を写真撮影した。撮影した写真を画像処理し、異物が付着している箇所の面積を算出した。得られた異物付着箇所の面積、および撮影した写真全体の面積から、下記式(6)を用いて1mm2あたりの付着面積を求めた。
摩耗付着面積[μm2/mm2]=異物付着箇所の面積[μm2]÷写真全体の面積[mm2] (6)
その後、M面についても同様に摩耗付着面積を測定し、S面とM面の摩耗付着面積[μm2/mm2]の平均値を多層発泡シートの摩耗付着面積とした。
多層発泡シートの独立気泡率:S(%)は、ASTM D2856-70に記載されている手順Cに準拠し、東芝ベックマン株式会社製の空気比較式比重計930型を使用して測定される多層発泡シートの真の体積から、前記(5)式により算出した。多層発泡シートを構成する樹脂の密度は、ヒートプレスにより該多層発泡シートから気泡を脱泡させる操作を行い、得られたサンプルから求めた。
なお、独立気泡率の測定は、多層発泡シートから2.5cm×2.5cm×厚み:試験片厚みの試験小片を切り出し、25cm3に最も近づくように該試験小片を複数枚組み合わせたものを試験片として測定した。
2 ポリスチレン系樹脂発泡層
3 ポリオレフィン系樹脂層
3a 表面層
3b 中間層
Claims (12)
- ポリスチレン系樹脂発泡層と、該発泡層の少なくとも片面に積層されているポリオレフィン系樹脂層とを有する多層発泡シートであって、
該樹脂層は、シートの最表面側に位置する表面層と、該表面層に積層接着されている中間層とを含み、
該表面層は、ポリオレフィン系樹脂を含有し、実質的に高分子型帯電防止剤を含有せず、
該中間層は、ポリオレフィン系樹脂と高分子型帯電防止剤とを含有し、
該表面層の厚みが2~20μmであり、
多層発泡シートの前記樹脂層積層面側の表面抵抗率が1.0×1013Ω未満であることを特徴とする多層発泡シート。 - 前記樹脂層の厚みが5~50μmであることを特徴とする請求項1に記載の多層発泡シート。
- 前記表面層の厚みと前記中間層の厚みの比が1:0.3~1:10であることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層発泡シート。
- 前記中間層の高分子帯電防止剤の含有量が前記中間層100質量%に対して8~60質量%であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の多層発泡シート。
- 前記発泡層を構成する樹脂組成物が、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、及びスチレン系エラストマーを含有するポリスチレン系樹脂組成物であり、
該ポリスチレン系樹脂組成物中のポリスチレン系樹脂の含有量が60~94質量%、ポリオレフィン系樹脂の含有量が5~30質量%、スチレン系エラストマーの含有量が1~10質量%(ただし、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、及びスチレン系エラストマーの合計量を100質量%とする)であることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の多層発泡シート。 - 前記ポリスチレン系樹脂発泡層と、該発泡層の両面に積層されている前記ポリオレフィン系樹脂層とを有する多層発泡シートであることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の多層発泡シート。
- 前記表面層を構成するポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂であることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の多層発泡シート。
- 前記ポリエチレン系樹脂が低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを含有するポリエチレン系樹脂であることを特徴とする請求項7に記載の多層発泡シート。
- 前記多層発泡シート全体の坪量が30g/m2を超え、220g/m2以下であることを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の多層発泡シート。
- 前記多層発泡シートの総厚みが0.1~10mmであることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の多層発泡シート。
- 前記多層発泡シートの総厚みに対する、前記樹脂層の厚みの比が0.001~0.1であることを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の多層発泡シート。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の多層発泡シートからなる間紙。
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