JP2005074771A - ポリオレフィン系樹脂発泡シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 みかけ密度0.015〜0.3g/cm3のポリオレフィン系樹脂発泡層2の少なくとも片面にポリオレフィン系樹脂層3を有し、該ポリオレフィン系樹脂層3は、高分子型帯電防止剤を含み、坪量を0.1〜20g/m2に形成して、ポリオレフィン系樹脂発泡シート1を構成した。
【選択図】 図1
Description
(数1)
坪量[g/m2]=〔1000X/(L×W)〕・・・(1)
また、該高分子型帯電防止剤は、温度190℃、剪断速度100sec-1の条件下で測定される溶融粘度が90Pa・s以上、更に100〜1200Pa・s、特に150〜500Pa・sのものが好ましい。該溶融粘度が上記範囲内であることにより、帯電防止剤とポリオレフィン系樹脂層に用いられるポリオレフィン系樹脂との粘度バランスが良好になるため比較的少量の帯電防止剤の添加にて十分な帯電防止効果を得ることができる。
上記温度190℃、剪断温度100sec-1の条件下での溶融粘度は、次のようにして求められる。溶融粘度測定装置として、チアスト社製のレオビス2100等を用い、帯電防止剤の溶融物をその装置に付設された先端ノズルから、樹脂温度190℃、剪断速度100sec-1の条件で押出し流出させることによって測定した。この場合、そのノズルの孔直径Dは1.0mmとし、ノズルの長さLとノズルの孔直径Dとの比L/Dは10とする。
特開2001-278985号公報記載の組成物は、ポリオレフィン(a)のブロックと、体積固有抵抗値が105〜1011Ω・cmの親水性ポリマー(b)のブロックとが、繰り返し交互に結合した構造を有する数平均分子量(Mn)が2000〜60000のブロックポリマー(A)である。上記(a)のブロックと(b)のブロックとは、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ウレタン結合、イミド結合から選ばれる少なくとも1種の結合を介して繰り返し交互に結合した構造を有するものである。
(a1)のブロックと(b1)のブロックとが繰り返し交互に結合した構造を有するブロックポリマー(A1)であり、一般式(1)で示される繰り返し単位を有するポリマーが含まれる。一般式(1)中、nは2〜50の整数、R1及びR2の一方は水素原子であり他方は水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基、yは15〜800の整数、E1はジオール(b0)から水酸基を除いた残基、A1は炭素数2〜4のアルキレン基、m及びm’は1〜300の整数を表し、X及びX’は一般式(2)〜(8)で示される基から選ばれる基及び対応する(2’)〜(8’)で示される基から選ばれる基、すなわち、Xが一般式(2)で示される基のとき、X’は一般式(2’)で示される基であり、一般式(3)〜(8)及び(3’)〜(8’)についても同様の関係である。
ブロックポリマー(A2)は、ポリオレフィン(a)のブロックと親水性ポリマー(b)のブロックとが(a)-(b)型または(a)-(b)-(a)型に結合されてなるブロックポリマーである。(A2)は、(b2)と一般式(9)〜(11)のいずれかで示されるカルボニル基をポリマーの片末端に有するポリオレフィン(a4)との反応で得ることができる。
ブロックポリマー(A3)は、親水性ポリマー(b)として分子内に非イオン性分子鎖(c1)で隔てられた2〜80個、好ましくは3〜60個のカチオン性基(c2)を分子内に有するカチオン性ポリマー(b3)のブロックを有するものであり、(a)と(b3)とが繰り返し交互に結合した構造を有する。(A3)のMnは、通常2000〜60000、好ましくは5000〜40000、特に好ましくは8000〜30000である。(A3)中のカチオン性基(c2)の含量は、(A3)1分子当り、2〜500個、好ましくは10〜300個、特に好ましくは15〜250個である。カチオン性基(c2)1個当りの(A3)のMnは、通常120〜30000、好ましくは200〜6000、特に好ましくは300〜4000である。
ブロックポリマー(A4)は、(b)として、スルホニル基を有するジカルボン酸(e1)と、ジオール(b0)又はポリエーテル(b1)とを必須構成単位とし、かつ分子内に2〜80個、好ましくは3〜60個のスルホニル基を有するアニオン性ポリマー(b4)のブロックを有するものであり、(a)と(b4)が繰り返し交互に結合した構造を有する。(A4)のMnは、通常2000〜60000、好ましくは5000〜40000、特に好ましくは8000〜30000である。また、(A4)中のスルホニル基の含量は、(A4)1分子当り、2〜500個、好ましくは10〜300個、特に好ましくは15〜250個である。スルホニル基1個当りの(A4)のMnは、通常120〜30000、好ましくは200〜6000、特に好ましくは300〜4000である。
尚、上記のような高分子型帯電防止剤は、例えば三井・デュポンポリケミカル株式会社製「SD100」、三洋化成工業株式会社製「ペレスタット300」という商品名で市販されている。
S(%)=(Va-Vx)×100/(Va-M/ρ)
但し、上記式中の、Va、M、ρは以下の通りである。
Va:測定に使用した試験片の外形寸法から求められるみかけ容積(cm3)
M:試験片の重量(g)
ρ:試験片を構成する樹脂の密度(g/cm3)
th(μm)=(0.46/ρp)ρf・D
但し、Dはポリオレフィン系樹脂発泡層の平均気泡径(μm)であり、ρpはポリオレフィン系樹脂発泡層の基材樹脂の密度(g/cm3)、ρfはポリオレフィン系樹脂発泡層のみかけ密度(g/cm3)である。なお、ポリオレフィン系樹脂発泡層の平均気泡径Dは、ASTM D3576‐77に基づいて次式にて算出される値である。
D=3方向(厚み方向、幅方向および押出方向)の平均気泡弦長の算術平均値(μm)/0.616
尚、上記平均気泡膜厚みは、ポリオレフィン系樹脂発泡層のみかけ密度及びポリオレフィン系樹脂発泡層の平均気泡径にて調整を行う事が可能である。ポリオレフィン系樹脂発泡層のみかけ密度の変更は発泡剤の添加量により調整可能であり、ポリオレフィン系樹脂発泡層の平均気泡径は発泡剤添加量を一定とした場合、押出発泡時のダイ内の圧力と気泡調整剤の添加量により調整可能である。具体的には、発泡剤添加量が一定の条件下において、ダイ内の圧力を大きくする程及び/又は気泡調整剤量を多くする程、ポリオレフィン系樹脂発泡層の平均気泡径は小さくする事ができる。
よって、上記のように調整されたポリオレフィン系樹脂層形成用樹脂溶融物7を使用して、該樹脂層形成用樹脂溶融物7の吐出量と引き取り速度を調整することにより、ポリオレフィン系樹脂層3を目的の坪量に形成することができる。
一方、ポリオレフィン系樹脂発泡層形成用樹脂溶融物10は発泡剤を含有していることによる可塑化効果により流動性が向上している。
そこで、該溶融物7と該溶融物10とを共押出しする際には発泡層を形成するために該溶融物10を発泡に適する溶融粘弾性を示す適正温度に調整しなければならないために流動性が向上している該溶融物10を冷却しなければならない。また該溶融物7の温度は該溶融物10の発泡性を阻害しないように該溶融物10の適正温度に合わせて該適正温度とほぼ同じ温度に調整される。その結果、該溶融物10の発泡性は確保されるものの該溶融物7の流動性が悪く、該溶融物10の発泡による体積膨張と該溶融物7の伸びの不足により、ポリオレフィン系樹脂層3に亀裂発生を招き帯電防止機能が発現されない発泡シートとなってしまう。
また、上記ポリオレフィン系樹脂層3の亀裂発生を防ぐために該樹脂層の主成分を構成するポリオレフィン系樹脂としてメルトフローレイトの高いものを選択して亀裂発生を防いだとしても、ポリオレフィン系樹脂と高分子型帯電防止剤とのメルトフローレイトとのバランス調整が難しくなり適切な帯電防止機能を示す発泡シートを得ることができない。
炭化水素系化合物6の添加量を上記範囲とすることで、共押出時のポリオレフィン系樹脂層形成用樹脂溶融物の溶融粘度低下効果と伸張性向上効果を確保できる。
低密度ポリエチレン〔a〕(密度920g/L、MFR=0.3g/10min、株式会社日本ユニカー製商品名「DFDJ6775」)に、気泡調整剤マスターバッチを配合して、内径115mmの押出機の原料投入口に供給し、加熱混練し、約200℃に調整された溶融樹脂混合物とした。該溶融樹脂混合物に物理発泡剤としてノルマルブタン70重量%とイソブタン30重量%のブタン混合発泡剤(表1中では単に「ブタン」とした)を用いて、低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して20重量部となるように圧入し、その後樹脂温度を110℃に調整してポリオレフィン系樹脂発泡層形成用樹脂溶融物を得た。
なお、共押出発泡時のポリオレフィン系樹脂発泡層形成用溶融物の吐出量は95kg/hrであり、気泡調整剤マスターバッチの添加量を低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して0.3重量部に調整することにより、平均気泡膜厚みを7.8μmに調整した。
更に、発泡シート製造時の引取り速度は71.6m/minであり、ポリオレフィン系樹脂発泡層の両面にそれぞれポリオレフィン系樹脂層の坪量が3.7g/m2となるようにポリオレフィン系樹脂層形成用溶融物の吐出量を35kg/hrに調整した。
得られた発泡シートは柔軟性および緩衝性に優れるものであった。
発泡層形成用樹脂溶融物100重量部に対して発泡剤としてブタンを28重量部、ポリオレフィン系樹脂層形成用樹脂溶融物100重量部に対して炭化水素系化合物としてブタン28重量部配合し、気泡調整剤マスターバッチの添加量を低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して0.14重量部に調整した以外は、実施例1と同様の原料及び製造方法にて1100mm幅の発泡シートを製造した。なお、発泡層形成用樹脂溶融物の温度は111℃、ポリオレフィン系樹脂層形成用樹脂溶融物の温度は111℃に調整した。
なお、共押出発泡時のポリオレフィン系樹脂発泡層形成用溶融物の吐出量は78kg/hrであり、気泡調整剤マスターバッチの添加量を低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して0.14重量部に調整することにより、平均気泡膜厚みを4.9μmに調整した。
更に、発泡シート製造時の引取り速度は95.3m/minであり、ポリオレフィン系樹脂発泡層の両面にそれぞれポリオレフィン系樹脂層の坪量が0.95g/m2となるようにポリオレフィン系樹脂層形成用溶融物の吐出量を12kg/hrに調整した。
得られた発泡シートは柔軟性および緩衝性に優れるものであった。
発泡層形成用樹脂溶融物100重量部に対して発泡剤としてブタンを28重量部、ポリオレフィン系樹脂層形成用樹脂溶融物100重量部に対して炭化水素系化合物としてブタン28重量部配合し、気泡調整剤マスターバッチの添加量を低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して0.2重量部に調整し、環状ダイからダイス圧力65kg/cm2にて共押出した以外は、実施例1と同様の原料及び製造方法にて1100mm幅の発泡シートを製造した。なお、発泡層形成用樹脂溶融物の温度は111℃、ポリオレフィン系樹脂層形成用樹脂溶融物の温度は111℃に調整した。
なお、共押出発泡時のポリオレフィン系樹脂発泡層形成用溶融物の吐出量は78kg/hrであり、気泡調整剤マスターバッチの添加量を低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して0.2重量部に調整することにより、平均気泡膜厚みを4.8μmに調整した。
更に、発泡シート製造時の引取り速度は68.6m/minであり、ポリオレフィン系樹脂発泡層の両面にそれぞれポリオレフィン系樹脂層の坪量が1.8g/m2となるようにポリオレフィン系樹脂層形成用溶融物の吐出量を16kg/hrに調整した。
得られた発泡シートは柔軟性および緩衝性に優れるものであった。
低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して、界面活性剤からなる帯電防止剤(東京インキ株式会社製商品名「PEX94AS-026」:分子量1000未満のポリオキシエチレンアルキルアミンノナデカン酸エステルを10重量%含有する低密度ポリエチレンベースマスターバッチ。尚、ポリオキシエチレンアルキルアミンノナデカン酸エステルの溶融粘度は190℃での測定温度では液状の為に測定不能。)を3重量部、気泡調整剤マスターバッチを0.2重量部添加し、加熱溶融後に発泡剤としてブタン28重量部を添加した。その後樹脂温度を112℃に調整して環状ダイの直径95mmの環状スリット部からダイス圧力65kg/cm2にて押出発泡を行って、帯電防止剤を添加した発泡層のみからなる1100mm幅のシートを得た。また、この時のポリオレフィン系樹脂発泡層形成用溶融物の吐出量は150kg/hrであり、上記の通り気泡調整剤マスターバッチを添加することにより、平均気泡膜厚みを5.5μmに調整した。
得られた発泡シートは、柔軟性および緩衝性に優れるものであったが、表面固有抵抗率においてエタノール洗浄後の表面固有抵抗率が極端に低下するものであった。
低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して実施例1で用いた高分子型帯電防止剤(三洋化成工業株式会社製商品名「ぺレスタット300」)を17重量部、気泡調整剤マスターバッチを0.2重量部添加して、加熱溶融後に発泡剤としてブタン28重量部を添加した。その後樹脂温度を110℃に調整して環状ダイの直径95mmの環状スリット部から吐出150kg/hr、ダイス圧力65kg/cm2にて押出発泡を行ってことにより、帯電防止剤を添加した発泡層のみからなる1100mm幅の発泡シートを得た。
得られた発泡シートは、柔軟性に優れるものであったが、発泡層における気泡が破泡し、それにより発泡シート表面が凹凸状となり外観が悪く、連続気泡率が高いものであった為十分な緩衝性を有する発泡シートを得ることができなかった。また、気泡が破泡する為に平均気泡膜厚みの調整も困難であった。
低密度ポリエチレン〔a〕100重量部に対して、気泡調整剤マスターバッチを0.2重量部添加して、加熱溶融後に発泡剤としてブタン28重量部配合して、その後樹脂温度を110℃に調整して環状ダイの直径95mmの環状スリット部から吐出150kg/hr、ダイス圧力65kg/cm2にて押出発泡を行い、みかけ密度23g/L、厚み1mm、幅1100mmのポリエチレン系樹脂発泡シートを得た。次にTダイスから低密度ポリエチレン〔c〕(密度917g/L、結晶化温度93.5℃、MFR=4.6g/10min、株式会社日本ユニカー製商品名「NUC8008」)100重量部に対して、高分子型帯電防止剤(三洋化成工業株式会社製商品名「ぺレスタット300」)を18重量部配合して吐出60kg/hr、樹脂温度230℃、ライン速度15.2m/minにて1100mm幅になるようにシート状に押出しを行い、該ポリエチレン系樹脂発泡シートに熱ラミネートを行った。しかし、得られた樹脂層ラミネート発泡シートは緩衝性に優れるものであったが、樹脂層坪量が大き過ぎるものであった為に十分な柔軟性を有するものでは無かった。
表面固有抵抗率は、基本的にJIS K6911(1995)に準拠して測定した。具体的には、発泡シートから切り出した試験片(縦100mm、横100mm、厚み:発泡シートの厚み)を23℃、湿度50%の雰囲気下に24時間放置して状態調整をした後に、タケダ理研工業(株)製「TR8601 HIGH MEGOHM METER」を使用して印加電圧500Vの条件で電圧印加を開始してから1分後の表面固有抵抗率を求めた。
洗浄後の表面固有抵抗率は、23℃のエタノール中に発泡シートから切り出した試験片を沈めて24時間超音波洗浄した後、該試験片を温度30℃、相対湿度30%の雰囲気下で36時間放置することにより乾燥させ、この乾燥操作直後の試験片を状態調整した試験片とする以外は、JIS K6911(1995)に準拠して測定した。洗浄後の表面固有抵抗率の測定方法における試験片の状態調整は、超音波洗浄装置として、ブランソン社製「BRANSONIC 220」を使用した。具体的な状態調整方法を以下に示す。
2 ポリオレフィン系樹脂発泡層
3 ポリオレフィン系樹脂層
4 ポリオレフィン系樹脂
5 高分子型帯電防止剤
6 炭化水素系化合物
7 ポリオレフィン系樹脂層形成用樹脂溶融物
8 ポリオレフィン系樹脂
9 物理発泡剤
10 ポリオレフィン系樹脂発泡層形成用樹脂溶融物
11 第1の押出機
12 第2の押出機
Claims (4)
- みかけ密度0.015〜0.3g/cm3のポリオレフィン系樹脂発泡層の少なくとも片面にポリオレフィン系樹脂層を有する発泡シートにおいて、該ポリオレフィン系樹脂層が、高分子型帯電防止剤を含み、坪量が0.1〜20g/m2であることを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 高分子型帯電防止剤の数平均分子量が2000以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 高分子型帯電防止剤がポリオレフィン系樹脂層の基材樹脂100重量部に対して5〜50重量部の割合で添加されていることを特徴とする請求項1または2に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- ポリオレフィン系樹脂発泡層における平均気泡膜厚みが20μm以下であることを特徴とする請求項1、2または3に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
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