JPH11228845A

JPH11228845A - 高周波発熱性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH11228845A
Application number: JP4461398A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Okunaka; 一樹奥中; Shigetoshi Takechi; 重利武智; Kunio Kaneoka; 邦夫金岡; Yoshihiro Tange; 善弘丹下
Original assignee: Okura Industrial Co Ltd
Current assignee: Okura Industrial Co Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波発熱性が良好な樹脂組成物を提供するこ
とを課題とする。【解決手段】表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下の
イオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０
¹¹（Ω／□）以下のイオン導電性ポリマー組成物（Ａ）
２重量％以上、及び（Ａ）以外の合成樹脂または、合成
樹脂組成物（Ｂ）９８重量％以下を含有することを特徴
とする高周波発熱性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高周波発熱性樹脂組
成物に関するものである。さらに詳しくは、特定値以下
の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、
特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー
組成物を用いた高周波発熱性樹脂組成物に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】高周波電界内で発熱する合成樹脂として
は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタ
ン、ナイロン、ニトリルゴム、フェノール樹脂等の極性
プラスチックがあるが、その他大部分の合成樹脂は高周
波電界内でほとんど発熱しない。高分子が高周波電界内
で発熱するか否かの尺度として誘電正接（以下ｔａｎδ
と称することがある）がある。この値が大きい高分子は
高周波電界内で発熱しやすく、逆にこの値が小さい高分
子は高周波電界内で発熱しにくい。例えば、１ＭＨｚで
測定した場合、軟質ポリ塩化ビニルのｔａｎδ値は４×
１０^-2〜１．４×１０^-1である。これに対しポリエチレ
ンのｔａｎδ値は５×１０^-4以下である。このようなｔ
ａｎδ値が低い合成樹脂に高周波電界内での発熱性を付
与する方法として、第４級アンモニウム塩、２−オキサ
ゾリジノン化合物、ジエチレングリコール、エタノール
アミン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ベントナイト粘
土、カーボンブラック等を配合する方法が検討されてい
る（二宮山人，高分子加工，ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．
７）。しかしながら、これらの方法によって得られる組
成物は、高周波照射条件の制御が難しく、発熱過多によ
る合成樹脂の劣化や、スパークの発生などといった問題
点があった。また、これらのうちジエチレングリコール
等の低分子量のものを用いた場合はブリードアウトする
ため効果の持続性に乏しく、無機物やカーボンブラック
を用いた場合は透明性が失われたり着色が困難であると
いう問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みなされたもので、高周波発熱性が良好な樹脂組
成物を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高周波を
照射することによって発熱する合成樹脂について鋭意研
究を重ねた結果、合成樹脂の表面抵抗率と高周波発熱性
とは密接な関連があり、一定値以下の表面抵抗率を有す
る合成樹脂が良好な高周波発熱性を示すことを見いだし
た。本発明者らはさらに研究を重ねた結果、特定の表面
抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、イオン
導電性ポリマー組成物を必須成分として含む組成物が高
周波発熱性を示すことを見いだし本発明に到った。すな
わち、本発明によれば、表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／
□）以下のイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率
が１×１０¹¹（Ω／□）以下のイオン導電性ポリマー組
成物（Ａ）２重量％以上、及び（Ａ）以外の合成樹脂ま
たは、合成樹脂組成物（Ｂ）９８重量％以下を含有する
ことを特徴とする高周波発熱性樹脂組成物が提供され
る。また、上記合成樹脂または、合成樹脂組成物（Ｂ）
の１ＭＨｚで測定した誘電正接（ｔａｎδ）が１．０×
１０^-2以下であることを特徴とする上記の高周波発熱性
樹脂組成物が提供される。また、より好ましくは、上記
（Ａ）中に多価アルコールが含有されていることを特徴
とする上記いずれかの高周波発熱性樹脂組成物が提供さ
れる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明をより詳細に説明す
る。本発明においては、表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／
□）以下のイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率
が１×１０¹¹（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性
ポリマー組成物（Ａ）が用いられる。なお、以下におい
ては簡単のため、イオン導電性ポリマー、および、イオ
ン導電性ポリマー組成物をイオン導電材料と総称する。
また、本発明でいう表面抵抗率とは、イオン導電材料を
成形した後、２３℃、５０％ＲＨの条件下に２４時間保
ち、１０Ｖの電圧を印加し、１０秒後の抵抗値を測定し
たものをいう。表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）を越
えるイオン導電材料を用いた場合は、得られる組成物に
良好な高周波発熱性を付与することができず好ましくな
い。

【０００６】以下に本発明で用いられるイオン導電材料
について説明する。本発明において用いられるイオン導
電材料は、表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下のイ
オン導電性ポリマー、あるいは、各種添加剤が配合さ
れ、表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下に調製され
たイオン導電性ポリマー組成物から選ばれる。すなわ
ち、イオン導電性ポリマーのみで、表面抵抗率が１×１
０¹¹（Ω／□）以下の場合は必ずしも組成物の形態をと
る必要はない。また、これらイオン導電性ポリマーはそ
の分子構造が異なると最終的に得られる高周波発熱性樹
脂組成物の高周波発熱性に違いが生じるが、同系統の分
子構造を有するものであれば、表面抵抗率がより低いも
のが高周波発熱性樹脂組成物に良好な高周波発熱性を付
与できるので、好ましい。

【０００７】表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下の
イオン導電材料に用いられるポリマーとしては、分子中
に４級アンモニウム塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩等
のイオン基を含有するポリマー、所謂、アイオノマーが
挙げられる。また、ポリエチレンオキサイド、エチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、エチ
レンオキサイドとエピクロロヒドリンとの共重合体、ポ
リエーテルエステル、ポリエーテルエステルアミド等の
分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー
が挙げられる。これらポリマーはいずれも３０００以上
の分子量を有していることが望ましい。また、ポリマー
自体の表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下である場
合は単独で本発明のイオン導電材料として用いることが
できる。なお、以上述べたポリマーはあくまで例示であ
り、これらに限定されるものではない。

【０００８】次に、表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）
以下のイオン導電材料を得るために、上記ポリマーに必
要により配合される各種添加剤について説明する。上記
ポリマーのうち分子中にイオン基を有するポリマー、所
謂、アイオノマーに配合される添加剤としては、グリセ
ロール、ジグリセロール、トリメチロールプロパン等の
多価アルコールが挙げられる。これら多価アルコールは
アイオノマーの表面抵抗率をより一層低下させる作用を
有している。例えば、分子中にカルボン酸のナトリウム
塩を有するアイオノマーのような、それ自体では表面抵
抗率が１×１０¹¹（Ω／□）より高いポリマーに、多価
アルコールを表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下と
なるように配合すると本発明に用いられるイオン導電材
料として好適なものとなる。多価アルコールの具体的な
配合量としては、アイオノマー１００重量部に対して
０．１〜３０重量部、好ましくは１〜２０重量部であ
る。

【０００９】一方、前記ポリマーのうち分子中にポリア
ルキレンオキサイド鎖を有するポリマーに配合される添
加剤としては、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属
のチオシアン酸塩、リン酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、
ハロゲンの酸素酸塩等のイオン電解質が挙げられる。よ
り具体的には、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナ
トリウム、チオシアン酸リチウム、過塩素酸カリウム、
過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等が例示でき
る。これらイオン電解質の配合量は特に限定されるもの
ではないが、ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリ
マー１００重量部に対し０．１〜３０重量部、より好ま
しくは、０．２〜２０重量部である。なお、ポリアルキ
レンオキサイド鎖を有するポリマー自体の表面抵抗率が
１×１０¹¹（Ω／□）以下である場合でも、これらのイ
オン電解質を併用することによって、該ポリマーの表面
抵抗率をさらに低下させることができ、本発明に用いら
れるイオン導電材料としてさらに好適なものとなる。ま
た、グリセロール、ジグリセロール、トリメチロールプ
ロパン等の多価アルコールは、ポリアルキレンオキサイ
ド鎖を有するポリマーからなるイオン導電材料において
も表面抵抗率をより一層低下させる作用を有する。した
がって、表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下のポリ
アルキレンオキサイド鎖を有するポリマーからなるイオ
ン導電材料でも、さらに多価アルコールを配合すること
が好ましい。多価アルコールの具体的な配合量として
は、アイオノマー１００重量部に対して０．１〜３０重
量部、好ましくは１〜２０重量部である。

【００１０】上記のような表面抵抗率がより低いイオン
導電材料は、高周波発熱性樹脂組成物に、大きな発熱量
が必要とされる場合、あるいは高周波発熱性樹脂組成物
中のイオン導電材料の配合量を低減する必要がある用途
においては特に有効である。

【００１１】以上のようにして、本発明の高周波発熱性
樹脂組成物に用いられるイオン導電材料が構成される。
該イオン導電材料は単独で、あるいは、複数組み合わせ
て用いることができる。

【００１２】一方、本発明において用いられるイオン導
電材料以外の合成樹脂または、合成樹脂組成物（Ｂ）と
しては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリ
エチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ
ＬＤＰＥ）などのポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブテン−１、ポリ４−メチルペンテン−１などのα−オ
レフィンホモポリマー、エチレン−エチルアクリレート
共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡ
Ａ）、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテ
ン−１共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合
体などのエチレンと他のモノマーとの共重合体などのポ
リオレフィン系樹脂；ポリスチレン系樹脂；ポリカーボ
ネート樹脂；ポリエステル系樹脂；ポリアミド系樹脂；
ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。そしてこれらは
相溶性が良好であれば複数組み合わされた組成物の形で
用いることもできる。なお、上記した樹脂群の中でも、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ
４−メチルペンテン−１などのα−オレフィンホモポリ
マー、エチレン−極性モノマー共重合体であっても極性
モノマーの含有率の低いポリマーなど、１ＭＨｚで測定
したｔａｎδ値が１．０×１０^-2以下で本来高周波発熱
性を示さない合成樹脂に本発明が適応された場合に本発
明の効果がより顕著に発現できる。また、ポリ塩化ビニ
ル系樹脂、ポリアミド系樹脂等、１ＭＨｚで測定したｔ
ａｎδ値が１．０×１０^-2を越え、本来高周波発熱性を
有する合成樹脂でも、他の合成樹脂との複合化により、
全体として１．０×１０^-2以下のｔａｎδ値を示す場合
は、本発明は顕著な効果を示す。また本発明において
は、イオン導電材料との複合化が可能であるならば、合
成樹脂として熱硬化性のものを用いることもできる。

【００１３】以上述べたように、本発明の高周波発熱性
樹脂組成物は、イオン導電材料と、必要により用いられ
るイオン導電材料以外の合成樹脂から構成される。本発
明においては、組成物中に占めるイオン導電材料の割合
は２重量％以上となるように設定される。組成物中に占
めるイオン導電材料の割合が２重量％を下回ると、組成
物へ高周波発熱性を付与する効果が十分でなく好ましく
ない。そして必要とされる高周波発熱性に応じてイオン
導電材料の配合割合を２〜１００重量％の範囲内で適宜
調整できる。なお組成物全体として、イオン導電材料以
外の合成樹脂の性質を維持させたい場合には、イオン導
電材料の配合割合を２〜４０重量％に調整するのが好ま
しい。

【００１４】また本発明においてはイオン導電材料と該
イオン導電材料以外の合成樹脂との相溶性を向上させる
目的で、組成物中に、不飽和カルボン酸や、その誘導体
をグラフト反応して得られる変性ポリオレフィンなど、
その合成樹脂に適した相溶化剤を適宜使用することがで
きる。さらに必要に応じて酸化防止剤、光安定剤、紫外
線吸収剤、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、加工
助剤、顔料等を添加することができる。

【００１５】以上述べた本発明の高周波発熱性樹脂組成
物は、通常の混練ロール、ニーダー、バンバリーミキサ
ー、一軸押出機、二軸押出機等を用いて溶融混練するこ
とによって調製できる。そして、該高周波発熱性樹脂組
成物は、その用途に応じて、フィルム、シート、チュー
ブ、パイプ、あるいは容器等の成型品の形状に成形して
使用される。なお、これらの成形物は、本発明の高周波
発熱性樹脂組成物からなる層を構成層として含む積層体
としてもよい。

【００１６】

【実施例】以下本発明を実施例に基づき、より詳細に説
明する。なお、これらの実施例は例示であって限定では
ない。また、以下の実施例においてはイオン導電材料と
して表１に示すものを、合成樹脂として以下に示すもの
を、用いた。・ポリプロピレン：住友化学（株）製「ノーブレンＷＦ
９０５Ｅ」（密度：０．８９ｇ／ｃｍ³ 、ＭＩ：３ｇ／
１０ｍｉｎ、融点：１３８℃、ｔａｎδ値（１ＭＨ
ｚ）：０．０００５）・ポリスチレン：三井東圧化学（株）製「トーポレック
ス５５５−５７Ｕ」（密度：１．０５ｇ／ｃｍ³、Ｍ
Ｉ：０．３ｇ／１０ｍｉｎ、ビカット軟化点：１０３
℃、ｔａｎδ値（１ＭＨｚ）：０．０００２）

【００１７】また、比較例３においては、イオン導電材
料の対照材料として表２に示すものを用いた。

【００１８】一方、表１、２で示した表面抵抗率の測定
は以下の手順で行った。試料を厚み１００μｍに調整
し、２３℃、５０％ＲＨの条件下に２４時間保った後、
三菱化学（株）製「ハイレスタＩＰ」を用い、ＨＲＳプ
ローブにより電圧１０Ｖで印加し、１０秒後の値を測定
した。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】［実施例１〜１４、比較例１〜４］加圧式
ニーダーに、表３に示す割合で各成分を仕込み、溶融混
練した。そしてプレス機を用いて熱板温度２００℃でプ
レス成形し、厚み約１．２ｍｍのシートを得た。次いで
該シートを１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出し、試験用
サンプルとした。このようにして得られた試験用サンプ
ルを市販の電子レンジ（５００Ｗ、１２４０ＭＨｚ）に
入れ３分間高周波を照射した後、直ちに試験用サンプル
の表面温度を表面温度計を用いて測定した。この結果を
表３に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】表３より、本発明で示された所定値以下の
表面抵抗率を示すイオン導電材料を所定量含む高周波発
熱性樹脂組成物は良好な高周波発熱性を示すことがわか
る。また、実施例１と実施例３との比較により、多価ア
ルコールを併用して表面抵抗率をさらに下げたイオン導
電材料を用いた組成物は高周波発熱性がさらに向上して
いることがわかる。一方、比較例３で示したように、表
面抵抗率が所定値をこえるイオン導電材料が配合された
組成物では高周波発熱性が小さいことがわかる。さら
に、比較例４で示したように、表面抵抗率が所定値以下
のイオン導電材料であっても配合量が２重量％未満では
高周波発熱性が小さいことがわかる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
周波発熱性の良好な樹脂組成物が提供される。本発明に
よって得られる組成物はフィルム、シート、チューブ、
パイプ、容器等所望の形状に成形加工されて、高周波発
熱性が必要とされる資材として各方面で好適に用いられ
るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹下善弘香川県丸亀市中津町1515番地大倉工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面抵抗率が１×１０¹¹（Ω／□）以下
のイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１
０¹¹（Ω／□）以下のイオン導電性ポリマー組成物
（Ａ）２重量％以上、及び（Ａ）以外の合成樹脂また
は、合成樹脂組成物（Ｂ）９８重量％以下を含有するこ
とを特徴とする高周波発熱性樹脂組成物。
【請求項２】上記合成樹脂または、合成樹脂組成物
（Ｂ）の１ＭＨｚで測定した誘電正接（ｔａｎδ）が
１．０×１０^-2以下であることを特徴とする請求項１に
記載の高周波発熱性樹脂組成物。
【請求項３】上記（Ａ）中に多価アルコールが含有さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の高
周波発熱性樹脂組成物。