JP2001098092A

JP2001098092A - 被静電塗装用樹脂成形体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001098092A
Application number: JP2000013551A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Kakegawa; 宏弥掛川
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性プライマーによる前処理を経ずに直接
に静電塗装可能な樹脂成形体を、強度等の特性を損なう
ことなく、しかも安価に実現する。【解決手段】被静電塗装用樹脂成形体は、静電塗装が
適用される樹脂成形体であり、成形された樹脂材料から
なるマトリックスと、当該マトリックス内に分散された
導電性フィラーとを含み、電圧の印加処理が施されてい
る。ここで、マトリックス中における導電性フィラーの
含有量は、例えば、２０重量％未満、或いは１．０重量
％以上１６重量％以下である。一方、印加される電圧
は、例えば２０ｋＶ以上樹脂材料の絶縁破壊電圧未満で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形体、特
に、静電塗装が適用される被静電塗装用樹脂成形体に関
する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】自動車のバンパーは、金属製
のものから軽量性や耐衝撃性等に優れたエラストマー変
性ポリプロピレン樹脂やポリアミド樹脂などの樹脂材料
を用いた樹脂成形品のものへの転換が進められており、
また、そのような樹脂製バンパーは、鋼鉄製の車体と一
体感を持たせた意匠性を付与するために、車体と同様に
静電塗装される場合が多い。

【０００３】ところで、樹脂製バンパーに対して静電塗
装を施す場合、樹脂製バンパーそのものは静電塗装に適
した導電性、特に表面抵抗を持たないことから、静電塗
装に先立って、被静電塗装面である表面部分に導電性を
付与するための前処理が施される。このような前処理と
しては、例えば特開平１０−３０９５１３号公報に記載
されている通り、熱可塑性ポリオレフィン樹脂系、熱可
塑性ポリウレタン樹脂／尿素樹脂系、熱硬化性オイルフ
リーポリエステル樹脂／メラミン樹脂／エポキシ樹脂系
などの導電性プライマーを樹脂製バンパーに塗布する方
法が採用されている。しかし、このような導電性プライ
マーによる前処理は、煩雑であり、また、静電塗装品の
価格を高める原因にもなり得る。

【０００４】また、特開平７−２６８１２４号公報およ
び特開平８−２５３６０６号公報には、樹脂材料に対し
て特定の窒素含有化合物を予め添加しておき、その樹脂
材料からなる成形体に対してコロナ放電処理を施すこと
により、静電塗装に適した表面抵抗を示す樹脂成形体を
製造する方法が記載されている。しかし、この方法によ
り得られる静電塗装用の樹脂成形体は、樹脂材料中に含
まれる窒素含有化合物により、樹脂材料から期待できる
本来的な強度や弾性等の各種特性が損なわれるおそれが
ある。

【０００５】本発明の目的は、導電性プライマーによる
前処理を経ずに直接に静電塗装可能な樹脂成形体を、強
度等の特性を損なうことなく、しかも安価に実現するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の被静電塗装用樹
脂成形体は、静電塗装が適用される樹脂成形体であっ
て、成形された樹脂材料からなるマトリックスと、当該
マトリックス内に分散された導電性フィラーとを含み、
電圧の印加処理が施されている。

【０００７】ここで、マトリックス中における導電性フ
ィラーの含有量は、例えば２０重量％未満である。或い
は、マトリックス中における導電性フィラーの含有量
は、例えば１．０重量％以上１６重量％以下である。導
電性フィラーは、例えば、フィラー群電気抵抗値が１０
⁵Ωｃｍ以下１０^-2Ωｃｍ以上のものである。

【０００８】また、導電性フィラーは、例えば繊維状の
ものである。この場合、導電性フィラーの平均繊維径
は、例えば０．００２μｍ以上１５μｍ以下である。さ
らに、マトリックス中における導電性フィラーの平均残
存アスペクト比は、例えば１０以上１００，０００以下
である。

【０００９】一方、印加される電圧は、例えば１，００
０Ｖ以上樹脂材料の絶縁破壊電圧未満である。或いは、
例えば２０ｋＶ以上樹脂材料の絶縁破壊電圧未満であ
る。

【００１０】本発明の被静電塗装用樹脂成形体は、例え
ば、表面抵抗が１０⁴Ω／□以上１０¹²Ω／□以下であ
る。

【００１１】本発明の他の見地に係る被静電塗装用樹脂
成形体は、同様に静電塗装が適用される樹脂成形体であ
って、成形された樹脂材料からなるマトリックスと、当
該マトリックス中に分散された導電性フィラーとを含
み、樹脂材料の軟化点に加熱処理して室温まで冷却した
後の表面抵抗が加熱処理する前の表面抵抗の１００倍以
上である。この被静電塗装用樹脂成形体は、加熱処理の
後に、さらに電圧の印加処理を施した場合の表面抵抗
が、電圧の印加処理を施す前の表面抵抗の１／１００以
下である。

【００１２】本発明の製造方法は、静電塗装が適用され
る樹脂成形体の製造方法であり、樹脂材料と導電性フィ
ラーとを混合して成形材料を調製する工程と、成形材料
を所望の形状に成形する工程と、成形された成形材料に
対して電圧を印加する工程とを含んでいる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の被静電塗装用樹脂成形体
は、マトリックスと、当該マトリックス中に分散された
導電性フィラーとを含んでいる。マトリックスは、樹脂
材料からなるものであって、例えば自動車のバンパーや
エアロパーツなどの、静電塗装されるための各種の所望
の形状に成形されたものである。ここで用いられる樹脂
材料は、特に限定されるものではなく、公知の熱可塑性
樹脂や熱硬化性樹脂である。

【００１４】ここで、熱可塑性樹脂としては、例えば、
ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリスチレン
樹脂、ポリアクリルスチレン樹脂およびポリウレタン樹
脂などの汎用プラスチック、アクリル−ブタジエン−ス
チレン樹脂（ＡＢＳ），ポリフェニルエーテル樹脂，ポ
リアセタール樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリブチレ
ンテレフタレート樹脂，ポリエチレンテレフタレート樹
脂，ナイロン６およびナイロン６，６などのエンジニア
リングプラスチック、並びにポリエーテルエーテルケト
ン樹脂，ポリアミド樹脂，ポリイミド樹脂，ポリスルホ
ン樹脂，４−フッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂，
ポリフッ化ビニリデン樹脂，４−フッ化エチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂，ポリエ
ーテルイミド樹脂，ポリエーテルサルフォン樹脂，ポリ
フェニレンサルファイド樹脂，変性ポリフェニレンオキ
サイド樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂、エラストマ
ー変性ポリプロピレン樹脂（ＥＭＰＰ）、スーパーオレ
フィンポリマー（ＳＯＰ）および液晶ポリマーなどの超
エンジニアリングプラスチックなどを挙げることができ
る。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂および不飽和ポリ
エステル樹脂などを挙げることができる。

【００１５】因みに、本発明の被静電塗装用樹脂成形体
が自動車のバンパーやエアロパーツである場合は、上述
の樹脂材料として、それらにおいて通常用いられる樹脂
材料、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、Ｅ
ＭＰＰおよびＳＯＰを用いるのが好ましい。

【００１６】一方、本発明で用いられる導電性フィラー
は、樹脂材料に対して導電性を付与するために通常用い
られるものであり、金属材料、炭素材料、金属材料がコ
ートされた有機材料、金属材料がコートされた無機材
料、炭素がコートされた無機材料または黒鉛がコートさ
れた無機材料、若しくはこれらの群から任意に選択され
た２種以上のものの混合物である。

【００１７】ここで、金属材料としては、銀、銅、ニッ
ケル、鉄、アルミニウム、ステンレスおよび酸化錫など
を例示することができる。炭素材料としては、ポリアク
リロニトリル樹脂，ピッチ，フェノール樹脂，レーヨン
およびリグニンなどの炭素前駆体を焼成して得られる炭
素、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェ
ンブラック並びに黒鉛を例示することができる。金属材
料がコートされた有機材料としては、ニッケルコートさ
れた樹脂を例示することができる。金属材料がコートさ
れた無機材料としては、ニッケルコートマイカ、銀コー
トガラス、アルミコートガラス、ニッケルメッキガラス
およびニッケルメッキ炭素などを例示することができ
る。炭素がコートされた無機材料としては、炭素がコー
トされたチタン酸カリウムを例示することができる。黒
鉛がコートされた無機材料としては、黒鉛がコートされ
たチタン酸カリウムを例示することができる。

【００１８】また、上述の導電性フィラーは、粒状、フ
レーク状、ウイスカー状および繊維状などの各種のも
の、またはこれらの任意の混合物であり、形状が特に限
定されるものではない。例えば、粒状のものとしては、
金属材料からなるものとして銀粉、銅粉、ニッケル粉、
鉄粉、酸化錫粉を、また、金属材料がコートされた無機
材料として銀コートガラスビーズを、さらに、炭素材料
からなるものとしてカーボンブラック、アセチレンブラ
ック、ケッチェンブラックを挙げることができる。ま
た、フレーク状のものとして、アルミフレークやニッケ
ルコートマイカを挙げることができる。さらに、ウイス
カー状のものとしては、炭素がコートされた無機材料と
して炭素がコートされたチタン酸カリウムウイスカー
を、また、炭素材料からなるものとして黒鉛ウイスカー
を挙げることができる。さらに、繊維状のものとして
は、金属材料からなるものとしてアルミニウム，銅およ
びステンレスなどの長繊維や短繊維を、また、金属材料
がコートされた無機材料からなるものとしてアルミコー
トガラス繊維やニッケルメッキガラス繊維を、さらに、
金属材料がコートされた有機材料からなるものとしてニ
ッケルコートされた樹脂繊維を、さらに、炭素材料から
なるものとしてポリアクリロニトリル系炭素繊維，等方
性ピッチ系炭素繊維，異方性ピッチ系炭素繊維，フェノ
ール樹脂系炭素繊維，レーヨン系炭素繊維およびリグニ
ン系炭素繊維等の炭素繊維並びに黒鉛繊維をそれぞれ例
示することができる。

【００１９】なお、本発明の被静電塗装用樹脂成形体に
含まれる導電性フィラーの具体的な態様の一つは、例え
ば、炭素材料、特に、被静電塗装用樹脂成形体の強度を
高めることができる炭素繊維および黒鉛繊維のうちの少
なくとも一つである。

【００２０】また、導電性フィラーとしては、上述の導
電性フィラーに代え、或いは上述の導電性フィラーと共
に、より安価な他の導電性フィラーが用いられてもよ
い。ここで利用可能なより安価な導電性フィラーとして
は、例えば、本願出願人が先に出願した特願平１１−１
７６９７号に記載のものを挙げることができる。この導
電性フィラーは、バインダーが含浸された天然繊維から
なる繊維群を圧縮して成形体を得るための工程と、当該
成形体を加熱して炭化するための工程とを含む製造工程
を経て得られるものであり、より具体的には次の製造工
程を経て得られるものである。

【００２１】先ず、バインダーが含浸された天然繊維か
らなる繊維群を圧縮して成形体を得る。ここで用いられ
る天然繊維は、例えば、綿、パルプ、絹、麻等である。
このうち、安価な綿が特に好ましい。

【００２２】ここで用いられる天然繊維の平均アスペク
ト比（平均繊維長／平均繊維径）は、少なくとも５、例
えば、５〜２，０００に設定されているのが好ましく、
１０〜１，８００に設定されているのがより好ましく、
２０〜１，５００に設定されているのがさらに好まし
い。平均アスペクト比が５未満の場合は、導電性の付与
効果が低下するおそれがある。逆に、２，０００を超え
る場合は、樹脂材料に対する定量供給が困難になるおそ
れがある。なお、平均アスペクト比は、一般に、樹脂材
料に対する定量供給が可能な限り大きい方が、樹脂材料
との複合後の残存アスペクト比を大きくでき、その結果
樹脂材料に対して導電性を付与し易くなるため好まし
い。因みに、この平均アスペクト比の基準になる平均繊
維径は、光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により求めることができる。

【００２３】上述の天然繊維に含浸されるバインダー
は、天然繊維同士を接着して一体化させることができる
ものであれば特に限定されるものではないが、通常は加
熱処理後に炭素を残す高分子材料系の炭素前駆体、特
に、不活性ガス中において６００℃で加熱した後の炭化
収率が１〜８０重量％のもの、好ましくは５〜６０重量
％のもの、より好ましくは１０〜５０重量％のものであ
る。この炭化収率が１重量％未満の場合は、後述する炭
化工程において、加熱処理後の成形体が脆くなり、崩れ
やすくなる。この結果、この導電性フィラーと樹脂材料
とを混合する際、特にフィーダーを用いてこの導電性フ
ィラーを樹脂材料に対して供給する際に、導電性フィラ
ーが崩れやすくなり、導電性フィラーを高分子材料に対
して安定に定量供給するのが困難になる。

【００２４】ここで用いられる上述の炭素前駆体は、上
述のような炭化収率を有するものであれば特に限定され
るものではなく、公知の各種のものである。具体的に
は、例えば、ポリビニルアルコール、リグニン、フェノ
ール樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、
カルボキシメチルセルロース、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリエーテルサルホン、コールタール、ピッチ、ポ
リスルフォン等を用いることができる。これらのうち、
フェノール樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂およびメラ
ミン樹脂のうちの少なくとも１つの熱硬化性樹脂が好ま
しい。なお、これらの炭素前駆体は、必要に応じて２種
以上のものが混合して用いられてもよい。

【００２５】上述の天然繊維に対して上述のバインダー
を含浸する場合は、先ず、バインダーを含む溶液（バイ
ンダー溶液）を調製し、この溶液を天然繊維に対して含
浸させる。ここで用いられるバインダー溶液は、通常、
上述のバインダーを有機溶媒に溶解したもの（有機溶媒
溶液）、または上述のバインダーのエマルジョンであ
る。有機溶媒を用いる場合、利用するバインダーを溶解
することができるものであればその種類は特に限定され
るものではないが、一般にはアルコール類、ケトン類、
ハロゲン化炭化水素類などを用いることができる。

【００２６】バインダー溶液を天然繊維に対して含浸す
るための方法としては、各種の方法、例えば、バインダ
ー溶液中に天然繊維を浸漬する方法や、天然繊維に対し
てバインダー溶液を吹き付ける方法などを採用すること
ができる。

【００２７】なお、バインダー溶液は、有機溶媒溶液お
よびエマルジョンのいずれの場合も、天然繊維に対して
付与されるバインダー量が乾燥後の固形分換算で０．１
〜５重量％になるよう天然繊維に対して含浸されるのが
好ましい。天然繊維に対して付与されるバインダー量が
０．１重量％未満の場合は、天然繊維同士の接着性が低
下し、天然繊維による成形体を製造しにくくなるおそれ
がある。また、後述する工程により得られる加熱処理後
（炭化処理後）の成形体（すなわち、導電性フィラー）
の嵩密度が低下するおそれがある。逆に、５重量％を超
える場合は、加熱処理後（炭化処理後）の成形体、すな
わち導電性フィラーと樹脂材料との混合時に、導電性フ
ィラーが崩れにくくになり、結果的に導電性フィラーが
樹脂材料中に繊維状態で均一に分散しにくくなるおそれ
がある。なお、天然繊維に対して付与される上述のバイ
ンダー溶液量のより好ましい範囲は０．５〜３重量％で
ある。

【００２８】次に、上述のようにしてバインダーが含浸
された天然繊維の多数本からなる群、すなわち繊維群を
圧縮成形する。圧縮成形により達成する形状は特に限定
されるものではないが、通常は板状、棒状およびペレッ
ト状などである。このような成形体の嵩密度は、通常、
少なくとも０．１ｇ／ｃｃに設定するのが好ましく、少
なくとも０．４ｇ／ｃｃに設定するのがより好ましい。

【００２９】圧縮成形時の設定圧力は、通常、１０〜
１，０００ｋｇ／ｃｍ²に設定するのが好ましく、５０
〜５００ｋｇ／ｃｍ²に設定するのがより好ましい。ま
た、この圧縮成形工程は、繊維群の成形性を高めるため
に、繊維群を加温しながら実施することができる。その
場合の設定温度は、通常、５０〜２００℃に設定するの
が好ましく、１００〜１８０℃に設定するのがより好ま
しい。

【００３０】次に、得られた成形体を加熱して炭化す
る。ここでは、通常、成形体を窒素等の不活性ガス雰囲
気中において加熱処理し、成形体を炭化させる。なお、
加熱処理工程に先立って、成形体は、予め樹脂材料に対
してフィードし易い形状（例えばペレット状）に適宜切
断等されていてもよい。この加熱工程では、成形体を構
成する天然繊維およびバインダーが炭化され、成形体
は、炭化された天然繊維が炭化されたバインダーによっ
て緩やかに相互に結合した導電性フィラーになる。

【００３１】上述のような成形体の加熱処理時に設定す
べき加熱温度は、成形体、すなわち天然繊維およびバイ
ンダーの両方が炭化し得る温度範囲であり、通常、６０
０〜２，８００℃の範囲である。この場合の昇温速度
は、一般に、成形体の熱重量分析結果における重量変化
の大きい温度領域を比較的低速に設定し、重量変化の小
さい温度領域を比較的高速に設定するのが好ましい。

【００３２】加熱処理後に得られるこの導電性フィラー
は、成形体の加熱処理時の最高温度の高低によってフィ
ラー群電気抵抗値が変化し得る。すなわち、成形体を低
温で加熱処理して得られた当該導電性フィラーはフィラ
ー群電気抵抗値が大きく、成形体を高温で加熱処理して
得られた当該導電性フィラーはフィラー群電気抵抗値が
小さくなる。このため、成形体の加熱処理時の温度設定
を適宜調整することにより、当該導電性フィラーによる
樹脂材料に対する導電性の付与効果を調整することがで
きる。例えば、加熱処理時の温度が高温に設定された場
合は当該導電性フィラーのフィラー群電気抵抗値が小さ
くなるため、その導電性フィラーは、樹脂材料に対する
添加量を変化させると、当該樹脂材料の導電性を変化さ
せ易くなる。逆に、加熱処理時の温度が低温に設定され
た場合は当該導電性フィラーのフィラー群電気抵抗値が
大きくなるため、その導電性フィラーは、樹脂材料に対
する添加量に比例して、樹脂材料の導電性を緩やかに変
化させることができる。

【００３３】なお、上述のフィラー群電気抵抗値の意義
は、後述の通りである。

【００３４】加熱処理前の成形体が樹脂材料に対してフ
ィードし易い形状に予め切断等されていない場合、加熱
後の成形体は、樹脂材料に対してフィードし易い形状に
適宜切断等されてもよい。

【００３５】本発明で用いられる上述の各種の導電性フ
ィラーのうち好ましいものは、より少ない使用量で所要
の導電性、特に、小さい表面抵抗を被静電塗装用樹脂成
形体に実現することができることから、フィラー群電気
抵抗値が１０⁵Ωｃｍ以下１０^-2Ωｃｍ以上のもの、よ
り好ましくは１０⁴Ωｃｍ以下１０^-2Ωｃｍ以上のもの
である。ここで、フィラー群電気抵抗値とは、被静電塗
装用樹脂成形体に含まれる導電性フィラーの個々の片の
電気抵抗値ではなく、導電性フィラーの群（集合体）と
しての電気抵抗値であり、次のようにして求められるも
のをいう。先ず、中心部に直径０．８ｃｍの貫通孔を有
する電気絶縁体を用意し、その貫通孔の一端を銅製の電
極で封止する。そして、貫通孔内に０．５ｇの導電性フ
ィラー群を充填し、貫通孔の他端から銅製の押し棒を挿
入して２０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力を加えて導電性フィラ
ー群を高さｘｃｍの円柱状に成形する。この状態で電極
と押し棒との間に測定器を接続し、貫通孔内で圧縮され
た導電性フィラー群の電気抵抗値を測定する。フィラー
群電気抵抗値は、測定された電気抵抗値に導電性フィラ
ー群の成形体の端面の面積（すなわち、０．４²πｃ
ｍ²）を掛け、その値を高さｘｃｍで割ると体積抵抗値
（Ωｃｍ）として求めることができる。なお、導電性フ
ィラー群の電気抵抗値を測定する際に用いられる測定器
は、ブランク時の電気抵抗値、すなわち、電極と押し棒
とを直接に接触させた場合の電気抵抗値をキャンセルで
きるものが好ましく、例えば、アドバンテスト株式会社
のデジタルマルチメーター“Ｒ６５５２”を挙げること
ができる。以下、フィラー群電気抵抗値と言う場合は、
このようにして求めた導電性フィラーの集合体の体積抵
抗値を言うものとする。

【００３６】また、導電性フィラーとして好ましいもの
は、繊維状のもの、特に、平均繊維径が０．００２μｍ
以上１５μｍ以下の極細繊維状のものである。このよう
な繊維状の導電性フィラーを用いた場合は、より少ない
使用量で所要の導電性、特に、小さい表面抵抗を被静電
塗装用樹脂成形体に実現することができ、しかも、必要
な場合は、後述する隠蔽材を用いることにより、当該導
電性フィラーによる色彩が被静電塗装用樹脂成形体に反
映されるのを抑制し易くなる。なお、平均繊維径が０．
００２μｍ以上２μｍ以下の超極細繊維状の導電性フィ
ラーを用いた場合は、後述する隠蔽材を用いることによ
り、当該導電性フィラーによる色彩が被静電塗装用樹脂
成形体に反映されるのをより効果的に抑制し易くなる。

【００３７】なお、平均繊維径が０．００２μｍ程度の
超極細繊維状の導電性フィラーとしては、例えば炭素繊
維の一種であるハイペリオン（ハイペリオン社の商品
名）を挙げることができる。

【００３８】導電性フィラーとして、上述のような繊維
状のものが用いられている場合、本発明の被静電塗装用
樹脂成形体は、マトリックス中における当該導電性フィ
ラーの平均残存アスペクト比が１０以上１００，０００
以下になるよう製造されているのが好ましく、１５以上
１０，０００以下になるよう製造されているのがより好
ましい。この平均残存アスペクト比が樹脂材料の成形過
程において１０未満になった場合は、導電性フィラーの
添加量を増やさないと所望の導電性、特に、小さな表面
抵抗を達成できないおそれがある。逆に、導電性フィラ
ーの平均残存アスペクト比が１００，０００を超える被
静電塗装用樹脂成形体は、一般に製造が困難である。な
お、ここでいう残存アスペクト比は、上述の樹脂材料に
対して混合する前の導電性フィラーのアスペクト比では
なく、樹脂材料に対して混合されかつ樹脂材料が所定の
形状に成形された後の導電性フィラーのアスペクト比
（繊維長／繊維径）を意味している。因みに、この残存
アスペクト比は、例えば、被静電塗装用樹脂成形体を構
成する樹脂材料を熱分解させるか又は溶媒に溶解させる
ことにより、被静電塗装用樹脂成形体から導電性フィラ
ーを分離し、通常はそのうちの数百本の平均長さおよび
平均径を光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡で測定する
と、それらの値に基づいて求めることができる。

【００３９】また、本発明の被静電塗装用樹脂成形体
は、必要に応じ、導電性フィラーと共に樹脂材料中に分
散された、導電性フィラーの色彩を隠蔽するための隠蔽
材をさらに含んでいてもよい。ここで用いられる隠蔽材
は、導電性フィラーの色彩に起因して被静電塗装用樹脂
成形体に対して付与される色彩（例えば、導電性フィラ
ーとして炭素材料を用いた場合、被静電塗装用樹脂成形
体は自ずと黒色を呈することになる）が静電塗装による
塗膜の色彩に悪影響を与えるのを抑制し、被静電塗装用
樹脂成形体に対して当該塗膜による鮮やかな色彩を付与
するためのものである。なお、隠蔽材としては、通常、
非導電性で白色の粒状のもの、例えば、酸化チタン、マ
イカ、タルク、炭酸カルシウムを用いるのが好ましい。

【００４０】さらに、本発明の被静電塗装用樹脂成形体
においては、樹脂材料中に、上述の導電性フィラーおよ
び隠蔽材以外の導電性を示さない各種の添加材、例え
ば、有機顔料や無機顔料等の着色材、セリサイトやガラ
スフレーク等の充填材が含まれていてもよい。

【００４１】本発明の被静電塗装用樹脂成形体を構成す
る上述の樹脂材料中において、上述の導電性フィラーの
含有量は、通常、２０重量％未満、好ましくは０．０１
重量％以上２０重量％未満、より好ましくは０．１重量
％以上１８重量％以下、さらに好ましくは１．０重量％
以上１６重量％以下になるよう設定されている。この含
有量が２０重量％以上の場合は、被静電塗装用樹脂成形
体がコスト高となるばかりか、被静電塗装用樹脂成形体
から導電性フィラーが脱落し易くなり、静電塗装による
塗膜の平滑性を損なうおそれがある。また、被静電塗装
用樹脂成形体の色彩が導電性フィラーの色彩に強く影響
され、上述の隠蔽材を用いた場合であっても、静電塗装
による塗膜の厚さを必要以上に大きく設定しない限り、
被静電塗装用樹脂成形体を静電塗装により所望の色彩に
設定するのが困難になる。さらに、導電性フィラーが粒
状の場合は、被静電塗装用樹脂成形体の機械的強度が低
下するおそれがある。一方、導電性フィラーが繊維状の
場合は、被静電塗装用樹脂成形体に反りが生じ易くな
り、また、被静電塗装用樹脂成形体の表面粗度が高ま
り、表面平滑性が損なわれるおそれがある。

【００４２】また、樹脂材料中における隠蔽材の含有量
は、特に限定されるものではなく、導電性フィラーの色
彩を効果的に隠蔽できる範囲で適宜任意に設定すること
ができるが、通常は、樹脂材料により達成される被静電
塗装用樹脂成形体の各種特性（例えば、機械的強度、耐
熱性、可撓性等）が阻害されない程度に設定するのが好
ましい。具体的には、樹脂材料重量の０．１重量％以上
１０重量％以下になるよう設定するのが好ましく、０．
２重量％以上５．０重量％以下になるよう設定するのが
より好ましい。

【００４３】因みに、隠蔽材として用いられる酸化チタ
ンは、光酸化触媒として機能し得るので、それを多量に
含む被静電塗装用樹脂成形体は、光の照射下で酸化劣化
し易くなる。したがって、酸化チタンを隠蔽材として用
いる場合、その含有量は可能な限り少量に、具体的には
樹脂材料重量の０．１〜２．０重量％程度に留めるのが
好ましい。

【００４４】本発明の被静電塗装用樹脂成形体は、電圧
の印加処理が施されている。この印加処理は、導電性フ
ィラーおよび必要に応じて隠蔽材を含みかつ成形され
た、上述の樹脂材料に対する処理である。

【００４５】この処理で印加される電圧は、通常、１，
０００Ｖ以上（好ましくは２０ｋＶ以上）でありかつマ
トリックスを構成する樹脂材料の絶縁破壊電圧未満、好
ましくは２０ｋＶ以上５０ｋＶ以下に設定する。印加電
圧が１，０００Ｖ未満の場合は、本発明の被静電塗装用
樹脂成形体の導電性が導電性フィラーの含有割合に応じ
た程度の導電性以上に高まらない場合がある。但し、印
加電圧が２０ｋＶ未満の場合は、導電性を高めることが
できる場合があるとしても、その再現性の点において問
題がある。逆に、印加電圧が樹脂材料の絶縁破壊電圧以
上の場合は、マトリックスが損壊してしまうおそれがあ
る。

【００４６】なお、上述の絶縁破壊電圧は、各樹脂材料
に固有の値であって各種の便覧などの文献に記載されて
おり、そのような記載内容を参考にすることができる。
因みに、各種文献に示されている絶縁破壊電圧は、単位
が通常ＭＶ／ｍで示されており、樹脂材料を用いて形成
した厚さ１ｍの成形体についての値であるため、本発明
では、マトリックスの厚さに応じた絶縁破壊電圧値を適
宜計算するのが好ましい。

【００４７】また、この処理に要する時間は特に限定さ
れるものではないが、通常は、１〜６００秒程度、好ま
しくは５〜６０秒程度である。６００秒を超えて電圧を
印加しても、被静電塗装用樹脂成形体の導電性は一定以
上に高まらず、却って不経済である。

【００４８】次に、本発明の被静電塗装用樹脂成形体の
製造方法について説明する。先ず、上述の樹脂材料、導
電性フィラーおよび必要に応じて隠蔽材を混合し、成形
材料を調製する。ここで、導電性フィラーの混合量は、
成形材料中における割合が２０重量％未満、好ましくは
０．０１重量％以上２０重量％未満、より好ましくは
０．１重量％以上１８重量％以下、さらに好ましくは
１．０重量％以上１６重量％以下になるよう設定する。
また、隠蔽材を用いる場合、その混合量は、成形材料中
における割合が０．１重量％以上１０重量％以下、好ま
しくは０．２重量％以上５．０重量％以下になるよう設
定する。

【００４９】樹脂材料と導電性フィラーとの混合方法
は、前者に対して後者を均一に分散できる方法であれば
特に限定されるものではなく、例えば、樹脂材料に対
し、公知の各種のフィーダー等を用いて導電性フィラー
を供給して混練する方法を採用することができる。この
際、樹脂材料は、導電性フィラーの分散性を高めるた
め、必要に応じて予め粘度調整されていてもよい。

【００５０】なお、成形材料が隠蔽材を含む場合、これ
らは導電性フィラーと同時に、上述の方法により樹脂材
料に対して混合することができる。この場合、隠蔽材
は、導電性フィラーと共に樹脂材料中に分散し、導電性
フィラーの色彩を効果的に隠蔽することになる。

【００５１】次に、得られた成形材料を所望の形状、例
えば自動車のバンパーや各種のエアロパーツの形状に成
形し、樹脂成形体を得る。ここでは、加圧成形法、射出
成形法、鋳込み成形法等の公知の各種の成形法を採用す
ることができる。なお、成形材料が隠蔽材を含む場合
は、それが導電性フィラーの色彩を効果的に隠蔽するこ
とになるので、樹脂成形体には導電性フィラーの色彩が
反映されにくくなる。

【００５２】次に、成形された成形材料、すなわち樹脂
成形体に対し、電圧の印加処理を施す。ここでは、通
常、樹脂成形体を接地した金属上に置き、その樹脂成形
体の上方に電極を配置して、当該電極に上述の電圧値の
交流電圧または直流電圧を印加する。因みに、交流電圧
を印加する場合、その周波数は１ＭＨｚ以下である場合
に導電性の改善効果、特に、表面抵抗の低下効果が高ま
り易い。一方、直流電圧を印加する場合、電極に印加す
る電圧の極性は、正または負のいずれでもよいが、一般
には正に設定する方が導電性の改善効果、特に、表面抵
抗の低下効果が高まり易い。

【００５３】なお、ここで利用可能な電極は、特に限定
されるものではないが、例えば、多数の針状電極の集合
体、複数の半球状の電極や複数の平板状電極が配列され
たもの、或いは１枚の大型の平板状電極等である。因み
に、樹脂成形体が自動車のバンパー形状のような複雑な
立体形状の場合は、接地側の電極として当該樹脂成形体
の形状に対応して形成されかつ当該樹脂成形体を密接し
て載置可能なものを用い、一方、電圧を印加するための
電極として樹脂成形体の電圧印加処理面の表面形状に対
応して形成されかつ樹脂成形体の当該印加処理面に対し
て非接触状態で相対移動しながら電圧を均一に印加可能
なものを用いるのが好ましい。

【００５４】上述のような電圧の印加処理時において、
電極と樹脂成形体との間隔は、電圧の印加環境、印加電
圧値、樹脂成形体の大きさ、樹脂成形体を構成する樹脂
材料の種類、樹脂成形体に含まれる導電性フィラーの種
類や量などに応じて適宜設定するのが好ましい。例え
ば、空気中において３０，０００Ｖの電圧を印加する場
合、当該間隔は、通常、２０〜１００ｍｍ、好ましくは
３０〜５０ｍｍの範囲に設定される。この間隔が２０ｍ
ｍ未満の場合は、過電流が流れ易くなるおそれがある。
逆に、１００ｍｍを超えると、電圧の印加処理による効
果が殆ど発現しなくなる可能性がある。

【００５５】以上の工程を経て得られる本発明の被静電
塗装用樹脂成形体は、樹脂材料中に導電性フィラーが分
散された他の樹脂成形体と比較した場合、そこに含まれ
る導電性フィラー量からは通常達成しにくい高い導電
性、特に、小さな表面抵抗値を示す。すなわち、本発明
の被静電塗装用樹脂成形体は、導電性フィラーの含有量
が例えば２０重量％未満に抑制されているにも拘わら
ず、被静電塗装用樹脂成形体に対して一般に求められて
いる１０⁴Ω／□以上１０¹²Ω／□以下の範囲の表面抵
抗、若しくは１０²Ω／□以上１０¹³Ω／□以下の表面
抵抗を示し得る。具体的には、例えばポリアクリロニト
リル系炭素短繊維を導電性フィラーとして用いる場合
は、その導電性フィラーの含有量がそれよりも数重量％
（通常は３〜５重量％程度）多い樹脂成形体と同等の導
電性または表面抵抗を示し得る。

【００５６】導電性フィラーを含む樹脂成形体は、通
常、導電性フィラー同士が接触し得る確率が高い程導電
性が高まり、導電性フィラーの含有量が少ないとその確
率が小さくなるため導電性を発現しにくくなるのである
が、それにも拘わらず本発明の被静電塗装用樹脂成形体
が通常のものに比べて上述のような高い導電性を発揮す
る理由は、例えば、次のように考えることができる。樹
脂材料中に導電性フィラーが分散された被静電塗装用樹
脂成形体においては、導電性フィラーと、その間に存在
するマトリックス（すなわち樹脂材料）とから構成され
る多数の、若しくは無数のコンデンサの集合体が内部に
形成されているものと考えられる。本発明の被静電塗装
用樹脂成形体は、電圧の印加処理が施されているため、
このようなコンデンサを構成する導電性フィラー間にお
いて樹脂材料の絶縁破壊が生じ、その結果、電流の通路
が形成されて導電性が高まっているものと推察される。

【００５７】このため、本発明の被静電塗装用樹脂成形
体は、高価な導電性フィラーの添加量を抑制しつつ、そ
のような導電性フィラーの添加量では通常達成できない
高い導電性を発揮することができる。換言すると、この
被静電塗装用樹脂成形体は、導電性フィラーの含有量か
ら通常期待できる導電性よりも高い導電性を発揮するこ
とができる。したがって、この被静電塗装用樹脂成形体
は、同等の導電性を発揮する他の樹脂成形体に比べて安
価に提供することができる。特に、導電性フィラーとし
て本出願人が先に提案した安価なものを用いた場合、こ
の被静電塗装用樹脂成形体は、さらに安価に提供するこ
とができる。また、この静電塗装用樹脂成形体は、導電
性フィラーの添加量が抑制されているため、樹脂材料に
より得られる強度、耐熱性、可撓性等の各種特性が損な
われにくい。

【００５８】本発明の被静電塗装用樹脂成形体は、この
ような特有の効果を発揮する結果、導電性フィラーを含
むこれまでの樹脂成形体では達成しにくかった電気抵抗
値（表面抵抗値）を実現することもできる。例えば、導
電性フィラーとして炭素繊維を用いる場合、樹脂材料に
対するその添加量を徐々に増加させて行くと、樹脂成形
体は、添加量がある程度の量までは表面抵抗が１０¹⁴〜
１０¹⁵Ω／□程度であって電気絶縁性を維持している
が、ある一定の添加量を超えると、添加量がごく僅かに
変化しただけで導電性が極端に高まってしまい（すなわ
ち、表面抵抗が極端に小さくなってしまい）、樹脂成形
体の表面抵抗を静電塗装分野において一般に求められて
いる１０⁴〜１０¹²Ω／□程度の範囲に設定するのが極
めて困難なことが知られている。本発明の被静電塗装用
樹脂成形体は、このような現象を発現する炭素繊維のよ
うな導電性フィラーを用いる場合であっても、その添加
量と導電性との関係が緩やかに変化する範囲内でその添
加量を設定するだけで、その添加量により通常達成でき
る導電性よりも高い導電性を実現することができるの
で、表面抵抗を１０⁴〜１０¹²Ω／□程度の範囲、若し
くは１０²〜１０¹³Ω／□の範囲に設定するのが比較的
容易になる。

【００５９】本発明の被静電塗装用樹脂成形体は、上述
のような製造工程において所望の形状に成形され、自動
車のバンパーカバー、バンパーのフェーシアおよび各種
のエアロパーツなどとして利用することができる。この
被静電塗装用樹脂成形体は、上述のような電圧の印加工
程により導電性、特に表面抵抗が静電塗装に適した状態
にコントロールされているため、従来の樹脂成形体に対
して静電塗装を施す場合に必要であった導電性プライマ
ーの塗布等の前処理工程を経なくても、そのまま直接に
静電塗装を施すことができる。

【００６０】また、本発明の被静電塗装用樹脂成形体
は、隠蔽材を含む場合、導電性フィラーの色彩が効果的
に隠蔽されるため、静電塗装による塗膜の色彩、特に淡
色系の色彩を損ない難い。因みに、被静電塗装用樹脂成
形体は、仮に導電性フィラーによる色彩が強く反映され
ているような場合であっても、静電塗装により付与され
る塗膜の厚さを大きく設定すると、当該塗膜による色彩
が付与され易いのであるが、この場合は、塗膜の厚さを
必要以上に大きく設定する必要があるため、塗装コスト
が高まり、同時に塗装品の重量が増大することになる。
これに対し、上述のような隠蔽材を用いれば、塗膜の厚
さを必要以上に大きく設定する必要がなくなるので、塗
装コストの増大および塗装品の重量増加を抑制するのに
特に効果的である。

【００６１】また、本発明の被静電塗装用樹脂成形体
は、リサイクルして再度同様の被静電塗装用樹脂成形体
に再生することもできる。すなわち、この被静電塗装用
樹脂成形体は、破砕後に再度所望の形状に成形し直し、
さらに既述の条件による電圧の印加処理を施すと、表面
抵抗が小さな同様の被静電塗装用樹脂成形体に再生され
得る。因みに、被静電塗装用樹脂成形体が隠蔽材を含ん
でいる場合、再生後の被静電塗装用樹脂成形体は同様に
導電性フィラーの色彩が効果的に隠蔽され得る。

【００６２】本発明の被静電塗装用樹脂成形体は、外観
形態等において他の被静電塗装用樹脂成形体と特に異な
ることが無いため、外観形態に基づいて他の被静電塗装
用樹脂成形体から識別するのは困難であるが、例えば次
のような方法で他の被静電塗装用樹脂成形体から判別す
ることができる。

【００６３】（方法１）予め表面抵抗が測定された樹脂
成形体に対して熱重量分析を実施し、当該樹脂成形体に
含まれる導電性フィラーの量と種類を分析する。そし
て、予め測定された樹脂成形体の表面抵抗が分析により
判明した導電性フィラー量（特に、２０重量％未満）で
は通常達成できないレベルである場合（すなわち、通常
達成できる表面抵抗よりも小さい場合）、当該樹脂成形
体は、本発明の被静電塗装用樹脂成形体であると判定す
ることができる。

【００６４】樹脂成形体に対して熱重量分析を実施する
際は、通常、空気中において１０℃／分程度の昇温速度
で室温から１，０００℃まで樹脂成形体を加熱し、その
間の重量変化を調べる。加熱後の樹脂材料が炭素を残さ
ない場合、熱重量分析時における樹脂成形体の加熱は、
窒素等の不活性ガス中で実施することもできる。

【００６５】図１に、１５重量％の炭素繊維と１５重量
％の非導電性無機物とを含む、表面抵抗が１．４×１０
³Ω／□のポリスルホン樹脂（加熱処理後に炭素を残す
樹脂）からなる樹脂成形体についての熱重量分析結果を
示す。なお、非導電性無機物は、隠蔽材として用いられ
る酸化チタンを含む、数種類の無機物の混合物である。
図１に％で表示された数値は、変曲点間の重量減少を示
している。図において、６３７．６〜７６３．５℃の範
囲で１４．４％の重量減少が認められ、これは樹脂成形
体に含まれる炭素繊維の量と略一致していることがわか
る。また、８００℃での残留分は略１５％であり、これ
は樹脂成形体に含まれる非導電性無機物の量と略一致し
ていることがわかる。このような熱重量分析結果によ
り、分析対象である樹脂成形体は、約１５重量％の炭素
材料系導電性フィラーと、約１５重量％の非導電性無機
物とを含むことがわかる。

【００６６】因みに、５４９．５〜６３７．６℃の範囲
における２９．５％の重量減少は、樹脂成形体を構成す
るポリスルホン樹脂の炭化によるものであり、燃焼速度
が炭素繊維や他の炭素材料系の導電性フィラーに比べて
著しく速いため、導電性フィラーである炭素繊維に起因
するものでないことが容易に判別できる。

【００６７】なお、樹脂成形体に含まれる導電性フィラ
ーが金属材料系のものである場合は、その導電性フィラ
ーの酸化による重量増加が観測されることになる。した
がって、熱重量分析結果において重量増加が認められた
場合は、樹脂成形体が金属材料系の導電性フィラーを含
んでいるものと推測することができる。

【００６８】この方法では、熱重量分析に代えてＥＳＣ
Ａ（エレクトロンスペクトロスコピーフォーケミカルア
ナリシス）やＥＰＭＡ（エレクトロンプローブマイクロ
アナライザー）を用いた分析を実施して樹脂成形体中に
含まれる導電性フィラーの種類や量を推測する手法も同
様に採用することができる。

【００６９】（方法２）樹脂成形体を、それを構成する
樹脂材料の軟化点またはそれ以上に加熱処理した後に室
温まで冷却し、その後、当該樹脂成形体について表面抵
抗を測定する。本発明の被静電塗装用樹脂成形体は、こ
のような加熱処理により絶縁破壊部分が治癒され、加熱
処理後の表面抵抗が加熱処理する前の表面抵抗に比べて
大きくなる。より具体的には、本発明の被静電塗装用樹
脂成形体は、通常、加熱処理後の表面抵抗が加熱処理す
る前の表面抵抗の１００倍以上になる。これに対し、本
発明のものとは異なる樹脂成形体、すなわち、電圧の印
加処理の履歴が無い樹脂成形体は、絶縁破壊部分を有し
ていないため、上述のような加熱処理を施しても、表面
抵抗が増加し難い。

【００７０】なお、上述のようにして加熱処理された後
に室温まで冷却された本発明の被静電塗装用樹脂成形体
は、その後、既述の条件でさらに電圧の印加処理を施す
と、表面抵抗が当該電圧の印加処理前の１／１００以下
になり得る。

【００７１】（方法３）樹脂成形体をアセトンや水で十
分洗浄し、洗浄の前後の表面抵抗を比較する。本発明の
被静電塗装用樹脂成形体は、表面抵抗が洗浄の前後で変
化しにくいが、他の樹脂成形体、特に、界面活性剤を用
いて導電性が付与された樹脂成形体は、洗浄後の表面抵
抗が著しく高くなる。したがって、樹脂成形体の洗浄前
後の表面抵抗を測定することにより、樹脂成形体が本発
明の被静電塗装用樹脂成形体であるか否かを判別するこ
とができる。

【００７２】

【実施例】実施例１平均繊維径が１３μｍでありかつ平均アスペクト比が５
４のピッチ系炭素短繊維（株式会社ドナックの商品名
“ドナカーボＳ２４４”）からなる、フィラー群電気抵
抗値が１．０３Ωｃｍの繊維群（導電性フィラー）を用
意した。

【００７３】次に、樹脂材料であるアクリロニトリル−
ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（東レ株式会社の商
品名“トヨラック１００”）に対して上述の繊維群をフ
ィーダーを用いて供給して混合し、繊維群を含む樹脂材
料からなるペレット（成形材料）を調製した。なお、繊
維群の混合割合は、ペレットの重量の１１重量％になる
よう設定した。

【００７４】このペレットを、樹脂温度２４０℃、射出
圧力１，２００ｋｇ／ｃｍ²および金型温度６０℃の条
件で住友重機械工業株式会社製のＰＲＯＭＡＴ射出成形
機を用いて成形し、直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板、
すなわち樹脂成形体を得た。得られた円板の表面に銀ペ
ーストを用いて一対の電極を形成し、当該電極間の電気
抵抗を測定して円板の表面抵抗（Ω／□）を求めたとこ
ろ、４×１０¹⁴Ω／□であった。なお、以下、「表面抵
抗」と言う場合は、このようにして測定した抵抗を言う
ものとする。

【００７５】また、円板中におけるピッチ系炭素短繊維
の平均残存アスペクト比は、２２であった。因みに、こ
の平均残存アスペクト比は、円板をアセトンとトルエン
の順に溶解してピッチ系炭素短繊維を分離し、そのうち
の４００本の平均長さと平均径とを光学顕微鏡で測定し
て算出したものである。

【００７６】次に、接地された金属プレート上に得られ
た円板を載置し、当該円板の上方に多数の針状電極から
なる電極群を配置した。ここで、プレートと電極群との
間隔は２０ｍｍに設定し、電極群が円板に直接触れない
ようにした。そして、電極群に対し、３０ｋＶの交流電
圧を１０秒間印加した。このようにして電圧の印加処理
が施された円板（本発明に係る被静電塗装用樹脂成形
体）の表面抵抗は３．０×１０⁸Ω／□であり、電圧の
印加処理前に比べて大幅に低下しており、静電塗装に適
していることが確認された。

【００７７】実施例２繊維群を、平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペ
クト比が２５０の等方性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯
株式会社の商品名“ＸｙｌｕｓＧＣ０３Ｊ４０１”）
からなる、フィラー群電気抵抗値が０．０８Ωｃｍのも
のに変更し、また、その混合割合を１０重量％に変更し
た点を除き、実施例１の場合と同様の成形過程を経て円
板を得た。得られた円板の表面抵抗は３．４×１０¹⁴Ω
／□であった。また、円板中における等方性ピッチ系炭
素短繊維の平均残存アスペクト比は、２３であった。こ
の平均残存アスペクト比は、実施例１の場合と同様にし
て算出したものである。

【００７８】次に、得られた円板に対して実施例１の場
合と同様にして電圧の印加処理を施し、その後再度表面
抵抗を測定したところ、４．５×１０⁶Ω／□に低下し
ており、静電塗装に適していることが確認された。

【００７９】実施例３繊維群を、平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペ
クト比が２５０のピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会
社の商品名“ＸｙｌｕｓＧＣ０３Ｊ４３１”）からな
る、フィラー群電気抵抗値が０．０８Ωｃｍのものに変
更し、また、その混合割合を１０重量％に変更し、さら
に、樹脂材料をポリフェニレンオキサイド樹脂（日本ゼ
ネラルエレクトリック株式会社の商品名“ノリルＰＰＯ
５３４”）に変更して、実施例１の場合と同様の成形過
程を経て円板を得た。得られた円板の表面抵抗は２．４
×１０¹⁴Ω／□であった。また、円板中におけるピッチ
系炭素短繊維の平均残存アスペクト比は、１８であっ
た。この平均残存アスペクト比は、溶媒としてジクロロ
メタンを用いた点を除き、実施例１の場合と同様にして
算出したものである。

【００８０】この円板に対して実施例１の場合と同様に
して電圧の印加処理を施し、その後再度表面抵抗を測定
したところ、７．６×１０⁶Ω／□に低下しており、静
電塗装に適していることが確認された。なお、参考のた
め、この実施例で得られた円板に対する電圧の印加処理
時間を４０秒に延長したところ、表面抵抗は２．４×１
０⁶Ω／□であり、電圧の印加処理時間を延長しても表
面抵抗は減少し難いことが分かった。

【００８１】実施例４樹脂材料であるポリフェニレンオキサイド樹脂（日本ゼ
ネラルエレクトリック株式会社の商品名“ノリルＰＰＯ
５３４”）に対し、平均繊維径が７μｍでありかつ平均
アスペクト比が８５７のポリアクリロニトリル系炭素短
繊維（三菱レーヨン株式会社の商品名”パイロフィ
ル”）からなる、フィラー群電気抵抗値が０．０６Ωｃ
ｍの繊維群を実施例１の場合と同様にして混合し、繊維
群の混合割合が異なる数種類のペレットを得た。なお、
繊維群の混合割合は、ペレットの重量の６〜１２重量％
の範囲内で設定した。

【００８２】得られた数種類のペレットから実施例１の
場合と同様の成形過程を経て数種類の円板を製造し、そ
れらの表面抵抗を測定した結果を図２に示す。また、繊
維群の混合割合が６〜９重量％の範囲に設定された各円
板に対して実施例１の場合と同様に電圧の印加処理を施
し、その後の表面抵抗を測定した結果を併せて図２に示
す。

【００８３】図２から、電圧の印加処理が施された円板
は、それに比べて繊維群の含有量が数重量％多い、電圧
の印加処理が施されていない円板と同等の表面抵抗を示
すことが分かる。これより、電圧の印加処理を施された
円板は、繊維群の添加量を抑制してコスト低減を図りな
がら、当該繊維群の添加量では通常達成できない、静電
塗装に適した表面抵抗を実現できることが分かる。因み
に、この実施例で得られた各円板中におけるポリアクリ
ロニトリル系炭素短繊維の平均残存アスペクト比は、概
ね３０〜４３の範囲であった。この平均残存アスペクト
比は、溶媒としてジクロロメタンを用いた点を除き、実
施例１の場合と同様にして算出したものである。

【００８４】実施例５実施例４において繊維群の混合割合が６重量％に設定さ
れたペレットを用いて形成された円板について、プレー
トと電極群との間隔を４０ｍｍに変更した点、および、
電極群に対してその極性がプラスになるよう５０ｋＶの
直流電圧を１０秒間印加した点を除いて実施例１の場合
と同様に電圧の印加処理を施し、その後の表面抵抗を測
定したところ、６．０×１０¹²Ω／□であった。

【００８５】また、この円板について熱重量分析を実施
した結果を図３に示す。この熱重量分析結果は、熱重量
分析器としてセイコーインスツルメント株式会社の商品
名“ＴＧ／ＤＴＡ３２”を用い、分析条件を測定温度範
囲＝２０〜１，０００℃、昇温速度＝１０℃／分および
空気流量＝２００．０ｍｌ／分にそれぞれ設定して得ら
れたものであり、そこに％で表示された数値は重量の残
存率である。この熱重量分析結果は、円板中の繊維群重
量が５．８重量％であることを示しており、この値は、
円板を製造する際に用いた繊維群の混合割合と概ね一致
している。

【００８６】実施例６繊維群を、平均繊維径が１２μｍでありかつ平均アスペ
クト比が２５０の等方性ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯
株式会社の商品名”ＸｙｌｕｓＧＣ０３Ｊ４０１”）
からなる、フィラー群電気抵抗値が０．０８Ωｃｍのも
のに変更した点、および当該繊維群の混合割合を８〜１
３重量％の範囲に設定した点を除いて実施例４の場合と
同様に円板を製造し、その円板について実施例４と同じ
条件で電圧の印加処理を実施する前後の表面抵抗を調べ
た。結果を図４に示す。図４から、電圧の印加処理が施
された円板は、それに比べて繊維群の含有量が数重量％
多い、電圧の印加処理が施されていない円板と同等の表
面抵抗を示すことが分かる。これより、電圧の印加処理
を施された円板は、繊維群の添加量を抑制してコスト低
減を図りながら、当該繊維群の添加量では通常達成でき
ない、静電塗装に適した表面抵抗を実現できることが分
かる。因みに、この実施例で得られた各円板中における
等方性ピッチ系炭素短繊維の平均残存アスペクト比は、
概ね１８〜２５の範囲であった。この平均残存アスペク
ト比は、実施例４の場合と同様にして算出したものであ
る。

【００８７】実施例７〜１１樹脂材料であるポリプロピレン樹脂（日本ポリケム株式
会社の商品名“ノバテックＢＣ３Ｂ”）に対し、平均繊
維径が７μｍでありかつ平均アスペクト比が８５７のポ
リアクリロニトリル系炭素短繊維（三菱レーヨン株式会
社の商品名”パイロフィル”）からなる、フィラー群電
気抵抗値が０．０６Ωｃｍの繊維群を実施例１の場合と
同様にして混合し、ペレットを得た。なお、繊維群の混
合割合は、ペレットの重量に対して表１に示す通りにな
るよう設定した。

【００８８】得られたペレットから実施例１の場合と同
様の成形過程を経て円板を製造し、その表面抵抗を測定
した。また、この円板中におけるポリアクリロニトリル
系炭素短繊維の平均残存アスペクト比を、溶媒としてデ
カリンを用いた点を除き、実施例１の場合と同様にして
算出した。さらに、得られた円板に対して実施例１の場
合と同様に電圧の印加処理を施し、その後の表面抵抗を
測定した。結果を表１に示す。

【００８９】また、電圧の印加処理前の円板について熱
重量分析を実施した結果を図５〜図９に示す。この熱重
量分析結果は、熱重量分析器としてセイコーインスツル
メント株式会社の商品名“ＴＧ／ＤＴＡ３２”を用い、
分析条件を測定温度範囲＝２０〜１，０００℃、昇温速
度＝１０℃／分および空気流量＝２００．０ｍｌ／分に
それぞれ設定して得られたものであり、そこに％で表示
された数値は重量の残存率である。なお、実施例と図と
の対応関係および熱重量分析結果から得られた円板中の
繊維群重量は、表１に示す通りである。この熱重量分析
結果は、円板を製造する際に用いた繊維群の混合割合と
概ね一致していることが分かる。

【００９０】

【表１】

【００９１】実施例１２実施例７において得られた円板について、プレートと電
極群との間隔を４０ｍｍに変更した点、および、電極群
に対してその極性がプラスになるよう５０ｋＶの直流電
圧を１０秒間印加した点を除いて実施例１の場合と同様
に電圧の印加処理を施し、その後の表面抵抗を測定した
ところ、２．０×１０⁷Ω／□であり、静電塗装に略適
していることが判った。

【００９２】実施例１３実施例８において得られた円板について、実施例１２の
場合と同様に電圧の印加処理を施し、その後の表面抵抗
を測定したところ、５．０×１０⁶Ω／□であり、静電
塗装に適していることが判った。

【００９３】実施例１４電極群の極性がマイナスになるよう設定した点を除いて
実施例１３の場合と同様に実施例８において得られた円
板を印加処理したところ、印加処理後の表面抵抗は４．
３×１０⁷Ω／□であり、静電塗装に適していることが
判った。

【００９４】実施例１５平均繊維径が１３μｍ、平均アスペクト比が８．５およ
び表面抵抗が１．２Ω／□のピッチ系炭素短繊維（株式
会社ドナックの商品名“ドナカーボＳ２４９”）に対し
て無電解ニッケルメッキを施し、厚さが約０．２μｍの
ニッケルメッキ層を形成した。これにより、ニッケルメ
ッキ層を有する炭素繊維からなる、フィラー群電気抵抗
値が０．０９Ωｃｍの繊維群（導電性フィラー）を得
た。

【００９５】得られた繊維群と樹脂材料であるポリプロ
ピレン樹脂（日本ポリケム株式会社の商品名“ノバテッ
クＢＣ３Ｂ”）とを用い、実施例１の場合と同様にして
円板を製造した。なお、ペレット中における繊維群の含
有量は、１５重量％に設定した。得られたシート状物
は、表面抵抗が９．８×１０¹⁴Ω／□であり、また、実
施例１と同じ電圧印加処理後の表面抵抗が４．８×１０
¹⁰Ω／□であって静電塗装に略適していることが判っ
た。

【００９６】実施例１６〜２３樹脂材料であるポリプロピレン樹脂（日本ポリケム株式
会社の商品名“ノバテックＢＣ３Ｂ”）に対し、平均繊
維径が７μｍでありかつ平均アスペクト比が８５７のポ
リアクリロニトリル系炭素短繊維（三菱レーヨン株式会
社の商品名”パイロフィル”）からなる、フィラー群電
気抵抗値が０．０６Ωｃｍの繊維群を実施例１の場合と
同様にして混合し、ペレットを得た。なお、繊維群の混
合割合は、ペレット中において表２に示す通りになるよ
う設定した。

【００９７】得られたペレットから実施例１の場合と同
様の成形過程を経て円板を製造し、その表面抵抗を測定
した。また、円板中におけるポリアクリロニトリル系炭
素短繊維の平均残存アスペクト比を、溶媒としてデカリ
ンを用いた点を除き、実施例１の場合と同様にして算出
した。さらに、得られた円板に対して表２に示す条件で
電圧の印加処理を施した後、その表面抵抗を測定した。
表２に示す電圧の印加処理条件は下記の通りである。結
果を表２に示す。

【００９８】（電圧印加処理条件）条件Ａ：上下方向に延びる多数の針状電極かならる一対
の電極群を３５ｍｍの間隔を設けて上下に配置し、下側
の電極群を接地した。そして、下側の電極群上に円板を
載置し、電極群間に＋３０ｋＶの直流電圧を３０秒間印
加した。条件Ｂ：上下方向に延びる多数の針状電極かならる一対
の電極群を３５ｍｍの間隔を設けて上下に配置し、下側
の電極群を接地した。そして、下側の電極群上に円板を
載置し、電極群間に−３０ｋＶの直流電圧を３０秒間印
加した。

【００９９】条件Ｃ：上下方向に延びる多数の針状電極
からなる一対の電極群を３０ｍｍの間隔を設けて上下に
配置し、下側の電極群を接地した。そして、下側の電極
群側に円筒状の支持具を上下方向に数本配置し、当該支
持具上に円板を水平に載置した。このようにして一対の
電極群間に円板を水平に配置し、電極群間に＋５０ｋＶ
の直流電圧を３０秒間印加した。条件Ｄ：上下方向に延びる多数の針状電極からなる一対
の電極群を３０ｍｍの間隔を設けて上下に配置し、下側
の電極群を接地した。そして、下側の電極群側に円筒状
の支持具を上下方向に数本配置し、当該支持具上に円板
を水平に載置した。このようにして一対の電極群間に円
板を水平に配置し、電極群間に−５０ｋＶの直流電圧を
３０秒間印加した。

【０１００】

【表２】

【０１０１】実施例２４〜３３実施例１〜３、５、８〜９および１２〜１５で得られた
円板を、それを構成する樹脂材料の軟化点まで加熱処理
した後に室温まで冷却した。そして、このようにして加
熱処理された円板の表面抵抗を測定した。結果を表３に
示す。

【０１０２】

【表３】

【０１０３】実施例３４（導電性フィラーの調製）フェノール樹脂（固形分が５
８重量％のレゾール樹脂：住友ベークライト株式会社の
商品名“スミライトレジンＰＲ５３７１７”）にアセ
トンとメタノールとを２：１の割合で混合した混合溶媒
を添加し、フェノール樹脂の濃度が５重量％の樹脂溶液
を得た。

【０１０４】得られた樹脂溶液中に平均アスペクト比が
６００のストランド状の綿を浸漬した後に取り出し、乾
燥後のフェノール樹脂含浸量が固形分換算で２重量％に
なるよう絞り機にかけて樹脂溶液量を調整した。

【０１０５】次に、樹脂溶液が含浸された綿を、１９０
℃に設定されたプレス機を用いて１００ｋｇ／ｃｍ²の
圧力で５分間加圧成形し、綿の嵩密度が０．４ｇ／ｃｃ
でありかつ大きさが３００ｍｍ×３００ｍｍ×３ｍｍの
板状の成形体を得た。続けて、この成形体を炭化炉内に
入れ、窒素雰囲気下において、室温〜２３０℃の間を
６．６℃／分、２３０〜３５０℃の間を１℃／分、３５
０〜４７０℃の間を２℃／分、４７０〜１，０００℃の
間を５℃／分の割合で昇温させながら徐々に加熱し、最
終温度である１，０００℃で２時間さらに加熱処理して
炭化させた。この際の炭化収率は２２．５重量％であっ
た。炭化後の成形体を３ｍｍ角に切断し、第１の導電性
フィラーを得た。この第１の導電性フィラーのフィラー
群電気抵抗値は０．８Ωｃｍであった。

【０１０６】（被静電塗装用樹脂成形体の製造）樹脂材
料であるポリフェニレンオキサイド樹脂（日本ゼネラル
エレクトリック株式会社の商品名“ノリル０５３４”）
に対して上述の第１の導電性フィラーと、平均繊維径が
１２μｍでありかつ平均アスペクト比が２５０の等方性
ピッチ系炭素短繊維（大阪瓦斯株式会社の商品名”Ｘｙ
ｌｕｓＧＣ０３Ｊ４０１”）の群からなる第２の導電
性フィラー（フィラー群電気抵抗値＝０．０８Ωｃｍ）
とを混合し、成形材料を得た。ここでは、ポリフェニレ
ンオキサイド樹脂中において第１の導電性フィラーおよ
び第２の導電性フィラーがそれぞれ４重量％および６重
量％含まれるように設定した。なお、ポリフェニレンオ
キサイド樹脂に対する第１および第２の導電性フィラー
の供給は、２台の定量フィーダーを用い、各定量フィー
ダーから第１および第２の導電性フィラーを別個にポリ
フェニレンオキサイド樹脂に対して供給した。

【０１０７】得られた成形材料をペレット状に成形し、
このペレットを、樹脂温度３００℃、射出圧力１，８０
０ｋｇ／ｃｍ²および金型温度１５０℃の条件で住友重
機械工業株式会社製のＰＲＯＭＡＴ射出成形機を用いて
成形し、直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板、すなわち実
施例１の場合と同様の樹脂成形体を得た。得られた円板
について、実施例１の場合と同様に表面抵抗を測定した
ところ、９．１×１０ ¹⁴Ω／□であった。また、円板中
における第１の導電性フィラーおよび第２の導電性フィ
ラーの平均残存アスペクト比は、それぞれ１４および２
４であった。この平均残存アスペクト比は、溶媒として
ジクロロメタンを用いた点を除き、実施例１の場合と同
様にして算出したものである。

【０１０８】次に、得られた円板に対して実施例１の場
合と同様にして電圧の印加処理を施し、その後再度表面
抵抗を測定したところ、４．９×１０^８Ω／□に低下し
ていることが確認され、静電塗装に適していることが判
った。

【０１０９】実施例３５ポリフェニレンオキサイド樹脂中に含まれる第１の導電
性フィラーおよび第２の導電性フィラーの量をそれぞれ
５重量％および５重量％に変更した点を除いて実施例３
４の場合と同様に円板を得た。この円板の表面抵抗を測
定したところ、５．３×１０^１４Ω／□であった。ま
た、円板中における第１の導電性フィラーおよび第２の
導電性フィラーの平均残存アスペクト比は、それぞれ１
４および２４であった。この平均残存アスペクト比は、
実施例３４の場合と同様にして算出したものである。さ
らに、この円板に対して実施例３４の場合と同様に電圧
の印加処理を施したところ、表面抵抗は５．８×１０^７
Ω／□に低下していることが確認され、静電塗装に適し
ていることが判った。

【０１１０】

【発明の効果】本発明の被静電塗装用樹脂成形体は、導
電性フィラーを含む、樹脂材料からなるマトリックスに
対して電圧の印加処理を施したものであるため、同量の
導電性フィラーを含む他の樹脂成形体に比べて高い導電
性、特に、小さな表面抵抗を示し得る。したがって、こ
の被静電塗装用樹脂成形体は、導電性フィラーの含有量
を抑制しながら静電塗装に適した表面抵抗を達成するこ
とができるので、強度等の特性を損なうことなく安価に
提供することができ、また、導電性プライマーによる前
処理を経ずに直接静電塗装を適用することができる。

【０１１１】本発明の他の見地に係る被静電塗装用樹脂
成形体は、同量の導電性フィラーを含む他の樹脂成形体
に比べて表面抵抗が小さく、高い導電性を示し得る。し
たがって、この被静電塗装用樹脂成形体は、導電性フィ
ラーの含有量を抑制しながら静電塗装に適した表面抵抗
を達成することができるので、強度等の特性を損なうこ
となく安価に提供することができ、また、導電性プライ
マーによる前処理を経ずに直接静電塗装を適用すること
ができる。

【０１１２】本発明に係る被静電塗装用樹脂成形体の製
造方法は、樹脂材料と導電性フィラーとを含みかつ成形
された成形材料に対して電圧を印加しているため、導電
性フィラーの使用量を抑制しながら高い導電性、特に、
小さな表面抵抗を示す被静電塗装用樹脂成形体を製造す
ることができる。したがって、この製造方法によれば、
強度等の特性を損なうことなく、導電性プライマーによ
る前処理を経ずに直接静電塗装を適用できる樹脂成形体
を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂成形体の一例について実施した熱重量分析
の結果を示す図。

【図２】実施例４で得られた円板について、繊維群の含
有量と表面抵抗との関係を電圧印加処理前後のそれぞれ
について示したグラフ。

【図３】実施例５で用いた円板の熱重量分析結果を示す
図。

【図４】実施例６で得られた円板について、繊維群の含
有量と表面抵抗との関係を電圧印加処理前後のそれぞれ
について示したグラフ。

【図５】実施例７で得られた円板の熱重量分析結果を示
す図。

【図６】実施例８で得られた円板の熱重量分析結果を示
す図。

【図７】実施例９で得られた円板の熱重量分析結果を示
す図。

【図８】実施例１０で得られた円板の熱重量分析結果を
示す図。

【図９】実施例１１で得られた円板の熱重量分析結果を
示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｆターム(参考） 4D075 AA09 DB31 DB64 4F072 AA05 AA07 AA08 AA09 AD04 AD05 AD16 AD42 AD52 AK15 AL02 4F073 AA04 BA08 BA18 BA19 BA20 BA21 BA27 BB02 BB09 4F201 AA13 AA32 AB11 AB13 AB18 AB25 AH24 BA07 BC01 BC02 BC12 BC15 BC37 BR02 BR06 BR34 4J002 BB031 BB121 BB201 BC031 BC071 BD141 BD151 BE041 BG001 BN151 CB001 CC031 CD001 CF061 CF071 CF211 CG001 CH071 CH091 CK021 CL011 CL031 CM041 CN011 CN031 DA016 DA026 DA036 DA076 DA086 DA096 DE096 FA016 FA046 FB076 FB266 FB296 FD116 GH01 GN00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電塗装が適用される樹脂成形体であっ
て、成形された樹脂材料からなるマトリックスと、前記マトリックス内に分散された導電性フィラーとを含
み、電圧の印加処理が施されている、被静電塗装用樹脂成形
体。
【請求項２】前記マトリックス中における前記導電性フ
ィラーの含有量が２０重量％未満である、請求項１に記
載の被静電塗装用樹脂成形体。
【請求項３】前記マトリックス中における前記導電性フ
ィラーの含有量が１．０重量％以上１６重量％以下であ
る、請求項１に記載の被静電塗装用樹脂成形体。
【請求項４】前記導電性フィラーは、フィラー群電気抵
抗値が１０⁵Ωｃｍ以下１０^-2Ωｃｍ以上のものであ
る、請求項１、２または３に記載の被静電塗装用樹脂成
形体。
【請求項５】前記導電性フィラーが繊維状のものであ
る、請求項１、２、３または４に記載の被静電塗装用樹
脂成形体。
【請求項６】前記導電性フィラーの平均繊維径が０．０
０２μｍ以上１５μｍ以下である、請求項５に記載の被
静電塗装用樹脂成形体。
【請求項７】前記マトリックス中における前記導電性フ
ィラーの平均残存アスペクト比が１０以上１００，００
０以下である、請求項５または６に記載の被静電塗装用
樹脂成形体。
【請求項８】前記電圧が１，０００Ｖ以上前記樹脂材料
の絶縁破壊電圧未満である、請求項１、２、３、４、
５、６または７に記載の被静電塗装用樹脂成形体。
【請求項９】前記電圧が２０ｋＶ以上前記樹脂材料の絶
縁破壊電圧未満である、請求項１、２、３、４、５、６
または７に記載の被静電塗装用樹脂成形体。
【請求項１０】表面抵抗が１０⁴Ω／□以上１０¹²Ω／
□以下である、請求項１、２、３、４、５、６、７、８
または９に記載の被静電塗装用樹脂成形体。
【請求項１１】静電塗装が適用される樹脂成形体であっ
て、成形された樹脂材料からなるマトリックスと、前記マトリックス中に分散された導電性フィラーとを含
み、前記樹脂材料の軟化点に加熱処理して室温まで冷却した
後の表面抵抗が加熱処理する前の表面抵抗の１００倍以
上である、被静電塗装用樹脂成形体。
【請求項１２】前記加熱処理の後に、さらに電圧の印加
処理を施した場合の表面抵抗が、前記印加処理を施す前
の表面抵抗の１／１００以下である、請求項１１に記載
の被静電塗装用樹脂成形体。
【請求項１３】静電塗装が適用される樹脂成形体の製造
方法であって、樹脂材料と導電性フィラーとを混合して成形材料を調製
する工程と、前記成形材料を所望の形状に成形する工程と、成形された前記成形材料に対して電圧を印加する工程
と、を含む被静電塗装用樹脂成形体の製造方法。