TWI844598B - 層合發泡片 - Google Patents

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Abstract

具有聚乙烯樹脂發泡層及層合在該發泡層之各側上的外層的層合發泡片，每一外層係由聚乙烯樹脂最外表層及聚乙烯樹脂中間層所構成，該中間層係位於該最外表層和該發泡層之間且含有特定量的聚合抗靜電劑，係相對於該中間層的重量及相對於該中間層和最外表層之各層之基重。

Description

層合發泡片
本發明大體上係關於層合發泡片，及更具體地係關於抗靜電層合發泡片，其有用於作為，例如，電子裝置和玻璃的插入片(interleaf sheet)和包裝片(packaging sheet)。
柔軟且撓性並且具有良好緩衝性的聚乙烯系樹脂發泡片被用作為緩衝材料及包裝材料。然而，因為此種發泡片易於產生靜電並且由靜電導致灰塵沈積問題，因此必須賦予其抗靜電性。在過去，使用抗靜電劑，例如界面活性劑來消除靜電問題。然而，已發現此種含有界面活性劑型抗靜電劑的發泡片會引起另一個問題，即抗靜電劑滲出並汙染與發泡片接觸的物品的表面。
為了應對上述問題，日本專利公開號JP-A-2004-181933及JP-A-2005-74771各自提出了層合發泡片，其具有聚烯烴發泡層，以及層合在該發泡層上且含有聚合 抗靜電劑的聚烯烴樹脂表層。使用這些層合發泡片，預期不會發生聚合抗靜電劑滲出到與其接觸的物品上。事實上，與使用界面活性劑型抗靜電劑的習知發泡片相較，這些層合發泡片既顯示出良好的抗靜電性而且改善了的表面汙染防止效果。
在例如電子裝置和用於液晶面板的玻璃的領域，強烈需要包裝片，其顯示出良好的緩衝性、優良的抗靜電性、並且還有大大改善了的防止要以該包裝片包裝或包裹的物品被其所含有的化學成分污染的性質。在這方面，已發現，使用上述已知的含有聚合抗靜電劑的層合發泡片，聚合界面活性劑所含有的低分子量物質微量轉移到與該發泡片接觸的物品的表面上。
本發明目的在於提供顯示出優良抗靜電性並且還具有優良的防轉移性的層合發泡片。
根據本發明，提供以下的層合發泡片：
[1]一種層合發泡片，其包括：包含聚乙烯系樹脂PE-2之基礎聚合物的發泡層，以及層合在該發泡層兩側之各側上的外層，該外層之各層均具有多層結構，其包括含有聚乙烯系樹脂PE-4的最外表層，及含有聚乙烯系樹脂PE-3且位於該最外表層和該發泡層之間的中間層，該外層之各層的最外表層和中間層係藉由共擠壓而層 合在一起，該外層之各層的最外表層係實質上不含聚合抗靜電劑並具有基重B[g/m2]，該外層之各層的中間層含有含量為10至30重量%的聚合抗靜電劑，係以該聚乙烯系樹脂PE-3和該聚合抗靜電劑的總重為基準計，其中，該外層之各層的中間層所含有的該聚合抗靜電劑的含量為A[g/m2]，即0.2至2g/1m2的該中間層，以及其中，在該外層之各層中，該最外表層的基重B[g/m2]與該聚合抗靜電劑的含量A[g/m2]的比B/A為1至30。
[2]如上述[1]之層合發泡片，其中該外層之各層的最外表層的基重B[g/m2]為0.5至10g/m2。
[3]如上述[1]或[2]之層合發泡片，其中該外層之各層的中間層具有1至10g/m2的基重C[g/m2]。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之層合發泡片，其具有1×1013Ω或更小的表面電阻率。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之層合發泡片，其中該外層之各層的最外表層中的聚乙烯系樹脂PE-4為線型低密度聚乙烯。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之層合發泡片，其中該外層之各層的中間層中的聚乙烯系樹脂PE-3為線型低密度聚乙烯。
1:層合發泡片
2:發泡層
3:中間層
4:最外表層；最外層
5:外層
當根據附圖考慮時，本發明之其他目的、特徵及優點將由接著的本發明之較佳具體態樣的詳細說明而變得顯而易見，其中：[圖1]為說明根據本發明之層合發泡片的具體態樣的橫剖面示意圖。
參考圖1，標號1通常表示具體實施本發明的層合發泡片。層合發泡片1具有由含有聚乙烯系樹脂之基礎聚合物形成的發泡層2以及層合在其兩側上的一對外層5。
二層外層5之各層均具有多層結構，其包含聚乙烯系樹脂最外表層4，及位於最外表層4和發泡層2之間的聚乙烯系樹脂中間層3。若需要，外層5之各層可在中間層3和發泡層2之間另外具有一或更多聚乙烯系樹脂層(未顯示)。此種一或多附加層具有與最外表層4類似的組成。
重要的是，外層5之各層的最外表層4和中間層3係藉由共擠壓而層合在一起。同樣必要的是，外層5之各層的最外表層4係實質上不含聚合抗靜電劑，而外層5之各層的中間層3則含有聚合抗靜電劑。另外，聚合抗靜電劑應以特定百分比的量(以中間層3的重量為基準計)及以特定量A[g/m2]/1m2的中間層3被包含在外層5之各層的中 間層3中。此外，在外層5之各層中，最外表層4的基重B[g/m2]與聚合抗靜電劑的含量A[g/m2]的比B/A應落在特定範圍中。上述要求將在下面詳細描述。
為了簡單起見，將對二外層5中之一層進行下面的描述。該描述亦適用於另一外層5。
應注意到，二外層5可具有相同或不同的構成。例如，二最外表層4中之一層的聚乙烯系樹脂可以與另一最外層4的相同或不同，而且，外層5中之一層的含量A[g/m2]、基重B[g/m2]及/或比B/A可以與另一外層5的那些相同或不同，只要符合上述要求(其將在下面詳細描述)即可。
最外表層4和中間層3應藉由共擠壓而層合在一起。與其他層合法例如熱層合法相較，共擠壓層合法能層合薄得多的層。再者，由於共擠壓容許最外表層4和中間層3在他們的整個表面上彼此結合，故所得到的層合發泡片1以穩定的方式顯示出良好的抗靜電性。另外，共擠壓層合法可以在一個步驟中生產圖1所示的五層層合發泡片。
用於形成發泡層2、中間層3及最外表層4的聚乙烯系樹脂為含有50mol%或更多乙烯成分的樹脂。具體例子包含低密度聚乙烯(PE-LD)、線型低密度聚乙烯(PE-LLD)、高密度聚乙烯(PE-HD)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVAC)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)及乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)。一般而言，低密度聚乙烯為具 有長鏈分支構造並且具有910kg/m3或更高且低於930kg/m3的密度的聚乙烯系樹脂。線型低密度聚乙烯為乙烯和C4至C8 α-烯烴的共聚物，並且為具有實質上線型的分子鏈且具有910kg/m3或更高且低於930kg/m3的密度的聚乙烯系樹脂。高密度聚乙烯為具有930kg/m3或更高的密度的聚乙烯系樹脂。
發泡層2係由含有聚乙烯系樹脂PE-2之基礎聚合物所形成。如本文中使用之術語“基礎聚合物”意欲指任何能藉由擠壓發泡法形成具有多重泡孔之發泡層的聚合物或樹脂。出於優良發泡性和可撓性的原因，聚乙烯系樹脂PE-2較佳為低密度聚乙烯或是低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯之混合物。低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯之混合物較佳具有線型低密度聚乙烯含量為5至20重量%，更佳為8至15重量%，係以低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯之總量為基準計。
出於減少低分子量成分從層合發泡片1向被帶來與其接觸的物品轉移的原因，形成最外表層4之聚乙烯系樹脂PE-4較佳為線型低密度聚乙烯。出於減少低分子量成分轉移的原因，形成中間層3的聚乙烯系樹脂PE-3同樣較佳為線型低密度聚乙烯。
若需要的話，發泡層2之基礎聚合物除了聚乙烯系樹脂PE2之外，可含有熱塑性彈性體及/或熱塑性樹脂。此種附加聚合物較佳之添加量為20重量%或更少、更佳為10重量%或更少、特佳為5重量%或更少，係以100重 量%的構成發泡層2之基礎聚合物為基準計。發泡層2中之基礎聚合物較佳為實質上不含這樣的附加聚合物。
中間層3含有聚合抗靜電劑。聚合抗靜電劑的例子包含聚醚、聚醚酯醯胺、聚醚與聚烯烴之嵌段共聚物、及離子聚合物樹脂。合適的嵌段共聚物為具有其中聚烯烴嵌段和聚醚嵌段係透過鍵聯，例如酯鍵、醯胺鍵、醚鍵、胺甲酸酯鍵及醯亞胺鍵而交替連接的結構的那些。離子聚合物樹脂為含有鏈間離子鍵結的聚合物，並可藉由將乙烯與不飽和羧酸共聚合，接著經由金屬陽離子中和而得到。乙烯共聚物的例子包含乙烯與羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸，的共聚物。金屬陽離子的例子包含鹼金屬陽離子、鹼土金屬陽離子、其他主族元素的陽離子、及過渡金屬陽離子。特佳的是含鉀的離子聚合物樹脂。
聚合抗靜電劑較佳具有1×108Ω或更小、較佳為5×107Ω或更小的表面電阻率。
聚合抗靜電劑的具體例子包含聚醚與聚烯烴之嵌段共聚物，例如以“PELESTAT 300”、“PELESTAT 230”、“PELESTAT HC250”、“PELECTRON PVH”、“PELECTRON PVL”、“PELECTRON HS”和“PELECTRON LMP”為商標名可自Sanyo Chemical Industries,Ltd.獲得的那些，以及離子聚合物樹脂，例如以“ENTIRA SD100”和“ENTIRA MK400”為商標名可自duPont-Mitsui Polychemicals Co.,Ltd.獲得的那些。
中間層3含有聚合抗靜電劑，而最外表層4實質上不含聚合抗靜電劑。由於將被帶來與要以層合發泡片1包裹的物體表面直接接觸的最外表層4係實質上不含聚合抗靜電劑，故可防止聚合抗靜電劑中所含有的低分子量物質向物品表面轉移而導致其汙染。如本文中使用之用語“實質上不含聚合抗靜電劑”意欲指在最外表層4中聚合抗靜電劑的量為0至3重量%，特別是0至1重量%，係以100重量%的最外表層4為基準計。特佳的是，在最外表層4中聚合抗靜電劑的量為零(0)。
為了達到優良的抗靜電性和高度的防轉移效果兩者，僅在含聚合抗靜電劑之中間層上提供最外表層是不夠的。必要的是，在中間層中聚合抗靜電劑的量以及聚合抗靜電劑的量相對於最外表層之基重的比例，應落在如下所詳述的特定範圍內。
重要的是，中間層3含有含量為10至30重量%的聚合抗靜電劑，係以構成中間層3之聚乙烯系樹脂PE-3和聚合抗靜電劑的總量(100重量%)為基準計。當聚合抗靜電劑的量少於10重量%時，不能在中間層3中形成所欲的聚合抗靜電劑的導電網路結構，因此擔心層合發泡片1不能顯示優良的抗靜電性。為此，聚合抗靜電劑的量較佳為12重量%或更多。超過30重量%的太大量的聚合抗靜電劑是不希望的，因為傾向於發生低分子量物質從中間層3滲出。為此，聚合抗靜電劑的量較佳為25重量%或更少、更佳為20重量%或更少。
同樣重要的是，中間層3所含有的聚合抗靜電劑的含量為A[g/m2]，即0.2至2g/1m2的中間層3。當聚合抗靜電劑的含量A少於0.2g/m2時，則擔心層合發泡片1不能顯示優良的抗靜電性。為此，含量A較佳為0.3g/m2或更多、更佳為0.4g/m2或更多。當含量A超過2g/m2，則擔心聚合抗靜電劑中所含有的低分子量物質傾向於從中間層3滲出到最外表層4的表面。為此，含量A較佳為1.5g/m2或更少、更佳為1.2g/m2或更少。順便提及，出於達到優良的抗靜電性，同時將含量A維持在上述特定範圍內的原因，希望中間層3是處於非發泡狀態。
更重要的是，為了獲得優良的抗靜電性和有效防止低分子量物質從層合發泡片1轉移到將被帶來與層合發泡片1接觸的物品的表面二者，最外表層4的基重B[g/m2]與在中間層3中之聚合抗靜電劑的含量A[g/m2]的比B/A為1至30。當比B/A高於30時，則與覆蓋中間層3之最外表層4中的聚乙烯系樹脂的量相比，存在於中間層3中之聚合抗靜電劑的相對量是如此的小，以致於存在有不能獲得所欲抗靜電性的可能性。為此，比B/A較佳為25或更小、更佳為20或更小、還更佳為15或更小、特佳為10或更小。另一方面，當比B/A小於1時，與存在於中間層3之聚合抗靜電劑的量相比，覆蓋中間層3之最外表層4中的聚乙烯系樹脂的相對量是如此的小，以致於存在有聚合抗靜電劑中的低分子量物質滲出到最外表層4中，並汙染將被帶來與最外表層4接觸的物品的表面的可能性。為此，比B/A 較佳為2或更大、更佳為3或更大、還更佳為4或更大。
從獲得良好的抗靜電性和有效防止低分子量物質滲出二者的立場，較佳的是最外表層4具有0.5至10g/m2的基重B。基重B的下限更佳為1g/m2、還更佳為2g/m2。基重B的上限較佳為8g/m2、還更佳為6g/m2。順便提及，最外表層4可為單層或多層結構。不言而喻，當最外表層4具有多層結構時，最外表層4的基重B為多層之基重的總和。
出於層合發泡片1之抗靜電性的均勻度的原因，同樣較佳的是，中間層3具有1至10g/m2的基重C。特別是，當基重C為1g/m2或更大時，層合發泡片1整個表面的抗靜電性(表面電阻率)的變化被最小化。中間層3的基重C更佳為2g/m2或更大。出於層合發泡片1能顯示出良好緩衝性及重量輕的原因，基重C的上限更佳為9g/m2、還更佳為8g/m2。
出於層合發泡片1能顯示出良好的緩衝性及重量輕，以及出於發泡層2在藉由共擠壓與外層5(中間層3和最外表層4)層合時能具有良好的泡孔結構的原因，進一步較佳的是，外層5具有20g/m2或更小、更佳為17g/m2或更小、還更佳為15g/m2或更小的基重。從共擠壓層合時層可成形性的觀點來看，外層5之基重的下限通常為1g/m2、較佳為1.5g/m2、還更佳為2g/m2。
順便提及，不言而喻的是，上述基重值係在發泡層2兩側之一側上所提供的層(外層5，最外層4及中間 層3)的基重值。
接下來將描述本發明之層合發泡片1的較佳物理性質。
由於在中間層3中併入了聚合抗靜電劑，因此層合發泡片1顯示出優良的抗靜電性，並且防止累積靜電荷和防止灰塵沉積。層合發泡片1較佳具有1×1013Ω或更小、更佳為5×1012Ω或更小、還更佳為3×1012Ω或更小、特佳為1×1012Ω或更小的表面電阻率。表面電阻率的下限沒有特別限制，但通常為約1×107Ω。
層合發泡片1的表面電阻率係根據JIS K6271(2001)測量。更具體而言，從層合發泡片切出試驗片(具有長度為100mm、寬度為100mm及厚度等於待測量之層合發泡片的厚度)，並藉由使其置於溫度23℃及相對溼度50%的環境中經受調節性調整。然後將試驗片外加500V的電壓，並在外加電壓開始1分鐘後測量表面電阻率[Ω]。
聚合抗靜電劑的表面電阻率亦係根據JIS K6271(2001)測量。在此情況下，將聚合抗靜電劑在200℃的溫度下熱壓以形成具有厚度為約0.1mm的薄片。從所得到的薄片切出試驗片並測量聚合抗靜電劑的表面電阻率。
層合發泡片1較佳具有15至300kg/m3的表觀密度，這是出於其物理性質，例如強度、及其重量輕和緩衝性之間的良好平衡的原因。從上述觀點來看，表觀密度的下限更佳為30kg/m3、還更佳為40kg/m3、特佳為50kg/m3，而表觀密度的上限更佳為200kg/m3、還更佳為170 kg/m3、特佳為150kg/m3。
層合發泡片1較佳具有0.05至2mm、較佳為0.1至1.5mm、還更佳為0.2至1.2mm的厚度，這是出於其緩衝性和可撓性之間的良好平衡的原因。
層合發泡片1較佳具有5至100g/m2、更佳為10至90g/m2或更小、還更佳為20至80g/m2的基重，這是出於其重量輕和機械性質之間的平衡的原因。
層合發泡片的厚度、基重及表觀密度係如下測得。將層合發泡片沿其橫向方向(即，在擠出方向之法線方向上)垂直(即，在厚度方向上)切割，以得到具有寬度為100mm而長度等於層合發泡片橫向長度的試驗片。在層合發泡片的橫向方向上每隔1cm間隔測量試驗片的厚度[mm]。層合發泡片的厚度[mm]係所測得厚度值的算術平均值。亦測量試驗片的重量[g]。將所測得的重量[g]除以其面積[m2](即，100mm(0.1m)×層合發泡片的橫向長度(m))。所得以適當單位換算的數值代表層合發泡片的基重[g/m2]。層合發泡片的表觀密度[kg/m3]係藉由將其基重[g/m2]除以其厚度[m](以適當單位換算)來決定。
如本文中所使用，術語“橫向”意欲指層合發泡片擠壓方向的法線方向。
中間層3和最外表層4的基重可由各層之厚度和構成各層之樹脂組成物的密度來決定。更具體而言，將層合發泡片沿其橫向方向垂直(在厚度方向上)切割，並在十個橫向等距離間隔開的位置拍攝垂直剖面。在十張照片 (放大的)之各張上，在其橫向方向上每隔1cm(實長)間隔測量中間層和最外表層之各層的厚度。中間層之10個測得厚度值的算數平均值和最外層之10個測得厚度值的算數平均值分別代表中間層和最外表層的厚度。中間層和最外表層的基重可藉由將他們的厚度乘以其樹脂組成物的密度以適當的單位換算來計算。如本文中使用之術語“樹脂組成物”意欲不僅包含乙烯系樹脂成分而且還有用於各層中之其他聚合成分和無機成分。
或者，亦可基於其擠壓速率來決定最外表層和中間層之各層的基重。更具體而言，中間層的基重C[g/m2]可藉由下列公式計算：C=〔1000X/(L×W)〕
其中，X代表中間層的擠壓速率[kg/h]，L代表層合發泡片的拉伸率[m/h]，及W代表層合發泡片的寬度(橫向長度)[m]。最外表層的基重B[g/m2]可藉由下列公式計算：B=〔1000Y/(L×W)〕
其中Y代表最外表層的擠壓速率[kg/h]，及L和W係如上所定義。
本發明之層合發泡片可藉由任何已知的方法生產。一種較佳之生產五層層合發泡片(其中兩層，第一和第二中間層，係層合在發泡層之兩側上，及兩層，第一和第二最外表層，係分別層合在第一和第二中間層上)的方法，包含提供用於形成第一中間層之熔體、用於形成第二中間層之熔體、用於形成發泡層之可發泡熔體、用於形 成第一最外表層之熔體、及用於形成第二最外表層之熔體。然後將這些熔體饋入共擠壓模並層合在一起。將經層合之熔體擠壓通過該模以形成五層擠出物，並使可發泡熔體層發泡及膨脹。在此情況下，一般可使用相同的熔體來形成第一和第二中間層，以及一般可使用相同的熔體來形成第一和第二最外表層。
在另一較佳之形成五層層合發泡片的方法中，將用於形成第一中間層之熔體與用於形成第一最外表層之熔體藉由共擠壓而層合以得到第一外層。類似地，將用於形成第二中間層之熔體與用於形成第二最外表層之熔體藉由共擠壓而層合以得到第二外層。將這些外層層合在分開生產的發泡層的兩側上，使得第一和第二中間層面向發泡層。
共擠壓發泡法包括兩種不同的方法。一種方法使用平共擠壓模，通過該模擠壓出片狀層合片並發泡以獲得意欲的層合發泡片。另一種方法使用圓模，通過該模擠壓出管狀層合片並發泡。然後將管狀擠壓出的層合片在心軸上拉伸並增大，然後切開以獲得意欲的層合發泡片。在這些方法中，較佳為使用圓模的方法，這是出於容易生產具有寬度(橫向長度)為1,000mm或更大的寬幅層合發泡片的原因。
接下來將詳細描述藉由使用圓模之共擠壓發泡法生產層合發泡片的方法。將聚乙烯系樹脂PE-2及，若需要，一或更多種添加劑例如泡孔控制劑饋入擠壓機並加熱及捏合，於其中注入物理發泡劑。將所產生的混合物進 一步捏合以獲得用於形成發泡層2的可發泡熔體M-2。同時，將聚乙烯系樹脂PE-3、聚合抗靜電劑及，若需要，一或更多種添加劑饋入另一擠壓機並加熱及捏合以獲得用於形成中間層3的熔體M-3。此外，將聚乙烯系樹脂PE-4及，若需要，一或更多種添加劑饋入另外的擠壓機並加熱及捏合以獲得用於形成最外表層4的熔體M-4。將因此所得到的熔體M-2、M-3及M-4饋入圓共擠壓模，並經由其共擠壓到大氣中，而且使其膨脹。然後將管狀擠壓出的層合片在心軸上拉伸並增大，然後切開以獲得意欲的層合發泡片1。不言而喻的是，當在意欲的層合發泡片1之一側上所提供的最外層4和中間層3分別在組成上不同於在其另一側上所提供的那些時，則必須使用不同種類的用於形成不同的最外層4和中間層3的熔體。
從發泡性的觀點來看，發泡層2之聚乙烯系樹脂PE-2較佳具有0.1g/10min至20g/10min的熔體流動速率(MFR)。當藉由共擠壓將發泡層2、中間層3及最外表層5層合時，從共擠壓效率的觀點來看，中間層3之聚乙烯系樹脂PE-3和最外層4之PE-4較佳各自具有等於或大於發泡層之聚乙烯系樹脂PE-2的MFR。如本文所使用，MFR係根據JIS K7210-1(2014)在190℃的溫度和2.16kg的負載下測量。
較佳的是，用於形成中間和最外表層的熔體M-3和M-4各自含有揮發性塑化劑。作為揮發性塑化劑，較佳可使用具有降低熔體之熔化黏度的功能並且在中間及 最外層形成後藉由蒸發從其消失的物質。當將揮發性塑化劑併入用於形成中間及最外表層的熔體M-3及M-4時，可以使擠壓各個熔體的溫度接近擠壓用於形成發泡層2之熔體M-2的溫度(擠壓溫度降低效果)。此外，在熔態下的中間和最外表層之各層的熔體伸展性被顯著增進(伸展性增進效果)。因此，由於溫度降低效果和伸展性增進效果，在共擠壓發泡時發泡層2的泡孔結構不易被中間和最外表層的熱所破壞，此外，外層5(中間層3和最外表層4)可在發泡階段期間接著發泡層2之後伸展。
揮發性塑化劑較佳為選自具有3至7個碳原子之脂族和脂環族烴、具有1至4個碳原子之脂族醇、及具有2至8個碳原子之脂族醚中之至少一者。當使用低揮發性物質例如潤滑劑作為塑化劑時，低揮發性塑化劑留在外層5中並可汙染要被包裹或包裝的物品的表面。相反地，揮發性塑化劑是較佳的，因為它可有效地將外層5的樹脂塑化，而且因為它幾乎不留在所得到的外層5中。
較佳的是，揮發性塑化劑具有120℃或更低、更佳為80℃或更低的沸點，這是因為其容易從外層5揮發的原因。具有上述範圍內之沸點的揮發性塑化劑在層合發泡片1產製之後從外層5自發地揮發且消失。換句話說，當使所生產的層合發泡片放置於大氣中時，藉由擠壓發泡後留在其中的熱以及藉由隨後在室溫下的氣體滲透，揮發性塑化劑自發地從層合發泡片移除。揮發性塑化劑之沸點的下限為約-50℃。
較佳的是，揮發性塑化劑的用量為5至50重量份，其在中間層3的情況下，係以100重量份的聚乙烯系樹脂PE-3和聚合抗靜電劑的總量為基準計，或者在最外層4的情況下，係以100重量份的聚乙烯系樹脂PE-4為基準計。
用於形成中間及最外表層之熔體M-3和M-4各者中可包含一或多種添加劑，至本發明之目的不會受到不利影響的程度。添加劑的例子包含抗氧化劑、熱穩定劑、耐候穩定劑、UV吸收劑、滯焰劑、填充劑及抗菌劑。一或多種添加劑的添加量可基於其目的和效果適當地決定，但較佳為10重量份或更少、更佳為5重量份或更少、還更佳為3重量份或更少，其在中間層3的情況下，係以100重量份的聚乙烯系樹脂PE-3和聚合抗靜電劑的總量為基準計，或者在最外層4的情況下，係以100重量份的聚乙烯系樹脂PE-4為基準計。
併入用於形成發泡層2之可發泡熔體M-2的物理發泡劑可以是有機或無機物理發泡劑。作為有機物理發泡劑，可提到的有，例如，脂族烴例如丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷及異己烷；脂環族烴例如環戊烷及環己烷；氯化烴例如氯甲烷及氯乙烷；氟化烴例如1,1,1,2-四氟乙烷及1,1-二氟乙烷。作為無機物理發泡劑，可提到的有，例如，氮、二氧化碳、空氣及水。這些物理發泡劑可以呈其二或更多種的混合物使用。若需要，可使用分解型發泡劑例如偶氮二甲醯胺。最重要的是，有 機物理發泡劑，特別是含有正丁烷、異丁烷或其混合物作為其主要成分的那些是較佳的，這是因為他們與聚乙烯系樹脂的相容性和發泡性的原因。
基於發泡劑種類和層合發泡片所欲的表觀密度來控制發泡劑的添加量。當使用混合丁烷發泡劑，例如30重量%異丁烷和70重量%正丁烷的混合物，作為物理發泡劑時，其添加量較佳為3至30重量份、更佳為4至20重量份、更佳為6至18重量份，係以100重量份的基礎聚合物為基準計，該基礎聚合物係由聚乙烯系樹脂PE-2和，當使用時，其他樹脂及/或聚合物所組成。
在任意地加入用於形成發泡層2之可發泡熔體M-2中的添加劑中，泡孔控制劑是特別重要的。作為泡孔控制劑，可以使用無機或有機材料。無機泡孔控制劑的例子包含硼酸的金屬鹽類(例如硼酸鋅、硼酸鎂及硼砂)、氯化鈉、氫氧化鋁、滑石、沸石、矽石、碳酸鈣及碳酸氫鈉。有機泡孔控制劑的例子包含2,2-亞甲基-雙(4,6-二-三級丁基苯基)磷酸鈉、苯甲酸鈉、苯甲酸鈣、苯甲酸鋁及硬脂酸鈉。同樣有用於作為泡孔控制劑的為碳酸氫鈉-檸檬酸-型的，其使用，例如，碳酸氫鈉與檸檬酸的組合或碳酸氫鈉與檸檬酸之鹼金屬鹽的組合。這些泡孔控制劑可以單獨或以其二或更多者的組合使用。泡孔控制劑的量較佳為0.01至3重量份、更佳為0.03至1重量份/100重量份的基礎聚合物樹脂。
用於生產層合發泡片的裝置例如圓模及擠壓 機可為習知擠壓發泡法中所採用的那些裝置。
本發明之層合發泡片具有優良的緩衝性和抗靜電性，並能防止聚合抗靜電劑中所含有的低分子量物質向要以該層合發泡片包裹或包裝的物品轉移，並因此可適合作為玻璃的插入片以及電子裝置的包裝材料。
接下來將通過實施例和比較例描述本發明來進一步說明本發明。然而，本發明並不受限於下面的例子。
實施例1至7及比較例1至3中所使用的聚乙烯系樹脂、聚合抗靜電劑及泡孔控制劑係如下所提供。熔體流動速率(MFR)係根據JIS K7210-1(2014)在190℃的溫度及2.16kg的負載下測量。熔點(MP)係使用(2)中所描述的條件和10℃/min的加熱速率，根據基於JIS K7121(1987)之熱通量示差掃瞄熱量分析儀測量所測得的熔融峰溫度。
(1)聚乙烯系樹脂(LDPE1)：
低密度聚乙烯(由NUC Corporation製造的商標名“NUC8009”)，密度：917kg/m3，MFR：9.0g/10min，MP：107℃。
(2)聚乙烯系樹脂(LLDPE1)：
線型低密度聚乙烯(由Toso Corporation製造的商標名“NIPOLON LM55”)，密度：920kg/m3，MFR：8.0g/10min，MP：118℃。
(3)聚乙烯系樹脂(LLDPE2)：
線型低密度聚乙烯(由Prime Polymer Co.,Ltd.製造的 商標名“UL TZEX 25100J”)，密度：924kg/m3，MFR：10.0g/10min，MP：120℃。
聚合抗靜電劑(ASP)：
聚醚-聚烯烴嵌段共聚物(由Sanyo Chemical Industries Ltd.製造的商標名“PELECTRON LMP”)，MFR：17g/10min，MP：117℃，表面電阻率：2.0×107Ω
泡孔控制劑：
滑石(由Matumura Sangyo Co.,Ltd.製造的商標名“HI-Filler #12”)
用於形成層合發泡片的設備如下。為了形成發泡層，使用串聯擠壓機，其具有套筒內徑為90mm的第一擠壓機和串聯連接到第一擠壓機下游側之具有套筒內徑為120mm的第二擠壓機。為了形成中間層，使用具有套筒內徑為50mm的第三擠壓機。為了形成最外表層，使用具有套筒內徑為40mm的第四擠壓機。使用具有出口直徑為94mm的共擠壓圓模以形成層合發泡片。
實施例1至7
向第一擠壓機供應由90重量%的LDPE1和10重量%的LLDPE1所構成的聚乙烯系樹脂PE-2以及1重量份的泡孔控制劑/100重量份的聚乙烯系樹脂PE-2。將該進料在第一擠壓機中於200℃下熔融並捏合，將作為物理發泡劑的混合丁烷(由65重量份的正丁烷和35重量份的異丁烷所構成)以11.5重量份/100重量份的聚乙烯系樹脂PE-2的量注入其中 並捏合在一起。然後將經捏合的物料饋入連接第一擠壓機下游的第二擠壓機中，並在表2所示的樹脂溫度下調整以得到用於形成發泡層之熔體M-2。將類似的熔體M-2使用於全部實施例1至7。
同時，將聚乙烯系樹脂PE-3(種類和量顯示於表1)和聚合抗靜電劑以表1所示的量(20重量份/100重量份的聚乙烯系樹脂PE3和聚合抗靜電劑的總和)供應到第三擠壓機中，並且在約200℃的溫度下熔融並捏合。然後，將作為揮發性塑化劑的混合丁烷(由65重量份的正丁烷和35重量份的異丁烷所構成)以表1所示的量注入到第三擠壓機中的捏合物料中並捏合在一起，並且調整到表2所示的樹脂溫度，以得到用於形成中間層之熔體M-3。
同時，將表1所示種類的聚乙烯系樹脂PE-4以表1所示的量饋入第四擠壓機中，並在約200℃的溫度下熔融並捏合。然後，將作為揮發性塑化劑的混合丁烷(由65重量份的正丁烷和35重量份的異丁烷所構成)以表2所示的量注入到第四擠壓機中的捏合物料中並捏合在一起，並且調整到表2所示的樹脂溫度，以得到用於形成最外表層之熔體M-4。
在共擠壓圓模中，將因此製得的熔體M-2、M-3及M-4以表2所示之排出速率導入單獨的管狀通道中並予合併，使得用於形成中間層之熔體M-3的二管狀流層合在用於形成發泡層之可發泡熔體M-2的管狀流的內側及外側上，此外，使得用於形成最外表層之熔體M-4的二管狀 流層合在熔體M-3的管狀流各自的外側上。然後將合併流共擠壓並通過共擠壓模排出到大氣中，以得到具有(最外表層)/(中間層)/(發泡層)/(中間層)/(最外表層)之三種材料、五層結構的管狀層合發泡產物。該管狀層合發泡產物在具有360mm外徑的心軸上增大的同時被拉伸，並且在擠壓方向上切開，以得到具有寬度為1,130mm的層合發泡插入片。如表2所示調整管狀層合片的拉伸率，以致於層合發泡片的基重係如表3所示。
表1之備註：
*1：在比較例1的情況下，用於形成抗靜電表層的熔體M-3。
*2：以100重量份的聚乙烯系樹脂PE3和聚合抗靜電劑的總和為基準計。
*3：藉由熱層合法層合LDPE1膜。
Figure 108145941-A0305-02-0025-1
Figure 108145941-A0305-02-0026-2
比較例1
以與實施例1至7所述相同的方式製備熔體M-2並用於形成發泡層。將聚乙烯系樹脂PE-3(種類和量顯示於表1)和聚合抗靜電劑以表1所示的量供應到第三擠壓機中，並且在約200℃的溫度下熔融並捏合。然後，將作為揮發性塑化劑的混合丁烷(由65重量份的正丁烷和35重量份的異丁烷所構成)以表1所示的量注入到第三擠壓機中的捏合物料中並捏合在一起，並且調整到表2所示的樹脂溫度，以得到用於形成抗靜電表層之熔體M-3。
在共擠壓圓模中，將熔體M-2及M-3以表2所示之進料速率導入單獨的管狀通道中並予合併，使得用於形成抗靜電表層之熔體M-3的二管狀流層合在用於形成發泡層之可發泡熔體M-2的管狀流之內側及外側上。然後將合併流共擠壓並通過共擠壓模排出到大氣中，以得到具有(抗靜電表層)/(發泡層)/(抗靜電表層)之二種材料、三層結構的管狀層合發泡產物。該管狀層合發泡產物在具有360mm外徑的心軸上增大的同時被拉伸，並且在擠壓方向上切開，以得到具有寬度為1,130mm的層合發泡插入片。調整管狀層合片的拉伸率，以致於層合發泡片的基重係如表3所示。
比較例2
藉由熱層合而不是共擠壓層合來生產三種材料、五層的層合發泡片。使用LDPE1製備具有厚度為25μm的膜。 藉由熱層合將所到的膜層合在比較例1所得到的三層層合發泡片的兩側上，以獲得具有(最外表層)/(中間層)/(發泡層)/(中間層)/(最外表層)之三種材料、五層結構的管狀層合發泡產物。
比較例3
以與所述相同的方式重複實施例1，除了不將聚合抗靜電劑加到用於形成中間層之熔體M-3中。
測量實施例1至7和比較例1至3所得到的各個層合發泡片的各種物理性質。結果示於表3。亦評估層合發泡片的抗靜電性和防轉移性，以提供示於表4的結果。
Figure 108145941-A0305-02-0029-3
Figure 108145941-A0305-02-0030-4
表3及表4所示物理性質的測量和評估進行如下。
(1)層合發泡片的表觀密度、基重及厚度：
將層合發泡片在橫向方向上垂直切割以得到五個試驗片，每個試驗片具有100mm的寬度和等於層合發泡片橫向長度的長度。對每一試驗片，在層合發泡片的橫向方向上每隔1cm間隔測量其厚度[mm]。層合發泡片的厚度[mm]為五個試驗片的厚度的算術平均值。亦測量每個試驗片的重量[g]。將所測得的重量除以其面積[m2]來得到該試驗片的基重[g/m2]。層合發泡片的基重[g/m2]為五個試驗片的基重的算數平均值。層合發泡片的表觀密度[kg/m3]係藉由將 其基重[kg/m2]除以五個試驗片的厚度[m]的算數平均值來決定(以適當的單位換算)。
(2)最外表層和中間層的基重，及外層的厚度：
最外表層和中間層之各層的基重係依據其擠壓速率來決定。更具體而言，最外表層的基重B[g/m2]係藉由下列公式計算：B=〔1000Y/(L×W)〕
其中，Y代表最外表層的擠壓速率[kg/h]，L代表層合發泡片的拉伸率[m/h]，及W代表層合發泡片的橫向長度[m]。中間層的基重C[g/m2]係藉由下列公式計算：C=〔1000X/(L×W)〕
其中，X代表中間層的擠壓速率[kg/h]，及L和W係如上所定義。
外層的基重經確定為中間層的基重和最外表層的基重之總和。順便提及，實施例1至7和比較例1至3各自在這樣的條件下進行，即二外層之一的最外層具有與另一外層的最外層相同的基重，及二外層之一的中間層具有與另一外層的中間層相同的基重。因此，表3僅顯示出二外層之一的基重B和C。
(3)抗靜電性(表面電阻率)：
在層合發泡片靠近二個橫向端和在橫向方向上靠近中心的位置切出三個試驗片，其各具有100mm的長度、100mm的寬度、及等於層合發泡片厚度的厚度。然後，根據 JIS K6271(2001)的方法，將各個試驗片置於具有23℃的溫度和50%的相對溼度的環境中，並外加500V的電壓。在外加電壓開始以後1分鐘，測量每個試驗片的表面電阻率。在三個試驗片之每一個的兩個表面的各面上進行測量。層合發泡片的表面電阻率為六個測量值的算數平均值。使用Takeda Riken Industry Co.,Ltd.製造的型號TR8601作為測量儀器。
基於如此所測得的表面電阻率，依據下列標準評估層合發泡片的抗靜電性：優良：表面電阻率為3.0×1012Ω或更低
良好：表面電阻率高於3.0×1012Ω或更小且為1.0×1013Ω或更低
不良：表面電阻率高於1.0×1013Ω
(4)防轉移性：
為了測量層合發泡片中所含有的低分子量物質向玻璃表面的轉移，測量霧度和接觸角。
(4-1)霧度：
使用由Matsunami Glass Industries,Ltd.所製造的預清潔載玻片作為要與層合發泡片直接接觸的材料。將十片載玻片一片堆疊在另一片上面，以獲得十片玻璃片的疊層。使用霧度計(由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.製造的型號NDH2000)在層合片的厚度方向(堆疊方向)上測量此疊層的霧度值(H0[%])。接著，將十片類似的載玻片之各片的一側以3.8g/cm2的壓力與層合發泡片按壓接觸，然後使 其在保持在60℃的溫度和90%的相對溼度的環境中如這樣地靜置24小時。然後，移除層合發泡片，並將留下的十片載玻片一片堆疊在另一片上面。以與上述相同的方式測量玻璃疊層的霧度值(H1[%])。計算與層合發泡片接觸之前和之後的玻璃霧度值之間的差異(H1-H0)。差異(H1-H0)越小，則層合發泡片中之抗靜電劑所含有的低分子量物質向載玻片的轉移越少。防轉移性評級如下：優良：差異小於1.5%
良好：差異為1.5%或更大且小於2.0%
尚可：差異為2.0%或更大且小於2.5%
不良：差異為2.5%或更大
(4-2)接觸角：
使用由Matsunami Glass Industries,Ltd.所製造的預清潔載玻片作為要與層合發泡片直接接觸的材料。使用接觸角計(由Kyowa Interface Science Co.,Ltd.製造的型號DM500R)，根據JIS R3257-1999藉由液滴法測量載玻片的接觸角(C0[度])。接著，將類似的載玻片在3.8g/cm2的壓力下與層合發泡片按壓接觸，然後使其在保持在溫度為60℃的環境中如這樣地靜置24小時。然後，移除層合發泡片並以與上述相同的方式測量留下的載玻片的接觸角(C1[度])。計算與層合發泡片接觸之前和之後的接觸角值之間的差異(C1-C0)。差異(C1-C0)越小，則層合發泡片中之聚乙烯樹脂所含有的低分子量物質向載玻片的轉移越少。防轉移性評級如下： 優良：差異小於15度
良好：差異為15度或更大且小於20度
尚可：差異為20度或更大且小於25度
不良：差異為25度或更大
1:層合發泡片
2:發泡層
3:中間層
4:最外表層；最外層
5:外層

Claims (5)

  1. 一種層合發泡片，其包括：包含聚乙烯系樹脂PE-2之基礎聚合物的發泡層，以及層合在該發泡層兩側之各側上的外層，該外層之各層均具有多層結構，其包括含有聚乙烯系樹脂PE-4的最外表層，及含有聚乙烯系樹脂PE-3且位於該最外表層和該發泡層之間的中間層，該外層之各層的最外表層和中間層係藉由共擠壓而層合在一起，該外層之各層的最外表層係實質上不含聚合抗靜電劑並具有基重B[g/m2]，該外層之各層的中間層含有含量為10至30重量%的聚合抗靜電劑，係以該聚乙烯系樹脂PE-3和該聚合抗靜電劑的總重為基準計，其中，該外層之各層的中間層所含有的該聚合抗靜電劑的含量為A[g/m2]，即0.2至2g/1m2的該中間層，其中，在該外層之各層中，該最外表層的基重B[g/m2]與該聚合抗靜電劑的含量A[g/m2]的比B/A為2至30，以及其中該外層之各層的最外表層的基重B[g/m2]為0.5至10g/m2。
  2. 如請求項1之層合發泡片，其中該外層之各層的中間層具有1至10g/m2的基重C[g/m2]。
  3. 如請求項1之層合發泡片，其具有1×1013 Ω或更小的表面電阻率。
  4. 如請求項1之層合發泡片，其中該外層之各層的最外表層中的聚乙烯系樹脂PE-4為線型低密度聚乙烯。
  5. 如請求項1之層合發泡片，其中該外層之各層的中間層中的聚乙烯系樹脂PE-3為線型低密度聚乙烯。
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