JP2003096317A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
熱可塑性樹脂組成物Info
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Abstract
電防止性などの電気的性質にも優れた熱可塑性樹脂組成
物を提供する。 【解決手段】2種の熱可塑性樹脂(成分A)及び(成分
B)、導電性カーボンブラック(成分C)、成分Cとし
ての導電性カーボンブラックの比表面積よりも大きい比
表面積を有する導電性カーボンブラック又は中空炭素フ
ィブリル(成分D)から成る熱可塑性樹脂組成物であっ
て、成分A及び成分Bで構成されるミクロ形態が海−島
構造を呈し、成分Cが主に島相に存在し、成分Dが主に
海相に存在する。
Description
物に関し、詳しくは、機械的強度、耐熱性に優れ、か
つ、導電性や帯電防止性などの電気的性質にも優れた熱
可塑性樹脂組成物に関する。
導電性物質を混合し、導電性や帯電防止性などの特性を
発揮せることは広く行われており、この目的のために各
種の導電性物質が提案されている。一般に使用される導
電性物質としては、イオン性界面活性剤、非イオン性の
界面活性剤、ポリエチレングリコール単位やイオン性官
能基を有する高分子帯電防止剤などの有機化合物の他
に、カーボンブラック、炭素繊維、金属繊維、金属粉
未、金属酸化物などの無機物などが挙げられる。特に、
少量の導電性物質の混合で高い導電性を得るために、カ
ーボンブラックが使用され、さらに、ブレンド樹脂にお
いて、高導電性樹脂組成物を得るために、樹脂のミクロ
形態における海相(マトリックス相、連続相)の樹脂中
に、高濃度、高密度で且つ均一にカーボンブラックを複
合化する方法が提案されている。
性を発揮するが、その反面、成形加工性、機械的強度
(特に靭性)が低下し、表面外観が劣化するなど熱可塑
性樹脂が本来有する優れた特性を犠牲にしている。他
方、例えば、OA機器や電子機器では小型軽量化や高集
積化、高精度化が進み、これに伴い、電気電子部品への
塵や埃の付着を極力低減させるという、導電性樹脂に対
する市場からの要求は年々多く且つ厳しくなってきてい
る。例えば、半導体に使われるICチップや、ウエハ
ー、コンピューターに使われるハードディスクの内部部
品などは、その要求が一層厳しく、帯電防止性を付与
し、塵や埃の付着を完全に防止することが必要である。
脂を主成分としたアロイ(ポリカーボネート樹脂とAB
S樹脂とのブレンド物)やポリフェニレンエーテル系樹
脂を主成分としたアロイ(ポリフェニレンエーテル樹脂
とポリスチレン樹脂とのブレンド物)にカーボンブラッ
ク等の導電樹脂材料が配合された成形樹脂材料が使用さ
れている。しかしながら、優れた導電性を付与するため
には、多量のカーボンブラックを配合する必要があるた
め、成形樹脂材料の機械的強度や流動性が低下するとい
う欠点がある。
与した樹脂成形品に電気を流し、それと反対の電荷を付
加した塗料を吹き付ける「静電塗装」が行われている。
これは、成形品表面と塗料とに反対の電荷を持たせるこ
とによって互いに引き合う性質を利用し、塗料の成形品
表面への付着率を向上させたものである。自動車の外
装、外板部品には、ポリカーボネート樹脂とポリエステ
ル樹脂とのブレンド物、ポリフェニレンエーテル樹脂と
ポリアミド樹脂とのブレンド物が多く使用されている。
しかしながら、これら成形樹脂材料も導電性付与のため
に導電性材料を混入させることによる機械的強度や流動
性が低化するという欠点がある。
て、特開平2−201811号公報には、ブレンド樹脂
のミクロ形態において海相側に、カーボンブラックを選
択的に含有させることにより、少量で導電性を向上させ
ることが記載されているが、成形加工性の低下は解消さ
れていない。さらに、特開平10−204305号公報
では、ブレンド樹脂のミクロ形態において不連続相の島
側にカーボンブラック等の導電性物質を選択的に添加す
ることにより、成形加工性、表面外観が改良されると記
載されているが、体積固有抵抗値が不満足である。
鑑みなされたものであり、その目的は、熱可塑性樹脂本
来の機械的強度や流動性を損なわない、導電性や帯電防
止性などの電気的性質の優れた(換言すれば体積固有抵
抗値が低い)熱可塑性樹脂組成物を提供することであ
る。
従い、2種の熱可塑性樹脂(成分A)及び(成分B)、
導電性カーボンブラック(成分C)、成分Cとしての導
電性カーボンブラックの比表面積よりも大きい比表面積
を有する導電性カーボンブラック又は中空炭素フィブリ
ル(成分D)から成る熱可塑性樹脂組成物であって、成
分A及び成分Bで構成されるミクロ形態が海−島構造を
呈し、成分Cが主に島相に存在し、成分Dが主に海相に
存在することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物によって
達成される。
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、2種の熱可塑性樹
脂(成分A)及び(成分B)とを組み合わせて使用す
る。成分Aの熱可塑性樹脂は主に非晶性熱可塑性樹脂に
分類されるものが含まれ、成分Bの熱可塑性樹脂は主に
結晶性熱可塑性樹脂に分類されるものが含まれるが、非
晶性熱可塑性樹脂同士または結晶性熱可塑性樹脂同士を
組み合わせることも出来る。
脂とは、示差走査熱量測定装置、例えば、パーキン・エ
ルマー(PERKIN-ELNER)社製の「DSC−II」を使用し
て測定される融解熱が1カロリー/グラム未満のものを
意味し、結晶性の熱可塑性樹脂とは、融解熱が1カロリ
ー/グラム以上のものを意味する。示差走査熱量測定装
置によれば、熱可塑性樹脂のガラス転移温度、融点およ
び融解熱を測定することが出来る。具体的には、先ず、
試料を予測される融点以上の温度に加熱し、次に、試料
を1分間当り10℃の速度で降温し、20℃まで冷却
し、そのまま約1分間放置した後、再び1分間当り10
℃の速度で加熱昇温することにより、測定することが出
来る。融解熱は、昇温と降温のサイクルで測定した値
が、実験誤差範囲内で一定値となるものを採用する。
を加えて変形または流動させることが出来る樹脂を意味
する。非晶性熱可塑性樹脂の具体例としては、芳香族ビ
ニル化合物系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニ
レンエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリオレフィン
系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、非晶性
ポリアミド等が挙げられ、単独でも2種類の樹脂の混合
物であってもよい。結晶性熱可塑性樹脂の具体例として
は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
セタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
アミド樹脂などが挙げられ、単独でも2種類の樹脂の混
合物であってもよい。
ニル化合物系樹脂とは、下記式[I]で示される構造を
有する化合物から誘導された樹脂(重合体)をいう。
ル基またはハロゲン原子であり、Zは、水素原子、アル
キル基、塩素原子またはビニル基であり、aは1〜5の
整数である。
の具体例としては、ポリスチレン、ゴム強化ポリスチレ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹
脂)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−
マレイミド共重合体などが挙げられる。
ボネート樹脂としては、芳香族ポリカーボネート、脂肪
族ポリカーボネート、芳香族−脂肪族ポリカーボネート
等が挙げられる。中でも、芳香族ポリカーボネートが好
ましい。芳香族ポリカーボネー卜樹脂としては、芳香族
ヒドロキシ化合物またはこれと少量のポリヒドロキシ化
合物を、ホスゲンまたは炭酸のジエステルと反応させる
ことによって得られる分岐していてもよい熱可塑性の芳
香族ポリカーボネート重合体または共重合体である。芳
香族ポリカーボネートの製造法は特に限定されるもので
はなく、従来から知られているホスゲン法(界面重合
法)又は溶融法(エステル交換法)等によって製造する
ことが出来る。溶融法で製造された芳香族ポリカーボネ
ート樹脂は、末端基のOH基量を調整したものであって
もよい。
は、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
(=ビスフェノールA)、テトラメチルビスフェノール
A、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−P−ジイソプロ
ピルベンゼン、ハイドロキノン、レゾルシノ一ル、4,
4−ジヒドロキシジフェニル等か挙げられる。中でも好
ましいのは、ビスフェノ一ルAである。この樹脂の難燃
性を一層高める目的で、上記の芳香族ジヒドロキシ化合
物にスルホン酸テトラアルキルホスホニウムを1個以上
結合させた化合物、および/または、シロキサン構造を
有する両未端フェノール性OH基を含有したポリマーま
たはオリゴマー等を、少量共存させることが出来る。
るには、フロログルシン、4,6−ジメチル−2,4,
6−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−2,
4,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシ
フェニル)ヘプタン、2,6−ジメチル−2,4,6−
トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−3,1,
3,5−トリ(4−ヒドロキシフェニル)べンゼン、
1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタン等
で示されるポリヒドロキシ化合物類、または、3,3−
ビス(4−ヒドロキシアリール)オキシインドール(=
イサチンビスフェノール)、5−クロルイサチン、5,
7−ジクロルイサチン、5−ブロムイサチン等を前記芳
香族ジヒドロキシ化合物の一部を置換して使用すればよ
く、その使用量は0.01〜10モル%の範囲が好まし
く、特に好ましいのは0.1〜2モル%である。
ましくは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパンから誘導されるポリカーボネート樹脂、または
2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと他
の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカー
ボネート共重合体が挙げられる。さらに、この樹脂の難
燃性を一層高める目的で、シロキサン構造を有するポリ
マーまたはオリゴマーを共重合させることが出来る。芳
香族ポリカーボネート樹脂は、2種以上の組成の異なる
樹脂の混合物であってもよい。
溶媒としてメチレンクロライドを使用し、温度25℃で
測定された溶液粘度から換算した粘度平均分子量で、1
3,000〜30,000の範囲のものが好ましい。粘
度平均分子量が13,000未満であると、樹脂組成物
から得られる成形品の機械的強度が不足し、30,00
0を超えると樹脂組成物の成形性が悪く、いずれも好ま
しくない。粘度平均分子量のより好ましい範囲は15,
000〜27,000であり、中でも好ましいのは1
7,000〜24,000である。
には、原料として一価の芳香族ヒドロキシ化合物を使用
すればよい。一価の芳香族ヒドロキシ化合物としては、
m−およびp−メチルフェノール、m−およびp−プロ
ピルフェノール、p−tert−ブチルフェノールおよびp
−長鎖アルキル置換フェノール等が挙げられる。
ニレンエーテル樹脂とは、下記の式[II]で表される構
造を有する単独重合体または共重合体である。
級アルキル基の好適な例は、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、n−ブチル基、n−アミル基、イソアミル
基、2−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2,3−ジ
メチルブチル基、2−,3−,4−メチルペンチル基ま
たはヘプチル基である。第二級アルキル基の好適な例
は、イソプロピル基、sec−ブチル基または1−エチ
ルプロピル基である。多くの場合、Q1はアルキル基ま
たはフェニル基、特に炭素数が1〜4個のアルキル基で
あり、Q2は水素原子である。bは約10以上である。
体としては、例えば、2,6−ジメチル−1,4−フェ
ニレンエーテル単位から成るものである。好適な共重合
体としては、上記単位と2,3,6−トリメチル−1,
4−フェニレンエーテル単位との組合せから成るランダ
ム共重合体である。多くの好適な、単独重合体またはラ
ンダム共重合体が、特許および文献に記載されている。
例えば、分子量、溶融粘度および/または耐衝撃強度な
どの特性を改良する分子構成部分を含むポリフェニレン
エーテルもまた好適である。
は、クロロホルム中、温度30℃で測定したの固有粘度
が0.2〜0.8dl/gのものが好ましい。固有粘度
が0.2dl/g未満では樹脂組成物の耐衝撃性が不足
し、0.8dl/gを超えると成形性が不満足である。
固有粘度は上記範囲で好ましいのは、0.2〜0.7d
l/gであり、中でも0.25〜0.6dl/gの範囲
のものが特に好ましい。
ホン樹脂は、下記の式[III]で表される構造を有する
樹脂である。式中cは約10以上である。
レフィン系エラストマーは、EPDMまたはEPRのソ
フトセグメントと、ポリプロピレンやポリエチレンのハ
ードセグメントから成るブロック共重合体をいう。成分
Aの熱可塑性樹脂の一例であるポリスチレン系エラスト
マーは、ポリブタジエンまたはポリイソプレンのソフト
セグメントと、ポリスチレンのハードセグメントから成
るブロック共重合体をいう。
レフィン樹脂としては、α−オレフィンの単独重合体、
これらα−オレフィンの共重合体、または、これらα−
オレフィン(複数種でもよい)を主成分とし、必要によ
り他の不飽和単量体(複数種でもよい)を副成分とする
共重合体などが挙げられる。ここで共重合体とは、ブロ
ック、ランダム、グラフト、これらの複合物など、どの
様なタイプの共重合であってもよい。またこれらのオレ
フィン重合体を、塩素化、スルフオン化、カルボニル化
などで変性したものであってもよい。
チレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキ
セン−1、ヘプテン−1、オクテン−1等が挙げられ、
入手のし易さから炭素数が2〜8個のものが好ましい。
また、上記他の不飽和単量体としては、例えば、(メ
タ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、マレイ
ン酸などの不飽和有機酸、これらのエステル類、これら
の無水物類、および不飽和脂肪族環状オレフィン等が挙
げられる。ポリオレフィンの具体例としては、低密度ポ
リエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ−4−メチル−
ペンテン−1、プロピレン−エチレンブロック共重合
体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、エチレン
と他の共重合可能な単量体との共重合体などが挙げられ
る。
ステル樹脂としては、例えば、通常の方法に従って、ジ
カルボン酸類、その低級アルキルエステル類、酸ハライ
ド類または酸無水物誘導体類と、グリコール類または二
価フェノール類とを縮合させた熱可塑性ポリエステル樹
脂が挙げられる。ジカルボン酸類は、芳香族ジカルボン
酸または脂肋族ジカルボン酸のいずれでもよい。具体的
には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テ
レフタル酸、イソフタル酸、p,p´−ジカルボキシジ
フェニルスルホン、p−カルボキシフェノキシ酢酸、p
−カルボキシフェノキシプロピオン酸、p−カルボキシ
フェノキシ酪酸、p−カルボキシフェノキシ吉草酸、
2,6−ナフタリンジカルボン酸または2,7−ナフタ
リンジカルボン酸、またはこれらカルボン酸の混合物が
挙げられる。
は芳香族グリコール類のいずれでもよい。脂肪族グリコ
ール類としては、炭素数が2〜12個の直鎖アルキレン
グリコール、例えばエチレングリコール、1,3−プロ
ピレングリコール、1,4−ブテングリコール、1,6
−ヘキセングリコール、1,12−ドデカメチレングリ
コール等が挙げられる。また、芳香族グリコール類とし
ては、p−キシリレングリコールが挙げられ、二価フェ
ノール類としては、ピロカテコール、レゾルシノール、
ヒドロキノンまたはこれら化合物のアルキル置換誘導体
が挙げられる。他の適当なグルコールとしては、1,4
−シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。
トンの開環重合によるポリエステルも挙げられる。例え
ば、ポリピバロラクトン、ポリ(ε一カプロラクトン)
等である。さらに他の好ましいポリエステル樹脂として
は、溶融状態で液晶を形成するポリマー(Thermotropic
Liquid Crystal Polymer,TLCP)としてのポリエステル
樹脂が挙げられる。これら範疇に入り現在市販されてい
る液晶ポリエステル樹脂としては、イーストマンコタッ
ク社のX7G、ダートコ社のXyday(ザイダー)、住友
化学社のエコノール、セラニーズ社のベクトラ等が挙げ
られる。
成分Bの熱可塑性樹脂として好ましいのは、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)、ポリナフタレンテレフタレート(PE
N)、ポリ(1,4−シクロヘキサンシメチレンテレフ
タレート)(PCT)または液晶性ポリエステル等であ
る。
セタール樹脂は、例えば、ホルムアルデヒドまたはトリ
オキサンの重合によって製造された高分子量ポリアセタ
ール単独重合体(ホモポリマー)が挙げられる。ホルム
アルデヒドから製造されるアセタール樹脂は、高分子量
であり、下記の式[IV]で表わされる構造を有する。式
中dは約100以上である。
抵抗性を増加させるために、一般的には、末端基をエス
テル基またはエーテル基に変換する手法が採用される。
ポリアセタール樹脂には、さらにポリアセタール共重合
体も含まれる。これらの共重合体の例としては、ホルム
アルデヒドと、活性水素を提供することの出来る他種物
質の単量体またはプレポリマー、例えば、アルキレング
リコール、ポリチオール、ビニルアセテート−アクリル
酸共重合体、または、還元したブタジエン−アクリロニ
トリルコポリマーとのブロック共重合体が挙げられる。
ホルムアルデヒドおよびトリオキサンは、他のアルデヒ
ド、環状エーテル、ビニル化合物、ケテン、環状カーボ
ネート、エポキシド、イソシアナートおよびエーテルと
共重合させることが出来る。これらの化合物の具体例に
は、エチレンオキサイド、1,3−ジオキサン、1,3
−ジオキセペン、エピクロロヒドリン、プロピレンオキ
サイド、イソブチレンオキサイド及びスチレンオキサイ
ドが挙げられる。
ェニレンスルフィド樹脂は、下記の式[V]で表される
繰り返し単位を主構成要素として含む、結晶性の単独重
合体または共重合体である。式中eは約10以上であ
る。
としては、p−ジクロロベンゼンを硫黄と炭酸ソーダの
存在下で重合させる方法、極性溶媒中で硫化ナトリウ
ム、または水硫化ナトリウムと水酸化ナトリウム、また
は硫化水素と水酸化ナトリウムの存在下で重合させる方
法、p−クロルチオフェノールを自己縮合させる方法な
どが挙げられる。中でも、N−メチルピロリドン、ジメ
チルアセトアミド等のアミド系溶媒や、スルホラン等の
スルホン系溶媒中で硫化ナトリウムとp−ジクロロベン
ゼンを反応させる方法が適当である。本発明におけるポ
リフェニレンサルフアイド樹脂は、上記式[V]で示さ
れる繰り返し単位を主構成要素とするもの、すなわち上
記式[V]の繰り返し単位から成る単独重合体、また
は、これを主構成成分(80モル%以上)とし、他の繰
り返し単位の一種または二種以上を20モル%以下の割
合で含む共重合体が挙げられる。
ミドとは、主鎖に−CONH−結合を有し、加熱溶融で
きるものである。その代表的なものとしては、ポリアミ
ド−4、ポリアミド−6、ポリアミド−6・6、ポリア
ミド−4・6、ポリアミド−12、ポリアミド−6・1
0、その他公知の芳香族ジアミン、芳香族ジカルボン酸
などの単量体成分を含む結晶性または非晶性のポリアミ
ドが挙げられる。好ましいポリアミドは、ナイロン−
6、ナイロン−6・6、半芳香族ナイロンであり、これ
らと非晶性ポリアミドを併用することも出来る。
硫酸中で測定した相対粘度が2.0〜7.0の範囲のも
のが好ましい。相対粘度が2.0未満であると機械的強
度が劣り、7.0を超えると成形性が劣り、いずれも好
ましくない。
ロ形態(相分離)が海−島構造を呈する。本発明で海−
島構造とは、連続層を形成する海相に、島が不連続相を
形成して分散しているミクロ形態を意味し、電子顕微鏡
で容易に確認することが出来る。例えば、熱可塑性樹脂
組成物のペレットまたは成形品から、小片を切り取り、
ウルトラミクロトーム(例えば、ライヘルト社製、ウル
トラカットN)を使用して超薄切片を作成し、表面を酸
化ルテニウム(RuO4)、酸化オスミウム(OsO
4)等で染色し、透過型電子顕微鏡(例えば、日本電子
社製、JEM100CX)によって観察することが出来
る。島相の大きさは、通常、長径が0.1〜10μmで
ある。
組成物を使用すると、機械的強度の優れた成形品が得ら
れる。本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、成分Aの熱
可塑性樹脂が主として非晶性熱可塑性樹脂から成り、ミ
クロ形態において島相を構成し、成分Bの熱可塑性樹脂
が主に結晶性熱可塑性樹脂から成り、ミクロ形態におい
て海相を構成する。樹脂の組み合わせとして、成分Aの
熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂で成分Bの熱可塑
性樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合、成分Aの熱
可塑性樹脂がポリフェニレンエーテル樹脂で成分Bの熱
可塑性樹脂がポリアミド樹脂である場合が好ましい。
性カーボンブラック(成分C)が主に成分A及びBの熱
可塑性樹脂から成るミクロ形態の島相に存在し、中空炭
素フィブリル又は導電性カーボンブラック(成分D)が
主に海相に存在する。成分Cと成分Dとを併用し、上記
の様に分散させることによって、熱可塑性樹脂組成物
は、流動性が極端に低下することがなく、導電性や帯電
防止性の優れた成形品が得られる。
積は、通常600m2/g未満であり、主に島相に分散
させた成分Cの比表面積が600m2/g以上である
と、得られた樹脂組成物の流動性および機械的強度が低
下する場合がある。成分Cの比表面積は、好ましくは1
0〜450m2/g、特に好ましくは10〜100m2
/gである。また、ASTM D2414に準拠して測
定されるジブチルフタレート吸油量(以下、DBP吸油
量とも言う)は、通常200ml/100g未満、好ま
しくは150ml/100g未満である。この様な物性
を備えたカーボンブラックとしては、例えば、アセチレ
ンガスを熱分解して得られるアセチレンブラックを挙げ
ることが出来る。なお、本発明において、導電性カーボ
ンブラックの比表面積は、窒素ガス吸着法によるBET
法により測定される。
積は、通常600m2/g以上である。主に海相に分散
させた成分Dの導電性カーボンブラックの比表面積が6
00m2/g未満であると、得られた樹脂組成物に導電
性を付与し難いこともある。成分Dの導電性カーボンブ
ラックの好ましい比表面積は、750〜1300m2/
gの範囲である。また、成分Dの導電性カーボンブラッ
クはASTM D2414に準拠して測定されるジブチ
ルフタレー卜吸油量が、通常200ml/100g以上
であり、好ましくは150ml/100g以上である。
この様な物性を備えたカーボンブラックとしては、例え
ば、原油を原料としフアーネス式不完全燃焼によって製
造されるケッチェンブラックを挙げることが出来る。
配列した炭素原子の本質的に連続的な多数層から成る外
側領域と、内部中空領域とを有し、各層と中空領域とが
実質的に同心に配置されている本質的に円柱状のフィブ
リルである。さらに、上記外側領域の規則的に配列した
炭素原子が黒鉛状であり、上記中空領域の直径が2〜2
0nmの範囲が好ましい。この様な成分Dの中空炭素フ
ィブリルは、特表昭62−500943号公報や、米国
特許第4,663,230号明細書などに詳細に記載さ
れている。その製法は、後者の米国特許明細書に詳細に
記載されている様に、例えば、アルミナを支持体とする
鉄、コバルト、ニッケル含有粒子などの遷移金属含有粒
子を、一酸化炭素、炭化水素などの炭素含有ガスと、8
50〜1200℃の高温で接触させ、熱分解によって生
じた炭素を、遷移金属を起点として、繊維状に成長させ
る方法が挙げられる。成分Dの中空炭素フィブリルは、
ハイペリオン・カタルシス社が、グラファイト・フィブ
リルという商品名で販売しており、容易に入手すること
が出来る。
るには、まず、成分Cと成分Dとを、熱可塑性樹脂に別
々に配合・分散させ、次いで、成分Cを含む可塑性樹脂
と成分Dを含む可塑性樹脂とを溶融混合する。熱可塑性
樹脂は、前記のとおり成分Aの熱可塑性樹脂と成分Bの
熱可塑性樹脂とによって構成するが、成分Aの熱可塑性
樹脂と成分Bの熱可塑性樹脂の合計量100重量部中、
成分Aの熱可塑性樹脂5〜65重量部、成分Bの熱可塑
性樹脂95〜35重量部の範囲で組み合わせるのが好ま
しい。成分Aの熱可塑性樹脂が5重量部未満で成分Bの
熱可塑性樹脂が95重量部を超えると、機械的強度、成
形性などが劣り、成分Aの熱可塑性樹脂が65重量部を
超え成分Bの熱可塑性樹脂が35重量部未満であると導
電性カーボンブラックの含有量にもよるが、導電性が低
下する傾向にあり、好ましくない。
(成分A)及び(成分B)の合計量100重量部に対
し、成分Cおよび成分Dともに、0.1〜15重量部の
範囲で選ぶのが好ましい。成分C又は成分Dの量が0.
1重量部未満であると、導電性、帯電防止性が劣る場合
があり、15重量部を超えると機械的強度、成形性など
が劣る場合がある。成分Cの量は熱可塑性樹脂(成分
A)及び(成分B)の合計量100重量部に対し、より
好ましくは、0.5〜12重量部、特に好ましくは1〜
10重量部である。成分Dの量は熱可塑性樹脂(成分
A)及び(成分B)の合計量100重量部に対し、より
好ましくは、0.5〜12重量部、特に好ましくは1〜
10重量部である。成分C及び成分Dの合計量は、熱可
塑性樹脂(成分A)及び(成分B)の合計量100重量
部に対し、好ましくは3〜16重量部、より好ましくは
4〜13重量部、特に好ましくは7重量部を超え、12
重量部以下である。成分Dおよび成分Cの割合は、重量
比で好ましくは80:20〜20:80、より好ましく
は70:30〜30:70、特に好ましくは49:51
〜30:70である。
るには、まず、島相を形成する成分Aの熱可塑性樹脂に
成分C又は成分Dを分散させたもの(中間組成物X)を
調製し、別に海相を形成する成分Bの熱可塑性樹脂に成
分C又は成分Dを分散させもの(中間組成物Y)を調製
する。ついで、中間組成物Xと中間組成物Y、中間組成
物Xに成分Bの熱可塑性樹脂、成分D及びその他の追加
成分を混合する、等により得られた混合物を溶融・混練
して熱可塑性樹脂組成物とする。この様に溶融・混練す
ることにより、ミクロ形態が海−島構造を呈する樹脂組
成物とすることが出来る。
と、機械的強度、成形性などが向上し、好ましい。上記
の様に溶融・混練することにより、成分Cの若干が成分
Bの熱可塑性樹脂に移行し、成分Dの若干が成分Aの熱
可塑性樹脂に移行するが、成分Cの70重量%以上が島
相に存在させ、成分Dの70重量%以上が海相に存在さ
せるのが好ましい。
の熱可塑性樹脂に成分Dをそれぞれ分散させる方法とし
ては、(1)所定量の樹脂と導電カーボンブラックとを
混合し、例えば、一軸押出機、多軸押出機、バンバリー
ミキサー、ロール、ブラベンダープラストグラム等の各
種溶融・混練機で溶融・混練した後、粒状化する方法、
(2)適当な溶媒、例えば、ヘキサン、へプタン、べン
ゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素、およびこれら
の誘導体に上記成分を添加し、溶解する成分同士または
溶解する成分と不溶解成分を懸濁状態で混合する溶液混
合法、等が挙げられるが、これらの方法に限定されるも
のではない。工業的観点からは、上記(1)の溶融・混
練法が好ましい。上記(1)の溶融・混練法では、あら
かじめ導電性カーボンブラックの含有量の多いマスター
バッチを調製し、このマスターバッチを熱可塑性樹脂と
溶融・混練する方法によると、導電性カーボンブラック
が均一に分散した熱可塑性樹脂組成物とすることが出来
て好ましい。
は、本発明の目的・効果を損なわない範囲で、他の各種
樹脂添加剤を配合することが出来る。配合できる樹脂添
加剤としては、例えば、着色剤、可塑剤、滑剤、熱安定
剤、光安定剤、紫外線吸収剤、充填剤、発泡剤、難燃
剤、防錆剤などが挙げられる。これらの各種樹脂添加剤
は、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を調製する際の最
終工程で配合するのが好ましい。
性や帯電防止性が要求される製品、例えばOA機器、電
子機器、導電性包装用部品、帯電防止性包装用部品、静
電塗装が適用される自動車部品などの製造用の成形材料
として好適に使用できる。これら製品を製造する際に
は、従来から知られている熱可塑性樹脂の成形法による
ことが出来る。成形法としては、例えば、射出成形法、
中空成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回
転成形法、積層成形法などが挙げられる。
するが、本発明はこれらの範囲内に限定されるものでは
ない。なお、以下に記載の例において、使用した各成分
の物性などの詳細は次のとおりである。また、以下の実
施例、比較例において配合量は重量部を意味し、得られ
た組成物についての評価試験は、下記の方法で行なっ
た。
4,4−イソプロピリデンジフェニルカーボネート(以
下、PCと略記する)である。
ルム中で測定したときの固有粘度が、0.40dl/g
のポリ−2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテ
ル(以下、PPEと略記する)である。
ブチレン−スチレンブロック共重合体(日本クレイトン
ポリマーズ社製、商品名:クレイトンG1650、以
下、SEBSと略記する)である。
7重量%のABS樹脂(日本A&L社製、商品名AT−
05、以下、ABSと略記する)である。
9重量%のハイインパクトポリスチレン(A&M社製、
商品名ダイヤレックスHT478)である。
で測定した相対粘度が2.5dl/gのポリアミド6
(以下、PA6と略記する)である。
ェノールとテトラクロロエタンとの1対1(重量比)混
合液に1重量%の濃度に溶解して測定した固有粘度が、
1.ldl/gのポリブチレンテレフタレート(以下、
PBTと略記する)である。
重量%硫酸中で測定した相対粘度が2.4dl/gのポ
リアミド66(東レ社製、商品名アミランE3000、
以下、PA66と略記とする)である。
三菱レーヨン社製、商品名ダイヤナイトPA200、以
下、PETと略記とする。
社製、商品名ノバテックBC5D、以下、PPと略記す
る。
DBP吸油量212ml/100g(ライオン社製で、
アセチレンブラック)である。
8m2/g、DBP吸油量65ml/100g{ライオ
ン社製、SRFカーボン(汎用カーボンブラック)}で
ある。
空炭素フィブリル)> (D−1)カーボンブラック:比表面積1270m2/
g、DBP吸油量495ml/100gのカーボンブラ
ック(ライオン社製、ケッチェンブラック60OJD)
である。
00m2/g、DBP吸油量360ml/100g(ラ
イオン社製で、ケッチェンブラックEC)である。
ート85重量%と、外径15nm、内径5nm、長さ1
00〜10,000nmの中空炭素フィブリル(グラフ
ァイト・フィブリルBN)15重量%とを含有するマス
ターバッチ(ハイペリオン・カタリシス社製、商品名:
PBT/15BN)である。
%と、上記のグラファイト・フィブリルBNを20重量
%とを含有するマスターバッチ(ハイペリオン・カタリ
シス社製、商品名:PA/20BN)である。
(株)製、パッカードックスBC
級品)
0に準拠し、温度280℃、荷重5kgとして測定し
た。
TM D790に準拠して曲げ験を行った。
位:J/m):ASTM D256に準拠し、厚さが
3.2mm、ノッチ付きの試験片で測定した。
出成形機(東芝機械社製、型式:IS−150、型締め
力150トン)を使用し、シリンダー温度280℃、金
型温度80℃の条件で平板(幅150mm×長さ150mm
×厚さ3mm)を作成し、下記の様な方法で評価を行っ
た。平板の長さ方向(成形時の樹脂の流れ方向)の両端
に銀ペーストを全面塗布し、室温で乾燥した後に、テス
ターで抵抗値(RL)を測定し、体積固有抵抗Rは、次
式、RL×AL/L(ALは試験片の断面積、Lは試験
片の長さを意味する)、より計算した。
3に示す各成分を、これらの表に示す割合で秤量し、タ
ンブラーミキサーによって均一に混合し、得られた混合
物を二軸押出機(30mmφ)によって、シリンダー温度
280℃、スクリュー回転数250rpmの条件で溶融・
混練してペレット化した。
2に示す各成分を、これらの表に示す割合で秤量し、タ
ンブラーミキサーによって均一に混合し、得られた混合
物を二軸押出機(30mmφ)によって、シリンダー温度
280℃、スクリュー回転数250rpmの条件で溶融・
混練してペレット化した。
分などを表3−1〜4に示す割合で秤量し、タンブラー
ミキサーで均一に混合した後、得られた混合物を二軸押
出機(30mmφ)によって、シリンダー温度280℃、
スクリー回転数150rpmの条件下で溶融・混練してペ
レット化し、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を調製し
た。この熱可塑性樹脂組成物を射出成形機(住友ネスタ
ール社製、型締め力75トン)によって、シリンダー温
度280℃、金型温度80℃の条件で試験片を作成し、
この試験片につき各種の評価試験を行なった。ただし、
体積固有抵抗測定用の試験片は、上記したとおりであ
る。ミクロ形態を呈して海−島構造を形成する樹脂の種
類とその割合(重量%)、カーボンブラックの種類、こ
れが含まれる樹脂相の種類と、含まれる割合(重量%)
等を観察し、表3−1〜4に示した。また、評価結果も
表3−1〜4に示す。
ク(成分C)を海相に、比表面積の大きいカーボンブラ
ック(成分D)を島相にそれぞれ配合したほかは、実施
例1におけると同様の手順で、混合物とし、得られた混
合物を二軸押出機によって溶融・混練してペレット化し
た。このペレットから射出成形法によって試験片を作成
し、この試験片につき実施例1におけると同様に、各種
の評価試験を行なった。評価結果を表3−5に示す。
なかったほかは、比較例1におけると同様の手順でペレ
ット化し、試験片を作成し、各種の評価試験を行なっ
た。評価結果を表3−5に示す。
なかった他は、比較例1におけると同様の手順でペレッ
ト化し、試験片を作成し、各種の評価試験を行なった。
評価結果を表3−5に示す。
なかったほかは、比較例1におけると同様の手順でペレ
ット化し、試験片を作成し、各種の評価試験を行なっ
た。評価結果を表3−5に示す。
海相に配合した他は、実施例1におけると同様の手順で
混合物とし、得られた混合物を二軸押出機によって溶融
・混練してペレット化した。このペレットから射出成形
法によって試験片を作成し、この試験片につき実施例1
におけると同様に、各種の評価試験を行なった。評価結
果を表3−6に示す。
フィブリル成分Dを配合しなかった他は、比較例5にお
けると同様の手順でペレット化し、試験片を作成し、各
種の評価試験を行なった。評価結果を表3−6に示す。
しなかったほかは、比較例5におけると同様の手順でペ
レット化し、試験片を作成し、各種の評価試験を行なっ
た。評価結果を表3−6に示す。
る。
なる種類の熱可塑性樹脂を組み合わせ、海−島のミクロ
形態とし、導電性カーボンブラックの成分Cを島相に、
導電性カーボンブラックの成分D又は中空炭素フィブリ
ルの成分Dを海相に配合しているので、流動性に優れ、
機械的強度に優れ、体積固有抵抗にも優れている(実施
例1〜実施例15参照)。
わせて海−島のミクロ形態としても、導電性カーボンブ
ラックの成分Cを島相のみに配合し、海相に配合しない
樹脂組成物は、衝撃強度および体積固有抵抗に劣る(比
較例3参照)。
組み合わせて海−島のミクロ形態としても、成分Cを海
相のみに配合し、島相に配合しない樹脂組成物は、体積
固有抵抗も劣る(比較例4及び6参照)。
を組み合わせて海−島のミクロ形態としても、これらに
成分C、成分Dの双方を配合しない樹脂組成物は、体積
固有抵抗が劣る(比較例7参照)。
は、実施例のものとは逆に、成分Cを海相に成分Dを島
相にそれぞれ配合しているので、流動性、衝撃強度およ
び体積固有抵抗に劣る。
り、次の様な特別に有利な効果を奏し、その産業上の利
用価値は極めて大である。
は、異なる種類の熱可塑性樹脂を組み合わせて海−島の
ミクロ形態としているので、流動性が大幅に損なわれる
ことがなく成形加工性に優れている。
は、異なる2種類の熱可塑性樹脂を組み合わせて海−島
のミクロ形態とし、成分Cを島相に、成分Dを海相にそ
れぞれ含有させているので、この樹脂組成物から得られ
る成形品は、耐熱性、衝撃強度などの機械的強度に優れ
ている。
は、異なる2種類の熱可塑性樹脂を組み合わせて海−島
のミクロ形態とし、成分Cを島相に、成分Dを海相にそ
れぞれ含有させているので、この樹脂組成物から得られ
る成形品は、導電性、帯電防止性に優れており、導電
性、帯電防止性が要求される多くの用途極めて有用であ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 2種の熱可塑性樹脂(成分A)及び(成
分B)、導電性カーボンブラック(成分C)、成分Cと
しての導電性カーボンブラックの比表面積よりも大きい
比表面積を有する導電性カーボンブラック又は中空炭素
フィブリル(成分D)から成る熱可塑性樹脂組成物であ
って、成分A及び成分Bで構成されるミクロ形態が海−
島構造を呈し、成分Cが主に島相に存在し、成分Dが主
に海相に存在することを特徴とする熱可塑性樹脂組成
物。 - 【請求項2】 成分Cとしての導電性カーボンブラック
の比表面積が600m2/g未満で、成分Dとしての導
電性カーボンブラックの比表面積が600m 2/g以上
である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項3】 成分Aが非晶性熱可塑性樹脂で島相を構
成し、成分Bが結晶性熱可塑性樹脂で海相を構成して成
る請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項4】 成分Aが、ポリフェニレンエーテル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS
樹脂、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系
エラストマー又はこれらの混合物である請求項1に記載
の熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項5】 成分Bが、ポリアミド樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂またはこれらの混合物である請求項1に記載
の熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項6】 成分Aがポリカーボネート樹脂であり成
分Bがポリオレフィン系樹脂であるか、または、成分A
がポリフェニレンエーテル樹脂であり成分Bがポリアミ
ド樹脂である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
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