JPH08199157A - 帯電防止剤および樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ステアリルジエタノールアミン、ステアリル
アルコール、グリセリンモノステアレート、グリセリン
ジステアレートおよび微粉末シリカからなる帯電防止
剤；ならびに該帯電防止剤を配合してなる樹脂組成物。 【効果】 本発明の帯電防止剤は即効性と持続性にとも
に優れ、また粘度が高いため、押出機を用いて容易に、
高い生産速度で熱可塑性樹脂と混練して帯電防止性樹脂
組成物を製造することが可能である。また、該樹脂組成
物の成形品は、表面が荒れたりべたついたりする不具合
がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は帯電防止剤、およびそれ
によって帯電防止された成形品用樹脂組成物に関する。
さらに詳しくは、効果の即効性と持続性を兼ね備え、か
つ樹脂との均一混練が容易な帯電防止剤、およびそれに
よって帯電防止された成型品用樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂は、一般にすぐれた物理
的、化学的、機械的性質を有し、様々な成形法で成形で
きるため広く用いられている。

【０００３】しかし、熱可塑性樹脂は、すぐれた電気絶
縁性を有している反面、静電気を蓄積しやすいという欠
点を有している。この静電気は、さまざまな障害や災害
の原因となることがある。例えば、静電気を帯びた成形
品は汚れの原因となる物質を吸着するため、汚れがつき
やすく、また汚れが強固に付着してしまう。また、放電
による人体へのショック、放電火花による可燃性ガスへ
の引火爆発の危険もある。このように、樹脂表面への静
電気の帯電は大きな問題である。

【０００４】従来、熱可塑性樹脂の静電気帯電を防止す
るために、あらかじめ樹脂中に帯電防止剤（多価アルコ
ールの脂肪酸エステルなど）を練り込んでおく方法が採
用されてきた。この方法では、練り込まれた帯電防止剤
が樹脂表面に拡散し、表面を覆うことによって帯電防止
効果が発現されると考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
帯電防止剤は、その帯電防止効果の即効性や持続性に問
題点を有している。また、従来の帯電防止剤は、練り込
み対象の樹脂に比べて粘度が極端に低いため、混練力の
強力な二軸押出機を用いても連続的かつ均一に練り込む
ことが困難であり、帯電防止性樹脂組成物の生産速度が
低く抑えられるとともに、成形品の帯電防止能にばらつ
きがあったり、成形品の表面荒れ、べたつきなどの不具
合が生じる問題点も有していた。

【０００６】これらの問題点を解決するために、帯電防
止効果の向上の場合は複数の帯電防止剤を併用する試み
が従来から行われており、例えば、多価アルコールモノ
エステル、アルキルアミン（またはアミド）のアルキレ
ンオキサイド付加物および高級アルコールの併用系（例
えば特公平４−４３１０４号公報）がその代表的な例で
ある。しかし、上記の生産速度、成形品の不具合を含め
た全ての問題点を十分解決するには至っていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を克服し、即効性と持続性を兼ね備え、かつ樹脂と
の均一混練の容易な帯電防止剤を得るべく鋭意検討した
結果、本発明に到達した。すなわち本発明は、下記一般
式 で表される化合物（Ａ）、炭素数８〜２２の脂肪族アル
コール（Ｂ）、モノエステル／ジエステルの重量比が９
８／２〜６０／４０である多価アルコールの脂肪酸エス
テル（Ｃ）、および微粉末シリカ（Ｄ）の４成分からな
り、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）の配合比が重量比で（１０
〜３５）：（１０〜３５）：（３０〜８０）の範囲にあ
る帯電防止剤；ならびに該帯電防止剤が配合されてなる
樹脂組成物に関するものである。

【０００８】本発明において、一般式（１）で表される
化合物（Ａ）としては、例えば炭素数８〜２２の脂肪族
アミンのエチレンオキシド付加物（オクチルジエタノー
ルアミン、ラウリルジエタノールアミン、ミリスチルジ
エタノールアミン、パルミチルジエタノールアミン、オ
レイルジエタノールアミン、ステアリルジエタノールア
ミン、Ｎ−ステアリル−Ｎ−ヒドロキシエトキシエチル
−エタノールアミンなど）および炭素数８〜２２の脂肪
族アミドのエチレンオキシド付加物（ラウリルジエタノ
ールアミド、ミリスチルジエタノールアミド、パルミチ
ルジエタノールアミド、オレイルジエタノールアミド、
ステアリルジエタノールアミドなど）が挙げられる。こ
れらは２種以上を混合して用いてもよい。一般式（１）
におけるＲ¹として好ましいものは、炭素数が１２〜１
８のアルキル基および炭素数が１２〜１８のアルケニル
基である。Ｒ¹の炭素数が８未満では帯電防止効果の持
続性が不十分であり、２２を超えると帯電防止効果が劣
る。

【０００９】本発明において、炭素数８〜２２の脂肪族
アルコール（Ｂ）としては、例えばオクチルアルコー
ル、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パル
ミチルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルア
ルコール、ベヘニルアルコール、イソステアリルアルコ
ールなどが挙げられる。これらは２種以上を混合して用
いてもよい。これらのうち好ましいものは、炭素数が１
２〜１８の脂肪族アルコールである。炭素数が８未満で
は、これれを用いた樹脂組成物の成形品の表面がべとつ
くなど外観が損なわれ、２２を超えると帯電防止効果の
持続性が不十分となる。

【００１０】本発明において、脂肪酸エステル（Ｃ）を
構成する多価アルコールとしては、グリセリン、ジグリ
セリン、ソルビトール、ポリグリセリン、ペンタエリス
リトール、ジペンタエリスリトール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコールなどが挙げられる。これらの
うち特に好ましいものはグリセリンである。

【００１１】また、上記多価アルコールとエステルを形
成する脂肪酸としては、例えば、カプロン酸、カプリル
酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイ
ン酸、ステアリン酸、ベヘン酸およびこれらの２種以上
の混合物が挙げられる。これらのうち好ましいものは、
炭素数が１２〜１８の脂肪酸である。

【００１２】本発明における多価アルコールの脂肪酸エ
ステル（Ｃ）は、モノエステル／ジエステルの重量比が
９８／２〜６０／４０の範囲にあるものである。ジエス
テルの比率が２未満では帯電防止効果の持続性が不足
し、４０を超えると帯電防止効果の即効性が不足する。
また、モノエステル／ジエステルの混合物中に、１０重
量％以下のトリエステルが含まれていてもよい。

【００１３】本発明の帯電防止剤は、（Ａ）：（Ｂ）：
（Ｃ）の重量比が（１０〜３５）：（１０〜３５）：
（３０〜８０）の範囲にあるものである。（Ａ）の比率
が１０未満では帯電防止効果そのものが不足し、３５を
超えると成形品表面がべとつくことがある。（Ｂ）の比
率が１０未満または３５を超えると帯電防止効果が不足
する。（Ｃ）の比率が３０未満では帯電防止効果の即効
性が不足し、８０を超えると成形品の表面の荒れ、べと
つき、白化等の不具合が生じやすい。

【００１４】本発明の帯電防止剤には、微粉末シリカ
（Ｄ）が必須成分として配合されている。微粉末シリカ
（Ｄ）を配合することによって、帯電防止剤の溶融時の
粘度を上げ、熱可塑性樹脂の粘度に近づけることができ
るため、帯電防止剤と樹脂との連続的均一混練が容易に
なり、帯電防止性樹脂組成物の生産速度を大幅に向上さ
せることができるとともに、表面荒れ、べとつき、白化
等のない均一な成形品を得ることができる。

【００１５】（Ｄ）としては、一次粒子の平均粒径が通
常５〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍのものを用
いる。平均粒径が５ｎｍ未満のものは工業的に安定な製
造が難しく実用的でなく、５０ｎｍを超えると帯電防止
剤の増粘効果が不十分となる。

【００１６】（Ｄ）の配合量は上記（Ａ）、（Ｂ）およ
び（Ｃ）の合計１００重量部に対し、通常０．２〜６０
重量部、好ましくは１〜３０重量部である。（Ｄ）の配
合量が０．２重量部未満では、帯電防止剤の増粘効果が
十分でないために該樹脂組成物の製造速度の向上が不十
分であり、成形品の帯電防止能がばらついたり、成形品
の表面の荒れ、べとつき、白化等の不具合が生じやす
い。一方、６０重量部を超えると、帯電防止効果そのも
のが不足する。

【００１７】本発明の帯電防止剤は、均一な樹脂組成物
を連続的に製造可能なところまで増粘されている必要が
ある。粘度に特に制限はないが、より安定に製造するた
めには、その粘度は少なくとも１００ｃＰ（Ｂ型粘度
計、ローターＮｏ．３、６０ｒｐｍ、１００℃）である
ことが望ましい。

【００１８】本発明の帯電防止剤は、加熱、冷却が可能
で攪拌翼を有する公知の配合槽、スタチックミキサーな
どの公知の混合機を用いて製造することができる。本発
明の帯電防止剤を製造する温度は、（Ａ），（Ｂ）およ
び（Ｃ）が全て溶融する温度であれば特に制限はない
が、５０℃〜１５０℃が好ましく、７０℃〜１３５℃が
特に好ましい。

【００１９】本発明において、樹脂組成物を構成する熱
可塑性樹脂（Ｅ）としては、ポリエチレン系樹脂（ポリ
エチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体など）、ポリプロピレン系樹脂
（ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合
体など）、スチレン系樹脂（ポリスチレン、ＡＳ樹脂、
ＡＢＳ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−無
水マレイン酸樹脂、ＨＩＰＳなど）、ポリアミド樹脂
（６ナイロン、６６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイ
ロンなど）、（メタ）アクリル系樹脂、熱可塑性ポリエ
ステル樹脂（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、ポリカーボネートなど）、熱可塑性
ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
エラストマー類（エチレン−プロピレンゴム、ＥＰＤ
Ｍ、ブタジエンゴム、ポリエステル系エラストマーな
ど）などが挙げられる。これらのうち特に好ましいもの
はポリエチレン系樹脂およびポリプロピレン系樹脂であ
る。

【００２０】本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂
（Ｅ）１００重量部に対し本発明の前記帯電防止剤が
０．０５〜１０重量部配合されていることが必要であ
る。帯電防止剤の配合量が０．０５重量部未満では帯電
防止効果が不十分となり、１０重量部を超えると樹脂の
物理的、機械的特性に悪影響を及ぼすことがある。特に
好ましい配合量は、（Ｅ）１００重量部に対し帯電防止
剤０．１〜３重量部である。

【００２１】本発明の樹脂組成物は、公知の押出機（単
軸または二軸押出機）、コンティニアスニーダーなどで
連続的に製造することができる。良好な混練性を得るた
めには二軸押出機またはコンティニアスニーダーを使用
することが好ましい。

【００２２】本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と帯
電防止剤とを所定比率で押出機等に連続的に導入して直
接製造することもできるし、熱可塑性樹脂中に帯電防止
剤を高濃度に混練してマスターバッチを製造し、しかる
後に熱可塑性樹脂で希釈するという２工程で製造するこ
ともできる。

【００２３】本発明の樹脂組成物を混練する温度は、熱
可塑性樹脂の種類に応じて適当な温度を選択すればよい
が、通常は９０〜２８０℃である。

【００２４】本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、着
色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑
剤、充填剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、難燃
剤、抗菌剤などの公知の添加剤を含有してもよい。

【００２５】本発明の樹脂組成物は、例えば射出成形、
押出成形、ブロー成形、インフレーション成形などのい
ずれの方法でも成形できる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記
載において「部」は重量部を示す。なお、実施例におけ
る性能測定方法、評価基準等は下記の通りである。 粘度 Ｂ型粘度計を用い、ローターＮｏ．３、６０ｒｐｍ、１
００℃で測定した。 混練時の状態 下記の基準によって、目視により判定した。 ○：良好。押出機等からの吐出が安定している。 ×：押出機等からの吐出が不安定で、ときどきストラン
ドが切れる。 表面固有抵抗 成形品を２０℃、６５ＲＨ％に調湿しておき、所定日数
経過後に２０℃、６５ＲＨ％の条件下で測定した。

【００２７】実施例１ ３０部のステアリルジエタノールアミン、３０部のステ
アリルアルコール、２５部のグリセリンモノステアレー
ト、５部のグリセリンジステアレートおよび１０部の微
粉末シリカ［日本アエロジル（株）製「アエロジル２０
０」（一次粒子の平均粒径＝約１２ｎｍ）］を、攪拌機
付配合槽で８０℃で２時間加熱混合した。得られた混合
物を冷却後粉砕して、本発明の帯電防止剤（１）を得
た。該帯電防止剤（１）の粘度は１０００ｃＰであっ
た。ポリエチレン（ＭＦＲ＝８）１００部と帯電防止剤
（１）０．５部を同方向回転二軸押出機［東芝機械
（株）製「ＴＥＭ−３５Ｂ」］を用いて、温度２００
℃、平均滞留時間２分間で混練して、本発明の樹脂組成
物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形し、成形品の
表面固有抵抗を測定した。混練時の状態および成形品の
表面固有抵抗測定値を表１に示した。

【００２８】比較例１ 実施例１のグリセリンジステアレートに代えて、同重量
のグリセリンモノステアレートを用いた以外は実施例１
と同様にして、比較の帯電防止剤（２）を得た。該帯電
防止剤（２）の粘度は１０００ｃＰであった。実施例１
と同一のポリエチレン１００部と帯電防止剤（２）０．
５部を実施例１と同様の装置および条件で混練して、比
較の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形
し、成形品の表面固有抵抗を測定した。混練時の状態お
よび成形品の表面固有抵抗測定値を表１に示した。

【００２９】比較例２ 実施例１の配合組成のうち、微粉末シリカのみを配合せ
ず、他の配合比は実施例１と同一にして、実施例１と同
様の操作を行い、比較の帯電防止剤（３）を得た。該帯
電防止剤（３）の粘度は２０ｃＰであった。実施例１と
同一のポリエチレン１００部と帯電防止剤（３）０．５
部を実施例１と同様の装置および条件で混練して、比較
の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形
し、成形品の表面固有抵抗を測定した。混練時の状態お
よび成形品の表面固有抵抗値を表１に示した。

【００３０】実施例２ ３０部のラウリルジエタノールアミン、２０部のステア
リルアルコール、３０部のグリセリンモノステアレー
ト、１０部のグリセリンジステアレートおよび１０部の
微粉末シリカ［日本アエロジル（株）製「アエロジルＲ
９７２」（一次粒子の平均粒径＝約１６ｎｍ）］を、実
施例１と同様の配合槽で８０℃で２時間加熱混合した。
得られた混合物を冷却後粉砕して、本発明の帯電防止剤
（４）を得た。該帯電防止剤（４）の粘度は８５０ｃＰ
であった。ポリプロピレン（ＭＦＲ＝１０）１００部と
帯電防止剤（４）０．５部を実施例１と同様の二軸押出
機を用いて１９０℃、平均滞留時間２分間で混練して、
本発明の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を射出
成形し、成形品の表面固有抵抗を測定した。混練時の状
態および表面固有抵抗値を表１に示した。

【００３１】比較例３ 実施例２のグリセリンジステアレートに代えて、同重量
のグリセリンモノステアレートを用いた以外は実施例２
と同様にして、比較の帯電防止剤（５）を得た。該帯電
防止剤（５）の粘度は８５０ｃＰであった。実施例２と
同一のポリプロピレン１００部と帯電防止剤（５）０．
５部を実施例２と同様の装置および条件で混練して、比
較の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形
し、成形品の表面固有抵抗を測定した。混練時の状態お
よび表面固有抵抗値を表１に示した。

【００３２】比較例４ 実施例２の配合組成のうち、微粉末シリカのみを配合せ
ず、他の配合比は実施例２と同一にして、実施例２と同
様の操作を行い、比較の帯電防止剤（６）を得た。該帯
電防止剤（６）の粘度は２０ｃＰであった。実施例２と
同一のポリプロピレン１００部と帯電防止剤（６）０．
５部を実施例２と同様の装置および条件で混練して、比
較の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形
し、成形品の表面固有抵抗を測定した。混練時の状態お
よび表面固有抵抗値を表１に示した。

【００３３】

【表１】 ＊：比較例４の表面固有抵抗値は１０¹¹から１０¹⁴の範囲で大きくばらつき、 信頼できる測定値が得られなかった（均一に混練されていないと推定される）。

【００３４】

【発明の効果】本発明の帯電防止剤は、即効性と持続性
にともに優れている。また粘度が高いため、押出機等の
混練機を用いて容易に、高い生産速度で熱可塑性樹脂と
均一に混練された樹脂組成物の製造が可能である。ま
た、該樹脂組成物を用いた成形品の表面が荒れたりべと
ついたりして外観を損ねることもない。上記効果を奏す
ることから、本発明の帯電防止剤は各種熱可塑性樹脂に
優れた帯電防止能を付与することができ、該帯電防止剤
を含有する熱可塑性樹脂からなる本発明の樹脂組成物は
各種成形材料として有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 3/36 ＫＡＨ 5/04 ＫＡＭ 5/16 ＫＡＸ Ｃ０８Ｌ 101/00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式 で表される化合物（Ａ）、炭素数８〜２２の脂肪族アル
   コール（Ｂ）、モノエステル／ジエステルの重量比が９
   ８／２〜６０／４０である多価アルコールの脂肪酸エス
   テル（Ｃ）、および微粉末シリカ（Ｄ）の４成分からな
   り、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）の配合比が重量比で（１０
   〜３５）：（１０〜３５）：（３０〜８０）の範囲にあ
   る帯電防止剤。
2. 【請求項２】 （Ｄ）の一次粒子の平均粒径が５〜５０
   ｎｍである請求項１記載の帯電防止剤。
3. 【請求項３】 （Ｄ）の配合量が、（Ａ）、（Ｂ）およ
   び（Ｃ）の合計重量１００部に対し０．２〜６０重量部
   の範囲にある請求項１または２記載の帯電防止剤。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂（Ｅ）１００重量部に対
   し、請求項１〜３いずれか記載の帯電防止剤が０．０５
   〜１０重量部配合されてなる樹脂組成物。
5. 【請求項５】 （Ｅ）がポリエチレン系樹脂および／ま
   たはポリプロピレン系樹脂である請求項４記載の樹脂組
   成物。