JP2012007139A

JP2012007139A - 帯電防止樹脂の製造方法および帯電防止樹脂

Info

Publication number: JP2012007139A
Application number: JP2010159113A
Authority: JP
Inventors: Noriki Ono; 徳輝大野; Kazunori Nishikawa; 和憲西川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-12

Abstract

【課題】導電性高分子とそのドーパントを微分散混入することにより、帯電防止能が水洗時においても低下せず、且つ長期間持続する、帯電防止樹脂の製造法を提供すること。
【解決手段】成形ダイから押し出した溶融樹脂のストランドを、分子中にスルホ基を有する水溶性高分子をドーパント兼水分散剤として、導電性高分子を水溶媒に微分散させた冷却媒体中に投下し、そのストランドを引き取りつつカッターで切断することにより、導電性高分子とそのドーパントが樹脂表面に付着・被覆した、帯電防止樹脂ペレットを得て、成型品とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯電防止樹脂およびその製造方法に関する。

通常、電気絶縁性である樹脂に導電性を付与するためには、（ａ）界面活性剤を添加したり、（ｂ）分子内に導電性ユニットを含有する親水性高分子とアロイ化したり、（ｃ）金属や炭素材料などの導電性フィラーを混合したりする方法がある。
（ａ）の界面活性剤を用いる方法は、低分子量の界面活性剤が樹脂表面にブリードアウトし、雰囲気中の水分を吸着することで導電性を発現するものであるが、表面を洗浄するとブリードアウトした界面活性剤が洗い流され、導電性が低下してしまう問題点を有している。（ｂ）及び（ｃ）に関しては、成形条件により分散相の大きさや形状が容易に変化してしまう問題があることに加え、製造コストが高いという問題がある。
導電高分子は、ポリアセチレンに代表されるπ共役系が高度に成長した高分子であり、古くから知られている半導体であるが、不溶・不融の性質を持っていることから、加工性が悪く、工業的な応用が困難であった。
近年、耐熱安定性に優れるポリ２，３−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）は、水となじみやすいスルホ基を分子中に有する水溶性高分子であるポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）をドーパント兼水分散剤として用いることで、導電性が高まり、微分散水溶液として使用できることから、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとして広く知られ、応用性は飛躍的に前進した。
最近では、その導電性を付与した樹脂製品として、導電高分子の微分散水溶液（ポリアニリンやＰＥＤＯＴ）を樹脂成形品の表面にスプレーまたは浸漬して塗布した帯電防止樹脂製品が使われている。しかし水洗などで帯電防止能が低下または消失してしまうという欠点があり、さらに樹脂成型加工後に塗布・乾燥工程が加わる煩雑さがある。

本発明は、導電性高分子とそのドーパントを微分散混入することにより、帯電防止能が水洗時においても低下せず、且つ長期間持続する、帯電防止樹脂の提供を目的とする。
本発明はさらに、通常の押出工程で帯電防止樹脂ペレットを製造し、成形工程で帯電防止樹脂成形品を製造する、帯電防止樹脂の簡便な製造方法の提供を目的とする。

本発明者らは、成形ダイから押し出した溶融樹脂のストランドを、分子中にスルホ基を有する水溶性高分子をドーパント兼水分散剤として、導電性高分子を水溶媒に微分散させた冷却媒体中に投下し、そのストランドを引き取ることによって、容易にストランド樹脂表面に導電性高分子とそのドーパントが付着・被覆された樹脂ペレットは十分な帯電防止性能を有し、その成形加工品も十分な帯電防止性能を有することを見出し、本発明を完成した。

本発明により、静電付着の現象が出ないので、包装袋につきにくい、取り扱い作業性に優れる、十分な帯電防止能を有する樹脂ペレットが得られる。
さらにそのペレットを化工して、帯電防止能が長く続き、水洗時でも帯電防止能が低下しない、帯電防止樹脂成形品が得られる。

本発明で使用される帯電防止樹脂製造設備の外観図。

本発明に係る帯電防止樹脂の製造に使用される樹脂は、特に制限されず、従来公知の任意の熱可塑性樹脂を使用することができる。
前記の様な熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィンの他、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリレート・スチレン・アクリロニトリル共重合体、ポリメチレンメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等が挙げられる。

前記の熱可塑性樹脂には、その目的に応じ、充填材、難燃剤、難燃助剤、顔料、染料、滑剤、離型剤、相溶化剤、分散剤、結晶核剤、可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、紫外線吸収剤、流動性、改質剤、発泡剤、抗菌剤、制振剤、防臭剤、摺動性改質剤、導電性付与剤、帯電防止剤等の任意の添加剤を使用することが出来る。

本発明の帯電防止樹脂は、成形法として、従来公知の方法、例えば、射出成形法、圧縮成形法、押出成形法、シート成形法、紡糸法、キャスフィルム成形法を用いることができる。

本発明において、冷却媒体は必須成分として、（ｉ）分子中にスルホ基を有する水溶性高分子をドーパント兼水分散剤として、（ｉｉ）導電性高分子を水溶媒に微分散させたものである。

本発明において、（ｉ）水溶性高分子とは、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリルアミドスルホン酸である。

本発明において、（ｉｉ）導電性高分子とは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンであり、ポリチオフェンの中でもポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンが好ましい。

本発明において、冷却媒体中の（ｉ）水溶性高分子と（ｉｉ）導電性高分子の質量比は１：３が好ましく、さらに１：３の固形分が、冷却媒体の水溶媒に対して１〜５質量％であることが好ましい。

本発明において、成形ダイから押し出した溶融樹脂のストランドに冷却媒体中で、必須成分の（１）水溶性高分子と（２）導電性高分子の付着・被覆効果を高めるために、第３成分としての（ｉｉｉ）水溶性樹脂を冷却媒体に加えることが好ましい。

本発明において、前記（ｉｉｉ）水溶性樹脂とはポリビニルアルコール、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニリデンクロライド樹脂であり、その固形分が、冷却媒体の水溶媒に対して０．５〜５質量％であることが好ましい。

本発明において、必須成分の（ｉ）水溶性高分子と（ｉｉ）導電性高分子が微分散している冷却媒体の導電性を高め、さらに冷却媒体を通った樹脂ストランドの導電性を高めるために、前記冷却媒体に、（ｉｖ）水溶性有機化合物を加えることが好ましい。

本発明において、（ｉｖ）水溶性有機化合物とはジメチルスルフォキシド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、エチレングリコール、グリセリン、ソルビトールであることを特徴とし、冷却媒体の水系溶媒に対して０．５〜５質量％であることが好ましい。

実施例１
図１に示す樹脂ペレット製造設備を使用し、ポリプロピレンのペレットを製造した。設定温度２８０℃の単軸押出機にて、押出成型ダイ１から連続的にポリプロピレン（プライムポリマー（株）製Ｊ−７０７Ｇ）のストランド２（直径２．５ｍｍ本数１本）を通常通り空中に押し出し、２０℃の冷却媒体槽４（導電高分子微分散水溶液）に投入し、上記のストランドを引取ロール６で引き取りつつ、カッター７で切断して、楕円球状の樹脂ペレットを製造した。次いでこのペレットを用い、２５０℃の射出成形機にて成形サイクル３分で射出成形し、１００ｘ１００ｘ２ｍｍ厚の試験片を得た。冷却媒体は、ポリ２，３−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）の質量比が１対３の、固形分１．６％の微粒子分散水溶液であり、ＰＨ調整剤を加えて、その冷却分散水溶液を中性とした。

実施例２
実施例１の冷却媒体に、水溶性ポリエステル樹脂（分子約１万）を１％添加して溶解して冷却媒体とした以外は、実施例１と同様にして樹脂ペレットを製造し、射出成形の試験片を得た。

実施例３
実施例２の冷却媒体に、ＤＭＳＯ（ジメチルスルフォキシド）を１％添加して溶解して冷却媒体とした以外は、実施例１と同様にして樹脂ペレットを製造し、射出成形の試験片を得た。

比較例１
冷却媒体を水溶媒のみとした以外は、実施例１と同様にして樹脂ペレットを製造し、射出成形の試験片を得た。

比較例２
比較例１の冷却媒体に、水溶性ポリエステル樹脂（分子約１万）を１％添加して溶解して冷却媒体とした以外は、実施例１と同様にして樹脂ペレットを製造し、射出成形の試験片を得た。

比較例３
比較例２の冷却媒体に、ＤＭＳＯ（ジメチルスルフォキシド）を１％添加して溶解して冷却媒体とした以外は、実施例１と同様にして樹脂ペレットを製造し、射出成形の試験片を得た。

実施例１〜３及び比較例１〜３において、押出工程で製造した樹脂ペレットをポリエチレン製及びポリプロピレン製の袋に入れ、さらに空気注入後密栓し、激しく１０回振った後の状態を観察して、ポリ袋中の樹脂ペレットの帯電防止を次のように評価した。
◎：樹脂ペレット間及び樹脂ペレットと袋との静電付着が全く見られない。
○：樹脂ペレット間及び樹脂ペレットと袋との静電付着がほぼ見られない。
×：樹脂ペレット間及び樹脂ペレットと袋との静電付着がはっきり見られる。

実施例１〜３及び比較例１〜３において、射出成形した試験片の表面固有抵抗値を、ＪＩＳ法（ＪＩＳＫ６９１１）に基づき、三菱化学の高抵抗率計ハイレスタ−ＵＰを用いて測定した。この測定値を表１の表面固有抵抗値（１）とした。単位はΩ／□である。

実施例１〜３において、表面固有抵抗値を測定した射出成形の試験片を、２５℃のイオン交換水が入った水槽に入れ、試験片をイオン交換水に２４時間浸漬させた。その後取り出した試験片の水を乾いた布で軽く拭き取り、表面固有抵抗値を測定する環境下で、６時間放置した後、試験片の表面固有抵抗値を測定した。この測定値を表１の表面固有抵抗値（２）とした。単位はΩ／□である。

表１からわかるように、実施例１〜３の樹脂ペレットはほとんど袋との静電付着はなかったが、比較例１〜３の樹脂ペレットは静電付着が激しかった。
実施例１〜３の試験片は、帯電防止樹脂として十分性能があることがわかった。さらに長時間水に浸漬させても、帯電防止能はほとんど低下しないことがわかった。

１．押出成形ダイ
２．溶融樹脂ストランド
３．支持ロール
４．冷却媒体槽
５．冷却媒体
６．引取ロール
７．カッター
８．シューター
９．ペレタイザー
１０．押出機

Claims

成形ダイから押し出した溶融樹脂ストランドを、（ｉ）分子中にスルホ基を有する水溶性高分子をドーパント兼水分散剤として、（ｉｉ）導電性高分子を微分散させた冷却媒体中に投下し、そのストランドを引き取ることによって得られる帯電防止樹脂の製造法。
前記（ｉ）の水溶性高分子が、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリルアミドスルホン酸であることを特徴とする請求項１記載の帯電防止樹脂製造法。
前記（ｉｉ）の導電性高分子が、ポリピロール、ポリアニリン、ポリ２，３−エチレンジオキシチオフェンを含むポリチオフェンであることを特徴とする請求項２記載の帯電防止樹脂製造法。
請求項１〜３記載のいずれか一項の製造方法で製造された帯電防止樹脂。