JP2002536799A - 導電性組成物及びその製造方法 - Google Patents

導電性組成物及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 導電性組成物及び、例えば射出成形によるその製造方法。該組成物は、第1熱可塑性成分を実質的に含むマトリックス、第1熱可塑性成分よりも高い極性を有し、多数のファイバーをカプセル化し、マトリックス内でカプセル化されたファイバーのネットワークを形成する第2熱可塑性成分、及び前記ネットワークをマトリックス内で導電性ネットワークにするように第2成分に選択的に引きつけられるカーボン成分を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、異なる極性を有する2つの熱可塑性化合物とファイバー及び／又は
無機充填材及びカーボンブラックとの混合物をベースとする導電性複合体、及び
その製造方法に関する。 発明の背景 組成物をベースとする導電性ポリマーは、多くの工業的適用（例えば、電磁干
渉（EMI）から電子部品を遮蔽するためのプラスチック部分及びプラスチックボ
ックスから静電気を除去するため）において使用される。静電放電（ESD）の適
用の例としては、電子部品包装、クリーンルーム設備、貯蔵トレー、水槽（wate
r carriers）、チップ搬送装置（chip carriers）及び防爆環境のための建設資
材が挙げられる。
【０００２】 静電気を除去するために合成した化合物は、102から1013 Ω/squareの典型的
な表面抵抗率を有し、EMI遮蔽の適用のため特定された化合物は、典型的には10- 2 から102 Ωcmの体積抵抗率を示す。 静電気除去及びEMI遮蔽の両方のために適切な抵抗率を有するポリマーベース
化合物は、技術分野において知られている。当業界で知られている化合物の1つ
のクラスは、約103から108 Ω/squareの表面抵抗率によって特徴付けられる40か
ら60重量％までの高い充填レベルのカーボンを有するポリプロピレン（PP）又は
ポリエチレン（PE）をベースとする。EMI遮蔽を必要とする適用のために、30か
ら50％のPANカーボンファイバー、40％のアルミニウムフレーク、15％のニッケ
ル被覆カーボンファイバー又は5から10％のステンレス鋼ファイバーの重量充填
レベルが同様のクラスのポリマーで使用されている。
【０００３】 一般に、ポリマーの導電性を増大するために使用される方法は、特定の導電性
添加剤（例えば金属粉、金属ファイバー、カーボンブラック、カーボンファイバ
ー及び最近では本質的に導電性のポリマー粉末）を充填することである。これら
の材料の特徴的な性質は、導電性と充填材濃度との間の強い非線型相関の存在で
ある。低充填率では、ポリマー化合物の導電率は、一般に極めて低く、その大き
さはポリマーマトリックスの導電率と同程度である（10-16から10-11 Ω-1cm-1
）。充填率が増大すると、導電率は、狭い濃度範囲で数オーダーの大きさで急激
に増大し、次いで10-4から10-1 Ω-1cm-1のオーダーの凝集した充填材粉末の導
電率に向かってゆっくり増大する。この性質は、臨界体積分率（パーコレーショ
ン閾値）で生じる絶縁体-伝導体転位を表す。この閾値は、試料体積全体にわた
って広がる粒子の鎖状ネットワークの形成のためであり、電流を流れさせている
。
【０００４】 米国特許第4,169,816号は、高いカーボン含量を有する1つの導電性熱可塑性材
料組成物を記載し、該組成物は、それぞれ100部のポリプロピレン-エチレンコポ
リマー、15から30部のカーボンブラック、0.25から1部のシリカ、及び1から10部
のカーボンファイバー又はカーボンファイバーとガラスファイバーの混合物から
選択されるファイバー補強材を含む。 米国特許第5,004,561号は、高いカーボン含量を有する他の1つの熱可塑性ベー
ス導電性組成物を記載し、該組成物は、それぞれ100部のポリオレフィン、ポリ
スチレン及びアクリロニトライト／スチレン／ブタジエン（ABS）コポリマー樹
脂、ポリブチレンテレフタレート（PBT）樹脂、ポリフェニレンエーテル及びポ
リアミド（PA）樹脂の群から選択される熱可塑性樹脂に対して、30から300部の
導電性ガラスファイバー、5から40部のカーボンブラック及び5から40部のグラフ
ァイトを含む。 ロシア特許SU 1,643,568は、導電性がマトリックス中のカーボンの分散により
達成される高濃度カーボンベース導電性熱可塑性組成物を記載する。該組成物は
、20から35重量％のポリプロピレン、10から20重量％のポリアミド、20から30重
量％のカーボンブラック、10から20重量％のグラファイト及び15から20％のガラ
スファイバーを含む。
【０００５】 一般に、技術分野において知られている導電性熱可塑性製品を製造する2つの
方法がある。低速生産圧縮成形法（the slow production rate compression mol
ding）において、より少ない充填材（例えばカーボンブラック）が所望する導電
率を達成するために要求されるが、組成物の機械的特性は、通常不充分である。
高速生産射出成形法（the fast production rate injection molding method）
において、より良い機械的特性が達成され、複雑な構造を有する製品が生産され
るが、要求される導電性充填材の量は多い。導電性化合物の圧縮成形の1つの欠
点は、相対的に遅い加工が高価であることである。 静電気除去及びEMI遮蔽の適用のための従来のポリマーベース化合物の主な欠
点は、導電性ポリマー化合物を形成するために要求される導電性添加材の高い充
填率であり、結果として高コスト及び不充分な加工適性及び機械的特性、また特
にクリーンルームの適用に不都合である高濃度のカーボン混入を生じる。
【０００６】 発明の概要 本発明は、改良した熱可塑性導電性組成物を提供する。 本発明の一の局面によれば、導電性組成物は、連続マトリックスを形成する第
1熱可塑性成分と、マトリックスの極性よりも大きな極性を有する第2熱可塑性成
分を含む。また、該組成物は、第2熱可塑性成分によってin situでカプセルに包
まれ、マトリックス内でネットワークを形成するファイバー及びその高い極性の
ために第2成分に選択的に引きつけられるカーボンブラック成分を含む。カーボ
ンブラックを含み、粒子の好ましい位置でカプセル化されたネットワークのin s
ituでの形成は、導電性組成物を提供する。 本発明の別の局面によれば、導電性カーボン充填材と第2成分との比は充分に
高く、カーボン充填材のかなりの部分は第2成分と導電性を提供するマトリック
スとの界面に位置する。それにもかかわらず、カーボンの全濃度は従来の導電性
組成物よりも少なくとも1オーダー小さい大きさであり、このため本発明の組成
物を製造することはクリーンルームの適用を含む多くの適用において有利である
。
【０００７】 本発明の他の目的は、本発明の熱可塑性導電性組成物を製造するための高速加
工方法を利用することである。射出成形は、従来の発明の導電性熱可塑性組成物
を製造するために使用されるが、非常に低いカーボンブラック濃度を使用し、組
成物の機械的特性を改良する。 本発明の導電性組成物は、実質的に第1熱可塑性成分を含むマトリックス、第1
熱可塑性成分より大きい極性を有する第2熱可塑性成分（該第2成分は多くのファ
イバーをカプセルで包み、マトリックス内でカプセル化されたファイバーのネッ
トワークを形成する）、及びネットワークをマトリックス内の導電性ネットワー
クにするために第2成分に選択的に引きつけられるカーボン成分を含む。 本発明の一の実施態様において、第1熱可塑性成分は、追加のエラストマー成
分を有し、又は有さないポリオレフィン化合物である。ポリオレフィンは、ホモ
ポリマー又はコポリマーであってもよいポリプロピレン及びポリエチレンの群か
ら選択される。第2成分はポリアミド又はEVOHである。好ましい実施態様におい
て、組成物は100分の20部未満のポリアミド又はEVOHを含む。
【０００８】 他の実施態様において、第1成分はアクリロニトライト／ブタジエン／スチレ
ンであり、第2成分はポリアミド又はEVOHである。 さらに他の実施態様において、第1成分はポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレ
ン及びポリフェニレンオキシド／ポリスチレンから選択され、第2成分はポリア
ミド又はEVOHである。 他の実施態様において、第1熱可塑性成分はポリブチレン、テトラフタレート
、ポリカーボネート又はポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン
であってもよい。 さらに他の実施態様において、第2熱可塑性成分はアクリロニトリルブタジエ
ンスチレンであってもよい。 本発明の組成物のファイバーはガラスファイバーであってもよい。好ましい実
施態様において、組成物は100分の55部未満のガラスファイバーを含む。 また、第2成分は充填材粒子（例えば無機充填材）、有機ファイバー（例えば
ポリアミドファイバー）、又は充填材及びガラスファイバーの混合物をカプセル
に包んでもよい。 本発明の組成物のカーボン成分はカーボンブラックであってもよい。あるいは
、又は組み合わせにおいて、カーボン成分はカーボンファイバーであってもよい
。好ましい実施態様において、組成物は100分の10部未満のカーボンブラックを
含む。他の好ましい実施態様において、組成物は100分の30部未満のカーボンフ
ァイバーを含む。 好ましい実施態様において、組成物は約0.1から約109 Ωcmの1つ以上の体積抵
抗率、約11,000 MPaまでの曲げ弾性率及び60 MPaまでの引っ張り強さを有する。 本発明は、添付の図面と共に記載された以下の詳細な説明により、より完全に
理解され、認識される。
【０００９】 発明の詳細な説明 ここで図１を参照する。図１は、本発明の導電性多成分熱可塑性組成物の概略
図である。 導電性多成分熱可塑性組成物、一般に参照符号１０は、実質的に第1熱可塑性
化合物から形成されるマトリックス１２、ファイバー（例えばガラスファイバー
、カーボンファイバー又は有機ファイバー）及び／又は図２Ａから２ＥのSEM顕
微写真で示されたカーボンブラックをその中に及びその上に有する第2熱可塑性
化合物１６でカプセル化された無機充填材１４を含む。図１に示されるように、
ファイバー及び／又はその中にカーボンブラックを有する第2熱可塑性化合物１
６でカプセル化された無機充填材１４は、第1熱可塑性化合物マトリックス１２
内に導電性ネットワークを形成する。 好ましい実施態様において、第1熱可塑性成分は、ポリマーベース成分であっ
て、ポリオレフィン、ポリスチレン（PS）、アクリロニトリル／ブタジエン／／
スチレン（ABS）ターポリマー、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリカー
ボネート（PC）、PC/ABS、耐衝撃性ポリスチレン（HIPS）を利用するものであり
、追加のエラストマー成分を有し、又は有さず、第2熱可塑性成分はポリアミド
（PA）ポリエチレンビニルアルコール（EVOH）コポリマーである。また、ABSは
第2熱可塑性成分として使用してもよい。 ファイバーはガラスファイバー、カーボンファイバー又は有機ファイバー（例
えばポリアミドファイバー）であってもよい。また、無機充填材は組成物１０で
使用してもよい。無機充填材（例えば珪灰石、タルク又はマイカ）は、一部の又
はすべてのガラスファイバーと置換でき、その結果実質的に材料コストを低減で
き、同時にガラスファイバー補強ポリマーと同様の物理的特性を維持し、又は改
善する（表３Ｃ及び３Ｄ参照）。 好ましくは、エラストマー成分は、エラストマーの組み合わせである。化合物
へのエラストマー成分の添加は、その導電性への明らかな影響なしに組成物の機
械的特性を変える。
【００１０】 ポリアミド、ABS又はEVOH１６のファイバー及び／又は無機充填材１４との親
和性は、いずれの第１熱可塑性成分とよりも遥かに強いため、組成物１０の溶融
ブレンドの際（以下の図３に関して詳細に説明するように）、第2熱可塑性成分
は、in situでファイバー及び／又は無機充填材１４を選択的にカプセル化し、
その結果マトリックス１２内にカプセル化されたファイバー及び／又は無機充填
材のネットワークを生成する。さらに、カーボンブラック粒子は第2熱可塑性成
分相に選択的に引きつけられ、参照符号１５によって示される第2熱可塑性成分
（ABS、ポリアミド又はEVOH）マトリックス界面に位置し、その結果カプセル化
されたファイバー及び／又は無機充填材のネットワークを従来技術よりも遥かに
少ないカーボンブラック含量を用いて導電性にし、以下に記載されるように組成
物１０の機械的特性を改善する。
【００１１】 図２Ａから２Ｅの5つの走査型電子顕微鏡（SEM）顕微写真を参照すると、カプ
セル化されたファイバー及び／又は無機充填材のネットワーク及び第2熱可塑性
成分相１６のカーボンブラック１８の選択的な分布が明らかに見られる。拡大率
の異なる図２Ａから２Ｃは、カプセル化されたガラスファイバーのSEM顕微写真
であり、図２Ｄはカプセル化された無機充填材（珪灰石）のSEM顕微写真である
。図２Ｅは第1 HIPSベース熱可塑性成分を含む組成物及び第2 ABSベース熱可塑
性成分によってカプセル化されたガラスファイバーのSEM顕微写真である。 本発明の固有の特徴は、組成物１０が、同レベルの導電性を得るために、従来
技術よりも遥かに少ない濃度のカーボンブラックを含むことである。これは、導
電性カーボンブラック粒子が第2熱可塑性成分相とマトリックス（パーコレーシ
ョンの第1レベル）との間の界面に沿った連続的経路を形成するためである。さ
らに、カーボンブラック粒子の埋め込まれた部分は、第2熱硬化性成分１６内に
位置し（パーコレーションの第2レベル）、その結果導電性経路の形成は促進さ
れる。これは、ファイバー及び／又は無機充填材をカプセル化する第2熱可塑性
成分により形成されたネットワークによってさらに促進される（パーコレーショ
ンの第3レベル）。溶融ブレンドプロセスの際に発生したこの形態は、第2熱可塑
性成分のファイバー又は充填材との強い親和性及びカーボンブラックの第2熱可
塑性成分との選択的な親和性により形成する。
【００１２】 ここで、本発明の導電性熱可塑性組成物の好ましい製造方法を示す図３から５
Ｃを参照する。図３は一般的な方法を示し、図４Ａから４Ｄ及び図５Ａから５Ｃ
は、それぞれ2つの非制限的な具体的な組成物のための別の方法を示す。 図３の方法は、混合工程３２、ペレット化工程３４及び射出成形工程３６を含
む左から右への時系列に沿って示した。一の好ましい実施態様において、混合工
程３２は、ポリプロピレンと参照符号３１で示される第2熱可塑性成分との乾式
ブレンド工程、続いて溶融及び３３によって示されるファイバー充填材との溶融
混合、その後カーボンファイバー、カーボンブラック又は両方と溶融混合工程を
含む。無機ファイバーは工程３１、３３又は３５に添加してもよい。以下に記載
される非制限的実施例において、混合工程３２はツインスクリュー混合器（Bers
torf, Germany）で、200から285℃の範囲の処理温度（ポリマー成分の融点に対
応）及び55 rpmのスクリュー速度で行われる。得られた化合物は、ペレット化さ
れ（工程３４）、次いで200から285℃で、アメリカ材料試験協会（ASTM）の3つ
のキャビティーモード（引張試験片、曲げ試験片及び落槍衝撃ディスク）を備え
るBattenfeldの射出成形機で射出成形される（工程３６）。
【００１３】 図４Ａから４Ｄは、組成物１０の4つの好ましい別の製造方法を示し、該組成
物はカーボン化合物としてカーボンブラックを含む。図４Ａから４Ｄは、100重
量部のポリプロピレン、12重量部のポリアミド、30重量部のガラスファイバー、
及び2重量部のカーボンブラックを含む組成物１０の非制限的実施例について示
される。 図４Ａに示される実施態様において、カーボンブラック濃厚物又はカーボンブ
ラック粒子は、混合工程３２よりもむしろ参照符号３７によって示される射出成
形段階で添加され、結果として537 Ωcmの抵抗率及び4819±161 MPaの曲げ弾性
率を得る。 図４Ｂは別の方法を示し、カーボンブラック濃厚物はポリプロピレン及びポリ
アミドと乾式ブレンドされ、結果として432 Ωcmの抵抗率及び4649±32 MPaの曲
げ弾性率を得る。図４Ｃは別の方法を示し、カーボンブラック濃厚物は混合の際
に添加され、結果として214 Ωcmの抵抗率及び4491±51 MPaの曲げ弾性率を得る
。 図４Ｄの実施態様において、ガラスファイバーはポリプロピレン及びポリアミ
ドと乾式ブレンドされ、同時にカーボンブラック濃厚物は混合の際に添加され、
結果として431 Ωcmの抵抗及び3790±63 MPaの曲げ弾性率を得る。
【００１４】 図５Ａから５Ｃは、組成物１０の3つの好ましい別の製造方法を示し、該組成
物はカーボンファイアー又はカーボン化合物としてカーボンブラック及びカーボ
ンファイバーを含む。図５Ａから５Ｃは、100重量部のポリプロピレン、12重量
部のポリアミド、30重量部のガラスファイバー、及び2重量部のカーボンブラッ
ク及び20重量部のカーボンファイバーを含む組成物１０の非制限的実施例につい
て示される。 図５Ａの別の実施態様において、カーボンブラック及びカーボンファイバーの
両方は、射出成形工程の際に添加され、結果として高い導電性（0.465 Ωcmの抵
抗率）及び曲げ弾性率（9770±428 MPa）を得る。 図５Ｂの別の実施態様において、カーボンブラックは、その他の別の工程３１
によって示される乾式ブレンドに代えて工程３９によって示されるようにポリオ
レフィン及びポリアミドと乾式ブレンドされ、同時にカーボンファイバーは、混
合の際に添加され（工程３５）、結果として2 Ωcmの抵抗率及び9550±350 MPa
の曲げ弾性率を得る。 図５Ｃの別の実施態様において、カーボンファイバーは、混合段階で添加され
、結果として8 Ωcmの抵抗率及び8931±267 MPaの曲げ弾性率を得る。 射出成形により組成物１０を形成する化合物を調製するために使用される特定
の方法は、上述の非制限的実施態様及び多くのその他のその変更から選択され、
その結果組成物１０の固有の導電性及び機械的特性（上述の曲げ弾性率によって
示される）が変化することは、理解されるであろう。すべての方法において、本
発明は、射出成形後、高い導電性及び強い機械的特性を提供する導電性熱可塑性
組成物を提供する。
【００１５】 以下の実施例は本発明のある局面を具体的に示すが、本発明を限定するもので
はない。 すべての実施例において、射出成形複合体サンプル（12.6 cm×1.27 cm×0.32
cm）は、ASTM D 257-93及びASTM D 4496-87に従って、ケースレー（Keithley）
の機器を用いて体積抵抗率を測定することによって電気特性を特徴付けた。銀ペ
イントは、サンプルと電極との間の接触抵抗を排除するために使用した。表面抵
抗率はEOS/ESD S11-11に従って測定した。 対応するASTM試験法は、機械的特性評価のために使用した。特に、ASTM D 063
8は引っ張り特性の測定で使用し、ASTM D 790は曲げの測定で使用し、ASTM D 25
6はアイゾッド衝撃を測定するために使用し、ASTM D 570は水分吸収を測定する
ために使用した。 各サンプルのガラスファイバー含量、無機充填材含量及びカーボンブラック含
量は、ASTM D 5630-94及びASTM D 1603-94を用いて、それぞれ決定した。 複合体の形態は、走査型電子顕微鏡を用いて研究した。凍結破断面を研究した
。 実験において、PP（ホモポリマー及びコポリマー）、ABS、PS、HIPS、NORYL、
PBT及びPC（表１０から１３に関して詳細に記載される）、PE（高及び低密度グ
レード）、エラストマー、PA（PA6、PA66、PA11、PA12、PA6/6.9、PA6/12）、EV
OH、ガラスファイバー（チョップトストランド、長さ3.2から6.3 mm、径10から1
3μm）、導電性カーボンブラック及びカーボンファイバー（チョップトファイバ
ー、長さ6 mm、径7から8μm）、有機ポリアミドファイバー（長さ12 mm、3から5
デニール）及び無機充填材（例えば珪灰石、タルク及びマイカ）の市販グレード
をこの研究で使用した。カーボンブラックの5つのタイプを研究した。それらの
特性を以下の表１に示す。
【００１６】
【表１】 表１
【００１７】 記載されたすべてのブレンド比は重量部であり、それぞれ初めの化合物の100
重量部を基準とする。典型的な導電性ポリオレフィン複合体は、100重量部のポ
リマーマトリックス、4から20重量部のポリアミド、10から55重量部のガラスフ
ァイバー、0.5から10重量部のカーボンブラック、0から30重量部のカーボンファ
イバーを含んでもよい。 組成物１０の電気的及び機械的特性は、ガラスファイバー濃度、ポリアミド／
ガラスファイバー比及びカーボンブラック濃度の関数として、異なるポリアミド
混合比について研究した。組成物の関数として抵抗率及び機械的特性を表２Ａ及
び２Ｂにまとめた。製造されたサンプルは、本発明の加工方法（即ち射出成形）
に従っていることは理解されるであろう。
【００１８】
【表２】 表２Ａ
【００１９】
【表３】 表２Ｂ
【００２０】 表３Ａ及び３Ｂは、異なるポリプロピレン／ポリアミド混合物について組成物
１０のガラスファイバー濃度における抵抗率及び物理的特性の依存性を示す。ガ
ラスファイバー含量の増加に伴う引っ張り強さ、引っ張り弾性率及び曲げ弾性率
の増加は、明らかに確認される。
【００２１】
【表４】 表３Ａ
【００２２】
【表５】 表３Ｂ
【００２３】 表３Ｃ、３Ｄ及び３Ｅは、異なるポリプロピレン：エラストマー混合物につい
て組成物１０の珪灰石（表３Ｃ）、タルク（表３Ｄ）及びマイカ（表３Ｅ）及び
ガラスファイバー濃度における抵抗率及び物理的特性の依存性を示す。
【００２４】
【表６】 表３Ｃ
【００２５】
【表７】 表３Ｄ
【００２６】
【表８】 表３Ｅ
【００２７】 表４は、使用した第2熱可塑性成分（ポリアミド）のタイプにおけるPP/PA/GF/
CB系（100/12/30/4 phr比）の抵抗率の依存性を示す。任意のタイプのポリアミ
ドが組成物１０で使用され、それらの導電率はポリアミドの結晶化度の選択によ
って決定されることが明らかに見られる。PA6/6-9及びPA6-12（アモルファスポ
リアミド）をベースとする組成物よりも低い値の抵抗率は、PA66及びPA6、PA11
、PA12（半結晶性ポリアミド）をベースとする組成物１０で得られた。同じ濃度
の導電性添加剤の場合に、より高いレベルの導電性はPA66（研究した中で最も結
晶性の高いポリアミド）ベース化合物で達成された。
【００２８】
【表９】 表４
【００２９】 また、任意のタイプのカーボンブラックが組成物１０で使用され得ることが理
解されるであろう。ポリプロピレン（100部）、PA66（12部）及びガラスファイ
バー（30部）をベースとする複合物について、5つのCBグレードを有し、2つの充
填レベルの複合物の抵抗率及び機械的特性を表５に示した。この表の観察は、使
用した中で最も導電性の高いカーボンブラックであるKetjenblacks EC 300及びE
C 600が最も高い導電性を提供することを示す。
【００３０】
【表１０】 表５
【００３１】 さらに組成物１０の抵抗率及び機械的特性を決定する他の因子は、使用したポ
リマーマトリックスの流動性（MFI）である。以下の表６から明らかなように、
明らかに低い抵抗率は、例えばより高いMFIを有するポリプロピレンを用いるこ
とによって得られる。表６を以下に提供する。
【００３２】
【表１１】 表６
【００３３】 以下の表７は、図５Ａから５Ｃに関して示されたカーボンファイバーを含む組
成物１０の実施例を提供する。1 Ωcm未満の体積抵抗率は、カーボンファイバー
／カーボンブラック／ガラスファイバー／第2熱可塑性成分（ポリアミド）／ポ
リプロピレン化合物で達成された。以下の表７は、非制限カーボンファイバー含
有組成物及びそれらの特性を示す。
【００３４】
【表１２】 表７
【００３５】 本発明の組成物、特にカーボンファイバーを含み、1 Ωcm未満の抵抗率を有す
る組成物は、より低含量のカーボンブラック及びカーボンファイバーの改良され
た電磁干渉（EMI）遮蔽物を提供することは、理解されるであろう。従って、そ
れらは、広範囲に適用されている（例えばカーボンの量がプロセスの清浄さのた
めに重要であるクリーンルームの適用）従来技術の導電性プラスチックよりも優
れている。 本発明は上述されたことによって限定されず、そのすべてが本発明の範囲に含
まれる多くの変更が存在することは、理解されるであろう。例えば、本発明はポ
リプロピレンに関して記載されているが、本発明はその他のポリオレフィン（例
えばポリエチレン）及びポリエチレン-ポリプロピレン混合物に同様に適用でき
る。ポリエチレンベース組成物は、ポリプロピレンの組成物と一般に同様の方法
でLDPE及びHDPEグレードを用いて調製した。例として、11部のポリアミド（PA6
）、20部のガラスファイバー及び4.4部のカーボンブラック（EC-300）とブレン
ドしたポリエチレンベース組成物（同じ重量ベースで100部）は、105から106 Ω
cmの体積抵抗率を示す。 表８は、ポリエチレンベース組成物の2つの別の実施例を示す。
【００３６】
【表１３】 表８
【００３７】 その他の別の実施態様において、ポリオレフィン成分は、マトリックス１２を
形成する第１成分として他の熱可塑性化合物によって置き換えられる。4つの好
ましい実施態様において、マトリックス１２を形成する第1成分は、アクリロニ
トリル／ブタジエン／スチレン（ABS）、ポリスチレン（PS）、耐衝撃性ポリス
チレン（HIPS）及びポリフェニレンオキシド／ポリスチレン（NORYL）であった
。2つの他の実施例において、PBT、PC/ABS及びPCは、第1熱可塑性成分として使
用される。 表９は、ポリエチレン-ポリプロピレンベース組成物の2つの実施例を示す。
【００３８】
【表１４】 表９
【００３９】 表１０は、PBT、PC/ABS及びPCをベースとした化合物の抵抗率及び物理的特性
を示す。
【００４０】
【表１５】 表１０
【００４１】 表１１は、異なるファイバーを有するPPベース化合物の抵抗率及び機械的特性
を示す。
【００４２】
【表１６】 表１１
【００４３】 表１２は、異なる第２熱可塑性成分、異なるタイプのポリアミド組成物、異な
るガラスファイバー含量及び異なる少量のカーボンブラックを有するABS、PS、H
IPS及びNORYLにより形成される組成物１０の非制限的実施例を示す。
【００４４】
【表１７】 表１２
【００４５】 表１３、１４及び１５は、PS、HIPS及びNorylベース組成物の別の実施例及び
それらの機械的特性を提供する。 表１３は、PS/PA/GF/CB化合物のガラスファイバー濃度における抵抗率及び物
理的特性の依存性を示す。
【００４６】
【表１８】 表１３
【００４７】 表１４は、HIPS/PA/GF/CB化合物のガラスファイバー濃度における抵抗率及び
物理的特性の依存性を示す。
【００４８】
【表１９】 表１４
【００４９】 表１５は、Noryl/PA66/GF/CB化合物のガラスファイバー濃度における抵抗率及
び物理的特性の依存性を示す。
【００５０】
【表２０】 表１５
【００５１】 表１６は、第2熱可塑性成分がEVOHであり、ポリアミドでない組成物１０を示
す。表は、PP/EVOH/GF/CB化合物のガラスファイバー濃度における抵抗率の依存
性を示す。
【００５２】
【表２１】 表１６
【００５３】 表１７は、エラストマーを含むPP/PA/GF/CB（PP:エラストマー 60:40）化合物
のガラスファイバー濃度における依存性及び抵抗率及び物理的特性を示す。エラ
ストマーを含む化合物が表３Ｂにまとめた化合物よりも高い耐衝撃性を提供する
ことが明らかに示される。
【００５４】
【表２２】 表１７
【００５５】 表１８は、第2熱可塑性成分がPA又はABSであり、異なるファイバーが使用され
る異なるポリスチレン化合物を含む組成物１０の抵抗率及び物理的特性を示す。
任意の好適な顔料は、異なる色合いの化合物を生産するために使用してもよい。
【００５６】
【表２３】 表１８
【００５７】 表１９は、異なる濃度の発泡剤を含むPP/PA66/ガラスファイバー/CB化合物の
非制限実施例の抵抗を示す。
【００５８】
【表２４】 表１９
【００５９】 本発明が、特に上で示された、及び記載されたことに限定されないことは、当
業者によって理解されるであろう。むしろ本発明の範囲は特許請求の範囲によっ
てのみ定義される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の導電性熱可塑性組成物の形態の概略図である。
【図２】 本発明の射出成形組成物の凍結破断面の非制限的な具体例としてのSEM顕微写
真である。
【図３】 本発明の導電性熱可塑性組成物の製造方法の概略的なブロックダイヤグラム図
である。
【図４】 カーボンブラックがカーボン成分である本発明の導電性熱可塑性組成物の別の
4つの好ましい製造方法の概略的なブロックダイヤグラム図である。
【図５】 カーボン成分がカーボンブラック及びカーボンファイバーの両方である本発明
の伝導性熱可塑性組成物の別の3つの好ましい製造方法の概略的なブロックダイ
ヤグラム図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/00 Ｃ０８Ｌ 23/00 25/04 25/04 55/02 55/02 67/02 67/02 69/00 69/00 77/00 77/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヴァクスマン アニタ イスラエル 34608 ハイファ ハンドケ ストリート 64 Ｆターム(参考） 4J002 BB021 BB111 BC021 BN151 CF071 CG001 CL002 DA016 DA037 DJ008 DJ048 DJ058 DL006 FA046 FD11 GG01 GG02 GQ02 5G301 DA18 DA20 DA32 DA34 DA43 DA51 DA60 DD06

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリカ
    ーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレンから選択される第1熱可塑性成
    分を実質的に含むマトリックスと、 前記第1熱可塑性成分よりも高い極性を有する第2熱可塑性成分であって、多数の
    ファイバーをカプセル化し、前記マトリックス内にカプセル化されたファイバー
    のネットワークを形成する該第2成分と、 及び前記ネットワークを前記マトリックス内で導電性ネットワークにするように
    前記第2成分に選択的に引きつけられるカーボン成分を含む導電性組成物。
  2. 【請求項２】 前記第2成分がポリアミドである請求の範囲第１項記載の組
    成物。
  3. 【請求項３】 前記ファイバーがガラスファイバー、カーボンファイバー及
    び有機ファイバーから選択される請求の範囲第１項記載の組成物。
  4. 【請求項４】 前記有機ファイバーがポリアミドファイバーである請求の範
    囲第３項記載の組成物。
  5. 【請求項５】 前記組成物が100分の55部未満のガラスファイバーを含む請
    求の範囲第３項記載の組成物。
  6. 【請求項６】 前記カーボン成分がカーボンブラックである請求の範囲第１
    項記載の組成物。
  7. 【請求項７】 100分の10部未満のカーボンブラックを含む請求の範囲第６
    項記載の組成物。
  8. 【請求項８】 第1熱可塑性成分を実質的に含むマトリックスと、 前記第1熱可塑性成分よりも高い極性を有する第2熱可塑性成分であって、多数の
    ファイバーをカプセル化し、前記マトリックス内にカプセル化されたファイバー
    のネットワークを形成し、アクリロニトリルブタジエンスチレンである該第2成
    分と、 及び前記ネットワークを前記マトリックス内で導電性ネットワークにするように
    前記第2成分に選択的に引きつけられるカーボン成分を含む導電性組成物。
  9. 【請求項９】 前記第1熱可塑性成分がポリオレフィン化合物である請求の
    範囲第８項記載の組成物。
  10. 【請求項１０】 前記ポリオレフィンがポリスチレン及び耐衝撃性ポリスチ
    レンからなる群から選択される請求の範囲第９項記載の組成物。
  11. 【請求項１１】 前記ファイバーがガラスファイバーである請求の範囲第８
    項記載の組成物。
  12. 【請求項１２】 前記組成物が100分の55部未満のガラスファイバーを含む
    請求の範囲第１１項記載の組成物。
  13. 【請求項１３】 前記第2成分がさらに充填材をカプセル化する請求の範囲
    第８項記載の組成物。
  14. 【請求項１４】 充填材が無機充填材である請求の範囲第１３項記載の組成
    物。
  15. 【請求項１５】 無機充填材が珪灰石、タルク及びマイカからなる群から選
    択される請求の範囲第１４項記載の組成物。
  16. 【請求項１６】 前記カーボン成分がカーボンブラックである請求の範囲第
    ８項記載の組成物。
  17. 【請求項１７】 100分の10部未満のカーボンブラックを含む請求の範囲第
    １６項記載の組成物。
  18. 【請求項１８】 第1熱可塑性成分を実質的に含むマトリックスと、 前記第1熱可塑性成分よりも高い極性を有する第2熱可塑性成分であって、充填材
    をカプセル化し、前記マトリックス内にカプセル化された充填材粒子のネットワ
    ークを形成する該第2成分と、 及び前記ネットワークを前記マトリックス内で導電性ネットワークにするように
    前記第2成分に選択的に引きつけられるカーボン成分を含む導電性組成物。
  19. 【請求項１９】 前記第1熱可塑性成分が追加のエラストマー成分を有する
    又は有しないポリオレフィン化合物である請求の範囲第１８項記載の組成物。
  20. 【請求項２０】 前記ポリオレフィンがポリプロピレン及びポリエチレンか
    らなる群から選択される請求の範囲第１９項記載の組成物。
  21. 【請求項２１】 前記第1成分がポリスチレン又は耐衝撃性ポリスチレンで
    ある請求の範囲第１８項記載の組成物。
  22. 【請求項２２】 前記第2成分がポリアミド又はアクリロニトリルブタジエ
    ンスチレンである請求の範囲第１８項記載の組成物。
  23. 【請求項２３】 充填材が無機充填材である請求の範囲第１８項記載の組成
    物。
  24. 【請求項２４】 無機充填材が珪灰石、タルク及びマイカを含む群から選択
    される請求の範囲第２３項記載の組成物。
  25. 【請求項２５】 前記カーボン成分がカーボンブラックである請求の範囲第
    １８項記載の組成物。
  26. 【請求項２６】 100分の10部未満のカーボンブラックを含む請求の範囲第
    ２５項記載の組成物。
  27. 【請求項２７】 第1熱可塑性成分を実質的に含むマトリックスと、 前記第1熱可塑性成分よりも高い極性を有する第2熱可塑性成分であって、多数の
    有機ファイバーをカプセル化し、前記マトリックス内にカプセル化された有機フ
    ァイバーのネットワークを形成する該第2成分と、 及び前記ネットワークを前記マトリックス内で導電性ネットワークにするように
    前記第2成分に選択的に引きつけられるカーボン成分を含む導電性組成物。
  28. 【請求項２８】 前記第1熱可塑性成分が追加のエラストマー成分を有する
    又は有しないポリオレフィン化合物である請求の範囲第２７項記載の組成物。
  29. 【請求項２９】 前記ポリオレフィンがポリプロピレン及びポリエチレンか
    らなる群から選択される請求の範囲第２８項記載の組成物。
  30. 【請求項３０】 前記第2成分がポリアミドである請求の範囲第２７項記載
    の組成物。
  31. 【請求項３１】 前記カーボン成分がカーボンブラックである請求の範囲第
    ２７項記載の組成物。
  32. 【請求項３２】 100分の10部未満のカーボンブラックを含む請求の範囲第
    ３１項記載の組成物。
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