JPH0987421A - ポリオレフィン用帯電防止剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリオレフィン樹脂の成形直後から、優れた
帯電防止効果を発現し、かつ、広い温度域、特に高温で
長期間持続性を有する帯電防止剤を提供する。 【解決手段】 脂肪酸モノグリセライド（Ａ）、ポリオ
キシエチレンアルキルアミン誘導体（Ｂ）及び脂肪酸
（Ｃ）を含むポリオレフィン樹脂用帯電防止剤組成物で
あって、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の含有率が、重量比
で（Ｂ）／（Ｃ）＝１８／６〜２／６であり、かつ
（Ａ）／〔（Ｂ）＋（Ｃ）〕＝１０／１〜１０／５０で
ある帯電防止剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリオレフィン樹脂
用帯電防止剤組成物および、該組成物を含む低帯電性ポ
リオレフィン樹脂組成物に関する。

【従来の技術】ポリオレフィン樹脂は、電気絶縁性が大
きいので強い静電気が発生する。このためポリオレフィ
ン樹脂製品は強く帯電して、塵埃を吸着し、さらに加工
工程においても印刷不良、不揃い、放電、塵埃付着等に
よる作業性の低下などの欠点を伴うものであった。この
ような欠点を解消するため、ポリオレフィン樹脂に帯電
防止剤を塗布する方法が検討されたが、帯電防止剤の塗
布はその効果が短時間で失われること、塗布むらが生じ
ること、及び塗布された帯電防止剤によりブロッキング
が起こること等の問題があった。

【０００２】このような問題を避けるため、帯電防止剤
をポリオレフィン樹脂に直接混練する方法が用いられる
ようになった。例えば、特開昭60-58444号公報に開示さ
れている、オレフィン系重合体に、アルキルアミン及び
／又はアルキルアミドと、グリセリンモノエステルとを
含む組成物を練り込む方法、特開昭61-40099号公報に開
示されている、ポリプロピレンと無機充填剤との樹脂組
成物に、特定の高級アミンとグリセリンモノエステルと
を練り込む方法、特開昭48-54155号公報及び特開平 2-3
02453 号公報に開示されている、特定の高級アミンと脂
肪酸モノグリセライドからなる組成物をポリオレフィン
樹脂に混練する方法などがある。そして、これらの方法
により、ポリオレフィン樹脂製品の帯電は効果的に防止
されている。しかし、これらの帯電防止剤を直接混練す
る方法では、帯電防止効果が発揮されるまで数日かか
り、一方、ポリオレフィン樹脂は、その成形直後から強
く帯電し、加工工程において印刷不良、不揃い、放電、
塵埃付着等により作業性が低下する。このため加工工程
に入る前に、ポリオレフィン樹脂帯電を効果的に抑えて
おくことが好ましいが、従来の帯電防止剤では、ポリオ
レフィン樹脂の成形直後、例えば、１５分以内に帯電防
止性を発現するものはなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリオレフ
ィン樹脂の成形直後から、優れた帯電防止効果を発現
し、かつ、広い温度域、特に高温で長期間持続性を有す
る帯電防止剤を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリオレ
フィン樹脂の成形直後から優れた帯電防止効果を発揮す
る帯電防止剤を得るために、研究を重ねた。その結果、
脂肪酸モノグリセライドに、特定のアルキルアミン誘導
体と脂肪酸とを所定の割合で組み合わせて加えた組成物
を用いることにより、成形直後から、ポリオレフィン樹
脂に優れた帯電防止効果を与えることができ、かつ、そ
の効果が、広い温度域、特に高温で長期間持続するとい
う知見を得た。そして、この知見に基づいて本発明を完
成させた。したがって、本発明は、脂肪酸モノグリセラ
イド（Ａ）、一般式（Ｉ）のアルキルアミン誘導体
（Ｂ）及び脂肪酸（Ｃ）を含むポリオレフィン樹脂用帯
電防止剤組成物であって、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の
含有率が、重量比で（Ｂ）／（Ｃ）＝９／３〜１／３で
あり、かつ（Ａ）／〔（Ｂ）＋（Ｃ）〕＝１０／１〜１
０／５０である帯電防止剤組成物を提供する。

【０００５】

【化３】

【０００６】（式中、Ｒは炭素原子数１０〜２２個の脂
肪族炭化水素基を表し、ｍ，ｎは１〜１０である。）。

【発明の実施の態様】本発明の脂肪酸モノグリセリド
（Ａ）は、脂肪酸の炭素原子数が８〜１４個、好ましく
は８〜１２個のものが適している。脂肪酸の炭素原子数
を制限する理由は、８個よりも少ないと、長時間の持続
性が悪くなる、特に高温での持続性が悪いからであり、
１４個よりも多いと、１５分以内に帯電防止性を発現し
ないからである。この成分（Ａ）の例を挙げると、ラウ
リン酸モノグリセライド、カプリン酸モノグリセライド
などがあり、これらを単独で、又は２種以上組み合わせ
て使用することができる。本発明の（Ａ）は、グリセリ
ンと脂肪酸とのエステル化反応によって得ることができ
る。また、２種以上の脂肪酸モノグリセライドを組み合
わせて使用する場合は、例えば、カプリン酸やラウリン
酸などの混合脂肪酸とグリセリンとのエステル化反応を
行ってもよい。なお、本発明で用いる脂肪酸モノグリセ
ライドに、副生成物である脂肪酸ジグリセライド及び脂
肪酸トリグリセライドが含まれていてもよいが、これら
不純物の含有量は１５重量％以下であることが望まし
い。なお、本発明の脂肪酸モノグリセリド（Ａ）は、炭
素原子数８〜１２個の脂肪酸から構成されているモノグ
リセリドを５０％以上、特に７０％以上含むのが好まし
い。その理由は、炭素原子数が１２個よりも多い脂肪酸
から構成されている脂肪酸モノグリセライドをを多量に
含むと、ポリオレフィン樹脂を成形直後に優れた帯電防
止効果帯電防止効果の速効性が、十分に発揮されないか
らである。

【０００７】本発明では、上記一般式(I) で表されるア
ルキルアミン誘導体（Ｂ）を用いる。一般式(I) におい
て、Ｒは炭素原子数１０〜２２個の脂肪族炭化水素基、
好ましくは炭素原子数１０〜１４個の脂肪族炭化水素基
を表し、またｍ，ｎは１〜１０、好ましくは１〜３であ
る。このようにＲの炭素原子数を規定するのは、１０個
よりも小さいと、長時間の持続性が悪くなるからであ
り、２２個よりも大きいと、１５分以内に帯電防止性を
発現しないからである。また、ｍ，ｎを１０よりも小さ
くするのは、耐水性を良くするためである。ｍ＋ｎ＝１
〜２０、好ましくは２〜６である。このアルキルアミン
誘導体（Ｂ）の好ましい例を挙げると、デシルエタノー
ルアミン、ドデシルジエタノールアミン、テトラデシル
ジエタノールアミン、ヘキサデシルジエタノールアミ
ン、オクタデシルジエタノールアミン、エイコシルジエ
タノールアミン等であって、特に、ドデシルジエタノー
ルアミン、テトラデシルジエタノールアミン、ヘキサデ
シルジエタノールアミン、オクタデシルジエタノールア
ミンが好ましい。これらのアルキルアミン誘導体は単独
で、又は２種以上組み合わせて使用することができる。

【０００８】本発明で用いる脂肪酸（Ｃ）には、炭素原
子数１０〜２２個の直鎖飽和脂肪酸、分岐飽和脂肪酸、
直鎖不飽和脂肪酸、分岐不飽和脂肪酸、樹脂酸などがあ
る。この脂肪酸（Ｃ）の例を挙げると、ラウリン酸、ミ
リスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン
酸、ベヘン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、１２ー
ヒドロキシステアリン酸、ウンデシレン酸、アビエチン
酸、ラノリン脂肪酸などがあり、特に、ラウリン酸、ミ
リスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が好ましい。
これらの脂肪酸は単独でも、組み合わせても使用するこ
ともできる。アルキルアミン誘導体（Ｂ）と脂肪酸
（Ｃ）の配合比は、重量比で（Ｂ）／（Ｃ）＝１８／６
〜２／６、好ましくは１２／６〜３／６、特に好ましく
はモル比９／６〜４／６とするのが適当である。このよ
うに配合比を限定する理由は、当該配合比の範囲で、ア
ルキルアミン誘導体（Ｂ）と脂肪酸（Ｃ）との複合生成
物（コンプレックス）が、速攻性の帯電防止効果を付与
とその持続性に寄与するからである。アルキルアミン誘
導体（Ｂ）の量が多くなって、配合比が１８／６を越え
ると、長時間の持続性が悪くなり、アルキルアミン誘導
体（Ｂ）の量が少なくなって、配合比が２／６よりも小
さくなると、帯電防止性能が低下するので好ましくな
い。更に、脂肪酸モノグリセライド（Ａ）と、アルキル
アミン誘導体（Ｂ）及び脂肪酸（Ｃ）との配合率は、重
量比で、（Ａ）／〔（Ｂ）＋（Ｃ）〕＝１０／１〜１０
／５０、好ましくは ８／１〜８／２４とするのが適当
である。このように配合率を限定する理由は、脂肪酸モ
ノグリセライド（Ａ）が多くなって、重量比が１０／１
よりも大きくなると、長時間の持続性が悪くなるからで
あり、脂肪酸モノグリセライド（Ａ）が少なくなって、
重量比が１０／５０よりも小さくなると、帯電防止性能
が低下するからである。

【０００９】なお、脂肪酸モノグリセリド（Ａ）（２種
以上の脂肪酸モノグリセライドの混合物を含む）だけを
帯電防止剤として使用すると、脂肪酸の炭素原子数が１
０〜１２であれば、速効性の帯電防止効果を発現する。
しかし、この効果が生じるまでかなり時間がかかり、ポ
リプロピレン樹脂射出成型後、１５分程度では十分な帯
電防止効果が得られない。また、脂肪酸モノグリセライ
ド（Ａ）だけでは、通常数週間で帯電防止効果が失われ
る。一方、アルキルアミン誘導体（Ｂ）のみでは成形
後、帯電防止効果発現まで長時間かかる。本発明では、
脂肪酸モノグリセライド（Ａ）に対し、アルキルアミン
誘導体（Ｂ）と脂肪酸（Ｃ）を特定比率で配合すること
により、帯電防止剤は相乗効果を得て、速効性と持続性
を合わせ付与することが可能となったのである。本発明
の帯電防止剤組成物は、各種広範囲のポリオレフィン樹
脂に帯電防止効果を付与することができる。このポリオ
レフィン樹脂の例を挙げると、エチレン、プロピレン、
ブチレン、ペンテン等のホモポリマー、エチレンとプロ
ピレンとのコポリマー、エチレンと酢酸ビニルとのコポ
リマー、エチレンとアクリル酸エステルのコポリマー、
及びこれらのポリマーの２種以上を含む混合物がある。
本発明の帯電防止剤は、前記ポリオレフィン樹脂１００
重量部に対して、０．０５〜３．０重量部、好ましくは
０．１〜２．０重量部、特に好ましくは０．２〜１．５
重量部添加するのが適当である。このように添加量を規
定するのは、添加量が０．０５重量部未満では帯電防止
効果の速効性が不十分であり、一方、３．０重量部以上
にしても帯電防止効果が向上することはなく、逆に成形
品表面にベタツキが生じたり、機械的特性の低下を生じ
るからである。

【００１０】本発明の帯電防止剤をポリオレフィン樹脂
に添加する際には、必要に応じて、高級アルコール、高
級脂肪酸アマイド、脂肪酸金属石鹸等の滑剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、シリコン誘導体、ブロッキング防止
剤、着色剤、充填剤、その他の添加剤を併用することが
できる。本発明の帯電防止剤を添加する際には、ポリオ
レフィン樹脂に対し、脂肪酸モノグリセリド（Ａ）、ア
ルキルジエタノールアミン（Ｂ）と脂肪酸（Ｃ）を別々
に加えてもよく、また、顆粒状又は粉末状に成形された
脂肪酸モノグリセライド（Ａ）、及び顆粒状又は粉末状
に成形された、アルキルアミン誘導体（Ｂ）と脂肪酸
（Ｃ）との混合物を含むドライブレンド型組成物を、押
出機でポリオレフィン樹脂に練込むことができる。ま
た、ポリオレフィン樹脂に、本発明の組成物を高濃度に
練込んでマスターバッチに加工し、これを希釈して使用
することも可能である。本発明の帯電防止剤を加えたポ
リオレフィン樹脂は、他のポリオレフィン樹脂と同様、
プレス成形、射出成形、押出成形、ブロー成形、カレン
ダー成形などを行い、シート、フィルムをはじめ種々の
形状の成形品にすることができる。特に射出成形をした
場合に、効果が顕著である。

【００１１】

【発明の効果】本発明のポリオレフィン樹脂用帯電防止
剤は、ポリオレフィン樹脂中に練込むことにより、従来
品に比して極めて速やかに帯電防止効果を発現するとと
もに、その効果を広い温度範囲、特に高温時に長時間持
続する。

【実施例】表１〜７に本発明の実施例及び比較例の組成
と効果を記載した。 〔実施例１〕メルトフローレート９のエチレン１０％と
プロピレン９０％を含有するエチレン−プロピレンブロ
ックコポリマーに、表１及び３に示した組成の帯電防止
剤組成物を添加し、押し出し機を用いて混練し、ストラ
ンドカットペレットを調製した。次いで、このペレット
を日精樹脂工業株式会社ＴＳ−１５０型射出成型機を用
いてシリンダー温度２３０℃で、７６ｍｍ×７６ｍｍ×
１．６ｍｍの板状試料に成形し、試料を金型から取り外
した１５分後の表面抵抗、温度４０℃、湿度６０％の恒
温室に２ヶ月保存した後と、温度２０℃、湿度６０％の
恒温室に３ヶ月保存した後の該試料の表面抵抗を測定し
た。また、温度２０℃、湿度６０％の恒温室に１カ月保
存した後、試料の表面状態を評価した。結果を表２，４
に示した。なお、表面抵抗は三菱油化株式会社製ハイレ
スターＨ−２１０型抵抗測定装置を用いて印可電圧５０
０Ｖで測定した。表面抵抗１×１０¹³Ω未満の場合、帯
電防止効果は良好と評価した。

【００１２】〔実施例２〕メルトフローレート１０の高
密度ポリエチレンに、表５に示した組成の帯電防物を添
加し、押出機を用いて混練し、ストランドカットペレッ
トを調製した。次のペレットを日精樹脂工業株式会社Ｔ
Ｓ−１５０型射出成型機を用いてシリンダー温度２１０
℃で、７６ｍｍ×７６ｍｍ×１．６ｍｍの板状試料に成
形し、試料を金型を取り外した１５分後の表面抵抗と、
温度４０℃、湿度６０％の恒温室に２カ月保た後、温度
２０℃、湿度６０％の恒温室に３カ月保存した後の該試
料の表面抵抗を測定した。また、温度２０℃、湿度６０
％の恒温室に１カ月保存した後、該試料の表面の状態を
評価した。結果を表６に示した。樹脂表面の状態は、成
形１カ月後に、白化現象および、べたつきの程度につい
て、官能的に評価した。〔比較例１〕実施例１、２に準
じて表７に示す帯電防止剤組成により評価した。結果を
表８に示した。

【００１３】白化現象評価基準 べたつきのなさ評価基準 白化現象が、まったくない ◎ べたつきが、まったくない ◎ 白化現象が、ほとんどない ○ べたつきが、ほとんどない ○ 白化現象が、少しある △ べたつきが、少しある △ 白化現象が、かなりある × べたつきが、かなりある × 〔実験に使用した評価用化合物〕 脂肪酸モノグリセライド（Ａ） a-1:カプリン酸モノグリセライド a-2:ラウリン酸モノグリセライド a-3:ミリスチン酸モノグリセライド a-4:パルミチン酸モノグリセライド a-5:ステアリン酸モノグリセライド 一般式（Ｉ）のアルキルアミン誘導体（Ｂ） 脂肪酸（Ｃ） b-1:デシルエタノールアミン c-1:ラウリン酸 b-2:ドデシルジエタノールアミン c-2:ミリスチン酸 b-3:ヘキサデシルジエタノールアミン c-3:パルミチン酸 b-4:オクタデシルジエタノールアミン c-4:ステアリン酸 b-5:テトラデシルジエタノールアミン c-5:カプリル酸

【００１４】

【表１】 表１（実施例１）

【００１５】

【表２】 表２（実施例１） ───────────────────────── 表面固有抵抗（Ω） 表面状態 No. 成形15分 成形2カ月 成形3カ月 後 後（40℃) 後（20℃) Ｄ Ｅ 1 5×10¹⁰ 3×10¹⁰ 2×10¹⁰ ◎ ◎ 2 4×10¹⁰ 5×10¹⁰ 1×10¹⁰ ◎ ◎ 3 3×10¹⁰ 3×10¹⁰ 2×10¹⁰ ◎ ◎ 4 1×10¹¹ 5×10¹⁰ 6×10¹⁰ ◎ ◎ 5 2×10¹¹ 7×10¹⁰ 4×10¹⁰ ◎ ◎ 6 2×10¹⁰ 5×10⁹ 3×10⁹ ◎ ◎ 7 1×10¹⁰ 7×10⁹ 2×10⁹ ◎ ◎ 8 1×10¹⁰ 5×10⁹ 2×10⁹ ◎ ◎ Ｄ 白化現象の評価 Ｅべたつき程度の評価

【００１６】

【表３】 表３（実施例１）

【００１７】

【表４】 表４（実施例１）

【００１８】

【表５】 表５（実施例２） ────────────────────────── （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） No. 成分 配合量 成分 配合量 成分 配合量 (wt%) (wt%) (wt%) 18 a-1 0.4 b-1 0.1 c-1 0.1 19 a-2 0.4 b-2 0.1 c-2 0.1 20 a-1 0.2 b-3 0.3 c-3 0.1 a-3 0.2 21 a-2 0.3 b-4 0.25 c-4 0.1 a-4 0.1 22 a-2 0.2 b-5 0.1 c-5 0.1 a-5 0.2 23 a-1 0.06 b-2 0.1 c-1 0.1 a-2 0.24 24 a-1 0.06 b-2 0.1 c-4 0.1 a-2 0.24 25 a-1 0.25 b-3 0.1 c-4 0.1 a-2 0.05

【００１９】

【表６】 表６（実施例２） ─────────────────────────── 表面固有抵抗（Ω） 表面状態 No. 成形15分 成形2カ月 成形3カ月 後 後（40℃) 後（20℃) Ｄ Ｅ 18 9×10¹⁰ 8×10¹⁰ 3×10¹⁰ ◎ ◎ 19 3×10¹¹ 9×10¹⁰ 6×10¹⁰ ◎ ◎ 20 5×10¹¹ 6×10¹⁰ 7×10¹⁰ ◎ ○ 21 5×10¹⁰ 4×10⁹ 7×10⁹ ◎ ○ 22 2×10¹¹ 1×10¹⁰ 1×10¹⁰ ◎ ◎ 23 3×10¹⁰ 5×10⁹ 2×10⁹ ◎ ◎ 24 3×10¹⁰ 3×10⁹ 1×10⁹ ◎ ◎25 2×10¹⁰ 4×10⁹ 2×10⁹ ◎ ◎

【００２０】

【表７】 表 ７比較例１ （No.1〜４は実施例１で帯電防止剤を変えた場
合、No.5〜８は実施例２で帯電防止剤を変えた場合） ─────────────────────────── （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） No. 成分 配合量 成分 配合量 成分 配合量 (wt%) (wt%) (wt%) 1 a-1 0.5 b-1 0.01 c-1 0.01 2 a-3 0.05 b-3 0.15 c-3 0.25 3 a-4 0.1 b-4 0.3 c-4 0.05 4 a-1 0.20 b-1 0.01 c-1 0.01 a-2 0.15 b-2 0.01 5 a-3 0.05 b-3 0.3 c-4 0.05 6 a-2 0.1 b-4 0.3 c-4 0.05 7 a-5 0.05 b-5 0.5 c-3 0.05 8 a-1 0.20 b-2 0.01 c-1 0.01 a-2 0.15

【００２１】

【表８】 表８（比較例１） ─────────────────────────── 表面固有抵抗（Ω） No. 成形15分 成形2カ月 成形3カ月 表面状態 後 後（40℃） 後（20℃) Ｄ Ｅ 1 2×10¹³ 5×10¹³ 5×10¹¹ × ○ 2 10¹⁴以上 10¹⁴以上 8×10¹³ ○ △ 3 8×10¹³ 10¹⁴以上 5×10¹² ○ × 4 2×10¹³ 5×10¹³ 7×10¹² × △ 5 10¹⁴以上 8×10¹³ 2×10¹³ ○ × 6 5×10¹³ 6×10¹³ 5×10¹² ○ × 7 8×10¹³ 10¹⁴以上 10¹⁴以上 ○ × 8 3×10¹³ 9×10¹³ 1×10¹³ × ○

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪酸モノグリセライド（Ａ）、一般式
   （Ｉ）のアルキルアミン誘導体（Ｂ）及び脂肪酸（Ｃ）
   を含むポリオレフィン樹脂用帯電防止剤組成物であっ
   て、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の含有率が、重量比で
   （Ｂ）／（Ｃ）＝１８／６〜２／６であり、かつ（Ａ）
   ／〔（Ｂ）＋（Ｃ）〕＝１０／１〜１０／５０である帯
   電防止剤組成物。 【化１】 （式中、Ｒは炭素原子数１０〜２２個の脂肪族炭化水素
   基を表し、ｍ，ｎは１〜１０である。）
2. 【請求項２】 脂肪酸モノグリセライド（Ａ）、一般式
   （Ｉ）のアルキルアミン誘導体（Ｂ）及び脂肪酸（Ｃ）
   を、ポリオレフィン樹脂に添加し、混練した後に、射出
   成型する低帯電性ポリプロピレン樹脂製品の製造方法で
   あって、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の使用割合が、重量
   比で（Ｂ）／（Ｃ）＝１８／６〜２／６であり、かつ
   （Ａ）／〔（Ｂ）＋（Ｃ）〕＝１０／１〜１０／５０で
   あって、ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、
   （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計使用割合が0.０５〜3.
   ０重量部である製造方法。 【化２】 （式中、Ｒは炭素原子数１０〜２２個の脂肪族炭化水素
   基を表し、ｍ，ｎは１〜１０である。）