JP2011256362A - 制電性組成物、それを用いた成形品、塗料、制電性被覆物、粘着剤およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に帯電防止性に優れた制電性組成物に関するものであり、より特定的にはブリーディングやブルーミングを起こさないように改良された制電性組成物に関する。この発明は、また、そのような制電性組成物の製造方法に関する。また、この発明は、そのような制電性組成物の性質を利用した成形品およびおよび制電性被覆物に関する。この発明は、さらに、そのような制電性組成物を含む塗料、制電性被覆物及び粘着剤に関する。
近年、樹脂に制電性を付与することが重要になってきており、これを達成するために、従来より、界面活性剤等の帯電防止剤を樹脂成形品の表面に塗布したり、帯電防止剤を樹脂中に練り込む方法が知られている。しかしながら、前者の方法では、長時間経過すると制電性が著しく低下するため、持続性を有する高制電性樹脂として、実用化には供し難い。一方、後者の方法では、帯電防止剤と樹脂との相溶性が悪く、帯電防止剤が成形品の表面にブリーディングやブルーミングしてしまい、制電効果が低下するという問題がある。
また、界面活性剤などの帯電防止剤は、湿度依存性があり、低湿度下では、制電効果が失活する、あるいは、樹脂を成形した後に、帯電防止効果が発現するまでに最低1〜3日掛かり、遅効性であるという問題がある。
また、カーボンブラックやカーボンファイバーなどを樹脂に練り込む方法が提案されている。この方法によると、帯電防止性にすぐれ、帯電防止性に持続性がある樹脂組成物が得られる。しかし、この方法では、透明な成形品が得られなかったり、成形品の色の選択が制限されるなどの問題がある。
本発明者らは、上記の課題を解決する方法として、アルカリ金属またはアルカリ土類金属であるカチオン、およびイオン 解離可能なカチオンによって構成される金属塩類を、−{O(AO)n}−基(Aは炭素数2〜4のアルキレン基、nは1〜7の整数を示す)を有し、且つ全ての分子末端がCH3基および/またはCH2基である脂肪酸エステルに溶解した溶液を、ポリアミド樹脂、ポリエーテルエステルアミド樹脂、脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸系樹樹、熱可塑性エラストマーおよびゴムに添加したアルカリ金属またはアルカリ土類金属であるカチオン、およびイオン解離可能なカチオンによって構成される金属塩類の制電性組成物を提案した(たとえば、特許文献1参照)。
また、ポリウレタンからなる塩改質静電気散逸型重合体(Salt-modified electrostatic dissipative polymers)の製造方法として、リチウムビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドを補助溶剤(co-solvents)に溶解して添加する方法が提案されている(特許文献2参照)。
しかしながら、この制電性組成物に添加する金属塩類の種類によっては、制電性能が十分でない場合があった。また、過塩素酸等の金属塩類を用いると、この制電性組成物から成るフィルムやシ-トを用いて金属類を包装する場合、金属表面を腐食、発錆あるいは汚染するという欠点があった。
また、特許文献2に記載の方法では、金属塩類を溶解するための補助溶剤(エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホン、N−メチル−2−ピロリドン等)が制電性組成物の成形品の表面にブリーディングやブルーミングしてしまい、製品を汚染する。また、成形品の表面を払拭することなどにより制電性が低下し、帯電防止性の耐久性が十分でない。特に、高温高湿度の雰囲気下では、ブリーディングやブルーミングが促進されるため、制電性の低下が著しいという問題点がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、熱安定性に優れ、ブリーディング、ブルーミングおよび移行汚染が発生せず、湿度に依存せずに、即効性に優れ、物性の低下を招かず、かつ、優れた制電性が持続する制電性組成物を提供することを目的とする。
この発明の他の目的は、そのような制電性組成物の製造方法を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、そのような制電性組成物を用いた成形品、塗料、制電性被覆物及び粘着剤を提供することにある。
本発明に係る制電性組成物は、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が分散されてなる制電性組成物において、上記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、下記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物(ポリアルキレングリコールアルミン酸エステルとも言い替えられる)、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、下記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に溶解された状態で分散されていることを特徴とする。有機ホウ素錯体リチウムとして、たとえばフルオロアルキル基で置換された有機ホウ素錯体塩が、公開2008−127483号等に開示されているが、これに限られるものではない。
(式中、R1、R2及びR3は、互いに独立に、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分枝鎖状の低級アルキル基、炭素数3〜6のアルケニル基、アクリロイル基又はメタクリロイル基であり、OA1,OA2およびOA3は、互いに独立に炭素数2〜4のオキシアルキレン基であり、lは1〜100であり、m及びnは互いに独立に0〜100である。)
(式(2)中、R1、R2及びR3は、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分枝鎖状の低級アルキル基であり、OA1,OA2およびOA3はオキシエチレン基であり、l、m、nはオキシエチレン基の平均付加モル数で、1〜13である。)
上記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が、上記アルコキシド化合物、上記アルミニウムキレート化合物、ポリエチレングリコールホウ酸エステル、または有機ホウ素錯体リチウムに溶解された状態で、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に分散されているので、リチウムイオンが裸の状態(シングルイオン化)になって組成物中にイオン輸送され、制電性に大きく寄与する。
また上記アルコキシド化合物に又は上記アルミニウムキレート化合物に溶解された状態のフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、組成物を構成する分子と相溶性に優れるので、ブリーディング、ブルーミング、および移行汚染が発生せず、湿度に依存せずに、即効性に優れ、かつ優れた制電性が持続する制電性組成物を得ることができる。
本明細書で、「分散」とは、上記塩の溶液が、組成物中に微液滴状になって散在あるいは溶込んでいる状態をいう。
また、上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、上記アルコキシド化合物、上記アルミニウムキレート化合物、ポリエチレングリコールホウ酸エステル、または有機ホウ素錯体リチウムに溶解しやすく、濃度を濃くすることができ、これを分散させることにより、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を、多量にかつ均一に、上記重合性化合物、樹脂、エラストマーまたは粘着性樹脂中に取り込ませることができる。上記アルコキシド化合物又は上記アルミニウムキレート化合物が粉末形体で入手される場合には、適当な溶媒に溶かせて液状形体にし、上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩をそれに溶解させて用いると生産上取り扱い易くなる。
上記アルミニウムキレート化合物として、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムビスエチルアセトアセテートモノアセチルアセトネート、又は下記一般式(3)で示すアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート又はアルケニルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートなどを挙げることができる。
(式中、R4は、炭素数8〜24のアルキル基、又はアルケニル基である。)
これらの中でも、上記一般式(3)で示すアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート又はアルケニルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートが好ましい。
さらに一般式(3)で示すものの中でも、オクタアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート又はテトラコサアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートが特に好ましい。
上記ポリエチレングリコールホウ酸エステル化合物としては、上記一般式(2)で示す、オキシエチレン基部の平均付加モル数が1〜13のポリオールとホウ酸トリメチルとのエステル交換反応によって生成したポリオキシエチレンモノメチール・ホウ酸エステル化合物等を挙げることができる。
また、有機ホウ素錯体リチウムとしては、ホウ酸と水酸化リチウムの等モル混合水溶液に、例えば3,3,3−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸を、上記ホウ酸および水酸化リチウムに対して、2倍モル量添加し、反応させることにより得た化合物を挙げることができる。
上記樹脂は、ポリオレフィン系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリアミド系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリアセタール系重合体、ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリカーボネート系重合体、アクリレート/メタクリレート系重合体、ポリアクリロニトリル系重合体、熱可塑性エラストマー系重合体、不飽和ポリエステル系重合体、エポキシ系重合体、フェノール系重合体、ジアリール系重合体、メラミン系重合体、液晶ポリエステル系重合体、フッ素系重合体、ポリスルホン系重合体、ポリフェニレンエーテル系重合体、ポリイミド系重合体及びシリコーン系重合体から選択された1種であればよい。この中でも極性基を有するものは特に好ましく用いられる。
上記エラストマーは、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロロヒドリンゴム、塩素化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びウレタンゴムから選択された1種であればよい。
上記粘着性樹脂としては、粘着性を有する(メタ)アクリロイル系重合体を挙げることができる。炭素数が4〜12の(メタ)アクリロイル系モノマーを共重合に供することが好ましい。さらに好ましくは、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートである。必要に応じて、(メタ)アクリル酸を共重合してもよい。
上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンは、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオン及びフルオロアルキルスルホン酸イオンからなる群から選ばれた陰イオンであるのが好ましい。
上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、アルカリ金属、2A族元素、遷移金属、両性金属のいずれかの陽イオンと、上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンとからなる塩であるのが好ましい。
上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、特にビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドのアルカリ金属塩、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドのアルカリ金属塩及びトリフルオロアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩からなる群から選ばれた塩であるのが好ましい。
本明細書で、重合性化合物とは、重合する官能基を有する化合物をいい、例えばアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基などを有する重合性化合物が挙げられる。態様としては、モノマー、オリゴマー、あるいは活性エネルギー線硬化性官能基を分子内に3つ以上有するものが挙げられる。
モノマーとしては、例えば、単官能性のもの:2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、アクリロイルモルホリン、イソボルニル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、スチレンなど、二官能性基のもの:ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンなど、他官能基のもの:トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンの3モルプロピレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、トリメチルプロパンの6モルエチレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ジペンタンエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物のヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
粘着性を確保するという点では、炭素数が4〜12の(メタ)アクリロイルモノマーを共重合することが好ましい。
さらに、活性化エネルギー線硬化性の(メタ)アクリレート系化合物として、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5−ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチルなどを挙げることができる。
オリゴマーとしては、例えば、不飽和ポリエステル、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。この中でも、ポリエチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレートは好ましく用いられる。その中でもオキシエチレン単位を少なくとも6個有するものが特に好ましく用いられる。ポリエチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレートは帯電防止性を有しており、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩と相乗してその効果を高める。
3つ以上官能基を有するオリゴマーとしては、例えば、ジイソシアネート:ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどと、水酸基含有(メタ)アクリレート:2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの単官能のもの、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの3官能以上のものとを反応してなるものなどが挙げられる。
一般式(1)で表されるアルコキシド化合物において、R1、R2、R3の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分枝鎖状の低級アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられ、好適にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であり、特に好適にはメチル基及びエチル基である。
R1、R2、R3の炭素数3〜6のアルケニル基としては、例えばアリル基、2−メチルアリル基、3,3−ジメチルアリル基、2,3,3−トリメチルアリル基等があげられ、好適にはアリル基、2−メチルアリル基であり、特に好適にはアリル基である。
R1、R2、R3のアクリロイル基またはメタクリロイル基としてはメタクリロイル基が特に好適である。
OA1、OA2、OA3のオキシアルキレン基としてはオキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられ、その中でもイオン伝導性の点から、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基が好適である。
l、m、nはオキシアルキレン基OA1、OA2、OA3の重合度(平均付加モル数)を示す。lは1〜100であり、好適には2〜50であり、特に好適には3〜50である。n及びmは互いに独立に0〜100であり、好適には2〜50であり、特に好適には3〜50である。オキシアルキレン基の重合形態は、単独、ランダム、ブロックのいずれであっても良い。
上記アルコキシド化合物(1)の製造原料であるポリアルキレングリコール誘導体は、一般式R1−(OA1)l−OH、R2−(OA2)m−OH及びR3−(OA3)n−OHで表される。R1、R2、R3、OA1、OA2、OA3、l、m、nは上記のとおりである。
上記アルコキシド化合物(1)のアルキル基R1、R2及びR3は、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分枝鎖状の低級アルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられ、好適にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基が挙げられ、特に好適にはイソプロピル基である。
上記アルコキシド化合物(1)は、公知のエステル交換反応(例えば特開2006−169210号公報参照)によって製造できる。ポリアルキレングリコール誘導体とトリアルキルアルミン酸エステルとのエステル交換反応は加熱下行われる。エステル交換反応は平衡反応であるため、反応を速く進行させるためには、反応の結果生成してきたアルコールを反応系から除去しながら反応を行うことが好ましい。除去方法としては公知の方法が用いられ、例えば、蒸留によって除去する方法、モレキュラーシーブ等の吸着剤に吸着させて除去する方法等を挙げることができる。
このように合成されるアルコキシド化合物の中でも、メトキシトリエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシトリプロピレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシナノエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシナノプロピレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシポリエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシポリプロピレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体のアルミニウムイソプロポキシド、メトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールランダム共重合体のアルミニウムイソプロポキシドが好ましい。
上記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、上記制電助剤100質量部に対して、0.01質量部以上200質量部以下の割合で、上記制電助剤に溶解されて、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂中に分散されるのが好ましい。
上記組成物中の全ての重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂100質量部に対して、上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、0.01質量部以上30質量部以下の割合で配合されるのが好ましい。
このように規制するのは、上記陰イオンを備えた塩の配合量が、0.01質量部未満であると、制電性が十分発揮されないからである。一方、上記陰イオンを備えた塩の配合量が、30質量部を超えると、制電性付与効果が飽和するので、コスト高を招来するという問題があるからである。
上記組成物は、さらに重合体型帯電防止剤を含んでもよい。本発明の組成物に重合体型帯電防止剤を含めると、上記陰イオンを備えた塩を安定化することができることが見出された。また、上記陰イオンを備えた塩はアルコキシド化合物又は上記アルミニウムキレート化合物に溶解された状態で分散されるので、この塩はアルコキシド化合物又は上記アルミニウムキレート化合物と親和性を有する重合体型帯電防止剤の存在する所に、集まり、両者の親和力により安定化したものと考えられる。このような重合体型帯電防止剤としては、ポリエ−テルブロックポリオレフィン共重合体、ポリオキシアルキレン系共重合体又はエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジル共重合体が挙げられる。
上記重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂100質量部に対して、上記重合体型帯電防止剤を、0.1質量部以上65質量部以下の割合で含有していればよい。
このように規制するのは、上記重合体型帯電防止剤の配合量が0.1質量部未満であると、制電性が十分発揮されないからである。一方、上記重合体型帯電防止剤の配合量が65質量部を超えると、制電性付与効果が飽和するので、コスト高を招来するという問題があるからである。また、組成物の物性が失われることがあるからである。
この発明の他の局面に従う製造方法は、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が分散されてなる制電性組成物の製造方法に係る。まず、上記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物に、又はアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解してなる塩溶解混合物を準備する。次に、上記塩溶解混合物と、上記重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂とを一度に配合し、混練し、組成物を形成する。
この方法によると、上記アルコキシド化合物又は上記アルミニウムキレート化合物に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解してなる制電剤を予め準備するので、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、重合性化合物、樹脂又はエラストマ−に、より均一に親和する。
この発明のさらに他の局面に従う製造方法は、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が分散されてなる制電性組成物の製造方法であって、まず、上記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、上記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解してなる塩溶解混合物を準備する。次に、上記塩溶解混合物(第1成分)と、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂(第2成分)とを混練し、組成物を形成する。得られた組成物を、さらに、上記重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂(第2成分)とを混練あるいはブレンドする。
上記第1成分と第2成分の混練によって、上記塩溶解混合物が、組成物中に微液滴状又は微粒子状になって散在あるいは溶け込む。そして、塩が組成物中に溶け込んだ状態で、さらに重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂(第2成分)と混練あるいはブレンドするので、塩は、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂(第2成分)に、さらに均一に親和した状態に分散される。
本発明は、上記制電性組成物を含む材料を成形してなる種々の成形品に係る。また、本発明の制電性組成物を用いて、フィルム、塗料、液晶パネル用カラーレジスト組成物等を得ることができる。また、本発明の制電性組成物を成形表面で硬化させて、制電性の被覆物とすることもできる。上記成形品は、液晶パネルのカラーフィルタを含むものとする。
また、本発明の制電性粘着剤は、各種ディスプレイ、偏光板等の光学部材の表面保護粘着フィルム用の粘着剤として、好適な透明性にすぐれ、着色もほとんどなく、再剥離性にすぐれ、剥離時の剥離帯電が少ない帯電防止粘着剤を提供する。
本発明では、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を、上記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、上記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に溶解させ、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に添加・配合するので、リチウムイオンが裸の状態になってイオン輸送され、制電性に大きく寄与する。また、本発明で用いるフルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、上記アルコキシド化合物又は上記アルミニウムキレート化合物に溶解された状態であり、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に、均一に親和する。このような陰イオンを備えた塩は、高い導電率、高い耐熱性、不燃性を有するので、制電性・熱安定性に優れ、金属を腐食せず、湿度などの環境によらない制電性組成物を得ることができる。
熱安定性に優れ、ブリーディング、ブルーミングおよび移行汚染が発生せず、湿度に依存せずに、即効性に優れ、物性の低下を招かず、かつ、優れた制電性が持続する制電性組成物を得るという目的を、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を、上記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、上記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に溶解させた状態で分散させることによって実現した。
上記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が、例えば上記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物に溶解された状態というのは、例えばCF3SO3LiのようなLiX塩を例示すると、図1(A)に示すような状態である。すなわち、アルミニウムは電子不足型の原子であり、アルミニウム原子の空のp軌道に、電子が豊富なアニオン(X-)がトラップされる。その結果、リチウムイオン(Li+)が、対イオンであるX-イオン(CF3SO3 −イオン)から解き放たれ、押し出されるような状態になる。このような状態となって、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に分散されているので、リチウムイオンが裸の状態になって組成物中にイオン輸送され、制電性に大きく寄与するのである。
上記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル又は有機ホウ素錯体リチウムからなる制電助剤に溶解させた場合には、例えば図1(B)に示すように、ホウ素の空のp軌道に、アニオン(X-)が配位し、さらに強力な効果が得られる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
本発明に用いられるフルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオン、フルオロアルキルスルホン酸イオンからなる群の内の少なくとも1つから選ばれた陰イオンと、アルカリ金属、2A族元素、遷移金属、両性金属からなる群の少なくとも1つから選ばれた陽イオンからなる。
上記陰イオン及び陽イオンによって構成される塩は数多くあるが、中でも、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオン、フルオロアルキルスルホン酸イオンを含み、具体的には、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムLi(CF3SO2)2N、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリカリウムK(CF3SO2)2N、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドナトリウムNa(CF3SO2)2N、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドリチウムLi(CF3SO2)3C、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドカリウムK(CF3SO2)3C、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドナトリウムNa(CF3SO2)3C、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムLi(CF3SO3)、トリフルオロメタンスルホン酸カリウムK(CF3SO3)、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウムNa(CF3SO3)が好ましい。中でも、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム、及びトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドリチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムが好ましく、特にトリフルオロメタンスルホン酸リチウムが好ましい。これを少量添加するだけで、上記効果が効率よく得られる。
図2は、リチウムイオン(Li+)とともに、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン(CF3SO3 −)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン((CF3SO2)2N−)、パーフルオロブチルスルホン酸アニオン(C4F9SO3 −)及びトリス(フルオロメチルスルホニル)メチドイオン((CF3SO2)3C−)の大きさを相対的に示した概念図である。これらアニオンの中で、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン(CF3SO3 −)の径が最も小さい。図1(A)を再び参照して、アニオン(X−)はアルミニウム原子の空のp軌道にトラップされるわけであるが、アルミニウム原子にはバルキーなオキシエチレン基の鎖が3つ付いているので、立体障害の関係上、アニオンの大きさが小さいものほど、アルミニウム原子の空のp軌道にトラップされ易くなる。このため、径が最も小さいトリフルオロメタンスルホン酸アニオンの場合が、他のものに比して制電効果がより大きく現れるのである。
そして、図1(A)を再び参照して、対イオンであるX-イオンから、押し出されるように解き放たれたリチウムイオン種(シングルイオン化リチウム,Li+)は、アルミニウム原子と結合したオキシエチレン基からなるポリエチレングリコール中のエーテル酸素原子に配位して、一時的に留まった状態になっており、このリチウムイオンは、エーテル酸素の分子運動によって移動し易くなっている。これに外部より電場が印加されると、硬化膜中において、リチウムイオン種が、相応する極(膜表面)に向って移動(イオン輸送)してイオン伝導性を発現するのである。
[重合性化合物、樹脂、エラストマーおよび粘着性樹脂]
本発明の組成物に用いられる重合性化合物、樹脂、エラストマーおよび粘着性樹脂は、特に制限がなく、公知のものを使用することができる。
使用される樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリアミド系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリアセタール系重合体、ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリカーボネート系重合体、アクリレート/メタクリレー−ト系重合体、ポリアクリロニトリル系重合体、熱可塑性エラストマー系重合体、不飽和ポリエステル系重合体、エポキシ系重合体、フェノール系重合体、ジアリール系重合体、メラミン系重合体、液晶ポリエステル系重合体、フッ素系重合体、ポリスルホン系重合体、ポリフェニレンエーテル系重合体、ポリイミド系重合体、及びシリコーン系重合体などが挙げられる。
使用されるエラストマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロロヒドリンゴム、塩素化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及びウレタンゴム等が挙げられる。
使用される重合性化合物としては、例えばアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基などを有する重合性化合物が挙げられる。態様としては、モノマー、オリゴマー、あるいは活性エネルギー線硬化性官能基を分子内に3つ以上有するものが挙げられる。
また、これらの重合性化合物、樹脂、エラストマーおよび粘着性樹脂は、1種類に限定されず、複数の重合性化合物、樹脂及びエラストマーを組合せて使用してもよい。
[配合割合]
本発明の制電性組成物は、重合性化合物、樹脂又はエラストマー100質量部に対して、上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を、0.01質量部以上30質量部以下、さらに好ましくは、0.1質量部以上15重量部以下含む。
[重合体型帯電防止剤]
本発明の制電性組成物は、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂とフルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンの2成分であっても、十分に効果を奏する。しかし、さらに、重合体型帯電防止剤を含めることで、優れた制電性を発揮することが見出された。すなわち、上記陰イオンを備えた塩は、アルコキシド化合物又は上記アルミニウムキレート化合物中に溶解された状態で分散されるので、この溶解した塩は、親和性を有する重合型帯電防止剤の存在するところに集まり、局在化し、2種類の帯電防止剤の相乗効果によって制電性を強く発揮したものと考えられる。
使用できる重合型帯電防止剤としては、ポリエーテルブロックポリオレフィン系共重合体、ポリオキシアルキレン系共重合体、ポリエーテルエステルアミド系重合体またはエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジル系共重合体が挙げられる。
このような重合体型帯電防止剤は、上記重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂100質量部に対して、0.05質量部以上65質量部以下、好ましくは、0.1質量部以上50質量部以下の割合で含有させればよい。
[他の添加剤]
本発明の制電性組成物には、さらに酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、難燃助剤、着色剤、顔料、抗菌・抗カビ剤、耐光剤、可塑剤、粘着付与剤、分散剤、消泡剤、硬化触媒、硬化剤、レベリング剤、撥水剤、カップリング剤、フィラー、加硫剤、キレート剤、加硫促進剤などの公知の添加剤を必要に応じて添加することができる。
[製造方法]
本発明の組成物及び成形品は、例えば、以下のようにして製造される。
先ず、下記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、下記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解させる。フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、アルコキシド化合物100質量部に対して、0.01質量部以上200質量部の割合になるように溶解する。
(式中、R1、R2及びR3は、互いに独立に、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分枝鎖状の低級アルキル基、炭素数3〜6のアルケニル基、アクリロイル基又はメタクリロイル基であり、OA1,OA2およびOA3は、互いに独立に炭素数2〜4のオキシアルキレン基であり、lは1〜100であり、m及びnは互いに独立に0〜100である。)
(式(2)中、R1、R2及びR3は、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分枝鎖状の低級アルキル基であり、OA1,OA2およびOA3はオキシエチレン基であり、l、m、nはオキシエチレン基の平均付加モル数で、1〜13である。)
樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂に、上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解させたアルコキシド化合物又はアルミニウムキレート化合物を添加して、制電性組成物を製造するためには、両成分の所定の量を公知の方法を用いて混合すればよい。例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、スーパーミキサー、タンブラーなどでドライブレンドを行うこともできる。また、単軸または二軸押出機、バンバリーミキサー、プラストミル、コニーダー、ロールなどで溶融混合を行っても良い。必要に応じて、窒素などの不活性ガス雰囲気下で行うこともできる。
上記製法によって得られたポリマー及び/又は樹脂またはゴム配合物は、圧縮成形、トランスファー成形、押出成形、吹込成形、カレンダー加工、注形、ペースト加工、粉末化、反応成形、熱成形、ブロー成形、回転成形、真空成形、キャスト成形、ガスアシスト成形などの成形に用いられる公知の方法によって成形することができる。また、本発明の制電性組成物を、制電性塗料、制電性粘着剤としても用いることができる。
本発明の成形品は、家電機器部品、電子機器部品、電子材料製造機器、情報事務機器部品、通信機器、ハウジング部品、光学機械部材、自動車用部品、工業用部材、家庭用雑貨品、包装流通部材など、長期間保持して高い制電性を必要とする製品、その他の各種パーツ、パッケージ、チューブ、被覆、容器関係などの静電気対策関係に好適に使用することができる。
以下に実施例に基づいて、本発明の内容を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
以下の実施例、比較例において、表面抵抗率の測定は、URSプローブ(三菱油化(株)社製、ハイレスタUP(登録商標))を用いて、JIS K 9611に準じて行い、印加電圧は、100ボルト、500ボルトで測定した。
(実施例1)
オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(味の素ファインテクノ(株)社製、プレンアクト(登録商標)AL−M)100質量部に対して、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムを20質量部溶解した塩溶液 5質量部とアクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル 95質量部と、Megafac(登録商標)178RM(DIC(社)製、撥水剤) 3質量部を混合し、次いでベンゾフェノンとメチルフェニルグリオキシレートとをそれぞれ4質量部を添加した液状組成物を得た。この液状組成物をポリカーボネート樹脂の射出成型板(50mm×50mm×3mm)にスプレー塗布した後、熱風乾燥機(60℃)で3分間乾燥した。この成型板に、高圧水銀灯を用いて積算光量1.5J/cm2(照射時間10秒、空気中)の紫外線を照射し、硬化被膜6μmの厚さを有する透明なポリカーボネート樹脂板を得た。この樹脂板の表面抵抗率は4×109Ω/sqであった。この樹脂板を湿度70%、温度80℃の条件下に1時間放置後、表面抵抗率を測定した結果、9×109Ω/sqであった。
オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(味の素ファインテクノ(株)社製、プレンアクト(登録商標)AL−M)100質量部に対して、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムを20質量部溶解した塩溶液 5質量部とアクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル 95質量部と、Megafac(登録商標)178RM(DIC(社)製、撥水剤) 3質量部を混合し、次いでベンゾフェノンとメチルフェニルグリオキシレートとをそれぞれ4質量部を添加した液状組成物を得た。この液状組成物をポリカーボネート樹脂の射出成型板(50mm×50mm×3mm)にスプレー塗布した後、熱風乾燥機(60℃)で3分間乾燥した。この成型板に、高圧水銀灯を用いて積算光量1.5J/cm2(照射時間10秒、空気中)の紫外線を照射し、硬化被膜6μmの厚さを有する透明なポリカーボネート樹脂板を得た。この樹脂板の表面抵抗率は4×109Ω/sqであった。この樹脂板を湿度70%、温度80℃の条件下に1時間放置後、表面抵抗率を測定した結果、9×109Ω/sqであった。
(比較例1)
実施例1において、オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートの代わりに酢酸エチルを用い、この酢酸エチル100質量部に対して、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム20質量部を溶解した以外は、実施例1と同様にして硬化被膜8μmの厚さを有する透明なポリカーボネート樹脂板を得た。この樹脂板の表面抵抗率は、2×1012Ω/sqであった。この樹脂板を湿度70%、温度80℃の条件下に、1時間放置後、表面抵抗率を測定した結果、1×1013Ω/sq以上であった。
実施例1において、オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートの代わりに酢酸エチルを用い、この酢酸エチル100質量部に対して、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム20質量部を溶解した以外は、実施例1と同様にして硬化被膜8μmの厚さを有する透明なポリカーボネート樹脂板を得た。この樹脂板の表面抵抗率は、2×1012Ω/sqであった。この樹脂板を湿度70%、温度80℃の条件下に、1時間放置後、表面抵抗率を測定した結果、1×1013Ω/sq以上であった。
(実施例2)
(アクリロイル系共重合体の製造)
窒素ガスが還流され、温度調節が容易なように冷却装置を取り付けた反応器(1L)に、n−ブチルアクリレート88.0質量部、エチルアクリレート8.0質量部、ヒドロキシエチルメタクリレート 2.0質量部及びアクリル酸 2質量部からなっている単量体混合物を投入した後、溶剤酢酸エチル100質量部を投入した。その後、酸素を除去するために窒素ガスを一時パージした後、62℃に保持した。上記混合物を攪拌して均一にした後、反応開始剤として酢酸エチルに50%濃度に希釈させたアゾビスイソビチロニトリル0.03質量部を投入し、9時間反応させてアクリロイル系共重合体を製造した。
(アクリロイル系共重合体の製造)
窒素ガスが還流され、温度調節が容易なように冷却装置を取り付けた反応器(1L)に、n−ブチルアクリレート88.0質量部、エチルアクリレート8.0質量部、ヒドロキシエチルメタクリレート 2.0質量部及びアクリル酸 2質量部からなっている単量体混合物を投入した後、溶剤酢酸エチル100質量部を投入した。その後、酸素を除去するために窒素ガスを一時パージした後、62℃に保持した。上記混合物を攪拌して均一にした後、反応開始剤として酢酸エチルに50%濃度に希釈させたアゾビスイソビチロニトリル0.03質量部を投入し、9時間反応させてアクリロイル系共重合体を製造した。
(配合及びコーティング過程)
上記製造したアクリロイル系共重合体を100質量部、架橋剤としてイソシアネート系の、トリメチロールプロパンのトリイソシアネート付加物0.6質量部、可塑剤としてテトラエチレングリコールジベンゾネート 7質量部とポリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキソネート0.1質量部、及びオクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート100質量部にトリフルオロメタンスルホン酸リチウム25質量部を溶解した塩溶液2質量部を投入し、適切の濃度に希釈し、均一に混合した後、剥離紙にコーティングして乾燥した後、厚さ25μmの均一な粘着層を製造した。上記製造した粘着層を膜厚185μmのヨード系偏光板に粘着加工した。作成した粘着シートの剥離帯電圧(剥離角度150度、剥離速度1m/min、春日電機社製KSD−0103使用)を測定した結果、0.0kvであった。180度ピール粘着力は3.2N/25mmであった。
上記製造したアクリロイル系共重合体を100質量部、架橋剤としてイソシアネート系の、トリメチロールプロパンのトリイソシアネート付加物0.6質量部、可塑剤としてテトラエチレングリコールジベンゾネート 7質量部とポリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキソネート0.1質量部、及びオクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート100質量部にトリフルオロメタンスルホン酸リチウム25質量部を溶解した塩溶液2質量部を投入し、適切の濃度に希釈し、均一に混合した後、剥離紙にコーティングして乾燥した後、厚さ25μmの均一な粘着層を製造した。上記製造した粘着層を膜厚185μmのヨード系偏光板に粘着加工した。作成した粘着シートの剥離帯電圧(剥離角度150度、剥離速度1m/min、春日電機社製KSD−0103使用)を測定した結果、0.0kvであった。180度ピール粘着力は3.2N/25mmであった。
(比較例2)
実施例2、上記(配合及びコーティング過程)において、オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートの代わりに酢酸エチルを用い、この酢酸エチル100質量部に対して、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム25質量部を溶解した塩溶液2質量部を投入し、適切の濃度に希釈し、均一に混合した以外は、実施例2と同様にして、剥離紙にコーティングして乾燥した後、厚さ25μmの均一な粘着層を製造した。上記製造した粘着層を膜厚185μmのヨード系偏光板に粘着加工した。この粘着シートの剥離帯電圧を測定した結果、2.0kvであった。また180度ピール粘着力は、2.7N/25mmであった。
実施例2、上記(配合及びコーティング過程)において、オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートの代わりに酢酸エチルを用い、この酢酸エチル100質量部に対して、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム25質量部を溶解した塩溶液2質量部を投入し、適切の濃度に希釈し、均一に混合した以外は、実施例2と同様にして、剥離紙にコーティングして乾燥した後、厚さ25μmの均一な粘着層を製造した。上記製造した粘着層を膜厚185μmのヨード系偏光板に粘着加工した。この粘着シートの剥離帯電圧を測定した結果、2.0kvであった。また180度ピール粘着力は、2.7N/25mmであった。
(実施例3〜5)
上記オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートの代わりに、例えば表1に示すアルコキシド化合物を用いた。アルコキシド化合物100質量部に、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム Li(CF3SO2)2Nまたはトリフルオロメタンスルホン酸リチウムLi(CF3SO3)を所定量添加し、かき混ぜて溶液を得た。次いで、表1に示すように、樹脂及び/またはエラストマ−を100質量部に対して、所定質量部の高分子型帯電防止剤を加え、さらに上記アルコキシド化合物を所定量部配合した。次に、樹脂及び/またはエラストマ−の加工温度に設定したニーダーを用いて、混練した後、射出成形して、実施例3〜5の、幅6cm×長さ6cm×厚さ0.3cmの試験片を作成した。
上記オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートの代わりに、例えば表1に示すアルコキシド化合物を用いた。アルコキシド化合物100質量部に、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム Li(CF3SO2)2Nまたはトリフルオロメタンスルホン酸リチウムLi(CF3SO3)を所定量添加し、かき混ぜて溶液を得た。次いで、表1に示すように、樹脂及び/またはエラストマ−を100質量部に対して、所定質量部の高分子型帯電防止剤を加え、さらに上記アルコキシド化合物を所定量部配合した。次に、樹脂及び/またはエラストマ−の加工温度に設定したニーダーを用いて、混練した後、射出成形して、実施例3〜5の、幅6cm×長さ6cm×厚さ0.3cmの試験片を作成した。
(比較例3〜5)
上記実施例において、上記アルコキシド化合物溶液を添加しなかった以外は、実施例3〜5と同様にして、比較例3〜5の試験片を作成した。
上記実施例において、上記アルコキシド化合物溶液を添加しなかった以外は、実施例3〜5と同様にして、比較例3〜5の試験片を作成した。
実施例3〜5の試験片と比較例3〜5の試験片とを用いて、JIS K 6911に準じて、表面抵抗率(Ω/sq)を測定した。結果を表1に示す。
表1中の略語は次の通りである。
ABS: アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン3元共重合体(東レ(株)社製 トヨラック(登録商標)600)
PP: ポリプロピレン (日本ポリケム (株 )社製 ノバテック(登録商標)PPBC6)
NBR: アクリロニトリル− ブタジエンゴム(ジェイエスア−ル(株)製、 N520)
M3: メトキシトリエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド(特開2006-169210号公報に準じて合成)
M9: メトキシナノエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド(特開2006-169210号公報に準じて合成)
R: ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム Li(CF3SO2)2N (森田化学工業( 株 )製、LiTFSI)
T: トリフルオロメタンスルホン酸リチウム LiCF3SO3(森田化学工業(株)製、LiTFS)
A: ポリエーテルエステルアミド(三洋化成工業(株)製 ペレスタット(登録商標)6321)
B: ポリエーテルポリオレフィンブロックポリマー(三洋化成工業( 株 )製 ペレスタット(登録商標)230)
C: エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体(日本ゼオン(株)社製、ゼオスパン(登録商標)8030)
ABS: アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン3元共重合体(東レ(株)社製 トヨラック(登録商標)600)
PP: ポリプロピレン (日本ポリケム (株 )社製 ノバテック(登録商標)PPBC6)
NBR: アクリロニトリル− ブタジエンゴム(ジェイエスア−ル(株)製、 N520)
M3: メトキシトリエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド(特開2006-169210号公報に準じて合成)
M9: メトキシナノエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド(特開2006-169210号公報に準じて合成)
R: ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム Li(CF3SO2)2N (森田化学工業( 株 )製、LiTFSI)
T: トリフルオロメタンスルホン酸リチウム LiCF3SO3(森田化学工業(株)製、LiTFS)
A: ポリエーテルエステルアミド(三洋化成工業(株)製 ペレスタット(登録商標)6321)
B: ポリエーテルポリオレフィンブロックポリマー(三洋化成工業( 株 )製 ペレスタット(登録商標)230)
C: エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体(日本ゼオン(株)社製、ゼオスパン(登録商標)8030)
なお、上記実施例ではアルコキシド化合物として、アルミニウム原子のアルコキシド化合物を例示したが、上記一般式(1)中のAl原子をホウ素(B)原子に置き換えたホウ素化合物を用いた場合を、実施例6,7で説明する。また、カップリング剤としての機能も有する上記アルミニウムキレート化合物の代わりに、チタネート系カップリング剤を用い、これにフルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解してなる塩溶解混合物を用いても、相当の効果が得られる。
(実施例6)
ウレタンアクリレートプレポリマー(新中村化学工業株式会社製、NKオリゴマーUA−53H)100質量部に対して、予め、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリアクリレート(アクリロイル基4個、平均分子量1300、粘度1500(mPa・s/25℃)60質量部に対し、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムを30質量部、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル・ホウ酸エステル(ユニセーフLF−80,日油株式会社製)20質量部を溶解した溶液10質量部、光開始剤として、イルガキュアー907(チバガイギー社製)3質量部を添加した液状組成物を調整した。この液状組成物を、ベースフィルム(PET製、厚さ250μm)の上に設置したプリズム・アクリル系樹脂(ピッチ50.0μm、頂角88°)の表面に塗布した後、高圧水銀灯を用いて、空気中で紫外線(50mj×3パス)を照射した。硬化被膜3μmの厚さを有する硬度2Hの透明なプリズム板を得た。
このプリズム板の表面抵抗率は、4×109Ω/sqであった。ついで、このプリズム板を、湿度70%、温度80℃の条件下に1時間放置した後、表面抵抗率を測定した結果、6×109Ω/sqであった。
ウレタンアクリレートプレポリマー(新中村化学工業株式会社製、NKオリゴマーUA−53H)100質量部に対して、予め、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリアクリレート(アクリロイル基4個、平均分子量1300、粘度1500(mPa・s/25℃)60質量部に対し、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムを30質量部、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル・ホウ酸エステル(ユニセーフLF−80,日油株式会社製)20質量部を溶解した溶液10質量部、光開始剤として、イルガキュアー907(チバガイギー社製)3質量部を添加した液状組成物を調整した。この液状組成物を、ベースフィルム(PET製、厚さ250μm)の上に設置したプリズム・アクリル系樹脂(ピッチ50.0μm、頂角88°)の表面に塗布した後、高圧水銀灯を用いて、空気中で紫外線(50mj×3パス)を照射した。硬化被膜3μmの厚さを有する硬度2Hの透明なプリズム板を得た。
このプリズム板の表面抵抗率は、4×109Ω/sqであった。ついで、このプリズム板を、湿度70%、温度80℃の条件下に1時間放置した後、表面抵抗率を測定した結果、6×109Ω/sqであった。
(実施例7)
実施例6において、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリアクリレートを、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリアクリレート(アクリロイル基5個、平均分子量3400、粘度450(mPa・s/25℃)に替えた以外は、実施例6と同様な方法、組成で、液状組成物を調整した。この液状組成物を、PETフィルム(厚さ100μm、幅1325mm、長さ45m)の上に、連続塗布しながら、空気中で、高圧水銀灯を照射し、厚さ7μmの硬化被膜を有する透明なPETフィルムを得た。このフィルムの表面抵抗率は、4×109Ω/sq、硬度4Hであった。
実施例6において、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリアクリレートを、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリアクリレート(アクリロイル基5個、平均分子量3400、粘度450(mPa・s/25℃)に替えた以外は、実施例6と同様な方法、組成で、液状組成物を調整した。この液状組成物を、PETフィルム(厚さ100μm、幅1325mm、長さ45m)の上に、連続塗布しながら、空気中で、高圧水銀灯を照射し、厚さ7μmの硬化被膜を有する透明なPETフィルムを得た。このフィルムの表面抵抗率は、4×109Ω/sq、硬度4Hであった。
(実施例8)
実施例6において、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル・ホウ酸エステルの代わりに、有機ホウ素錯体リチウム塩(PEL−46,日本カーリット株式会社製)30質量部に替えた以外は、実施例6と同様な方法、組成で、液状組成物を調整した。この液状組成物を、PETフィルム(厚さ100μm)の上に塗布した後、高圧水銀灯を照射した。厚さ7μmの硬化被膜を有する透明なPETフィルムを得た。このフィルムの表面抵抗率は、4×1010Ω/sqであった。
実施例6において、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル・ホウ酸エステルの代わりに、有機ホウ素錯体リチウム塩(PEL−46,日本カーリット株式会社製)30質量部に替えた以外は、実施例6と同様な方法、組成で、液状組成物を調整した。この液状組成物を、PETフィルム(厚さ100μm)の上に塗布した後、高圧水銀灯を照射した。厚さ7μmの硬化被膜を有する透明なPETフィルムを得た。このフィルムの表面抵抗率は、4×1010Ω/sqであった。
今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明によれば、熱安定性に優れ、ブリーディング、ブルーミングおよび移行汚染が発生せず、湿度に依存せずに、即効性に優れ、物性の低下を招かず、かつ、優れた制電性が持続する制電性組成物が得られる。
Claims (17)
- 重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が分散されてなる制電性組成物において、
前記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、下記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、下記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に溶解された状態で分散されていることを特徴とする制電性組成物。
- 前記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、前記制電助剤100質量部に対して、0.01質量部以上200質量部以下の割合で、前記制電助剤に溶解されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の制電性組成物。
- 前記重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂100質量部に対して、前記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、0.01質量部以上30質量部以下含まれる請求項1から3のいずれか1項に記載の制電性組成物。
- 前記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンは、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオンおよびトリフルオロアルキルスルホン酸イオンからなる群から選ばれた陰イオンである請求項1から4のいずれか1項に記載の制電性組成物。
- 前記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、アルカリ金属、2A族元素、遷移金属又は両性金属のいずれかの陽イオンと、前記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンとからなる塩である請求項1から5のいずれか1項に記載の制電性組成物。
- 前記フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドのアルカリ金属塩、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドのアルカリ金属塩およびトリフルオロアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩からなる群から選ばれた塩である請求項1から6のいずれか1項に記載の制電性組成物。
- 前記アルミニウムキレート化合物は、オクタアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、オクタデカアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート及びテトラコサアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートからなる群より選ばれる、請求項2〜7のいずれか1項に記載の制電性組成物。
- 前記アルコキシド化合物は、メトキシトリエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシトリプロピレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシナノエチレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシナノプロピレングリコールのアルミニウムイソプロポキシド、メトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体のアルミニウムイソプロポキシド、メトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールランダム共重合体のアルミニウムイソプロポキシドからなる群より選ばれる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の制電性組成物。
- 重合体型帯電防止剤がさらに配合されている請求項1から8のいずれか1項に記載の制電性組成物。
- 前記重合性化合物、樹脂、エラストマ-又は粘着性樹脂100質量部に対して、前記重合体型帯電防止剤が0.05質量部以上65質量部以下配合されていることを特徴とする請求項9に記載の制電性組成物。
- 重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が分散されてなる制電性組成物の製造方法であって、
下記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、下記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解してなる塩溶解混合物を準備する工程と、
前記塩溶解混合物と、前記重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂とを一度に配合し、混練し、組成物を形成する工程とを備えたことを特徴とする制電性組成物の製造方法。
- 重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂を含む組成物中に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が分散されてなる制電性組成物の製造方法であって、
下記一般式(1)で表されるアルコキシド化合物、該アルコキシド化合物のアルミニウムアルコラートのRO基の一部又は全部をアルキルアセトアセテート又はアルケニルアセトアセテートで置換してなるアルミニウムキレート化合物、下記一般式(2)で表されるポリエチレングリコールホウ酸エステル、及び有機ホウ素錯体リチウムからなる群より選ばれた制電助剤に、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を溶解してなる塩溶解混合物を準備する工程と、
前記塩溶解混合物(第1成分)と、重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂(第2成分)とを混練し、組成物を形成する工程と、
前記組成物を、さらに前記重合性化合物、樹脂、エラストマー又は粘着性樹脂(第2成分)とを混練あるいはブレンドする工程とを備えた制電性組成物の製造方法。
- 請求項1から11のいずれかに記載の制電性組成物を含む材料を成型してなる成形品。
- 請求項1から11のいずれかに記載の制電性組成物を含む塗料。
- 請求項1から11のいずれかに記載の制電性組成物を成形品表面で硬化させた制電性被覆物。
- 請求項1から11のいずれかに記載の制電性組成物を含む粘着剤。
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JP2011013432A JP2011256362A (ja) | 2010-05-14 | 2011-01-25 | 制電性組成物、それを用いた成形品、塗料、制電性被覆物、粘着剤およびその製造方法 |
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JP2010112572 | 2010-05-14 | ||
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-
2011
- 2011-01-25 JP JP2011013432A patent/JP2011256362A/ja not_active Withdrawn
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