JP7152363B2 - 帯電防止剤 - Google Patents

Description

本発明は、帯電防止剤に関する。

リン酸エステル系の界面活性剤は、洗浄剤、帯電防止剤、ゲル化剤として種々の用途で用いられている。また、酸性リン酸エステルは、インキ用の帯電防止剤として開発がなされてきた（たとえば、特許文献１）。

特開２０１１－０４６８３８号公報

しかしながら、上記技術であっても、帯電防止性等の性能は十分満足できるとは言えず、より優れた帯電防止剤の開発が求められていた。本発明の目的は、より帯電防止性に優れた帯電防止剤を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表されるアニオン性界面活性剤（Ａ）と、下記一般式（２）で表されるノニオン性界面活性剤（Ｂ）とを含有してなり、前記（Ａ）と（Ｂ）の重量比［（Ａ）／（Ｂ）］が７５／２５～９８／２である帯電防止剤（Ｘ）である。

［一般式（１）中、Ｒは炭素数８～３０の炭化水素基；ＡＯは炭素数２～３のアルキレンオキシ基；ｎは、１分子当たりのＡＯ単位数の数平均であり、３～１０の数；Ｍはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群から選ばれる１種のアルカリ金属である。］

Ｒ²－Ｏ－（ＡＯ）_m－Ｈ （２）

［一般式（２）中、Ｒ²は炭素数８～３０の炭化水素基、ＡＯは炭素数２～３のアルキレンオキシ基；ｍは、１分子当たりのＡＯ単位数の数平均であり、３～１０の数である。］

本発明の帯電防止剤（Ｘ）は下記の効果を奏する。
（１）帯電防止性に優れる。
（２）さらに、インキ組成物に幅広い温度域での優れた保存安定性を付与する。

＜アニオン性界面活性剤（Ａ）＞
本発明におけるアニオン性界面活性剤（Ａ）は、一般式（１）で表される。

一般式（１）中、Ｒは炭素数［以下、Ｃと略記することがある］８～３０の炭化水素基であり、例えば、Ｃ８～３０のアルキル基、Ｃ８～３０のアルケニル基が挙げられ、好ましいのはＣ８～３０のアルキル基である。

前記Ｃ８～３０のアルキル基としては、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、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基等が挙げられ、それぞれ直鎖状または分枝状のものである。
これらのうち、帯電防止性および保存安定性の観点から、好ましいのは炭素数９～２０のアルキル基、さらに好ましいのは炭素数１０～１８のアルキル基、とくに好ましいのは炭素数１２～１３のアルキル基である。

前記Ｃ８～３０のアルケニル基としては、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基，ペンタデセニル基，ヘキサデセニル基，ヘプタデセニル基，オクタデセニル基，ノナデセニル基，イコセニル基，ヘンイコセニル基，ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基等が挙げられる。これらはそれぞれ直鎖状または分枝状であり、任意の位置に二重結合を有するものである。
帯電防止性および保存安定性の観点から好ましいのは炭素数９～２０、さらに好ましいのは炭素数１０～１８のアルケニル基、とくに好ましいのは炭素数１２～１３のアルケニル基である。

一般式（１）中、ＡＯは炭素数２～３のアルキレンオキシ基であり、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基が挙げられる。これらのうち、帯電防止性の観点から、好ましいのはエチレンオキシ基である。
なお、上記ＡＯは、好ましくはアルキレンオキサイド［エチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）］由来のものが、工業上、好ましい。

一般式（１）中、ｎは、１分子当たりのＡＯ単位数の数平均であり、３～１０の数であり、帯電防止性の観点から好ましくは３～９、さらに好ましくは４～８である。

一般式（１）中、Ｍはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群から選ばれるアルカリ金属が挙げられる。これらのうち、帯電防止性および保存安定性の観点から、好ましいのはカリウムである。

＜ノニオン性界面活性剤（Ｂ）＞
本発明におけるノニオン性界面活性剤（Ｂ）は、一般式（２）で表される。

Ｒ²－Ｏ－（ＡＯ）_m－Ｈ （２）

一般式（２）中、Ｒ²は、炭素数［以下、Ｃと略記することがある］８～３０の炭化水素基であり、例えば、Ｃ８～３０のアルキル基、Ｃ８～３０のアルケニル基が挙げられ、好ましいのはＣ８～３０のアルキル基である。

前記Ｒ²のＣ８～３０のアルキル基としては、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、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基等が挙げられ、それぞれ直鎖状または分枝状のものである。
これらのうち、帯電防止性および保存安定性の観点から、好ましいのは炭素数９～２０のアルキル基、さらに好ましいのは炭素数１０～１８のアルキル基、とくに好ましいのは炭素数１２～１３のアルキル基である。

前記Ｒ²のＣ８～３０のアルケニル基としては、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基，ペンタデセニル基，ヘキサデセニル基，ヘプタデセニル基，オクタデセニル基，ノナデセニル基，イコセニル基，ヘンイコセニル基，ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基等が挙げられる。これらはそれぞれ直鎖状または分枝状であり、任意の位置に二重結合を有するものである。
帯電防止性および保存安定性の観点から好ましいのは炭素数９～２０、さらに好ましいのは炭素数１０～１８のアルケニル基、とくに好ましいのは炭素数１２～１３のアルケニル基である。

一般式（２）中、ＡＯは炭素数２～３のアルキレンオキシ基であり、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基が挙げられる。これらのうち、帯電防止性の観点から、好ましいのはエチレンオキシ基である。
なお、ノニオン性界面活性剤（Ｂ）は、炭素数８～３０の１価アルコールにアルキレンオキサイド［エチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）］を付加したものが、工業上、好ましい。

一般式（２）中、ｍは、１分子当たりのＡＯ単位数の数平均［以下、ＡＯ単位の平均と略記することがある。］であり、３～１０の数であり、帯電防止性の観点から好ましくは３～９、さらに好ましくは４～８である。

＜帯電防止剤（Ｘ）＞
本発明の帯電防止剤（Ｘ）は、前記アニオン性界面活性剤（Ａ）と、前記ノニオン性界面活性剤（Ｂ）とを含有してなる。
前記（Ａ）と（Ｂ）との重量比［（Ａ）／（Ｂ）］は７５／２５～９８／２である。該重量比［（Ａ）／（Ｂ）］が、７５／２５未満では帯電防止性に劣り、９８／２を超えると保存安定性に劣る。
該重量比［（Ａ）／（Ｂ）］は、帯電防止性および保存安定性の観点から、好ましくは８０／２０～９７／３、さらに好ましくは８５／１５～９５／５である。

本発明の帯電防止剤（Ｘ）は、例えば、前記アニオン性界面活性剤（Ａ）と、ノニオン性界面活性剤（Ｂ）とを混合することにより製造できる。
また、帯電防止剤（Ｘ）は、種々の用途（インキ用途、成形用の樹脂への練り込み用または塗布用など）に使用できるが、とりわけインキ用帯電防止剤として好適である。

上記帯電防止剤（Ｘ）には、さらに水を含有してもよく、取り扱いおよび保存安定性の観点から、前記（Ａ）と（Ｂ）との重量に基づいて、水は、好ましくは１．０～２０重量％、さらに好ましくは２．５～１５重量％、とくに好ましくは５．０～１０重量％である。

＜インキ組成物（Ｙ）＞
本発明のインキ組成物（Ｙ）は、前記帯電防止剤（Ｘ）を含有してなる。該（Ｘ）は、インキ組成物（Ｙ）の重量に基づいて、帯電防止性および保存安定性の観点から、好ましくは０．１～５重量％、さらに好ましくは０．２～４重量％、とくに好ましくは０．３～３重量％である。

インキ組成物（Ｙ）は、例えば、前記帯電防止剤（Ｘ）、樹脂、溶剤、顔料を含有してなる。また、その他目的に応じた助剤を本発明の効果を阻害しない範囲で含有していてもよい。

前記樹脂としては、例えば、溶剤型インキに用いられるものであって、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、スチレン・マレイン酸樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリオレフィン樹脂、アルキド樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、硬化ロジン、ニトロセルロース等が挙げられる。

前記溶剤としては、トルエン、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン等が挙げられ、保存安定性の観点から、好ましいのはトルエン、酢酸エチルである。

前記顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環顔料、酸化チタン、カーボンブラック、アルミニウム粉末、銅粉末等が挙げられる。

その他の助剤としては、消泡剤、粘度調整剤、酸化防止剤等が挙げられる。

インキ組成物（Ｙ）の印刷方法は、例えば、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、孔版印刷が挙げられ、プラスチックフィルム等に印刷することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下において「部」は重量部、「％」は重量％を示す。

＜実施例１～９、比較例１～２＞
容器に、表１の配合組成（部）にしたがって、アニオン性界面活性剤（Ａ）、ノニオン性界面活性剤（Ｂ）を仕込み、１分間撹拌して、各帯電防止剤（Ｘ－１）～（Ｘ－８）、（比Ｘ－１）～（比Ｘ－２）を得た。

＜実施例１１～２１、比較例１１～１２＞
容器に、表２の配合組成（部）にしたがって、得られた各帯電防止剤（Ｘ）、ポリウレタン樹脂溶液［「サンプレンＩＢ－９１５」三洋化成工業（株）製、樹脂成分３０重量％、溶剤７０重量％］１００部、顔料［キナクリドンレッド、ＰＶ－１９］３０部、溶媒［トルエン］１００部を仕込み、混合した後、その全量を、ガラスビーズ１５０部とともにペイントコンディショナー［レッドデビル社製］を用いて、１時間混練した後、ガラスビーズをろ過により除去して各インキ組成物（Ｙ）を得た。
得られた各インキ組成物（Ｙ）を下記の評価方法で評価を行った結果を表２に示す。

（１）帯電防止性の評価
得られたインキ組成物をＯＰＰフィルム［二軸延伸ポリプロピレンフィルム、０．０４ｍｍ厚］に固形分で２～３μｍの厚みになるようにバーコーターで塗布し、７０℃で１分間乾燥することで印刷物を得た。
得られた印刷物を、１０分後、２５℃、５０％ＲＨの環境下、三菱化学アナリテック社製ハイレスタ－ＵＰ ＭＣＰ－ＨＴ４５０にて印刷物の表面固有抵抗値（単位：Ω）を測定し、以下の＜評価基準＞で評価した。
＜評価基準＞
◎：１．０×１０¹¹Ω未満
○：１．０×１０¹¹Ω以上、５．０×１０¹¹Ω未満
△：５．０×１０¹¹Ω以上、１．０×１０¹²Ω未満
×：１．０×１０¹²Ω以上

（２－１）保存安定性の評価（高温：５０℃）
得られたインキ組成物３０ｇを、５０ｍＬスクリュー管瓶に入れて、５０℃に温度調整し、５日後、１０日後の内容物の状態を目視して、以下の＜評価基準＞で評価した。
＜評価基準＞
◎：析出、分離が全くない
○：析出、分離がほどんどない
△：析出、分離がわずかにある
×：析出、分離がある

（２－２）保存安定性の評価（低温：５℃）
得られたインキ組成物３０ｇを、５０ｍＬスクリュー管瓶に入れて、５℃に温度調整し、５日後、１０日後の内容物の状態を目視して、以下の＜評価基準＞で評価した。
＜評価基準＞
◎：析出、分離が全くない
○：析出、分離がほどんどない
△：析出、分離がわずかにある
×：析出、分離がある

＜実施例３１～４１、比較例３１～３２＞
表３に示す配合組成（重量部）に従って、配合成分をヘンシェルミキサーで３分間混合した後、ベント付き２軸押出機にて、１００ｒｐｍ、２３０℃、滞留時間５分の条件で溶融混練して帯電防止性樹脂組成物を得た。その帯電防止性樹脂組成物を、射出成形機「ＰＳ４０Ｅ５ＡＳＥ」［日精樹脂工業（株）製］を用い、シリンダー温度２３０℃、金型温度５０℃で成形試験片を作製し、下記の性能試験により評価した。結果を表３に示す。

表３中の記号の内容は以下の通りである。
（Ｄ－１）：
ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂「ＰＭ７７１Ｍ」［サンアロマー（株）製］
（Ｄ－２）：
ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）樹脂「ＨＩＰＳ ４３３」［ＰＳジャパン（株）製］

＜性能試験＞帯電防止性
（１）表面固有抵抗値（単位：Ω）
ＡＳＴＭ Ｄ２５７に準拠し、試験片（１００×１００×２ｍｍ）について、超絶縁計「ＤＳＭ－８１０３」［東亜電波工業（株）製］を用いて２３℃、湿度５０％ＲＨの雰囲気下で測定した。
＜評価基準＞
◎：１．０×１０¹¹Ω未満
○：１．０×１０¹¹Ω以上、５．０×１０¹¹Ω未満
△：５．０×１０¹¹Ω以上、１．０×１０¹²Ω未満
×：１．０×１０¹²Ω以上

表１、２の結果から本発明の帯電防止剤（Ｘ）は、比較のものと比べて、帯電防止性に優れ、さらにインキ組成物に幅広い温度域での優れた保存安定性を付与することがわかる。
また、表３の結果から、インキ組成物以外に、熱可塑性樹脂組成物にも優れた帯電防止性を付与することがわかる。

本発明の帯電防止剤は、帯電防止性に優れ、さらにインキ組成物に幅広い温度域での優れた保存安定性を与えることから、種々の用途、とりわけインキ用の帯電防止剤として好適に使用される。

Claims (4)

1. 下記一般式（１）で表されるアニオン性界面活性剤（Ａ）と、下記一般式（２）で表されるノニオン性界面活性剤（Ｂ）とを含有してなり、前記（Ａ）と（Ｂ）の重量比［（Ａ）／（Ｂ）］が７５／２５～９８／２である帯電防止剤（Ｘ）。
   

   

   ［一般式（１）中、Ｒは炭素数８～３０の炭化水素基；ＡＯは炭素数２～３のアルキレンオキシ基；ｎは、１分子当たりのＡＯ単位数の数平均であり、３～１０の数；Ｍはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群から選ばれる１種のアルカリ金属である。］
   
   Ｒ²－Ｏ－（ＡＯ）_m－Ｈ （２）
   
   ［一般式（２）中、Ｒ²は炭素数８～３０の炭化水素基、ＡＯは炭素数２～３のアルキレンオキシ基；ｍは、１分子当たりのＡＯ単位数の数平均であり、３～１０の数である。］
2. さらに、水を含有してなり、前記（Ａ）と（Ｂ）との合計重量に基づいて、水が１．０～２０重量％である請求項１記載の帯電防止剤。
3. インキ用である請求項１又は２記載の帯電防止剤。
4. 請求項１～３のいずれか記載の帯電防止剤（Ｘ）を含有してなるインキ組成物（Ｙ）。