JPS62230835A - 合成高分子材料用帯電防止剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は合成高分子材料用帯電防止剤に関する。

合成高分子材料は通常、疎水性が犬きく、その結果とし
て帯電し易い特性を有し、かかる特性はこれらの材料の
製造工程やその製品使用上の大きな障害となっている０
本発明はこれらの障害を取シ除くための合成高分子材料
用帯電防止剤に関するものである０ 〈従来の技術、その問題点〉 従来より、合成高分子材料の帯電を防ぐため、カーボン
や導電性金属床等の導電剤或いは界面活性剤等を用い、
それらを合成高分子材料へ練込み又はその表面へ塗布し
て、種々のトラブルを防ぐ試みがなされている０しかし
、導電剤によると、使用ｌが多く必要とされ、添加方法
が難しいこと、また透明なものが得にくいこと、更に導
電剤が高価であること等から一般的でなく、実際には使
用できる範囲がかなシ限定されてしまう。

対して界面活性剤を主とする帯電防止剤はその多くの種
類の中から適宜選定され、多くの場面に応用されている
。これらのうちで合成高分子材料に練込み使用する内部
添加型は塗布工程を別に必要とする塗布型に比べ加工工
程上の有利さをもつところから、多くの提案がある。し
かし、内部添加型帯電防止剤として用いられた場合、ア
ニオン界面活性剤は、相溶性が悪く、均一分散が難しか
ったシ、加熱時に分解劣化を生じたシして使用し難く、
第４級窒素を分子内に有するカチオン及び両性界面活性
剤は、帯電防止性は良好なるも、耐熱性が非常に悪く、
極く限定された範囲でしか使用できない。さらに非イオ
ン界面活性剤は、前記したイオン性界面活性剤に比べて
合成高分子材料への相溶性に優れるが、帯電防止性は弱
い傾向にあシ、シかもその効果は常温や高温で経時的に
消失しやすい欠点がある。一方、合成高分子材料の表面
へ使用する塗布型は、界面活性剤単独で、あるいはポリ
マーや潤滑剤その他の物質と共に用いられるが、この種
の従来の帯電防止剤は多くの不都合を有し、例えば低湿
下においては効果が充分に得られなかったシ、塗布後に
乾燥工程や延伸、熱セット、加熱成形等の工程で高温に
加熱されると効果が消失したシする。

〈発明が解決しようとする問題点、その解決手段〉 本発明者らは、叙上の如き実情に鑑み、良好な帯電防止
性、耐熱性を有し、かつ湿度依存性の少ない帯電防止性
を付与することができる合成高分子材料用帯電防止剤を
得るべく鋭意研究した結果、特定のホスホニウムスルホ
ネート化合物が正しく好適であることを見い出し、本発
明に到達したものである。

すなわち本発明は、 下記一般式（Ｉ）で示されるホスホニウムスルホネート
を重要成分とすることを特徴とする合成高分子材料用帯
電防止剤に係る。

ＲＺ　　　Ｒ４ 〔但し、Ａは、炭素数４〜１８のアルキル基もしくはア
ルケニル基、フェニル基、炭素数１〜１８のアルキル基
で置換したフェニル基、ナフチル基又は炭素数１〜１８
のアルキル基で置換したナフチル基。Ｒ１−Ｒ４は、同
−又は異なる炭素数１〜１８の炭化水素基又は置換基を
有する炭素数１〜１８の炭化水素基。〕 一般式（Ｉ）で示されるホスホニウムスルホネートハ有
機スルホネートアニオンと有機ホスホニウムカチオンと
から成る。該有機スルホネートアニオンの具体例として
は、プチルスルホネ−）１，１クチルスルホネート、ラ
ウリルスルホネート、ミリスチルスルホネート、ヘキサ
デシルスルホネート、２−エチルへキシルスルホネート
等の脂肪族スルホネート類及びこれらの混合物、ｐ−ト
シレート、ブチルフェニルスルホネート、ドデシルフ工
二／Ｉ／　スルホネート、オクタデシルスルホネート、
ジブチルフェニルスルホネート等の置換フェニルスルホ
ネート類、ナフチルスルホネート、ジイソプロピルナ７
チルスルホネート、ジブチルナフチルスルホネート等の
置換あるいは非置換ナフチルスルホネート類等が挙げら
れる。また前記有機ホスホニウムカチオンの具体例とし
ては、テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホ
ニウム、テトラブチルホスホニウム、トリエチルメチル
ホスホニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブ
チルエチルホスホニウム、トリオクチルメチルホスホニ
ウム、トリメチルブチルホスホニウム、トリメチルオク
チルホスホニウム、トリメチルラウリルホスホニウム、
トリメチルステアリルホスホニウム、トリエチルオクチ
ルホスホニウム、トリブチルオクチルホスホニウム等の
脂肪族ホスホニウム、トリフェニルメチルホスホニウム
、トリフェニルエチルホスホニウム、トリエチルベンジ
ルホスホニウム、トリブチルベンジルホスホニウム等の
芳香族ホスホニウム等が挙げられる。さらに、テトラメ
チロールホスホニウム、トリ（２−シアンエチル）メチ
ルホスホニウム、トリ（２−シアノエチを）エチルホス
ホニウム、トリ（２−シアンエチル）ベンジルホスホニ
ウム、トリ（３−ヒドロキシプロピル）メチルホスホニ
ウム、トリ（３−ヒドロキシプロピル）ベンジルホスホ
ニウム、トリメチル（２−ヒドロキシエチル）ホスホニ
ウム、トリブチル（２−ヒドロキシエチル）ホスホニウ
ム等の置換基を有するホスホニウムも使用できる。

本発明のホスホニウムスルホネートはこれら有機スルホ
ネートアニオンと有機ホスホニウムカチオンとの任意の
組合せによ多構成されるが本発明はこれら具体例に限定
されるものではない。

一般式（■）で示されるホスホニウムスルホネートを重
要成分とする本発明の帯電防止剤を用い、その帯電防止
性及び耐熱性の良さを利用して、合成高分子材料に好ま
しい帯電防止性を付与する方法は種々の手段が可能であ
る。

その一つは合成高分子材料に内部添加して好ましい帯電
防止性を付与する方法である。この方法においてはポリ
マー製造時あるいは、加工時に添加剤を直接に、又は前
もって添加剤を高濃度に含有するマスターチップの形と
しておいて添加混合することが通常行なわれ、本発明の
場合もこれら常法を用いて実施できる。例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィ
ン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、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、ポリカプロラクタム等の熱可塑性樹脂では加工時に
直接又はマスターチップで添加混合することができ、ポ
リメチルメタクリレートのキャスト成形時あるいはポリ
エチレンテレフタレート等の重合工程の重合前や重合途
中で添加したシすることも有利に実施できる。これら内
部添加法によシ好ましい結果を得るには通常、成形物に
対して本発明の帯電防止剤を０．１〜１０重量−の範囲
で用いるのが良く、よシ好ましくは０．３〜５重量％で
ある。本発明の帯電防止剤は従来のアニオン、カチオン
、両性等のイオン性界面活性剤あるいはノニオン界面活
性剤に比べて、よシ侵れた耐熱性を有し、なかでも炭化
水素基が他の置換基を有しないホスホニウムにおいては
特に耐熱性に優れるため、ポリカーボネート、ポリエチ
レンテレフタレート等の加工温度がよシ高い高分子材料
に適用した場合に一層その好ましい特性が発揮される。

合成高分子材料に帯電防止性を付与するもう一つの方法
は、本発明の帯電防止剤を単独で、あるいは他の物質と
共にその表面に付与する方法がある。付与する手段とし
ては本発明の帯電防止剤を含有する溶液、分散液、乳化
液を浸漬法、スプレー法、ローラーコート法、グラビア
コート法等各種の手段で実施することが可能であシ、更
には必要に応じて被処理面をコロナ処理、プラズマ処理
等の物理処理、あるいはアンカーコート剤の塗布等の化
学処理を行なってから塗布してもよい。また帯電防止性
を付与する主目的として帯電防止剤のみを含む液で塗布
することももちろん可能であるが、他の目的で用いる処
理液に添加して共に処理することによシ、帯電防止性も
同時に付与することも有用である。例えば、ポリマーを
主体として表面特性の改良を行なおうとする技術分野、
即ち表面に接着性、印刷適性、ガスバリア性、耐水蒸気
透過性、硬度等を付与するためのコート剤を付与するに
際し、これらの剤と併用塗布して良好な帯電防止性を付
与することができる。これらは主体として、アクリル重
合体、ビニル重合体、塩化ビニリデン重合体、ポリエス
テル等の有機ポリマー及びシリカゾル、アルミナゾル等
の皮膜形成性無機物を含有するのが一般的であυ、塗布
された後に表面に膜状となって機能を発揮するものであ
るが、この塗膜に本発明の帯電防止剤を用いて良好な効
果が得られる。同様な用い方の例としてインク、塗料、
磁性塗料の例、柔軟仕上、防汚仕上等の繊維処理の例、
その他多くの応用例が可能である。表面に付与する別の
例として、潤滑成分の如き低分子有機物との併用系で用
いる例も可能である。例えば、潤滑剤としての合成エス
テル、鉱物油、ポリエーテル等と共に、あるいは滑剤と
してのアルキルホスフェート塩等と共に用い、繊維製造
工程で用いることのできる繊維処理用油剤の一成分とし
ても有用であり、これによって工程中での静電気障害を
防ぐことが可能である。これら合成高分子材料の表面に
糧々の手段で本発明の帯電防止剤を適用することによシ
、その良好な耐熱特性によって、例えば塗布後に延伸工
程で加熱されるようなフィルム、繊維等の工程内におい
ても効果を失なうことなく良好な結果を得ることができ
、併せて従来のものに比べて温度依存性の少ないよシ安
定した好効果を得ることができる。

以下、本発明の構成及び効果をよシ具体的にするため実
施例等を挙げるが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。

〈実施例等〉 ・試験区分１−１（実施例） 表−１中に記載した本発明の帯電防止剤ａ　％　ｆを使
い、ラボプラストミル（東洋精機社製）を用いて、ポリ
メチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンに所定量混練した０得られた樹脂組成物を東洋精機社
製ホットプレスにて各々所定温度で成型し、厚さ２１１
ＩＩのシートを作製した。

各シートにつき外観をチェックし、ブランクと比較した
後に、２０℃×６５％ＲＨの恒温恒湿室に一夜放置後、
同雰囲気下にて超絶縁抵抗計（ＳＭ−５Ｅ型、東亜電波
工業社製）によシ表面抵抗を測定した。結果を表−１に
示した。

・試験区分１−２（比較例） 表−２中に記載した従来の帯電防止剤を使い、試験区分
１−１と同様の実験を行ない、同様の比較及び測定をし
た。結果を表−２中に示した。

（Ｃ３Ｈ７）２ φは０．ＰＭＭＡはポリメチルメタクリレート、ｐｃは
ポリカーボネート、ＰＥはポリエチレン。

混線条件は、ＰＭＭＡの場合に１３０℃Ｘ５分、ｐｃの
場合に２６０℃×５分、ＰＥの場合に１５０℃×５分。

Ａ、Ｒ’〜Ｒ４は一般式（Ｉ）中の各記号に相当。

これらは以下同じ。

・試験区分２（実施例、比較例〕 表−３中に記載した帯電防止剤の０．５係水溶液を作製
し、この中にポリエチレンのシート又はポリエステルの
シートを浸漬した。次いで、８０℃×５分乾燥した後に
２０℃ｘ３０％ＲＨで１夜調湿し、実施例１と同様に表
面抵抗を測定した。そして更に、１５０℃ＸＩＯ分で熱
処理し、２０℃Ｘ６５％で１夜調湿してから、効果の耐
熱性をみた。結果を表−３に示した。

・試験区分３（実施例、比較例） 塩化ビニリデンラテ・ノクス又はポリエステル水分散液
（テレフタル酸／イソフタル酸／エチレンクリコール／
ネオペンチルグリコール１５−スルホイソフタル酸共重
合物）を用い、ポリマーに対して表−４中に記載の量の
帯電防止剤を添加した後、これを５俤に希釈し、ポリエ
ステルフィルム表面にバーコーターを用い塗布した。８
０℃×５分乾燥後、２０℃×３０％ＲＨで１夜調湿し、
コート面の観察及び実施例１と同様の方法にて表面抵抗
を測定した。結果を表−４に示しだ。

・試験区分４（実施例、比較例） 表−５に記載した各側の油剤をそれぞれ配合調整した。

これらの各油剤の１５重量％エマルジョンを用い、あら
かじめシクロヘキサンで脱脂し乾燥した市販のポリエス
テルフィラメント（７６デ二−ル×３６フイラメント）
にオイリングローラ−にて給油し、油剤を０．６重量％
付着させた。各試料を２５℃ｘ６ｓ％ＲＨの雰囲気下で
μｍメーター（エイコー測器社製）を用い、初張力２０
ｆで、２２０℃×５０１長の接触型ヒーター２本、次い
でクロムメッキ梨地摩擦体（接触角９０度）の順に３０
０　ｍ１分の速度で走行させ、摩擦体通過直後の糸条の
帯電圧を測定し、帯電防止効果をみた。結果を表−５に
示した。

注）ａ、ｂ、（！ｌ　ｇは表−１〜表−３と同じ。

Ａ−１：　トリメチロールプロパン（ＰＯ／ＥＯ＝１５
／ｇ５）ランダム付加物、ＭＷ ＝３０００ Ａ−２；ブタノール（ＰＯ／ＥＯ＝　　６０／４０）ラ
ンダム付加物、ＭＷ＝　１７００ Ａ−３；２−エチルへキシルステアレートＮ−１：ＰＯ
Ｅ（６）ノニルフェニルエーテルＢ−１：Ｆｏｇ（４）
オクチルホスフェートＫＢ−２；インステアリン酸トリ
エタノールアミン Ｂ−３；アルキルスルホネートＮａ 〈発明の効果〉 各表の結果からも明らかなように、以上説明した本発明
には、良好な耐熱性を有し且つ湿度依存性が少ないとい
う特性を備えて合成高分子材料へ優れた帯電防止性を付
与することができる効果がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記一般式（ I ）で示されるホスホニウムスルホ
   ネートを重要成分とすることを特徴とする合成高分子材
   料用帯電防止剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） 〔但し、Ａは、炭素数４〜１８のアルキル基もしくはア
   ルケニル基、フェニル基、炭素数１〜１８のアルキル基
   で置換したフェニル基、ナフチル基又は炭素数１〜１８
   のアルキル基で置換したナフチル基。Ｒ＾１〜Ｒ＾４は
   、同一又は異なる炭素数１〜１８の炭化水素基又は置換
   基を有する炭素数１〜１８の炭化水素基。〕 ２　一般式（ I ）のＲ＾１、Ｒ＾２、Ｒ＾３が同一で
   且つ炭素数１〜８の脂肪族又は芳香族一価炭化水素基で
   ある特許請求の範囲第１項記載の合成高分子材料用帯電
   防止剤。