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帯電防止剤は、静電気の蓄積を軽減または除去するために材料またはその表面を処理するために使用される化合物です。静電気は、摩擦電気効果[1]によって、または高電圧電源を使用した非接触プロセスによって生成されます。静電気は、インモールドラベル印刷プロセスの一環として表面に導入される可能性があります。[2]
帯電防止剤の役割は、表面または材料自体を、それ自体が導電性であるか、空気中の水分を吸収することによって、わずかに導電性にすることです。そのため、いくつかの保湿剤を使用することができます。帯電防止剤の分子は、界面活性剤と同様に、親水性領域と疎水性領域の両方を持っていることがよくあります。疎水性側は材料の表面と相互作用し、親水性側は空気中の水分と相互作用して水分子を結合します。
内部帯電防止剤は材料に直接混ぜるように設計されており、外部帯電防止剤は表面に塗布されます。
一般的な帯電防止剤は、長鎖脂肪族 アミン（オプションでエトキシル化）およびアミド、第四級アンモニウム塩（例：ベヘントリモニウムクロリドまたはコカミドプロピルベタイン）、リン酸エステル、ポリエチレングリコールエステル、またはポリオールをベースとしています。従来の移行性帯電防止剤には、長鎖アルキルフェノール、エトキシル化アミン、およびグリセロールエステル（グリセロールモノステアレートなど）が含まれます。移行性帯電防止剤は、短期的な用途では費用対効果の高い保護を提供しますが、他の用途では、より長期的な保護、または火花を防ぎ電子機器を静電気散逸から保護するために必要な低抵抗が必要です。これらの用途では、永久帯電防止剤またはカーボンブラック、導電性繊維、ナノ材料などの導電性添加剤が使用されます。[3] [4]コーティング処理用の帯電防止剤には、イオン液体またはイオン液体中の塩の溶液が含まれる場合もあります。[5]インジウムスズ酸化物は、窓の透明な帯電防止コーティングとして使用できます。また、PEDOT:PSSなどの導電性ポリマーや導電性ポリマーナノファイバー、特にポリアニリンナノファイバーを使用することもできます。一般に、これらのシステムはコーティングにはあまり耐久性がありません。特に、アンチモンスズ酸化物は耐久性のあるシステムに使用され、多くの場合ナノ形態で、最終的なコーティングに配合されます。
紡績と繊維
繊維は、潤滑剤とともに帯電防止剤の希釈溶液で処理されることが多い。代表的な帯電防止剤としては、アルキルリン酸エステルやホスホネート、各種石鹸、アンモニウム塩などがある。[6]
燃料
帯電防止剤は、一部の軍用ジェット燃料や非極性 有機溶剤にも添加され、導電性を付与することで静電気の蓄積を防ぎ、燃料蒸気に火花が引火するのを防ぎます。 Stadis 450 [詳細な説明が必要]は、一部の留出燃料、市販のジェット燃料、軍用JP-8に添加される薬剤です。 Stadis 425 と Dorf Ketal の SR 1795 は、留出燃料に使用される類似の化合物です。 Statsafe 製品は、燃料以外の用途に使用されます。 Stadis 425 に似た Antis DF3 は、ポリアミンとポリスルホンからなる琥珀色の液体です。 [7]油溶性スルホン酸、たとえばドデシルベンゼンスルホン酸も、一部の帯電防止添加剤の一部として使用できます。
非極性溶媒に帯電防止剤を加えると導電性が高まり、静電塗装が可能になります。（酸素系溶媒は導電性が高すぎるため、ここでは使用できません。）[8]
ポリスルホンはオレフィン、特にα-オレフィンと二酸化硫黄を反応させることで製造できる。ポリアミンはエピクロロヒドリンと脂肪族モノアミンを反応させることで製造できる。[9]
参照
参考文献
- ^ Robinson, K; Durkin, W (2010). 「ロールツーロール製造工程における静電気の問題」. IEEE Transactions on Industry Applications . 46 (6): 2172–2178. doi :10.1109/TIA.2010.2071270. S2CID 14320690.
- ^ Shelton, SE (2004 年 4 月)。「インモールド ラベリング: 静電気が最適な方法」。プラスチック テクノロジー。
- ^ J Markarian、「帯電防止剤および導電性添加剤の新開発」、Plastics Additives and Compounding、2008年9月/10月、22-25。
- ^ Gornicka, B (2010). 「ナノ充填コーティングの帯電防止特性」Acta Physica Polonica A . 117 (5): 869–872. Bibcode :2010AcPPA.117..869G. doi : 10.12693/APhysPolA.117.869 .
- ^ 特許 DE 102006045869、塗料、印刷インク、ラッカーなどのコーティングの帯電防止処理は、帯電防止剤としてイオン液体またはイオン液体中の塩溶液を使用することを含む、2008 年 4 月 3 日。
- ^ Marquardt, Kurt (2011). 「繊維助剤、2. 繊維生産および加工用助剤」。Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry . doi :10.1002/14356007.o26_o06. ISBN 978-3-527-30385-4。
- ^ 「Stadis 425(id:8508862) 製品詳細 - Hans Group LTD(上海代表事務所)のStadis 425を見る - EC21」。
- ^ Lambourne, R.; Strivens, TA (1999-08-23). ペイントと表面コーティング: 理論と実践. Elsevier. ISBN 9781855737006。
- ^ 「炭化水素燃料および溶剤用の強化帯電防止添加剤」。