(57)【要約】【課題】樹脂組成物の表面固有抵抗値が安定且つ均一に発現でき、撥水性を損なわない樹脂組成物の製造方法ならびにその製造方法からなる樹脂組成物成形体を得る。【解決手段】樹脂に高分子固体電解質と導電性材料の凝集体をあらかじめ作成し、撥水剤と共に樹脂に配合することにより、樹脂組成物表面の水の接触角を向上させ、さらに表面固有抵抗値のばらつきの小さい安定した樹脂組成物を得る製造方法を提供する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂に帯電防止材料と撥水性を有する化合物を配合してなる樹脂組成物の製造方法。
【請求項２】
帯電防止材料が高分子固体電解質と導電性材料から構成され、高分子固体電解質もしくは導電性材料のいずれか一方を母粒子とし、他方を子粒子として、前記母粒子の周囲に子粒子を付着させた凝集体を樹脂に配合してなる樹脂組成物の製造方法。
【請求項３】
高分子固体電解質が、ポリエーテルエステルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリエーテルアミドイミドの少なくとも一種からなる請求項２記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項４】
導電性材料が、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化錫、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カ−ボンの無機材料単体または金属材料で表面を被覆された無機材料の少なくとも一種からなる請求項２記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
撥水性を有する化合物が、ポリオルガノシロキサン構造を有するシリコーン化合物やフッ素系化合物の少なくとも一種からなる請求項１記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
樹脂がポリオレフィン系樹脂である請求項１から５記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項７】
樹脂がポリスチレン系樹脂である請求項１から５記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項８】
樹脂組成物を用いた成形体が、炊飯器筐体、温水洗浄トワレ便座の家電製品の樹脂組成物筐体に用いられる請求項１から７記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂組成物に関し、詳しくは、電気製品、電機部品、または住宅用設備の材料として用いられる帯電防止性と撥水性を同時に発現する樹脂組成物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック材料は、軽量、成型性、強靱な特性から電気、電子部品、包装材料、一般家庭用品等に広く用いられている。プラスチックは電気絶縁物であり、プラスチック材料の一種であるポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂の表面抵抗値は１０１５から１０２０Ωの範囲であり非常に高い。例えば、ポリオレフィン系樹脂の代表であるポリプロピレン樹脂の表面抵抗は約１０１５Ωであるために摩擦や剥離により帯電しやすく、その状態のまま放置して置くと樹脂成型品の表面に空気中に飛散しているゴミや埃が吸着して汚れが目立ち、外観を損ねるなどの問題を生じてきた。
【０００３】
そこで、樹脂に帯電防止性能を付与する方法として、界面活性剤を主体とした帯電防止剤を樹脂表面に塗布もしくは溶融混練して配合する方法が一般的に用いられている。樹脂に添加した帯電防止剤は樹脂表面にブリードアウト（樹脂表面が界面活性剤分子で被覆される）して帯電防止効果を発揮する。そのため樹脂表面は親水化されるため、撥水機能は失われる。
【０００４】
また、界面活性剤を主体とした帯電防止剤では、耐久性に限界がある。界面活性剤主体で帯電防止して作成した樹脂製の容器を繰り返し水洗した場合、洗浄により帯電防止剤が脱落するために帯電防止効果が発現しなくなる欠点を有していた。さらに、樹脂の撥水性を向上させる手段として、シリコーン化合物やフッ素系化合物を樹脂に配合する方法や、樹脂表面にコーティングする方法が用いられてきた。しかし、界面活性剤のような親水性の高い帯電防止剤が樹脂表面に共存する場合、これらの化合物の持つ良好な撥水性能を阻害してしまうことになる。帯電防止性と撥水性を両立させる方法として以下のような方法が公開されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
このなかでは帯電防止剤成分として金属粉末、撥水剤としてフッ素系化合物を用いられている。これは、帯電防止成分が高価であり、プラスチックの特性である軽量性を損ない、またプラスチックの耐久性、外観を著しく損なわされてしまう。
【０００６】
さらに別の従来例（例えば特許文献２参照）では、カチオン系、アニオン系帯電防止剤を含むフッ素系剤被膜を合成繊維表面にコーティングした組成物が公開されている。これは樹脂との接着性に問題が生じ、特に接着性の乏しいポリオレフィン系樹脂に適用しようとした場合、樹脂表面をプラズマ処理する必要があり、またプライマーの使用が不可欠であった。
【０００７】
また、帯電防止性を向上させるために、樹脂に高分子固体電解質と無機材料を複合配合させる際に、各々を樹脂に別々に配合すると、所定通りの帯電防止性を得ることが困難なことがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６１−２９１１４８号公報
【特許文献２】
特開平６−３１６８７２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、帯電防止性と撥水性を兼ね備えた樹脂組成物は実現できなかった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、帯電により空気中の埃や油煙等の汚れが樹脂表面に自然付着することを防止し、たとえ樹脂表面に埃や油煙の汚れが自然付着しても樹脂表面の撥水性能により汚れを容易に拭き取ることが可能で、且つ安定的な帯電防止性を有する樹脂組成物の製造方法、並びにその製造方法からなる樹脂組成物の成形体の製造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、樹脂に耐電防止性能を発現させる高分子固体電解質と導電性材料の複合配合する際に、高分子固体電解質もしくは導電性材料のいずれか一方を母粒子とし、他方を子粒子として、前記母粒子の周囲に子粒子を付着させた凝集体を作成し、その凝集体と撥水性を有する化合物を樹脂に混合する方法を用いる製造方法を実現して、樹脂組成物の帯電防止性を安定的に持続させ、且つ撥水性を同時に満足させるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、樹脂に帯電防止材料と撥水性を有する化合物を配合することにより、樹脂組成物並びにそれを用いた成型体の帯電防止性と撥水性を同時に兼ね備えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、帯電防止材料が高分子固体電解質と導電性材料から構成され、高分子固体電解質もしくは導電性材料のいずれか一方を母粒子とし、他方を子粒子として、母粒子の周囲に子粒子を付着させた凝集体を樹脂に配合することにより、安定的な帯電防止性を有する樹脂組成物製造方法を提供できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、特に請求項２に記載の高分子固体電解質がポリエーテルエステルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリエーテルアミドイミドの少なくとも一種からなるので、界面活性剤タイプに代表される帯電防止材料とは異なり、ブリードアウトにより、樹脂の表面特性を悪化させ、水洗、布拭き等により帯電防止材料が剥落することがなく、高耐久性の帯電防止性を有する樹脂組成物を得る製造方法に適している。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、特に請求項２記載の導電性材料が酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化錫、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カ−ボンの無機材料単体または金属材料で表面を被覆された無機材料の少なくとも一種からなるので、特に導電性材料が粉体の場合、母粒子の周囲に効率的に密着させ、凝集させることができるので子粒子として適しているので、樹脂組成物全体で均一な帯電防止性を発現できる樹脂組成物の製造方法を得ることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、撥水性を有する化合物が、ポリオルガノシロキサン構造を有するシリコーン化合物やフッ素系化合物の少なくとも一種からなるので、樹脂に同時に配合する高分子固体電解質と導電性材料の凝集体の配合による帯電防止性能の向上を阻害することなく、樹脂組成物の撥水性を向上させることができる樹脂組成物の製造方法である。
【００１７】
請求項６から７に記載の発明は、樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂であるので、高分子固体電解質と導電無機材料の凝集体である帯電防止材料及び撥水性を有する化合物を溶融混練により配合することができ、押し出し成型機により成型可能で冷却固化後、ペレット化させる製造方法である。これでペレット自体を帯電防止性と撥水性を保持した状態で保存することが容易に可能である。さらに上記製造方法を用いて作成した樹脂組成物ペレットを用いて射出成型機等で所定の形に成型することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７の製造方法を用いて樹脂組成物を作成し、その樹脂組成物を射出成型や押し出し成型することにより、炊飯器筐体、温水洗浄トワレ便座など家電製品の成型体を作成することができる。この成型体による製品筐体表面に自然付着による埃を防止することができ、さらに同時に撥水性を有するので筐体表面に付着する油煙を簡単に拭きとることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図１、表１、図２、図３、及び図４を用いて説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１、表１、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００２１】
本実施例として、高分子固体電解質材料と導電性無機材料を用いてどちらか一方を母粒子とし、他方を子粒子として凝集体を作成し、さらに撥水剤であるシリコーン化合物あるいはフッ素系化合物を配合した樹脂組成物を作成し、評価するために試験シートを作成した。
【００２２】
本発明の樹脂組成物の製造方法について図１を用いて説明する。
【００２３】
帯電防止材料である高分子固体電解質１と導電性材料２について、高分子固体電解質１を母粒子とし、導電性材料２を子粒子として、母粒子の周辺に密着させて凝集体３を作成する。ここでは高分子固体電解質に粒径約３ｍｍのペレット状を用い、導電材料は粒径約１０ｕｍの粉体状を用いた。高分子固体電解質母粒子１と複数の導電材料子粒子２を静電気報または機械的方法などにより付着させて、高分子固体電解質母粒子１を被覆して凝集化した凝集体３が構成される。次にこの凝集体３と撥水性を有する化合物４と樹脂ペレット５を二軸押し出し装置により溶融混合して射出成型後、ストランド状に押し出しして冷却固化後、ペレット状に切断し、樹脂組成物ペレットを製造する。そのペレットを射出成型機でシート状あるいは、成型体に加工した。
【００２４】
作成した樹脂組成物シートの面積は８０×８０（ｍｍ）、厚み２（ｍｍ）である。
本発明に使用した樹脂、高分子固体電解質及び導電性材料と各々の配合量を変化させた場合の本発明樹脂組成物シート（シート１から１１）の水の接触角を表１に示す。作成した樹脂組成物シートの水の接触角（ｄｅｇ）は２０℃、相対湿度４０％の条件で測定した。撥水性が高いほど水の接触角は大きくなる。
【００２５】
併せて、比較例の樹脂組成物として、樹脂への高分子固体電解質と導電材料を凝集体として作成することなく、樹脂に同時に投入して配合して作成した比較例樹脂組成物シート（シート１１〜２２）の水の接触角も（表１）に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
また、本発明樹脂組成物シート（シート１から１１）と比較例樹脂組成物シート（シート１２〜２２）をそれぞれ各５０枚ずつ作成したときの測定された表面固有抵抗値の最小値と最大値の範囲を図２にそれぞれ示す。
【００２８】
（表１）に示す通り、樹脂組成物の表面固有抵抗値を比較するため、配合する高分子固体電解質量および導電材料の量は本実施例と比較例の組成物で同じ配合量である。
【００２９】
（表１）の結果より、比較例組成物シートと本実施例組成物シートの水の接触角は殆ど違いがない。しかし、図２に示すとおり表面固有抵抗値のばらつきには、大きな違いがあらわれた。つまり、帯電防止材料を高分子固体電解質と導電性材料の凝集体を作成してから樹脂に配合した本実施例組成物シートの方が、高分子固体電解質と導電性材料を樹脂に同時であるが、別々に投入して混練して製造した比較例樹脂組成物シートよりも、表面固有抵抗値が安定して均一に製造できていることがわかる。
【００３０】
この現象を図３（ａ）（ｂ）の樹脂組成物の表面状態模式図を用いて説明する。
【００３１】
高分子固体電解質を配合した樹脂組成物シートの表層部分は、シート成形時、溶融した樹脂が射出される際に中に配合されている高分子固体電解質が溶融して筋状に分散して形成される。このため、樹脂表面が樹脂に何も配合しないときと比較して、導電性が高くなるので、表面抵抗値が減少するためであると考える。そして、この筋状の導電経路が、樹脂シートの表面上に帯電する電荷を除電し、表面全体で帯電による電荷がなくなる。そのため、樹脂表面上に静電気による帯電現象が存在しなくなるので、ほこり、汚れが樹脂表面上に引き寄せられることがなくなる。
【００３２】
図３（ａ）のように、本発明の樹脂組成物は、あらかじめ高分子固体電解質と導電材料を凝集体にして、お互い近傍に配置させてあるので、高分子固体電解質が射出成型時に溶融して、筋状に成形されるときに導電材料が筋状導電経路の橋渡し役を果たし、効果的に樹脂表面全体の電荷を除電するため、樹脂組成物の場所による帯電防止性能のばらつきが少なくなる。そのため、安定して樹脂組成物表面の表面固有抵抗を減少させ、且つ、どの樹脂組成物の位置でも帯電防止性能が均一性を保持することができる。
【００３３】
図３（ｂ）の比較例樹脂組成物シートの表面模式図のように、高分子固体電解質と導電性材料を配合しても帯電防止性能安定に寄与するような配合でないと、効果的に樹脂表面に導電経路が形成されないために、表面電荷を除電できず、樹脂組成物シートサンプルごとに表面固有抵抗値の異なるサンプルが製造されてしまう。
【００３４】
ここでは、高分子固体電解質を母粒子に、導電材料を子粒子として製造したが、
それぞれの粒子の大きさ、配合量により、どちらを母粒子、子粒子として凝集体を作成しても何ら問題はない。
【００３５】
帯電防止性能は、この表面抵抗値を測定し、この値が低いほど樹脂組成物表面の帯電防止性が高い。通常、樹脂の表面固有抵抗値が１０１３（Ω）以下であると樹脂自体の帯電による埃の自然付着はなくなり、帯電防止性能があると判断できる。
【００３６】
撥水剤であるシリコーン化合物を配合することにより撥水基のメチル基が樹脂表面に存在するので撥水効果を維持できる。また、フッ素系化合物の配合により、樹脂組成物表面の滑性を向上できるので、撥水効果を保持できる。そして、本発明の樹脂組成物は、樹脂表面に親水性の高い界面活性剤の層が存在しないために、シリコーン化合物やフッ組系化合物の良好な撥水作用を損なうことがない。つまり、本発明の樹脂組成物は撥水性向上を阻害することなく、帯電防止性能を安定的に均一にし、撥水性と帯電防止性を同時に発現できる樹脂組成物を製造できる利点を有する。
【００３７】
本発明実施例に使用される樹脂は、ポリオレフィン系、ポリスチレン系樹脂が用いられる。これらの樹脂単独では、表面固有抵抗値は１０１６〜１０２０Ωであると言われている。具体的には、ポリオレフィン系の樹脂としては、ポリプロピレンの他に、ポリエチレン、ポリプロピレンーエチレンブロックあるいはランダム共重合体、エチレンープロピレンエラストマー、エチレンープロピレンージシクロペンタジエネラストマー、エチレンーアクリル酸エステル共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。それぞれ単独もしくは２種類以上併用して使用できる。ポリスチレン系樹脂としては、ポリスチレンの他に、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンーメタクリル酸メチル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、スチレンーエチレンプロピレンースチレン３元ブロック共重合体、スチレンーエチレンブチレンースチレン３元ブロック共重合体等が挙げられ、それぞれ単独もしくは２種類以上併用して使用できる。
【００３８】
本発明実施例に使用される高分子固体電解質としては、ポリエーテルエステルアミドの他にポリエチレンオキシド、ポリエーテルアミドイミドが挙げられそれぞれ単独もしくは２種類以上併用して使用できる。
【００３９】
本発明実施例に使用される導電性材料としては、酸化亜鉛の他に、チタン酸カリウム、酸化錫、炭酸カルシウム、カーボン、あるいは、表面を金属メッキした無機材料例えば、錫メッキしたチタン酸カリウムや炭酸カルシウム等が挙げられ、それぞれ単独もしくは２種類以上併用して使用できる。
【００４０】
さらに本発明実施例に使用される撥水剤はポリオルガノシロキサン構造を有する化合物、例えば、ジメチルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン、アルキル変性シリコーン等が揚げられ、それぞれ単独もしくは２種類以上併用して使用できる。
【００４１】
フッ素系化合物は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、パ−フルオロポリエ−テル、パ−フルオロアルキルポリエ−テル、パ−フルオロアルキルビニルエ−テル共重合体、ヘキサフルオロプロピレン共重合体や三フッ化エチレン重合体などのフッ素オイルやフッ素系界面活性剤などが揚げられ、それぞれ単独もしくは２種類以上併用して使用できる。
【００４２】
本発明実施例の樹脂組成物は、樹脂１００重量部に対して、高分子固体電解質の配合量は１から３０重量部が良好である。１重量部未満であると、十分な帯電防止性能が得られず、３０重量部より多く配合すると樹脂の機械的物性を著しく損なうためである。また、樹脂１００重量部に対して、導電性材料の配合量は０．５から３０重量部が良好である。０．５重量部未満では、高分子固体電解質との複合配合による帯電防止性能が得られない。また、３０重量部より多く配合すると、樹脂への練り混み製造が困難になり、樹脂組成物成型品の成形加工時の不安定さが大きくなる。そして樹脂１００重量部に対して、撥水剤の配合量は０．１から１０重量部が良好である。０．１重量部未満では、良好な撥水性が得られない。１０重量部より多く配合すると、樹脂への練り混み製造が困難になる。
【００４３】
（実施例２）
本発明実施例１で述べたような製造方法にて製造した樹脂組成物を炊飯器筐体に成型加工して、ダートチャンバーテスト機内（容積６０ｌ）に設置し、煙草３本（ニコチン、タール含有量１６ｍｇ／本）を燻煙させ、筐体表面に付着したあとの状態での色差（ΔＥ）を測定し、放置時間後との色差を確認した。本発明実施例の表１に示すシート５の配合組成量で炊飯器筐体を射出成型により作成した。同様に比較例としてポリプロピレン樹脂のみで炊飯器筐体を作成し、上記の試験を実施し、本発明筐体表面と色差の時間変化を比較した。そのグラフを図４に示す。
【００４４】
図４より、高分子固体電解質と導電性材料を複合配合した本発明樹脂組成物で作成した炊飯器筐体表面は、樹脂単独で成型した場合の筐体と比較して油膜の付着が少ない。これは、本発明樹脂組成物表面の抵抗値が低下しているために、帯電による煙粒子の付着が少ないためである。またその効果は、何も配合していないポリプロピレン樹脂よりも長期にわたって安定していることがわかる。
【００４５】
さらに、筐体表面に付着した油膜の拭き取り試験を実施した。ペーパータオルを使用し、荷重１００ｇの定量加圧で油膜の拭き取れる回数を測定した。本発明樹脂組成物の筐体表面は拭き取り２回で油膜を完全に拭き取ることができた。ポリプロピレン樹脂のみで作成した筐体表面に付着した油膜は、数十回以上拭き取りを実施しても落とせることはできなかった。
【００４６】
これは、本発明樹脂組成物には撥水剤を配合しているので、少ない拭き取り回数で表面汚れを落とすことができるためである。このことから、本発明樹脂組成物は、さまざまな樹脂用筐体に使用しても、帯電防止性能と撥水性能をお互いに阻害することなく、同時に両立させる機能を有する。
【００４７】
そして、均一な帯電防止性能を有する樹脂表面により、樹脂表面位置により汚れ防止効果に違いが出ることがないのでこの製造方法を用いた樹脂組成物からなる成形体は樹脂組成物表面に付着する埃、油煙の付着を抑えることができる。
帯電防止効果により、たとえ、自然落下により樹脂表面に汚れが接した状態でも、撥水効果により、樹脂組成物表面に固着することなく容易に拭き取ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、表面固有抵抗値が高くて静電気による汚れが付着しやすいポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂に対して、帯電防止材料である高分子固体電解質と導電性材料の凝集体を作成して樹脂に配合し、さらに撥水剤を配合する製造方法であるので、安定的、均一に表面固有抵抗値を低下させ、帯電防止性能を保持することができる。そして、撥水効果も阻害することはない。
【００４９】
さらに、撥水性を兼ね備えた樹脂組成物を用いて家電製品に用いられる成形体を製造すれば、汚れの付着が目立たない電化製品の樹脂筐体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における凝集体作成の模式図
【図２】本発明の実施例１における表面固有抵抗値のばらつきを示す図
【図３】樹脂組成物シート表面の導電経路形成状態の模式図
【図４】本発明の実施例２における色差の変化を示す図
【符号の説明】
１　高分子固体電解質母粒子
２　導電性材料子粒子
３　凝集体
４　撥水剤
５　樹脂
【図１】
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【図２】
2004107555.tif 000005
【図３】
2004107555.tif 000006
【図４】
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