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技術 樹脂用帯電防止剤、帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法

出願人 ソニー株式会社
発明者 稲垣靖史
出願日 2000年10月27日 (20年0ヶ月経過) 出願番号 2000-329107
公開日 2002年5月9日 (18年6ヶ月経過) 公開番号 2002-129037
状態 未査定
技術分野 帯電防止物質 高分子組成物
主要キーワード プリント基板材 汚泥乾燥物 バージン品 使用済み樹脂 発砲スチロール 半液体状 有機系汚泥 埋め立て処分地
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年5月9日)のものです。
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課題

汚泥廃棄プラスチックの有効利用を図り、かつ、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電防止剤を添加した帯電性の低い帯電防止樹脂および樹脂帯電防止方法を提供する。

解決手段

汚泥乾燥物を樹脂用帯電防止剤として使用する。例えば、汚泥成分として、アルミニウムカルシウム、鉄、シリコンマグネシウムチタンの少なくとも1つを含む。

概要

背景

汚泥廃棄プラスチックの排出量は年々増加傾向にあるものの、主に埋め立てや焼却処分されておりそのほとんどが有効利用されていないのが現状である。一方、軽量化や低価格化、良加工性等の観点から家電製品をはじめとして種々の分野においてプラスチックが多用されているが、安全性や信頼性の維持、向上のためにはプラスチックの帯電防止対策は必須である。

概要

汚泥や廃棄プラスチックの有効利用を図り、かつ、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電防止剤を添加した帯電性の低い帯電防止樹脂および樹脂帯電防止方法を提供する。

汚泥乾燥物を樹脂用帯電防止剤として使用する。例えば、汚泥成分として、アルミニウムカルシウム、鉄、シリコンマグネシウムチタンの少なくとも1つを含む。

目的

本発明は、上述した社会的背景と従来技術の問題点に鑑み、汚泥や廃棄プラスチックの有効利用を図り、かつ、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電防止剤を添加した帯電性の低い帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法を提供することを目的とする。

効果

実績

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請求項1

請求項2

前記汚泥成分として、金属塩を含む請求項1記載の樹脂用帯電防止剤。

請求項3

前記汚泥成分として、アルミニウムカルシウム、鉄、シリコンマグネシウムチタンの少なくとも1つを含む請求項1記載の樹脂用帯電防止剤。

請求項4

樹脂成分と、汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤とを含有する帯電防止樹脂

請求項5

前記樹脂成分は、廃棄プラスチックからの樹脂成分を含む請求項4記載の帯電防止樹脂。

請求項6

前記樹脂用帯電防止剤は、汚泥成分として金属塩を含む請求項4記載の帯電防止樹脂。

請求項7

前記樹脂用帯電防止剤は、アルミニウム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタンの少なくとも1つを含む汚泥成分を含む請求項4記載の帯電防止樹脂。

請求項8

樹脂成分に汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加することにより帯電防止性を付与する樹脂の帯電防止方法

請求項9

前記樹脂成分は、廃棄プラスチックからの樹脂成分を含む請求項8記載の樹脂の帯電防止方法。

請求項10

前記樹脂用帯電防止剤として、金属塩を含む汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加する請求項8記載の樹脂の帯電防止方法。

請求項11

前記樹脂用帯電防止剤として、アルミニウム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタンの少なくとも1つを含む汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加する請求項8記載の樹脂の帯電防止方法。

技術分野

0001

本発明は、例えば、樹脂帯電防止性を付与する樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電防止剤を有する帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法に関する。

背景技術

0002

汚泥廃棄プラスチックの排出量は年々増加傾向にあるものの、主に埋め立てや焼却処分されておりそのほとんどが有効利用されていないのが現状である。一方、軽量化や低価格化、良加工性等の観点から家電製品をはじめとして種々の分野においてプラスチックが多用されているが、安全性や信頼性の維持、向上のためにはプラスチックの帯電防止対策は必須である。

発明が解決しようとする課題

0003

上述したように、汚泥や廃棄プラスチックは、埋め立てや焼却処分されるのが一般的であったが、埋め立て処分地不足や焼却時のダイオキシン等の発生等の理由から、これらの処理方法代わる技術が望まれている。また、近年、上記のゴミ問題を含めた地球環境問題がクローズアップされるようになり、排出物の有効利用技術に関するニーズが世界的なレベルで高まってきている。一方、プラスチック材料の帯電防止方法としては、プラスチック中に帯電防止剤を添加することが一般的であるが、比較的高価格な材料を添加する必要があるため、より低価格で効果的な帯電防止技術が望まれている。

0004

本発明は、上述した社会的背景と従来技術の問題点に鑑み、汚泥や廃棄プラスチックの有効利用を図り、かつ、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電防止剤を添加した帯電性の低い帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

本発明者は、上記の課題を克服するため鋭意研究を重ねた結果、汚泥から得られる成分が各種樹脂に対して帯電防止効果に優れた樹脂用帯電防止剤として利用できることを見い出し本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明の樹脂用帯電防止剤は、汚泥成分を含む。また、本発明の帯電防止樹脂は、樹脂成分と、汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤とを含有する。ここで、本願明細書において、汚泥成分とは、当該汚泥に含まれている成分をいう。

0006

例えば、前記汚泥成分として、金属塩を含む。また、例えば、前記汚泥成分として、アルミニウムカルシウム、鉄、シリコンマグネシウムチタンの少なくとも1つを含む。また、例えば、前記樹脂成分は、廃棄プラスチックからの樹脂成分を含む。

0007

上記の本発明によれば、種々の物質が多く含まれている汚泥成分を含有するため、例えば、樹脂に産業排水等から得られる汚泥を添加することにより、汚泥に含まれる酸化物水酸化物あるいはハロゲン化物の状態にある金属成分により、樹脂の帯電防止性を向上させることができる。また、樹脂成分として、廃棄プラスチックからの樹脂成分を含むことにより、廃棄物の排出量の低減および有効利用の観点から地球の環境保全に貢献する事ができる。

0008

さらに、上記の目的を達成するため、本発明の樹脂の帯電防止方法は、樹脂成分に汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加することにより帯電防止性を付与する。

0009

例えば、前記樹脂成分は、廃棄プラスチックからの樹脂成分を含む。また、例えば、前記樹脂用帯電防止剤として、金属塩を含む汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加する。また、例えば、前記樹脂用帯電防止剤として、アルミニウム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタンの少なくとも1つを含む汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤を添加する。

0010

上記の本発明の樹脂の帯電防止方法によれば、廃棄物として排出されていた汚泥を有効利用することができ、コストの削減を図りつつ、樹脂の帯電防止化を図ることができる。また、樹脂成分として、廃棄プラスチックからの樹脂成分を使用することにより、廃棄物の排出量の低減および有効利用の観点から地球の環境保全に貢献する事ができる。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下に、本発明の樹脂用帯電防止剤、帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法の実施の形態について説明する。

0012

上述したように、本発明の樹脂用帯電防止剤は、汚泥成分を含む。例えば、本発明の樹脂用帯電防止剤は、汚泥を乾燥させることにより得られる。

0013

本発明における汚泥とは、各種産業排水あるいは生活排水浄化等の各種処理を行う際に発生する半液体状廃棄物をいう。上記の各種産業排水からの汚泥としては、例えば半導体製造等の電気電子自動車製鉄等の金属、製紙、化学製薬、土建等の各種産業排水から得られるものを挙げることができる。

0014

ここで、本願明細書において、汚泥成分中に主に無機物を含有するものを無機系汚泥と呼び、汚泥成分中に主に有機物を含有するものを有機系汚泥と呼ぶ。上記の生活排水より得られる汚泥は、主に有機系汚泥に属し、上記の産業排水により得られる汚泥は、主に無機系汚泥に属すると考えられる。

0015

上記の無機系汚泥中には、元々種々の元素化合物等の状態で含まれているが、排水処理の際には、硫酸バンド硫酸アルミニウム)、塩化第1鉄、塩化第2鉄、PAC(ポリ塩化アルミニウム)等の無機凝集剤が一般に使用されるため、さらに多くの種類の元素あるいはその化合物が無機系汚泥中に混入されることになる。

0016

例えば、各種産業排水から得られる無機系汚泥中には、各種産業においてその汚泥成分は異なっているものの、例えば、アルミニウム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタン等の少なくとも1種類以上の無機物が、酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩、炭酸塩等のような状態で含まれており、これらが樹脂の帯電防止化に大きく貢献することになる。

0017

また、例えば、生活排水等から得られる汚泥についても、当該汚泥中に無機物が含有されていれば上述の産業排水から得られる汚泥と同じく樹脂用の帯電防止剤として利用することは可能である。

0018

これらの無機系汚泥成分中に含まれるアルミニウム、カルシウム、鉄、シリコン、マグネシウム、チタンなどの各種金属およびこれらの化合物の含有量は特に限定しないが、通常、0.01重量%以上が好ましく、1重量%以上がさらに好ましい。含有量が少ないと樹脂の帯電防止効果が低くなるからである。

0019

以上の無機系汚泥は、単独で樹脂用帯電防止剤として使用しても良いが、2種類以上を混合して樹脂用帯電防止剤とすることもできる。

0020

上述した無機系汚泥を例えば乾燥させて樹脂に添加することにより、本発明に係る樹脂と、汚泥成分を含む樹脂用帯電防止剤とを含有する帯電防止樹脂となる。

0021

例えば乾燥状態における無機系汚泥成分の添加量は、樹脂重量に対して0.01〜300重量%、好ましくは、0.2〜100重量%、さらに好ましくは、1〜50重量%である。添加量が少なすぎると樹脂の帯電防止効果が低くなり、一方、多すぎると樹脂本来成形可能性や耐衝撃性等の特性が損なわれることになるからである。

0022

上記の汚泥乾燥物の添加により帯電防止可能な樹脂としては、例えば、ポリスチレン(PS)、ハイインパクトポリスチレンHIPS)、スチレンアクリロニトリル(SAN)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリアクリロニトリル(PAN)樹脂、ナイロン樹脂ポリオレフィンポリエチレンポリプロピレンポリイソプレン)樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンスルフィド、ポリアクリロニトリル−ブタジエン(ニトリルゴム)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリスルホンポリアリルスルホンポリエーテルスルホンポリチオエーテルスルホン、ポリエーテルケトンポリエーテルイミドポリエーテルエーテルケトンポリアミドポリアミドイミドポリイミドポリアリレート芳香族ポリエステルポリウレタンポリ塩化ビニル塩素化ポリエーテルポリクロメチルスチレンセルロースポリビニルアルコールキチンポリ乳酸ポリラクチドポリアクリル酸エステルポリメタクリル酸エステルセルロイドポリエチレンオキサイド(PEO)、エポキシ樹脂フェノールホルマリン樹脂メラミン樹脂琥珀樹脂テルペン樹脂、各種液晶ポリマー等を挙げることができる。

0023

本発明の樹脂用帯電防止剤を添加する樹脂成分として、上記した樹脂を単独で使用しても良いし、また、上記した樹脂の2種以上を任意の割合で混合した混合物を使用しても良い。なお、本願明細書においては、混合物とは、ポリマーアロイのような2種類以上の樹脂を含む多成分系材料の総称を意味し、混ぜ合わせただけの単純なタイプから、通常混ざらない樹脂同士を化学的な処理をして分散させたタイプまで含めて呼んである。また、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂のどちらであっても良い。

0024

上記の樹脂は、いずれもバージン品であっても良く、もしくは、使用済みの廃材であっても良い。廃材の有効利用の観点からすると、使用済み樹脂原料として使用する方がより好ましい。

0026

本実施形態に係る樹脂用帯電防止剤によれば、樹脂に産業排水等から得られる汚泥を添加することにより、特に無機系汚泥に含まれる酸化物や水酸化物あるいはハロゲン化物の状態にある金属成分により、帯電防止性を向上させることができる。従って、従来は廃棄物として排出されていた汚泥を有効に利用して帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤を得ることができる。また、使用済みとなった例えば発砲スチロールなどの樹脂にも本発明を適用することができるため、廃棄プラスチックの有効利用にも貢献できる。また、本発明は、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、当該樹脂用帯電防止剤を添加した帯電性の低い樹脂を提供するばかりでなく、廃棄物の排出量の低減および有効利用の観点から地球の環境保全に貢献する事ができる。

0027

次に、本発明の樹脂用帯電防止剤および帯電防止樹脂の製造方法(樹脂の帯電防止方法)について説明する。まず、各種の工場の排水や家庭排水から得られる汚泥の成分を分析し、使用に適した無機系汚泥を少なくとも1種類決定する。このとき、将来的に樹脂用帯電防止剤や帯電防止樹脂および当該帯電防止樹脂の成形体を土に返すことを考慮すると、水銀や、砒素などの有害物質は、できるだけ含まない汚泥を使用することが好ましい。

0028

そして、各種の産業排水からの無機系汚泥は通常水分が70%〜80%含んでいるため、樹脂と混合させるために、熱風乾燥ロータリーキルンの使用等による加熱、減圧冷凍燃焼天日等の方法により乾燥して無機系汚泥乾燥物を製造する。なお、上記のロータリーキルン等で乾燥するのが最も実用的である。これにより、当該汚泥乾燥物が本発明に係る帯電防止剤として製造される。

0029

次に、上記の無機系汚泥乾燥物からなる樹脂用帯電防止剤を樹脂に添加して帯電防止樹脂を製造するために、必要に応じて無機系汚泥乾燥物を粉砕分級して、細かく、かつ粒径分布が少ない粉状にする。

0030

次に、上記の粉状の無機系汚泥乾燥物からなる樹脂用帯電防止剤と所定の樹脂、および所望により他の樹脂用添加物を所定量の割合で配合し、例えば、2本ロールミルニーダーインターミックス、バンバリーミキサー等の混合機を用いる通常の合成樹脂配合方法により製造する。これにより、当該汚泥乾燥物を樹脂用帯電防止剤として含有する帯電防止樹脂が製造される。

0031

そして、得られた帯電防止樹脂の樹脂成形体を製造する場合には、上記の方法により得られた帯電防止樹脂を、例えば、圧縮成形トランスファー成形射出成形カスチングスラッシュ成形真空成形積層成形押出成形等の各種成形方法の中から、帯電防止樹脂の成分及び成形物の形状により適宜の方法を選択して樹脂成形体を得ることができる。

0032

上記の本実施形態に係る樹脂の帯電防止方法によれば、特に新たな製造工程を設ける必要なく廃棄物として排出されていた汚泥を有効利用することができ、コストの削減を図りつつ、樹脂の帯電防止化を図ることができる。

0033

本発明の樹脂用帯電防止剤、帯電防止樹脂および樹脂の帯電防止方法は、上記の実施形態の説明に限定されない。例えば、上述したように樹脂用帯電防止剤は、無機系汚泥乾燥物のみでなく、他の一般の樹脂用帯電防止剤と組み合わせて使用することもできるし、また、無機系汚泥に含まれる成分を有効に樹脂用帯電防止剤として使用できれば、汚泥の乾燥の程度等は特に限定されるものではない。また、上記の樹脂用帯電防止剤により帯電防止化される樹脂であれば、特に樹脂の種類について限定はない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

0034

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下に述べるのは、あくまで本発明の一実施態様であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、汚泥成分の配合割合、樹脂の種類等を自由に変更することができる。

0035

(樹脂用帯電防止剤1の作製)半導体工場から排出された汚泥(水分70%含有)を減圧乾燥機により圧力1.33kPa(10Torr)、温度100℃で4時間乾燥させて、白色粉末状の樹脂用帯電防止剤を得た。この樹脂用帯電防止剤としての粉末中には、分析の結果、アルミニウムが20重量%、カルシウムが17重量%、マグネシウムが1.4重量%、シリコンが10重量%含まれていた。

0036

(樹脂用帯電防止剤2の作製)金属加工工場から排出された汚泥(水分60%含有)を減圧乾燥機により圧力1.33kPa(10Torr)、温度100℃で4時間乾燥させて、粉末状の樹脂用帯電防止剤を得た。この樹脂用帯電防止剤としての粉末中には、分析の結果、チタンが15重量%、鉄が10重量%、マグネシウムが18重量%、アルミニウムが13重量%含まれていた。

0037

実施例1
樹脂用帯電防止剤1をABS樹脂に20重量%混合し、250℃で10分間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

0038

実施例2
樹脂用帯電防止剤1をHIPS(ハイインパクトポリスチレン)樹脂に15重量%混合し、250℃で10分間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

0039

実施例3
樹脂用帯電防止剤1を生分解性プラスチックであるポリ乳酸に10重量%混合し、150℃で10分間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

0040

実施例4
樹脂用帯電防止剤1をフェノール樹脂プリント基板材)に15重量%内添して、シート状の樹脂板を得た。

0041

実施例5
樹脂用帯電防止剤2をPC(ポリカーボネート)樹脂に20重量%混合し、280℃で10分間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

0042

実施例6
樹脂用帯電防止剤2をPP(ポリプロピレン)樹脂に15重量%混合し、250℃で10分間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

0043

実施例7
樹脂用帯電防止剤2を使用済みの発砲スチロール(PS:ポリスチレン)樹脂に10重量%混合し、250℃で10分間ヒートプレスを行うことでシート状の樹脂板を得た。

0044

実施例8
樹脂用帯電防止剤2をガラスエポキシ樹脂(プリント基板材)に10重量%内添して、シート状の樹脂板を得た。

0045

比較例1〜8
比較例1〜8として、実施例1〜実施例8で使用したのと同じ樹脂で、樹脂用帯電防止剤を添加せず、その他はそれぞれ同じ条件で加工、成形してシート状の樹脂板を得た。

0046

以上のようにして、実施例1〜8および比較例1〜8において得られた樹脂板の表面抵抗を、表面抵抗測定計(YOKOGAWA−HELETT−PACKARD4329AHGHESISTANCE METER、500V:30秒後)を用いて測定をした結果を表1に示す。

0047

0048

表1から明らかなように、樹脂に無機系汚泥乾燥物からなる樹脂用帯電防止剤を添加することにより、添加していない樹脂に比して表面抵抗が低下しており、帯電防止効果が向上していることが確認された。なお、表には示してはいないが、無機系汚泥乾燥物に既存の樹脂用帯電防止剤を加えるとさらに樹脂の帯電防止化の効果があることが確認された。

発明の効果

0049

本発明によれば、従来は廃棄物として排出されていた汚泥を有効に利用して帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤、および帯電防止性に優れる帯電防止樹脂を得ることができる。また、本発明は、帯電防止効果の優れる樹脂用帯電防止剤および帯電防止性に優れる帯電防止樹脂を提供するばかりでなく、廃棄物の排出量の低減および有効利用の観点から地球の環境保全に貢献する事ができる。

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