PCerformance

活 躍する三洋化成グループのパフォーマンス・ケミカルス
hemicals

ポリエチレン系フィルム・シート用帯電防止剤

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事業研究第二本部
機能性樹脂研究部
ユニットチーフ中村 泰司［お問い合わせ先］
電子・樹脂・色材本部
樹脂産業部

プラスチックは、成形性、軽制御方法の一つが帯電防止剤のなかでも高分子型帯電防止剤

量性、電気絶縁性などの優れた使用である。当社はこれまで、は、湿度依存性がなく、ブリー特性を有しており、家電・OA帯電防止性を半永久的に保持でドアウトしないなどのメリット

機器のハウジング、電子部品のきる高分子型帯電防止剤『ペレから幅広い用途に利用されてい搬送用トレーや包装材料、自動スタット』シリーズおよび『ペる。電荷の通り道となる導電性

車内装材など幅広い産業分野でレ ク ト ロ ン』シ リ ー ズ を 上 市

ユニットを分子内に有する高分使用されている。

し、製品ラインアップを拡充し子を、プラスチックに添加し、しかしながら、その電気絶縁てきた。本稿では、高分子型帯相溶化させることでプラスチッ性のために、表面が帯電しやす電防止剤の開発経緯とともに、ク内部に導電回路を形成して帯く、静電気に由来する問題もし近年採用が進んでいる食品包装電防止性を付与する。その効果ばしば生じる。例えば、プラス用のポリエチレン（PE）系樹は半永久的に持続することかチック製品へのホコリや汚れの脂フィルムに適用可能な帯電防ら、永久帯電防止剤とも呼ばれ付着による不良品の発生、プラ止剤『ペレスタットLM230』（開ている。

スチック同士の貼り付き、静電発品）について紹介する。

気放電による電子機器の損傷や誤作動、スパークによる火災や粉塵爆発といった災害などが挙

帯電防止剤

三洋化成の高分子型帯電防止剤

プラスチックの帯電防止に

当 社 は、1994 年 に 高 分 子 型

は、静電気を逃がすために帯電帯電防止剤『ペレスタット』シ

このような静電気に由来する防止剤を用いてプラスチックにリーズを上市した。
『ペレスタッ

問題を回避するため、使用目的

導電性を付与する方法が一般的

ト』は、PEO 鎖を有する特殊ブに応じてプラスチックの表面のである。帯電防止剤には、界面ロックポリマーで、アクリロニ帯電しやすさ（表面固有抵抗値）活性剤やカーボンブラック、高トリル−ブタジエン−スチレンが制御されている（表 1）。その分子型帯電防止剤などがある。

（ABS）樹脂、耐衝撃性ポリスげられる。

チレン（HIPS）樹脂、アクリル
表1樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオプラスチックの帯電防止の目的と水準

表面固有抵抗値
（Ω／□）

帯電現象

帯電防止の目的応用例

レフィン樹脂などの各種プラス静電気が蓄積する（絶縁）（絶縁材料）

チックへ 10 質量％程度添加す

1012 〜 1013

帯電するがゆっくり減衰

静的状態での障害防止

ホコリ・汚れの付着防止ることで、それらのプラスチッ

1010 〜 1012

帯電するがすぐ減衰動的状態での障害防止

電気ショックの防止（防爆）

108 〜 1010

帯電しない

蓄電防止

電子部品・回路の保護

ク樹脂に永久帯電防止性を付与107 〜 108

帯電しない

導電性付与

各種半導体材料することができる。

1310≦

三洋化成ニュース ❶ 2020 新春 No.518

『ペレスタット』の帯電防止れた帯電防止効果を発揮し、そように設計され、『ペレクトロ性発現機構を図 1 に示す。まず、の効果が半永久的に持続する、ン』自 体 の 表 面 固 有 抵 抗 値 は『ペレスタット』自体は表面固（2）効果が湿度環境に依存しな10 6（Ω／□）ま で 低 抵 抗 化 し

有 抵 抗 値 が 10 7 〜10 9（Ω／□）

いため、低湿度化でも高い帯電ている。この特長を活かして、であり、適度な導電性を有して防止性を発揮する、（3）ブリー

これまで高分子型帯電防止剤がいる。また、『ペレスタット』をドアウトがなく、接触物の汚染使用されていなかった分野にも樹脂と溶融混錬して成形すると、が 少 な い、（4）熱 安 定 性 に 優活躍の場が広がっている。例え適度な導電性を有する材料がプれ、成形品の耐熱性を損なわなば、電子部品・回路の保護には、ラスチック中で筋状に分散し、い、（5）各種樹脂への分散性に樹脂の表面固有抵抗値を 10 7 〜導電回路を形成することで、プ優れ、適用樹脂の幅が広い、（6）10 9（Ω／□）程度で制御する必

ラスチックに蓄積した電荷を逃顔料で任意のカラーリングがで要がある。表面固有抵抗値が高がし、帯電を防止する。プラスきる、などが挙げられる。

すぎると静電気によって、低すチック中で『ペレスタット』を『ペレスタット』を使用する

ぎると直接放電によって電子部筋状に分散させるためには、樹ことでプラスチック成形品の表品・回路が破壊される恐れがあ

1012

脂と溶融混練時の分散状態を制面固有抵抗値を 10 〜10 （Ωるためである。
『ペレクトロン』

御し、成形時のせん断応力を活／□）に制御可能である。また、を用いることで表面固有抵抗値用することが必要である。プラ

表面固有抵抗値をより低くしたを 10 7 〜10 9（Ω／□）に制御す

スチック中で効率的に筋状導電い場合に適した、低抵抗タイプ

ることができる。図 2 に『ペレ回路を形成させるために、当社の高分子型帯電防止剤『ペレククトロン AS』を ABS 樹脂に使の分散制御技術を活かし、樹脂トロン』シリーズも取りそろえ用した場合の添加量と帯電防止との相溶性、溶融粘性を最適化ている。
『ペレクトロン』シリー性（表面固有抵抗値）の関係をするように設計している。

ズは、当社独自の技術を組み合示す。

『ペレスタット』の主な特長

わ せ る こ と で、PEO 鎖 の イ オ

としては、（1）成形直後から優ン伝導性を最大限に発揮できるドライブレンド後、成形ドライブレンド後、溶融混練し、成形プラスチック、顔料、フィラー
ペレスタット筋状部分の電子顕微鏡観察像

フィルム・シート成形用
高分子型帯電防止剤『ペレスタット LM230』
ポリオレフィン樹脂は、その優れた加工性に加えて防湿性、ガスバリア性、耐薬品性、ヒー成形ドライブレンド

トシール性といった特徴によ

溶融混練

り、フィルムやシート状に加工1μm

ペレスタットの分散状態いられることも多い。このよう射出方向

溶融混錬後はサブミクロンオーダーに微分散して、包装材や保護材として用

表層な用途においても帯電防止のコアニーズは高い。

表層

表面保護フィルムや電子部品成形時のせん断応力で筋状に分散などの搬送・包装用途では、電図1 『ペレスタット』の帯電防止性発現機構と分散状態子部品が静電気障害による不具合を生じる可能性がある。静電三洋化成ニュース ❷ 2020 新春 No.518

気障害から保護するためにも高袋や医薬品中間体用包装材向け

当社は低融点の『ペレスタットい帯電防止性が求められる。の帯電防止ニーズが増加しておLM230』を開発した。本開発品

粉体の保管・運搬・投入（仕り、これらの用途に帯電防止剤の融点は約 115℃であり、従来込み）などに用いられるフレキを使用する場合は、欧州食品安品である『ペレスタット230』よシブルコンテナバッグには、そ全機関（European Food Safety

り も 融 点 を 約 50℃低 下 さ せ るの内袋に PE 樹脂フィルムが用

Authority：EFSA）や、アメリカ

とともに、PE 系樹脂に対するいられているが、内容物と内袋

食品医薬品局（Food and Drug

相溶性を向上させることに成功との摩擦によって静電気が発生Administration：FDA）から食した。フィルム・シート等に使すると静電気放電による爆発・品包装材としての認証を取得す用される低密度ポリエチレン

火災が発生する恐れがある。そる必要がある。当社の帯電防止（LDPE）樹脂に、『ペレスタッのため、フレキシブルコンテナ剤では『ペレスタット 230』がト LM230』を使用した場合の添内袋では静電気による粉塵爆発認証を取得している。

加量と帯電防止性（表面固有抵1011を防止するために10 〜10 （Ωしかし、主にフレキシブルコ抗値）の関係を図 3 に示す。ま／□）に制御することが要求さ

ンテナ内袋や医薬品中間体用包た、本開発品は LDPE 樹脂へのれる。

装材などに用いられている PE

相溶性に優れるため、フィルム内容物が化粧品原料や医薬中樹脂フィルムの成形温度は比較の外観や樹脂物性に悪影響を与間体のような高価な粉体である

的低く、融点がやや高い『ペレえることもない。さらに、フィ包装材の場合、静電気により粉スタット 230』
（融点：約 165℃）ルムに必要とされる特性である体が付着して残ってしまうとコを使用した場合、十分な帯電防ヒートシール性についても、融ストアップにつながる。ロス低止効果やフィルム特性を得るこ点を下げることで、従来品『ペ減のためにも帯電防止性が要求と が 困 難 で あ っ た。こ の 理 由

レスタット 230』よりも大幅にされる。このようにさまざまなは、低い成形温度では『ペレス改善することが可能となったフ ィ ル ム・シ ー ト 製 品 に お い

タット 230』が十分に溶融せず、（図 4）。て、帯電防止性は重要である。

フィルムやシート成形品の表層

近年、特に欧米市場では食品にうまく導電回路を形成するこ粉体用フレキシブルコンテナ内とが困難なためである。そこで、

1E+17『ペレスタット』『ペレクトロ

1E+17
ペレスタットNC6321
ペレクトロンAS

1E+16

ペレスタットLM230

1E+16

1E+15

1E+15
表面固有抵抗値

表面固有抵抗値

1E+14
1E+13
1E+12

1E+14
1E+13
1E+12（Ω／□） 1E+11（Ω／□） 1E+11

1E+10

1E+10

1E+09

1E+09

1E+08

今後の展開

05101520

1E+08

0510

添加量（wt％）

添加量（wt％）

表面固有抵抗値はASTM D257に準拠して測定した

表面固有抵抗値はASTM D257に準拠して測定した

図2 『ペレクトロンAS』の帯電防止効果（ABS樹脂、射出成形）1520

図3 『ペレスタットLM230』の帯電防止効果（LDPEフィルム）

三洋化成ニュース ❸ 2020 新春 No.518

ン』シリーズの性状例と対象樹で活躍している。今後も多様化

脂を表 2 に示す。
『ペレスタッする帯電防止ニーズに対応すべト』『ペレクトロン』シリーズ

く、製品改良や各種認証取得をは多種多様な樹脂やさまざまな行い、適用用途の拡大を狙って形状に対してニーズに合わせたいきたい。

参考文献
1）「帯電防止材料の設計と使用法」、サイエンス＆テクノロジー（2008）
2）「高分子添加剤の技術と市場」第 1 章
4.4、シーエムシー出版（2018）3）千 田 英 一、徳 永 浩 信、色 材 協 会 誌、Vol.90、No.11（2017）4）藤本武彦監修『高分子薬剤入門』、三洋化成工業株式会社（1992）

帯電防止性を付与できるため、
図 5 に示すように、幅広い用途
10ホコリ・汚れの付着防止、その他
家電筐体

8
ヒートシール強度

6
粉体吸引器
4

自動車内装

（N／15mm）

ペレスタットLM230
ペレスタット230（従来製品）
20120125130135140145

電気ショックの防止
（防爆）

150

ヒートシール温度（℃）

『ペレスタット』『ペレクトロン』

食品搬送用フレキシブルコンテナ（内袋）

LDPE樹脂/メタロセン系プラストマー/帯電防止剤＝65/20/15（質量比）のドライブレンド物をインフレーションテスト機を使用して成形し試料とした。
（ダイ温度：170℃、ブロー比：2.0、フィルム厚：約50μm）《評価方法》得られたフィルムを両側、温度：120〜150℃、時間：1s、圧力：98kPaの条件でヒートシールし、15mm幅のヒートシール部位を100mm/minの剥離速度で剥離し、ヒートシール強度を測定した。

電子部品搬送トレイ、包装フィルム

防爆ヘルメット

図4 『ペレスタットLM230』を使用したフィルムのヒートシール強度

図5

電子部品・回路の保護保護フィルム

当社の高分子型帯電防止剤の適用用途『 ペレクトロン』
シリーズの主な製品
表2 『ペレスタット』

外観
融点（℃）
MFR（g/10min）

ペレスタット300

ペレスタット230

ペレスタットLM230（開発品）

ペレクトロン
PVL

ペレスタットNC6321

ペレスタット6500

ペレスタット6200

ペレクトロンAS

淡黄色ペレット

淡黄色ペレット

淡黄色ペレット

淡黄色ペレット

淡黄色ペレット

淡黄色ペレット

淡黄色ペレット

淡黄色ペレット

約135

約163

約115

約135

約203

約191

約193

約195

約30
約10
約15
約15
約20
約20
約30
約30
［190℃,21.18N］ ［190℃,21.18N］ ［190℃,21.18N］ ［190℃,21.18N］ ［215℃,21.18N］ ［215℃,21.18N］ ［215℃,21.18N］ ［215℃,21.18N］
1.495

1.495

1.495

1.495

1.515

1.5151.510

1.510＊1約240

約250

約250

約250

約285

約285

約285

約285

＊2

約1×108

約5×107

約5×107

約3×106

約1×109

約1×108

約4×106

ABS, t−ABS
PC/ABSPBTABS
PC/ABSPBTABSPC/ABS
PBT

低イオン汚染低抵抗1010 〜 1012

1010 〜 1012

108 〜 1012

屈折率
熱分解開始温度 （℃）
表面固有抵抗値 （Ω／□）
対象樹脂

PP, PE（射出成形）

PP, PE（押出成形）

PP, PE（押出成形）
低融点

低抵抗

低イオン汚染

1010 〜 1012

1010 〜 1012

1010 〜 1012

108 〜 1012

1011 〜 1012

特徴
本品を含有する成形品が制御可能な
表面固有抵抗値（Ω／□）

PP, PE（押出成形）

約1×108＊3

ABS, t−ABS
PC/ABS
PBT＊3＊1 TG−DTA、空気中＊2『ペレスタット』『ペレクトロン』
を単独で成形し、23℃、50％R.H.で24時間調湿後、超絶縁計にて表面固有抵抗値を測定した。
＊3 透明ABS

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