JP2002020589A

JP2002020589A - 制電性ポリエステルエラストマー樹脂組成物

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Publication number: JP2002020589A
Application number: JP2000204541A
Authority: JP
Inventors: Masaki Enomoto; 正樹榎本
Original assignee: Riken Technos Corp
Current assignee: Riken Technos Corp
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-01-23
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JP4562872B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気伝導物質がブリードアウトし難く、電気
抵抗値が低く、成形性が良好で、高い硬度が要求される
用途でも好適な制電性熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー樹脂組成物を提供すること。【解決手段】熱可塑性ポリエステルエラストマー樹
脂、アルカリ金属またはアルカリ土類金属であるカチオ
ンおよびイオン解離可能なアニオンとによって構成され
ている金属塩類、一般式Ｘ〔ＣＯＯ（ＡＯ）ｎＲ〕₂で
表される化合物を含む制電性ポリエステルエラストマー
樹脂組成物（式中Ｘは、炭素数２〜８からなるアルキレ
ン基、芳香族基または脂環式の炭化水素基、Ｒは炭素数
１〜９の直鎖または分岐のアルキル基、Ａは炭素数２〜
４のアルキレン基、ｎは１〜７の整数である。）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制電性ポリエステ
ルエラストマー樹脂組成物に関し、さらに詳細には、ポ
リエステルエラストマーの柔軟性を損うことなく、電気
伝導物質がブリードアウトし難く、電気抵抗値が低く、
成形性が良好で、低硬度の製品においても使用可能であ
るが、特に高い硬度が要求される用途に好適な制電性熱
可塑性ポリエステルエラストマー樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、制電性樹脂組成物は、産業界にお
いて広く普及し、さまざまな用途に利用されている。制
電性樹脂組成物としては、例えば、各樹脂に対してカー
ボンブラックなどの導電性フィラーを高充填した組成物
があり、経済性に優れることもあって、産業界を中心と
して広く利用されている。また、例えば、グリコール系
界面活性剤などを添加してなる制電性樹脂組成物も広く
普及しており、さまざまな用途に応用されている。

【０００３】ところで、近年、制電性高分子材料は、Ｉ
Ｃ関連分野における包装資材を始めとして、ＩＣ周辺機
器、クリーンルーム関連、医療機器、計器パネルなど広
範囲に普及し、特に誤動作防止や保護を目的として精密
機器やこれらをとりまく周辺機器の制電対策がますます
重要になっており、より高性能な制電性レベルが要求さ
れるようになってきている。材料のバリエーションも、
汎用プラスチックスからエンジニアリングプラスチック
スに至るまで多様化しており、用いられる導電性充填材
も、カーボンブラック以外に、炭素繊維、黒鉛、金属コ
ートフィラー、金属繊維などが目的および機能に応じて
広く使い分けられている。しかしながら、従来の導電性
充填材は、高分子の機械特性を低減化させたり、成形性
が困難であったりする問題を内在している。特に、柔軟
性を有するいわゆる熱可塑性エラストマーにおいては、
導電性充填材を添加すると、材料特性であるフレキシビ
リティー（ゴム弾性）が損われる問題があり、場合によ
っては経時変化によって非常に脆くなり、伸びが極端に
低下し、簡単に破断したりすることがある。

【０００４】ポリエステルエラストマーは、高強度、耐
摩耗性、耐油性、耐薬品性など優れた特性を有してお
り、熱可塑性エラストマーの代表といえる。ポリエステ
ルエラストマーは、柔軟性を有するが、一般的に他のエ
ラストマーに比較して高硬度であり、工業部材を始め自
動車、家電関係を初めとして日曜雑貨まで広く用いら
れ、特に硬度の高い用途を中心に使用されている。ポリ
エステルエラストマーに添加する導電性フィラーとして
は、一般的にカーボンブラックが用いられているが、添
加したカーボンブラックが特定の相に偏在することによ
ってゴム弾性が失活し材料的に脆くなるという問題があ
ったり、加工条件によって導電性が変動するという問題
が内在していた。また、カーボンブラックの添加は、摩
耗性の低下からくる導電性能の低下、黒色に限定される
など意匠性にも乏しいなどの問題もあった。

【０００５】導電性フィラーを用いないで制電性を得る
方法としては、いわゆる低分子型親水性界面活性剤の添
加による方法がある。また、アルキレングリコール共重
合体樹脂とイオン系電解質との混合体などのグリコール
系高分子材料とイオンによる改質方法が、特開平２−２
８４９６７号公報などに見られる。しかし、低分子型親
水性界面活性剤は、効果の持続性、耐熱性、ブリードア
ウト、抵抗値が高いなどの問題がある。また、アルキレ
ングリコール共重合体樹脂とイオン系電解質との混合体
は、アルキレングリコール共重合体樹脂の末端がヒドロ
キシル基を有するため、温度、湿度の関与によってブリ
ードアウトが生じ易い問題がある。また、ポリエステル
エラストマーのハードセグメント結晶成分の存在により
添加量が限られるため、組成物の抵抗値が満足のいくレ
ベルに到達しない問題などがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術的課題を背景になされたものであり、ポリ
エステルエラストマーの優れた柔軟特性、機械特性を損
うことなく、低硬度の製品においても使用可能である
が、特に高い硬度が要求される用途に好適な、電気抵抗
値の低い、かつ電気伝導物質のブリードアウトが少なく
成形性が良好な制電性熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー樹脂組成物を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討を
行った結果、熱可塑性ポリエステルエラストマー樹脂に
対し、金属塩類、および必要とあればアルキレンエーテ
ルエステル化合物を配合することにより、本発明を完成
するに至った。本発明は、（ａ）熱可塑性ポリエステル
エラストマー樹脂、ならびに（ｂ）アルカリ金属または
アルカリ土類金属であるカチオンおよびイオン解離可能
なアニオンとによって構成されている金属塩類を配合し
たことを特徴とする制電性ポリエステルエラストマー樹
脂組成物に関する。上記制電性ポリエステルエラストマ
ー樹脂組成物は、さらに、（ｃ）下記一般式（Ｉ）式で
表される化合物（以下「化合物（Ｉ）」ともいう）を含
むことが好ましい。（式中Ｘは、炭素数２〜８からなるアルキレン基、芳香
族基または脂環式の炭化水素基、Ｒは炭素数１〜９の直
鎖または分岐のアルキル基、Ａは炭素数２〜４のアルキ
レン基、ｎは１〜７の整数である。）また、本発明は、溶融混練りして得られるペレット状の
上記制電性ポリエステルエラストマー樹脂組成物に関す
る。さらに、本発明は、ドライブレンドして得られる直
接成形可能な上記制電性ポリエステルエラストマー樹脂
組成物に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の（ａ）熱可塑性ポリエス
テルエラストマー樹脂とは、分子内のハードセグメント
としてポリエステルを、ソフトセグメントとしてガラス
転移温度（Ｔｇ）の低いポリエーテルまたはポリエステ
ルを用いた、マルチブロックコポリマーである。（ａ）
成分としては、ハードセグメントとして、ポリブチレン
テレフタレートなどの芳香族系結晶性ポリエステルを、
ソフトセグメントとしてポリエーテルを用いたポリエス
テル／ポリエーテル型、ハードセグメントとして、芳香
族系結晶性ポリエステルを、ソフトセグメントとして脂
肪族系ポリエステルを用いたポリエステル／ポリエステ
ル型などが挙げられる。ポリエステル／ポリエーテル型
は、例えばテレフタル酸ジメチルと１、４ブタンジオー
ルおよびポリテトラメチレンエーテルグリコールなどを
出発原料としてエステル交換反応、重縮合反応によって
合成されるものである。また、ポリエステル／ポリエー
テル型は、テレフタル酸ジメチルと１、４ブタンジオー
ルおよびε−カプロラクトンなどを出発原料として、エ
ステル交換反応、開環反応によっても合成することがで
きる。本発明の（ａ）成分として、通常の熱可塑性ポリ
エステルエラストマー樹脂が全て使用でき、１種単独
で、あるいは２種以上を併用することができる。

【０００９】次に、本発明に用いられる（ｂ）金属塩類
は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属であるカチオ
ン、およびイオン解離可能なアニオンとによって構成さ
れている化合物である。（ｂ）金属塩類のカチオンであ
るアルカリ金属またはアルカリ土類金属としては、例え
ば、Ｌｉ，Ｎa ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａなどが挙げられる。カ
チオンとしては、イオン半径の小さいＬｉ，Ｎａ，Ｋが
好ましい。また、本発明の金属塩類の構成要素であるイ
オン解離可能なアニオンとしては、例えば、Ｃｌ，Ｂ
ｒ，Ｆ，Ｉ，ＮＯ₃，ＳＣＮ，ＣｌＯ₄，ＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃，ＢＦ₄，（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ，（ＣＦ ₃ＳＯ
₂）₃Ｃなどが挙げられる。好ましくは、ＣｌＯ₄，Ｃ
Ｆ₃ＳＯ₃，（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ，（ＣＦ₃ＳＯ₂）
₃Ｃであり、さらに好ましくは（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ，
（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃Ｃである。

【００１０】上記カチオンおよびアニオンによって構成
されている金属塩類は数多くあるが、中でも、ＬｉＣｌ
Ｏ₄，Ｎa ＣｌＯ₄，Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂，ＫＣｌ
Ｏ₄，（ＣＦ₃ＳＯ₃）Ｌｉ，（ＣＦ₃ＳＯ₂ ）₂Ｎ
Ｌｉ，（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂ＮＮａ，（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃
ＣＬｉ，（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃ＣＮａが好ましい。本発明
の組成物は、これらの金属塩類を少なくとも１種以上含
有することを特徴とするものである。

【００１１】（ｂ）金属塩類の配合量は、熱可塑性ポリ
エステルエラストマー樹脂１００重量部に対し、通常
０．００１〜３．０重量部、好ましくは０．３〜２．４
重量部である。０．００１重量部未満であると、導電性
が不充分である。一方、３．０重量部を超えると、導電
性は変わらず、物性、熱安定性が低下する。下記（ｃ）
化合物（１）を使用する場合、（ｂ）成分の配合量は、
（ｃ）成分１００重量部に対し、通常、０．１〜３０重
量部、好ましくは１〜２５重量部である。０．１重量部
未満では、充分な制電性が得られない。一方、３０重量
部を超えても、制電効果は向上せず、逆に結晶化の進行
や材料劣化などを招き、制電効果は低下する。

【００１２】次に、本発明に用いられる（ｃ）化合物
（１）は、本発明の組成物において、金属塩の溶解性、
解離安定性の上昇に効果がある。ここで、上記化合物
（１）としては、好ましくはアジピン酸ジブトキシエト
キシエチルなどが挙げられる。

【００１３】本発明に用いられる（ｃ）成分は、例え
ば、炭素数１〜８の直鎖、または分岐脂肪族アルコール
に、炭素数２〜４のアルキレンオキシドを１〜７モル付
加して得られるアルコールと、二塩基酸とを原料とし
て、一般的なエステル化合物の製造方法によって製造す
ることができる。ここで、上記アルコールの例として
は、プロパノールにエチレンオキシド１〜７モル、プロ
ピレンオキシド１〜４モル、またはブチレンオキシド１
〜３モル、ブタノールにエチレンオキシド１〜６モルま
たはプロピレンオキシド１〜３モル、ヘキサノールにエ
チレンオキシド１〜２モル、ペンタノールにエチレンオ
キシド１〜５モル、プロピレンオキシド１〜３モル、ま
たはブチレンオキシド１〜２モル、オクタノールにエチ
レンオキシド１〜５モル、プロピレンオキシド１〜３モ
ル、またはブチレンオキシド１〜３モル、ノナノールに
エチレンオキシド１〜４モル、プロピレンオキシド１〜
２モル、またはブチレンオキシド１〜２モルを、それぞ
れ、付加させたヒドロキシル化合物が挙げられる。な
お、これらの化合物の中で、ブタノール１モルにエチレ
ンオキシド２モルを付加させた２−（２−ブトキシエト
キシ）エタノール、ブタノール１モルにエチレンオキシ
ド１モルを付加させた２−ブトキシエタノールが、加工
性とのバランスに良い。

【００１４】また、上記二塩基酸としては、アジピン
酸、セバシン酸、フタル酸、コハク酸などのカルボン
酸、およびこれらのカルボン酸無水物などが挙げられ
る。化合物（Ｉ）は、樹脂との相溶性を考慮して、あら
かじめフタル酸エステルなどの芳香族酸エステル、脂肪
族酸エステルなどと混合しておいても構わない。

【００１５】（ｃ）化合物（１）の添加量は、（ａ）熱
可塑性ポリエステルエラストマー樹脂１００重量部に対
し、通常、０．１〜１０重量部、好ましくは０．３〜８
重量部の範囲である。０．１重量部未満では、充分な導
電性を得ることが難しく、一方、１０重量部を超える
と、得られる組成物の粘度が著しく低下し、ドローダウ
ンなどの成形加工性が低下し、成形品の寸法安定性が悪
くなるほか、物理的特性の低下を招く。

【００１６】本発明の制電性ポリエステルエラストマー
樹脂組成物の硬度としては、通常、ＡＳＴＭＤ２２４
０準拠硬度Ｄで、４０〜７０度、好ましくは５０〜６０
度である。例えば、本発明の組成物に、第３成分として
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレン
テレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステルを添加し
た場合、硬度７０度以上の高硬度のものが得られる。

【００１７】本発明の制電性ポリエステルエラストマー
樹脂組成物には、本発明の目的を損なわないかぎり、安
定剤、着色剤、可塑剤、分散剤、紫外線吸収剤、酸化防
止剤、難燃剤、安定剤、補強剤、滑剤、発泡剤、耐候
（光）剤、無機系充填材、金属粉などの添加剤を配合す
ることができる。

【００１８】本発明の制電性ポリエステルエラストマー
樹脂組成物を、ペレット状コンパウンドに加工する際用
いられる混合機としては、予備分散、分配、拡散混合を
目的とするブレンダーが予備混合機として用いられる。
ブレンダーの代表例としては、リボンブレンダー、ヘン
シェルミキサー（スーパーミキサー）、タンブラーミキ
サー、タンブルミキサー、エアーブレンダーなどが挙げ
られる。これらの予備混合機は、充填される可塑剤や副
資材の形態や拡散レベルに応じて選定される。これらの
予備混合機は配合物をペレット状にする予備混合機とし
て使用されるだけでなく、ドライブレンドして直接成形
可能な組成物として供給することも可能である

【００１９】本発明の制電性ポリエステルエラストマー
樹脂組成物は、通常の熱可塑性樹脂の混合、混練に用い
られる通常の装置、設備を用いて問題なく製造できる。
押し出し機としては、ベント付きの単軸、二軸異方向、
二軸同方向押し出し機が望ましい。また、押し出し機に
代えて、スーパーミキサー、バンバリーミキサー、ニー
ダー、タンブラー、Ｂｕｓｓコニーダーなどの混練機を
用いても良い。

【００２０】本発明の制電性ポリエステルエラストマー
樹脂組成物は、その優れた機械特性を利用して、ＯＡ機
器、家電分野、電気・電子分野、車両分野、その他の各
種パーツ、ハウジング、パッケージ、チューブ、被覆関
係、雑貨関係などの低硬度の硬度の製品においても使用
可能であるが、特に高い硬度が要求される用途に好適に
使用することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により説
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。なお、実施例中における部および％は、特
に断らない限り、重量基準である。

【００２２】実施例および比較例に用いた各種成分は、
以下のとおりである。（ａ）成分；（ａ−１）：東洋紡績（株）製、ポリエーテル／ポリエ
ステル系熱可塑性ポリエステルエラストマー樹脂（商品
名ペルプレンＰ−４０Ｂ、硬度Ｄ＝３１）（ａ−２）：東洋紡績（株）製、ポリエーテル／ポリエ
ステル系熱可塑性ポリエステルエラストマー樹脂（商品
名ペルプレンＰ−２８０Ｂ硬度Ｄ＝６８）（ａ′−１）：比較例として、大日本インキ化学工業
（株）製、ポリウレタン樹脂（商品名パンデックスＴ−
１１８０硬度Ｄ＝２０）を使用した。（ｂ）成分（金属塩）；ビス（トリフルオロメタンスル
フォニル）イミドリチウム〔（ＣＦ₃ＳＯ₂） ₂ＮＬ
ｉ〕（ｂ）＋（ｃ）成分；（ｃ）アジピン酸ジブトキシエト
キシエチルに、（ｂ）ビス（トリフルオロメタンスルフ
ォニル）イミドリチウムを２０％溶解した、三光化学
（株）製、商品名「サンコノール０８６２−２０Ｒ」を
用いた。

【００２３】なお、比較例として、（ｄ−１）アルキレ
ンオキシド化合物〔ＣＨ₃（ＯＣＨ ₂ＣＨ₂）₂ＯＨ〕
を使用し、金属塩（ＮａＣｌＯ₄）を３６％含有させた
ものとして、昭島化学（株）製商品名「ＭＰ１００」を
用いた。また、比較例として、（ｄ−２）低分子型親水
性界面活性剤グリセリンモノステアレート（理研ビタミ
ン（株）製商品名「リケマールＳ−１００」）を用い
た。導電性充填材（カーボンブラック）として、（ｄ−
３）ファーネスブラック（新日鉄化学（株）製商品名
「ニテロン＃１０」）を用いた。

【００２４】試験片の調製型締め圧力８０ｔｏｎ／ｃｍ²の射出成形機により、サ
ンプルペレットから試験片を成形した。成形条件は、シ
リンダー温度２２０℃、金型温度４０℃であった。物性測定試験片を、室温２３±２℃、相対湿度５０％中で２４時
間調整後、下記物性の測定を行った。表面硬度はＡＳＴ
ＭＤ２２４０に従ってＤ硬度で求めた。引張り強度、
伸びはＡＳＴＭＤ６３８、メルトフローレートはＡＳ
ＴＭＤ１２３８、２３０℃、２，１６０ｇにて測定を
行った。

【００２５】体積固有抵抗値（導電性）ＳＲＩＳ２３０１に準じて下記のように測定した。幅
６×長さ６×厚み０．３（ｃｍ）の射出成形試験片を用
い、電極としてプレートの両端に導電性塗料を幅１ｃｍ
塗布したのち、両電極間における体積抵抗値を求めた。
下記表中の単位は、Ωｃｍである。ブリード評価温度４０℃、湿度９０％で７日間放置し、その間の状態
を、下記評価基準に従い、評価した。 ◎；ブリードが全く認められない状態 ○；ブリードがごく僅かに認められるが使用上問題ない
レベルの状態 △；ブリードがやや認められ、使用上やや問題がある状
態 ×；ブリードがかなり認められ、使用できない状態着色性有機顔料、無機顔料などを用いて基本色（赤、緑、黄、
白、青）の着色が可能なものを可とした。

【００２６】実施例１〜１０、比較例１〜１６表１〜５の配合処方に基づき、制電性ポリエステルエラ
ストマー樹脂組成物を調製し、評価した。なお、溶融混
練りして得られるペレット状の組成物（コンパウンド）
は、上記（ａ）〜（ｃ）成分およびその他の成分を、４
７ｍｍ同方向２軸押し出し機により２２０℃で溶融混合
し、ダイスから出る紐状の溶融組成物を水槽にて冷却処
理し、カッターに通して作製した。上記比較例に用いた
導電性物質についても、同様にコンパウンドを作製し
た。また、ドライブレンドして得られる直接成形可能な
組成物は、（ａ）〜（ｃ）成分およびその他の成分を、
タンブラーミキサー内で配合・混合・予備ドライブレン
ドして、作製した。上記比較例に用いた導電性物質につ
いても、同様に作製した。結果を表１〜５に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】＊１）（ｂ）＋（ｃ）は、上記商品名「サ
ンコノール０８６２−２０Ｒ」を示す。＊２）（ｂ）は、ビス（トリフルオロメタンスルフォニ
ル）イミドリチウムを示し、かっこは、商品名「サンコ
ノール０８６２−２０Ｒ」に含まれる（ｂ）量を示す。

【００３３】

【発明の効果】本発明の制電性ポリエステルエラストマ
ー樹脂組成物は、その優れた機械特性を損うことなく、
電気伝導物質のブリードアウトが少なく、体積固有抵抗
値が低く、成形性が良好であり、ＯＡ機器、家電分野、
電気・電子分野、車両分野、その他の各種パーツ、チュ
ーブなどの他、病院、クリーンルームなどで使用される
キャスターの被覆など低硬度の製品においても使用可能
であるが、特に高い硬度が要求され、高度に制電処理を
必要とされる用途に好適であり、広範囲で使用すること
ができる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月２４日（２０００．８．２
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】実施例および比較例に用いた各種成分は、
以下のとおりである。（ａ）成分；（ａ−１）：東洋紡績（株）製、ポリエーテル／ポリエ
ステル系熱可塑性ポリエステルエラストマー樹脂（商品
名ペルプレンＰ−４０Ｂ、硬度Ｄ＝３１）（ａ−２）：東洋紡績（株）製、ポリエーテル／ポリエ
ステル系熱可塑性ポリエステルエラストマー樹脂（商品
名ペルプレンＰ−２８０Ｂ硬度Ｄ＝６８）（ａ′−１）：比較例として、大日本インキ化学工業
（株）製、ポリウレタン樹脂（商品名パンデックスＴ−
１１８０硬度Ｄ＝２０）を使用した。（ｂ）成分（金属塩）；ビス（トリフルオロメタンスル
フォニル）イミドリチウム〔（ＣＦ₃ＳＯ₂） ₂ＮＬ
ｉ〕（ｂ）＋（ｃ）成分；（ｃ）アジピン酸ジブトキシエト
キシエチルに、（ｂ）ビス（トリフルオロメタンスルフ
ォニル）イミドリチウムを２０％溶解した、三光化学工
業（株）製、商品名「サンコノール０８６２−２０Ｒ」
を用いた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー樹脂、ならびに（ｂ）アルカリ金属またはアルカリ土
類金属であるカチオンおよびイオン解離可能なアニオン
とによって構成されている金属塩類を配合したことを特
徴とする制電性ポリエステルエラストマー樹脂組成物。
【請求項２】さらに、（ｃ）下記一般式（Ｉ）式で表
される化合物を含む請求項１記載の制電性ポリエステル
エラストマー樹脂組成物。（式中Ｘは、炭素数２〜８からなるアルキレン基、芳香
族基または脂環式の炭化水素基、Ｒは炭素数１〜９の直
鎖または分岐のアルキル基、Ａは炭素数２〜４のアルキ
レン基、ｎは１〜７の整数である。）
【請求項３】（ａ）〜（ｃ）成分を溶融混練りして得
られるペレット状の組成物である請求項１または２記載
の制電性ポリエステルエラストマー樹脂組成物。
【請求項４】（ａ）〜（ｃ）成分をドライブレンドし
て得られる直接成形可能な組成物である請求項１または
２記載の制電性ポリエステルエラストマー樹脂組成物。