JP2002129037A - 樹脂用帯電防止剤、帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】汚泥や廃棄プラスチックの有効利用を図り、か
つ、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、当該樹脂
用帯電防止剤を添加した帯電性の低い帯電防止樹脂およ
び樹脂の帯電防止方法を提供する。 【解決手段】汚泥乾燥物を樹脂用帯電防止剤として使用
する。例えば、汚泥成分として、アルミニウム、カルシ
ウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタンの少なくと
も１つを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、樹脂に帯
電防止性を付与する樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電
防止剤を有する帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】汚泥や廃棄プラスチックの排出量は年々
増加傾向にあるものの、主に埋め立てや焼却処分されて
おりそのほとんどが有効利用されていないのが現状であ
る。一方、軽量化や低価格化、良加工性等の観点から家
電製品をはじめとして種々の分野においてプラスチック
が多用されているが、安全性や信頼性の維持、向上のた
めにはプラスチックの帯電防止対策は必須である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、汚泥
や廃棄プラスチックは、埋め立てや焼却処分されるのが
一般的であったが、埋め立て処分地の不足や焼却時のダ
イオキシン等の発生等の理由から、これらの処理方法に
代わる技術が望まれている。また、近年、上記のゴミ問
題を含めた地球環境問題がクローズアップされるように
なり、排出物の有効利用技術に関するニーズが世界的な
レベルで高まってきている。一方、プラスチック材料の
帯電防止方法としては、プラスチック中に帯電防止剤を
添加することが一般的であるが、比較的高価格な材料を
添加する必要があるため、より低価格で効果的な帯電防
止技術が望まれている。

【０００４】本発明は、上述した社会的背景と従来技術
の問題点に鑑み、汚泥や廃棄プラスチックの有効利用を
図り、かつ、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、
当該樹脂用帯電防止剤を添加した帯電性の低い帯電防止
樹脂および樹脂の帯電防止方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を克服するため鋭意研究を重ねた結果、汚泥から得られ
る成分が各種樹脂に対して帯電防止効果に優れた樹脂用
帯電防止剤として利用できることを見い出し本発明を完
成させるに至った。すなわち、本発明の樹脂用帯電防止
剤は、汚泥成分を含む。また、本発明の帯電防止樹脂
は、樹脂成分と、汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤とを
含有する。ここで、本願明細書において、汚泥成分と
は、当該汚泥に含まれている成分をいう。

【０００６】例えば、前記汚泥成分として、金属塩を含
む。また、例えば、前記汚泥成分として、アルミニウ
ム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタン
の少なくとも１つを含む。また、例えば、前記樹脂成分
は、廃棄プラスチックからの樹脂成分を含む。

【０００７】上記の本発明によれば、種々の物質が多く
含まれている汚泥成分を含有するため、例えば、樹脂に
産業排水等から得られる汚泥を添加することにより、汚
泥に含まれる酸化物や水酸化物あるいはハロゲン化物の
状態にある金属成分により、樹脂の帯電防止性を向上さ
せることができる。また、樹脂成分として、廃棄プラス
チックからの樹脂成分を含むことにより、廃棄物の排出
量の低減および有効利用の観点から地球の環境保全に貢
献する事ができる。

【０００８】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の樹脂の帯電防止方法は、樹脂成分に汚泥成分を含む
樹脂用帯電防止剤を添加することにより帯電防止性を付
与する。

【０００９】例えば、前記樹脂成分は、廃棄プラスチッ
クからの樹脂成分を含む。また、例えば、前記樹脂用帯
電防止剤として、金属塩を含む汚泥成分を含む樹脂用帯
電防止剤を添加する。また、例えば、前記樹脂用帯電防
止剤として、アルミニウム、カルシウム、鉄、シリコ
ン、マグネシウム、チタンの少なくとも１つを含む汚泥
成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加する。

【００１０】上記の本発明の樹脂の帯電防止方法によれ
ば、廃棄物として排出されていた汚泥を有効利用するこ
とができ、コストの削減を図りつつ、樹脂の帯電防止化
を図ることができる。また、樹脂成分として、廃棄プラ
スチックからの樹脂成分を使用することにより、廃棄物
の排出量の低減および有効利用の観点から地球の環境保
全に貢献する事ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の樹脂用帯電防止
剤、帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法の実施の形
態について説明する。

【００１２】上述したように、本発明の樹脂用帯電防止
剤は、汚泥成分を含む。例えば、本発明の樹脂用帯電防
止剤は、汚泥を乾燥させることにより得られる。

【００１３】本発明における汚泥とは、各種産業排水あ
るいは生活排水を浄化等の各種処理を行う際に発生する
半液体状廃棄物をいう。上記の各種産業排水からの汚泥
としては、例えば半導体製造等の電気／電子、自動車、
製鉄等の金属、製紙、化学、製薬、土建等の各種産業排
水から得られるものを挙げることができる。

【００１４】ここで、本願明細書において、汚泥成分中
に主に無機物を含有するものを無機系汚泥と呼び、汚泥
成分中に主に有機物を含有するものを有機系汚泥と呼
ぶ。上記の生活排水より得られる汚泥は、主に有機系汚
泥に属し、上記の産業排水により得られる汚泥は、主に
無機系汚泥に属すると考えられる。

【００１５】上記の無機系汚泥中には、元々種々の元素
が化合物等の状態で含まれているが、排水処理の際に
は、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、塩化第１鉄、塩
化第２鉄、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の無機凝
集剤が一般に使用されるため、さらに多くの種類の元素
あるいはその化合物が無機系汚泥中に混入されることに
なる。

【００１６】例えば、各種産業排水から得られる無機系
汚泥中には、各種産業においてその汚泥成分は異なって
いるものの、例えば、アルミニウム、カルシウム、鉄、
シリコン、マグネシウム、チタン等の少なくとも１種類
以上の無機物が、酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、硫
酸塩、炭酸塩等のような状態で含まれており、これらが
樹脂の帯電防止化に大きく貢献することになる。

【００１７】また、例えば、生活排水等から得られる汚
泥についても、当該汚泥中に無機物が含有されていれば
上述の産業排水から得られる汚泥と同じく樹脂用の帯電
防止剤として利用することは可能である。

【００１８】これらの無機系汚泥成分中に含まれるアル
ミニウム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、
チタンなどの各種金属およびこれらの化合物の含有量は
特に限定しないが、通常、０．０１重量％以上が好まし
く、１重量％以上がさらに好ましい。含有量が少ないと
樹脂の帯電防止効果が低くなるからである。

【００１９】以上の無機系汚泥は、単独で樹脂用帯電防
止剤として使用しても良いが、２種類以上を混合して樹
脂用帯電防止剤とすることもできる。

【００２０】上述した無機系汚泥を例えば乾燥させて樹
脂に添加することにより、本発明に係る樹脂と、汚泥成
分を含む樹脂用帯電防止剤とを含有する帯電防止樹脂と
なる。

【００２１】例えば乾燥状態における無機系汚泥成分の
添加量は、樹脂重量に対して０．０１〜３００重量％、
好ましくは、０．２〜１００重量％、さらに好ましく
は、１〜５０重量％である。添加量が少なすぎると樹脂
の帯電防止効果が低くなり、一方、多すぎると樹脂本来
の成形可能性や耐衝撃性等の特性が損なわれることにな
るからである。

【００２２】上記の汚泥乾燥物の添加により帯電防止可
能な樹脂としては、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ハ
イインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレン−ア
クリロニトリル（ＳＡＮ）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリアクリロニト
リル（ＰＡＮ）樹脂、ナイロン樹脂、ポリオレフィン
（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン）樹
脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリアクリロニトリル−ブタジエン（ニ
トリルゴム）、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）、ポリスルホン、ポリアリルスルホン、
ポリエーテルスルホン、ポリチオエーテルスルホン、ポ
リエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリ
イミド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル、ポリウ
レタン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエーテル、ポリク
ロロメチルスチレン、セルロース、ポリビニルアルコー
ル、キチン、ポリ乳酸、ポリラクチド、ポリアクリル酸
エステル、ポリメタクリル酸エステル、セルロイド、ポ
リエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、エポキシ樹脂、フェ
ノール−ホルマリン樹脂、メラミン樹脂、琥珀樹脂、テ
ルペン樹脂、各種液晶ポリマー等を挙げることができ
る。

【００２３】本発明の樹脂用帯電防止剤を添加する樹脂
成分として、上記した樹脂を単独で使用しても良いし、
また、上記した樹脂の２種以上を任意の割合で混合した
混合物を使用しても良い。なお、本願明細書において
は、混合物とは、ポリマーアロイのような２種類以上の
樹脂を含む多成分系材料の総称を意味し、混ぜ合わせた
だけの単純なタイプから、通常混ざらない樹脂同士を化
学的な処理をして分散させたタイプまで含めて呼んであ
る。また、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂のどちらであ
っても良い。

【００２４】上記の樹脂は、いずれもバージン品であっ
ても良く、もしくは、使用済みの廃材であっても良い。
廃材の有効利用の観点からすると、使用済み樹脂を原料
として使用する方がより好ましい。

【００２５】さらに、本発明の帯電防止樹脂には、所望
に応じ、樹脂に一般的に配合されるカーボンブラック等
で代表される樹脂用添加剤を混練、成形等の加工性が低
下しない範囲で添加することができる。上記の樹脂用添
加剤としては、例えば、帯電防止剤、顔料や染料等の着
色剤、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イ
オウ系酸化防止剤等の酸化防止剤、水酸化アルミニウ
ム、酸化アンチモン、塩素系難燃剤、臭素系難燃剤、リ
ン系難燃剤等の難燃剤、フタル酸エステル、脂肪酸系可
塑剤、リン酸系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等の可塑
剤、ホスファイト、エポキシ化合物、ポリオール、過塩
素酸塩、ゼオライト、ハイドロタルサイト等の熱安定
剤、ヒンダードアミン系光安定剤、ガラス繊維、炭素繊
維等の強化繊維、炭酸カルシウム、タルク等の無機充填
剤、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粉末等の
強化剤、紫外線吸収剤、相容化剤、表面処理剤、改質剤
等を挙げることができる。

【００２６】本実施形態に係る樹脂用帯電防止剤によれ
ば、樹脂に産業排水等から得られる汚泥を添加すること
により、特に無機系汚泥に含まれる酸化物や水酸化物あ
るいはハロゲン化物の状態にある金属成分により、帯電
防止性を向上させることができる。従って、従来は廃棄
物として排出されていた汚泥を有効に利用して帯電防止
効果の優れる樹脂用帯電防止剤を得ることができる。ま
た、使用済みとなった例えば発砲スチロールなどの樹脂
にも本発明を適用することができるため、廃棄プラスチ
ックの有効利用にも貢献できる。また、本発明は、帯電
防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電防
止剤を添加した帯電性の低い樹脂を提供するばかりでな
く、廃棄物の排出量の低減および有効利用の観点から地
球の環境保全に貢献する事ができる。

【００２７】次に、本発明の樹脂用帯電防止剤および帯
電防止樹脂の製造方法（樹脂の帯電防止方法）について
説明する。まず、各種の工場の排水や家庭排水から得ら
れる汚泥の成分を分析し、使用に適した無機系汚泥を少
なくとも１種類決定する。このとき、将来的に樹脂用帯
電防止剤や帯電防止樹脂および当該帯電防止樹脂の成形
体を土に返すことを考慮すると、水銀や、砒素などの有
害物質は、できるだけ含まない汚泥を使用することが好
ましい。

【００２８】そして、各種の産業排水からの無機系汚泥
は通常水分が７０％〜８０％含んでいるため、樹脂と混
合させるために、熱風乾燥やロータリーキルンの使用等
による加熱、減圧、冷凍、燃焼、天日等の方法により乾
燥して無機系汚泥乾燥物を製造する。なお、上記のロー
タリーキルン等で乾燥するのが最も実用的である。これ
により、当該汚泥乾燥物が本発明に係る帯電防止剤とし
て製造される。

【００２９】次に、上記の無機系汚泥乾燥物からなる樹
脂用帯電防止剤を樹脂に添加して帯電防止樹脂を製造す
るために、必要に応じて無機系汚泥乾燥物を粉砕や分級
して、細かく、かつ粒径分布が少ない粉状にする。

【００３０】次に、上記の粉状の無機系汚泥乾燥物から
なる樹脂用帯電防止剤と所定の樹脂、および所望により
他の樹脂用添加物を所定量の割合で配合し、例えば、２
本ロールミル、ニーダー、インターミックス、バンバリ
ーミキサー等の混合機を用いる通常の合成樹脂の配合方
法により製造する。これにより、当該汚泥乾燥物を樹脂
用帯電防止剤として含有する帯電防止樹脂が製造され
る。

【００３１】そして、得られた帯電防止樹脂の樹脂成形
体を製造する場合には、上記の方法により得られた帯電
防止樹脂を、例えば、圧縮成形、トランスファー成形、
射出成形、カスチング、スラッシュ成形、真空成形、積
層成形、押出成形等の各種成形方法の中から、帯電防止
樹脂の成分及び成形物の形状により適宜の方法を選択し
て樹脂成形体を得ることができる。

【００３２】上記の本実施形態に係る樹脂の帯電防止方
法によれば、特に新たな製造工程を設ける必要なく廃棄
物として排出されていた汚泥を有効利用することがで
き、コストの削減を図りつつ、樹脂の帯電防止化を図る
ことができる。

【００３３】本発明の樹脂用帯電防止剤、帯電防止樹脂
および樹脂の帯電防止方法は、上記の実施形態の説明に
限定されない。例えば、上述したように樹脂用帯電防止
剤は、無機系汚泥乾燥物のみでなく、他の一般の樹脂用
帯電防止剤と組み合わせて使用することもできるし、ま
た、無機系汚泥に含まれる成分を有効に樹脂用帯電防止
剤として使用できれば、汚泥の乾燥の程度等は特に限定
されるものではない。また、上記の樹脂用帯電防止剤に
より帯電防止化される樹脂であれば、特に樹脂の種類に
ついて限定はない。その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で、種々の変更が可能である。

【００３４】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、以下に述べるのは、あくまで本発明の一
実施態様であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、
汚泥成分の配合割合、樹脂の種類等を自由に変更するこ
とができる。

【００３５】（樹脂用帯電防止剤１の作製）半導体工場
から排出された汚泥（水分７０％含有）を減圧乾燥機に
より圧力１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）、温度１００
℃で４時間乾燥させて、白色粉末状の樹脂用帯電防止剤
を得た。この樹脂用帯電防止剤としての粉末中には、分
析の結果、アルミニウムが２０重量％、カルシウムが１
７重量％、マグネシウムが１．４重量％、シリコンが１
０重量％含まれていた。

【００３６】（樹脂用帯電防止剤２の作製）金属加工工
場から排出された汚泥（水分６０％含有）を減圧乾燥機
により圧力１．３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）、温度１０
０℃で４時間乾燥させて、粉末状の樹脂用帯電防止剤を
得た。この樹脂用帯電防止剤としての粉末中には、分析
の結果、チタンが１５重量％、鉄が１０重量％、マグネ
シウムが１８重量％、アルミニウムが１３重量％含まれ
ていた。

【００３７】実施例１ 樹脂用帯電防止剤１をＡＢＳ樹脂に２０重量％混合し、
２５０℃で１０分間ヒートプレスを行うことでシート状
の樹脂板を得た。

【００３８】実施例２ 樹脂用帯電防止剤１をＨＩＰＳ（ハイ−インパクトポリ
スチレン）樹脂に１５重量％混合し、２５０℃で１０分
間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

【００３９】実施例３ 樹脂用帯電防止剤１を生分解性プラスチックであるポリ
乳酸に１０重量％混合し、１５０℃で１０分間ヒートプ
レスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

【００４０】実施例４ 樹脂用帯電防止剤１をフェノール樹脂（プリント基板
材）に１５重量％内添して、シート状の樹脂板を得た。

【００４１】実施例５ 樹脂用帯電防止剤２をＰＣ（ポリカーボネート）樹脂に
２０重量％混合し、２８０℃で１０分間ヒートプレスを
行うことでシート状の樹脂板を得た。

【００４２】実施例６ 樹脂用帯電防止剤２をＰＰ（ポリプロピレン）樹脂に１
５重量％混合し、２５０℃で１０分間ヒートプレスを行
うことでシート状の樹脂板を得た。

【００４３】実施例７ 樹脂用帯電防止剤２を使用済みの発砲スチロール（Ｐ
Ｓ：ポリスチレン）樹脂に１０重量％混合し、２５０℃
で１０分間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板
を得た。

【００４４】実施例８ 樹脂用帯電防止剤２をガラスエポキシ樹脂（プリント基
板材）に１０重量％内添して、シート状の樹脂板を得
た。

【００４５】比較例１〜８ 比較例１〜８として、実施例１〜実施例８で使用したの
と同じ樹脂で、樹脂用帯電防止剤を添加せず、その他は
それぞれ同じ条件で加工、成形してシート状の樹脂板を
得た。

【００４６】以上のようにして、実施例１〜８および比
較例１〜８において得られた樹脂板の表面抵抗を、表面
抵抗測定計（ＹＯＫＯＧＡＷＡ−ＨＥＷＬＥＴＴ−ＰＡ
ＣＫＡＲＤ４３２９ＡＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ
ＭＥＴＥＲ 、５００Ｖ：３０秒後）を用いて測定を
した結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１から明らかなように、樹脂に無機系汚
泥乾燥物からなる樹脂用帯電防止剤を添加することによ
り、添加していない樹脂に比して表面抵抗が低下してお
り、帯電防止効果が向上していることが確認された。な
お、表には示してはいないが、無機系汚泥乾燥物に既存
の樹脂用帯電防止剤を加えるとさらに樹脂の帯電防止化
の効果があることが確認された。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、従来は廃棄物として排
出されていた汚泥を有効に利用して帯電防止効果の優れ
る樹脂用帯電防止剤、および帯電防止性に優れる帯電防
止樹脂を得ることができる。また、本発明は、帯電防止
効果の優れる樹脂用帯電防止剤および帯電防止性に優れ
る帯電防止樹脂を提供するばかりでなく、廃棄物の排出
量の低減および有効利用の観点から地球の環境保全に貢
献する事ができる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 AA001 AB011 AB021 AB051 AC071 BB001 BB031 BB121 BB171 BC031 BC061 BC111 BD041 BE021 BG041 BG051 BG101 BK001 BP011 CC031 CC181 CD001 CF041 CF061 CF071 CF161 CF181 CF191 CG001 CH021 CH071 CH091 CK001 CL001 CM041 CN011 CN031 DD026 DE076 DE086 DE116 DE136 DE146 DE206 DE216 DE236 DG046 DG056 GT00

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤。
2. 【請求項２】前記汚泥成分として、金属塩を含む請求項
   １記載の樹脂用帯電防止剤。
3. 【請求項３】前記汚泥成分として、アルミニウム、カル
   シウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタンの少なく
   とも１つを含む請求項１記載の樹脂用帯電防止剤。
4. 【請求項４】樹脂成分と、汚泥成分を含む樹脂用帯電防
   止剤とを含有する帯電防止樹脂。
5. 【請求項５】前記樹脂成分は、廃棄プラスチックからの
   樹脂成分を含む請求項４記載の帯電防止樹脂。
6. 【請求項６】前記樹脂用帯電防止剤は、汚泥成分として
   金属塩を含む請求項４記載の帯電防止樹脂。
7. 【請求項７】前記樹脂用帯電防止剤は、アルミニウム、
   カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタンの少
   なくとも１つを含む汚泥成分を含む請求項４記載の帯電
   防止樹脂。
8. 【請求項８】樹脂成分に汚泥成分を含む樹脂用帯電防止
   剤を添加することにより帯電防止性を付与する樹脂の帯
   電防止方法。
9. 【請求項９】前記樹脂成分は、廃棄プラスチックからの
   樹脂成分を含む請求項８記載の樹脂の帯電防止方法。
10. 【請求項１０】前記樹脂用帯電防止剤として、金属塩を
    含む汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加する請求項
    ８記載の樹脂の帯電防止方法。
11. 【請求項１１】前記樹脂用帯電防止剤として、アルミニ
    ウム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタ
    ンの少なくとも１つを含む汚泥成分を含む樹脂用帯電防
    止剤を添加する請求項８記載の樹脂の帯電防止方法。