TWI640430B - 熱可塑性樹脂製多層薄片及熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體 - Google Patents

熱可塑性樹脂製多層薄片及熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體 Download PDF

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Abstract

一種熱可塑性樹脂製多層薄片,其係包含:第一樹脂層,其係由含 有13重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度的導電碳之熱可塑性樹脂組成物形成;及第二樹脂層,其係層積於前述第一樹脂層的兩個平面部中至少任一方,且由含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂組成物形成。

Description

熱可塑性樹脂製多層薄片及熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構 造體
本發明係關於製造家電製品、電氣‧電子電機構件及OA(office automation)機器構件時所使用之熱可塑性樹脂製多層薄片及熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體,其係能夠於長期使用時最適地防止靜電的放電,且能夠維持對於溫度變化為穩定的靜電擴散性之熱可塑性樹脂製多層薄片及熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體。
在半導體電路基板、液晶面板及電漿面板等的製造現場,靜電的產生係成為產生不良品與製程問題的原因。然而,在此等製造現場,各式各樣的場面中,頻繁地重複著在作業上之構件與資材等的摩擦與剝離等。因此,不論是否在無塵室內,產生高頻率且高帶電量的靜電。在這當中,塑膠等的絕緣體不會使靜電擴散,且其係容易帶電的物質。因此,開關、鍵盤及滑鼠等塑膠製的按鈕構材、撥號盤(dial)等的滑動構材、以及槓桿構材等的塑膠製構材在作業上藉由重複摩擦與剝離等的接觸,而作為非常容易產生多帶電量靜電的構材被注目。
於製造家電製品、電氣‧電子電機構件等所使用之塑膠製資材係以聚烯烴樹脂、氯乙烯樹脂與合成橡膠等熱可塑性樹脂作為主原料來使用。如此之塑膠製資材係具備電氣絕緣性,且非常容易帶靜電,而尋求著針對靜電的對策。
就針對靜電的對策而言,可列舉一種方法,藉由於用於塑膠製資材的熱可塑性樹脂添加導電劑或抗靜電劑,來賦予靜電擴散性。
此處,一般可舉出導電碳作為導電劑,且一般可舉出低分子型抗靜電劑與高分子型抗靜電劑作為抗靜電劑。
雖然將碳黑填充至熱可塑性樹脂的方法(特開昭60-65064號公報及特開昭55-31103號公報)係為習知,但於將碳黑混合至熱可塑性樹脂時,碳黑飛散且使作業環境惡化。同時,混合碳黑時所產生之剪切熱引起熱可塑性樹脂的分子量下降。因此,為了將碳黑分散於熱可塑性樹脂,首先,先製造含有高濃度碳黑的熱可塑性樹脂母粒(masterbatch),之後,將前述母粒混合至熱可塑性樹脂。
雖然可舉出單甘油酯與烷基苯磺酸鈉等作為低分子型抗靜電劑,但如此之低分子型抗靜電劑的分子量小,因而容易流失(Bleed)。因此,不適合作為在電子構件周邊所使用之抗靜電劑。同時,與導電碳及高分子型抗靜電劑相比,低分子型抗靜電劑之抗靜電性能的持續性低,且溫度依存性高。
專利文獻1已揭示將導電碳黑、天然鱗狀石墨及無機填充劑混合至聚苯硫醚的樹脂組成物。
同時,專利文獻2已揭示將導電碳黑、石墨及填充劑混合至聚苯硫醚樹脂的樹脂組成物。
同時,專利文獻3揭示將導電碳黑及人工石墨混合至熱可塑性樹脂的樹脂組成物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本國公開專利公報「特開昭62-172059號公報(1987年7月29日公開)」
[專利文獻2]日本國公開專利公報「特開平1-272665號公報(1989年10月31日公開)」
[專利文獻3]日本國公開專利公報「特開平7-286103號公報(1995年10月31日公開)」
然而,如專利文獻1~3所載之技術般,若混合碳黑等的導電碳並成形熱可塑性樹脂製薄片,則控制熱可塑性樹脂製薄片的靜電擴散性係困難的。此係因為,為了賦予熱可塑性樹脂靜電擴散性,必須藉由將碳黑等之導電碳形成三次元網目構造,且適度地連接該網目構造並形成橋接電極間的導電通路來控制導電性係困難的,以及,在展透閾值(percolation threshold)以下的濃度將導電碳均勻地分散於熱可塑性樹脂係困難的。
此處,展透閾值係指熱可塑性樹脂的電阻之具有大變化的反曲點時的導電碳濃度。導電碳濃度在展透閾值以下,在成形機混練時,導電碳的分散容易變不均勻。因此,在密集地形成有導電碳所致之三次元網目構造的部分,含有該導電碳之熱可塑性樹脂的表面電阻值係顯示比靜電擴散性區域的導電性還高之導電性區域的值。
同時,舉例來說,即使於將含有導電碳之母粒混合至熱可塑性樹脂且成形熱可塑性樹脂製薄片的情況下,導電碳濃度係局部性地比展透閾值還高。此時,含有導電碳之熱可塑性樹脂的表面電阻值係顯示比靜電擴散性區域的導電性還高之導電性區域的值。
如此般,當含有導電碳之熱可塑性樹脂的表面電阻值係顯示導電性區域之值時,例如,若積蓄靜電的基板與顯示導電性區域之表面電阻值的部分接觸,則急速地放電。此放電係成為造成不耐受靜電之IC、三極管或電路基板等產生被破壞之極重大障礙的原因。
再者,若將導電碳的濃度成為展透閾值以上的方式混合至熱可塑性樹脂時,則含有導電碳之熱可塑性樹脂組成物係顯示導電性區域的表面電阻值。因此,若接處積蓄靜電的基板時,則急速地放電。
本發明係有鑑於以上問題而作成,其目的係提供一種能夠防止靜電之放電的熱可塑性樹脂製多層薄片。
本發明者為了解決上述課題並充分檢討後,完成了以下的本發明。
本發明一實施形態的熱可塑性樹脂製多層薄片係包含:第一樹脂層,其係由含有13重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度的導電碳之熱可塑性樹脂組成物形成;及第二樹脂層,其係層積於前述第一樹脂層的兩個平面部中至少任一者,且由含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂組成物形成。
根據本發明,能提供一種能夠防止靜電之放電的熱可塑性樹脂製多層薄片。
10‧‧‧塑膠瓦楞紙板(熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體)
11‧‧‧塑膠瓦楞紙板(熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體)
12‧‧‧塑膠瓦楞紙板(熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體)
20‧‧‧襯墊部(平板部)
21‧‧‧第一層(平板部、第二樹脂層)
22‧‧‧第二層(平板部、第一樹脂層)
30‧‧‧肋部(連結部、第一樹脂層)
31‧‧‧肋部(連結部、第一樹脂層)
32‧‧‧肋部(連結部、第一樹脂層)
[圖1]圖1係概略地說明本發明之熱可塑性樹脂製多層薄片的一實施形態及其變形例之圖。
<熱可塑性多層薄片>
本發明的一實施形態的熱可塑性樹脂製多層薄片係包含:第一樹脂層,其係由含有13重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度的導電碳之熱可塑性樹脂組成物形成;及第二樹脂層,其係層積於前述第一樹脂層的兩個平面部中至少任一者,且由含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂組成物形成。
舉例來說,於以連續批量式將熱可塑性樹脂製薄片押出成形的情況下,將從押出成形後的薄片端部所得到之再造顆粒(Repellet)及含有導電碳之母粒,與初始(virgin)樹脂混合並再利用。此時,若在展透閾值以下的濃度製造含有導電碳的熱可塑性樹脂製薄片,於成形機之混練中,導電碳的濃度容易產生變化。因此,以使熱可塑性樹脂製薄片全部表面中的表面電阻值成形為顯示後述之靜電擴散性區域的值的方式來成形係困難的。
然而,根據本實施形態的熱可塑性樹脂製多層薄片,即使於第一樹脂層中存在著具有導電性區域之表面電阻值的部位,藉由層積於第一樹脂層之第二樹脂層,能夠防止靜電放出至顯示有該導電性區域之表面電阻值的 部位。同時,即使將第一樹脂層中導電碳的含量作為該第一樹脂層之表面電阻值顯示導電性區域之值的量,亦能防止靜電放出至第一樹脂層。也就是說,即使於製造時沒有過度地管理導電碳的分散性及濃度,本實施形態的熱可塑性樹脂製多層薄片係穩定且能夠防止靜電放出之熱可塑性樹脂製多層薄片。
同時,於高分子型抗靜電劑添加至熱可塑性樹脂之資材等的情況下,伴隨著該資材濕度變化之表面電阻值變化係大的。舉例來說,若置於冬天濕度低的環境時,含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂的表面電阻值係變高。更具體而言,含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂的表面電阻值係顯示超過靜電擴散性區域之帶電防止性區域的值。藉此,無法使靜電緩和地消散,且藉由含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂而形成之製品變得容易帶電。因此,舉例來說,該製品帶電且接觸未帶電之基盤時有放電之虞。
然而,在本實施形態之熱可塑性樹脂製多層薄片中,藉由層積含有導電碳之第一樹脂層與含有高分子型抗靜電劑之第二樹脂層,能夠維持對於濕度為穩定的表面電阻值。因此,舉例來說,即使於無塵室外部等之高濕度環境下使用的情況下,能夠使第二樹脂層摩擦或剝離時所產生之靜電在第一樹脂層及第二樹脂層擴散。
因此,本實施形態之熱可塑性樹脂製多層薄片係能夠藉由操作者重複地作業,而被作為易帶電構材之無塵室內的資材(作業台的底板、棚板及切出作業區塊之隔板)來適當地使用。同時,因為能夠適當地衰減無塵室內所產生之靜電,能夠降低無塵室內的污染。同時,不論是否管理濕度,也能防止無塵室或其他作業現場之靜電的放電。
一般而言,由熱可塑性樹脂所形成之資材係根據混合之導電劑的種類或量、及抗靜電劑的種類或量等而使其表面電阻值變化。此處,熱可塑性樹脂係從表面電阻值的範圍分離成以下(1)~(3)。
(1)導電性(conductive)樹脂組成物係具有表面電阻值小於1×105Ω之樹脂組成物。導電性樹脂組成物係具有高導電性(低電阻值),當帶電物體與導電性樹脂組成物接觸時引起激烈地靜電放電。再者,於本說明書中,導電性區域的表面電阻值係表示小於1×105Ω範圍內的表面電阻值。
(2)靜電擴散性(static dissipative)樹脂組成物係具有表面電阻值在1×105Ω以上且小於1×109Ω之樹脂組成物。靜電擴散性樹脂組成物不僅顯示快速消散其帶電的導電性,亦能防止帶電物體與該熱可塑性樹脂接觸時之激烈地靜電放電。再者,靜電擴散性樹脂組成物係不具有能夠遮蔽靜電場的導電性。
(3)帶電防止性(antistatic)樹脂組成物係具有表面電阻值在1×109Ω以上且小於1×1014Ω之樹脂組成物。雖然具有能夠防止其自身帶電的導電性,但不具有使帶電物體之靜電快速擴散的導電性。再者,於本說明書中,抗靜電性區域的表面電阻值係表示1×109Ω以上且小於1×1014Ω的表面電阻值。
在具備上述三個電氣特性的樹脂組成物中,滿足使用IEC(國際電氣標準會議)61340-5-1/5-2中的表面電阻值等所設定之表面電阻值在1×105Ω以上且小於1×109Ω的範圍內之靜電擴散性樹脂組成物係為較佳。只要是該靜電擴散性樹脂組成物,能夠防止從帶電物體而來之靜電放電,且亦能防止靜電擴散性樹脂組成物自身的帶電。因此,第二樹脂層係藉由靜電擴散性樹脂組成物而成形。再者,於本說明書中,靜電擴散性區域的表面電阻值係表示1×105Ω以上且小於1×109Ω的範圍內之表面電阻值。同時,第一樹脂層係能夠 藉由導電性樹脂組成物或靜電擴散性樹脂組成物來形成,較佳係藉由導電性樹脂組成物來形成。只要第一樹脂層係藉由導電性樹脂組成物形成,能夠更快速地使靜電擴散。
[第一樹脂層]
第一樹脂層係由含有13重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度的導電碳之熱可塑性樹脂組成物形成。
再者,雖然第一樹脂層的厚度並未特別限定,但第一樹脂層的厚度較佳係在10μm以上且2000μm以下的範圍。
(熱可塑性樹脂)
就熱可塑性樹脂而言,能夠舉出聚烯烴樹脂、聚氯乙烯系樹脂(PVC)及聚苯乙烯系樹脂等,較佳係聚烯烴樹脂。
就聚烯烴樹脂而言,能夠舉出聚乙烯系樹脂與聚丙烯系樹脂等,亦可併用此等。就聚乙烯系樹脂而言,舉例來說,例如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯及直鏈狀低密度聚乙烯等。同時,就聚丙烯系樹脂而言,舉例來說,例如丙烯均聚物、丙烯與少量乙烯及/或α-烯烴等共聚單體的共聚物、或於前述此等中分散有非晶性的乙烯‧α-烯烴共聚物之聚合物等。特別是,就剛性與耐熱性的觀點來看,較佳係聚丙烯系樹脂。
(導電碳)
就導電碳而言,能夠舉出例如碳黑、作為奈米碳管代表之碳原纖維(Fibrils)、碳奈米纖維及石墨等。
藉由將導電碳混合至熱可塑性樹脂,相較於使用金屬來控制熱可塑性樹脂導電性的情況,能夠更便宜地將表面電阻值調整至導電性區域的值。
同時,就導電碳而言,較佳係使用碳黑、奈米碳管或碳奈米纖維,從成本的面來看,較佳係使用碳黑。
碳黑之鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸油量較佳係250ml/100g以上,DBP吸油量更佳係300ml/100g以上,DBP吸油量再佳係350ml/100g以上。此處所稱之DBP吸油量係使用ASTM D2414所定之方法而測定的值。同時,碳黑的BET表面積較佳係200cm2/g以上,進一步,BET表面積更佳係400cm2/g以上。就市售的碳黑而言,能夠舉出例如Ketchen black international的Ketchen black EC與Ketchen black EC-600JD等。
就奈米碳管而言,能夠舉出例如美國專利第4663230號說明書、美國專利第4663230號說明書、美國專利第5165909號說明書、美國專利第5171560號說明書、美國專利第5578543號說明書、美國專利第5589152號說明書、美國專利第5650370號說明書及美國專利第6235674號說明書等所揭示之纖維直徑小於75nm且係中空構造、分支少的碳系纖維。同時,就奈米碳管而言,還包含具有使用1μm以下螺距之螺旋環繞一周的線圈狀形狀之奈米碳管。就市售的奈米碳管而言,能夠舉出Hyperion Catalyst公司的Hyperion。
就碳奈米纖維而言,能夠舉出例如具有纖維直徑係75nm以上且係中空構造、分支構造多的碳系纖維。就碳奈米纖維的市售品而言,能夠舉出例如昭和電工(股)的VGCF、VGNF等。
就石墨而言,能夠舉出例如使用電弧爐將無煙炭‧瀝青(pitch)等高溫加熱所得到之石墨、及天然產生的石墨等。再者,此等石墨與碳黑相同,其係便宜且能夠成為第一樹脂層的導電劑。
此等導電碳之熱可塑性樹脂中的濃度較佳係能因應導電碳種類及導電性等適宜調整。舉例來說,當熱可塑性樹脂及導電碳合計100重量%時,導電碳較佳係在13重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度,更佳係在15重量%以上且20重量%以下之範圍內濃度。若導電碳係在13重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度,其能得到具備導電性區域或靜電擴散性區域之表面電阻值的熱可塑性樹脂組成物。
(其他組成)
就本實施型態所使用之熱可塑性樹脂而言,亦可在不損及成形加工性、及熱可塑性樹脂製多層薄片的導電性與機械強度且因應必要之情況下,含有二氧化矽、雲母、滑石等填充劑,玻璃纖維、芳香聚醯胺(Aramid)纖維及超高分子量聚乙烯纖維等補強材料、熱穩定劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑及著色劑等各種添加劑。
[第二樹脂層]
第二樹脂層係由含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂組成物形成。再者,於第二樹脂層中,與第一樹脂層相同地,亦可含有填充劑、補強材料、熱穩定劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑及著色劑等各種添加劑。
第二樹脂層以被覆的方式層積於第一樹脂層之一個面。因此,第二樹脂層亦被覆第一樹脂層中表面電阻值係局部地顯示導電性區域的表面電阻值之部位。因此,能夠藉由第一樹脂層來防止構件等所帶電之靜電被放出。
同時,藉由被覆第一樹脂層之一個面,第二樹脂層能夠防止含於第一樹脂層之導電碳從該一個面脫離。因此,能夠防止脫離之導電碳所造成之作業環境的污染。再者,因為第二樹脂層未包含如導電碳般的黑色系顏料,能夠藉由顏料的添加而成為所欲色調的成形品。
再者,就第二樹脂層的熱可塑性樹脂而言,能夠舉出與上述熱可塑性樹脂相同的熱可塑性樹脂。同時,在熱可塑性樹脂製多層薄片中,可用於第二樹脂層的熱可塑性樹脂與可用於第一樹脂層的熱可塑性樹脂,可為不同的熱可塑性樹脂。然而,為了防止起因於成形後熱膨脹率之差所產生的扭曲、以及為了提高第一樹脂層與第二樹脂層間的黏著性,較佳係使用相同的熱可塑性樹脂。
雖然並未特別限定第二樹脂層的厚度,但第二樹脂層的厚度較佳係在5μm以上且100μm以下的範圍內。因為第二樹脂層係以密接的方式層積於第一樹脂層,能夠將在第二樹脂層產生之靜電傳導至第一樹脂層。因此,第二樹脂層的膜厚不會過厚,且能夠將在熱可塑性樹脂製多層薄片所產生之靜電擴散。因此,能夠降低高分子型抗靜電劑的使用量,並能夠降低熱可塑性樹脂製多層薄片的成本。
就本實施型態之熱可塑性樹脂多層薄片的製造方法而言,並未特別限定,且能夠藉由使用習知的成形加工技術或習知的貼合技術將帶電減衰層與導電性樹脂層貼合並成為多層的構成來製造。然而,從生產性的觀點來看,較佳係押出成形法,更佳係使用習知的多層壓模(die)並藉由多層共押出法來製造。
(高分子型抗靜電劑)
就高分子型抗靜電劑而言,能夠使用習知之物,例如能夠使用具有疏水性嵌段(block)與親水性嵌段的嵌段共聚物。高分子型抗靜電劑之疏水性嵌段與親水性嵌段係藉由酯鍵、醚鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺基甲酸酯鍵與脲鍵來形成嵌段共聚物。
就疏水性嵌段而言,能夠舉出例如聚烯烴嵌段,就聚烯烴嵌段而言,能夠舉出例如由聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物而成之嵌段等。此處,聚烯烴嵌段亦可經氟改性。同時,疏水性嵌段只要有疏水性即可,例如具有伸烷基及/或芳香族基等疏水性基之疏水性胺、疏水性酯、疏水性醯胺、疏水性醯亞胺及疏水性酯醯胺等。同時,疏水性嵌段較佳係具有例如烷基等疏水性的側鏈。
聚烯烴嵌段等疏水性嵌段係於其兩末端具有羰基、羥基及胺基等極性基。藉由將位於疏水性嵌段兩末端的極性基與存在於親水性嵌段兩末端的羰基、羥基及胺基等聚合,或者,藉由二異氰酸酯及二縮水甘油醚等使其交聯,而能夠得到具有疏水性嵌段與親水性嵌段的嵌段共聚物。
就親水性嵌段而言,能夠舉出例如聚醚嵌段,含聚醚親水性聚合物嵌段、陽離子性聚合物嵌段及陰離子性聚合物嵌段。就聚醚嵌段而言,典型地為聚醚二醇,並能夠舉出聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇與丙二醇的共聚物等。就含聚醚親水性聚合物嵌段而言,其係具有聚醚鏈段(segment)之物,並能夠舉出聚醚二胺、聚醚酯醯胺、聚醚醯胺醯亞胺、聚醚酯、聚醚醯胺及醚胺基甲酸酯等。同時,聚醚嵌段及聚醚的鏈段可為直鏈狀,亦可具有分支。同時,就陽離子性聚合物嵌段而言,能夠舉出使用非離子性分子鏈來將具有抗衡BF4 -、PF6 -、BF3Cl-、及PF5Cl-等超強酸陰離子的離子之四級銨鹽構造或鏻鹽構造隔開之陽離子性聚合物嵌段。同時,就陰離子性聚合物嵌段而言,能夠舉出僅有磺醯基成為鹽之具有磺醯基的芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸與二醇或聚醚共聚合而成之聚合物嵌段。就如此之高分子型抗靜電劑而言,詳細記載於例如特開2001-278985號公報、特開2003-048990號公報及特開2012-031395號公報。
於顯示如以上構造之高分子型抗靜電劑中,舉例來說,較佳係能夠使用例如聚烯烴-聚醚嵌段共聚物、作為聚醚與疏水性酯醯胺的嵌段共聚物之聚醚酯醯胺、作為聚醚與疏水性酯醯胺的嵌段共聚物之聚醚醯胺、或作為聚醚與疏水性醯胺醯亞胺的嵌段共聚物之聚醚醯胺醯亞胺、或者聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯共聚物。同時,例如於使用聚丙烯系樹脂作為熱可塑性樹脂的情況下,從相溶性的觀點來看,高分子型抗靜電劑較佳係使用示例於特開2008-274031號公報之聚丙烯-聚醚嵌段共聚物部分中,具有聚烯烴部分與親水性聚合物部分中各自的嵌段交互重複鍵結之構造的嵌段共聚物。
再者,高分子型抗靜電劑係在不損及本發明效果的範圍內,為了更進一步提升帶電防止性,較佳係混合鹼金屬或鹼土類金屬鹽、四級銨鹽、界面活性劑及離子性液體等。
就聚醚酯醯胺的市售品而言,例如富士化成工業股份有限公司製的TPAE。就聚丙烯-聚醚嵌段共聚物的市售品而言,例如三洋化成工業股份有限公司製的Pelestat 300、Pelestat 230及Pectorron PVL等。
藉由使用至少一種此等的高分子型抗靜電劑,能夠適當地使第二樹脂層中的靜電擴散性持續。
高分子型抗靜電劑的含量係能夠根據熱可塑性樹脂、高分子型抗靜電劑的種類以及熱可塑性樹脂多層薄片的形狀適宜地調整,並未特別限定。然而,當熱可塑性樹脂及高分子型抗靜電劑合計100重量%時,高分子型抗靜電劑較佳係在10重量%以上且60重量%以下之範圍內濃度,更佳係在10重量%以上且50重量%以下之範圍內。若第二樹脂層中的高分子型抗靜電劑的濃度係在10重量%以上,其能在層積於第一樹脂層時,得到顯示靜電擴散性區域之表面電阻值的熱可塑性樹脂多層薄片。同時,若高分子型抗靜電劑的濃度係在60重量%以下,其能夠穩定保持熱可塑性樹脂多層薄片的形狀,並得到適當的表面平滑性。
[其他實施形態的熱可塑性樹脂多層薄片]
熱可塑性樹脂多層薄片並未限於上述實施形態。舉例來說,其他實施形態的熱可塑性樹脂多層薄片係於第一樹脂層兩個平面部的一方層積第二樹脂層, 且於該第一樹脂層中層積有第二樹脂層之平面部內側的平面部,更進一步層積其他第二樹脂層。
根據上述構成,能夠藉由第二樹脂層被覆第一樹脂層的兩個平面部。因此,在熱可塑性樹脂多層薄片的兩面,皆能防止來自帶電構材的靜電放出。同時,能夠防止導電碳從第一樹脂層的兩面脫離。
再者,其他實施形態的熱可塑性樹脂多層薄片係為三種類且五層,也就是說,具有以第二樹脂層、第一樹脂層、熱可塑性樹脂層、其他第一樹脂層及其他第二樹脂層的順序層積之構成。再者,熱可塑性樹脂層係指不含高分子型抗靜電劑及導電碳的樹脂層。
熱可塑性樹脂多層薄片至少一方的表面層係第二樹脂層,且若該第二樹脂層與第一樹脂層係以密接的方式層積,則並未限定其構成。
<塑膠瓦楞紙板>
使用圖1,針對本發明一實施形態的塑膠瓦楞紙板(熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體)進行詳細說明。
圖1(a)係概略地說明本發明一實施形態的塑膠瓦楞紙板10之圖。如圖1(a)所示,其係具備襯墊(liner)部(平板部)20與肋(rib)部(連結部)30,襯墊部20係由第一層21與第二層22構成。此處,兩個第一層21係由第二樹脂層構成。同時,兩個第二層22與複數個肋部30係藉由將形成第一樹脂層之熱可塑性樹脂組成物押出成形而一體成形。也就是說,塑膠瓦楞紙板10係兩種類且三層之熱可塑性樹脂製多層薄片的一種形態。
複數個肋部30係將兩個第二層22中互相對向之兩個平面部與該兩個平面部間之空間部平行地切開,且跨接該兩個平面部中互相對向之兩面。藉此,能夠一體成形可使用於運輸箱及建材之具備輕量性與強度的塑膠瓦楞紙板。因此,塑膠瓦楞紙板係能夠用於必須針對靜電擬定對策之電子機器基盤、構件搬送用的箱子及托盤(tray)等。
<變形例的塑膠瓦楞紙板>
本發明的塑膠瓦楞紙板並不限於上述實施形態。舉例來說,如圖1(b)所示,一變形例的塑膠瓦楞紙板11係具有於兩個襯墊部20的第二層22間配置一枚曲折成波浪狀的肋部31之構成。此處,肋部31係與第二層22相同,由第一樹脂層形成。再者,在塑膠瓦楞紙板11中,與肋部31互相對向之第二層22係可藉由熱融著而跨接,亦可藉由具有靜電擴散性的接著劑接著而跨接。
同時,如圖1(c)所示,在其他變形例的塑膠瓦楞紙板12中,其係具有藉由一枚曲折成傾斜的肋部32而將兩個第二層22跨接之構成。
於塑膠瓦楞紙板中,只要具有連接且增強各襯墊部的功能,則肋部的形狀並未限定,舉例來說,肋部較佳係具有蜂窩狀構成。
含於構成塑膠瓦楞紙板中襯墊部與肋部之熱可塑性樹脂較佳係聚烯烴樹脂中的聚丙烯系樹脂或聚乙烯系樹脂,特別是從剛性及耐熱性等的觀點來看,較佳係聚丙烯系樹脂。
同時,在塑膠瓦楞紙板襯墊部之形成第二層的熱可塑性樹脂中,高分子型抗靜電劑的含量係能夠根據熱可塑性樹脂、高分子型抗靜電劑的種類以及熱可塑性樹脂多層薄片的形狀適宜地調整,並未特別限定。然而,當 熱可塑性樹脂及高分子型抗靜電劑合計100重量%時,高分子型抗靜電劑較佳係在10重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度,更佳係在10重量%以上且20重量%以下之範圍內。若第一層中高分子型抗靜電劑的濃度係在10重量%以上,能夠得到第二層顯示靜電擴散性區域之表面電阻值的塑膠瓦楞紙板。同時,若高分子型抗靜電劑的濃度係在30重量%以下,能夠得到具有適當表面平滑性之塑膠瓦楞紙板。
同時,塑膠瓦楞紙板的基本重量(每單位面積的重量)、襯墊部及肋部的厚度等皆未特別限定,較佳係能因應用途來選擇。熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體1的基本重量較佳係在200g/m2以上且10000g/m2以下的範圍內,襯墊部及肋部的厚度較佳係各自在1mm以上且20mm以下的範圍內。舉例來說,於使用具有聚烯烴系樹脂之塑膠瓦楞紙板作為運輸箱的情況下,其基本重量較佳係500~2000g/m2,襯墊部及肋部的厚度較佳係各自在3mm以上且7mm以下的範圍內。
本發明並不限於上述各實施形態,能在請求項所示之範圍內作各種變更,將各自揭示於不同實施形態的技術手段適宜組合而得到之實施形態亦屬於本發明的技術範圍。
以下,雖然藉由實施例來更進一步詳細說明本發明,但本發明並不限於此等之例子。
<實施例>
製作各層構成與組成相異之薄片作為實施例1、2以及比較例,並評價此等薄片表面層中表面電阻值的max、min、△max-min以及濕度依存性。
[實施例1]
在實施例1中,製作兩種類且三層(表面(skin)層/核心(core)層/表面層)的熱可塑性樹脂製多層薄片。此處,核心層係成為兩種類且三層之熱可塑性樹脂製多層薄片中心的層,並意味著第一樹脂層,而表面層係層積於核心層兩面的層,並意味著第二樹脂層。
(實施例1-1)
首先,製作兩種類且三層的多層薄片作為實施例1-1的多層薄片,核心層中導電碳的濃度係16.5重量%,且表面層中高分子型抗靜電劑的比例係20重量%。
就核心層中的導電碳而言,使用可商業獲得之爐黑(碳黑),而就表面層中的高分子型抗靜電劑而言,使用作為聚醚酯丙烯共聚物之三洋化成工業股份有限公司製的Pectorron PVL。同時,於核心層與表面層中,使用作為聚丙烯系樹脂之住友化學股份有限公司製的Nobrrene AS171L(熔體流動速率(MFR):1.0g/10分鐘,230℃)來作為熱可塑性樹脂。
首先,針對可商業獲得之聚丙烯樹脂,藉由以使爐黑不飛散的方式混合,製作含有30重量%爐黑的母粒。接著,藉由將得到之母粒與Nobrrene AS171L熔融混合並使爐黑的濃度成為16.5重量%,得到形成核心層之熱可塑性樹脂組成物。
再者,形成表面層之熱可塑性樹脂組成物係藉由將Pectorron PVL熔融混合於Nobrrene AS171L並使其濃度成為20重量%而得到的。
實施例1-1多層薄片的尺寸係100mm x 100mm,熱可塑性樹脂製多層薄片中,以使表面層的厚度成為30μm、核心層的厚度成為100μm的方式,使用Modern Machinery公司製的層壓機,一邊調整拉取速度(take-over speed)一邊製作試驗片。也就是說,各層厚度比為表面層:核心層:表面層=3:100:3。
於加工條件中,核心層用壓出機與表面層用壓出機中圓筒溫度皆為230℃。同時,表面層用壓出機的吐出量係6kg/h,核心層用壓出機的吐出量係16~17kg/h。同時,表面層用壓出機的拉取速度係4.7m/min,核心層用壓出機的拉取速度係4.7m/min。
(實施例1-2)
除了將實施例1-2表面層中Pectorron PVL的濃度調製成50重量%以外,於與實施例1-1相同的條件下製作實施例1-2的多層薄片。
[實施例2]
接著,如圖1(a)所示,形成具備中空樹脂構造的塑膠瓦楞紙板作為實施例2。
核心層部(第二層22及肋部30)的組成係與實施例1-1中核心層的組成相同,表面層部(第一層)的組成係與實施例1-1中表面層的組成相同。
使用第一押出機、第二押出機及多層T模具製作含有表面層與核心層部分(襯墊部的內層及肋部)之塑膠瓦楞紙板。於第一押出機中,採用單軸押出機(直徑Φ=50mm),押出表面層部分的材料。同時,於第二押出機中, 採用單軸押出機(直徑Φ=115mm),押出核心層部分用的材料。於多層T模具中,採用飼料塊(Feed block)方法之押出寬度2000mm之物。
使押出機及多層T模具的溫度成為200~230℃、第一押出機及第二押出機的押出量各自成為310kg/h及22kg/h、拉取速度2.8m/min,並藉由進行多層押出成形,來製作塑膠瓦楞紙板。
[比較例1]
接著,製作導電碳濃度不同之單層(僅有第一樹脂層)的單層薄片,作為比較例1。
(比較例1-1)
除了使比較例1-1的單層薄片中爐黑的濃度成為5重量%以外,於與實施例1-1核心層相同的條件下,調製熱可塑性樹脂組成物。
使用Modern Machinery公司製的層壓機,以圓筒溫度230度,吐出量16kg/h及拉取速度4.7m/min的條件下進行成形加工,使比較例1-1的單層薄片成為厚度100μm之薄片。
(比較例1-2)
除了使比較例1-2的單層薄片中爐黑的濃度成為10重量%以外,於與比較例1-1薄片相同的條件下,製作比較例1-2的單層薄片。
(比較例1-3)
除了使比較例1-3的單層薄片中爐黑的濃度成為13重量%以外,於與比較例1-1薄片相同的條件下,製作比較例1-3的單層薄片。
(比較例1-4)
除了使比較例1-4的單層薄片中爐黑的濃度成為16.5重量%以外,於與比較例1-1薄片相同的條件下,製作比較例1-4的單層薄片。
(比較例1-5)
除了使比較例1-5的單層薄片中爐黑的濃度成為20重量%以外,於與比較例1-1薄片相同的條件下,製作比較例1-5的單層薄片。
(比較例2)
接著,製作兩種類且三層的多層薄片作為比較例2,於其表面層含有高分子型抗靜電劑,且於核心層未含有導電碳。
(比較例2-1)
在比較例2-1的多層薄片中,除了單獨使用實施例1-1所用之Nobrrene AS171L作為核心層以外,於與實施例1-1相同的條件下進行實驗。將結果顯示於表1。
(比較例2-2)
除了將比較例2-2的多層薄片中Pectorron PVL的濃度調製成50重量%以外,於與比較例2-1相同的條件下,製作比較例2-2的多層薄片。
[比較例3]
接著,製作兩種類且三層的多層薄片作為比較例3,於其表面層未含有高分子型抗靜電劑,且於核心層含有導電碳。
除了使比較例3的多層薄片之表面層不含有Pectorron PVL以外,於與實施例1-1相同的條件下進行實驗。
將各實施例及比較例的製造條件顯示於表1。
[表面電阻值的評價]
接著,針對上述實施例及比較例的各薄片,測定此等薄片表面層的表面電阻值,並評價此等薄片表面層中表面電阻值的max、min、△max-min以及濕度依存性。
使用順應ESD Association standards且可測定表面電阻值之Trek Japan股份有限公司製的表面電阻/堆積電阻計(MODEL:152-1)及Trek Japan股份有限公司製的CR探測器(MODEL:152P-CR),並在施加電壓100V、測定時間60sec的條件下測定表面電阻值。此處,濕度20%的表面電阻值係使用electro-tech systems公司(ETS公司)的環境模擬室(MODEL5532)並調整,且在溫度24.8℃下,分別針對實施例及比較例以每15點作測定。同時,濕度60%的表面電阻值係使用楠本化成股份有限公司製的低溫恆溫恆濕機FX421P並調整,且在23℃下,分別針對實施例及比較例以每15點作測定。
將評價結果顯示於以下表2。再者,表2中max係以15點測定之表面電阻值中的最大值,min係以15點測定之表面電阻值中的最小值。△max-min係各濕度中表面電阻值之最大值與最小值的差值。同時,濕度依存差max-min係根據濕度條件的不同而產生之表面電阻值差值的最大範圍,且係20%濕度中表面電阻值的max及min與60%濕度中表面電阻值的max及min之間四個數據中的最大差值。在表2的濕度依存差中,將max-min除以105或1010的值記載於左欄,並將除以105或1010中的何者記載於右欄。舉例來說,除以105時記載成「5次方」,除以1010時記載成「10次方」。
如表2所示,實施例1-1及1-2的多層薄片係顯示表面層中靜電擴散性區域的表面電阻值。同時,實施例1-1及1-2的多層薄片相對於濕度變化之表面電阻值的改變(濕度依存差)係小的。同時,雖然實施例2的塑膠瓦楞紙板的剖面形狀係多層中空板,但與實施例1-1及1-2相同,顯示了相對於濕度之表面電阻值的變化係小的。
另一方面,比較例1-1及比較例1-2之單層薄片的爐黑含量係10重量%以下,顯示了表面電阻值係比靜電擴散性區域還高之帶電防止性區域的值。同時,與實施例1-1及1-2的多層薄片以及實施例2的塑膠瓦楞紙板相比,其結果顯示比較例1-3的單層薄片中對於濕度變化之表面電阻值的改變係成為大的。同時,爐黑含量20重量%之比較例1-4的單層薄片中對於濕度變化之表面電阻值的改變係少的,且顯示了趨近於靜電擴散性區域的下 限值之值。然而,因為比較例1-4單層薄片的碳添加量有數重量%的偏差,表面電阻值下降1/10倍以上,而得到成為小於1×105Ω的導電性區域。因此,可能有朝向帶電構材等之急速放電的疑慮。
再者,因為比較例1-5的單層薄片係顯示導電性區域的表面電阻值,而被判斷成誘發靜電的放電。
同時,雖然比較例2-1及比較例2-2的多層薄片係顯示靜電擴散性區域的表面電阻值,但相較於表面層中高分子型抗靜電劑的含量與其相同之實施例1-1及實施例1-2,成為溫度依存性高的結果。
同時,比較例3多層薄片的表面層係未含有高分子型抗靜電劑,確認到未滿足帶電防止性的條件。
從以上的結果來看,在將高分子型抗靜電劑含於表面層且將導電碳含於核心層之多層薄片及塑膠瓦楞紙板中,確認到顯示靜電擴散性區域的表面電阻值,且該表面電阻值對於濕度的變化係小的。
[產業利用性]
本發明係可作為作業台的底板、棚板及切出作業區塊之隔板等無塵室內的資材、及塑膠瓦楞紙板等來適當地利用。

Claims (8)

  1. 一種熱可塑性樹脂製多層薄片,其係包含:第一樹脂層,其係由含有13重量%以上且30重量%以下之範圍內濃度的導電碳之熱可塑性樹脂組成物形成,其中,前述第一樹脂層的表面電阻值小於1×109Ω;及第二樹脂層,其係層積於前述第一樹脂層的兩個平面部中至少任一者,且由含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂組成物形成,其中,前述第二樹脂層的表面電阻值在1×105Ω以上且小於1×109Ω的範圍內。
  2. 如請求項1所述之熱可塑性樹脂製多層薄片,其中,前述導電碳係碳黑。
  3. 如請求項1所述之熱可塑性樹脂製多層薄片,其中,前述含有導電碳之熱可塑性樹脂組成物與前述含有高分子型抗靜電劑之熱可塑性樹脂組成物中至少任一者所含有的熱可塑性樹脂係聚烯烴樹脂。
  4. 如請求項3所述之熱可塑性樹脂製多層薄片,其中,前述聚烯烴樹脂係聚丙烯系樹脂。
  5. 如請求項1所述之熱可塑性樹脂製多層薄片,其中,前述高分子型抗靜電劑係選自由聚醚與疏水性酯醯胺的嵌段共聚物、以及聚烯烴-聚醚嵌段共聚物所組成之群中至少任一者。
  6. 如請求項1所述之熱可塑性樹脂製多層薄片,其中,前述第二樹脂層中高分子型抗靜電劑的濃度係在10重量%以上且60重量%以下的範圍內。
  7. 一種熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體,其係由形成如請求項1~5中任一項所述之熱可塑性樹脂製多層薄片所具備的第一樹脂層的熱可塑性樹脂組成物與第二樹脂層所形成之熱可塑性樹脂製瓦楞紙板,其特徵在於:形成前述第一樹脂層的熱可塑性樹脂組成物係切出兩個平板部、以及該兩個平板部間的空間部,且形成將該兩個平板部中互相對向之兩面跨接的連結部;及第二樹脂層層積於前述兩個平板部對向之面的內側兩面中至少任一者的面。
  8. 如請求項7所述之熱可塑性樹脂製瓦楞紙板構造體,其中,前述第二樹脂層中高分子型抗靜電劑的濃度係在10重量%以上且30重量%以下的範圍內。
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