JP2007153993A - 導電性熱可塑性樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記の成分(a)、(b)及び(c)を、成分(a)と成分(b)の合計に対する成分(a)の含有量が60〜95質量%で成分(b)の含有量が5〜40質量%であり、且つ、成分(c)の含有量が成分(a)の100質量部あたり5〜20質量部となるように含有する導電性熱可塑性樹脂組成物。
(a)オレフィン系樹脂
(b)極性を有する樹脂からなる有機長繊維
(c)導電性充填材としてカーボンブラック粉
Description
本発明はまた、この導電性熱可塑性樹脂組成物を成形してなる導電性熱可塑性樹脂成形品に関する。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
(a)オレフィン系樹脂
(b)極性を有する樹脂からなる有機長繊維
(c)導電性充填材としてカーボンブラック粉
本発明で用いる(a)オレフィン系樹脂としては、特に制限はなく、様々なオレフィン系樹脂を用いることができる。例えば、エチレンの単独重合体;エチレンを主成分とした、プロピレン、1−ブテン等の他のα−オレフィン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等のビニル単量体等の1種又は2種以上との共重合体等のエチレン系樹脂;プロピレンの単独重合体;プロピレンを主成分とした、エチレン、1−ブテン等の他のα−オレフィン等の1種又は2種以上との共重合体等のプロピレン系樹脂;1−ブテンの単独重合体;1−ブテンを主成分とした、エチレン、プロピレン等の他のα−オレフィン等の1種又は2種以上との共重合体等のブテン系樹脂;等が挙げられる。これらのオレフィン系樹脂は、単独重合体であっても、共重合体でも良く、また、ランダム共重合体であっても良いし、ブロック共重合体であっても良い。
なお、上記の「主成分」とは、オレフィン系樹脂中に50重量%以上、好ましくは60重量%以上含まれるものを指す。
本発明で用いる(b)極性を有する樹脂からなる有機長繊維を構成する樹脂は、極性を有するものであれば特に制限はなく、様々なものを挙げることができる。
なお、ここで極性とは、非極性である成分(a)のオレフィン系樹脂に対して、これより極性のある樹脂のことを指す。
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物には、有機長繊維はその1種のみが含まれていても良く、2種以上が混合して含まれていても良い。
上記範囲よりも(b)有機長繊維の含有量が少ないと、機械強度の改良効果に乏しくなり、多いと最終成形品中の繊維の分散が悪くなり、その結果、製品外観も悪くなってしまう。
導電性充填材としての(c)カーボンブラック粉としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。これらの中では、少量の添加で導電性付与効果が出る高導電性のアセチレンブラックやファーネスブラックが好ましい。
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物には、成分(c)のカーボンブラック粉は、その1種のみが含まれていても良く、2種以上が混合して含まれていても良い。
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、上記成分(a)、(b)及び(c)を必須成分として含有するものであるが、本発明の効果を損なわない範囲で、更に、熱可塑性樹脂、ゴム、添加剤、充填材等の成分を含有していても構わない。ただし、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物中には、前記(a)〜(c)の必須成分を合計で50質量%以上含んでいることが好ましく、80質量%以上含んでいることが特に好ましい。
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、極性を有する樹脂からなる有機長繊維のロービングにオレフィン系樹脂を含浸させた後引き抜き成形し、次いで好ましくは4mm〜50mm、より好ましくは4mm〜20mm、特に好ましくは4mm〜10mmに切断してペレット化することにより製造することができる。
(1) 有機長繊維とカーボンブラック粉を含有するオレフィン系樹脂ペレット
(2) 有機長繊維を含有するオレフィン系樹脂ペレット
(3) カーボンブラック粉を含有するオレフィン系樹脂ペレット
のうち、(1)のみ、(2)と(3)との混合物、(1)と(2)及び/又は(3)との混合物、或いはこれに更に有機長繊維もカーボンブラック粉も含まないオレフィン系樹脂ペレットを混合したもの、として提供される。
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物の成形は、スクリュー可塑化機構を有する一般の各種成形機を用いて行なうことができる。
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、補強繊維としてスクリューの練りが強くても、折れ難い有機長繊維を用いたものであるため、スクリューの練りが比較的強い成形機を用いて、効率的な射出成形を行える。より具体的には、サブフライトやダルメージなどを入れた高混練タイプのスクリューを用い、背圧をかけて低スクリュー回転数で時間をかけて混練してから成形するなどの方法で成形することが好ましい。
実施例、比較例で用いた材料及び評価方法は以下に示す通りである。
成分(a−1):プロピレン単独重合体樹脂(日本ポリプロ株式会社製「SA06A」
、メルトフローレート60g/10分(230℃、21.2N荷重))
成分(b−1):PET繊維(帝人製「P900M BHT1670T250」、平均
繊維径25μm)
成分(b−2):PEN繊維(帝人製「Q900N BHT1670T250」、平均
繊維径25μm)
成分(c−1):カーボンブラック粉(ケッチェンブラック製「ケッチェンブラックE
C」、DBP吸油量360cm3/100g)
成分(x−1):カーボン繊維(東レ製「トレカ」)
〈曲げ弾性率〉
成形により得られた厚み1/8インチmm×幅1/2mm×長さ5.0インチのバーについて、ASTM−D−790法に準拠して下記条件で測定を行った。
試験速度:2mm/min
支点間距離:100mm
成形により得られた厚み1/8インチmm×幅1/2mm×長さ5.0インチのバーを半分の2.5インチの長さに切削したものについて、ASTM−D−256法に準拠して下記条件で測定を行なった。
ノッチ回転数:400rpm
ノッチ送り速度:120mm/min
ハンマー容量:60kgf・cm
成形により得られた厚み1/8インチmm×幅1/2mm×長さ5.0インチのバーの両端をカットして10cmに調整し、カットした端面に導電ペーストを塗り、体積固有抵抗測定用サンプルとした。このサンプルについて、ディジタルマルチメータ(横河M&C株式会社製)を用いて抵抗値を測定し、得られた測定値から下記式で計算により体積固有抵抗値を求めた。
体積固有抵抗値=(測定値/サンプルバーの長さ)× 断面積
成形により得られた80mm×100mm×厚さ2.0mmの平板の表面を目視にて観察し、下記基準で評価した。
○:繊維の分散が最も良好で、開繊していない繊維の束はほとんど見えず、平板表面
も平滑である。
△:開繊していない繊維の束が少し見られ、平板表面に少し凸凹がある。
×:開繊していない繊維の束が多数みられ、平板表面が荒れている。
〈製造例1:長繊維含有オレフィン系樹脂ペレットの製造〉
成分(a−1)プロピレン単独重合体樹脂と表1に示す長繊維成分とを、表1に示す配合でクロスヘッドダイを有する二軸押出機(JSW製「TEX30」、L/D=42、シリンダー径30mm、シリンダー温度:190〜220℃、クロスダイヘッド温度:220℃)を用いて引抜き成形を行い、長繊維強化ポリオレフィン樹脂ペレット(成分A−1〜7、X−1)を製造した。なお、ペレット長は8mmとなるように調整した。
所定量の成分(a−1)プロピレン単独重合体樹脂と成分(c−1)カーボンブラック粉とを二軸押出機(JSW製「TEX30」、L/D=42、シリンダー径30mm、シリンダー温度:160〜240℃)を用いて混練し、カーボンマスターバッチ(成分C、カーボンブラック粉含有量20質量%)を製造した。
〈実施例1〜4、比較例3〜6〉
表1に示す材料配合で各長繊維含有ポリオレフィン系樹脂ペレットを、カーボンマスターバッチ(成分C)とともにドライブレンドした後、射出成形機に供し、シリンダー温度210℃、金型温度70℃、背圧10kg、およびスクリュー回転数50rpmにて、80mm×100mm×厚さ2.0mmの平板と、厚み1/8インチmm×幅1/2mm×長さ5.0インチのバーをそれぞれ成形した。
成形品の評価結果を表2に示す。
有機長繊維を含浸していない成分(a−1)プロピレン単独重合体樹脂とカーボンマスターバッチ成分Cを表1に示す材料配合でドライブレンドした後、射出成形機に供し、シリンダー温度210℃、金型温度40℃、背圧10kg、およびスクリュー回転数50rpmにて成形を行ったこと以外は実施例1と同様にして成形及び評価を行って、結果を表2に示した。
Claims (8)
- 下記の成分(a)、(b)及び(c)を、成分(a)と成分(b)の合計に対する成分(a)の含有量が60〜95質量%で成分(b)の含有量が5〜40質量%であり、且つ、成分(c)の含有量が成分(a)の100質量部あたり5〜20質量部となるように含有することを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
(a)オレフィン系樹脂
(b)極性を有する樹脂からなる有機長繊維
(c)導電性充填材としてカーボンブラック粉 - 請求項1において、(b)有機長繊維を構成する極性を有する樹脂の融点が200℃以上であることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1又は2において、(b)有機長繊維がポリエステル系繊維及び/又はポリアミド系繊維であることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、(a)オレフィン系樹脂がプロピレン系樹脂であることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、(b)有機長繊維の平均繊維長が4mm以上であることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、極性を有する樹脂からなる前記有機長繊維のロービングに前記オレフィン系樹脂を含浸させた後引き抜き成形し、次いで切断して得られる有機長繊維含有オレフィン系樹脂ペレットを含むことを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物を成形してなることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂成形品。
- 請求項7において、前記導電性熱可塑性樹脂組成物を射出成形してなることを特徴とする導電性熱可塑性樹脂成形品。
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