JPH07113071B2 - 導電性を有する発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の静電気障害
などの防止に有効である梱包材などに用いられる導電性
を有する発泡成形体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、上記のような導電性を有する
発泡成形体の製造方法としては、発泡成形体の表面に導
電性塗料を塗布し、その成形体表面に導電性膜を形成さ
せる方法が知られている。しかしながら、上記方法は、
発泡成形体に塗布するに当たって、嵩張る未塗布発泡成
形体を塗布工程に運ぶために多大な輸送コストを必要と
する問題を有し、また、刷毛などによる塗装は、作業時
間が掛かるという問題、一方、吹きつけ塗装は、歩留ま
りが悪く経済的ではないという問題を有していた。さら
に、被塗装物が複雑な形状を有する場合、細部までの塗
布が困難となるという問題も生じていた。

【０００３】そこで、上記のような各問題を回避するた
めに、発泡成形体を製造する前の段階、すなわち、原料
樹脂にカーボンブラック等の導電性物質を多量に混練し
た後、発泡剤を含浸させる等して発泡性樹脂粒子とし、
続いて、それを予備発泡させて予備発泡粒子とし、それ
を発泡成形して導電性を有する発泡成形体とする方法も
考えられる。

【０００４】しかしながら、上記方法では、良好な導電
性を発揮するためには導電性物質の混合割合を30％(w/
w) 以上とする必要があり、混練された導電性物質によ
り得られた発泡成形体の機械的な強度が著しく低下する
という問題を生じている。また、予備発泡粒子の前段階
である発泡性樹脂粒子に導電性塗料や導電性物質そのも
のを混合した場合にも、上記方法と同様の問題を生じて
おり実用とならない。

【０００５】そこで、上記のような各問題を回避するた
めに、発泡成形体を製造する前の段階、すなわち、予備
発泡粒子に導電性を付加し、その導電性を有する予備発
泡粒子を発泡させて導電性を有する発泡成形体の製造す
る方法が考えられる。

【０００６】まず、導電性物質を予備発泡粒子と混合し
て付着させる方法は、予備発泡粒子に対する導電性物質
の付着力が欠け実用にならない。次に、導電性物質とバ
インダーとの混合物を溶剤で液状にした導電性塗料と予
備発泡粒子とをタンブラー型ミクサー等により混合し
て、導電性塗料を予備発泡粒子に塗布し乾燥させて、導
電性物質を予備発泡粒子に付着させた後、その予備発泡
粒子を金型内で発泡させて成形し導電性発泡成形体を得
る方法が開示されている（特公平３-11303号公報参
照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法で
は、導電性を付加するための導電性塗料を一度に投入し
ており、混合時に予備発泡粒子がべとつき易く、均一な
塗布に困難さを生じており、また、乾燥時に、予備発泡
粒子が相互に接着して団子状となることを防止するため
の撹拌操作を必要としており、導電性を有する発泡成形
体の製造に手間取るという問題を生じている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明者らは、発泡成形体を製造する前の予備発
泡粒子に着目し、種々の方法を検討した結果、予備発泡
粒子に導電性塗料を均一に、かつ乾燥させながら塗布し
て導電性の予備発泡粒子とした後、その予備発泡粒子を
成形して導電性を有する発泡成形体の製造方法を完成し
た。

【０００９】すなわち、請求項１記載の導電性を有する
発泡成形体の製造方法は、ポリスチレン等の樹脂から成
る予備発泡粒子を空中に浮遊流動させながら、その予備
発泡粒子に導電性塗料を噴霧して導電性予備発泡粒子を
形成した後、その導電性予備発泡粒子を発泡成形して導
電性発泡成形体を得ることを特徴としている。

【００１０】また、請求項２記載の導電性を有する発泡
成形体の製造方法は、ポリスチレン等の樹脂から成る予
備発泡粒子を空中に浮遊流動させながら、その予備発泡
粒子に導電性塗料を噴霧して導電性予備発泡粒子を形成
した後、その導電性予備発泡粒子を前記予備発泡粒子に
対して所定量以上混合し、その混合体を発泡成形して導
電性発泡成形体を得ることを特徴としている。

【００１１】請求項１および請求項２記載の予備発泡粒
子としては、発泡性樹脂であればどのような樹脂でも用
いることができるが、ポリスチレンの予備発泡粒子の
他、ポリメチルメタクリレートなどのメタクリル酸エス
テルの重合体の予備発泡粒子等、また、上記ポリスチレ
ンおよびメタクリル酸エステルの共重合体の予備発泡粒
子を用いることができる。また、予備発泡粒子の発泡倍
率は何倍でも塗布するに際しての支障はない。

【００１２】一方、請求項１および請求項２記載の導電
性塗料におけるバインダーとしては、溶剤型常温乾燥タ
イプとして、熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ポリエス
テル樹脂、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン変
性アクリル樹脂、アクリル変性シリコン樹脂等が、さら
に、エマルジョン系樹脂としてアクリル、アクリル／ス
チレンエマルジョン、アクリル／酢酸ビニルエマルジョ
ン、エチレン／酢酸ビニルエマルジョン、エポキシエマ
ルジョン、ウレタンエマルジョン等が、一方、水溶性常
温乾燥タイプとして、エポキシエステル樹脂等が使用で
きる。

【００１３】また、請求項１および請求項２記載の導電
性塗料における導電性物質としてのフィラーとしては、
カーボンブラック、グラファイト、導電性酸化亜鉛、導
電性マイカ、導電性酸化チタン、ニッケル粉や銅粉など
の金属粉、酸化錫などが使用できる。なお、導電性塗料
におけるバインダーとフィラーとの混合割合をＦ値（固
形分、つまり不揮発成分中のフィラーの重量％）で表す
と、Ｆ＝５〜90％、好ましくはＦ＝10〜80％である。ま
た、着色顔料として無機系顔料各種、有機系顔料を導電
性塗料に微量添加することにより、有彩色導電性塗料と
して使用することも可能である。

【００１４】次に、予備発泡粒子に導電性塗料を塗布す
る方法には、空間部を有し、その下部より上方に向かっ
て空気の吹き込みが可能で、その空間部に塗料などの液
体を噴霧できる装置、例えば流動層乾燥装置を用いる。
なお、吹き込む空気の温度を調節する熱交換器を設けて
もよい。

【００１５】上記方法では、まず、上記装置内に、予め
所定倍率に予備発泡させた予備発泡粒子を投入した後、
その装置の下部より空気を吹き込み予備発泡粒子を装置
内で流動させて浮遊させる。しかるのち、シンナー等の
溶剤で希釈した導電性塗料を一定の割合ずつ装置内に噴
霧させ、予備発泡粒子の表面に導電性塗料を徐々に塗着
させる。このとき、装置の下部より吹き込まれている空
気により、上記溶剤の蒸発が生じ、導電性塗料の塗布さ
れた予備発泡粒子の表面は徐々に乾燥される。

【００１６】予め定められた量の導電性塗料の供給を終
了した後、しばらく空気の吹き込みを続け、導電性塗料
の塗布された予備発泡粒子の表面を完全に乾燥させた後
にその塗布された予備発泡粒子を装置から取り出す。

【００１７】このようにして得られた導電性を有する予
備発泡粒子を、所定の金型の型窩内で発泡成形すること
により所望する形状を有する導電性発泡成形体とするこ
とができる。この導電性発泡成形体は、導電性塗料に含
有される導電性物質の作用により良好な導電性を有して
いる。さらに、上記の導電性を有する予備発泡粒子を未
塗布の予備発泡粒子に対して所定量以上混合させたもの
を上記と同様に成形しても良好な導電性を有する導電性
発泡成形体を得ることができる。

【００１８】

【作用】請求項１および請求項２記載の方法により、予
備発泡粒子を空中に浮遊流動させながら、その予備発泡
粒子に導電性塗料を噴霧するから、予備発泡粒子の表面
により均一に導電性塗料を塗布することができ、かつ、
予備発泡粒子が塗布されながら空中で浮遊して流動して
おり、吹きつけられる空気によりその予備発泡粒子が乾
燥されていくことから、各予備発泡粒子が、相互に接着
して団子状になることも回避されつつ乾燥される。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図３に
基づいて説明すれば、以下の通りである。図１に示すよ
うに、予備発泡粒子２に導電性塗料３を塗布する装置と
して、流動コーティング機１〔商品名：ミクスグラー
ド、（株）大川原製作所製〕を用いており、この流動コ
ーティング機１は、略円筒状に成形され、その下部に設
けられた網板状の流動床８の下側に空気を送り込む送風
ファン６が設けられ、その空気の温度を必要に応じて調
節する熱交換器７が設置されている。

【００２０】また、流動コーティング機１の空間部中央
に下方に向かって、導電性塗料３を噴霧するノズル４が
配設され、そのノズル４には、導電性塗料３を送液する
ローラー式等のポンプ５が接続されている。さらに、流
動コーティング機１の上部には、流動床８からの空気を
排気する排気口９が設けられている。なお、その排気口
９に予備発泡粒子２が通過して外部に排出されるのを防
止するバグフィルター等のフィルター（図示せず）が設
けられている。また、図中の矢印は空気の流れる方向を
示す。

【００２１】次に、このような流動コーティング機１を
用いて導電性を有する発泡成形体の製造方法について説
明する。まず、５倍に予備発泡させたポリスチレンから
なる予備発泡粒子２を２kg、流動コーティング機１に投
入し、流動床８より空気を吹き込み各予備発泡粒子２…
を流動コーティング機１内で流動させた。

【００２２】続いて、バインダーとしてのポリウレタン
〔商品名：デスモラックLS-2770 、住友バイエルウレタ
ン（株）製〕と、導電性フィラーとしてのカーボンブラ
ック〔商品名：ケッチェンブラックECP 、ライオン
（株）製〕とを不揮発成分として27.2％（バインダー2
2.3％、フィラー 4.9％）有する導電性塗料基剤（商品
名：シントロン D-4256 、株式会社シントーケミトロン
製）625gを、溶剤としてのトルエン：ｎ−ブタノール：
ダイアセトンアルコール＝１：１：１（重量比）からな
る希釈剤（商品名：シントロン # 402、株式会社シント
ーケミトロン製）375gで希釈して導電性塗料３を調製す
る。

【００２３】その後、その導電性塗料３をポンプ５にて
40g/min の速度で送液してノズル４から流動コーティン
グ機１内に噴霧し、流動している各予備発泡粒子２…の
表面に導電性塗料３を徐々に塗布した。その際、流動床
８から吹き込む空気の流入速度は、各予備発泡粒子２…
が相互に付着して団子状とならないように、0.9 〜1.6m
/secの範囲で調節した。

【００２４】上記導電性塗料３の全量の噴霧が終了した
後、流動床８からの空気の吹き込みを５分続け、導電性
塗料３の塗布され、流動している各予備発泡粒子２…の
表面を完全に乾燥させて導電性予備発泡粒子１０を得
た。その後、流動床８からの空気の吹き込みを停止し、
上記導電性予備発泡粒子１０を流動コーティング機１か
ら取り出した。

【００２５】この導電性予備発泡粒子１０と未塗布の５
倍予備発泡させた予備発泡粒子２とを種々の割合Ｃ
（％）〔導電性予備発泡粒子１０の重量をＡとし、予備
発泡粒子２の重量をＢとすると、Ｃ＝ 100Ａ／（Ａ＋
Ｂ）〕で混合したものを、所定の金型の型窩内に充填、
成形して導電性発泡成形体（縦 100mm、横 100mm、厚さ
25mm）をそれぞれ得た。

【００２６】そのようにして得られた各導電性発泡成形
体を充分に乾燥させた後、図２に示すように、その導電
性発泡成形体１１の表裏に、つまり厚さ方向にテスター
〔商品名：デジタルマルチメーター、タケダ理研（株）
製〕１２の各測定端子（25mm角）１２ａをあてて、図３
に示すように、その測定位置として導電性発泡成形体１
１の充填口跡１１ａを含む１０箇所で抵抗値をそれぞれ
測定し、その結果を表１に示した。

【００２７】この結果から、導電性予備発泡粒子１０の
みから得られた導電性発泡成形体１１において、良好な
導電性能を示す導電性発泡成形体を得ることができ、ま
た、導電性を備えない通常の予備発泡粒子２と導電性予
備発泡粒子１０とを混合して得られた導電性発泡成形体
１１においても、その導電性予備発泡粒子１０の混合割
合Ｃが30％以上で、良好な導電性能を示す導電性発泡成
形体を得ることができた。

【００２８】〔比較例〕比較として、導電性予備発泡粒
子１０の混合割合Ｃを20％とした予備発泡粒子２と導電
性予備発泡粒子１０との混合物を上記と同様に発泡させ
て成形し、その成形体の抵抗値を上記実施例と同様に測
定し、その結果を表１に示した。この結果から、得られ
た発泡成形体に良好な導電性能を期待するには、導電性
予備発泡粒子１０の混合割合Ｃは30％以上必要なことが
分かった。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記で述べた方法を用いると、発泡成形体
製造前の予備発泡粒子に導電性塗料を塗布するため、嵩
の高い発泡成形体を塗布場所に移動させて塗布していた
従来と比べ輸送コストの著しい削減が期待できる。

【００３１】また、発泡成形体に導電性塗料を塗布して
いた従来では、特に、形状の複雑な発泡成形体への導電
性の付与において、塗布状態が不均一になったり細部へ
の塗布に工程数がかかったりして、良品の導電性発泡成
形体の歩留まりの著しい低下や塗布コストの上昇を招い
ていた。

【００３２】さらに、予備発泡粒子に導電性塗料を塗布
する従来の方法では、その乾燥工程に時間がかかり、そ
の上、得られる導電性予備粒子が相互に接着して団子状
となるブロッキングを回避するために、常に撹拌しなが
ら乾燥するという手間が必要であった。

【００３３】しかしながら、上記方法では、流動する予
備発泡粒子２に導電性塗料３を噴霧して塗布するため、
極めて均一に塗布でき、かつ、吹き込む空気量を制御す
ることで、各導電性予備発泡粒子１０…が流動し、撹拌
されながら乾燥されるため、極めて迅速に乾燥され、そ
の上、各導電性予備発泡粒子１０が、常に流動してい
て、団子状となるブロッキングなども回避することがで
きる。

【００３４】したがって、良好な導電性能を有する導電
性発泡成形体を、容易に安定に得ることができ、さら
に、歩留まりの向上、工程数や乾燥時間の削減、その
上、導電性予備発泡粒子１０に対して所定量以下の導電
性を付与していない通常の予備発泡粒子２を混合して導
電性を有する発泡成形体が得られることなどから、総合
的なコスト削減が可能となり、従来より実用性の高い方
法となっている。

【００３５】また、導電性物質が予備発泡粒子内に煉り
こまれて製造された従来の導電性予備発泡粒子では、重
量比で30％以上の導電性物質を混ぜ込まなければ、得ら
れた成形体が良好な導電性を発揮できないことから、そ
の導電性物質のために得られた成形体の強度が低下して
いた。

【００３６】しかし、上記方法では、導電性塗料３の導
電性物質は導電性予備発泡粒子１０の表面にのみ塗布さ
れており、その導電性予備発泡粒子１０の機械的物性に
ほとんど影響することがなく、よって、得られた導電性
発泡成形体の機械的強度にも著しい低下がなく、良好な
機械的強度を有する導電性発泡成形体を得ることができ
る。

【００３７】これらの結果、上記の方法で得られた導電
性発泡成形体は、電子部品などの静電気障害を受け易い
物の梱包材などに好適に使用される。

【００３８】

【発明の効果】請求項１および請求項２記載の導電性を
有する発泡成形体の製造方法は、以上のように、予備発
泡粒子を流動させながら導電性塗料を塗布して導電性予
備発泡粒子を得る方法である。

【００３９】それゆえ、予備発泡粒子が空中で流動して
いることから、予備発泡粒子の表面により均一に導電性
塗料を塗布することができ、かつ、導電性を有する予備
発泡粒子が迅速に乾燥される。よって、良好な導電性を
有する発泡成形体を容易、かつ、迅速に得ることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性を有する発泡成形体の製造方法
における流動層装置の概略構成図である。

【図２】上記発泡成形体における抵抗値を測定する方法
を示す説明図である。

【図３】上記抵抗値の測定位置を示す上記発泡成形体の
正面図である。

【符号の説明】

２ 予備発泡粒子 ３ 導電性塗料 １０ 導電性予備発泡粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蜂谷 直 東京都府中市紅葉丘１−29−13−１ (72)発明者 大栗 正徳 栃木県下都賀郡壬生町至宝１−７−４ (72)発明者 中屋 一徳 東京都清瀬市中里３−949−２−206 (72)発明者 砂川 康行 栃木県小山市土塔221−13番地 (56)参考文献 特開 昭49−61255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−1951（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリスチレン等の樹脂から成る予備発泡粒
   子を空中に流動させながら、その予備発泡粒子に導電性
   塗料を噴霧して導電性予備発泡粒子を形成した後、その
   導電性予備発泡粒子を発泡成形して導電性発泡成形体を
   得ることを特徴とする導電性を有する発泡成形体の製造
   方法。
2. 【請求項２】ポリスチレン等の樹脂から成る予備発泡粒
   子を空中に流動させながら、その予備発泡粒子に導電性
   塗料を噴霧して導電性予備発泡粒子を形成した後、その
   導電性予備発泡粒子を前記予備発泡粒子に対して所定量
   以上混合し、その混合体を発泡成形して導電性発泡成形
   体を得ることを特徴とする導電性を有する発泡成形体の
   製造方法。