JP2005290328A - 低汚染性の射出成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 結晶性熱可塑性樹脂と非晶性熱可塑性樹脂とを含有する熱可塑性樹脂成分30〜94質量%、体積抵抗率102〜1010Ω・cmの炭素前駆体5〜40質量%、及び体積抵抗率102Ω・cm未満の導電性充填材1〜30質量%を含有する樹脂組成物から形成された低汚染性の射出成形体。
【選択図】なし
Description
本発明で使用する結晶性熱可塑性樹脂には、例えば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリーレンスルフィド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂(液晶ポリマー)、ポリアミド樹脂、ポリメチルペンテン、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリイソプレン、ポリブテンなどが含まれる。
本発明で使用する体積抵抗率が102〜1010Ω・cmである炭素前駆体は、有機物質を不活性雰囲気中で、400℃〜900℃の温度で焼成することにより得ることができる。
本発明で使用する体積抵抗率が102Ω・cm未満の導電性充填材としては、特に制限はなく、例えば、炭素繊維、黒鉛、導電性カーボンブラック、金属粉末などが挙げられる。これらの中でも、表面抵抗率の制御性や再現性などの観点から、炭素繊維、黒鉛、導電性カーボンブラック、及びこれらの混合物などの導電性炭素材料が好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂からなる樹脂組成物には、さらに機械的強度や耐熱性を上げることを目的に、各種充填材を配合することができる。充填材としては、例えば、ガラス繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維などの無機繊維状物;ポリアミド、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などの高融点有機質繊維状物質;等の繊維状充填材が挙げられる。繊維状充填材としては、電気絶縁性の観点から、ガラス繊維などの導電性を持たないものが好ましい。
本発明で使用する樹脂組成物には、その他の添加剤として、例えば、エポキシ基含有α−オレフィン共重合体のような衝撃改質材;エチレングリシジルメタクリレートのような樹脂改良剤;炭酸亜鉛、炭酸ニッケルのような金型腐食防止剤;ペンタエリスリトールテトラステアレートのような滑剤;熱硬化性樹脂;酸化防止剤;紫外線吸収剤;ボロンナイトライドのような核剤;難燃剤;染料や顔料等の着色剤;等を適宜添加することができる。
本発明で使用する樹脂組成物は、一般に熱可塑性樹脂組成物の調製に用いられている設備と方法により調製することができる。例えば、各原料成分をヘンシェルミキサー、タンブラー等により予備混合し、必要があればガラス繊維等の充填材を加えてさらに混合した後、1軸または2軸の押出機を使用して混練し、押出して成型用ペレットとする。必要成分の一部をマスターバッチとしてから、残りの成分と混合する方法、また、各成分の分散性を高めるために、使用する原料の一部を粉砕し、粒径を揃えて混合し溶融押出することも可能である。
本発明の射出成形体は、前記各成分を含有する樹脂組成物を射出成形することにより製造することができる。樹脂組成物としては、前述したとおり、ペレットの形態で用いることが好ましい。
試料の体積抵抗率が108Ω・cm以上の場合は、JIS K6911に準拠し、印加電圧100Vで測定した。試料の体積抵抗率が108Ω・cm未満の場合は、JIS K7194(導電性プラスチックスの4探針法による抵抗率測定試験法)により測定した。微小領域の表面抵抗率測定は、三菱化学社製ハイレスターUPを用い、自作のピンタイプの電極により測定が可能なプローブを用い、印加電圧100Vで測定した。
樹脂組成物の溶融押出により得られたペレットを用いて、直径70mm、厚さ3mmのキャビティーを有し、最適金型温度に保持した金型内に、樹脂組成物が完全に充填される最小充填圧力の1.05倍の射出圧力で射出成形を行い、円盤状成形体を作製した。得られた円盤状成形体について、金型円周部に設けられた厚さ20μm、幅5mmの隙間(バリ評価用スリット)に生じるバリ長を、拡大投影機を用いて測定した。
樹脂組成物を射出成形して得られた射出成形板(65mm×90mm×3mm厚)を500mlビーカー中に入れ、純水を500ml注入した後、超音波発振機(1200W)で1分間処理した。処理後の純水中のパーティクル発生量を液中パーティクルカウンター(RION社製)を用いて測定した。単位は、個/mlで表わした。
軟化点210℃、キノリン不溶分1重量%、H/C原子比0.63の石油系ピッチ68kgとナフタレン32kgとを、攪拌翼のついた内容積300リットルの耐圧容器に仕込み、190℃に加熱し溶解混合した後、80〜90℃に冷却して押出し、直径が約500μmの紐状成形体を得た。次いで、この紐状成形体を直径と長さの比が約1.5になるように粉砕し、得られた粉砕物を93℃に加熱した0.53%のポリビニルアルコール(ケン化度88%)水溶液中に投下し、撹拌分散し、冷却して球状ピッチ成形体を得た。
ポリエーテルエーテルケトン(PEEK;ビクトレックスMC社製、商品名「PEEK450P」、融点334℃)49.0質量%、ポリエーテルイミド(PEI;GEプラスチックス社製、商品名「ウルテム1010」、ガラス転移温度217℃)10.0質量%、炭素前駆体(製造例1)16.0質量%、及びPAN系炭素繊維(東邦レーヨン社製、商品名「べスファイトHTA3000」、体積抵抗率102Ω・cm未満)25.0質量%をタンブラーミキサーで均一にドライブレンドし、45mmφの2軸混練押出機(池貝鉄鋼社製PCM−45)へ供給し、溶融押出を行って、ペレットを作製した。
各成分の配合割合を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表1に示す。
ポリエーテルイミドに代えてポリエーテルスルホン(PES;住友化学社製、商品名「スミカエクセルPES3600G」、ガラス転移温度225℃)を使用し、かつ各成分の配合割合を表1に示すとおりに変更したこと以外は、実施例1と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表1に示す。
熱可塑性樹脂成分として、非晶性熱可塑性樹脂を使用せず、ポリエーテルエーテルケトンのみを用い、かつ各成分の配合割合を表1に示すとおりに変更したこと以外は、実施例1と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表1に示す。
熱可塑性樹脂成分として、非晶性熱可塑性樹脂を使用せず、ポリエーテルエーテルケトンのみを用い、かつ各成分の配合割合を表1に示すとおりに変更したこと以外は、実施例1と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表1に示す。
(1)PEEK:ポリエーテルエーテルケトン、ビクトレックスMC社製、商品名「PEEK450P」、融点334℃。
(2)PEI:ポリエーテルイミド、GEプラスチックス社製、商品名「ウルテム1010」、ガラス転移温度217℃。
(3)PES:ポリエーテルスルホン、住友化学社製、商品名「スミカエクセルPES3600G」、ガラス転移温度225℃。
(4)炭素前駆体:製造例1で作製。体積抵抗率3×107Ω・cm、炭素含有量は91.0質量%。
(5)PAN系炭素繊維:東邦レーヨン社製、商品名「べスファイトHTA3000」、体積抵抗率102Ω・cm未満。
表1に示すように、熱可塑性樹脂成分としてPEEKのみを用い、非晶性熱可塑性樹脂を併用しない樹脂組成物を用いた射出成形体(比較例1)は、0.5μm以下のパーティクル発生量が3200個/mlと極めて多く、0.5μm超過の粒子数も多く、バリ長も180μmと長い。
ポリフェニレンスルフィド(PPS;呉羽化学工業社製、商品名「フォートロンKPS W214」、融点288℃)54.0質量%、ポリエーテルスルホン(PES;住友化学社製、商品名「スミカエクセルPES3600G」、ガラス転移温度225℃)10.0質量%、炭素前駆体(製造例1)16.0質量%、及びPAN系炭素繊維(東邦レーヨン社製、商品名「べスファイトHTA3000」、体積抵抗率102Ω・cm未満)20.0質量%をタンブラーミキサーで均一にドライブレンドし、45mmφの2軸混練押出機(池貝鉄鋼社製PCM−45)へ供給し、溶融押出を行って、ペレットを作製した。
ポリエーテルスルホンに代えてポリエーテルイミド(PEI;GEプラスチックス社製、商品名「ウルテム1010」、ガラス転移温度217℃)に変更したこと以外は、実施例5と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表2に示す。
ポリエーテルスルホンに代えてポリカーボネート(PC;帝人化成社製、商品名「パンライトL−1225W」、ガラス転移温度150℃)を用い、射出成形機のシリンダー温度(最高温度)320℃、フィード部(根元)温度230℃、金型温度140℃の射出成形条件としたこと以外は、実施例5と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表2に示す。
熱可塑性樹脂成分として、非晶性熱可塑性樹脂を使用せず、ポリフェニレンスルフィドのみを用い、かつ各成分の配合割合を表2に示すとおりに変更したこと以外は、実施例5と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表2に示す。
(1)PPS:ポリフェニレンスルフィド、呉羽化学工業社製、商品名「フォートロンKPS W214」、融点288℃。
(2)PEI:ポリエーテルイミド、GEプラスチックス社製、商品名「ウルテム1010」、ガラス転移温度217℃。
(3)PES:ポリエーテルスルホン、住友化学社製、商品名「スミカエクセルPES3600G」、ガラス転移温度225℃。
(4)PC:ポリカーボネート、帝人化成社製、商品名「パンライトL−1225W」、ガラス転移温度150℃。
(5)炭素前駆体:製造例1で作製。体積抵抗率3×107Ω・cm、炭素含有量は91.0質量%。
(6)PAN系炭素繊維:東邦レーヨン社製、商品名「べスファイトHTA3000」、体積抵抗率102Ω・cm未満。
表2に示すように、熱可塑性樹脂成分としてPPSのみを用い、非晶性熱可塑性樹脂を併用しない樹脂組成物を用いた射出成形体(比較例3)は、0.5μm以下のパーティクル発生量が6600個/mlと極めて多く、0.5μm超過の粒子数も非常に多く、バリ長も420μmと長い。
表3に示すように、ポリフェニレンスルフィド(PPS)の配合割合が小さく、ポリエーテルスルホン(PES)の配合割合が主成分の樹脂組成物を用いて、射出成形機のシリンダー温度(最高温度)350℃、フィード部(根元)温度250℃、金型温度150℃の射出成形条件としたこと以外は、実施例5と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表3に示す。
表3に示すように、ポリフェニレンスルフィド(PPS)の配合割合が小さく、ポリエーテルイミド(PEI)の配合割合が主成分の樹脂組成物を用いて、射出成形機のシリンダー温度(最高温度)360℃、フィード部(根元)温度250℃、金型温度165℃の射出成形条件としたこと以外は、実施例6と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表3に示す。
表3に示すように、ポリフェニレンスルフィド(PPS)の配合割合が小さく、ポリカーボネート(PC)の配合割合が主成分の樹脂組成物を用いて、射出成形機のシリンダー温度(最高温度)300℃、フィード部(根元)温度220℃、金型温度120℃の射出成形条件としたこと以外は、実施例6と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表3に示す。
表3に示すように、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)の配合割合を小さく、ポリエーテルスルホン(PES)の配合割合が主成分の樹脂組成物を用いて、射出成形機のシリンダー温度(最高温度)350℃、フィード部(根元)温度250℃、金型温度150℃の射出成形条件としたこと以外は、実施例3と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表3に示す。
熱可塑性樹脂成分として、結晶性熱可塑性樹脂を使用せず、ポリエーテルイミド(PEI)のみを用い、かつ各成分の配合割合を表1に示すとおりに変更したこと以外は、実施例9と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表3に示す。
熱可塑性樹脂成分として、結晶性熱可塑性樹脂を使用せず、ポリエーテルスルホン(PES)のみを用い、かつ各成分の配合割合を表1に示すとおりに変更したこと以外は、実施例8と同様にして表面抵抗測定用試験板及びバリ評価用円盤状成形体を作製した。結果を表3に示す。
(1)PEEK:ポリエーテルエーテルケトン、ビクトレックスMC社製、商品名「PEEK450P」、融点334℃。
(2)PPS:ポリフェニレンスルフィド、呉羽化学工業社製、商品名「フォートロンKPS W214」、融点288℃。
(3)PEI:ポリエーテルイミド、GEプラスチックス社製、商品名「ウルテム1010」、ガラス転移温度217℃。
(4)PES:ポリエーテルスルホン、住友化学社製、商品名「スミカエクセルPES3600G」、ガラス転移温度225℃。
(5)PC:ポリカーボネート、帝人化成社製、商品名「パンライトL−1225W」、ガラス転移温度150℃。
(6)炭素前駆体:製造例1で作製。体積抵抗率3×107Ω・cm、炭素含有量は91.0質量%。
(7)PAN系炭素繊維:東邦レーヨン社製、商品名「べスファイトHTA3000」、体積抵抗率102Ω・cm未満。
表3に示すように、熱可塑性樹脂成分として、非晶性熱可塑性樹脂であるポリエーテルイミド(PEI)のみを含有する樹脂組成物の射出成形体(比較例5)は、0.5μm以下のパーティクル発生量が3700個/mlと極めて多く、0.5μm超過の粒子数も非常に多く、耐汚染性が不十分なものである。
Claims (16)
- 結晶性熱可塑性樹脂(A1)と非晶性熱可塑性樹脂(A2)とを含有する熱可塑性樹脂成分(A)30〜94質量%、体積抵抗率102〜1010Ω・cmの炭素前駆体(B)5〜40質量%、及び体積抵抗率102Ω・cm未満の導電性充填材(C)1〜30質量%を含有する樹脂組成物から形成された低汚染性の射出成形体。
- 純水中で測定した粒径0.5μm以下のパーティクル発生量が1500個/ml以下である請求項1記載の射出成形体。
- 表面抵抗率が105〜1013Ω/□である請求項1記載の射出成形体。
- 最大表面抵抗率(MAX)と最小表面抵抗率(MIN)との比(MAX/MIN)で表わされる表面抵抗率のバラツキが1000以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の射出成形体。
- バリ長が300μm以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の射出成形体。
- 熱可塑性樹脂成分(A)が、結晶性熱可塑性樹脂(A1)1〜99質量%と非晶性熱可塑性樹脂(A2)99〜1質量%とを含むものである請求項1乃至5のいずれか1項に記載の射出成形体。
- 熱可塑性樹脂成分(A)が、結晶性熱可塑性樹脂(A1)50質量%超過95質量%以下と非晶性熱可塑性樹脂(A2)5質量%以上50質量%未満とを含むものである請求項6記載の射出成形体。
- 熱可塑性樹脂成分(A)が、結晶性熱可塑性樹脂(A1)5質量%以上50質量%未満と非晶性熱可塑性樹脂(A2)50質量%超過95質量%以下とを含むものである請求項6記載の射出成形体。
- 結晶性熱可塑性樹脂(A1)が、150℃以上の融点を有する結晶性熱可塑性樹脂である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の射出成形体。
- 結晶性熱可塑性樹脂(A1)が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリーレンスルフィド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリメチルペンテン、ポリアセタール、ポリアミド樹脂、及びフッ素樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の結晶性熱可塑性樹脂である請求項9記載の射出成形体。
- 非晶性熱可塑性樹脂(A2)が、140℃以上のガラス転移温度を有する非晶性熱可塑性樹脂である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の射出成形体。
- 非晶性熱可塑性樹脂(A2)が、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及びポリカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の非晶性熱可塑性樹脂である請求項11記載の射出成形体。
- 導電性充填材(C)が、ポリアクリロニトリル系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種の炭素繊維である請求項1乃至12のいずれか1項に記載の射出成形体。
- 電子デバイスの搬送用トレーまたは容器である請求項1乃至13のいずれか1項に記載の射出成形体。
- ハードディスクドライブ部品の搬送用トレーまたは容器である請求項14記載の射出成形体。
- 磁気ヘッド用トレーまたはヘッド・ジンバル・アセンブリー(HGA)トレーである請求項15記載の射出成形体。
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