JP6056588B2 - 熱可塑性樹脂組成物、およびその成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物、およびその成形品 Download PDF

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Description

本発明は、シート状や立体形状等に成形可能な熱可塑性樹脂組成物に関する。
従来、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ等の画像表示装置には、表面保護のためハードコート機能と帯電防止機能を有する反射防止フィルムが使用されている(特許文献1および2参照)。また、携帯電話やスマートフォンには、入力インターフェースとして透明導電膜を組み込んだタッチパネルが広く使用されている。ここで、反射防止フィルムや透明導電膜には、導電性と透明性を両立できる導電性金属酸化物が使用されている。
また、導電性金属酸化物は、近赤外線以上の長波長を吸収・反射する機能(以下、吸収・反射機能とする)を有することから、自動車や建築物の窓材に使用するコーティング用組成物が開示されている(特許文献3参照)。
特開2010−32734号公報 特開2010−32735号公報 特開2006−143878号公報
しかし、タッチパネル機能を組み込んだ液晶ディスプレイを、例えば駅、競技場、遊園地等の屋外に設置する場合、前記遮熱・反射層を窓材に設置する場合、これらを長期間使用すると太陽からの紫外線等により前記フィルムや遮熱・反射層に導電性金属酸化物と共に配合した樹脂が分解する場合が多い、この分解により発生した酸性物質、樹脂中に含まれる微量の触媒・添加剤等の酸性物質、酸性雨、窒素酸化物等の環境の影響により導電性金属酸化物が劣化する現象があった。また、前記樹脂組成物を加熱成形するときに、その加熱により熱可塑性樹脂の一部が分解する現象があった。これらの現象に起因して成形品の透明性が低下するのみならず、導電性金属酸化物の機能が低下する問題があった。
本発明は、例えば、屋外の自然環境で使用する場合、また、成形品の製造過程で加熱される工程を経た場合であっても、導電性金属酸化物の機能(光透過性、導電性等)の低下を抑制した成形品を製造できる熱可塑性樹脂組成物の提供を目的とする。
本発明は、熱可塑性樹脂と、平均粒子径10〜500nmの導電性金属酸化物と、BET比表面積40m2/g以上の受酸材とを含む、熱可塑性樹脂組成物である。
上記構成の本発明によれば、BET比表面積40m2/g以上、すなわち内部に大きな空隙が存在する受酸材を使用したことで劣化原因物質を吸着できた。当該吸着により、光透過性や導電性等の導電性金属酸化物の機能の低下を抑制できたのみならず、熱可塑性樹脂の劣化も抑制できた。
本発明により、例えば、屋外の自然環境で使用する場合、または成形品の製造過程で加熱される工程を経た場合であっても、導電性の低下が生じ難い成形品を製造できる熱可塑性樹脂組成物を提供できた。
本明細書において、「任意の数A以上、任意の数B以下」及び「任意の数A〜任意の数B」の記載は、数A及び数Aより大きい範囲であって、数B及び数Bより小さい範囲を意味する。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、導電性金属酸化物と、受酸材とを含むものである。当該熱可塑性樹脂組成物は、成形することで成形品を得ること、および被塗工物に塗工することで塗膜層を形成して使用することが好ましい。前記成形品や前記塗膜層は、例えば、成形時の加熱工程を経たときに熱可塑性樹脂組成物の加熱劣化を抑制できる。さらに前記成形品や前記塗膜層を屋外で使用したときも経時劣化が少なく、初期の性能を長期間維持できる。
前記熱可塑性樹脂は、フィルムや板材などに成形可能な樹脂が好ましい。具体的には、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、エラストマー樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂等、ならびにこれら樹脂の複合体や共重合体が挙げられる。これらの中でも太陽光、または熱に起因して酸性物質が発生、または酸性官能基が生成しやすいは、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。なお本発明でフィルムおよびシートは同義語である。
また、前記熱可塑性樹脂は、成形性、機械的強度などを考慮すると、そのメルトフローレートは、0.1〜60g/10minであることが好ましく、0.5〜45g/minがより好ましい。メルトフローレートが前記範囲にあることで、例えば溶融成形が容易になる。メルトフローレートはJIS K7210に基づいて測定した。
前記受酸材は、酸性物質および水など導電性金属酸化物を劣化させる原因(以下劣化原因物質ともいう)となる物質を吸着する性質を有すれば良い。
前記受酸材は、BET比表面積が40m2/g以上であることが好ましい。BET比表面積が一定以上になることで、劣化原因物質を効率的に吸着し、光透過性、導電性の低下をより抑制できる。BET比表面積は、大きいほど良いため上限値は特にないが、樹脂への分散の観点から2000m2/g以下が好ましく、1500m2/g以下がより好ましく、1000m2/g以下がさらに好ましい。
また、前記受酸材は、平均粒子径が0.01〜0.9μmであることが好ましい。平均粒子径が前記範囲にあることで劣化原因物質を効率的に吸着し、光透過性、導電性の低下をより抑制できる。また平均粒子径は、0.02〜0.75μmがより好ましく、0.02〜0.65μmがさらに好ましい。なお平均粒子径は、走査型電子顕微鏡の拡大の画像(約1万倍〜50万倍)から10〜20個程度を平均した値である。
また、前記受酸材は、屈折率が1.30〜1.65であることも好ましい。屈折率が前記範囲にあることで導電性金属酸化物と受酸材間の屈折率差が少なくなるため、例えば、光透過性をより向上できる。なお屈折率とは、ベッケ法により、アタゴ社製アッベ屈折計装置を使用して測定した数値である。
前記受酸材は、具体的には、例えば、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、四酸化三鉛、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄(II)、炭酸カルシウム、複合金属化合物が挙げられる。これらの中でも複合金属酸化物がより好ましい。
前記複合金属化合物は、例えば、ゼオライト、カオリナイト、ベントナイト、ハイドロタルサイト、スメクタイト、モンモリロナイトおよびバーミキュライト等が挙げられる。
受酸材は、劣化原因物質をより効率的に吸着するために複合金属化合物が好ましく、層状複合金属化合物(例えばカオリナイト、ベントナイト、ハイドロタルサイト、スメクタイト、モンモリロナイトおよびバーミキュライト)がより好ましい。
なお劣化原因物質とは、加工時の酸化反応により樹脂から発生する酸性物質、樹脂が加水分解することにより発生する酸性物質、樹脂中に含まれる微量の触媒・添加剤等の酸性物質及び、酸性雨、窒素酸化物等である。
前記層状複合金属化合物は、複数の層が積層した形態の化合物であり層間に劣化原因物質を効率的に吸着することで、紫外線や熱に起因する導電性金属酸化物および熱可塑性樹脂の劣化をより抑制できる。層状複合金属化合物の中でも具体的には、例えば下記一般式(1)で示す化合物がより好ましい。
一般式( 1 ) Mg1- a・Ala(OH)2・Ann- a/n・mH2
(式中 0<a ≦ 0.35 、A n : n 価の陰イオン)
前記一般式(1)において、Alの含有量割合aは0.2≦a≦0.35の範囲が光透過性の面で好ましい。また、水分含有量は、0≦m≦2が好ましく、0≦m≦1の範囲が吸着性の面からより好ましい。また陰イオン(アニオン)Ann-の種類は、特に限定されるものではないが、例えば水酸化物イオン、炭酸イオン、ケイ酸イオン、燐酸イオン、有機カルボン酸イオン、有機スルフォン酸イオン、有機燐酸イオンなどが挙げられる。なお一般式(1)における指数aは、層状複合金属化合物を酸で溶解し、セイコー電子工業社製プラズマ発光分光分析装置SPS4000を使用して測定した数値である。
前記受酸材は、一般式(1)で示す化合物を焼成した焼成物であることも好ましい。焼成することで劣化原因物質をより吸着できる。前記焼成物は、一般式(1)で示す化合物を200〜800℃の温度範囲で熱処理することが好ましく、250〜700℃がより好ましい。熱処理時間は熱処理温度に応じて調整すればよく、特に限定されないが1〜24時間が好ましく、2〜10時間がより好ましい。また、熱処理時の雰囲気は酸化雰囲気、非酸化雰囲気いずれでもかまわないが、水素のような強い還元作用を持つガスは使用しないほうが良い。
本発明で受酸材は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、0.01〜10重量部用いることが好ましく、0.1〜5重量部がより好ましく、0.3〜3重量部がさらに好ましい。0.01〜10重量部用いることで、長期間使用する場合でも導電性金属酸化物の光透明性、導電性等の機能低下をより抑制できる。
前記一般式(1)で示す化合物の製造方法を説明する。
アニオンを含有したアルカリ性水溶液とマグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを混合し、pHが10〜14の範囲の混合溶液とした後、該混合溶液を80〜100℃の温度範囲で熟成して得ることができる。ここで、熟成反応中のpHは10〜14が好ましく、11〜14がより好ましい。pHを10〜14にすることで所望の平均粒子径が得やすい。また前記熟成温度を前記範囲にすることで所望の平均粒子径が得られる。
前記熟成反応の反応時間は特に限定されていないが、所望の平均粒子径、および経済性の面から2〜24時間程度が好ましい。
前記アニオンを含むアルカリ性水溶液としては、アニオンを含む水溶液と水酸化アルカリ水溶液との混合アルカリ水溶液が好ましい。
アニオンを含む水溶液としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、燐酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、有機カルボン酸塩、有機スルフォン酸塩、有機燐酸塩などの水溶液が好ましい。
水酸化アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、尿素水溶液などが好ましい。
本発明におけるマグネシウム塩水溶液としては、硫酸マグネシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液及び硝酸マグネシウム水溶液などを使用することができ、好ましくは硫酸マグネシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液である。また、酸化アルミニウム粉末や水酸化アルミニウム粉末のスラリーを代用しても良い。
本発明におけるアルミニウム塩水溶液としては、硫酸アルミニウム水溶液、塩化アルミニウム水溶液および硝酸アルミニウム水溶液などを使用することができ、好ましくは硫酸アルミニウム水溶液や塩化アルミニウム水溶液である。また、酸化アルミニウム及びアルミニウムを混合した水溶液若しくはスラリーを添加する。
アニオンを含有するアルカリ水溶液、マグネシウム及びアルミニウムの混合順序は、特に限定されるものではなく、また、該水溶液を一度添加する場合、または連続的に滴下する場合のいずれで行っても良い。
導電性金属酸化物は、熱可塑性樹脂組成物を成形後に光透過性、導電性を有する化合物であれば良く限定されない。そして導電性金属酸化物は、錫、亜鉛、アンチモンおよびインジウムの金属のうち1種類以上含むことが好ましい。
前記導電性金属酸化物は、公知の化合物であれば良く限定されない。具体的には、例えば酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、錫ドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化錫、インジウムドープ酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、錫ドープ酸化亜鉛およびフッ素ドープ酸化錫等が好ましい。
前記導電性金属酸化物は、平均粒子径10〜500nmが好ましい。平均粒子径が前記範囲内にあることで透明性、導電性がより向上にする。
また、前記導電性金属酸化物は、BET比表面積が15〜100m2/gであることが好ましく、15〜80m2/gがより好ましい。BET比表面積が15〜100m2/gであることで導電性がより向上する。
本発明で前記導電性金属酸化物は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、0.01〜70重量部用いることが好ましく、0.01〜60重量部がより好ましく、0.05〜50重量部がさらに好ましい。0.01〜70重量部用いることで、光透過性、導電性が得易くなる。また、導電性金属酸化物を高濃度に配合した熱可塑性樹脂組成物用マスターバッチを製造することもできる。具体的には導電性金属酸化物を熱可塑性樹脂100重量部に対して、3〜60重量部配合することが好ましく、3〜30重量部がより好ましい。熱可塑性樹脂組成物のマスターバッチを使用した成形品は、導電性金属酸化物を微細に分散できるため光透過性、導電性がより向上する。
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、難燃剤、分散剤等の添加剤を配合することも可能である。前記添加剤は、熱可塑性樹脂組成物とは別に準備し、成形品を製造するときに配合しても良い。
紫外線吸収剤は、耐候性を向上するために用いられ、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系などが挙げられる。添加量は特に限定されないが、熱可塑性樹脂と導電性金属酸化物、受酸材との合計100重量部に対して、0.01〜3重量部用いるのが好ましい。具体例としては、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクタデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−5−クロロベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−メチル−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3、5−ジメチルフェニル)−5−メトキシベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチルオキシ)フェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシルオキシ)フェノール、フェニルサリチレート、およびp−オクチルフェニルサリチレートなどが挙げられる。
光安定剤は、紫外線吸収剤と併用し、耐候性をより向上するために用いられ、ヒンダードアミン光安定剤が挙げられる。光安定剤の添加量は特に限定されないが、熱可塑性樹脂と導電性金属酸化物、受酸材との合計100重量部に対して、0.01〜3重量部用いるのが好ましい。具体例としては、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{{2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セパレート、および2−(3,5−ジ−tert−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)などが挙げられる。
酸化防止剤は、高温下での加工安定性を向上付与するために用いられ、モノフェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール系、燐酸系などが挙げられる。添加量は特に限定されないが、熱可塑性樹脂と導電性金属酸化物、受酸材との合計100重量部に対して、0.05〜3重量部用いるのが好ましい。具体例としては、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニゾール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス〔{1,1−ジメチル−2−{β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル}2,4,8,10−テトラオキサスピロ〕5,5−ウンデカン、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキスフェニル)プロピオネート}メタン、ビス{(3,3’−ビス−4’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチルフェニル)ブチリックアシッド}グルコールエステル、ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオプロピオネート、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェニル−ジ−トリデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルホスファイト)、トリスジフェニルホスファイト、ジイソデシノレペンタエリスリトールジホスファイト、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナスレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−tert−メチルフェニル)ホスファイト、および2,2−メチレンビス(4,6−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイトなどが挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造は、熱可塑性樹脂、導電性金属酸化物および受酸材を高速せん断型混合機または回転混合機を用いて混合した後、溶融混練工程を行い、ペレット状に押出し成形することが好ましい。高速せん断型混合機および回転混合機は、例えばヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、タンブラーミキサー等が挙げられる。また、溶融混練は、例えば二本ロール、三本ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の装置が挙げられる。また、押出し成形は、例えば単軸混練押出し機、二軸混練押出し機等が挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる、成形品は、上記熱可塑性樹脂組成物と、熱可塑性樹脂とを含む。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を成形した成形品は、フィルム、シート、容器本体、ケース本体、他の部材上に形成したコーティング層等が挙げられる。なお、本発明の成形品が前記の示に限定されないことは言うまでも無い。
本発明の成形品の製造は、熱可塑性樹脂組成物、または熱可塑性樹脂組成物のマスターバッチおよび希釈樹脂を使用して得ることができる。例えば熱可塑性樹脂組成物をT−ダイ押出機、カレンダー成形機、共押出機、射出成形機、または押出成形機等の成形機に投入し溶融混錬して成形することで製造できる。前記の通り、成形するときに紫外線吸収剤、光安定剤および酸化防止剤を配合することもできる。なお希釈樹脂は、熱可塑性樹脂を使用できる。
本発明の成形品の製造の一例として、フィルムの製造方法を説明する。上記熱可塑性樹脂組成物を例えば、T−ダイ押出機またはカレンダー成形機などの一般的な成形機を使用することで製造できる。また当該フィルムは受酸材と導電性金属酸化物とを高濃度に含むマスターバッチと希釈用の熱可塑性樹脂を使用して成形することも好ましい。マスターバッチを使用すると受酸材、導電性金属酸化物をフィルム中により微細に分散できる。
このフィルムの製造の際にさらに紫外線吸収剤、光安定剤および酸化防止剤を混合してから、T−ダイ押出機、カレンダー押出機を使用して、フィルム状に押出成形することで得ることができる。このフィルムの厚みは、0.1〜1mm程度が好ましい。
本発明の成形品の他の態様として、熱可塑性樹脂と、受酸材を含む樹脂層と、導電性金属酸化物から形成してなる薄膜層とを備えた成形品であって良い。この成形品は、単独のフィルムまたは板材でもよく、ガラスや樹脂のフィルムまたは板材の表面に形成してもよい。
前記成形品の製造法は、吐出口(塗工ヘッドともいう)を2つ備えた押出機(以下、共押出機ともいう)を使用し、混合槽のひとつに熱可塑性樹脂と受酸材を投入し、他の混合槽に熱可塑性樹脂と導電性金属を投入する。これら2つの混合槽で溶融混錬を行い、2つの吐出口から同時に組成物をフィルム状に押出すことで樹脂層と薄膜層を備えた成形品を得ることが出来る。
このフィルムの厚みは、0.1〜1mm程度が好ましい。前記樹脂層の厚みは、90〜900μm程度が好ましい。また前記薄膜層の厚みは、5〜100μm程度が好ましい。
前記成形品の他の製造法は、導電性金属酸化物と、分散剤として使用できる熱可塑性樹脂(例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂など)と、溶媒を混合して塗液を得る。熱可塑性樹脂組成物と受酸材とを含む樹脂層はT−ダイ押出機またはカレンダー成形機などの一般的な成形機を使用することで製造できる。前記樹脂層に塗液を塗布後、乾燥し、受酸材を含む樹脂層と、導電性金属酸化物から形成してなる薄膜層を備えたフィルムとして得ることができる。
このフィルムの厚みは、0.1〜1mm程度が好ましい。前記樹脂層の厚みは、90〜900μm程度が好ましい。また薄膜層の厚みは、10〜100μm程度が好ましい。
本発明は、熱可塑性樹脂と、受酸材を含む樹脂層と、導電性金属酸化物から形成してなる薄膜層とを備えた成形品であって良い。すなわち、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的気相成長法(PVD法)、スプレー熱分解法、ゾル・ゲル法、化学的気相成長法(CVD法)、電気化学的な酸化還元反応による金属析出させるめっき法等により、前記樹脂層に導電性金属酸化物からなる薄膜を形成して得ることができる。また、前記樹脂層はT−ダイ押出機またはカレンダー成形機などの一般的な成形機を使用することで製造できる。
このフィルムの厚みは、0.1〜1mm程度が好ましい。前記樹脂層の厚みは、90〜900μm程度が好ましい。また薄膜層の厚みは、1〜500nm程度が好ましい。
得られる成形品は、高い導電性と透明性、吸収・反射機能とを有するものであり、画像表示装置、携帯電話、スマートフォン、帯電防止フィルム、自動車や建築物の窓材に使用するコーティング用組成物に用いられるのが好ましい。
以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。部は重量部、%は重量%を意味する。
(A)熱可塑性樹脂
(A−1)エチレン−酢酸ビニル共重合体(MFR:5.7)
(A−2)エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(MFR:5.4)
(B)導電性金属酸化物
(B−1)錫ドープ酸化インジウム(Sn含有率5%、平均粒子径80nm)
(B−2)錫ドープ酸化インジウム(Sn含有率10%、平均粒子径92nm)
(B−3)アンチモンドープ酸化錫(Sb含有率3%、平均粒子径64nm)
(B−4)錫ドープ酸化インジウム(Sn含有率5%、平均粒子径435nm)
(B−5)酸化錫(平均粒子径650nm)
(C)受酸材
(C−1)〜(C−3)のハイドロタルサイトの組成は表1に示した。
(C−4)ゼオライト(FAU型ゼオライト)、平均粒子径0.8μm、屈折率1.481、BET比表面積802m2/g
(C−5)ゼオライト(MFI型ゼオライト)、平均粒子径0.7μm、屈折率1.484、BET比表面積410m2/g
(C−6)ベントナイト、平均粒子径4.5μm、屈折率1.503、BET比表面積160m2/g
(C−7)水酸化マグネシウム、平均粒子径2.9μm、屈折率1.481、BET比表面積2m2/g
Figure 0006056588
<実施例1>
熱可塑性樹脂(A−1)、67重量部と導電性金属酸化物(B−1)30重量部と受酸材(C−1)3重量部をスーパーミキサー(サンテック社製)に投入し温度20℃、時間5分の条件で撹拌した後、二軸押出機(日本プラコン社製)により熱可塑性樹脂組成物を得た。
<実施例2〜15>
それぞれ表2に示す配合とした以外は実施例1と同様に行うことで熱可塑性樹脂組成物を得た。
Figure 0006056588
<実施例16>
熱可塑性樹脂(A−1)、67重量部と導電性金属酸化物(B−1)30重量部と受酸材(C−1)3重量部をスーパーミキサー(サンテック社製)に投入し温度20℃、時間5分の条件で撹拌した後、二軸押出機(日本プラコン社製)により熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱可塑性樹脂組成物と熱可塑性樹脂(A−1)とを、それぞれ共押出機に供給し、2つのヘッドから熱可塑性樹脂組成物は厚みが5μm、熱可塑性樹脂(A−1)は厚みが250μmとなるように110℃で共押出しを行うことで積層体のフィルム成形品を作製した。
<実施例17>
熱可塑性樹脂(A−2)、67重量部と導電性金属酸化物(B−1)30重量部と受酸材(C−1)3重量部をスーパーミキサー(サンテック社製)に投入し温度20℃、時間5分の条件で撹拌した後、二軸押出機(日本プラコン社製)により熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱可塑性樹脂組成物と熱可塑性樹脂(A−1)とを、それぞれ共押出機に供給し、2つのヘッドから熱可塑性樹脂組成物は厚みが5μm、熱可塑性樹脂(A−1)は厚みが250μmとなるように270℃で共押出しを行うことで積層体のフィルム成形品を作製した。
<実施例18〜32>
それぞれ表3に示す配合とした以外は実施例1と同様に行うことで熱可塑性樹脂組成物を得た。
Figure 0006056588
<比較例1〜13>
それぞれ表4に示す配合とした以外は実施例1同様に行うことで熱可塑性樹脂組成物を得た。
Figure 0006056588
<比較例14>
熱可塑性樹脂(A−1)、70重量部と導電性金属酸化物(B−1)30重量部をスーパーミキサー(サンテック社製)に投入し温度20℃、時間5分の条件で撹拌した後、二軸押出機(日本プラコン社製)により熱可塑性樹脂組成物を得た。
得られた熱可塑性樹脂組成物と熱可塑性樹脂(A−1)とを、それぞれ共押出機に供給し、2つのヘッドから熱可塑性樹脂組成物は厚みが5μm、熱可塑性樹脂(A−1)は厚みが250μmとなるように110℃で共押出しを行うことで積層体のフィルム成形品を作製した。
<比較例15>
熱可塑性樹脂(A−1)、70重量部と導電性金属酸化物(B−4)30重量部をスーパーミキサー(サンテック社製)に投入し温度20℃、時間5分の条件で撹拌した後、二軸押出機(日本プラコン社製)により熱可塑性樹脂組成物を得た。
得られた熱可塑性樹脂組成物と熱可塑性樹脂(A−1)とを、それぞれ共押出機に供給し、2つのヘッドから熱可塑性樹脂組成物は厚みが5μm、熱可塑性樹脂(A−1)は厚みが250μmとなるように110℃で共押出しを行うことで積層体のフィルム成形品を作製した。
<比較例16>
熱可塑性樹脂(A−1)100重量部を、共押出機に供給し、255μmとなるようにし、110℃で押出しして、単層のフィルム成形品を作製した。
<比較例17>
熱可塑性樹脂(A−2)、70重量部と導電性金属酸化物(B−1)30重量部をスーパーミキサー(サンテック社製)に投入し温度20℃、時間5分の条件で撹拌した後、二軸押出機(日本プラコン社製)により熱可塑性樹脂組成物を得た。
2つのヘッドから熱可塑性樹脂組成物は厚みが5μm、熱可塑性樹脂(A−1)は厚みが250μmとなるように270℃で共押出しを行うことで積層体のフィルム成形品を作製した。
<比較例18>
熱可塑性樹脂(A−2)100重量部を、共押出機に供給し、255μmとなるようにし、110℃で押出しして、単層のフィルム成形品を作製した。
<比較例19〜30>
それぞれ表5に示す配合とした以外は実施例18と同様に行うことで熱可塑性樹脂組成物を得た。
Figure 0006056588
実施例1〜10、15および18〜27、32、比較例1〜8、13および19〜25、30で得られた熱可塑性樹脂組成物を2枚のアルミ板および離型フィルムに所定量を挟み、180℃に設定した圧縮成形機中で溶融させ、10MPaで1分間圧縮加熱した後、10℃に設定した圧縮成形機で、10MPaで1分間圧縮冷却し、250μm厚のプレスシート得た。
実施例11〜14および28〜31、比較例9〜12および26〜29で得られた熱可塑性樹脂組成物を2枚のアルミ板および離型フィルムに所定量を挟み、280℃に設定した圧縮成形機中で溶融させ、10MPaで1分間圧縮加熱した後、10℃に設定した圧縮成形機で、10MPaで1分間圧縮冷却し、250μm厚のプレスシート得た。
得られたプレスシート及び、実施例16、17で得られたフィルム成形品、比較例14〜18で得られたフィルム成形品について下記の耐久試験前後のX線構造回折測定、体積抵抗率測定、及び全光線透過率を行い、評価した。評価結果を表6〜10に示す。
<耐久試験1>
恒温恒湿試験機を使用して、得られたプレスシート、フィルム成形品を85℃85%RHの環境下に放置し、それぞれ1000時間、2000時間、および3000時間の経過時にサンプリングした。
<耐久試験2>
スーパーキセノンウェザーメーター(スガ試験社機製)を使用して、得られたプレスシート、フィルム成形品を63℃50%RH、放射照度180W/m2の環境下に放置し、それぞれ500時間、1000時間経過時にサンプリングした。
[X線回折測定]
X線回折測定は全自動多目的X線回折装置(パナリティカル社製)を用いて、管電圧50V、管電流40mAに設定し、得られたプレスシート、フィルム成形品を測定した。得られるX線回折パターンは樹脂中の導電性金属酸化物のピークである。樹脂中に含まれる微量の触媒・添加剤等の酸性物質、酸性雨、窒素酸化物等の環境の影響や、加熱成形するときに、その加熱により熱可塑性樹脂の一部が分解する現象により、導電性金属酸化物が劣化するとX線回折パターンのピーク強度が低下するとともに、導電性金属酸化物の機能が低下する。そこで、ピーク強度の最も強い部分の保持率を比較した。具体的には、導電性金属酸化物が錫ドープ酸化インジウムの場合、2θを20°〜70°で測定し、2θが30°の時のピーク強度を測定し、その保持率を比較した。導電性金属酸化物がアンチモンドープ酸化錫の場合、2θを20°〜70°で測定し、2θが27°の時のピーク強度を測定し、その保持率を比較した。導電性金属酸化物が酸化錫の場合、2θを20°〜70°で測定し、2θが27°の時のピーク強度を測定し、その保持率を比較した。また、実施例18〜32、比較例19〜30はピーク強度が低いため、10回積算し、測定した。
[体積抵抗率]
得られたプレスシート、フィルム成形品の体積抵抗率を測定した。250μmの厚さのプレスシート、255μmの厚さのフィルム成形品を、23℃、50%RHの環境下で24時間静置後、デジタル超高抵抗/微少電流計(アドバンテスト社製)を用いて測定した。なお、表6、7および8における体積低効率は、体積抵抗率に読み替える。
[全光線透過率]
得られたプレスシート、フィルム成形品の全光線透過率を測定した。250μmの厚さのプレスシート、255μmの厚さのフィルム成形品を、23℃、50%RHの環境下で24時間静置後、ヘイズガードプラス(ビックケミージャパン社製)を用いて測定した。
Figure 0006056588
Figure 0006056588
Figure 0006056588
Figure 0006056588
Figure 0006056588
表6〜10の結果より、本願発明の実施例は、比較例と比較して初期、耐久試験後のXRD構造回折最大ピーク強度保持率、体積抵抗率の低下、全光線透過率の低下を抑制できた。特に受酸材を用いることで、受酸材を用いない場合よりも、耐久試験1、耐久試験2後の、X線回折測定でのピーク強度の低下抑制、体積抵抗率の低下抑制をできた。

Claims (6)

  1. 熱可塑性樹脂と、平均粒子径10〜500nmの導電性金属酸化物(ただし、酸化亜鉛を除く)と、BET比表面積40m/g以上、かつ平均粒子径が0.01〜0.9μmの受酸材とを含む、熱可塑性樹脂組成物。
  2. 導電性金属酸化物の金属が、錫、ンチモンおよびインジウムからなる群より選択する1種以上を含む、請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 受酸材が、ゼオライト、カオリナイト、ベントナイト、ハイドロタルサイト、スメクタイト、およびバーミキュライトからなる群より選択する1種以上である、請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 受酸材の屈折率が1.30〜1.65である、請求項1〜いずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 熱可塑性樹脂100重量部に対して、導電性金属酸化物を0.01〜50重量部、受酸材を0.01〜10重量部含む、請求項1〜いずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 請求項1〜いずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる、成形品。
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