JP3766176B2 - アクリル系樹脂用帯電防止剤組成物およびそれを用いたアクリル系樹脂組成物 - Google Patents
アクリル系樹脂用帯電防止剤組成物およびそれを用いたアクリル系樹脂組成物 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なアクリル系樹脂用帯電防止剤組成物およびそれを含有したアクリル系樹脂組成物に関するものであり、さらに詳しくは、所定形状に成形後即時に、アクリル樹脂自身の有する透明性を損なうことなく、帯電防止能を発現し得る、アクリル系樹脂用帯電防止剤組成物(以下「帯電防止剤組成物」と略す)およびそれを用いたアクリル系樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、アクリル系樹脂は、その優れた透明性、光学物性、および機械的物性を有することから、フィルム、成形品等の成形材料として広く用いられており、中でも照明器具、家電製品、OA機器等の各種部品などに多用されている。
【0003】
しかしながら、上記アクリル系樹脂は、他の熱可塑性樹脂と同様、一般に疎水性で、電気絶縁性が大きく、容易に帯電するため、その成形品にゴミや埃が付着し外観を損ねたり、加工、包装、印刷、塗装等の各工程における作業効率の低下を引き起こすことから、アクリル系樹脂の優れた特性を保持するとともに帯電防止性を付与した材料の開発が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記アクリル系樹脂に帯電防止性を付与する方法として、従来から、成形品に界面活性剤を塗布したり、あるいは成形材料中に上記界面活性剤を練り込む方法が広く知られている。
【0005】
上記界面活性剤として、具体的には、熱安定性を考慮して、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金属塩を用いることが提案されている(特開昭49−73443号公報、特開昭52−47072号公報、特開昭54−37154号公報)。しかし、上記界面活性剤はアクリル系樹脂との相溶性が悪く、結果、得られる成形品の透明性を損なう結果となっている。そして、このような透明性の劣化の改善策として、上記界面活性剤とともに高級アルコールを併用する系(特開平3−220253号公報)、および上記界面活性剤とともにグリセリン脂肪酸エステルを併用する系(特開平1−197552号公報)、または上記界面活性剤とともにポリエチレングリコール(PEG)とアニオン系帯電防止剤を併用する系(特開平3−43440号公報)、さらには上記界面活性剤とともにスルホン基を有する脂肪酸のポリエチレングリコール(PEG)エステルを併用する系(特開平5−93185号公報)等、上記界面活性剤とともに各種の化合物を併用する系がいくつか提案されているが、これら提案された各種の系においても帯電防止性能と透明性の両立という点で、満足のいくものとは言えないのが実情である。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、アクリル系樹脂の優れた透明性を損なうことなく、良好な帯電防止性能を発現することのできる帯電防止剤組成物およびそれを用いて得られるアクリル系樹脂組成物を提供することをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、下記の(A)〜(C)成分を含有する帯電防止剤組成物を第1の要旨とする。
(A)下記の一般式(1)で表されるスルホン酸塩および下記の一般式(2)で表されるスルホン酸塩の少なくとも一方。
【0008】
【化5】
(R1 −SO3 )- ・M+ …(1)
【化6】
(R1 −SO3 - )2 ・M 2+ …(2)
〔上記式(1)および(2)において、R1 は、炭素数8〜22の直鎖状または分岐状のアルキル基、もしくは、炭素数8〜22の直鎖状または分岐状のアルキルフェニル基であって、Mはアルカリ金属,アルカリ土類金属,アンモニア,有機塩基類のカチオンまたはオニウム塩である。〕
【0009】
(B)下記の一般式(3)で表されるポリアルキレングリコールジエステル。
【化7】
【0010】
(C)下記の一般式(4)で表されるアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方。
【化8】
【0011】
また、上記帯電防止剤組成物をアクリル系樹脂に配合してなるアクリル系樹脂組成物を第2の要旨とする。
【0012】
本発明者らは、上記目的である、透明性と帯電防止性の双方を満足させることのできる帯電防止剤組成物を得るべく、鋭意研究を重ねた。その結果、特定の構造を有するスルホン酸塩〔(A)成分〕とともに、特定のポリアルキレングリコールジエステル〔(B)成分〕、および、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方〔(C)成分〕を併用した三成分を組み合わせることにより、その目的を達成し得ることを見出し本発明に到達した。
【0013】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【0014】
本発明の帯電防止剤組成物は、特定の構造を有するスルホン酸塩(A成分)と、特定の構造を有するポリアルキレングリコールジエステル(B成分)と、特定の構造を有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方(C成分)とを用いて得られるものである。
【0015】
本発明の帯電防止剤組成物の構成成分である上記特定の構造を有するスルホン酸塩(A成分)は、下記の一般式(1)で表されるスルホン酸塩および下記の一般式(2)で表されるスルホン酸塩の少なくとも一方である。
【0016】
【化9】
(R1 −SO3 )- ・M+ …(1)
【0017】
【化10】
(R1 −SO3 - )2 ・M 2+ …(2)
〔上記式(1)および(2)において、R1 は、炭素数8〜22の直鎖状または分岐状のアルキル基、もしくは、炭素数8〜22の直鎖状または分岐状のアルキルフェニル基であって、Mはアルカリ金属,アルカリ土類金属,アンモニア,有機塩基類のカチオンまたはオニウム塩である。〕
【0018】
上記一般式(1)および(2)におけるR1 は、炭素数8〜22の直鎖状または分岐状のアルキル基またはアルキルフェニル基であり、例えば、オクチル基、イソデシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、ブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基等があげられる。すなわち、R1 の炭素数が8未満では、得られる樹脂組成物のアクリル系樹脂に対する相溶性に劣り、結果、透明性を損なう恐れがあり、逆に炭素数が22を超えるものでは帯電防止性能に劣るからである。
【0019】
また、上記一般式(1)および(2)におけるMは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニア、有機塩基類のカチオンまたはオニウム塩である。上記アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等があげられ、上記アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウム等があげられる。また、上記有機塩基類としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、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、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ピリジン、モルホリン等があげられる。
【0020】
このような上記一般式(1)で表されるスルホン酸塩および一般式(2)で表されるスルホン酸塩の少なくとも一方であるA成分は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0021】
そして、上記一般式(1)および(2)で表されるスルホン酸塩(A成分)のなかでも、帯電防止性能の安定的発現という観点から、R1 とMとの組み合わせにおいて、R1 が炭素数8〜16のアルキル基であって、Mがアルカリ金属となる一般式(1)で表されるスルホン酸塩を、またR1 とMとの組み合わせにおいて、R1 が炭素数8〜16のアルキル基であって、Mがアルカリ土類金属となる一般式(2)で表されるスルホン酸塩を用いることが特に好ましい。
【0022】
また、上記A成分とともに用いられる、特定の構造を有するポリアルキレングリコールジエステル(B成分)は、下記の一般式(3)で表されるものである。
【0023】
【化11】
【0024】
上記一般式(3)におけるR2 およびR3 は、炭素数1〜20の直鎖状または分岐状のアルキル基であって、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等があげられる。好ましくは、スルホン酸塩の可溶化という観点から、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基があげられ、R2 およびR3 は互いに異なっていても同一であってもよい。
【0025】
また、一般式(3)におけるAは炭素数2〜4のアルキレン基であり、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等があげられ、好ましくはエチレン、プロピレンである。
【0026】
さらに、一般式(3)中の繰り返し数nとしては、特にn=5〜25の範囲が好ましい。
【0027】
このような上記一般式(3)で表されるポリアルキレングリコールジエステル(B成分)は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0028】
そして、上記一般式(3)で表されるポリアルキレングリコールジエステル(B成分)のなかでも、上記スルホン酸塩の可溶化という観点から、R2 とR3 とAとの組み合わせにおいて、R2 が炭素数1〜12であって、R3 が炭素数1〜12であり、Aが炭素数2(エチレン)となる一般式(3)で表されるポリアルキレングリコールジエステルを用いることが特に好ましい。また、このようなポリアルキレングリコールジエステル(B成分)としては、分子量300〜2000の範囲のものが好ましく、より好ましくは分子量500〜1500である。
【0029】
また、上記A成分およびB成分とともに用いられる、特定の構造を有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方(C成分)は、下記の一般式(4)で表されるものである。
【0030】
【化12】
【0031】
上記一般式(4)におけるR4 は、炭素数8〜22の直鎖状または分岐状のアルキル基またはアルキルフェニル基であり、例えば、オクチル基、イソデシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、ブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基等があげられる。
【0032】
また、上記一般式(4)におけるAは、先に述べた前記(B)成分での一般式(3)におけるAと同様、炭素数2〜4のアルキレン基であり、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等があげられ、好ましくはエチレン、プロピレンである。
【0033】
このような上記一般式(4)で表されるアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方(C成分)は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0034】
さらに、一般式(4)中の繰り返し数nとしては、特にn=5〜20の範囲が好ましい。
【0035】
そして、上記一般式(4)で表されるアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方(C成分)のなかでも、上記スルホン酸塩の安定化という観点から、R4 とR5 とAの組み合わせにおいて、R4 が炭素数8〜16のアルキル基であって、R5 が水素であり、Aが炭素数2(エチレン)となる一般式(4)で表されるアクリル酸エステルを用いることが特に好ましい。また、このようなアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方(C成分)としては、分子量500〜2000の範囲のものが好ましく、より好ましくは分子量500〜1500である。
【0036】
そして、本発明の帯電防止剤組成物における、上記A〜C成分の相互の好適な配合比は、重量基準で、(A)/(B)=90/10〜30/70の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、(A)/(B)=85/15〜60/40である。さらに、〔(A)+(B)〕/(C)=80/20〜20/80の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、〔(A)+(B)〕/(C)=80/20〜50/50の範囲である。すなわち、上記範囲を逸脱すると、充分な効果(透明性と帯電防止性の両立)が得られにくくなるからである。
【0037】
なお、本発明の帯電防止剤組成物には、上記A〜C成分以外に、必要に応じて、熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を適宜に配合することができる。
【0038】
本発明の帯電防止剤組成物は、例えば、上記A〜C成分をそれぞれ所定の割合で配合し、混合することにより得られる。
【0039】
このような本発明の帯電防止剤組成物を用い適用し得るアクリル系樹脂としては、メタクリル酸メチル単独重合物体、あるいは、メタクリル酸メチルと、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエン等との共重合体等があげられる。
【0040】
上記アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等があげられ、メタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等があげられる。
【0041】
そして、本発明の帯電防止剤組成物を上記アクリル系樹脂に配合することにより、帯電防止性および透明性の双方に優れたアクリル系樹脂組成物が調製される。この際の帯電防止剤組成物の配合量に関しては、アクリル系樹脂100重量部に対し、上記A〜C成分を用いて得られる帯電防止剤組成物を、好ましくは0.5〜6重量部の範囲、より好ましくは1〜4重量部の範囲で配合するのが好ましい。すなわち、帯電防止剤組成物の配合量が0.5重量部未満では充分な帯電防止性能が発揮することが困難であり、逆に6重量部を超えて配合しても、さらなる帯電防止性能の向上は認められないからである。
【0042】
上記アクリル系樹脂に本発明の帯電防止剤組成物を配合してなる調製方法としては、アクリル系樹脂に、予め所定の割合で混合した帯電防止剤組成物を練り込む方法が好ましい。この練り込み方法については特に制限はなく従来公知の方法、例えば、アクリル系樹脂と上記帯電防止剤組成物とをブレンドした後、押出機にて溶融混練する方法や、予め高濃度のマスターバッチを調製し、成形時に希釈する方法等があげられる。
【0043】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【0044】
まず、前記A〜C成分に対応する下記に示す成分をそれぞれ準備した。
〔A成分〕
A1:ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム
A2:ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム
A3:ペンタデシルスルホン酸ソーダ
【0045】
〔B成分〕
B1:ポリエチレングリコール200ジアセテート
B2:ポリエチレングリコール400ジステアレート
B3:ポリエチレングリコール400ジカプリレート
【0046】
〔C成分〕
C1:ラウリルアルコールエチレンオキサイド(EO)18モル付加物アクリレート
C2:ノニルフェノールプロピレンオキサイド(PO)10モル付加物メタクリレート
【0047】
【実施例1〜13、比較例1〜3】
まず、下記の表1に示すような配合割合となるよう、A〜C成分を配合し混合することにより、帯電防止剤組成物を調製した。ついで、アクリル樹脂(旭化成社製、デルペットLP−1)100重量部に対し、上記帯電防止剤組成物を2.5重量部の割合で添加し、ラボプラストミル(東洋精機社製)にて250℃で混練した後、熱プレスにて250℃でシート状(厚み3mm)に成形した。
【0048】
【表1】
【0049】
このようにして得られた各成形品(シート)について、下記の方法に従って測定し評価した。これらの評価結果を下記の表2に示す。
【0050】
〔表面抵抗値〕
成形品を20℃×65%RHの雰囲気下で24時間以上調湿した後、この成形品に500Vの電圧を1分間かけた時の表面固有抵抗をメガオームメーター(東洋電波社製)を用いて測定した。
【0051】
〔外観〕
成形品を目視により観察し、下記の基準にて評価した。
○:透明
△:僅かにヘイズ(濁り)有り
×:不透明
【0052】
【表2】
【0053】
上記表2から、A〜C成分の三成分が所定の割合で混合して調製された帯電防止剤組成物を添加することにより得られたアクリル樹脂を用いて得られた成形品(実施例品)は、表面固有抵抗値が低く帯電防止性能に優れていることがわかる。しかも、その外観はいずれも透明であった。これに対して、A〜C成分のいずれか一つでも欠けた二成分からなる帯電防止剤組成物を添加することにより得られたアクリル樹脂を用いて得られた成形品(比較例品)は、表面固有抵抗値が高く帯電防止性能に劣っているか、もしくは帯電防止性能においては問題はないが不透明であって外観に問題のあるものであった。これらのことから、実施例品は、帯電防止性能と外観(透明性)の双方を両立させたものであるといえる。
【0054】
【発明の効果】
以上のように、本発明の帯電防止剤組成物は、前記A〜C成分を含有するものである。このように、従来から不透明用途に用いられてきた前記スルホン酸塩(A成分)を透明化用途に適用させるための可溶化剤として、このスルホン酸塩(A成分)とともに特定の構造のポリアルキレングリコールジエステル(B成分)と、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方(C成分)の二成分を併用し、これらA〜C成分の三成分を用いることにより、アクリル系樹脂のような加工温度が高い樹脂にあっても透明性を損なわず、かつ前記A〜C成分の三成分の相乗効果により、安定的な帯電防止性能を付与することができる。
【0055】
しかも、前記A〜C成分の含有重量比を、(A)/(B)=90/10〜30/70の範囲に、かつ〔(A)+(B)〕/(C)=80/20〜20/80の範囲に設定することにより、得られる帯電防止剤組成物は、アクリル系樹脂に対して充分な効果の付与、すなわち、帯電防止性および透明性の双方において特に優れた効果を付与することが可能となる。
Claims (3)
- 下記の(A)〜(C)成分を含有することを特徴とするアクリル系樹脂用帯電防止剤組成物。
(A)下記の一般式(1)で表されるスルホン酸塩および下記の一般式(2)で表されるスルホン酸塩の少なくとも一方。
(B)下記の一般式(3)で表されるポリアルキレングリコールジエステル。
- 上記(A)〜(C)成分の相互の含有重量比が、(A)/(B)=90/10〜30/70の範囲であり、かつ〔(A)+(B)〕/(C)=80/20〜20/80の範囲に設定されている請求項1記載のアクリル系樹脂用帯電防止剤組成物
- 請求項1または2記載のアクリル系樹脂用帯電防止剤組成物をアクリル系樹脂に配合してなるアクリル系樹脂組成物。
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