DE1694525A1

DE1694525A1 - Verfahren zum Antistatischmachen von Kunstharzen und antistatisches Mittel fuer Kunstharze

Info

Publication number: DE1694525A1
Application number: DE19671694525
Authority: DE
Inventors: Makoto Funatsu; Yasuhiro Torimae
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1966-01-14
Filing date: 1967-01-12
Publication date: 1971-03-18
Also published as: DE1694525C3; US3445396A; DE1694525B2

Description

Verfahren zum Antistatischmachen von Kunstharzen und antistatisches Mittel für Kunstharze.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Ansammlung von Ladungen statischer Elektrizität auf Kunstharzen, wie zum Beispiel Polyäthylen, Polypropylen oder weiches Polyvinylchloridharz durch Einbringen eines antistatischen Mittels. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Antistatischmachen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man als antistatisches Mittel eine Zusammensetzung von zwei Verbindungen mit den allgemeinen Formeln

R₁N

NjH₂OH₂OH

R₂OH

(I) und

(II)

worin R-, und R₂ jeweils eine Alkyl- oder Alkenylgruppe ait 8 biß 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, verwendet. Weiterhin

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betrifft die Erfindung ein antistatisches Mittel, das aus den beiden Verbindungen (I) und (II) zusammengesetzt ist«

Es ist erforderlich, dass ein antistatisches Mittel für Kunstharze antistatische Eigenschaften haben soll und gleichzeitig nicht die für Kunstharze zu fordernden Eigenschaften der intihaftklebung und der Bedruckbarkeit beeinträchtigen soll. Dennoch wurde bisher kein antistatisches Mittel gefunden, das diesen Forderungen gerecht wurde.

Beispielsweise besitzen die tertiären Amine der obigen Formel (I), die eine Hydroxyäthylgruppe aufweisen, eine antistatische Wirkung· Verwendet man sie jedoch in einem Kunstharz, aus dem eine Folie hergestellt wurde, so wird diese eine Haftklebrigkeit aufweisen. Stellt man aus dem Kunstharz einen Formkörper her, so wird dieser zu einer klebrigen Oberfläche neigen.

Als Ergebnis von Untersuchungen, diese Nachteile zu verbessern, wurde gefunden, dass man durch Zusatz einer geeigneten Menge eines höheren Alkohols der obigen Formel (II) zum tertiären Amin der obigen Formal (I) das Haftkleben und die Klebrigkeit korrigieren und die antistatische Wirkung synergistisoh verbessern kann, wobei die vorliegende Erfindung gemacht wurde. Der Einfluss der wechselseitigen Einwirkung der beiden genannten Verbindungen auf die antistatisch· Wirkung ist theoretisch derart komplisiert, daee tr nicht endgültig aufgeklärt werden konnte, jedoch kann da« folgend· Beispiel ditet Wirkung illustrieren.

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Als antistatisches Mittel gemäss der Erfindung, wobei R_-4 und R₀ jeweils eine Alkylgruppe mit 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, wurde eine Mischung aus Octadecyl-dihydroxyäthylamin (1) und Octadecylalkohol (2) hergestellt. Die Beziehungen zwischen deren Mischungsverhältnis und der antistatischen Wirksamkeit für den Fall, in dem 0,2# des antistatischen Mittels zu einem Polyäthylen (Showlex 5003, hergestellt durch die Japan Olefin Company,Ltd) zugemischt wurde, wurden gemessen. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 1.

Tabelle 1

$> (2) in der Mischung	0	10	20	50	70	80	100
spez. Ober flächenwider stand (in Ohm)	2xlO¹⁴ *	4x1O¹³	3X1O¹²	5xlO¹⁰	2x1O¹²	10¹⁵	>10¹⁷

* Der spez. Oberflächenwiderstand wurde mittels eines Messgeräts für sehr hohe Widerstände des kapazitiven Oscillationstyps bestimmt.

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, erhöht sich die antistatische Wirkung synergistisch bei steigender Zumischung von Octadecylalkohol. Beim Mischungsverhältnis von etwa 50 : 50 zeigte sich der maximale antistatische Effekt.

Diese Tendenz findet man auch bei der Kombination eines tertiären Amins (I), das eine andere Alkylgruppe besitzt,mit einem höheren Alkohol (II).

Die Alkyl (oder Alkenyl)-dihydroxyäthylamine und höhere Alkohole, die man erfindungsgemäss verwendet, sind aus denjenigen ausgewählt, deren Alkyl- (oder Alkenyl-) gruppen

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8 bis 22 Kohlenstoff atome besitzen. Diejenigen, deren Alkyl- (oder Alkenyl-) gruppen nicht mehr ale 7 Kohlenstoff atome haben, besitzen so niedrige Siedepunkte, dass sie womöglich während der Einführung in das Kunstharz herausverdampfen. Diejenigen mit nicht weniger als 23 Kohlenstoffatomen sind als Rohstoffe in industriellem Masstab derart schwer zu erhalten, dass ihre Verwendung unerwünscht ist.

Beispiele von Verbindungen der Formeln (I) und (II), die P erfindungsgemäss besonders geeignet sind, sind solche, bei denen R₁ und Rg jeweils Capryl-, Decyl-, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl-, Stearyl- oder Oleylreste sind.

Wenn das Mischungsverhältnis des höheren Alkohols der

Formel II mit dem tertiären Amin der obigen Formel I nicht grosser als 7 OjS des Gewichts der Mischung beträgt, ist dessen untere Grenze nicht kritisch. Wenn man jedoch das Vermeiden

der Haftklebung in Betracht zieht, erhält man ein besonders gutes Ergebnis bei einem Verhältnis zwischen 20 und 70£, bezogen auf die Mischung.

Des weiteren beträgt die Menge dieser Mischung, die man

dem zu verwendenden Kunstharz zusetzen soll, im allgemeinen etwa 0,05 bis 1 Gew.-% und schwankt je nach der Art des Kunstharzes und des Formverfahrens, wobei jedoch die Hälfte der Menge ausreicht, mit der man bei Verwendung des tertiären Amins der Formel I allein antistatische Eigenschaften hervorruft. Durch den Zusatz derartig kleiner Mengen wird der unerwünschte Einfluss, den ein Zusatz des antistatischen Mittels auf die physikalischen Eigenschaften des Kunstharzes ausübt, herabgesetzt.

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Das Kunstharz, dem das antistatische Mittel gemäss der Erfindung zugesetzt worden ist, kann zu einem beliebigen Formkörper, einer Platte oder Folie geformt werden mittels gewöhnlicher Verfahren, wie zum Beispiel Pressen, Spritzgiessen, Blaspressen und Strangpressen.

Das Verfahren zum Antistatischmachen gemäss der Erfindung ist leicht durchzuführen. Beispielsweise kann die Zusammensetzung des antistatischen Mittels beim Verarbeiten des Kunstharzes zu den Kunstharzstrückchen zugemisoht werden und " jedes Produkt mittels jeder Art von Formgebungsmaschine erhalten werden. Oder das Mittel wird in das Rohmaterial für die Stückchen gemischt und danach die Stückchen mitsamt ihrem Gehalt an dem antistatischen Mittel geformt.

Sas gemäss der Erfindung erhaltene Produkt zeigt eine antistatische Wirkung unabhängig von der Form des Produkts· Sogar wenn beispielsweise ein derartiges Produkt mit einem Tuch stark gerleben und dann über Zigarettenasche gehalten wird, wird keine Asche auf ihm abgelagert. Weiterhin können | auch elektrische Schocks durch statische Elektrizität beim Herstellen einer Folie bei einer hohen Geschwindigkeit vermieden werden. Erfindungsgemäss ist wegen der Tatsache, dass das antistatisch· Mittel in dem Kunstharz eingelagert ist, das antistatisch· Verhalten von Sauer, die Staubablagerung durch statische Elektrizität während der lagerung des Produkts wird vermieden und die Produkt· haften nicht aneinander, selbst wenn si· auf«inand*rgtBtap#lt lagern.

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Beispiele für die Erfindung werden im folgenden gegeben. In den Beispielen wird der antistatische Effekt ausgedrückt durch den Wert des spezifischen Oberflächenwiderstands bei einer Temperatur von 25⁰C und einer relativen Feuchte von 5695, gemessen mit einem Hessgerät für sehr hohe Widerstände des kapazitiven Öseillationstyps.

Beispiel 1

0,2 Teile einer Mischung von Stearyl-dihydroxyäthylamin und Stearylalkohol im Gewichtsverhältnis 1:1 wurden gleichmäseig mit 100 Teilen eines Polyäthylens (Showlex No. 5003, hergestellt durch die Japan Olefin Chemicals Company, Ltd) durch Verkneten mit erwärmten Walzen während 10 Minuten vermischt. Die Mischung wurde 3 Minuten bei 170°C warmgepresst und eine Polyäthylenplatte A erhalten. Eine Polyäthylenplatte B wurde auf die gleiche Weise erhalten, ohne dass ihr die Mischung zugesetzt wurde. Mittels des gleichen Verfahrens wurde eine Polyäthylenplatte C erhalten, der 0,2 Teile Stearyldihydroxyäthylamin ohne Zusatz von Stearylalkohol zugesetzt war. Die jeweiligen antistatischen Eigenschaften wurden vergleichsweise gemäss folgender Tabelle bestimmt. Die Platte A der Erfindung zeigte sehr gute Eigenschaften.

spez. Oberflächen- Beaufechlagungsversuoh widerstand (Ohm) mit Zigarettenasche

Überhaupt keine Asohe wurde abgelagert

Es wurde viel Asohe abgelagert

Ss wurde etwas Asch· abgelagert·

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A	10¹¹
■	10¹⁷
0	1O¹⁺

Beispiel 2

0,1 Teil einer Mischung aus Lauryl-dihydroxyäthylamin un£ Stearylalkohol im Gewichtsverhältnis 1 : 1 wurde zu 100 Teilen eines Polyäthylens (Sumikathene F 702-2, hergestellt durch die Sumitomo Chemical Company, Ltd.) gegeben. Im Blasverfahren wurde mittels eines Extruders aus äer Mischung eine Folie D hergestellt. Nach dem gleichen Verfahren wurde eine geblasene Folie E ohne Zusatz der genannten Mischung hergestellt. Eine geblasene Polyäthylenfolie F wurde mittels des gleichen Verfahrens hergestellt, wobei 0,1 Teil Lauryldihydroxyäthylamin ohne Zusatz von Stearylalkohol zugesetzt worden war. Die jeweiligen antistatischen Eigenschaften wurden vergleichsweise gemäss folgender Tabelle bestimmt. Die Folie D gemäss der Erfindung zeigte sehr gute Eigenschaften.

spez. Oberflächen- Beaufschlagungsversuch mit widerstand (0hm) Zigarettenasche

D 10 Es wurde keine Asche abgelagert

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E 10 Es wurde viel Asche abgelagert

F 10 Es wurde keine Asche abgelagert

Die Menge zugesetzten Amins bei Folie D betrug die Hälfte der zu Folie F zugesetzten Menge. Ausserdem hatte die Folie F so schlechte Antihafteigenschaften, dass die Öffnung der geblasenen Folie schwer zu öffnen war und die Folie an der Oberfläche zum Kleben neigte. Jedoch zeigte die Folie D keine derartigen Neigungen.

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Beispiel 3

instelle der Mischimg von Stearyl-dihydroxyäthylamin/ Stearylalkohol (1:1) des Beispiels 1 wurden tertiäre Amine der Formel I, in denen die Alkylgruppen Octyl (Cg)-, Dodecyl (C₁₂)- und Dleyl (C-Λ»)-gruppen waren sowie höhere Alkohole der Formel II mit Octyl (Cg)-, Decyl (C₁₀)-, Dodecyl (C₁₂)-, Hexadecyl (C₁₆)- und Octadecyl (C-,ο) -gruppen verwendet. Die spezifischen Oberflächenwiderstände von l:l-Mischungen der in der folgenden Tabelle angegebenen Kombinationen wurden wie folgt gemessen:

\ B₂	10¹²	⁰IO	^C12	^C16	^Cl8	⁰O*
°8	10¹¹	10¹²	10¹¹	10¹¹	ΙΟ¹¹	10^U
°12	10«	1O¹¹	1O¹¹	10¹⁰	10¹⁰	10¹³
^σΪ8	ΙΟ¹²	10¹²	10¹¹	10¹¹	10¹⁵

* C ist der Fall, wobei der höhere Alkohol der Formel II nicht zugemischt worden war, also nur das tertiäre Amin der Formel I vorhanden war.

Wie aus der Tabelle hervorgeht, war die antistatische Wirkung merklich verbessert und keine Haftklebung beobachtet.

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Claims

Patentansprüche

^ Verfahren zum Antistatischmachen von Kunstharzen, dadurch gekennzeichnet, dass man in ein Kunstharz eine Mischung aus einem Aikyl- oder Alkenyl-dihydroxyäthylamin der allgemeinen Formel

.OH₉CH₉OH
^RN

und einem höheren Alkohol der allgemeinen Formel E₂OH

wobei in den Formeln R₁ und R₂ Alkyl- und Alkenylgruppen von 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, einarbeitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i ohne t, dass man als Kunstharz Polyäthylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid auswählt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass R₁ und R₉ Oapryl-, Decyl-, lauryl-, Myristyl-, Cetyl-, Stearyl- oder Oleylgruppen sind. *
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis des Alkyl- oder Alkenyl-dihydroxyäthylamins zum höheren Alkohol 8 t 2 bis 3 : 7 beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der dem Kunstharz zugesetzten Mischung 0,05 bis 3,0 Gew.-96 beträgt.

0 S £^Λ>?/ 1 S 1 6
6. Antistatisches Mittel für Kunstharze, gekennzeichnet durch ein Gemisch eines Alkyl- oder Alkenyl dihydroxyäthylamins der allgemeinen Formel .CH₉CH₉OH

mit einem höheren aliphatischen Alkohol der allgemeinen Formel

R₂OH

wobei in den Formeln R₁ und R₉ Alkyl oder Alkenylgruppen mit

^w 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten.

7« Antistatisches Mittel nach Anspruch 6, gekenn- - zeichnet durch ein Gewicht sverhältnie vom Alkyl- oder Alkenyl-dihydroxyäthylamin zum höheren Alkohol iron 8 : 2 bis 3 t 7.

BAD ORIGINAL

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