JP7474825B2 - ガラス板用保護シート - Google Patents
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Description
樹脂発泡シートで構成されたガラス板用保護シートであって、
前記樹脂発泡シートは、
少なくとも表面がポリエチレン樹脂を含む樹脂組成物で構成され、
厚さが0.1mm以上0.5mm以下であり、
金属イオン抽出試験でのナトリウムイオンとリチウムイオンとの合計抽出量が0.1mg/m2以下で、
透湿度が100g/(m2・24h)以下で、且つ、
吸水率が2.0g/m2以下であるガラス板用保護シート、を提供する。
(表面粗さの測定方法)
樹脂発泡シート(保護シート1)を幅40mm×長さ40mm×シート厚みに切り出し、試験片とする。試験片の表面が平滑な部分について、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製、商品名:VHX-8000)を用いて、20倍の倍率で平面プロファイルを測定する。そして、得られた平面プロファイルから、JIS B 0601:2001に基づいて表面粗さRa、RzJISの値を算出する。
位相補償形低減フィルターによるカットオフは、λc=8mm、λs=25μmに設定する。
試験片の数は5個とする。
各試験片について、表面と裏面のそれぞれの押出方向及び幅方向における表面粗さを5箇所ずつ測定する。
測定した値を算術平均して、樹脂発泡シート(保護シート1)の表面粗さRa、RzJISとする。
(静電気減衰率の測定方法)
静電気減衰率は、JIS L1094「織物及び編物の帯電性試験方法」記載の方法に準拠し測定することができる。
まず、保護シートから一辺が40mmの正方形状の試験片を切り出し、温度22℃、相対湿度60%の雰囲気下に24時間放置して状態調整を行う。
試験装置(商品名「STATICMETER S-411」、nippon static co.ltd製)を用い、状態調整を行った試験片に、約30Nの荷重にて電極を圧着させ10kVの電圧を印加し、電圧を印加した後の試験片の帯電量の変化を測定する。
電圧の印加を停止した瞬間の帯電量(初期帯電量)と、30秒経過後の帯電量とを読み取り、静電気減衰率を次式にて算出する。
静電気減衰率(%)=[(初期帯電量-30秒後帯電量)/初期帯電量]×100
(厚さの測定)
測定には、定圧厚さ測定器(スタンドタイプ、Teclock社製、デジタルインジケータPCシリーズ型番「PC-440J」)を用い、円筒状の重りを用いて測定する。
測定は、直径3.0cmの円形状の面(面積:7.1cm2)に、95gの荷重(自重を含む)を樹脂発泡シートにかけた状態で実施する。
そして、幅方向に5cmごとに50点測定し、その測定値の算術平均値を樹脂発泡シートの厚さとする。
また、50点分の測定箇所を得ることが出来ない場合には、可能な限り測定し、その測定値の算術平均値を厚さとする。
見掛け密度は、上記のようにして求められる樹脂発泡シートの厚さ(T:mm)と、後述する坪量(Y:g/m2)から次の式を使って求めることができる。
見掛け密度(kg/m3)=Y/T
(金属イオン抽出試験)
金属イオンの抽出については、島津製作所(株)製 マルチタイプICP発光分光分析装置 ICPE-9000を用いる。
設備の設定は下記の通りとする。
観察方向:軸方向
露光時間:30秒
高周波出力:1.20kW
キャリア流量:0.7mL/min
プラズマ流量:10.0mL/min
補助流量:0.6mL/min
測定を実施する試料は下記の通り準備する。
(1)樹脂発泡シートの任意の箇所から10cm×10cmの試験片を切り出す。
(2)12cm×17cmの大きさの厚手のチャック袋に試験片を入れる。
(3)試験片を入れたチャック袋にさらに超純水を50mL加え、できるだけ空気を抜くようにしてチャックを閉める。
(4)この試験片と超純水とが入ったチャック袋を70℃の乾燥機中に寝かせて入れる。
(5)20min経過後、チャック袋を手で3回振とうし、乾燥機に戻す。このとき、試験片を裏返した状態になるように、取り出した時とは上下が逆になるように乾燥機中に寝かせる。
(6)さらに20min経過後、再度手で3回振とうした後にチャック袋中の超純水を採取してICP測定用の試料とする。
(7)測定で求められたナトリウムイオンとリチウムイオンとの合計抽出量を試験片の表面積(200cm2=10cm×10cm×2(面))で除して金属イオン抽出量を求める。)
尚、樹脂発泡シートからは3枚の試験片を採取し、各試験片について試料を得、3回の測定の平均値を樹脂発泡シートからの金属イオン抽出量とする。
(表面抵抗率の測定)
表面抵抗率は、JIS K6911:1995「熱硬化性プラスチック一般試験方法」記載の方法により測定することができる。
試験装置は、(株)アドバンテスト製デジタル超高抵抗/微少電流計、型名「R3840」及びレジスティビティ・チェンバ、型名「R12702A」を使用することができる。
表面抵抗率は、樹脂発泡シートから採取した試験片に、約30Nの荷重にて電極を圧着させ500Vで1分間充電後の抵抗値を測定し、次式により算出することができる。
ρs=(π(D+d)/(D-d))×Rs
ρs:表面抵抗率(MΩ)
D:表面の環状電極の内径(cm)
d:表面電極の内円の外径(cm)
Rs:表面抵抗(MΩ)
試験片は、幅100mm×長さ100mm×厚さT(樹脂発泡シートそのままの厚さ)とする。
測定は、温度20±2℃、相対湿度65±5%RHの環境下で試験片を24時間以上状態調節した後に実施する。
試験環境は、温度20±2℃、相対湿度65±5%RHとする。
試験片の数(n数)は5個とし、原則的に、それぞれ表裏両面を測定することとする。
(透湿度の測定)
透湿度は、JIS Z0208:1976 防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)条件Bに準拠して実施する。
透湿カップ(JIS規格品φ60mm)及び低温恒温恒湿器HPAV-120-20(ISUZU製作所(株)製)を用意し、樹脂発泡シートの無作為に選択した3か所から直径70mm×厚さT(樹脂発泡シートの厚さそのまま)の試験片を3枚切り出す。
無水塩化カルシウム(特級)約15gを使用し、条件Bの通り(温度(40±0.5℃),湿度(90±2%))に測定を行う。
測定間隔は、24,48,72,96時間毎測定し、透湿度を下記式から算出する。
透湿度(g/m2・24h)=24×増加質量(g)/(時間間隔(h)×透湿面積2.827×10-3(m2))
(24時間に境界面を通過する水蒸気の量(g)を試験片1m2当たりに換算した値)
(吸水率の測定)
測定は、JIS K6767:1999(B法)に準拠して実施する。
試験片:タテ120mm×ヨコ120mm×厚さT(樹脂発泡シートの厚さそのまま)
試験数: 3(両面スキンあり)
測定環境:試験片は、JIS K7100:1999の記号「23/50」2級の標準雰囲気下に24hr以上保持した後、同じ環境下で測定する。
測定方法:
・試験片を24時間吸水させた後に取り出して濃度95%以上のエタノールに5秒間浸漬し、60℃×5分乾燥する。
・乾燥後の試験片を100mm角にカットして、直ちに質量測定する。
・さらに、試験片を60℃×24時間乾燥し、質量測定する。
・吸水率(Qs)は、下記の式により算出する。
Qs(g/m2)=(W1-W2)/(2A)
W1(g):100×100mmカット直後の質量
W2(g):60℃で24時間乾燥後の質量
A(cm2):試験片の面積(0.1×0.1=0.001m2)
水分含有量(ppm)=[2X/Y]×106
(坪量の測定)
樹脂発泡シートから、幅20cmの帯状の試験片を採取する。
試験片は、例えば、押出方向に直交する方向が長さ方向となるように採取する。
試験片の質量W(g)と面積S(cm2)とを求め、下記式にて坪量を求める。
坪量(g/m2)=W/S×10000
なお、試験片が20cmの幅で押出方向と直交方向に切取ることが難しい場合には、可能な大きさに矩形状に切取り、その質量W(g)と面積S(cm2)から上記式にて坪量を求める。
沸騰メタノールに樹脂発泡シートを浸漬して抽出し、放冷して析出した沈殿をろ別する。析出物を希塩酸中に懸濁し、エーテルを用いて溶媒抽出すると、エーテル相に遊離した脂肪酸が、水相に金属がそれぞれ抽出されるので脂肪酸は後述の手法で、金属はICP(誘導結合プラズマ)発光分析装置等により金属種の特定と定量を行うことができる。
また、LC-MS/MSで測定する試料は、以下のようにして調製する。
・樹脂発泡シートを約2mm角の大きさに切断して約0.15gの抽出試料を採取する。
・該抽出試料を精秤し、該抽出試料を10mlのメタノールとともにPTFE(ポリテトラフロロエチレン)製の耐圧容器に入れ、該耐圧容器を密閉する。
・密閉した耐圧容器を120℃のオーブンで2時間加熱した後、オーブンから取り出して常温の室内で自然放冷する。
・室温まで冷却された耐圧容器を開けて容器内の抽出液を濾紙(No.5A)で濾過する。
・上記の濾過によって得られた濾液をLC-MS/MSでの測定試料とする。
・測定結果から、先に求めた検量線を使って濾液における脂肪酸化合物の量を算出する。
・濾液に含まれる脂肪酸化合物の量から樹脂発泡シートにおける脂肪酸化合物の含有量(ppm)を求める。
試料:3~8g
予熱:270秒
ロードホールド:30秒
試験温度:190℃
試験荷重:21.18N
ピストン移動距離(インターバル):25mm
試料の試験回数は3回とし、その平均をメルトマスフローレイト(g/10min)の値とすることができる。
PE1:高圧重合法で製造される化石燃料に由来する低密度ポリエチレン樹脂、密度:931kg/m3、MFR=4.0g/10min、植物由来度0%、化石燃料由来度100%。
PE2:高圧重合法で製造される植物に由来する低密度ポリエチレン樹脂、密度:923kg/m3、MFR=2.7g/10min、植物由来度95%、化石燃料由来度5%。
また、前記高分子型帯電防止剤として以下の「AS1-1」、「AS1-2」、「AS2」、「AS3」の略称で表した4種類のものを用意した。
AS1-1:イオン源としてカリウムを含んだエチレン・メタクリル酸ランダム共重合体であるアイオノマー型帯電防止剤。MFR=12g/10min
AS1-2:イオン源としてカリウムを含んだエチレン・メタクリル酸ランダム共重合体であるアイオノマー型帯電防止剤。MFR=4g/10min
AS2:ポリオレフィンブロックとポリオキシアルキレンによって構成された親水性ブロックとを備えたポリアルキレンオキサイド型帯電防止剤。MFR=28g/10min
AS3:ポリオレフィンブロックとポリオキシアルキレンによって構成された親水性ブロックとを備えたポリアルキレンオキサイド型帯電防止剤。MFR=33g/10min
さらに、界面活性剤として以下の「SA1」、「SA2」、「SA3」、「SA4」の略称で表した4種類のものを用意した。
SA1:アルキルスルホン酸ナトリウム
SA2:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
SA3:ポリエチレングリコール
SA4:ステアリン酸モノグリセリド
また、気泡調整剤として以下の「NA1」の略称で表した1種類のものを用意した。
NA1:アゾジカルボンアミド含有マスターバッチ
(実施例1)
(樹脂発泡シートの作製)
(製造例a)
化石燃料に由来するポリエチレン樹脂「PE1」、高分子型帯電防止剤「AS1-1」、気泡調整剤「NA1」のそれぞれを表1に示す割合でブレンドした混和物(配合No.:#E1)を調製した。
押出方向に向けて第一押出機、第二押出機の順に2台の押出機が連結されたタンデム式押出機の先端部(第二押出機の先端部)に出口直径が222mm(スリット幅0.04mm)のサーキュラーダイを装着した。
前記混和物をタンデム式押出機の第一押出機(シリンダー径:φ90mm)に供給し、該第一押出機で最高到達温度が210℃となるように溶融混練しつつ該第一押出機の途中から発泡剤として混合ブタン(イソブタン/ノルマルブタン=50/50(モル比))を圧入してさらに溶融混練を実施した。
混合ブタンの圧入量はポリエチレン樹脂100質量部に対する割合が18質量部となるように調製した。
この第一押出機での溶融混練後は、該第一押出機に連結された第二押出機(シリンダー径:φ150mm)で発泡に適する温度域(111℃)まで溶融混練物を冷却し、前記サーキュラーダイより大気中に押出発泡した。
その時の樹脂温度は112℃であった。
押出発泡された筒状発泡体を、エアーを吹き付けて冷却した後、直径770mm、長さ650mmの冷却マンドレル上を添わせて冷却し、冷却マンドレルの後部側に設けたカッターで押出方向に沿って筒状発泡体を切断し、速度40m/minで巻き取って長尺帯状の発泡シートを得、実施例1の製造例(a)の樹脂発泡シート(保護シート)を得た。また、高分子型帯電防止剤を「AS1-1」に代えて「AS1-2」を使用した材料(配合No.:#E5)で実施例5の樹脂発泡シート(保護シート)を得た。さらに、「AS1-1」の使用量を25質量部に変更した材料(配合No.:#E6)で実施例6の樹脂発泡シート(保護シート)を得た。得られた樹脂発泡シートの坪量、厚さ、見掛け密度を測定した結果を、併せて、表1に示す。
界面活性剤をさらに使用し、該界面活性剤と高分子型帯電防止剤との使用量を下記表1に示すようにしたこと以外は製造例(a)と同様に調製された#E2~#E4の材料で実施例2~4の樹脂発泡シートを作製した。
化石燃料に由来するポリエチレン樹脂「PE1」を、植物に由来するポリエチレン樹脂「PE2」に変更した以外は実施例1と同様に調製された#E7の材料で実施例7の樹脂発泡シートを作製した。
使用材料を下記表1に示す内容のもの(配合No.:#C1~#C4)に変更した以外は実施例1と同様に比較例1~4の樹脂発泡シートを作製した。
実施例、比較例で得られた樹脂発泡シートがディスプレイ用ガラス板を包装した状態で長期間保管した場合を模擬し、ガラス板の表面の清浄性にどのような影響を与えるかを接触角にて判定した。
まず、樹脂発泡シートを5cm×10cmの大きさに切って試験片とした。
洗浄・乾燥したガラス板(日本電気硝子株式会社製 無アルカリガラス OA-11)の上にこの試験片を乗せ、該試験片の全体に荷重が加わるように1kgの重りを乗せて、下記サイクルにて恒温恒湿槽(ISUZU製作所製、商品名「HPAV-120-40」)での加熱を行った。
(サイクル条件)
恒温恒湿槽での加熱は、下記(1)~(4)を1サイクルとして実施した。
(1)20℃・60%RHから60℃・90%RHまで1時間で昇温
(2)60℃・90%RHで1時間保持
(3)60℃・90%RHから20℃・60%RHまで1時間で降温
(4)20℃・60%RHで1時間保持
上記のサイクル加熱試験後のガラス板の表面から試験片を取り除き、家庭用アルカリ洗剤(花王株式会社製、商品名「アタック」)を0.4%含有する洗浄水で前記ガラス板を洗浄し、蒸留水にてすすぎ洗いを実施した後、温度30℃、相対湿度0%にて24時間乾燥した。
試料と接していたガラス板表面における精製水の接触角を協和界面科学株式会社製、固液界面解析装置(商品名「DROP MASTER300」)によって測定した。
尚、接触角は、それぞれ20点の測定を行い、その平均値によって算出した。
その結果に基づき、ガラス板に対する汚染性を下記の四段階で判定した。
(ガラス汚染性)
◎: 異物が3個以下
〇: 異物が4個以上10個以下
△: 異物が11個以上25個以下
×: 異物が26個以上
〇ガラス滑り性評価:ガラス滑り性評価として、動摩擦係数の測定を実施した。
◇前処理
・まず、ガラス板と樹脂発泡シートとをそれぞれ50mm×70mmのサイズに切り出したものを複数枚ずつ用意した。
・ガラス板と樹脂発泡シートを交互に重ね合わせ、直方体状の積層体を作製した。
・その積層体に1kgの重りを載せて、60℃、90%RH環境下で72時間保持した。
・72時間後の積層体からガラス板を取り出し、測定試料とした。
摩擦係数試験(JIS K7125)に準拠して、得られた測定試料について、動摩擦係数の測定を行った。
試験装置としては、(株)島津製作所製「オートグラフ AG-X plus 100kN」万能試験機及び同社製「TRAPEZIUM X」万能試験機データ処理を用いた。
相手材料は各実施例、比較例で製造した樹脂発泡シートとし、滑り片としては、固定治具の片面にガラス板(50mm×70mm)を装着して総質量が20gとなるように作製されたものを用い、下記測定条件にて、動摩擦係数を測定した。
試験速度:100mm/min
試験数:3
動摩擦係数(μD):積分平均荷重(N)/法線力0.215(N)
スプリング不使用、PEラインとフックは標準品使用
〇:動摩擦係数が3.5以上9以下
△:動摩擦係数が2.0以上3.4以下
×:動摩擦係数が1.0以上1.9以下
結果を、上記表2に示す。
(1)見掛け密度:100kg/m3以下、1点。100kg/m3超、0点。
(2)接触角:7度以下、2点。7度を超え10度未満、1点。10度以上、0点。
(3)ガラス汚染性:「◎」3点。「〇」2点。「△」1点。「×」0点。
(4)ガラス滑り性:「〇」2点。「△」1点。「×」0点。
総合評価:7点以上「◎」、5~6点「〇」、3~4点「△」、2点以下「×」
#E1~#E7の材料で構成され、下記表3に示すような表面粗さを有する実施例8~実施例14の樹脂発泡シート(保護シート)について、「無荷重厚さ(T0)」に対する「加圧時厚さ(Ta)」の比率(Ta/T0×100(%))や静電気減衰率などの特性を調査した。また、#C1~#C4の材料で構成され、下記表3に示すような表面粗さを有する比較例5~比較例8の樹脂発泡シート(保護シート)についても同様に評価した。結果を、下記表3に示す。
Claims (8)
- 樹脂発泡シートで構成されたガラス板用保護シートであって、
前記樹脂発泡シートは、
少なくとも表面がポリエチレン樹脂を含む樹脂組成物で構成され、
厚さが0.1mm以上0.5mm以下であり、
金属イオン抽出試験でのナトリウムイオンとリチウムイオンとの合計抽出量が0.1mg/m2以下で、
透湿度が100g/(m2・24h)以下で、且つ、
吸水率が2.0g/m2以下であるガラス板用保護シート。 - 前記樹脂発泡シートは、
両表面の内の少なくとも一方の表面での表面抵抗率が1×1012Ω以上1×1014Ω以下で、
静電気減衰率が40%以上95%以下であり、
前記樹脂組成物がアイオノマー型帯電防止剤を含み、
前記樹脂組成物での該アイオノマー型帯電防止剤の含有量は、前記ポリエチレン樹脂100質量部に対して5質量部以上20質量部以下である請求項1記載のガラス板用保護シート。 - 前記樹脂発泡シートは、
4kPaの圧力を厚さ方向に加えて測定した厚さである加圧時厚さが、圧力を加えずに測定した厚さである無荷重厚さの65%以上95%以下であり、
両表面の内の少なくとも一方の表面の算術平均粗さが50μm以上120μm以下であり、且つ、該表面の十点平均粗さを前記算術平均粗さで除した値が3.0以下である請求項1記載のガラス板用保護シート。 - 前記樹脂発泡シートは、
4kPaの圧力を厚さ方向に加えて測定した厚さである加圧時厚さが、圧力を加えずに測定した厚さである無荷重厚さの65%以上95%以下であり、
両表面の内の少なくとも一方の表面の算術平均粗さが50μm以上120μm以下であり、且つ、該表面の十点平均粗さを前記算術平均粗さで除した値が3.0以下である請求項2記載のガラス板用保護シート。 - 前記樹脂組成物には、アイオノマー型帯電防止剤が含まれており、且つ、該アイオノマー型帯電防止剤のJIS K7210:1999 B法によって測定されるメルトマスフローレイトが25g/10min以下である請求項1又は3記載のガラス板用保護シート。
- 前記アイオノマー型帯電防止剤のJIS K7210:1999 B法によって測定されるメルトマスフローレイトが25g/10min以下である請求項2又は4記載のガラス板用保護シート。
- 前記樹脂組成物には、アニオン系界面活性剤が含まれており、且つ、
該アニオン系界面活性剤は、前記ポリエチレン樹脂100質量部に対して0.01質量部以上0.5質量部以下の割合で含まれている請求項1乃至4の何れか1項に記載のガラス板用保護シート。 - 前記樹脂組成物は、植物に由来する前記ポリエチレン樹脂を含んでいる請求項1乃至4のいずれか1項に記載のガラス板用保護シート。
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