JP2006161012A - 防曇性付与剤及び防曇性フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】帯電防止性と防曇性を併せ持ちかつその持続性に優れ、熱可塑性樹脂に配合した際、優れた表面特性を持つ防曇剤、及びそれを含有する防曇性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、ジグリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル及びポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルを含有する防曇性付与剤、及びそれを配合してなる帯電防止性を持つ防曇剤及び該防曇剤を含む良好な表面特性を持つ防曇性ポリオレフィンフィルムである。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は一般に使用されるポリオレフィン用帯電防止剤と併用使用することによりポリオレフィンフィルムに対して帯電防止性だけでなく、良好でかつ持続的な防曇性能を付与することが可能となる防曇性付与剤、及びそれを含有する防曇性ポリオレフィンフィルムに関するものである。

熱可塑性樹脂は加工性が良いことからさまざまな用途の包装材として使用されている。ポリオレフィン等これらの樹脂類は、一般に絶縁性が高く、この優れた性質を利用して種々の用途に利用されるが、その反面摩擦等によって静電気が発生しやすく、発生した静電気は蓄積（帯電）し、種々のトラブルの原因となる。従来これらのトラブルを防ぐため樹脂中にアルキルジエタノールアミン、脂肪酸ジエタノールアミド、グリセリン脂肪酸エステル等の帯電防止剤（各種界面活性剤）を単独あるいは配合にて練り込むことにより静電気によるトラブルを防ぐことが行われてきた。一方、ポリオレフィン等これらの樹脂類は疎水性であるため、周囲の温度や湿度変化により表面に微細な水滴が付着し、曇りが生じる現象が起こっている。曇りにより例えば食品容器などでは内容物が見えなくなり、商品価値が減じるばかりではなく、結露した水滴が収納された食品に付着することにより、変質を促進してしまう。これらの問題を解決するため、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルなどの防曇剤を樹脂に配合して、樹脂の表面に水滴が付着しないようにする方法が使用されている。

帯電防止性を必用とする用途と防曇性を必用とする用途は重なることが多く、例えば野菜などの食品包装においては外面では埃の付着を防止する必用があり内面では曇りを防ぐ必用があるため、帯電防止性と防曇性を併せ持つ添加剤が求められている。この目的のため種々の配合が試みられてきた。しかしほとんどの場合、初期性能が発現したときには、フィルムの白化現象が起こり持続性に欠け、白化を防いだ場合には初期防曇性が不足する結果となった。特開平１１−３０２４６２号公報ではジグリセリン脂肪酸エステルとソルビタン脂肪酸エステル又はポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルの配合系が提案されているが、この組成においては多官能アルコールエステルのみで構成されているため、メタロセン共重合型ＰＥフィルム、２軸遠心ポリプロピレンフィルム等結晶性の高いポリオレフィンフィルムにおいては充分な性能発現がなされないという欠点が残った。
特開平１１−３０２４６２号公報

このように、帯電防止性と防曇性をどちらも満足する添加剤は見いだされておらず、この問題を解決し良好な性能を与える配合剤が求められている。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、従来の帯電防止剤等の配合剤に対して特定の比率の多官能アルコールエステル類を適量加えることにより、得られたフィルムが優れた表面特性を有することを見出し、本発明に至った。
即ち本発明は、（Ａ）ジグリセリンと炭素数８〜２２の脂肪酸のエステル化物であるジグリセリン脂肪酸エステル、（Ｂ）炭素数８〜２２の脂肪酸とグリセリンのエステル化物であるグリセリン脂肪酸エステル、及び（Ｃ）ソルビタン脂肪酸（炭素数８〜２２）モノエステルにエチレンオキサイドを０．５〜２０モル付加させたポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルを含有する防曇性付与剤に関するものであり、それを配合してなる帯電防止性を持つ防曇剤及び該防曇剤を含む良好な表面特性を持つ防曇性ポリオレフィンフィルムに関するものである。
本発明の特徴は、この防曇性付与剤を各種帯電防止剤に特定の比率で併用することにより帯電防止効果に防曇効果を付与できることにあり、広い範囲の帯電防止剤に対して効果的に併用可能である。

本発明に使用されるジグリセリン脂肪酸エステル（Ａ）はジグリセリンと炭素数８〜２２の脂肪酸のエステル化物であり、好ましくは炭素数１２〜１８の脂肪酸を１．０〜１．５当量エステル化したものが望ましい。炭素数が１２より少ないと防曇持続性が劣り、１８より多いと防曇性能が劣る。またエステル化度は１．０より低いとフィルム表面のべたつきにつながり、一方１．５より高いと防曇性が劣る。具体的にはジグリセリンラウレート、ジグリセリンミリステート、ジグリセリンパルミテート、ジグリセリンステアレートが挙げられる。
Ａ成分の防曇性付与剤における比率は３０〜９０重量％が好ましく、５０〜８０重量％の比率で最も好ましく使用される。３０重量％より低い比率では全体の防曇性能低下が見られ、一方８０重量％より高い比率では帯電防止剤と組み合わせたときに添加したフィルムの表面白化の原因となる。

グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）は炭素数８〜２２の脂肪酸とグリセリンのエステル化物であり、中でもエステル化度１．２〜１．５当量のステアリン酸エステルが好ましく用いられる。エステル化度については１．２より低いとフィルム白化の原因となり、１．５より高いと防曇性や帯電防止性が劣る結果となる。
Ｂ成分の防曇性付与剤における比率は１〜３０重量％が好ましく、１０〜２０重量％の比率で最も好ましく使用される。１重量％より低い比率では防曇初期性能の発現が遅くなり、２０重量％より高い比率では帯電防止剤と組み合わせたときにフィルム表面白化の原因となる。

ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル（Ｃ）はソルビタン脂肪酸（炭素数８〜２２）モノエステルにエチレンオキサイドを０．５〜２０モル付加させたものであり、好ましくは炭素数１２〜１８の脂肪酸にエチレンオキサイドを２０モル付加したものが望ましい。炭素数が１２より少ないと防曇持続性が劣り、１８より多いと防曇性能が劣る。具体的にはＰＯＥ（２０）ソルビタンラウレート、ＰＯＥ（２０）ソルビタンミリステート、ＰＯＥ（２０）ソルビタンパルミテート、ＰＯＥ（２０）ソルビタンステアレートが挙げられる。
Ｃ成分の防曇性付与剤における比率は１〜２０重量％が好ましく、５〜１０重量％の比率で最も好ましく使用される。１重量％より低い比率では防曇性付与効果が劣り、２０重量％より高い比率では帯電防止剤と組み合わせた防曇フィルムにべたつきが生じる。

本発明における帯電防止性を持った防曇剤は、帯電防止剤組成物（Ｄ）と上記防曇性付与剤を９５／５〜４０／６０の重量比率で配合したものであり、好ましくは８０／２０〜５０／５０の重量比率で添加したものである。防曇性付与剤が５重量％より少ないと、充分な防曇性が付与されず、６０重量％より多いと得られた防曇フィルム表面がべたつく結果となる。防曇性付与剤を添加する帯電防止剤はアルキルジエタノールアミン、脂肪酸ジエタノールアミド、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステルを少なくとも１種含んだものが好ましい。本発明の防曇性付与剤を加えることでこれら既存の帯電防止剤の優れた帯電防止性を維持しながら、防曇効果を与えることが可能となる。

本発明の防曇フィルムは、上記成分の防曇剤を熱可塑性樹脂に０．０１〜５重量％配合してなる物である。熱可塑性樹脂は、特に限定するものではないが、防曇性能の発現性より見るとポリオレフィンが好ましく、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが挙げられる。

本発明の防曇フィルム製造の際は、樹脂の種類、成形方法による樹脂の結晶化度の違いにより、透明性を損なうことの無い範囲内で、溶出調整剤として公知の無機化合物を併用しても良い。特に限定されないが、一般的には、シリカ、ゼオライト、チタン、炭酸カルシウム、タルク、ベントナイト、マイカ等が用いられる。その中で特にゲル状シリカ、ゼオライトが良好である。

本発明において帯電防止性と防曇性を併せ持ったフィルムが得られるためには上記防曇性付与剤の働きが不可欠であり、詳しいメカニズムは分かっていないが以下のように推測される。

通常、帯電防止剤はその効果を発揮するためにフィルム表面上で連続した膜を形成しこの膜をとおして電荷を逃がすことにより帯電防止性を発現するものと推測される。一般の帯電防止剤においては膜の形成のため比較的結晶性の高い組成が好まれて使用されるが、この結晶性の高さは逆に水滴の凝集性につながる。また防曇剤においては水分を集めやすくするため、一般に水酸基の多い構造の化合物が使用されているが、これらの化合物は単体においては結晶性の少ない液状に近いものが特に効果を発揮する。本発明における防曇性付与剤は防曇性に優れた水酸基を多く保有するジグリセリンス脂肪酸エステルとＰＯＥソルビタン脂肪酸エステルに結晶性を持ったグリセリン脂肪酸エステルをバランス良く組み合わせたものであり、この配合において各成分が相乗効果を発揮することにより、帯電防止剤に添加したとき、元々結晶性の高い帯電防止剤組成の膜形成能を損なわず水酸基を導入することができたものと考えられる。したがって本発明における防曇フィルムは良好な膜形成により従来の防曇フィルムと違って表面上のべたつきが少なく、また水酸基の適当な導入により、帯電防止剤組成において経時的に見られる表面での凝集、結晶化を防ぐ効果が見られ、白化、持続性を改良することができたものである。

実施例及び比較例

防曇性付与成分としては実施例として表１に示す組成物、比較例として表２に示す組成物を使用した。またこれらの防曇性付与物を表３の組成に従って帯電防止剤成分、熱可塑性樹脂と組み合わせて、押出機にて厚さ３０μｍのフィルムを成形した。このフィルムについて下記方法で、帯電防止性、防曇性及びフィルム表面状態についての評価を行った。結果を表４に示す。

１．帯電防止性の評価方法
成形後２０℃、湿度４５％の環境下に保存し、１ヶ月後、３ヶ月後の表面固有抵抗率を測定。
２．防曇性の評価
成形後２０℃、湿度４５％の環境下に保存し、１ヶ月後、３ヶ月後のフィルムについて評価を行った。１００ｍｌガラス製ビーカーに４０℃の水を６０ｍｌ入れ、ビーカーの口を試作したフィルムで密閉し塞いだ後、５℃の恒温槽に入れ、６０分後のフィルム内面への水滴の付着状態を目視で観察し１０段階評価で示す。
防曇性評価基準
１０：全く水滴がなく、全面濡れた状態。
９：曇りは全くないが、極わずかはじかれた水滴が存在している（１０％以下）。
８：７と９の中間
７：曇りはないが、所々にはじかれた水滴が存在している（３０％〜４０％）。
６：５と７の中間
５：曇りはないが、はじかれた水が大きな水滴となって点在している（５０％〜６０％）。
４：３と５の中間
３：全面に大きな水滴が付着し、曇って中身がほとんど見えない（７０％〜８０％）。
２：１と３の中間
１：全体的に白く曇って中身が全く見えない（１００％）。
３．フィルム表面の評価
成形４０℃で１ヶ月保管し、表面観察をした。
判定基準 ○：フィルム白化、ブロッキング、ベトツキなし
△：フィルム白化、ブロッキング、ベトツキ僅かに見られる。
×：フィルム白化、グロッキング、ベトツキ多し

発明の効果

実施例で見られるように、本発明の防曇性付与剤を添加することにより帯電防止剤と組合わせることで帯電防止効果及び防曇性を併せ持った添加剤を得ることができる。又この防曇剤は、熱可塑性樹脂に配合した際、優れた表面特性を持つ防曇フィルムを与えるものである。

Claims (6)

1. （Ａ）ジグリセリンと炭素数８〜２２の脂肪酸のエステル化物であるジグリセリン脂肪酸エステル、（Ｂ）炭素数８〜２２の脂肪酸とグリセリンのエステル化物であるグリセリン脂肪酸エステル、及び（Ｃ）ソルビタン脂肪酸（炭素数８〜２２）モノエステルにエチレンオキサイドを０．５〜２０モル付加させたポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルを含有する防曇性付与剤。
2. Ａ成分の含有率が３０〜９０重量％、Ｂ成分の含有率が１〜３０重量％、Ｃ成分の含有率が１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の防曇性付与剤。
3. 帯電防止剤組成物（Ｄ）と請求項１に記載の防曇性付与剤を９５／５〜４０／６０の重量比率で配合した帯電防止性を持つ防曇剤。
4. 帯電防止剤組成物（Ｄ）がアルキルジエタノールアミン、脂肪酸ジエタノールアミド、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステルの少なくとも１種からなる請求項３に記載の防曇剤。
5. 熱可塑性樹脂１００重量部に対して、請求項３に記載の防曇剤を有効成分として０．０１〜５重量部配合してなる防曇性フィルム。
6. 熱可塑性樹脂がポリオレフィンである請求項５に記載の防曇性フィルム。