专利名称：无静电隔离板的制作方法
技术领域：
本发明涉及将容器多层叠层于货盘上使其单元化时所使用的隔离板(也叫做堆叠板)。
作为上述包装和运输的一种方式有单元负载化法。该方法是在包装或运输容器等时，以适当的个数或重量将它们汇集成一个单位、使其成为一体在作业过程中不拆散地用机器进行装卸的方法。
即，它是在将一定数量的容器成多列多层叠层在货盘上使其单元化后，供进行收缩包装或拉伸包装等包装的装卸作业，在使容器单元化时，为容器的稳定化、防止拆散、防尘等目的，在每一层插入隔离板。
过去，作为隔离板多使用纸质制品。但因为纸板吸水、吸潮等，其弯曲刚性、耐冲击性等机械强度低，反复使用受到限制。而且，由于原料是纸，起毛或破损、污染严重，因不卫生而被限制使用于食品及医药用品等怕尘埃的领域。
作为消除了这些问题的隔离板虽有塑料制的隔离板，但塑料制的隔离板存在的问题是静电严重而易引起尘埃。因而，作为塑料制的隔离板的防静电方法，提出了各种添加防静电剂或碳黑的方法。
然而，用添加防静电剂的方法，由于长期使用或塑料板的洗净会使防静电剂渗出，从而既污染环境及清洗液，防静电性能也降低。
另一方面，使用添加碳黑的塑料板，则耽心碳粉由表面游离，其本身变成尘埃而成为环境污染源。另外，由于添加碳黑而使塑料板变成乌黑色，其使用用途也往往受到限制。
因此，在日本特公平7-59642号公报中公开了一种隔离板，它是通过在聚烯烃树脂中添加导电性纤维来获得防静电性能的。这样，通过添加导电性纤维，既提高了耐水性及机械强度，也获得了具有耐久性优良的防静电性能的、不污染环境的隔离板。
但是，在聚烯烃树脂中添加导电性纤维时，因为聚烯烃系树脂是绝缘性材料，就会因为导电性纤维在其内部是否形成网络，即，在整个塑料板上导电性纤维之间是否相互接触或者是否接近于能使带电的电荷漏掉的程度，其防静电性能产生临界性的剧变。因此，一旦有导电性纤维之间接触或者不接近的区域，就会产生局部的防静电性能低的部位，从而使防静电性能不稳定。
另外，在使用导电性纤维时，若不以低速成形隔离板，则在隔离板的成形中，或者使导电性纤维折断，或者因难于得到导电性纤维之间的网络交织而增大导电性纤维间的距离，就会因导电性纤维产生的网络破坏而使隔离板的生产率降低。换言之，为了在整个塑料板上使其具有良好的防静电性能，就必须降低成形速度，从而使隔离板的制造成本提高。
在日本特公平8-13527号公报中公开了一种隔离板，它是通过使隔离板多层化而只在表面层添加导电性纤维，从而使导电性纤维的使用量减少。而在日本特开平11-35064号公报中公开了一种隔离板，它是在ABS聚合物制的隔离板中，通过与亲水性聚合物混合而实现防静电性能。
然而，使隔离板多层化而只在表面层添加导电性纤维的方法，由于必须制作多层板而使装置复杂化，不能说是最佳方法。而与亲水性聚合物混合物的方法，在隔离板是用ABS聚合物制造的时候，由于ABS聚合物与亲水性聚合物具有相溶性可实现防静电性能，但隔离板是用聚烯烃树脂制造的时候，聚烯烃系树脂为疏水性聚合物，与亲水性聚合物的相溶性极差。因此，即使聚烯烃树脂和亲水性聚合物混合，由于两者在成形时相互分离而形成孤岛结构，要在隔离板的整个表面上得到防静电性能是困难的。
本发明的第二目的是提供一种无静电隔离板，它是在聚烯烃系树脂中添加导电性纤维而得到防静电性能的同时，即使以高速成形时，在整个板面上也能得到稳定的防静电性能。
采用本发明的第一方案，提供了一种隔离板，它是在含有聚烯烃系树脂的无静电隔离板中，其特征在于至少含有将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂混合在上述聚烯烃系树脂中的组合物，其表面固有阻抗值在1011Ω以下。
这样，通过将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂混合在聚烯烃系树脂中，使该共聚树脂与聚烯烃系树脂相溶并分散于其中。因此，即使是使用聚烯烃系树脂的隔离板，也可以在无导电性纤维的情况下在整个板面上得到防静电性能。而且，由于仅仅通过在聚烯烃系树脂中混合共聚树脂，就能制造与成形通常的聚烯烃系树脂板相同的产品，制造也是很方便的。
采用本发明的第二方案，提供了一种隔离板，它是在含有聚烯烃系树脂的无静电隔离中，其特征在于至少含有将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂及导电性纤维材料混合在上述聚烯烃系树脂中的组合物，其表面固有阻抗值在107Ω以下。
这样，仅仅通过将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂混合在聚烯烃系树脂中，就使该共聚树脂与聚烯烃树脂相溶并分散于其中。其结果，即使以高速成形隔离板并因此而使导电性纤维间的距离增大时，由于共聚树脂的作用，导电性纤维的网络仍能良好地形成，从而可在整个板面上得到稳定的防静电性能。
这样，通过将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂加入到第一成分、即聚烯烃系树脂的基体中，由于共聚树脂的聚烯烃系骨架部分与聚烯烃系树脂具有相溶性，即使是使用作为疏水性树脂的聚烯烃系树脂的隔离板，共聚树脂也能部分地与聚烯烃系树脂的基体溶合并分散于其中。其结果，即使使用价格较高的导电性纤维，也能使整个隔离板得到防静电性能。另外，通过使聚烯烃系树脂中含有共聚树脂从而具有防静电性能，可以永久性维持其防静电性能，而不至于像过去添加防静电剂的隔离板那样因洗净就使防静电性能降低。而且，由于不必使用碳黑，可防止因碳黑本身产生的尘埃并可防止色调的发黑。再有，由于不用导电性纤维，因而可以以与制造通常的聚烯烃系树脂板相同的工艺方法方便而高效地制造隔离板。
隔离板中共聚树脂的含量优选3-20质量％。不足3质量％时，有不能得到充分的防静电性能的危险。而超过20质量％时，有大大改变聚烯烃树脂基体的性质的可能，而且，由于共聚树脂比聚烯烃系树脂的价格高，对制造成本也不利。
作为第一成分的聚烯烃系树脂，可使用聚丙烯树脂，聚乙烯树脂，乙烯丙烯共聚树脂等。作为构成共聚树脂的聚烯烃系骨架，为了将共聚树脂均匀地分散在聚烯烃系树脂中，最好使用与聚烯烃系树脂相同的材料。例如，在聚烯烃系树脂是聚丙烯时，宜用聚丙烯作聚烯烃系骨架。另外，作为构成共聚树脂的亲水性聚合物骨架，可利用具有酰胺基、醇基、羧基等的聚合物，具体的可列举聚酰胺骨架、聚乙烯醇骨架、聚乙二醇骨架等。
隔离板的表面固有阻抗值在1011Ω以下。表面固有阻抗值超过1011Ω时，防静电性能降低，容易吸附尘埃。
隔离板的厚度以0.3-15mm范围为宜。厚度小于0.3mm，隔离板的刚性等机械强度不足，而超过15mm时，隔离板的重量增大，有可能对装卸作业的自动化及操作带来障碍。当隔离板用于饮料食品用容器或药品用容器等要求卫生条件的容器的运输及包装时，为了抑制在隔离板上产生霉菌及杂菌，最好至少在隔离板的表面施加抗菌剂。作为抗菌剂，没有特别限制，可以使用含银、铜、锌等抗菌性金属、尤其是含银离子的溶解性玻璃。另外，作为在隔离板中施加抗菌剂的方法，可采用成形后在隔离板的表面涂覆抗菌剂的方法，和在成形前的隔离板材料中添加作为第三成分的抗菌剂的方法中的任一种。由于在成形前的隔离板材料中添加抗菌剂的方法不需要成形后的涂覆工序，可简化制造工艺、降低制造成本。
在上述例子中，虽以单层隔离板为例进行说明，但也可用于多层结构，这时，将由聚烯烃系树脂构成的板作为主层，通过将含有上述至少第一成分和第二成分的板作为表层叠层在主层单面或两面上而构成多层，可减少共聚树脂的用量。
下面，说明第二实施方式。
在上述第一实施方式中，不使用导电性纤维，虽已在整个板面上实现稳定的防静电性能，但有时也要求更高性能的隔离板。本实施方式使用导电性纤维以满足这方面的要求，并通过使用导电性纤维以便尽可能抑制生产率的降低。
即，本实施方式的隔离板是将聚烯烃系树脂作为第一成分，将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂作为第二成分，将导电性纤维作为第三成分，将它们混合后通过挤压成形法等成形为板状。
关于第一成分和第二成分，构成它们的树脂及含量等于第一实施方式相同。
作为第三成分的导电性纤维，用于赋予隔离板防静电性能。通过使其含有导电性纤维，不致像添加防静电剂那样因洗净而使防静电效果降低，可永久保持防静电性能的同时，由于不使用碳黑，可防止因碳黑本身产生的尘埃。
作为导电性纤维，除一般的碳纤维外，可列举由铝、黄铜、不锈钢等组成的金属纤维，在玻璃纤维上包覆银、铜、黄铜、镍等金属粉末的纤维，或混入银、铜、黄铜、镍等金属粉末的合成纤维等。其中，碳纤维及涂覆镍的碳纤维从刚性及添加时的表面阻抗值等性能方面、进而从价格方面等考虑为最好。碳纤维具有PAN系列和沥青系列，PAN系列可提高刚性。另外，纤维可以是短纤维或长纤维中的任何一种，但优选能以少的添加量获得显著效果的长纤维。
另一方面，作为第二成分的共聚树脂，即使以高速成形隔离板，也可排除因此对导电性纤维产生的不良影响，可使导电性纤维的特性最大限度地发挥，其结果，可用于在整个板面上使防静电性能稳定。
当在聚烯烃系树脂中添加导电性纤维以赋予其防静电性能时，如上所述，为了使整个板面上具有稳定的防静电性能，必须使导电性纤维之间相互以接触或接近的状态在整个板面上形成导电性纤维的网络。但是，添加导电性纤维时，如以高速成形隔离板，成形时由于施加在熔融的聚烯烃系树脂上的剪切力使导电性纤维折断，其结果，导电性纤维的平均长度变短，其网络受到损害。在挤压成形时尤为显著，在添加导电性纤维的情况下成形速度一高，导电性纤维在挤压方向上的排列程度增高，与其交叉方向上导电性纤维之间的交织就难于得到。
另一方面，作为赋予树脂制品防静电性能的其它方法，已知的有混合亲水性聚合物，通过该亲水性聚合物在表面上吸附的空气中的水分，使在树脂制品上产生的电荷由树脂制品漏掉，从而防止树脂制品带静电。如果利用这一点，即使导电性纤维折断或者在挤压方向排列程度增加等使导电性纤维间的距离增大，仍可认为通过亲水性聚合物形成了导电性纤维网络。
但是，由于聚烯烃系树脂是疏水性的，与具有亲水性的添加剂没有相溶性，仅仅在聚烯烃系树脂中混合亲水性聚合物，两者在成形时相互分离而形成孤岛结构。其结果，亲水性的聚合物不能分散在聚烯烃系树脂中，不能实现利用导电性纤维就在整个板面上使防静电性能稳定。
因此，如上所述，通过将具有聚烯烃系骨架和亲水性骨架两者的共聚树脂加入到作为第一成分的聚烯烃系树脂的基体中，由于共聚树脂的聚烯烃系骨架部分与聚烯烃系树脂具有相溶性，共聚树脂就部分地溶入聚烯烃系树脂的基体中并分散于其中。因此，电荷能够移动的导电性纤维间的距离与只有聚烯烃系树脂的情况相比增大，因而，即使通过高速成形隔离板使导电性纤维间的距离增大时，由于共聚树脂的作用，可使导电性纤维间成为电荷能够移动的状态，从而能在整个板面上得到稳定的防静电性能。
隔离板的表面固有阻抗值要求为难于吸附尘埃的值，在本实施方式中，考虑到含有导电性纤维，有必要定在107Ω以下。当表面固有阻抗值超过107Ω时，防静电性能就降低，容易吸附尘埃。隔离板的厚度同第一实施方式相同。即使在本实施方式中，与第一实施方式中所述的相同，根据隔离板的用途，最好至少在其表面施加抗菌剂。再有，在本实施方式中，与第一实施方式中所述的相同，也可将隔离板做成多层结构。
实施例以下，对本发明的具体实施例与比较例一起进行说明。
首先，说明第一实施方式的实施例。
实施例1-1作为第一成分的聚烯烃系树脂使用サンアロマ一社制造的聚丙烯，商品名为E300A，作为第二成分的共聚树脂使用三详化成工业社制造的防静电剂，商品名为PELESTAT3000，将它们混合后用单层T型模装置成形，制得厚度为1mm的隔离板。在本实施例中所使用的共聚树脂具有作为聚烯烃系骨架的聚丙烯和作为亲水性聚合物骨架的聚乙二醇。共聚树脂的含量为10质量％。单层T型模装置的成形能力为最大10米/分钟，在本实施例中以最大速度成形。
实施例1-2除了将共聚树脂的含量改为5质量％以外，其余同实施例1-1相同，制得隔离板。
实施例1-3使用多层T型模装置，制作具有主层和表层二层结构的隔离板。构成主层的材料使用サンアロマ一社制造的聚丙烯，商品名为E300A。表层使用与实施例1-2中相同的组成。各层的厚度为主厚0.85mm，表层0.15mm，隔离板的整个厚度为1mm。多层T型模装置的成形能力最大为10米/分钟，在本实施例中以最大速度成形。
比较例1-1使用实施例1-1中所用的聚丙烯，用同实施例1-1相同的单层T型模装置成形，制得厚度为1mm的隔离板。隔离板的成形速度为10米/分钟。
比较例1-2在实施例1-1所用的聚丙烯中添加碳纤维(东邦テナツク社制造的碳纤维，商品名为BESFIGHT HTA)，使用与实施例1-1相同的单层T型模装置制得1mm厚的隔离板。碳纤维的含量为10质量％。关于成形速度，当提高成形速时，由于隔离板的表面固有阻抗值增加过高，因而将其下降到能发挥碳纤维效果的范围。成形速度一旦降低，出现表面固有阻抗值突然变小的临界值，在本实施例中，当时的成形速度为4米/分钟。
比较例1-3使用多层T型模装置，制作具有主层和表层二层结构的隔离板。主层使用与比较例1-1相同的聚丙烯，表层使用与比较例1-2相同的组成。各层的厚度为，主层0.85mm，表层0.15mm，整个隔离板的厚度为1mm。关于成形速度，与比较例1-2相同，将其降到能发挥碳纤维的效果的范围内进行。在本实施例中为3米/分钟。
将上述实施例1-1～1-3和比较例1-1～1-3的组成和评价示于表1。在表1中，关于材料成本，以只使用聚丙烯者作为基准，其为1.5倍以下时记为“◎”，超过1.5倍、不足2倍时记为“○”，超过2倍时记为“△”，其中，大幅度地超过2倍时记为“×”。另外，关于生产率，以成形装置的最大速度成形隔离板时记为“○”，以最大速度的一半以下的速度成形时记为“×”。
表1
在实施例1-1～1-3中，即使以T型模装置的最大能力进行成形也可以没有问题的进行成形，还可以将表面固有阻抗值作到1011Ω以下，能够得到具有足够防静电性能的隔离板。另一方面，在比较例1-1中，材料成本虽然廉价而生产率也高，但表面固有阻抗值高达1015Ω，不能具有足够的防静电性能。另外，在比较例1-2和1-3中，通过含有碳纤维虽使防静电性能达到足够，但为此不得不降低成形速度，其结果，生产率降低到一半以下。由以上可见，通过含有具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架的共聚树脂，不用碳纤维，也可以以高的生产率制造整个板面上具有稳定的防静电性能的隔离板。
下面，说明第二实施方式的实施例。
实施例2-1
作为第一成分的聚烯烃系树脂使用サンアロマ一社制造的商品名为E300A，作为第二成分的共聚树脂使用三洋化成工业社制造的防静电剂，商品名为PELESTAT3000，作为第三成分的导电性纤维使用东邦テナツク社制造的碳纤维，商品名为BESFIGHT HTA，将它们混合后用单层T型模装置成形，制得厚度为1mm的隔离板。本实施例中所用的共聚树脂具有作为聚烯烃系骨架的聚丙烯和作为亲水性聚合物骨架的聚乙二醇。而导电性纤维的含量为10质量％，共聚树脂的含量为5质量％。单层T型模装置的成形能力最大为10米/分钟，在本实施例中以其最大速度成形。
实施例2-2使用多层T型模装置，制作具有主层和表层二层结构的隔离板。构成主层的材料使用サンアロマ一社制造的聚丙烯，商品名为E300A。表层与实施例2-1中所用的组成相同。各层的厚度为主层0.85mm，表层0.15mm，整个隔离板的厚度为1mm。多层T型模装置的成形能力最大为10米/分钟，在本实施例中以其最大速度成形。
比较例2-1将实施例2-1中所用的聚丙烯和碳纤维混合，与实施例2-1相同地用单层T型模装置成形，制得厚度为1mm的隔离板。碳纤维的含量为10质量％。隔离板的成形速度为10米/分钟。
比较例2-2除了将成形速度改为4米/分钟外，其余与比较例2-1相同地制得隔离板。
将上述实施例2-1，2-2和比较例2-1，2-2的组成和评价结果示于表2。表2中，对于生产率，将以成形装置的最大速度成形隔离板时记为“○”，以最大速度的一半以下的速度成形时记为“×”。
表2
在实施例2-1和2-2中，即使以T型模装置的最大能力进行成形也能没有问题的成形，而其表面固有阻抗值为107Ω以下，可得到具有充分防静电性能的隔离板。另一方面，在比较例中，如将成形速度加快以提高生产率，就不能充分形成碳纤维的网络结构，其结果，表面固有阻抗值也增高，未能具有必要的防静电性能(比较例2-1)。相反，将成形速度降低以便形成碳纤维的网络结构，使表面固有阻抗值达107Ω以下，其生产率也降低(比较例2-2)。由以上可以看出，通过含有具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架的共聚树脂，能很好地形成碳纤维的网络，从而能以高的生产率制造具有稳定的防静电性能的隔离板。
权利要求
1.一种无静电隔离板，是含有聚烯烃系树脂的无静电隔离板，其特征在于在上述聚烯烃系树脂中，至少含有将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂混合在其中的组合物，其表面固有阻抗值在1011Ω以下。
2.一种无静电隔离板，是含有聚烯烃系树脂的无静电隔离板，其特征在于在上述聚烯烃系树脂中，至少含有将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂与导电性纤维混合在其中的组合物，其表面固有阻抗值在107Ω以下。
3.根据权利要求2所述的无静电隔离板，其特征在于上述导电性纤维为碳纤维。
4.根据权利要求1或2所述的无静电隔离板，其特征在于上述聚烯烃系树脂和上述聚烯烃系骨架是聚丙烯。
5.根据权利要求1或2所述的无静电隔离板，其特征在于上述亲水性聚合物骨架是聚乙二醇。
6.根据权利要求1或2所述的无静电隔离板，其特征在于上述共聚树脂的含量为3-20质量％。
7.根据权利要求1或2所述的无静电隔离板，其特征在于至少在表面施加抗菌剂。
8.根据权利要求1或2所述的无静电隔离板，其特征在于由聚烯烃系树脂构成的主层和在该主层的单面或双面叠层的由上述组合物构造的表层构成。
9.根据权利要求1或2所述的无静电隔离板，其特征在于其厚度在0.3mm-15mm范围内。
全文摘要
一种隔离板，含有将具有聚烯烃系骨架和亲水性聚合物骨架两者的共聚树脂混合在聚烯烃系树脂中的组合物。隔离板的表面固有阻抗在10
文档编号C09K3/16GK1412086SQ02131428
公开日2003年4月23日 申请日期2002年10月10日 优先权日2001年10月10日
发明者石田大, 加藤忠义 申请人:新日本石油化学株式会社