JPWO2012014882A1 - ブロック共重合体及びそれからなる帯電防止剤 - Google Patents
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Abstract
Description
R1−CONH−R2−O−(A1O)n−H (1)
(式中、R1は炭素原子数1乃至21の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基又はアルケニル基を表し、R2は炭素原子数1乃至4の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。A1は炭素原子数2乃至4のアルキレン基を表し、nは1乃至100の整数を表す。)
中でも、前記(a)酸変性ポリオレフィンが、ポリブテニルコハク酸又はその無水物であることが好ましい。
さらに本発明の別の形態として下記式(4)又は式(5)で表される構造を有するブロック共重合体が挙げられる。
本発明の帯電防止剤は、上述のブロック共重合体に加えて、さらに下記一般式(3)及び式(6)で表されるブロック共重合体のうち少なくとも一種の共重合体を含み得る。
このため、本発明の帯電防止剤は、樹脂に配合してフィルムやシート等とした際、長期間に亘って優れた帯電防止性能を発現できる。
しかも本発明の帯電防止剤は、樹脂練り込み時の樹脂の粘度特性がブランク樹脂に近いため作業性に優れ、樹脂練り込み後において、樹脂本来の外観や透明性を損なわずに優れたものとすることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
(a)酸変性ポリオレフィンは、例えば片末端及び/又は両末端に二重結合を有するポリオレフィンを、α,β−不飽和カルボン酸又はその無水物により変性することにより得ることができる。
なお(A)−(B)−(A)型又は(A)−(B)型のブロック共重合体を合成するために有機過酸化物を用いずに熱変性で反応させる方が好ましい。変性に用いるα,β−不飽和カルボン酸又はその無水物の量は、ポリオレフィンの質量に基づき、通常20〜0.1%、好ましくは10〜0.5%である。この反応は、溶融法又は溶液法いずれの方法で行ってもよい。
末端が酸変性されたポリオレフィン一分子当たりの酸変性度はGPCによる数平均分子量Mnと酸価もしくは鹸化価によって求める事ができる。後述の(a)酸変性ポリオレフィンに由来するブロック(A)と、(b)アミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物に由来するブロック(B)とが、(A)−(B)−(A)型又は(A)−(B)型に結合した構造を有するブロック共重合体を合成するために酸変性度は0.5〜1.5個が好ましく、より好ましいのは0.7〜1.0個である。
ここで、ポリブテニルコハク酸には、ポリ(イソ)ブテニル無水コハク酸(PIBSA)が含まれる。PIBSAは、イソブテンの単独重合体、もしくはイソブテンとn−ブテンとの共重合体であるポリ(イソ)ブテンと無水マレイン酸を反応させることで得ることができ、以下の化学式に表すように片末端のみがマレイン化されていることを特徴とする。
これに対し、PIBSA等の片末端のみが酸変性されたポリオレフィンは、(A)−(B)−(A)型又は(A)−(B)型のブロック共重合体を高純度で得ることができる。
(b)下記一般式(1)で表されるアミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物は、アミドアルコールに公知の方法でアルキレンオキサイドを付加することにより得ることができる。
R1−CONH−R2−O−(A1O)n−H (1)
上記式中、R1は炭素原子数1乃至21の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基又はアルケニル基を表し、R2は炭素原子数1乃至4の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。A1は炭素原子数2乃至4のアルキレン基を表し、nは1乃至100の整数を表す。
(A1O)の具体例としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基が挙げられる。
アルカノールアミンとしては、例えば、モノエタノールアミン、n−プロパノールアミン、イソプロパノールアミン等が挙げられる。
また、カルボン酸又はその反応性誘導体としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル、ベヘン酸メチル等のカルボン酸又はそのアルキルエステルが挙げられる。
前記一般式(1)において、nは、通常1乃至100、好ましくは4乃至60、特に好ましくは6乃至40の整数である。nが2以上であって、(A1O)nが2種以上のアルキレンオキシ基で構成される場合の結合形式はブロック若しくはランダム又はこれらの組合せのいずれでもよい。
本発明に係るブロック共重合体は、前記(a)酸変性ポリオレフィンと前記(b)アミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物との反応物から得られ、該反応物中に残存する酸基の一部もしくは全部がアルカリ性物質により中和されてなることを特徴とする。
例えば(a)が片末端を無水マレイン酸で変性したポリオレフィンである場合、該ブロック共重合体は(a)と(b)を反応させることで(a)中の無水マレイン酸由来の構造が開環し、残存する遊離のカルボキシル基がアルカリ化合物と塩を形成してなるハーフエステルアミドとなる。
また、上記触媒として、三酸化アンチモンなどのアンチモン系触媒;モノブチルスズオキシドなどのスズ系触媒;テトラブチルチタネートなどのチタン系触媒;テトラブチルジルコネートなどのジルコニウム系触媒;酢酸ジルコニル、酢酸亜鉛などの有機酸金属塩系触媒;酢酸パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどのパラジウム系触媒;及びこれらの2種以上の組み合わせを用いてもよい。これらのうち好ましいものは、ジルコニウム系触媒及び有機酸金属塩系触媒であり、特に好ましいものは酢酸ジルコニルである。このような有機金属塩系触媒を使用する際は、残存酸基のアルカリ性物質による中和工程が必要となり、中和工程はブロック共重合体の反応前に行っても良いし、反応後に行っても良い。なおここで用いられるアルカリ性物質とは、後述の残存する酸基の中和のために使用するアルカリ性物質として挙げるものを好適に使用できる。
(a)酸変性ポリオレフィンと(b)アミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物の反応割合は特に限定されないが、後述の(A)−(B)−(A)型のブロック共重合体を効率よく得る点で(a):(b)=2:1に近いほど好ましい。
具体的には水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、カリウムtert−ブトキシド、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、ナトリウムアミド、リチウムビストリメチルシリルアミド、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、トリポリ燐酸ナトリウム、エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム、ニトリロトリ酢酸ナトリウム、パラトルエンスルホン酸ナトリウム、パラトルエンスルホン酸カリウム、メタ硼酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラシル二酢酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等を例示する事ができるがこの限りではない。
これらアルカリ性物質のうち、帯電防止性の点でカリウム、ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物が好ましい。
またアルカリ性物質による中和工程によって塩を形成している酸基の割合は、必ずしも(a)酸変性ポリオレフィンと(b)アミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物の反応後に残存する酸基の全てでなくてもよいが、帯電防止性の点で30モル%以上が好ましく、50モル%以上がより好ましい。
また残存する酸基をより多く中和するために、アルカリ性物質は残存する酸基に対して100モル%以上使用する事ができる。使用量は残存する酸基に対して10〜200モル%が好ましく、より好ましくは30〜150モル%であり、更に好ましくは50〜100モル%である。なお、その後に帯電防止剤として使用するとき、ブリードアウトの低減のために、中和工程後、減圧脱気する事でアルカリ性物質のうち金属塩部分以外を除去することが好ましい。
なお、通常“(A)−(B)−(A)型のブロック共重合体”は、(B)ブロックを中心として左右対称な構造を有している共重合体を指すことが多い。ただ本発明においては、(B)(b)アミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物に由来するブロックは、一方の末端がアミド結合に由来する基であり、他方の末端が付加物であるアルキレンオキサイドに由来する基である。このため、(A)−(B)−(A)型のブロック共重合体において、(A)(a)酸変性ポリオレフィンに由来するブロックと(B)(b)アミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物に由来するブロックの2つの結合基は異なるもの(謂わば左右非対称な構造)となっている。
R2の具体例としては前述の式(1)の定義と同様であり、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。
A1の具体例としてはエチレン基、プロピレン基、ブチレンきが挙げられ、従って(A1O)の具体例としては、前述の式(1)の定義と同様、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基が挙げられる。
nは前述の式(1)の定義と同様であり、通常1乃至100、好ましくは4乃至60、特に好ましくは6乃至40の整数である。
R3、R4はポリオレフィン残基であり、具体的には先に例示したポリオレフィンに由来する残基が挙げられるが、好ましくはポリ(イソ)ブテニル基である。M1、M2は水素原子、リチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、アンモニウム、有機アンモニウムが挙げられる。
前記一般式(4)及び式(5)における、R1、R1’、R2、A1、nは前述の式(1)の定義と同様である。
また、R3、R4、M1、M2についても前述に定義した通りである。
前記ブロック共重合体は、特に帯電防止剤として好適に用いることができる。
本発明のブロック共重合体を帯電防止剤として使用した場合、単独でも十分効果を発揮することができるが、本発明の目的を損なわない範囲で、下記一般式(3)で表されるブロック共重合体及び下記一般式(6)で表されるブロック共重合体のうち少なくとも一種の共重合体を併用してもよい。
脂肪族二価アルコールとしては、例えば、アルキレングリコール(エチレングリコール、プロピレングリコール)、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,12−ドデカンジオールが挙げられる。脂環式二価アルコールとしては、例えば、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールが挙げられ、芳香族二価アルコールとしては、例えば、キシリレンジオール等が挙げられる。
二価フェノールとしては、例えば、単環二価フェノール(ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、ウルシオール等)、ビスフェノール(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、4,4’−ジヒドロキシジフェニル−2,2−ブタン、ジヒドロキシビフェニル等)、ビスフェノキシ(エタノール)フルオレン及び縮合多環二価フェノール(ジヒドロキシナフタレン、ビナフトール等)が挙げられる。
これらジオール化合物の中でも、好ましくは脂肪族二価アルコール及び(水添)ビスフェノール類であり、特に好ましくはエチレングリコール及び(水添)ビスフェノールAである。
本発明は、前述の帯電防止剤と、熱可塑性樹脂とを含有する熱可塑性樹脂組成物にも関する。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
前記ポリスチレン樹脂としては、スチレン類の単独重合体の他、スチレン類と共重合可能な単量体とスチレン類との共重合体が挙げられる。具体的には、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン樹脂(AS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS)等が挙げられる。
前記ビニル樹脂としては、ジエン系重合体、例えばブタジエン樹脂、ポリイソプレン樹脂等が挙げられる。
前記ポリアミド樹脂としては、ナイロン等が挙げられる。
前記ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリエチレンサクシネートアジペート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル等が挙げられる。
前記ポリアセタール樹脂としては、ホルムアルデヒド又はトリオキサンの重合体が挙げられる。
前記ポリカーボネート樹脂としては、ビスフェノールAとホスゲンとの縮合物、ビスフェノールAと炭酸ジエステルとの縮合物が挙げられる。
前記熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、有機ジイソシアネートと高分子ジオールの反応物が挙げられる。
前記フッ素樹脂としては、フッ素含有モノマーの重合体が挙げられる。
これら熱可塑性樹脂の中でも、特にポリオレフィン樹脂が好ましい。
本発明に係る帯電防止剤を添加した熱可塑性樹脂組成物は、公知公用の成形法に適用できる好適な材料であり、得られる成形体には、特に制限はなく、例えばフィルム・シート、モノフィラメント、繊維や不織布等のマルチフィラメント、射出成形体、ブロー成形体、積層体、発泡体、真空成形体などの熱成形体が挙げられる。又、本発明に係る帯電防止剤を添加した樹脂組成物は、延伸配向結晶化させる際の成形性が良く、本発明の効果が顕著に現れ、延伸して得られるフィルム・シート、テープヤーン、延伸ブロー成形体、(モノ、マルチ)フィラメントの製造に好適である。
窒素導入管、攪拌機、温度計付きガラス製フラスコに酢酸エチル3,500gを仕込み、窒素バブリングしながら40℃に昇温した。あらかじめ調製したモノエタノールアミン1,968g、28%−ソディウムメチラートメタノール溶液528g混合液を5時間かけて滴下し、40℃、窒素雰囲気下、5時間維持した後、脱溶剤により未反応酢酸エチル、エタノールを除き、3,415gの粘ちょう液体を得た。得られた粘ちょう液体のアミン価は、ソディウムメチラート分を差し引いた値で、0.01mgKOH/gであった。IRスペクトルでは、O−H伸縮3300cm-1、N−H伸縮3100cm-1、C=O伸縮1650cm-1、N−H変角1565cm-1に特徴的な吸収があった。
窒素導入管、攪拌機、温度計付きガラス製フラスコに80℃で溶融したパルミチン酸メチル3,205gを仕込んだ。あらかじめ調製したモノエタノールアミン731g、28%−ソディウムメチラートメタノール溶液64g混合液を5時間かけて滴下し、80℃、窒素雰囲気下、5時間維持した後、脱溶剤により未反応モノエタノールアミン、メタノールを除き、3,560gの粘ちょう液体を得た。得られた粘ちょう液体のアミン価は、ソディウムメチラート分を差し引いた値で、0.01mgKOH/gであった。IRスペクトルでは、O−H伸縮3300cm-1、N−H伸縮3100cm-1、C=O伸縮1650cm-1、N−H変角1565cm-1に特徴的な吸収があった。
窒素導入管、攪拌機、温度計付きステンレス製オートクレーブ(以降、単に「ステンレス製オートクレーブ」とする。)に製造例1で得たアミドアルコール(1)1,060gを仕込み、充分に窒素置換を行った。80℃に昇温した後、エチレンオキサイド6,000gを5時間かけて導入し、2時間同温度で熟成して反応を完結させた。その後、吸着剤としてキョーワード(登録商標)700SL(協和化学工業(株)製)適量を加えて吸着、ろ過し淡黄色液体を得た。水酸基価は80.1mgKOH/g、水分は0.02%であった。
ステンレス製オートクレーブに製造例1で得たアミドアルコール(1)530gを仕込み、充分に窒素置換を行った。80℃に昇温した後、エチレンオキサイド4,405gを5時間かけて導入し、2時間同温度で熟成して反応を完結させた。その後、吸着剤としてキョーワード(登録商標)700SL(協和化学工業(株)製)適量を加えて吸着、ろ過し淡黄色液体を得た。水酸基価は56.9mgKOH/g、水分は0.01%であった。
ステンレス製オートクレーブに製造例1で得たアミドアルコール(1)1072gを仕込み、充分に窒素置換を行った。80℃に昇温した後、エチレンオキサイド2225gを4時間かけて導入し、2時間同温度で熟成した。次に95℃に昇温した後、プロピレンオキサイド590gを3時間かけて導入し、1時間同温度で熟成した。さらに80℃まで冷却後、エチレンオキサイド3120gを4時間かけて導入し、2時間同温度で熟成して反応を完結させた。その後、吸着剤としてキョーワード(登録商標)700SL(協和化学工業(株)製)適量を加えて吸着、ろ過し淡黄色液体を得た。水酸基価は81.0mgKOH/g、水分は0.01%であった。
ステンレス製オートクレーブに製造例2で得たアミドアルコール(2)1750gを80℃溶融状態で仕込み、充分に窒素置換を行った。90℃に昇温した後、エチレンオキサイド3,250gを5時間かけて導入し、2時間同温度で熟成して反応を完結させた。その後、吸着剤としてキョーワード(登録商標)700SL(協和化学工業(株)製)適量を加えて吸着、ろ過し黄色液体を得た。水酸基価は65.7mgKOH/g、水分は0.01%であった。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価90mgKOH/g)3,741g、製造例3で得たアミドアルコールアルキレンオキサイド付加物(1)(以降、アミドアルコールEOA(1)と略記する。)(水酸基価80.1mgKOH/g)1,050g、酸化防止剤(イルガノックス1010)15gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH351gを添加した。更に充分な窒素置換を行い、220℃まで昇温させた後、220℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で3時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は17.1mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1735cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1560cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1770cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体1とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価62mgKOH/g)4,320g、製造例4で得たアミドアルコールアルキレンオキサイド付加物(2)(以降、アミドアルコールEOA(2)と略記する。)(水酸基価56.9mgKOH/g)1,182g、酸化防止剤(イルガノックス1010)17gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH281gを添加した。更に充分な窒素置換を行い、220℃まで昇温させた後、220℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で3時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は12.1mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1736cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1562cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1771cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体2とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価90mgKOH/g)3,242g、製造例4で得たアミドアルコールEOA(2)(水酸基価56.9mgKOH/g)436g、ポリエチレングリコール(水酸基価280mgKOH/g)343g、酸化防止剤(イルガノックス1010)13gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH304gを添加した。更に充分な窒素置換を行い、220℃まで昇温させた後、220℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で3時間維持した。生成物のエステル価は25.3mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1736cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1562cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1708及び1769cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体3とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価62mgKOH/g)4,680g、製造例3で得たアミドアルコールEOA(1)(水酸基価80.1mgKOH/g)673g、東邦化学工業(株)製ビスオール2EN(ビスフェノールA−2EO付加物、水酸基価355mgKOH/g)107g、酸化防止剤(イルガノックス1010)17gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH304gを添加した。更に充分な窒素置換を行い、220℃まで昇温させた後、220℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で4時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は14.9mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1735cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1561cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1772cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体4とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価62mgKOH/g)3,240g、製造例3で得たアミドアルコールEOA(1)(水酸基価80.1mgKOH/g)428g、東邦化学工業(株)製ビスオール18EN(ビスフェノールA−18EO付加物、水酸基価111mgKOH/g)292g、酸化防止剤(イルガノックス1010)13gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH211gを添加し、更に充分な窒素置換を行い、220℃まで昇温させた後、220℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で4時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は17.2mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1735cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1561cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1772cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体5とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価27mgKOH/g)7,226g、製造例3で得たアミドアルコールEOA(1)(水酸基価80.1mgKOH/g)609g、酸化防止剤(イルガノックス1010)24gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH204g、酢酸カリウム170gを添加し、更に充分な窒素置換を行い、220℃まで昇温させた後、220℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で5時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は6.2mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1735cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1561cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1772cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体6とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価27mgKOH/g)7,164g、製造例3で得たアミドアルコールEOA(1)(水酸基価80.1mgKOH/g)302g、製造例4で得たアミドアルコールEOA(2)(水酸基価56.9mgKOH/g)425g、酸化防止剤(イルガノックス1010)24gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH202g、酢酸カリウム140gを添加し、更に充分な窒素置換を行い、220℃まで昇温させた後、220℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で5時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は6.1mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1735cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1561cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1772cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体7とする。
Mnが3,300で平均末端二重結合数が0.9の低分子量ポリプロピレン9,700部と無水マレイン酸300部とを、窒素ガス雰囲気下、220℃で溶融し10時間反応を行った。その後、過剰のマレイン酸を200℃で4時間減圧留去して、ポリプロピレンの無水マレイン酸変性物(片末端酸変性物)を得た。Mnは3,400、鹸化価は30mgKOH/g、1分子あたりの酸変性度は0.9であった。
ステンレス製オートクレーブに製造例14で作製したポリプロピレンの無水マレイン酸変性物(片末端酸変性物)4,000g、製造例3で得たアミドアルコールEOA(1)(水酸基価80.1mgKOH/g)370g、酸化防止剤(イルガノックス1010)13g、48%NaOH 90g、イオン水100gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、220℃まで昇温した後、攪拌を1時間行なった。更に2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で6時間維持した。得られた生成物のハンドリングは良好であり、固体状のポリマーであった。生成物のエステル価は7.5mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1737cm-1、C(=O)O−逆対称伸縮1579cm-1に特徴的な吸収があった。得られた生成物をブロック共重合体8とする。
Mnが8,900で平均末端二重結合数が1.6の低分子量ポリプロピレン9,800部と無水マレイン酸200部とを、窒素ガス雰囲気下、220℃で溶融し20時間反応を行った。その後、過剰のマレイン酸を200℃で4時間減圧留去してポリプロピレンの無水マレイン酸変性物(両末端酸変性物)を得た。Mnは9,000、鹸化価は20mgKOH/g、1分子あたりの酸変性度は1.6であった。
ステンレス製オートクレーブに製造例16で作製したポリプロピレンの無水マレイン酸変性物(両末端酸変性物4,200g、製造例3で得たアミドアルコールEOA(1)(水酸基価80.1mgKOH/g)230g、酸化防止剤(イルガノックス1010)14g、水酸化カリウム55g、イオン水40gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、220℃まで昇温した後、攪拌を1時間行なった。更に2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で6時間維持した。得られた生成物は固体状のポリマーであった。生成物のエステル価は3.5mgKOH/gでであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1737cm-1、C(=O)O−逆対称伸縮1579cm-1に特徴的な吸収があった。得られた生成物をブロック共重合体9とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価62mgKOH/g)3,380g、製造例5で得たアミドアルコールアルキレン付加物(3)(エチレンオキサイドプロピレンオキサイド付加物)(水酸基価81.0mgKOH/g)645g、酸化防止剤(イルガノックス1010)13gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH220g、酢酸カリウム50gを添加した。更に充分な窒素置換を行い、170℃まで昇温させた後、170℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で3時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は12.8mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1735cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1560cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1770cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体10とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価62mgKOH/g)3,160g、製造例6で得たアミドアルコールアルキレン付加物(4)(エチレンオキサイド付加物)(水酸基価65.7mgKOH/g)300g、ビスフェノキシエタノールフルオレン232g、酸化防止剤(イルガノックス1010)12gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、80℃まで昇温させた後、48%KOH200g、酢酸カリウム88gを添加し、更に充分な窒素置換を行い、170℃まで昇温させた後、170℃、2kPa以下、微量窒素バブリングの減圧下条件で6時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物のエステル価は20.9mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1735cm-1、C(=O)O-逆対称伸縮1561cm-1、さらにC(=O)−N−C(=O)伸縮1709及び1772cm-1に特徴的な吸収があり、N−H伸縮3100cm-1の吸収が消滅していることを確認した。得られた生成物をブロック共重合体11とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価90mgKOH/g)1,245g、ポリエチレングリコール(水酸基価75mgKOH/g)750g、酸化防止剤(イルガノックス1010)10g、パラトルエンスルホン酸6gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、230℃まで昇温させた後に4時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物の酸価は33mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1733cm-1の吸収は見られたが1570cm-1付近に特徴的なカルボン酸陰イオンの逆対称伸縮吸収はなかった。得られた生成物をブロック共重合体12とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価90mgKOH/g)4,980g、ポリエチレングリコール(水酸基価112mgKOH/g)2000g、酸化防止剤(イルガノックス1010)36gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、230℃まで昇温させた後に5時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーであった。生成物の酸価は35mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1733cm-1の吸収は見られたが1570cm-1付近に特徴的なカルボン酸陰イオンの逆対称伸縮吸収はなかった。得られた生成物をブロック共重合体13とする。
ステンレス製オートクレーブにポリ(イソ)ブテニルコハク酸無水物(鹸化価91mgKOH/g)616g、12−アミノドデカン酸162gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、220℃、2kPa以下、微量窒素ブローの減圧下条件で6時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーを得た。次にこの生成物を57.5g、ポリエチレングリコール(水酸基価74.8mgKOH/g)33.5g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム7.8g、酸化防止剤(BHT)0.3g、パラトルエンスルホン酸1.0gを仕込んだ。充分に窒素置換を行い、230℃、2kPa以下、微量窒素ブローの減圧下条件で5時間維持した。生成物は粘ちょうなポリマーを得た。生成物の酸価は0.05mgKOH/gであった。また、IRスペクトルでは、C=O伸縮1734cm-1、1639cm-1、C(=O)−N−C(=O)伸縮1705cm-1に特徴的な吸収があった。得られた生成物をブロック共重合体14とする。
下記手順に倣い、試験片を作製した。なお、後述の外観評価及び透明性評価においては、帯電防止剤を配合しない試験片を基準試験片として、同様の手順にて作製した。
(1)試験片1(PPフィルム)の作製
熱可塑性樹脂としてポリプロピレン[ノバテックPP FL6H(商品名、日本ポリプロ(株)販売)]に対して前述の本発明のブロック共重合体を表1に示した配合量で配合し、ラボプラストミルとローラミキサー((株)東洋精機製作所製)にて200℃で溶解混合した後、混合した樹脂をプレス機にて厚さ0.5mm、縦60mm、横60mmのシート状に成型した。次にこのシートをオーブンの中で加熱した後、縦5.0倍、横5.0倍に延伸し厚み20μmのフィルムを得た。
(2)試験片2(PPシート)の作製
熱可塑性樹脂としてポリプロピレン[プライムポリプロ F−300SP(商品名、プライムポリマー(株)販売)]に対して前述の本発明のブロック共重合体を表1に示した配合量で配合し、Tダイ押出機で溶融温度200−240℃にて200μmのシートを製膜した。
(3)試験片3(PEシート)の作製
熱可塑性樹脂としてポリエチレン[スミカセン F−102(商品名、住友化学(株)販売)]に対して前述の本発明のブロック共重合体を表1に示した配合量で配合し、Tダイ押出機で溶融温度200−220℃にて200μmのシートを製膜した。
(4)試験片4(PLAフィルム)の作製
熱可塑性樹脂としてポリ乳酸[レイシアH−400(商品名、三井化学(株)販売)]に対して前述の本発明のブロック共重合体を表1に示した配合量で配合し、ラボプラストミルとローラミキサー((株)東洋精機製作所製)にて200℃で溶解混合した後、混合した樹脂をプレス機にて厚さ0.2mm、縦60mm、横60mmのシート状に成型した。次にこのシートをオーブンの中で加熱した後、縦3.0倍、横3.0倍に延伸し厚み20μmのフィルムを得た。
(1)帯電防止性
温度23℃、相対湿度50%の環境下に1日放置した後、同条件下でJIS−K6911に準じ、(株)川口電気製作所製 超絶縁計P−616を使用して作製した試験片の表面固有抵抗値を測定した。又、試験片を80℃のお湯に30分浸漬し、綺麗な布で表面を拭き取り後、表面固有抵抗値を測定した。数値が小さい程、帯電防止性が優れている事を示す。表面固有抵抗値(LogΩ/□)は13以下が目標である。
得られた結果を表1に併せて示す。
(2)樹脂相溶性(外観)
帯電防止剤未配合の試験片と前記ブロック共重合体を配合した試験片を目視で比較確認した。未配合と同等の外観で樹脂に相溶して一様な外観を有しているものを○、スジ、ボイドやフィッシュアイは発生しないがかすみがあるものを△、スジ、ボイドやフィッシュアイ等が発生し外観が不良なものを×で評価した。
得られた結果を表1に併せて示す。
(3)透明性
HAZE測定装置((有)東京電色製 HAZEMETER TC−HIIIDPK)にて作製したフィルム、シートのHAZE値を測定し、帯電防止剤未配合の試験片と前記ブロック共重合体配合の試験片との差ΔHAZEを比較評価した。ΔHAZEが小さいほど、帯電防止剤未配合の試験片に近い透明性を示す。ΔHAZEは10以下が目標である。
得られた結果を表1に併せて示す。
一方、比較例1乃至比較例3においては、帯電防止性の持続性、外観及び透明性の全てを満足できる結果は得られなかった。
以上の結果より、本発明に係るブロック共重合体は、帯電防止性とその持続性に優れ、かつ、樹脂に練り込んでもその外観や透明性を損なわないことが確認できた。
Claims (12)
- (a)酸変性ポリオレフィンと(b)下記一般式(1)で表されるアミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物との反応物から得られ、該反応物中に残存する酸基の一部もしくは全部がアルカリ性物質により中和されてなるブロック共重合体。
R1−CONH−R2−O−(A1O)n−H (1)
(式中、R1は炭素原子数1乃至21の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基又はアルケニル基を表し、R2は炭素原子数1乃至4の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。A1は炭素原子数2乃至4のアルキレン基を表し、nは1乃至100の整数を表す。) - 前記(a)酸変性ポリオレフィンが、ポリオレフィンの片末端をα,β−不飽和カルボン酸又はその無水物により変性することにより得られるものである、請求項1に記載のブロック共重合体。
- 前記(a)酸変性ポリオレフィンが、ポリブテニルコハク酸又はその無水物である、請求項1又は請求項2に記載のブロック共重合体。
- 前記ブロック共重合体が、(A)前記(a)酸変性ポリオレフィンに由来するブロックと、(B)前記(b)アミドアルコールのアルキレンオキサイド付加物に由来するブロックとが、(A)−(B)−(A)型に結合した構造、(A)−(B)型に結合した構造、又はこれら双方の構造を有する共重合体である、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のブロック共重合体。
- 請求項1乃至請求項6のうちいずれか一項に記載のブロック共重合体からなる帯電防止剤。
- さらに下記一般式(3)及び式(6)で表されるブロック共重合体のうち少なくとも一種の共重合体を含有する、請求項7に記載の帯電防止剤。
- 請求項7又は請求項8に記載の帯電防止剤を含有することを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である、請求項9に記載の樹脂組成物。
- 請求項9又は請求項10に記載の樹脂組成物からなるフィルム。
- 請求項9又は請求項10に記載の樹脂組成物からなるシート。
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