JP2010126593A - アクリル系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】アクリル系樹脂の本来の透明性や機械的物性を保持しつつ、優れた帯電防止性が付与され、且つその効果が低湿度下でも低下し難い成形体が得られるアクリル系樹脂組成物の提供。
【解決手段】アクリル系樹脂（Ａ）と式１の化合物（Ｂ）とを含有し、式１の化合物（Ｂ）の含有量がアクリル系樹脂（Ａ）１００質量部に対して０．０１〜１０質量部であるアクリル系樹脂組成物。

【選択図】なし

Description

本発明は、機械的強度や透明性が維持され、帯電防止性が高く、且つ低湿度下でもその効果が低下し難い成形体を得ることができるアクリル系樹脂組成物に関する。

アクリル系樹脂は、その透明性と耐衝撃性の高さから、日用品、事務用品、航空機の風防、大型水槽、自動車のテールランプ、携帯電話の表示窓、液晶ディスプレイ用バックライトの導光板など様々な用途に使用されている。

しかしながら、これらアクリル系樹脂は、一般に疎水性であるので、成形体表面に静電気が帯電し易く、成形体に埃が付着する等のトラブルを引き起こす。そこで、帯電防止方法が種々検討されている。

このような静電気による障害を防ぐ一般的な手段としては、帯電防止剤を成形体表面に塗布する方法や樹脂の加工時に添加し練り込む方法が用いられる。

成形体表面に塗布する方法で用いられる帯電防止剤としては、除電効果が最も優れたカチオン性界面活性剤が広く用いられている。しかし、表面のみに塗布していることから、洗浄などで即座に効果が失活する欠点があり、また工程数が増える事によるコストアップ等の欠点が指摘されている。

一方、樹脂の加工時に添加し練り込む内部添加型の帯電防止剤としては、一般的にカチオン性、アニオン性、非イオン性の界面活性剤が知られている（非特許文献１）。非イオン性の界面活性剤としては、脂肪酸モノグリセリドや高級アルコール、アルキルアミン類などが挙げられる。しかし、これら非イオン性界面活性剤を用いた場合、少量では効果が低いので多量に添加する必要があることから、耐熱変形温度や透明性が低下し、樹脂本来の特性が損なわれやすい。

アニオン性の界面活性剤としては、アルキルスルホン酸金属塩やアルキルベンゼンスルホン酸塩が知られている。これらは、耐熱性が高く少量添加で高い効果が得られるが、樹脂に対する相溶性が低いので、透明性の低下を引き起こしやすい。

カチオン性の界面活性剤は、性能面で他の界面活性剤を上回るが、一般的に熱安定性に乏しく、樹脂の着色や透明性の低下を招くので、内部添加型の帯電防止剤として使用するには用途が制限される（非特許文献１）。

この他に、数種の界面活性剤を併用する方法がある。例えば、アニオン性の界面活性剤である有機スルホン酸塩と、非イオン性の界面活性剤であるポリオキシアルキレン化合物とを併用したものが提案されているが（特許文献１）、透明性や機械的物性は維持されていない。

また、アニオン性の界面活性剤であるアルカリ金属塩と、非イオン性の界面活性剤であるオキシアルキレン化合物等とを併用して、帯電防止性能を発現させることが提案されているが（特許文献２）、充分な帯電防止性能は付与されていないことが指摘されている。

さらに、これら界面活性剤を高分子化し添加する方法も検討されており、例えば芳香族ジカルボン酸成分を特定量含有するポリエーテルエステルを添加することが提案されているが（特許文献３）、成形中の焼け異物による外観不良や透明性低下等の問題が指摘されている。

したがって、アクリル系樹脂用の内部添加型の帯電防止剤として、透明性や機械的物性を損なわずに、高い帯電防止効果を示すものが開発されていない状況にある。また、これら従来の帯電防止剤は、空気中の水分を取り込むことにより帯電防止性を発現することから、低湿度環境下での帯電防止効果を発現することはできない。
"プラスチック添加剤"，ｐ315 〜319 （東レリサーチセンター，2007） 特開平６−１８４３９１号公報 特開平４−２０９６４６号公報 特開平８−３３７７０２号公報

本発明が解決しようとする課題は、アクリル系樹脂の本来の透明性や機械的物性を保持しつつ、優れた帯電防止性が付与され、且つその効果が低湿度下でも低下し難い成形体が得られるアクリル系樹脂組成物を提供することである。

本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、イミダゾリウム骨格を有する所定量のイオン液体をアクリル系樹脂に添加することによって、透明性及び機械的物性を保持しつつ、高い帯電防止性能を有し、且つその効果が低湿度下でも維持される成形体が得られることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち本発明は、アクリル系樹脂（Ａ）と式１の化合物（Ｂ）とを含有し、式１の化合物（Ｂ）の含有量がアクリル系樹脂（Ａ）１００質量部に対して０．０１〜１０質量部であるアクリル系樹脂組成物である。

（式中、Ｒ^１は炭素数１〜４のアルキル基または炭素数２〜４のアルケニル基、Ｒ^２は水素又はメチル基、Ｒ^３は炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数２〜２２のアルケニル基、Ｘ⁻は対イオンを示す。）

本発明のアクリル系樹脂組成物によれば、透明性及び機械的物性を保持しつつ、高い帯電防止性能を有し、且つその効果が低湿度下でも維持される成形体が得られる。

本発明のアクリル系樹脂組成物は、アクリル系樹脂（Ａ）と式１の化合物（Ｂ）とを含有する。まず、アクリル系樹脂（Ａ）について説明する。

本発明に用いるアクリル系樹脂（Ａ）は、（メタ）アクリル酸エステルを主成分とする（共）重合体であり、例えばメタクリル酸メチルを主成分とし、他の共重合可能なモノマーと共重合した共重合体が挙げられる。他の共重合可能なモノマーとしては、押出し特性、耐衝撃などの機能を付与することを目的として、アクリル酸メチルやメタクリル酸エチルなどが挙げられる。アクリル系樹脂（Ａ）で市販されている製品としては、三菱レイヨン株式会社製のアクリペットシリーズ、住友化学株式会社製のスミペックスシリーズ、株式会社クラレ製のパラペットシリーズ等が挙げられる。アクリル系樹脂（Ａ）は、一種単独使用でも二種以上の併用のいずれでもよい。

次に、本発明に用いる式１の化合物（Ｂ）は、常温付近で液体であり蒸気圧が極めて低いという特徴を持つイミダゾリウム塩である。イミダゾリウム塩は、比較的低粘性であることから反応溶媒として使用されたり、高いイオン伝導性を利用した電解質溶液などに用いられている〔大野弘幸“イオン液体II”，ｐ１〜２（シーエムシー出版，2003）を参照〕。

式中、Ｒ^１は炭素数１〜４のアルキル基または炭素数２〜４のアルケニル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ビニル基、プロペニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基が挙げられる。特に、入手性の面から、Ｒ^１はメチル基が好ましい。式中、Ｒ^２は水素又はメチル基であり、特に水素が好ましい。Ｒ^３は炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数２〜２２のアルケニル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ビニル基、プロペニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、イソステアリル基、オレイル基、ベヘニル基が挙げられる。特に、帯電防止効果能の面から、Ｒ^３の炭素数は２〜６が好ましく、より好ましくは２〜４である。

式中、Ｘ⁻は対イオンであり、典型的には酸由来のアニオンである。かかる酸として、具体的には、カルボン酸類、硫酸エステル類、リン酸エステル類、スルホン酸等の有機酸や超強酸類；リン酸類、ハロゲン化水素類、過ハロゲン酸類などの無機酸などが挙げられ、帯電防止性の面から、ハロゲン化水素類、硫酸エステル類が好ましく、より好ましくは硫酸エチルである。

式１で示される化合物（Ｂ）の好ましい例としては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライド塩、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ブロミド塩、１−オクタデシル−３−メチルイミダゾリウム・クロライド塩、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・エチルサルフェート塩等が挙げられる。式１で示される化合物（Ｂ）は、一種の単独使用でも二種以上の併用のいずれでもよい。なお、式１で示される化合物（Ｂ）は既知の方法により製造することができる。

本発明のアクリル系樹脂組成物中における式１の化合物（Ｂ）の含有量は、アクリル系樹脂（Ａ）１００質量部に対して０．０１〜１０質量部、好ましくは０．０５〜５質量部、より好ましくは０．１〜２質量部である。化合物（Ｂ）の含有量が０．０１質量部未満では充分な帯電防止性が得られず、１０質量部を超えた場合、添加量に見合った効果が得られず経済的に不利である。

本発明のアクリル系樹脂組成物には、成形品の強度を向上させること等を目的として、アクリル系樹脂（Ａ）１００質量部に対して０．５〜２０質量部程度のゴム成分、例えばポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が常法により配合されていても良い。

また、本発明の特長を損なわない範囲で、式１で示される化合物（Ｂ）以外の帯電防止剤、例えばポリオキシエチレンドデシルジメチルアンモニウム・パークロレート、エチルジメチルオレイルアンモニウムエチルサルフェート等の一般的な樹脂用帯電防止剤を併用することもできる。さらに、トリスノニルフェニルホスファイト、トリフェニルホスファイト等のリン系酸化防止剤、３，３−チオジプロピオン酸ジオクダデシル、３，３−チオジプロピオン酸ジドデシル等の硫黄系酸化防止剤、ステアリン酸等の高級脂肪酸、ステアリルアルコール等の高級アルコール、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、モンタン酸ワックス等のワックス類、ステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド類の滑剤、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸類、さらに、顔料、難燃剤、紫外線吸収剤、抗菌剤等が配合されていても良い。

本発明のアクリル系樹脂組成物は、溶融、混練し、射出成形などにより成形することによって成形体が得られる。本発明のアクリル系樹脂組成物による成形体は、機械的強度や透明性が維持され、帯電防止性が高く、且つ低湿度下でもその効果が低下し難いので、電子機器などの透明性が要求される材料等に好適に使用することができる。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、アクリル系樹脂（Ａ）として、表１に示す製品を用い、式１の化合物（Ｂ）として、表２に示すイミダゾリウム塩を用いた。

（実施例１〜７及び比較例１〜６）
表３に示す実施例１〜７の組成物及び表４に示す比較例１〜６の組成物を樹脂量が２ｋｇになるように配合し、（株）東洋精機製作所製の二軸押出機（システムユニット型式：３０Ｃ１５０、測定ヘッド型式：セグメント押出し機２Ｄ２５Ｗ型）を使用して、シリンダー１／シリンダー２／シリンダー３／シリンダー４／ダイス＝２００℃／２２０℃／２２０℃／２２０℃／２００℃、回転数１０ｒｐｍで直径２．８ｍｍのストランドを押出し、水冷後、ペレタイザーによって長さ約３ｍｍの俵状のコンパウンドペレットを得た。

（試験片の作製）
上記コンパウンドペレット５０ｇを（株）東洋精機製作所製のラボプラストミルミキサー（システムユニット形式：３０Ｃ１５０、測定ヘッド形式：シリンダホッパＶＨＤ７５型）を使用して、２００℃、回転数４０ｒｐｍで５分間混練した。次に、得られた混練サンプルを（株）神藤金属工業所製の圧縮成形機（形式：ＳＦＡ−３７）を使用して、２００℃、予熱時間１分（５０ｋｇ／ｃｍ^２）、ガス抜き４回、加圧時間１分（１００ｋｇ／ｃｍ^２）で１０５×１０５×３ｍｍの板状にプレスし、表面固有抵抗測定用試験片とした。

上記コンパウンドペレットを東芝機械株式会社製の射出成形機（ＭＯＤＥＬ ＩＳ−２５ＥＰ）を使用して、成形温度１８０℃、金型温度４０℃で射出成形し、６４×１２×３ｍｍの短冊状成形体を得、透明性評価用、曲げ弾性率評価用試験片とした。

〔帯電防止性〕表面固有抵抗値の測定
上記方法で作製したプレス板を成形直後と２３℃／５０％ＲＨの恒温恒湿室にて１週間アニーリング後とに、同条件下で三菱油化株式会社製ＭＣＰ−ＴＥＳＴＥＲ（型式：Ｈ８Ｙ５０３８）を使用して、印加電圧５００Ｖ／１０秒で表面固有抵抗値（Ω）をＮ数５回で測定し、その平均値（Ｘ）を以下の評価基準で評価した。

評価基準； ◎：Ｘ≦１×１０^１２
○：１×１０^１２＜Ｘ≦１×１０^１３
×：１×１０^１３＜Ｘ

〔帯電防止性〕表面固有抵抗値の測定（低湿度下）
上記方法で作製したプレス板を成形直後と２３℃／１５％ＲＨの恒温恒湿室にて１週間アニーリング後とに、同条件下で三菱油化株式会社製ＭＣＰ−ＴＥＳＴＥＲ（型式：Ｈ８Ｙ５０３８）を使用して、印加電圧５００Ｖ／１０秒で表面固有抵抗値（Ω）をＮ数５回で測定し、その平均値（Ｘ）を以下の評価基準で評価した。

評価基準； ◎：Ｘ≦１×１０^１２
○：１×１０^１２＜Ｘ≦１×１０^１３
×：１×１０^１３＜Ｘ

〔透明性〕全光線透過率
上記射出成形にて作製した試験片について、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠してヘイズメーター（日本電色工業株式会社製、型式ＮＤ−１００１ＤＰ）を用いて、全光線透過率を測定した。測定値を帯電防止成分無添加のアクリル系樹脂（Ａ）から作製した試験片の全光線透過率（表１を参照）で除した値を１００倍し、その値を以下の基準で評価した。

評価基準； ◎：９０以上
○：８０以上９０未満
×：８０未満

〔機械的強度〕曲げ弾性率の評価
上記射出成形にて作製した試験片について、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に準拠して曲げ弾性率を測定した。測定値を帯電防止成分無添加のアクリル樹脂から作製した試験片の曲げ弾性率（表１を参照）で除した値を１００倍し、その値を以下の基準で評価した。

評価基準； ◎：９０以上
○：８０以上９０未満
×：８０未満

本発明のアクリル系樹脂組成物である実施例１〜７の組成物から得られた成形体は、いずれも透明性が保持され、機械的強度の低下が少なく、帯電防止性が高く、しかもその効果が低湿度下でも保持される。特に、一般的な樹脂用帯電防止剤を併用した実施例６，７では、本発明の効果が顕著なものとなる。

一方、化合物（Ｂ）を０．００５質量部しか含有しない比較例１では、帯電防止性が低く、低湿度下での帯電防止性も低い。化合物（Ｂ）を含有せず、アニオン性の界面活性剤を含有する比較例２では、透明性が低く、低湿度下での帯電防止性も低い。化合物（Ｂ）を含有せず、非イオン性の界面活性剤を含有する比較例３では、帯電防止性、機械的強度、透明性が低い。そして、低湿度下での帯電防止性も低い。化合物（Ｂ）を含有せず、カチオン性の界面活性剤を含有する比較例４では、透明性が低く、低湿度下での帯電防止性も低い。化合物（Ｂ）を含有せず、実施例６，７で併用した樹脂用帯電防止剤を用いた比較例５，６では、透明性が低く、低湿度下での帯電防止性も低い。

Claims (1)

1. アクリル系樹脂（Ａ）と式１の化合物（Ｂ）とを含有し、式１の化合物（Ｂ）の含有量がアクリル系樹脂（Ａ）１００質量部に対して０．０１〜１０質量部であるアクリル系樹脂組成物。
   

   

   （式中、Ｒ^１は炭素数１〜４のアルキル基または炭素数２〜４のアルケニル基、Ｒ^２は水素又はメチル基、Ｒ^３は炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数２〜２２のアルケニル基、Ｘ⁻は対イオンを示す。）