JP3986394B2 - 導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体およびその製造法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造法およびその製造法により得られる導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体に関する。さらに詳しくは、本発明は、発泡性および緩衝性に優れ、静電気の帯電が起こらないため、電子部品や精密機械などの梱包材として有用な、導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
発泡倍率が1.5〜5倍程度のポリオレフィン系樹脂発泡体は、適度の弾力性と緩衝性を有するため、各種製品の梱包材として、また製品の間仕切り材として広く用いられており、その帯電防止を目的とした製造法が数多く提案されている。
【0003】
例えば、ポリエチレンやポリプロピレンに適量のカーボンブラックを配合して発泡させ、導電性の発泡体を得る方法が提案されている(特開昭59−129237号公報)。
従来、高い導電性を得るためには、カーボンブラックを高濃度に、例えば発泡性樹脂組成物の30〜40重量%程度添加しなければならなかった。そのために発泡性樹脂組成物自体の発泡性が損なわれ、特に発泡倍率が3〜5倍程度の緩衝性に優れた発泡体を押出発泡で得ることは困難であった。
【0004】
この問題を解決するものとして、ポリプロピレン系樹脂と、中空シェル構造を有し、DBP吸油量が300ml/100g以上のカーボンブラックを含む導電性ファーネスブラックまたはアセチレンブラック等のカーボンブラックを予め所定量混合した高密度ポリエチレン樹脂とを配合することにより、カーボンブラックが均一に分散され、導電性のバラツキが少なくて、発泡倍率が約3倍の樹脂発泡体を得る方法が提案されている(特許第2773907号公報)。
しかしながら、この方法で用いられる樹脂組成物では、カーボンブラックの配合によって樹脂の伸長力が低下しているため、特に押出機先端に取り付けたサーキュラーダイから押出発泡した場合、押出直後の略円筒形状の保持が安定せず、得られる樹脂発泡体は発泡倍率が低くて表面の美麗性に劣り、連続気泡率が高いという問題がある。
【0005】
一般的に、連続気泡率が高いと発泡体のクッション性が向上するため、軽量物に対する緩衝性は向上するが、前記の樹脂組成物をサーキュラーダイから押出発泡した場合は、連続気泡率は高いけれども、発泡倍率が低いため、優れた緩衝性を有する導電性発泡体が得られ難いという問題があった。
本発明は、カーボンブラックが配合されていても樹脂の伸長力の低下を抑えて押出発泡することにより、発泡倍率が2〜5倍の、緩衝性および表面美麗性に優れた、導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体を製造することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造法であって、メルトテンションが6〜40gで、メルトインデックスが2.2g/10分以上であるポリプロピレン系樹脂を少なくとも20重量%含み、残りがメルトテンション6g未満で、メルトインデックス2.2〜10g/10分のポリプロピレン系樹脂からなるポリプロピレン系樹脂50〜80重量%、およびポリエチレン系樹脂20〜50重量%からなる配合樹脂に、中空シェル構造を有し、そのDBP吸油量が300ml/100g以上であるカーボンブラックを、上記のポリエチレン系樹脂100重量部に対して次の式(I)を満足する量だけ配合してなる原料樹脂を押出発泡して導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体を得ることを特徴とする。
450/a≦b≦1000/a (I)
(ここで、aはポリエチレン系樹脂の配合割合(重量%)であり、bはポリエチレン系樹脂100重量部に対するカーボンブラックの重量部である)
【0007】
また、本発明の製造法によれば、発泡体の表面抵抗率が1×105〜1×109Ωであり、かつ2kgf荷重時点の発泡体の部分圧縮エネルギーをA(kgf・mm)とし、発泡シートの1m2当たりの体積をB(cm3)としたときに、次の式(II)を満足し、優れた導電性を有し、かつ緩衝性に優れた、導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体を得ることができる。
A/B≧2.0×10-4 (II)
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体(以下、「導電性発泡体」という)の製造法は、メルトテンションが6〜40gで、メルトインデックスが2.2g/10分以上のポリプロピレン系樹脂を少なくとも20重量%含み、残りがメルトテンション6g未満で、メルトインデックス2.2〜10g/10分のポリプロピレン系樹脂である、ポリプロピレン系樹脂50〜80重量%と、ポリエチレン系樹脂20〜50重量%とからなる配合樹脂、および中空シェル構造を有し、DBP吸油量が300ml/100g以上であるカーボンブラックを含む原料樹脂において、上記のポリエチレン系樹脂100重量部に対して次の式(I)を満足する量(重量部)のカーボンブラックを配合し、押出機のサーキュラーダイから押出発泡させることにより行われる。
450/a≦b≦1000/a (I)
(ここで、aはポリエチレン系樹脂の配合割合(重量%)であり、bはポリエチレン系樹脂100重量部に対するカーボンブラックの重量部である)
【0009】
この製造法により得られる導電性発泡体は、表面抵抗率が1×105〜1×109Ωであり、2kgf荷重時点の発泡体の部分圧縮エネルギーをA(kgf・mm)とし、発泡シート1m2あたりの体積をB(cm3)としたときに、次の式(II)を満足する発泡体であり、導電性および緩衝性に優れている。
A/B≧2.00×10-4 (II)
【0010】
ポリマー中にカーボンブラックを添加すると、ある添加量で電気伝導度が急激に増大する、いわゆるパーコレーション現象が起こることが知られている。
【0011】
また、非相溶系のポリマーブレンドにカーボンブラックを添加した場合、例えばポリプロピレン−高密度ポリエチレンの非相溶系のポリマーブレンドの場合には、複合系高分子材料の電気伝導におけるパーコレーションとして説明されているように、カーボンブラックが高密度ポリエチレン樹脂相に偏在し、しかも比較的均一に分散することにより、カーボンブラックの濃度が高密度ポリエチレン樹脂相へ濃縮される効果と、ポリプロピレン樹脂中における高密度ポリエチレン相の連続性の効果が相乗した二重パーコレーション効果により、カーボンブラックのより少ない添加量で、高い電気伝導度が得られることが知られている。
【0012】
押出機の先端にサーキュラーダイを取付けて行う押出発泡シートの製造方法では、金型スリットから出た発泡性樹脂は、膨張しながらマンドレルで冷却されて固化し、気泡が固定される。しばらくの間は高温のままの状態が続くため、その間に気泡が破れて連続気泡率が高くなったり、破れた気泡部分が収縮して発泡倍率が上がらないなどの問題が生じやすい。
【0013】
また、金型からマンドレルまでの間は、樹脂に対する支えがないため、発泡した樹脂にある程度の張力がないと、その部分での垂れ下がりが大きくなり、マンドレルでの引き取りが行えないという問題も生じる。
【0014】
カーボンブラックを多量に添加して樹脂に導電性を付与する方法では、樹脂中に異物が多量に含まれるため、溶融状態の樹脂の伸長力が低下し、サーキュラーダイでの押出発泡時に上記のような問題が生じ易くなる。
【0015】
上記の押出発泡時に問題となる樹脂の伸長力の低下を防ぐ方法として、高溶融張力のポリプロピレン樹脂をベースとして、それにカーボンブラックを添加する方法が知られている(特開平11−277696号公報)。
【0016】
本発明の製造法では、高溶融張力のポリプロピレン樹脂を用いるのに加えて、発泡性に悪影響を与えるカーボンブラックの添加量を低減させるために、中空シェル構造を有し、DBP吸油量が300ml/100g以上であるカーボンブラックが用いられる。これが二重パーコレーション効果と合わさって、カーボンブラックの添加量を通常より大幅に減らしても、満足できる表面抵抗率を達成することができる。
【0017】
また、本発明の製造法で得られる導電性発泡体では、連続気泡率が10容量%以上と高く、このことが発泡体の緩衝性に大きく寄与していると思われる。本発明の製造法で得られる導電性発泡体は、連続気泡率が高いにもかかわらず、発泡倍率の低下が少ないために、発泡体の緩衝性が低下しないで、高い緩衝性が維持されているものと考えられる。
連続気泡率が高い理由としては、カーボンブラックの影響よりも、二重パーコレーション効果を得るために配合されるポリエチレン系樹脂の効果によるものと考えられる。
【0018】
本発明の場合、無機物を多量に添加したときに見られる連続気泡率の上昇とは異なり、樹脂による連続気泡率の上昇であるため、本発明の製造法で用いられる高メルトテンションのポリプロピレン系樹脂の発泡性とあいまって、発泡後の収縮が起こり難いと考えられる。このことが、本発明の製造法で得られる導電性発泡体の高い緩衝性に大きく関与しているものと考えられる。
【0019】
本発明の製造法による効果は、メルトテンションが6〜40gでメルトインデックスが2.2g/10分以上のポリプロピレン系樹脂を少なくとも20重量%含むポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との非相溶ブレンド系に、中空シェル構造を有し、DBP吸油量が300ml/100g以上であるカーボンブラックを添加することによって達成される。
【0020】
本発明の製造法において、配合樹脂中に50〜80重量%配合されるポリプロピレン系樹脂のうち、少なくとも20重量%のポリプロピレン系樹脂は、メルトテンションが6〜40g、好ましくは20〜40g、特に好ましくは20〜30gであり、かつメルトインデックスが2.2g/10分以上、好ましくは2.5g/10分以上である。上記の50〜80重量%配合されるポリプロピレン系樹脂のうち、残りのポリプロピレン系樹脂は、メルトテンションが6g未満であり、メルトインデックスが2.2〜10g/10分である。以下の説明においては、上記のポリプロピレン系樹脂のうち、前者を「ポリプロピレン系樹脂(a)」と略称し、後者を「ポリプロピレン系樹脂(b)」と略称する。
【0021】
ポリプロピレン系樹脂(a)は、メルトテンションが6g未満であると、それ自体の発泡性が劣り、非相溶ブレンド系の使用およびカーボンブラックの添加による発泡性の低下をカバーできないために好ましくない。また、メルトテンションが40gを超えると、それ自体の流動性が極端に低下したり、ゲルを生じ易くなったりして、押出加工性を低下させるため好ましくない。
さらに、メルトインデックスが2.2g/10分未満のポリプロピレン系樹脂(a)は、流動性が劣り、押出加工性が低下するため好ましくない。
【0022】
上記の要件を備えたポリプロピレン系樹脂(a)は、電子線架橋等により分子構造中に自由末端長鎖分岐を有しており、普通のポリプロピレンよりもメルトテンションが高い。そのようなポリプロピレン系樹脂(a)としては、ホモポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等が挙げられ、具体的にはBasell社製のPro‐fax PF814(ホモポリプロピレン)、Pro‐fax SD632(エチレン−プロピレンブロック共重合体)等が挙げられる。
【0023】
ポリプロピレン系樹脂(b)のメルトインデックスは2.2〜10g/10分であり、好ましくは2.2〜7g/10分である。ポリプロピレン系樹脂(b)のメルトインデックスが2.2g/10分未満であると、流動性が劣り、押出加工性が低下するため好ましくない。また、メルトインデックスが10g/10分を超えると、発泡性が低下するため好ましくない。
【0024】
上記のような要件に合致するポリプロピレン系樹脂(b)は、特に限定されないが、例えば、日本ポリケム(株)製のポリプロピレン樹脂 BC6C、およびサンポリマー(株)製のポリプロピレン樹脂 PC410Aなどが挙げられる。
【0025】
本発明の製造法において、配合樹脂中に20〜50重量%配合されるポリエチレン系樹脂は、密度が0.91〜0.97g/ccの範囲にある低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂または高密度ポリエチレン樹脂のいずれであってもよいが、密度が0.94〜0.97g/ccの範囲にある高密度ポリエチレン樹脂は、発泡体の高連続気泡率、高発泡倍率を達成するのに適しており、特に好ましい。
【0026】
ポリエチレン系樹脂のメルトインデックスは、1〜12g/10分の範囲にあるのが好ましい。メルトインデックスが1g/10分未満のポリエチレン系樹脂は、ポリプロピレン系樹脂との非相溶ブレンド系における均一分散性に劣り、結果として発泡体の導電性にバラツキが生じる可能性があるので好ましくない。また、メルトインデックスが12g/10分を超えるポリエチレン系樹脂では、樹脂全体の発泡性を低下させる恐れがあるため好ましくない。
【0027】
本発明の製造法で用いられるカーボンブラックは、中空シェル構造を有し、そのDBP吸油量は300ml/100g以上である。そのようなカーボンブラックとしては、ライオン(株)製のケッチェンブラックEC(DBP吸油量360ml/100g)などが例示される。
【0028】
本発明の製造法では、上記のポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂およびカーボンブラックが、次の割合で配合される。
すなわち、ポリプロピレン系樹脂(a)を少なくとも20重量%含むポリプロピレン系樹脂50〜80重量%と、ポリエチレン系樹脂20〜50重量%からなる配合樹脂にカーボンブラックが添加されるが、添加されるカーボンブラックの重量部は、配合樹脂中のポリエチレン系樹脂100重量部に対して、次の式(I)を満足する量(重量部)である。
450/a≦b≦1000/a (I)
ここで、aは配合樹脂中のポリエチレン系樹脂の配合割合(重量%)であり、bはポリエチレン系樹脂100重量部に対するカーボンブラックの重量部である。
【0029】
ポリプロピレン系樹脂(a)および(b)中のポリプロピレン系樹脂(a)の配合割合は、少なくとも20重量%、好ましくは30重量%以上である。ポリプロピレン系樹脂(a)の配合割合が20重量%より低いと、樹脂全体のメルトテンションを保持できず、カーボンブラックを添加したときの発泡性の低下をカバーできなくなるばかりでなく、連続気泡率が高くなった場合の発泡倍率低下を抑えることができなくなり、緩衝性の優れた発泡体が得られ難くなるため、好ましくない。
【0030】
配合樹脂中のポリエチレン系樹脂の割合は、20〜50重量%、好ましくは25〜40重量%である。ポリエチレン系樹脂の配合割合が20重量%より少ないと、ポリプロピレン系樹脂中でのポリエチレン系樹脂相がパーコレーション現象を起こさなくなり、発泡体の導電性が急激に低下するため好ましくない。
【0031】
カーボンブラックの配合割合は、上記のとおり、配合樹脂中のポリエチレン系樹脂100重量部に対して、次の式(I)を満足するb重量部であり、好ましくは次の式(I’)を満足するb重量部であり、さらに好ましくは次の式(I’’)を満足するb重量部である。
450/a≦b≦1000/a (I)
1913.3/a1.362≦b≦1000/a (I’)
2135.8/a1.3634≦b≦1000/a (I’’)
(ここで、aおよびbは前記のとおりである)
【0032】
カーボンブラックの配合割合が、配合樹脂中のポリエチレン系樹脂100重量部に対して450/a重量部より少ないと、非発泡状態ではポリエチレン系樹脂相中に偏在するカーボンブラックがパーコレーション現象を起こし得るが、発泡時の樹脂の延伸作用により導電性が損なわれるため、好ましくない。
【0033】
また、カーボンブラックの配合割合が、配合樹脂中のポリエチレン系樹脂100重量部に対して1000/a重量部を超えると、樹脂全体に対するカーボンブラックの量が多くなり、発泡性の低下および樹脂の柔軟性低下が大きくなるため、好ましくない。
【0034】
カーボンブラックは押出機内で樹脂と溶融混練される際にポリエチレン相へ偏在するため、カーボンブラックを粉体のまま添加しても、本発明の効果は変わらないが、作業性を考慮すると、本発明で使用される樹脂をベースとした高濃度のマスターペレットを予め調製しておき、かかるマスターペレットにカーボンブラックを添加するのが好ましい。特に、ポリエチレン系樹脂をベースとした高濃度マスターペレットにカーボンブラックを添加すると、カーボンブラックのポリエチレン樹脂相への偏在性を高めることができて好ましい。なお、マスターペレットの調製は、二軸押出機またはニーダー等の装置を用いた公知の方法で行うことができる。
【0035】
本発明の製造法で用いられる発泡剤は、公知の化学発泡剤、物理発泡剤のいずれでもよい。化学発泡剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム−クエン酸等の反応型のもの、アゾジカルボンアミド等の分解型のものなどが挙げられる。物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素、窒素、二酸化炭素などの不活性ガス、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のエーテル、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられる。
【0036】
本発明の製造法では、必要に応じて、タルク等の気泡調整剤、充填剤、難燃剤、酸化防止剤など、公知の添加剤を適宜配合してもよい。また、アミド化合物のようなカーボンブラックに対する導電補助剤を配合樹脂100重量部に対して0.5〜5重量部ほど配合してもよい。
【0037】
本発明の製造法は、上記の配合樹脂、カーボンブラックおよび発泡剤、ならびに所望の添加剤を押出機内で溶融混練し、この溶融混練物を押出機先端に取付けたサーキュラーダイを通して押出発泡することにより行なわれる。
【0038】
サーキュラーダイを使用した製造法では、得られるシートの幅がマンドレルの直径で決まるため、Tダイのように製品幅と同じかそれ以上の幅をもつ金型を必要とせず、Tダイと比べて広幅のシートを容易に製造できる点で優れている。
【0039】
このようにして製造される導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体は、例えば厚み1.0〜10mm、好ましくは1.0〜3mmのシート状発泡体に成形される。
【0040】
本発明の製造法により得られる導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体は、その表面抵抗率が1×105〜1×109Ωである。
樹脂発泡体の表面抵抗率が1×105未満であると、カーボンブラックの添加量がより多くなり、発泡性の低下および樹脂の柔軟性低下が大きくなるため望ましくない。
また、樹脂発泡体の表面抵抗率が1×109を超えると、本発明の効果が不十分となるため好ましくない。
【0041】
また、本発明の製造法により得られる導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体では、発泡体の2kgf荷重における部分圧縮エネルギーA(kgf・mm)と発泡体の1m2あたりの体積B(cm3)が、次の式(II)を満足する。
A/B≧2.0×10-4 (II)
【0042】
上記の式(II)において、A/Bが2.0×10-4未満であると、緩衝性が十分でないため好ましくない。例えば、Bの値を一定とした場合、A/Bが2.0×10-4未満であると、Aの値、すなわち発泡体の2kgf荷重における部分圧縮エネルギーが小さくなり、緩衝性が不十分となるので好ましくない。また、Aの値を一定とした場合、A/Bが2.0×10-4未満であると、Bの値、すなわち発泡体1m2あたりの体積B(cm3)が大きくなり、発泡体の緩衝効率が低下するため好ましくない。
【0043】
本発明の製造法により得られる導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体に上記の特性をもたすために、本発明の製造法では、発泡体の連続気泡率を10容量%以上、好ましくは20容量%以上とする。発泡体の連続気泡率が10容量%より低いと、上記の特性が表れにくくなって、発泡体の緩衝性が低下するため好ましくない。
【0044】
本発明の製造法により得られる導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体は、公知の方法により熱成形し、例えば発泡シートはトレーなどの成形品とすることができる。
【0045】
また、本発明の製造法により得られる導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体を導電性をもたない他の発泡シートの片面もしくは両面に、公知の方法で積層することにより、導電性をもたない発泡シートの表層に帯電防止性を付与することもできる。
【0046】
【実施例】
以下の実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【0047】
実施例1
まず、高密度ポリエチレン樹脂として、日本ポリケム(株)製の高密度ポリエチレン樹脂 HJ560(密度0.964g/cc、メルトインデックス7g/10分)を30mmの二軸押出機のホッパーから供給し、カーボンブラックとして、ライオン(株)製のケッチェンブラックEC(DBP吸油量360ml/100g)を、二軸押出機の途中からフィーダーによって供給して、両者を溶融混合し、押出機先端からロッド状に押出してペレタイズする方法により、高密度ポリエチレン樹脂100重量部に対して、カーボンブラック25重量部からなる、カーボンブラックのマスターペレットを調製した。
【0048】
次いで、ポリプロピレン系樹脂としてのBasell社製のホモポリプロピレン樹脂、Pro-fax PF814(メルトテンション24.5g、メルトインデックス3g/10分)68重量%、および上記で調製したカーボンブラックのマスターペレット32重量%を配合した混合樹脂100重量部に対して、核剤としてのクラリアント社製のハイドロセロールHK70(製品名)0.2重量部を加え、得られる樹脂混合物をφ50mm−φ65mmの2段単軸押出機の第1押出機へホッパーから供給し、220℃において溶融混練させた。この溶融混練樹脂に、第1押出機の中間部から、発泡剤としてのブタンガスを1重量部(溶融混練樹脂100重量部に対して)の割合で圧入し、押出機内で樹脂と混練させた。この第1押出機内の溶融混練物を第2押出機内へ移送した後、第2押出機内で175℃まで均一に冷却した。次いで、第2押出機の先端に取付けたスリット径φ80mm、スリット間隔0.8mmのサーキュラーダイから吐出量30kg/時間で押出発泡させ、得られた円環状の発泡体を冷却されているφ206mmのマンドレル上に添わせるとともに、その外面をエアリングからエアーを吹き付けて冷却成形し、マンドレル上の一点でカッターにより円環状の発泡体を切開して、表2に示す物性を有する導電性の発泡シートを得た。
【0049】
実施例2
ポリプロピレン系樹脂としてのPro-fax PF814を63重量%および実施例1で調製したカーボンブラックのマスターペレット37重量%を配合した。得られた混合樹脂100重量部に対して、核剤としてのハイドロセロールHK70(製品名)0.2重量部を加え、以下実施例1と同様の方法で、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。
【0050】
実施例3
ポリプロピレン系樹脂としてのBasell社製のエチレン−プロピレン共重合体であるPro-fax SD632(メルトテンション21.9g、メルトインデックス3g/10分)50重量%と、日本ポリケム(株)製のポリプロピレン樹脂 BC6C(メルトテンション1.3g、メルトインデックス2.3g/10分)10重量%と、実施例1で調製したカーボンブラックのマスターペレット40重量%とを配合した。この混合樹脂100重量部に対して、核剤としてのハイドロセロールHK70(製品名)0.2重量部を加え、以下実施例1と同様にして、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。
【0051】
実施例4
ポリプロピレン系樹脂Pro-fax PF814を60重量%と、日本ポリケム(株)製の高密度ポリエチレン樹脂 HJ560を8重量%と、実施例1で調製したカーボンブラックのマスターペレットを32重量%(ポリエチレン系樹脂100重量部に対して19重量部)とを配合した。この混合樹脂100重量部に対して、核剤としてのハイドロセロールHK70(製品名)0.2重量部を加え、以下実施例1と同様にして、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。
【0052】
実施例5
高密度ポリエチレンを日本ポリオレフィン(株)製の高密度ポリエチレン KL371A(密度0.956g/cc、メルトインデックス1.0g/10分)とし、高密度ポリエチレン100重量部に対してケッチェンブラックECを25重量部添加し、ニーダーを用いて混和して、カーボンブラックのマスターペレットを調製した。
ポリプロピレン系樹脂Pro-fax PF814を60重量%と、高密度ポリエチレン樹脂 KL371Aを8重量%と、上記で調製したカーボンブラックのマスターペレット32重量%とを配合した。この混合樹脂100重量部に対して、核剤としてのハイドロセロールHK70(製品名)0.2重量部を加え、以下実施例1と同様の方法により、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。
【0053】
比較例1
ポリプロピレン系樹脂としてサンアロマー(株)製のポリプロピレン樹脂 PL500A(メルトテンション0.8g、メルトインデックス3.5g/10分)を使用した以外は、実施例2と同様にして、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。得られた発泡シートは、表2に示すとおり、連続気泡率が高くて、密度も高かった。
【0054】
比較例2
ポリプロピレン系樹脂としてサンアロマー(株)製のポリプロピレン樹脂 PC410A(メルトテンション2.2g、メルトインデックス2.5g/10分)を使用した以外は,実施例2と同様にして、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。得られた発泡シートは、表2に示すとおり、連続気泡率が高くて、密度も高かった。
【0055】
比較例3
ポリプロピレン系樹脂として日本ポリケム(株)製のポリプロピレン樹脂 EC9(メルトテンション6.8g、メルトインデックス0.5g/10分)を使用した以外は,実施例2と同様にして、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。得られた発泡シートは、表2に示すとおり、連続気泡率が高くて、密度も高かった。
【0056】
比較例4
まず、サンアロマー(株)製のポリプロピレンPS451M(メルトインデックス2.0g/10分)をベースとし、アセチレンブラック(電気化学工業(株)製のデンカブラック、DBP吸油量135ml/100g)を40%含有したマスターペレットを調製した。ポリプロピレン系樹脂Pro-fax PF814を50重量%と、上記で調製したマスターペレット50重量%(カーボンブラックが樹脂全体に対して20重量%)とを配合した。得られた混合樹脂100重量部に対して、核剤としてのハイドロセロールHK70(製品名)0.2重量部を加え、以下実施例1と同様にして、表2に示す物性を有する導電性発泡シートを得た。得られた発泡シートは、連続気泡率が低いにもかかわらず、発泡倍率が低かった。また、発泡シート1m2当たりの体積が大きくないにもかかわらず、2kgf荷重時の部分圧縮エネルギー値が小さくて、緩衝性が不十分であった。
【0057】
【表1】
【0058】
(注)
(1)PP樹脂a:メルトテンションが6〜40gで、かつメルトインデックスが2.2g/10分以上であるポリプロピレン系樹脂
(2)PP樹脂b:メルトテンションが6g未満で、かつメルトインデックスが2.2〜10g/10分であるポリプロピレン系樹脂
(3)比較例3のPP樹脂はPP樹脂a、bどちらにも属さないPP樹脂
(4)実施例1〜比較例3のカーボンブラックの添加量は、PE系樹脂100重量部に対する重量部
(5)比較例4のカーボンブラックの添加量は配合原料全体に対する添加割合
【0059】
【表2】
【0060】
測定方法:
明細書に記載の各物性値は、次の測定方法により得られた値である。
[メルトテンション]
(株)東洋精機製作所製のキャピログラフPMD−Cを使用し、次のようにして測定した。
測定すべき試料樹脂を、230℃に加熱して溶融させた状態で、上記装置のピストン押出式プラストメーターのノズル(口径2.095mm、長さ8mm)から、ピストン降下速度を10mm/分の一定速度に保ちつつ、紐状に押出しながら、この紐状物を上記ノズルの下方35cmに位置する張力検出プーリーに通過させた後、巻取りロールを用いて、その巻取り速度を約60m/分程度の加速度をもって徐々に増加させつつ巻き取っていき、当該紐状物が切断した時点での張力をもって、試料樹脂のメルトテンションとした。
ただし、巻取り速度が60m/分を超えても紐状物が切断しない場合には、巻取り速度60m/分での張力をその樹脂のメルトテンションとした。
【0061】
[メルトインデックス]
(株)東洋精機製作所製のセミオートメルトインデクサーを使用し、ポリエチレン樹脂については、JIS K6922により190℃ 荷重21.18Nの条件で測定した。
ポリプロピレン系樹脂については、JIS K7210により230℃ 荷重21.18Nの条件で測定した。
【0062】
[2kgf荷重点部分圧縮エネルギー]
(株)オリエンテック製のテンシロンUCT−10を使用し、次のようにして測定した。
まず、試料発泡シートを10cm×10cmに切り抜き、測定試料サンプルとした。部分圧縮荷重測定には最大荷重25kgfのロードセルを用い、先端がR=10mmの半球状をしたφ20mm、長さ25mmの直棒状の押し治具をロードセルに装着して,圧縮試験を行なった。試料サンプルは積層せずに、1枚だけを測定装置荷台に隙間ができないように、サンプルシートを測定装置荷台に密着させてセットし、試料サンプルの厚み方向上端部に押し治具下端部が接触した状態を基点とし、押し治具を速度20mm/分にて降下させて、試料サンプルを圧縮した。その際、試料サンプルへの荷重が0kgf、0.1kgf、0.2kgf、0.5kgf、1kgf、2kgf時の治具の基点からの変位(mm)を記録した。圧縮エネルギーは荷重をY軸、変位をX軸とした場合、測定結果をプロットして得られた曲線をXで積分した面積値となるが、これを0、0.1、0.2、0.5、1、2kgf荷重時の変位間でそれぞれ分割し、各面積を三角形および台形の面積と近似し、各面積の総和を2kgf荷重点部分圧縮エネルギーとした。
【0063】
[連続気泡率]
東京サイエンス(株)製の空気比較式比重計を用いて測定した、発泡シートサンプルの体積Vと、ノギスで測定した同じサンプルの体積V0から、次の算式により求めた。
連続気泡率(容量%)=(V0−V)/V0×100
【0064】
[表面抵抗率]
(株)アドバンテスト製のレジスティビティ・チェンバと同社製のデジタル超高抵抗/微少電流計を用いて、JIS K6911 により測定した。試料厚みは、得られた発泡シートの厚みで測定し、全ての試料サンプルに、約3kgfの同じ荷重をかけ、電極を圧着させて測定した。サンプル数5で測定し、得られた値の平均値をもって、その試料の表面抵抗率とした。
【0065】
[DBP吸油量]
JIS K6217−4に基づいて測定した。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂およびカーボンブラックを含む配合原料を押出発泡する方法において、ポリプロピレン系樹脂原料にメルトテンションが6〜40gで、メルトインデックスが2.2g/10分以上のポリプロピレン系樹脂原料を少なくとも20重量%含有させ、中空シェル構造を有し、DBP吸油量が300ml/100g以上のカーボンブラックを使用することにより、カーボンブラックの添加量が少なくても、満足のいく表面抵抗率が得られるばかりでなく、カーボンブラックの添加量が少ないために樹脂の発泡性低下と柔軟性低下を抑えることができる。
【0067】
また、メルトテンションが6〜40gで、メルトインデックスが2.2g/10分以上のポリプロピレン系樹脂原料を少なくとも20重量%含有させることにより、発泡時の樹脂の伸長力が保たれるために、サーキュラー金型を用いた押出発泡でも、高発泡倍率の発泡体が容易に得られ、しかも連続気泡率が高い場合でも高発泡倍率の発泡体が安定して得られる。
【0068】
このように、本発明の製造法により得られる発泡体は、連続気泡率が高いにもかかわらず発泡倍率が高く、しかもカーボンブラックの含有量が少ないために樹脂の柔軟性低下も抑えられて、緩衝性に優れている。
Claims (5)
- メルトテンションが6〜40gで、メルトインデックスが2.2g/10分以上であるポリプロピレン系樹脂を少なくとも20重量%含み、残りがメルトテンション6g未満で、メルトインデックス2.2〜10g/10分のポリプロピレン系樹脂からなるポリプロピレン系樹脂50〜80重量%、およびポリエチレン系樹脂20〜50重量%からなる配合樹脂に、中空シェル構造を有し、そのDBP吸油量が300ml/100g以上であるカーボンブラックを、上記のポリエチレン系樹脂100重量部に対して次の式(I)を満足する量だけ配合してなる原料樹脂を押出発泡することを特徴とする導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造法。
450/a≦b≦1000/a (I)
(ここで、aはポリエチレン系樹脂の配合割合(重量%)であり、bはポリエチレン系樹脂100重量部に対するカーボンブラックの重量部である) - 押出機の先端にサーキュラーダイを取付けて押出発泡することを特徴とする請求項1に記載の製造法。
- ポリエチレン系樹脂が、密度0.94〜0.97g/ccの高密度ポリエチレン系樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造法。
- 請求項1〜3のいずれか一つに記載の製造法により得られる、導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体の表面抵抗率が1×105〜1×109Ωであり、かつ発泡シートの2kgf荷重における部分圧縮エネルギーA(kgf・mm)と発泡シートの1m2あたりの体積B(cm3)とが、次の式を満足することを特徴とする導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体。
A/B≧2.0×10-4 (II) - 連続気泡率が10容量%以上である請求項4に記載の導電性ポリプロピレン系樹脂発泡体。
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