專利名稱：無靜電隔離板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將容器多層疊層于貨盤上使其單元化時所使用的隔離板(也叫做堆疊板)。
作為上述包裝和運輸?shù)囊环N方式有單元負載化法。該方法是在包裝或運輸容器等時，以適當?shù)膫€數(shù)或重量將它們匯集成一個單位、使其成為一體在作業(yè)過程中不拆散地用機器進行裝卸的方法。
即，它是在將一定數(shù)量的容器成多列多層疊層在貨盤上使其單元化后，供進行收縮包裝或拉伸包裝等包裝的裝卸作業(yè)，在使容器單元化時，為容器的穩(wěn)定化、防止拆散、防塵等目的，在每一層插入隔離板。
過去，作為隔離板多使用紙質制品。但因為紙板吸水、吸潮等，其彎曲剛性、耐沖擊性等機械強度低，反復使用受到限制。而且，由于原料是紙，起毛或破損、污染嚴重，因不衛(wèi)生而被限制使用于食品及醫(yī)藥用品等怕塵埃的領域。
作為消除了這些問題的隔離板雖有塑料制的隔離板，但塑料制的隔離板存在的問題是靜電嚴重而易引起塵埃。因而，作為塑料制的隔離板的防靜電方法，提出了各種添加防靜電劑或碳黑的方法。
然而，用添加防靜電劑的方法，由于長期使用或塑料板的洗凈會使防靜電劑滲出，從而既污染環(huán)境及清洗液，防靜電性能也降低。
另一方面，使用添加碳黑的塑料板，則耽心碳粉由表面游離，其本身變成塵埃而成為環(huán)境污染源。另外，由于添加碳黑而使塑料板變成烏黑色，其使用用途也往往受到限制。
因此，在日本特公平7-59642號公報中公開了一種隔離板，它是通過在聚烯烴樹脂中添加導電性纖維來獲得防靜電性能的。這樣，通過添加導電性纖維，既提高了耐水性及機械強度，也獲得了具有耐久性優(yōu)良的防靜電性能的、不污染環(huán)境的隔離板。
但是，在聚烯烴樹脂中添加導電性纖維時，因為聚烯烴系樹脂是絕緣性材料，就會因為導電性纖維在其內部是否形成網絡，即，在整個塑料板上導電性纖維之間是否相互接觸或者是否接近于能使帶電的電荷漏掉的程度，其防靜電性能產生臨界性的劇變。因此，一旦有導電性纖維之間接觸或者不接近的區(qū)域，就會產生局部的防靜電性能低的部位，從而使防靜電性能不穩(wěn)定。
另外，在使用導電性纖維時，若不以低速成形隔離板，則在隔離板的成形中，或者使導電性纖維折斷，或者因難于得到導電性纖維之間的網絡交織而增大導電性纖維間的距離，就會因導電性纖維產生的網絡破壞而使隔離板的生產率降低。換言之，為了在整個塑料板上使其具有良好的防靜電性能，就必須降低成形速度，從而使隔離板的制造成本提高。
在日本特公平8-13527號公報中公開了一種隔離板，它是通過使隔離板多層化而只在表面層添加導電性纖維，從而使導電性纖維的使用量減少。而在日本特開平11-35064號公報中公開了一種隔離板，它是在ABS聚合物制的隔離板中，通過與親水性聚合物混合而實現(xiàn)防靜電性能。
然而，使隔離板多層化而只在表面層添加導電性纖維的方法，由于必須制作多層板而使裝置復雜化，不能說是最佳方法。而與親水性聚合物混合物的方法，在隔離板是用ABS聚合物制造的時候，由于ABS聚合物與親水性聚合物具有相溶性可實現(xiàn)防靜電性能，但隔離板是用聚烯烴樹脂制造的時候，聚烯烴系樹脂為疏水性聚合物，與親水性聚合物的相溶性極差。因此，即使聚烯烴樹脂和親水性聚合物混合，由于兩者在成形時相互分離而形成孤島結構，要在隔離板的整個表面上得到防靜電性能是困難的。
本發(fā)明的第二目的是提供一種無靜電隔離板，它是在聚烯烴系樹脂中添加導電性纖維而得到防靜電性能的同時，即使以高速成形時，在整個板面上也能得到穩(wěn)定的防靜電性能。
采用本發(fā)明的第一方案，提供了一種隔離板，它是在含有聚烯烴系樹脂的無靜電隔離板中，其特征在于至少含有將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂混合在上述聚烯烴系樹脂中的組合物，其表面固有阻抗值在1011Ω以下。
這樣，通過將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂混合在聚烯烴系樹脂中，使該共聚樹脂與聚烯烴系樹脂相溶并分散于其中。因此，即使是使用聚烯烴系樹脂的隔離板，也可以在無導電性纖維的情況下在整個板面上得到防靜電性能。而且，由于僅僅通過在聚烯烴系樹脂中混合共聚樹脂，就能制造與成形通常的聚烯烴系樹脂板相同的產品，制造也是很方便的。
采用本發(fā)明的第二方案，提供了一種隔離板，它是在含有聚烯烴系樹脂的無靜電隔離中，其特征在于至少含有將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂及導電性纖維材料混合在上述聚烯烴系樹脂中的組合物，其表面固有阻抗值在107Ω以下。
這樣，僅僅通過將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂混合在聚烯烴系樹脂中，就使該共聚樹脂與聚烯烴樹脂相溶并分散于其中。其結果，即使以高速成形隔離板并因此而使導電性纖維間的距離增大時，由于共聚樹脂的作用，導電性纖維的網絡仍能良好地形成，從而可在整個板面上得到穩(wěn)定的防靜電性能。
這樣，通過將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂加入到第一成分、即聚烯烴系樹脂的基體中，由于共聚樹脂的聚烯烴系骨架部分與聚烯烴系樹脂具有相溶性，即使是使用作為疏水性樹脂的聚烯烴系樹脂的隔離板，共聚樹脂也能部分地與聚烯烴系樹脂的基體溶合并分散于其中。其結果，即使使用價格較高的導電性纖維，也能使整個隔離板得到防靜電性能。另外，通過使聚烯烴系樹脂中含有共聚樹脂從而具有防靜電性能，可以永久性維持其防靜電性能，而不至于像過去添加防靜電劑的隔離板那樣因洗凈就使防靜電性能降低。而且，由于不必使用碳黑，可防止因碳黑本身產生的塵埃并可防止色調的發(fā)黑。再有，由于不用導電性纖維，因而可以以與制造通常的聚烯烴系樹脂板相同的工藝方法方便而高效地制造隔離板。
隔離板中共聚樹脂的含量優(yōu)選3-20質量％。不足3質量％時，有不能得到充分的防靜電性能的危險。而超過20質量％時，有大大改變聚烯烴樹脂基體的性質的可能，而且，由于共聚樹脂比聚烯烴系樹脂的價格高，對制造成本也不利。
作為第一成分的聚烯烴系樹脂，可使用聚丙烯樹脂，聚乙烯樹脂，乙烯丙烯共聚樹脂等。作為構成共聚樹脂的聚烯烴系骨架，為了將共聚樹脂均勻地分散在聚烯烴系樹脂中，最好使用與聚烯烴系樹脂相同的材料。例如，在聚烯烴系樹脂是聚丙烯時，宜用聚丙烯作聚烯烴系骨架。另外，作為構成共聚樹脂的親水性聚合物骨架，可利用具有酰胺基、醇基、羧基等的聚合物，具體的可列舉聚酰胺骨架、聚乙烯醇骨架、聚乙二醇骨架等。
隔離板的表面固有阻抗值在1011Ω以下。表面固有阻抗值超過1011Ω時，防靜電性能降低，容易吸附塵埃。
隔離板的厚度以0.3-15mm范圍為宜。厚度小于0.3mm，隔離板的剛性等機械強度不足，而超過15mm時，隔離板的重量增大，有可能對裝卸作業(yè)的自動化及操作帶來障礙。當隔離板用于飲料食品用容器或藥品用容器等要求衛(wèi)生條件的容器的運輸及包裝時，為了抑制在隔離板上產生霉菌及雜菌，最好至少在隔離板的表面施加抗菌劑。作為抗菌劑，沒有特別限制，可以使用含銀、銅、鋅等抗菌性金屬、尤其是含銀離子的溶解性玻璃。另外，作為在隔離板中施加抗菌劑的方法，可采用成形后在隔離板的表面涂覆抗菌劑的方法，和在成形前的隔離板材料中添加作為第三成分的抗菌劑的方法中的任一種。由于在成形前的隔離板材料中添加抗菌劑的方法不需要成形后的涂覆工序，可簡化制造工藝、降低制造成本。
在上述例子中，雖以單層隔離板為例進行說明，但也可用于多層結構，這時，將由聚烯烴系樹脂構成的板作為主層，通過將含有上述至少第一成分和第二成分的板作為表層疊層在主層單面或兩面上而構成多層，可減少共聚樹脂的用量。
下面，說明第二實施方式。
在上述第一實施方式中，不使用導電性纖維，雖已在整個板面上實現(xiàn)穩(wěn)定的防靜電性能，但有時也要求更高性能的隔離板。本實施方式使用導電性纖維以滿足這方面的要求，并通過使用導電性纖維以便盡可能抑制生產率的降低。
即，本實施方式的隔離板是將聚烯烴系樹脂作為第一成分，將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂作為第二成分，將導電性纖維作為第三成分，將它們混合后通過擠壓成形法等成形為板狀。
關于第一成分和第二成分，構成它們的樹脂及含量等于第一實施方式相同。
作為第三成分的導電性纖維，用于賦予隔離板防靜電性能。通過使其含有導電性纖維，不致像添加防靜電劑那樣因洗凈而使防靜電效果降低，可永久保持防靜電性能的同時，由于不使用碳黑，可防止因碳黑本身產生的塵埃。
作為導電性纖維，除一般的碳纖維外，可列舉由鋁、黃銅、不銹鋼等組成的金屬纖維，在玻璃纖維上包覆銀、銅、黃銅、鎳等金屬粉末的纖維，或混入銀、銅、黃銅、鎳等金屬粉末的合成纖維等。其中，碳纖維及涂覆鎳的碳纖維從剛性及添加時的表面阻抗值等性能方面、進而從價格方面等考慮為最好。碳纖維具有PAN系列和瀝青系列，PAN系列可提高剛性。另外，纖維可以是短纖維或長纖維中的任何一種，但優(yōu)選能以少的添加量獲得顯著效果的長纖維。
另一方面，作為第二成分的共聚樹脂，即使以高速成形隔離板，也可排除因此對導電性纖維產生的不良影響，可使導電性纖維的特性最大限度地發(fā)揮，其結果，可用于在整個板面上使防靜電性能穩(wěn)定。
當在聚烯烴系樹脂中添加導電性纖維以賦予其防靜電性能時，如上所述，為了使整個板面上具有穩(wěn)定的防靜電性能，必須使導電性纖維之間相互以接觸或接近的狀態(tài)在整個板面上形成導電性纖維的網絡。但是，添加導電性纖維時，如以高速成形隔離板，成形時由于施加在熔融的聚烯烴系樹脂上的剪切力使導電性纖維折斷，其結果，導電性纖維的平均長度變短，其網絡受到損害。在擠壓成形時尤為顯著，在添加導電性纖維的情況下成形速度一高，導電性纖維在擠壓方向上的排列程度增高，與其交叉方向上導電性纖維之間的交織就難于得到。
另一方面，作為賦予樹脂制品防靜電性能的其它方法，已知的有混合親水性聚合物，通過該親水性聚合物在表面上吸附的空氣中的水分，使在樹脂制品上產生的電荷由樹脂制品漏掉，從而防止樹脂制品帶靜電。如果利用這一點，即使導電性纖維折斷或者在擠壓方向排列程度增加等使導電性纖維間的距離增大，仍可認為通過親水性聚合物形成了導電性纖維網絡。
但是，由于聚烯烴系樹脂是疏水性的，與具有親水性的添加劑沒有相溶性，僅僅在聚烯烴系樹脂中混合親水性聚合物，兩者在成形時相互分離而形成孤島結構。其結果，親水性的聚合物不能分散在聚烯烴系樹脂中，不能實現(xiàn)利用導電性纖維就在整個板面上使防靜電性能穩(wěn)定。
因此，如上所述，通過將具有聚烯烴系骨架和親水性骨架兩者的共聚樹脂加入到作為第一成分的聚烯烴系樹脂的基體中，由于共聚樹脂的聚烯烴系骨架部分與聚烯烴系樹脂具有相溶性，共聚樹脂就部分地溶入聚烯烴系樹脂的基體中并分散于其中。因此，電荷能夠移動的導電性纖維間的距離與只有聚烯烴系樹脂的情況相比增大，因而，即使通過高速成形隔離板使導電性纖維間的距離增大時，由于共聚樹脂的作用，可使導電性纖維間成為電荷能夠移動的狀態(tài)，從而能在整個板面上得到穩(wěn)定的防靜電性能。
隔離板的表面固有阻抗值要求為難于吸附塵埃的值，在本實施方式中，考慮到含有導電性纖維，有必要定在107Ω以下。當表面固有阻抗值超過107Ω時，防靜電性能就降低，容易吸附塵埃。隔離板的厚度同第一實施方式相同。即使在本實施方式中，與第一實施方式中所述的相同，根據(jù)隔離板的用途，最好至少在其表面施加抗菌劑。再有，在本實施方式中，與第一實施方式中所述的相同，也可將隔離板做成多層結構。
實施例以下，對本發(fā)明的具體實施例與比較例一起進行說明。
首先，說明第一實施方式的實施例。
實施例1-1作為第一成分的聚烯烴系樹脂使用サンアロマ一社制造的聚丙烯，商品名為E300A，作為第二成分的共聚樹脂使用三詳化成工業(yè)社制造的防靜電劑，商品名為PELESTAT3000，將它們混合后用單層T型模裝置成形，制得厚度為1mm的隔離板。在本實施例中所使用的共聚樹脂具有作為聚烯烴系骨架的聚丙烯和作為親水性聚合物骨架的聚乙二醇。共聚樹脂的含量為10質量％。單層T型模裝置的成形能力為最大10米/分鐘，在本實施例中以最大速度成形。
實施例1-2除了將共聚樹脂的含量改為5質量％以外，其余同實施例1-1相同，制得隔離板。
實施例1-3使用多層T型模裝置，制作具有主層和表層二層結構的隔離板。構成主層的材料使用サンアロマ一社制造的聚丙烯，商品名為E300A。表層使用與實施例1-2中相同的組成。各層的厚度為主厚0.85mm，表層0.15mm，隔離板的整個厚度為1mm。多層T型模裝置的成形能力最大為10米/分鐘，在本實施例中以最大速度成形。
比較例1-1使用實施例1-1中所用的聚丙烯，用同實施例1-1相同的單層T型模裝置成形，制得厚度為1mm的隔離板。隔離板的成形速度為10米/分鐘。
比較例1-2在實施例1-1所用的聚丙烯中添加碳纖維(東邦テナツク社制造的碳纖維，商品名為BESFIGHT HTA)，使用與實施例1-1相同的單層T型模裝置制得1mm厚的隔離板。碳纖維的含量為10質量％。關于成形速度，當提高成形速時，由于隔離板的表面固有阻抗值增加過高，因而將其下降到能發(fā)揮碳纖維效果的范圍。成形速度一旦降低，出現(xiàn)表面固有阻抗值突然變小的臨界值，在本實施例中，當時的成形速度為4米/分鐘。
比較例1-3使用多層T型模裝置，制作具有主層和表層二層結構的隔離板。主層使用與比較例1-1相同的聚丙烯，表層使用與比較例1-2相同的組成。各層的厚度為，主層0.85mm，表層0.15mm，整個隔離板的厚度為1mm。關于成形速度，與比較例1-2相同，將其降到能發(fā)揮碳纖維的效果的范圍內進行。在本實施例中為3米/分鐘。
將上述實施例1-1～1-3和比較例1-1～1-3的組成和評價示于表1。在表1中，關于材料成本，以只使用聚丙烯者作為基準，其為1.5倍以下時記為“◎”，超過1.5倍、不足2倍時記為“○”，超過2倍時記為“△”，其中，大幅度地超過2倍時記為“×”。另外，關于生產率，以成形裝置的最大速度成形隔離板時記為“○”，以最大速度的一半以下的速度成形時記為“×”。
表1

在實施例1-1～1-3中，即使以T型模裝置的最大能力進行成形也可以沒有問題的進行成形，還可以將表面固有阻抗值作到1011Ω以下，能夠得到具有足夠防靜電性能的隔離板。另一方面，在比較例1-1中，材料成本雖然廉價而生產率也高，但表面固有阻抗值高達1015Ω，不能具有足夠的防靜電性能。另外，在比較例1-2和1-3中，通過含有碳纖維雖使防靜電性能達到足夠，但為此不得不降低成形速度，其結果，生產率降低到一半以下。由以上可見，通過含有具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架的共聚樹脂，不用碳纖維，也可以以高的生產率制造整個板面上具有穩(wěn)定的防靜電性能的隔離板。
下面，說明第二實施方式的實施例。
實施例2-1
作為第一成分的聚烯烴系樹脂使用サンアロマ一社制造的商品名為E300A，作為第二成分的共聚樹脂使用三洋化成工業(yè)社制造的防靜電劑，商品名為PELESTAT3000，作為第三成分的導電性纖維使用東邦テナツク社制造的碳纖維，商品名為BESFIGHT HTA，將它們混合后用單層T型模裝置成形，制得厚度為1mm的隔離板。本實施例中所用的共聚樹脂具有作為聚烯烴系骨架的聚丙烯和作為親水性聚合物骨架的聚乙二醇。而導電性纖維的含量為10質量％，共聚樹脂的含量為5質量％。單層T型模裝置的成形能力最大為10米/分鐘，在本實施例中以其最大速度成形。
實施例2-2使用多層T型模裝置，制作具有主層和表層二層結構的隔離板。構成主層的材料使用サンアロマ一社制造的聚丙烯，商品名為E300A。表層與實施例2-1中所用的組成相同。各層的厚度為主層0.85mm，表層0.15mm，整個隔離板的厚度為1mm。多層T型模裝置的成形能力最大為10米/分鐘，在本實施例中以其最大速度成形。
比較例2-1將實施例2-1中所用的聚丙烯和碳纖維混合，與實施例2-1相同地用單層T型模裝置成形，制得厚度為1mm的隔離板。碳纖維的含量為10質量％。隔離板的成形速度為10米/分鐘。
比較例2-2除了將成形速度改為4米/分鐘外，其余與比較例2-1相同地制得隔離板。
將上述實施例2-1，2-2和比較例2-1，2-2的組成和評價結果示于表2。表2中，對于生產率，將以成形裝置的最大速度成形隔離板時記為“○”，以最大速度的一半以下的速度成形時記為“×”。
表2

在實施例2-1和2-2中，即使以T型模裝置的最大能力進行成形也能沒有問題的成形，而其表面固有阻抗值為107Ω以下，可得到具有充分防靜電性能的隔離板。另一方面，在比較例中，如將成形速度加快以提高生產率，就不能充分形成碳纖維的網絡結構，其結果，表面固有阻抗值也增高，未能具有必要的防靜電性能(比較例2-1)。相反，將成形速度降低以便形成碳纖維的網絡結構，使表面固有阻抗值達107Ω以下，其生產率也降低(比較例2-2)。由以上可以看出，通過含有具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架的共聚樹脂，能很好地形成碳纖維的網絡，從而能以高的生產率制造具有穩(wěn)定的防靜電性能的隔離板。
權利要求
1.一種無靜電隔離板，是含有聚烯烴系樹脂的無靜電隔離板，其特征在于在上述聚烯烴系樹脂中，至少含有將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂混合在其中的組合物，其表面固有阻抗值在1011Ω以下。
2.一種無靜電隔離板，是含有聚烯烴系樹脂的無靜電隔離板，其特征在于在上述聚烯烴系樹脂中，至少含有將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂與導電性纖維混合在其中的組合物，其表面固有阻抗值在107Ω以下。
3.根據(jù)權利要求2所述的無靜電隔離板，其特征在于上述導電性纖維為碳纖維。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的無靜電隔離板，其特征在于上述聚烯烴系樹脂和上述聚烯烴系骨架是聚丙烯。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的無靜電隔離板，其特征在于上述親水性聚合物骨架是聚乙二醇。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的無靜電隔離板，其特征在于上述共聚樹脂的含量為3-20質量％。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的無靜電隔離板，其特征在于至少在表面施加抗菌劑。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的無靜電隔離板，其特征在于由聚烯烴系樹脂構成的主層和在該主層的單面或雙面疊層的由上述組合物構造的表層構成。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的無靜電隔離板，其特征在于其厚度在0.3mm-15mm范圍內。
全文摘要
一種隔離板，含有將具有聚烯烴系骨架和親水性聚合物骨架兩者的共聚樹脂混合在聚烯烴系樹脂中的組合物。隔離板的表面固有阻抗在10
文檔編號C09K3/16GK1412086SQ02131428
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月10日 優(yōu)先權日2001年10月10日
發(fā)明者石田大, 加藤忠義 申請人:新日本石油化學株式會社