JP3638978B2 - 帯電防止剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は帯電防止剤に関するものである。さらに詳しくは、合成樹脂に良好な帯電防止効果を付与することができると共に、合成樹脂に内部添加して成形した時に、成形後直ちに帯電防止効果を発揮することのできる帯電防止剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、合成樹脂はフィルム、シート、繊維等として種々の分野に広く利用されているが、これら合成樹脂製品は優れた絶縁性を有する反面、静電気が発生して帯電し易い。合成樹脂が帯電するとフィルム、シート等にあっては汚れが付着し易く製品の外観を低下させ、繊維においてはその製造時に繊維同士が反発して紡糸が困難となる欠点がある。さらに帯電した静電気が放電すると、合成繊維製の衣服等を着用している時に人体が不快な衝撃を受ける、溶剤を扱う現場においては火災、爆発等の危険を生じる他、近年の目覚ましく普及してきたＯＡ機器、ＦＡ機器に誤動作を生じたり、ＩＣ、ＬＳＩの不良、破損する原因となる等が大きな問題となっている。
【０００３】
このため従来より合成樹脂用の種々の帯電防止剤が検討されている。帯電防止剤は使用する方法により、合成樹脂の表面に塗布する外部処理型と、合成樹脂の内部に練り込む内部添加型に分けられる。これらのうち、外部処理型は洗濯等により除去されて効果の持続性を図り難いのに対し、内部添加型は表面の帯電防止剤が除去されても、合成樹脂内部の帯電防止剤が樹脂の表面に移行（ブリードアウト）して性能の回復が期待でき、効果を長期間持続させるためには内部添加型が望まれる。内部添加型の帯電防止剤としては、例えば、（１）Ｎ−ヒドロキシアルキルアルカノールアミン（特公昭４７−１０７２６号、特開昭４８−８８１３５号）、（２）Ｎ，Ｎビス（２−ヒドロキシエチル）アルキルアミンや（３）アルキルモノエタノールアミド（特開昭６２−１４３９５６号）を用いる方法が知られているが、これらはいずれも効果の持続性、耐久性に乏しく、これらの欠点を改善するために種々の方法が提案されている。つまり（４）（２）のアミン化合物に高級アルコールを併用する方法（特開昭６２−１９７４３８号、特開平１−３０４１７５号）、（５）（４）の方法にさらに脂肪酸モノグリセリドを併用する方法（特開昭６２−２９５９３６号、特開平２−８０４８８号）、（６）脂肪酸ジエタノールアミドにグリセリン脂肪酸を併用する方法（特開昭６１−７８８５４号、特開平２−２８９６３４号）、（７）脂肪酸ジエタノールアミド又はその酸化エチレン付加体にグリセリン脂肪酸エステルを併用する方法（特開昭６２−５４７３６号）、さらに（８）脂肪酸ジエタノールアミドにアルカンスルホン酸塩又はアルキルアリールスルホン酸塩を併用する方法（特開平５−６５３６３号）等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の内部添加型帯電防止剤は、帯電防止効果の持続性、回復性にはある程度の効果を発揮し得るものの、その回復性の効果が洗浄後数時間経過してから現れるもので、いずれも初期効果、特に成形直後の効果が乏しいものであった。一般的に工程を省力化するために、合成樹脂を成形した後、連続してあるいはすぐに接着加工、印刷加工等の二次加工を行っている。ここに用いる帯電防止剤が成形直後の効果の乏しいものであると、二次加工時にいたるまでの帯電による埃付着を防止することができず、接着不良や印刷不良を生じたり、さらには最終製品の外観を損ねる等の問題がある。また成形直後の効果を発現させる為に内部添加型帯電防止剤の添加量を増やすと、過剰のブリードアウトを生じて経時で表面性状が悪化したり、表面での配向が崩れて性能が低下する等の問題点があった。従来の内部添加型帯電防止剤による方法は、これらの問題点を防止するために、一旦成形してから二次加工にいたるまでに、成形したものをさらに塗布型帯電防止剤により処理したり、あるいは樹脂内部の帯電防止剤がブリードアウトするまで調湿調温した環境下に長時間おく、いわゆるテンパリングの操作を必要とするもので、作業工程が増え、加工に長時間を要するものとなり、成形直後の帯電防止効果に優れる内部添加型帯電防止剤の出現が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記の点に着目して行ったもので、従来の帯電防止剤の初期効果並びに持続性、耐久性を損なわず、成形後直ちに効果を発揮する帯電防止剤を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、特定の含窒素化合物とアルカノールアミンとを特定の比にて用いることにより、合成樹脂との相溶性に優れ、内部添加して用いると、成形直後の効果に優れ、しかも合成樹脂に長期間安定した帯電防止効果を付与することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち本発明は、Ａ：下記化１で表される含窒素化合物（但し、化１中、Ｒは総炭素数が８〜１８のアルキル基、アシル基及び２−ヒドロキシアルキル基のいずれか、ｍ＋ｎは１又は２である）と、Ｂ：アルカノールアミンとを、Ａ：Ｂ＝９９：１〜９０：１０の重量比にて含有する帯電防止剤である。
【０００８】
【化２】

【０００９】
本発明のＡに用いる含窒素化合物としては、脂肪族アミンにエチレンオキサイドを１〜２モル付加せしめて得られるポリオキシエチレンアルキルアミン、高級脂肪酸とモノエタノールアミン、ジエタノールアミンとを反応せしめて得られるアルキルモノエタノールアミド、アルキルジエタノールアミド、１，２−エポキシアルカンとモノエタノールアミン、ジエタノールアミンとを反応せしめて得られる２−ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン、２−ヒドロキシアルキルジエタノールアミン等が挙げられ、いずれも市販のものを使用することができる。
【００１０】
上記Ａの含窒素化合物の有するアルキル基、アシル基及び２−ヒドロキシアルキル基は総炭素数が８〜１８の範囲のものが好ましい。その総炭素数が８未満であると、合成樹脂に内部添加した時に、ブリードアウト性に優れるものの、揮散したり表面での配向性が悪くて帯防止効果が低下する、あるいは金型を汚染する、印刷適性が低下する、フィルム状に成形したものでは重なり合った部分がくっつき合ってブロッキングを起こす畏れがあり好ましくない。また総炭素数が１８を越えるものでは、基本的な性能が悪いと共にブリードアウト性が悪くなり帯電防止効果を発揮することができ難く好ましくない。疎水基は飽和もしくは不飽和又は直鎖もしくは分岐鎖のいずれであってもよい。
【００１１】
本発明のＢに用いるアルカノールアミンは、成形時適度に気化して成形品の表面に吸着し、さらに成形時に内部より表面へ移行しつつＡの含窒素化合物の表面への移行を促進してその効果を発揮するものと考えられ、具体的にはモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン等を用いることができ、適用する樹脂の成形温度によりこれから選ばれた最適な少なくとも一種を用いることができるが、これらのアルカノールアミンのうち、ジエタノールアミンを用いるのが特に好ましい。
【００１２】
本発明の帯電防止剤は、Ａの含窒素化合物とＢのアルカノールアミンとを併用することにより、Ａを単独で用いた時と比べ、合成樹脂に良好な帯電防止効果を付与することができると共に、特に成形直後の効果が著しく改善される。Ａの含窒素化合物と、Ｂのアルカノールアミンと用いる量は重量比にて、Ａ：Ｂ＝９９：１〜９０：１０が好ましい。Ａの含窒素化合物とＢのアルカノールアミンとの重量比は、Ａが９９を越えＢが１未満であると成形直後の効果が不十分となり、またＡが９０未満でＢが１０を越えると成形時の加工性が低下したり、成形品の表面性状の悪化、成形品の着色等の問題を生じ、好ましくない。
【００１３】
本発明の帯電防止剤は上記化合物Ａの含窒素化合物及びＢのアルカノールアミンを併用したものをそのまま、もしくはこれを主成分とし、更に必要に応じ、本発明の効果を阻害しない範囲内で高級アルコール、脂肪酸モノグリセライド等の他の帯電防止剤成分やブロッキング防止剤、酸化防止剤、滑剤等の各種添加剤を配合することができる。
【００１４】
本発明の帯電防止剤は合成樹脂の内部添加型に適しており、合成樹脂に練り込んで用いることが好ましい。帯電防止剤を合成樹脂に練り込む方法としては、常法に従って行うことができ、例えば押出成形、射出成形、圧縮成形、ロール成形等の通常の成形方法が挙げられる。合成樹脂に練り込む帯電防止剤の量は、合成樹脂に対し０．０５〜３重量％が最も、帯電防止効果の持続性、速効性、耐久性に優れ好ましい。練り込む帯電防止剤の量が合成樹脂に対して０．０５重量％未満であると帯電防止効果そのものが不十分となり、また３重量％を越えると樹脂の物性を変化させるおそれがあり好ましくない。
【００１５】
本発明の帯電防止剤を適する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン、アイオノマー樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂、エチレン酢ビ共重合樹脂、エチレン塩ビ共重合樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、あるいはこれらの共重合樹脂等の各種合成樹脂等が挙げられ、これらの合成樹脂に本発明の帯電防止剤を練り込んだ後、フィルム、シート、成形品、繊維等に成形して合成樹脂製品を得、これらに良好な帯電防止効果を付与することができる。
【００１６】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらに限定されない。以下「％」は「重量％」を表す。
【００１７】
実施例及び比較例に用いたＡの含窒素化合物及びＢのアルカノールアミンの種類とその略称を以下に示す。
【００１８】
・Ａ：含窒素化合物
Ａ−１：Ｎ−２−ヒドロキシエチル−ヘキシルアミン
Ａ−２：Ｎ−２−ヒドロキシエチル−オクチルアミン
Ａ−３：Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−ドデシルアミン
Ａ−４：Ｎ−２−ヒドロキシエチル−オクタデシルアミン
Ａ−５：Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−エイコシルアミン
Ａ−６：モノエタノールアミンラウリン酸アミド
Ａ−７：ジエタノールアミンオレイン酸アミド
Ａ−８：ジエタノールアミンミリスチン酸アミド
Ａ−９：Ｎ−２−ヒドロキシエチル−（Ｎ−２−ヒドロキシテトラデシル）アミン
Ａ−１０：Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−デシルアミン
Ａ−１１：Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−ヘキサデシルアミン
【００１９】
・Ｂ：アルカノールアミン
Ｂ−１：モノエタノールアミン
Ｂ−２：ジエタノールアミン
Ｂ−３：トリエタノールアミン
Ｂ−４：アミノエチルエタノールアミン
Ｂ−５：イソプロパノールアミン
Ｂ−６：ジイソプロパノールアミン
【００２０】
【実施例】
実施例１〜５、比較例１〜５
表１に示す含窒素化合物及びアルカノールアミンを用い、表１に示す比に配合したものを帯電防止剤として用い、ＡＢＳ樹脂に対し１．０重量％加え、均一に混合後、押出成形機にて帯電防止剤を配合したペレットを作製した。次にこれを射出成形機にて２２０〜２４０℃で、厚さ２．５ｍｍのプレートに成形したものをテストピースとし、ＲＨ４０％、２５℃で、成形後１０分、１時間及び１〜３０日間調湿したものの表面抵抗及び半減期を測定し、テストピースの着色度（着色の有無）を目視にて評価した。実施例及び比較例に用いた帯電防止剤の組成及び性能試験結果を表１に、各試験方法を以下に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
・表面抵抗・・・ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて測定した。測定条件は４０％ＲＨ、２５℃で行った。
・半減期の測定・・ＪＩＳ Ｌ １０９０に準じて測定した。測定条件は４０％ＲＨ、２５℃で行った。
【００２３】
実施例６〜１１、比較例６〜９
表２に示す含窒素化合物及びアルカノールアミンを用い、表２に示す比に配合したものを帯電防止剤として用い、ポリプロピレンに対し０．５重量％加え、均一に混合後、押出成形機にて帯電防止剤を配合したペレットを作製した。次にこれを射出成形機にて２２０〜２４０℃で、厚さ２．５ｍｍのプレートに成形したものをテストピースとし、ＲＨ４０％、２５℃で、成形後１０分、１時間及び１〜３０日間調湿したものの表面抵抗、半減期及び着色度を測定した（実施例６〜１１、比較例６〜９）。実施例及び比較例に用いた帯電防止剤の組成及び性能試験結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】

【００２５】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の帯電防止剤は、特定の含窒素化合物とアルカノールアミンとを特定の比にて配合したものを合成樹脂の内部添加型帯電防止剤として用いるもので、合成樹脂との相溶性に優れ、合成樹脂に長期間安定した帯電防止効果を付与すると共に、特に成形直後に優れた帯電防止効果を発揮する。

Claims (1)

1. Ａ：下記化１で表される含窒素化合物（但し、化１中、Ｒは総炭素数が８〜１８のアルキル基、アシル基及び２−ヒドロキシアルキル基のいずれか、ｍ＋ｎは１又は２である）と、Ｂ：アルカノールアミンとを、Ａ：Ｂ＝９９：１〜９０：１０の重量比にて含有することを特徴とする帯電防止剤。