JP7421092B2 - 発泡粒子及び発泡粒子成形体 - Google Patents
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Description
前記粒子本体の表面に付着している単層カーボンナノチューブと、を有し、
導電性または半導電性を有する、発泡粒子にある。
平均表面抵抗率が1×10Ω以上1×1010Ω以下である、発泡粒子成形体にある。
・粒子本体(有彩色):エチレン-プロピレンランダム共重合体を含む発泡層からなる粒子
TB002L:SWCNT分散液(KJ特殊紙株式会社製、SWCNTの平均直径1.6nm、平均長さ5μm以上、比表面積500m2/g)
K1004M:MWCNT分散液(KJ特殊紙株式会社製、MWCNTの平均直径8~15nm、平均長さ26μm、比表面積260m2/g)
N7006L:MWCNT分散液(KJ特殊紙株式会社製、MWCNTの平均直径9.5nm、平均長さ1.5μm、比表面積250~300m2/g)
着色剤としては、キナクリドン系赤色顔料を含むマスターバッチを用いた。
粒子本体の作製には、内径65mmの発泡層形成用押出機および内径30mmの被覆層形成用押出機が併設され、多数本の複層ストランド状の共押出が可能なダイが出口側に付設された共押出機を使用した。発泡層形成用押出機にはポリプロピレン系樹脂としてのエチレン-プロピレンランダム共重合体(MFR:7g/10分、融点142℃)と、気泡調整剤としてのホウ酸亜鉛のマスターバッチとを供給し、押出機内で200~230℃にて溶融混練した。被覆層形成用押出機にはエチレン-ブテン-プロピレンランダム共重合体(MFR:6g/10分、融点131℃)を供給し、押出機内で200~230℃にて溶融混練した。
有彩色を呈する粒子本体の作製に当たっては、まず、以下の方法により着色剤のマスターバッチを作製した。着色剤とエチレン-プロピレンランダム共重合体とを160℃に加熱溶融して混練した後、シート状に成形した。得られたシートをペレタイザーにより切断し、20質量%の着色剤がエチレン-プロピレンランダム共重合体中に分散されたマスターバッチを得た。
100gの粒子本体に対して表1に示す量の分散液を添加した後、これらの表に示す条件で、パドルミキサーを用いて粒子本体と分散液とを攪拌した。攪拌を行っている間、分散液中のCNTが粒子本体と繰り返し接触することにより、分散液中のCNTが粒子本体の表面に固定される。これにより、粒子本体の表面にSWCNTまたはMWCNTを付着させることができる。
多数の発泡粒子からなる発泡粒子群の質量を精秤した後、水の入ったメスシリンダーを用意し、金網などを使用して発泡粒子群を水中に完全に沈めた。このときの液面の上昇量を発泡粒子群の体積とした。このようにして得られた発泡粒子の質量を体積で除することにより、発泡粒子の見掛け密度を算出した。発泡粒子の見掛け密度は、表1の「見掛け密度」欄に示す通りであった。
発泡粒子を概ね2等分となるように切断し、粒子本体の断面を露出させた。微小面分光色差計(日本電色工業株式会社製「VSS 7700」)を用いて粒子本体の断面を測定し、CIE 1976 L*a*b*色空間における色座標を取得した。色座標の取得には50個の発泡粒子を用い、1個の粒子本体の断面について、無作為に選択した5か所を測定した。
測定位置を粒子本体の断面から発泡粒子の表面に変更した以外は粒子本体の色調の測定方法と同様の方法により、発泡粒子の表面の色調を測定し、CIE 1976 L*a*b*色空間における色座標を取得した。表1の「発泡粒子のL*値(B)」欄及び「L*値(B)の変動係数」欄に、それぞれ、L*値(B)の平均値Lav及びL*値の変動係数Lcvを示す。なお、表1には示さないが、有彩色を呈する実施例4の発泡粒子のa*値(H)は44.9であり、b*値(I)は-5.7であった。
縦250mm、横200mm、厚み50mmの平板形状のキャビティを有する金型を準備し、発泡粒子をキャビティ内に充填した。次いで、キャビティ内にゲージ圧で0.3MPa(G)のスチームを供給することにより、発泡粒子を加熱して相互に融着させつつ、キャビティに対応した形状に成形した。以上により発泡粒子成形体を得た。本例では、金型から取り出した発泡粒子成形体を60℃に調整されたオーブン内に12時間静置し、発泡粒子成形体の乾燥及び養生を行った。
発泡粒子成形体の成形体密度は、発泡粒子成形体の質量を、発泡粒子成形体の体積で除することにより求めた。なお、発泡粒子成形体の見掛けの体積は、水中に発泡粒子成形体を水没させ、その水位上昇から求めた。発泡粒子成形体の成形体密度は、表1「成形体密度」欄に示す通りであった。
JIS C 2170:2004に準拠した方法により、発泡粒子成形体の表面抵抗率の測定を行った。具体的には、まず、発泡粒子成形体を温度23℃、50%RHの環境下に1日静置して養生した。次いで、発泡粒子成形体中央部のスキン面のうち、平坦部分から無作為に10か所の測定位置を設定した。これら10か所の測定位置において、抵抗率計(三菱ケミカルアナリテック株式会社製「ハイレスタMCP-HT450」)を用いて表面抵抗率を測定した。プローブとしては、三菱ケミカルアナリテック株式会社製「URS」を使用した。
分光測色計(コニカミノルタジャパン株式会社製「CM-5」)を用いて発泡粒子成形体のスキン面の色調を測定し、CIE 1976 L*a*b*色空間における色座標を取得した。色座標の取得は、互いに異なる測定対象を用いて複数回行った。表1の「L*値(E)」欄に、複数回の測定によって得られた発泡粒子成形体のL*値の平均値を示す。また、同表の「(B)/(E)」欄には、発泡粒子の表面のL*値(B)を発泡粒子成形体のL*値(E)で除した比率を記載した。なお、表1には示さないが、有彩色を呈する実施例4の発泡粒子成形体のa*値は45.4であり、b*値は-3.1であった。
実施例1及び比較例2の発泡粒子の表面を走査型電子顕微鏡にて観察し、倍率30000倍の電子顕微鏡写真を撮影した。図1に実施例1の発泡粒子、図2に比較例2の発泡粒子から得られた電子顕微鏡写真を示す。
これは、MWCNTの塗布量が多くなったことに加え、MWCNTがSWCNTに比べて粒子本体から脱落しやすいため、型内成形時に発泡粒子から脱落したMWCNTの量が多くなり、発泡粒子成形体の表面に存在するMWCNTの量の偏りが大きくなったことが原因と考えられる。
2 粒子本体
3 単層カーボンナノチューブ
Claims (9)
- オレフィン系樹脂を含む発泡層を有する粒子本体と、
前記粒子本体の表面に付着している単層カーボンナノチューブと、を有し、
半導電性を有し、
JIS Z8722:2009に規定された方法により前記発泡粒子の表面を測定して得られるL*値(B)の変動係数が0.30以下である、発泡粒子。 - 前記単層カーボンナノチューブの塗布量は前記粒子本体の表面1m2あたり0.1mg以上10.0mg以下である、請求項1に記載の発泡粒子。
- JIS Z8722:2009に規定された方法により前記粒子本体の断面を測定して得られるL*値(A)は40以上80以下であり、かつ、前記発泡粒子の表面を測定して得られるL*値(B)と前記L*値(A)との差(A)-(B)は0を超え10以下である、請求項1または2に記載の発泡粒子。
- 前記単層カーボンナノチューブは、1nm以上10nm以下の平均直径と、1μm以上の平均長さと、を有している、請求項1~3のいずれか1項に記載の発泡粒子。
- 前記粒子本体は、オレフィン系樹脂からなる発泡層と、オレフィン系樹脂からなり前記発泡層を覆う被覆層と、を有している、請求項1~4のいずれか1項に記載の発泡粒子。
- 前記粒子本体の表面の軟化温度は145℃以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の発泡粒子。
- 前記発泡粒子は有彩色を呈している、請求項1~6のいずれか1項に記載の発泡粒子。
- 前記発泡粒子の見掛け密度が20g/L以上100g/L以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の発泡粒子。
- オレフィン系樹脂を含む発泡層を有する粒子本体と、前記粒子本体の表面に付着している単層カーボンナノチューブと、を有するとともに、半導電性を有する発泡粒子を型内成形してなる発泡粒子成形体であって、
前記発泡粒子成形体の平均表面抵抗率が1×10 5 Ω以上1×10 9 Ω以下であり、
前記発泡粒子成形体の表面抵抗率の最小値(C)に対する前記表面抵抗率の最大値(D)の比(D)/(C)の値が2.9以下である、発泡粒子成形体。
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