(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素に結合する活性水素を少なくとも１ケ有するアルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとの反応物を用いることを特徴とする帯電防止剤。
【請求項２】
窒素に結合する活性水素を少なくとも１ケ有するアルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとの反応物１モルに、１〜１００モルのアルキレンオキサイドを反応して得られる化合物を用いることを特徴とする帯電防止剤。
【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に関するものである。さらに詳しくは、合成樹脂との相溶性に優れ、内部添加して用いることにより、合成樹脂に長期間安定した帯電防止効果を付与することのできる帯電防止剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、合成樹脂はフィルム、シート、繊維等として種々の分野に広く利用されており、これら合成樹脂製品は優れた絶縁性を有する反面、静電気が発生して帯電し易く、フィルム、シート等にあっては汚れが付着し易い欠点があり、また繊維では静電気の発生によって紡糸が困難となり、合成繊維の衣服等を着用していると人体に静電気が帯電して静電気による不快な衝撃を受ける等の問題点がある。また合成樹脂製品に帯電した静電気の放電による火災、爆発等の災害が生じたり、近年では、エレクトロニクス製品の目覚ましい普及に伴い、静電気に起因するＯＡ機器、ＦＡ機器の誤動作や、ＩＣ、ＬＳＩの不良、破損が発生する等が大きな問題となっている。
【０００３】
このため従来より合成樹脂用の種々の帯電防止剤が検討されている。帯電防止剤は使用する方法により、合成樹脂の表面に付与する外部処理型と、合成樹脂の内部に練り込む内部添加型に分けられる。これらのうち、外部処理型は洗濯等により表面の帯電防止剤が除去され効果の持続性を計り難いのに対し、内部添加型は一旦表面の帯電防止剤が除去されても合成樹脂内部の帯電防止剤がブリードしてきて性能の回復が期待できるので、帯電防止効果を長期間持続させるためには内部添加型が望まれる。内部添加型の帯電防止剤としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステルやＮ，Ｎビス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルアミン等が知られているが、効果の持続性、耐久性に乏しく、このため、Ｎ，Ｎビス（２−ヒドロキシエチエル）ラウリルアミンと高級アルコールの併用（特開平１−３０４１７５号）や、これを脂肪酸モノグリセライドと併用する（特開平２−８０４８８）ことにより持続性を向上する方法、高分子中に帯電防止能を有する構造を持った永久帯電防止剤（特開平５−２９５２１３）等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の内部添加型帯電防止剤はその性能を十分に発揮することができなかった。例えば、Ｎ，Ｎビス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルアミンを用いるものは、繰り返しの摩擦・洗浄等の過酷な条件下に於いては耐久性が十分とはいえず、また高分子構造を持った永久帯電防止剤を用いるものでは、耐久性は良好であるものの、十分な効果を得るには多量に用いる必要があるため、極めて高価なものになるとともに、樹脂の物性を著しく低下させる等の問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に着目して行ったもので、合成樹脂との相溶性に優れ、少量を内部添加して用いることにより、合成樹脂に長期間安定した帯電防止効果を付与することのできる帯電防止剤を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、アルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとの反応物もしくはそれにアルキレンオキサイドを反応して得られる特定の化合物が、合成樹脂との相溶性に優れ、内部添加して用いると、合成樹脂に長期間安定した帯電防止効果を付与することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち本発明は、窒素に結合する活性水素を少なくとも１ケ有するアルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとの反応物を用いる帯電防止剤を要旨とし、さらに窒素に結合する活性水素を少なくとも１ケ有するアルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとの反応物１モルに１〜１００モルのアルキレンオキサイドを反応して得られる化合物を用いる帯電防止剤を今一つの要旨とするものである。
【０００８】
本発明に用いる窒素に結合する活性水素を少なくとも１ケ有するアルカノールアミン（以下これを単に「アルカノールアミン」と称することもある。）としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎ−２−ヒドロキシ−１，１ジメチルエチルアミン、エチルエタノールアミン、ブチルエタノールアミン、イソプロピルエタノールアミン等が挙げられ、その分子中に、窒素に結合する活性水素を少なくとも１ケ有するものであり、中でもモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン等を用いることが好ましい。
【０００９】
本発明に用いるエポキシ変性シリコンとしては、ジメチルポリシロキサンのメチル基の一部をエポキシ基に変性したもので、その構造は片末端エポキシ変性シリコン、両末端エポキシ変性シリコン、側鎖エポキシ変性シリコンが挙げられ、いずれも用いることができる。またこれらのエポキシ変性シリコンは市販のものを用いることができ、信越化学工業株式会社製ＫＦ−１０５、ＫＦ−１０１、Ｘ２２−１６３Ｂ等、トーレシリコーン株式会社製ＳＦ−８４１１、ＳＦ−８４１３、ＢＹ１６−８５５等が挙げられる。
【００１０】
次に、前記アルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとを反応して、本発明の帯電防止剤に用いる化合物が得られる。アルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとの反応は、例えば次のようにして行うことができる。まず、エポキシ変性シリコン１モルに対し、１モル以上でエポキシ基と当モル以内のアルカノールアミンを用い、両者を混合もしくは一方を他方に添加し、６０〜１２０℃で１〜６時間反応して得られる。この反応は溶媒の存在下に行うこともでき、用い得る溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、その量はアルカノールアミンとエポキシ変性シリコンの合計量に対して２００重量％以内が好ましい。
【００１１】
上記のようにして、エポキシ変性シリコンのエポキシ基にアルカノールアミンが付加した、ジメチルポリシロキサンを主鎖とし、ヒドロキシエチルアミノ基、ジ（ヒドロキシエチル）アミノ基、ヒドロキシアミノエチルアミノ基等の窒素に結合したヒドロキシアルキル基を含む有機基を側鎖又は末端に有する化合物が得られ、本発明においてはこの化合物を帯電防止剤として用いることができる（以下これを「化合物Ａ」と称することもある。）。
【００１２】
次に化合物Ａの、側鎖又は末端に有する窒素に結合したヒドロキシアルキル基のヒドロキシアルキル基に、さらにアルキレンオキサイドを付加した化合物も化合物Ａと同等又はそれ以上の帯電防止性を発揮することができ、本発明の帯電防止剤（以下「化合物Ｂ」と称することもある。）として用いることもできる。
【００１３】
化合物Ｂはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドから選ばれた少なくとも１種を化合物Ａに単独で付加するか、又は２種以上をブッロク付加もしくはランダム付加して得られる。化合物Ａに付加せしめるアルキレンオキサイドの量は、化合物Ａ１モルに対して１〜１００モルのものが帯電防止能、樹脂との相溶性に優れて好ましく、１００モルを越えて付加したものは表面への移行性が乏しくなり帯電防止効果を発現し難くなり、また親水性が過度に高くなって耐水性が低下し、例えば洗濯した時に洗い流され易くなり、恒久的な効果を発揮する事ができず好ましくない。
【００１４】
化合物Ａにアルキレンオキサイドを付加する反応は、常法に従って行うことができ、例えば水酸化ナトリウム、ナトリウムアルコラート等の触媒の存在下、又は不存在下、化合物Ａに５０〜２００℃でアルキレンオキサイドを付加して行うことができる。
【００１５】
本発明の帯電防止剤は上記化合物Ａ又は化合物Ｂを、そのままもしくはこれを主成分とし、更に必要に応じ、本発明の目的を阻害しない範囲内でブロッキング防止剤、酸化防止剤、滑剤等の各種添加剤を配合することができる。
【００１６】
本発明の帯電防止剤は合成樹脂の内部添加型で用いる帯電防止剤として適しており、合成樹脂に練り込んで用いることが好ましい。帯電防止剤を合成樹脂に練り込む方法としては、常法に従って行うことができ、例えば押出成型、射出成型、圧縮成型、ロール成型等の通常の成型方法が挙げられる。合成樹脂に練り込む帯電防止剤の量は、合成樹脂に対し０．１〜５重量％が最も帯電防止効果の持続性、速攻性、耐久性に優れ好ましい。練り込む帯電防止剤の量が合成樹脂に対して０．１重量％未満であると帯電防止効果の持続性が不十分となり、また５重量％を越えると樹脂の物性を変化させるおそれがあり好ましくない。
【００１７】
本発明の帯電防止剤に適する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン、アイオノマー樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂、エチレン酢ビ共重合樹脂、エチレン塩ビ共重合樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、あるいはこれらの共重合樹脂等の各種合成樹脂等が挙げられ、これらの合成樹脂に本発明の帯電防止剤を練り込んだ後、フィルム、シート、プレート、繊維等として合成樹脂製品を得、これらに良好な帯電防止効果を付与することができる。
【００１８】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらに限定されない。以下「％」は「重量％」を表す。
【実施例】
実施例１〜４、比較例１〜４
窒素気流下、表１に示すアルカノールアミンに所定量のエポキシ変性シリコン（信越化学工業株式会社製）を９０℃、１時間で滴下して加え、１００℃で３時間反応して化合物Ａを得た。得られた化合物Ａを帯電防止剤として用い、高密度ポリエチレン樹脂（以下「ＨＤＰＥ樹脂」と記す）に対し２重量％加え、均一に混合後、押出成型機にて帯電防止剤を配合したペレットを作製し、次いでこれを射出成型機にて２２０〜２４０℃で、厚さ２．５ｍｍのプレートに成型したものをテストピースとし、ＲＨ４０％、２５℃で３０日間調湿し、調湿後５回の耐洗濯試験を行い、その間の表面抵抗値及び半減期の変化を測定した（実施例１〜４）。なお、比較の為エポキシ変性シリコン（比較例１）、エポキシ変性シリコンとステアリルアミンを実施例１と同様な条件にて反応して得た化合物（比較例２）、ステアリン酸モノグリセライド（比較例３）及びＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルアミン（比較例４）を用いて上記と同様に、ＨＤＰＥ樹脂に上記と同量添加し練り込んでテストピースを作製し、調湿及び耐洗濯試験を行い、上記と同様にその間の表面抵抗値及び半減期間の変化を測定した。実施例、比較例に用いた帯電防止剤の合成条件及び性能測定結果を表１に、各試験方法を以下に示す。
【００１９】
【表１】
0003636745.tif 000002
【００２０】
・表面抵抗値・・・ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じて測定した。測定条件は４０％ＲＨ、２５℃で行った。
・半減期の測定・・ＪＩＳ  Ｌ  １０９０に準じて測定した。測定条件は４０％ＲＨ、２５℃で行った。
・耐洗濯試験
成型し３０日間調湿後のテストピースを、流水中でガーゼにて１０往復摩擦し、その後ＲＨ４０％、２５℃で２４時間風乾した。この操作を洗濯１回とし、各テストピースを５回洗濯した。
【００２１】
実施例５〜８、参考例１
窒素気流下、化合物Ａに表２に示す所定量のアルキレンオキサイドを１７０℃、３時間で加え、１８０℃で１時間反応して、化合物Ａのアルキレンオキサイド付加体である実施例と参考例に用いる化合物Ｂを得た。得られた化合物Ｂを帯電防止剤として用い、実施例１と同様にＨＤＰＥ樹脂に対し２重量％加え、均一に混合後、押出成型機にて帯電防止剤を配合したペレットを作製し、次いでこれを射出成型機にて２２０〜２４０℃で、厚さ２．５ｍｍのプレートに成型したものをテストピースとし、ＲＨ４０％で実施例１と同様に３０日間調湿後、さらに５回の耐洗濯試験を行い、その間の表面抵抗値及び半減期を測定した（実施例５〜８、参考例１）。化合物Ｂの合成条件、及び実施例５〜８、参考例１の性能測定結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の帯電防止剤は、アルカノールアミンとエポキシ変性シリコンとの反応物もしくはそれにアルキレンオキサイドを反応して得られる特定の化合物を合成樹脂の内部添加型帯電防止剤として用いるもので、合成樹脂との相溶性に優れ、合成樹脂に長期間安定した帯電防止効果を付与することのできる帯電防止効果を発揮する。