JPH0715025B2

JPH0715025B2 - 合成樹脂用帯電防止剤

Info

Publication number: JPH0715025B2
Application number: JP2528692A
Authority: JP
Inventors: 秀男松岡
Original assignee: 日鉱石油化学株式会社
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPH05222241A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂用帯電防止剤
に関し、詳しくは特定のアルカンスルホン酸金属塩を含
有してなる合成樹脂用帯電防止剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂は、フィルム、成型品、繊維等
に形を変えて、産業用、家庭用のあらゆる分野で広く用
いられている。これらは通常、優れた電気絶縁性を有し
ているものの、様々な障害や災害の原因となる静電気が
帯電、蓄積しやすい欠点を有している。例えば、帯電す
ることによって、周囲の埃等を吸着して汚染され、見苦
しくなり商品価値を低下させるばかりでなく、電気的な
性質を阻害し、本来の機能を損なうこともある。更に、
場合よっては放電時の電気火花によって思わぬ災害を引
き起こす等の問題を有している。

【０００３】こうした問題に対応するため合成樹脂には
帯電防止剤が用いられている。合成樹脂の帯電防止剤と
して、一般式Ｒ−ＳＯ₃Ｍ（式中、Ｒはアルキル基、
Ｍはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属等の塩形成金
属を示す）で表されるアルカンスルホン酸金属塩を使用
することは公知である。

【０００４】しかし、アルカンスルホン酸金属塩単独で
は吸湿性が高く、合成樹脂に均一に分散させることが難
しいという問題があり、満足できる程の高い帯電防止効
果を得ることができない。従って、アルカンスルホン酸
金属塩の使用に際して、更に性能を付加させ、ないし向
上させるために、他の化合物を併用配合する方法が提案
されている。例えば、他の化合物として、トリスアルキ
ルフェニルホスファイト（特開平１−２４８４５）、グ
リセリン脂肪酸エステル（特開昭６３−２３０７６
４）、珪素化合物及びヒンダードフェノール（特開昭６
２−２６５３４３）、ポリエチレンワックス（特開昭６
２−３６４６６）、あるいはポリオキシエチレンアルキ
ルアミン脂肪酸エステル（特開昭５４−１５９５０）を
併用配合する方法などが提案されている。

【０００５】前記の方法で用いられるアルカンスルホン
酸金属塩は、炭素数が４〜２２あるいは１０〜２０とい
った広い範囲のものが専ら用いられている。また、化合
物の構造的にも−ＳＯ₃Ｍ基がアルキル基のプライマリ
の位置に付加したもの、セカンダリの位置に付加したも
の等様々である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法は、他の化合物を併用配合することによって工程が
煩雑になるばかりでなく、耐熱性を損ない合成樹脂を着
色したり、強度、硬度等の機械的特性の低下をもたらす
原因になる。また、依然として主たる帯電防止効果をア
ルカンスルホン酸金属塩に依存しているところが大き
い。従って、より帯電防止効果の高いアルカンスルホン
酸金属塩があれば、アルカンスルホン酸金属塩そのもの
の配合割合を、あるいは併用配合する他の化合物の配合
割合を減らすことができ、更にその結果、合成樹脂が本
来有する諸特性の低下を防止することができる。

【０００７】本発明の目的は、より帯電防止効果の高い
アルカンスルホン酸金属塩からなる合成樹脂用帯電防止
剤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルカン
スルホン酸金属塩の帯電防止効果について鋭意研究を重
ねた結果、特定のアルカンスルホン酸金属塩は特に優れ
た帯電防止効果を有することを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、アルカンスルホン酸
金属塩からなる合成樹脂用帯電防止剤において、該アル
カンスルホン酸金属塩が炭素数１０〜１２を有し、かつ
次の一般式(1) Ｒ₁ＣＨ（Ｒ₂）−ＳＯ₃Ｍ (1) （式中、Ｒ₁及びＲ₂はそれぞれ直鎖アルキル基を示し、
Ｍはスルホン酸塩を形成する金属を示す）で表されるア
ルカンスルホン酸金属塩を少なくとも５０重量％含有し
てなることを特徴とする合成樹脂用帯電防止剤である。

【００１０】本発明の帯電防止剤は、いわゆるセカンダ
リの位置に−ＳＯ₃Ｍが結合するアルカンスルホン酸金
属塩を主成分とするものであり、より好ましくは全アル
カンスルホン酸金属塩に対して前記のセカンダリアルカ
ンスルホン酸金属塩を６０重量％以上含有する。又、ア
ルカンスルホン酸金属塩の炭素数は１０〜１２であり、
特には炭素数１１単独でなるアルカンスルホン酸金属塩
が好ましい。これら特定のアルカンスルホン酸金属塩で
なる帯電防止剤は、合成樹脂に添加使用され、後述の実
施例で示すように合成樹脂の最終製品に優れた帯電防止
効果を付与する。アルカンスルホン酸金属塩の炭素数が
９以下であっても、１３以上であっても、高い帯電防止
効果は得られない。

【００１１】本発明に使用される一般式(1)のアルカン
スルホン酸金属塩：Ｒ₁ＣＨ（Ｒ₂）−ＳＯ₃Ｍ (1) は、炭素数１０、１１、１２の直鎖飽和炭化水素、ある
いはそれらの混合物を主にセカンダリの位置でスルホン
化してスルホン酸を得、スルホン酸基の水素を置換して
得た化合物である。本発明の帯電防止剤は、すでに述べ
たように炭素数１０〜１２のアルカンスルホン酸金属塩
からなるものであって、かつ上記一般式(1)のアルカン
スルホン酸金属塩を主成分とするものである。従って、
一般式(1)アルカンスルホン酸金属塩単独からなるもの
が好ましいが、また、これに炭素数１０、１１、１２の
直鎖飽和炭化水素の末端の炭素にスルホン酸基を導入し
たアルカンスルホン酸金属塩を混合したものであっても
良いことはいうまでもない。

【００１２】直鎖飽和炭化水素のスルホン化は、公知の
方法で行うことができる。例えば、前記直鎖飽和炭化水
素を、亜硫酸ガスと酸素の存在下に紫外線を照射する方
法、あるいは亜硫酸ガスと塩素の存在下に紫外線を照射
した後、加水分解する方法（クロロスルホン化法）等が
ある。これらの方法を用いて本発明で使用するアルカン
スルホン酸金属塩の原料を製造することができる。即ち
これらの方法によると、スルホン酸基（−ＳＯ₃Ｈ）が
直鎖飽和炭化水素の各炭素原子にほぼ均一に分布したモ
ノスルホン化アルカンの混合物を主体としてこれに少量
のポリスルホン化アルカンを含むものとして得られる。
すなわち、スルホン基の大多数がセカンダリの炭素に結
合したアルカンスルホン酸が得られる。反応条件等で多
少異なるが、全アルカンスルホン酸に対するセカンダリ
のアルカンスルホン酸の割合は、炭素数１０、１１ある
いは１２の直鎖飽和炭化水素を原料としたとき約６０〜
７５重量％である。なお、反応生成物中には芒硝、塩化
ナトリウム、炭化水素等の不純物も含まれている。

【００１３】アルキルハライドと亜硫酸塩との反応で得
られたスルホン酸は、主に末端炭素（プライマリの位
置）にスルホン基を有するものであり、このスルホン酸
からは優れた帯電防止剤は得られない。従って、このよ
うな反応で得られるスルホン酸から本発明の帯電防止剤
を製造することができない。

【００１４】このようにして得られたアルカンスルホン
酸をスルホン酸塩を形成し得る金属の水酸化物又は塩等
で中和し、精製すると、本発明で使用するアルカンスル
ホン酸金属塩が得られる。このような塩を形成する金属
として、好ましくは、リチウム、カリウム、ナトリウ
ム、マグネシウム、カルシウムのアルカリ金属又はアル
カリ土類金属、あるいはアルミニウム、亜鉛などが挙げ
られ、中でもナトリウム、カリウム、リチウムが特に好
ましい。

【００１５】本発明に使用される合成樹脂としては、公
知の熱可塑性樹脂が使用できる。例えば、低密度ポリエ
チレン、高密度ポリエチレン、ポリ１−ブテン、ポリ４
−メチル−１−ペンテンあるいはエチレン、プロピレ
ン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オ
レフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体等の
ポリオレフィン、エチレン・アクリル酸共重合体、エチ
レン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニ
ル共重合体等のエチレン・ビニル化合物共重合体、ポリ
スチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢ
Ｓ、メタクリル酸メチル・スチレン共重合体、α−メチ
ルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化
ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタ
クリル酸メチル等のポリビニル化合物、ナイロン６、ナ
イロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイ
ロン１２等のポリアミド、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等の熱可塑性ポリエス
テル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド等の
単独あるいはそれらの混合物の何れでもよい。中でも取
り分けて本発明の効果を発揮するものは、高ガラス転移
温度を持つ熱可塑性樹脂に対してであり、特に３０℃以
上のガラス転移温度を持つ共重合体を含むポリビニル化
合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド
等に対して効果的である。また、本発明が適用される合
成樹脂の最終形態はフィルム、成型品、繊維等いずれで
あってもよい。

【００１６】本発明の帯電防止剤の添加量は、対象とす
る合成樹脂の種類又は形態によって多少異なるが、合成
樹脂１００重量部あたり全アルカンスルホン酸金属塩と
して０．１〜５重量部（ＰＨＲ）、好ましくは０．５〜
３重量部（ＰＨＲ）である。また、合成樹脂への添加時
期及び添加方法は、特に限定はなく、モノマーの重合時
からポリマーの成形加工段階までの間に、すなわち重合
前、重合中、重合終了後の溶融状態時、ペレット加工
時、あるいは成形加工時に、前記の添加量を合成樹脂に
均一に混合すればよい。

【００１７】本発明の帯電防止剤は、アルカンスルホン
酸金属塩の吸湿性による固化を防止するため、あるいは
耐熱性や透明性を改善するために、例えば、シリカ微粉
末や高分子オリゴマーなどを含んでいてもよい。また、
本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて耐熱安
定剤、耐候安定剤、他の種類の帯電防止剤、アンチブロ
ッキング剤、スリップ剤、顔料、染料、無機・有機の充
填剤など通常樹脂に添加して使用される添加剤と併用す
ることもできることはいうまでもない。

【００１８】

【実施例】以下に実施例により本発明をより具体的に説
明する。

【００１９】実施例１〜９炭素数１０、１１、又は１２の直鎖飽和炭化水素（純度
９５重量％以上）を原料として、水の存在下に紫外線を
照射しながら、亜硫酸ガスと酸素を作用させてアルカン
スルホン酸を得た後、該アルカンスルホン酸を水酸化ナ
トリウム又は水酸化カリウムの水溶液で中和し、精製し
て炭素数１０、１１、及び１２のアルカンスルホン酸ナ
トリウム塩又はカリウム塩を得た。さらに得られたアル
カンスルホン酸金属塩を粉砕して実施例１〜９に用いた
本発明の合成樹脂用帯電防止剤の微粉末を製造した。

【００２０】このようにして調製した合成樹脂用帯電防
止剤を表１に示す合成高分子ポリマーに、同じく表１に
示す割合で添加して、連続混練押出し機（栗本鉄工製、
ＫＲＣ−Ｓ１型）で混練し、ペレットとした。該ペレッ
トを射出成型機（日本製鋼所製、Ｎ４０ＢII型）によ
り、直径１００ｍｍ、厚さ１．６ｍｍの円板状に成形
し、帯電防止効果測定用の試料片を製造した。

【００２１】また、合成樹脂としては、次のものを使用
した。

【００２２】ＡＢＳ：アクリロニトリル・ブタジエン・
スチレン共重合体、電気化学製、ＧＲ−２００、ＰＶＣ：ポリ塩化ビニル、日本ゼオン製、１０３ＥＰ−
８ＰＣ：ポリカーボネート、帝人化成製、パンライトＬ−
１２５０ＰＰ：ポリプロピレン、宇部興産製、ＵＰポリプロＪ−
６０９Ｈなお、実施例４は、炭素数１０、１１及び１２のアルカ
ンスルホン酸ナトリウム塩（後記する表２中の製造Ｎ
ｏ．２、３及び４）をそれぞれ１０：７０：２０（重量
％）で混合した帯電防止剤を用い、実施例９は、アルカ
ンスルホン酸ナトリウム塩のほかにコロイダルシリカ
（富士デヴィソン製、サイロイド２４４）を２ＰＨＲ添
加した。

【００２３】比較例１〜８比較例１〜６は実施例と同様の方法で製造したアルカン
スルホン酸金属塩の微粉末を用い、比較例７は、ｎ−ド
デシルクロライドと亜硫酸ナトリウムとを反応させて得
たドデシルスルホン酸ナトリウム塩を用い、比較例８
は、クロロスルホン化法で製造された平均炭素数１５の
市販のアルカンスルホン酸ナトリウム塩（バイエル製、
バロラートユー）を使用した。その他については、実施
例と同様に表１に示す合成高分子ポリマーに、同じく表
１に示す割合で帯電防止剤を添加して、実施例と全く同
様に処理して帯電防止効果測定用の試料片を製造した。

【００２４】上記実施例及び比較例に帯電防止剤として
使用したアルカンスルホン酸金属塩の組成を表２に示す
（組成の数値は重量％を表わす）。

【００２５】試験方法このようにして調製した実施例及び比較例の試料片につ
いて、以下に示す方法で、表面固有抵抗及び帯電圧半減
期を測定してそれぞれの帯電防止剤の効果を評価した。

【００２６】表面固有抵抗２５℃、相対湿度５０％の雰囲気下において、試料片に
１００Ｖの電圧を１分間印加した後、東亜電波製のＳＭ
−１０Ｅ型極超絶縁計で表面固有抵抗を測定した。

【００２７】帯電圧半減期２５℃、相対湿度５０％の雰囲気下において、試料片に
１０ｋＶの電圧を１分間印加した後、宍戸商会製のスタ
チックオネストメータで帯電圧が半分になる時間（秒）
を測定した。

【００２８】実施例及び比較例の試料片について、この
ようにして表面固有抵抗及び帯電圧半減期を測定した結
果を表１に併せて示した。表１から、本発明の帯電防止
剤が、比較例のものよりも帯電防止性能に格段に優れ、
実施例１より炭素数１１のアルカンスルホン酸ナトリウ
ム塩でなる帯電防止剤が特に優れていることが分かる。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の合成樹脂用帯電防止剤は、炭素
数１０〜１２を有し、かつ特定の分子構造のアルカンス
ルホン酸金属塩を主成分として構成したため、極めて優
れた帯電防止能を示し、合成樹脂の帯電防止を図る上で
有効に適用され得るものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカンスルホン酸金属塩からなる合成
樹脂用帯電防止剤において、該アルカンスルホン酸金属
塩が炭素数１０〜１２を有し、かつ次の一般式(1) Ｒ₁ＣＨ（Ｒ₂）−ＳＯ₃Ｍ (1) （式中、Ｒ₁及びＲ₂はそれぞれ直鎖アルキル基を示し、
Ｍはスルホン酸塩を形成する金属を示す）で表されるア
ルカンスルホン酸金属塩を少なくとも５０重量％含有し
てなることを特徴とする合成樹脂用帯電防止剤。