JP2008106136A - 耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【構成】本発明は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）４０〜９０重量％、塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）５〜３０重量％及び繊維長が５０〜５０００μｍであるカーボンファイバー（Ｃ）５〜３０重量％を含有してなることを特徴とする耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物およびこれからなる成形品。
【効果】本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物は、導電性のみならず成形加工性および耐ソリ性にも優れており、フラットパネルディスプレイ、有機ＥＬ等のガラス製部品の搬送容器として好適に用いられる。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性ポリカーボネート樹脂組成物に関する。更に詳しくはこれにより得られた成形品のソリが少なく、かつ、流動性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物およびこれを成形してなる成形品に関する。

ポリカーボネート樹脂は、優れた耐熱性、耐衝撃性、寸法安定性を有したエンジニアリングプラスチックであり、各分野に広く利用されている。従来から、このポリカーボネート樹脂に導電性を付与するために、ポリカーボネート樹脂にカーボンブラックやカーボンファイバーなどの導電性フィラーを充填することが行われている。
特開平１０−９２２２５号

しかしながら、ポリカーボネート樹脂にカーボンブラックやカーボンファイバーを高濃度に充填すると、溶融混練あるいは成形時にポリカーボネート樹脂の加工性が著しく低下するという問題があった。

これを改良するために、導電性フィラーを充填したポリカーボネート樹脂にスチレン系樹脂を配合することが提案されていたが、流動性は改善するものの、得られた成形品にソリが発生するといった問題があり、その改良が望まれていた。

本発明は、成形時の加工性に優れ、かつソリの少ない成形品を得ることが出来るように設計された導電性ポリカーボネート樹脂組成物、およびそれからなる成形品を提供することを目的とする。

本発明者らは、以上の問題を解決するために種々検討した結果、ポリカーボネート樹脂に特定の非ゴム強化スチレン系樹脂およびカーボンファイバーを使用することにより、ポリカーボネート樹脂の成形加工性を著しく改善するばかりではなく、異方性をも改善し耐ソリ性に優れるという効果を有する導電性ポリカーボネート樹脂組成物を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）４０〜９０重量％、塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）５〜３０重量％及び繊維長が５０〜５０００μｍであるカーボンファイバー（Ｃ）５〜３０重量％を含有してなることを特徴とする耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物、およびこれからなる成形品を提供するものである。

本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物は、導電性のみならず成形加工性および耐ソリ性にも優れており、フラットパネルディスプレイ、有機ＥＬ等のガラス製部品の搬送容器として好適に用いられる。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明にて使用されるポリカーボネート樹脂（Ａ）とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、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）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。

上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３、５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４´−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４´−ジヒドロキシ−３，３´−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４´−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４´−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４´−ジヒドロキシ−３，３´−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４´−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４´−ジヒドロキシ−３，３´−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。

これらは、単独または２種類以上混合して使用される。これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、４，４´−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。

さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような３価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。

３価以上のフェノールとしてはフロログルシン、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、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゾール、１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−エタンおよび２，２−ビス−［４，４−（４，４´−ジヒドロキシジフェニル）−シクロヘキシル］−プロパンなどが挙げられる。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、通常１００００〜１０００００、好ましくは１５０００〜３５０００以下である。かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調節剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。

本発明にて使用される塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）とは、芳香族ビニル単量体成分（ａ）からなる重合体またはそれと共重合可能なモノマーからなる共重合体が挙げられる。

芳香族ビニル単量体成分（ａ）としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｏ−、ｍ−、ｐ−メチルスチレン、ビニルキシレン、エチルスチレン、ビニルナフタレン等が挙げられ、これらを一種または二種以上使用することができる。好ましくはスチレンが使用される。

芳香族ビニル単量体成分（ａ）と共重合可能なモノマーとしては、シアン化ビニル単量体（ｂ）が挙げられる。

シアン化ビニル単量体成分（ｂ）としては、例えばアクリロニトリル、メタアクリロニトリル等が挙げられ、これらを一種または二種以上使用することができる。好ましくは、アクリロニトリルが使用される。

塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）としては、ポリスチレン、スチレン−アクリルニトリル（ＳＡＮ）樹脂などが挙げられ、好適にはＳＡＮ樹脂が用いられる。

ＳＡＮ樹脂においては、上記（ａ）、（ｂ）の各成分の組成比には特に制限はなく、用途に応じて調整可能であるが、好ましくは、（ａ）成分が９５〜５０重量％、（ｂ）成分が５〜５０重量％であり、さらに好ましくは（ａ）が９０〜６５重量％、（ｂ）が１０〜３５重量％である。また、ＳＡＮ樹脂には、上記の成分（ａ）、（ｂ）の他に、これらの成分と共重合可能な単量体を本発明の目的を損なわない範囲で使用することができる。

そのような共重合可能な単量体としては、アクリル酸、メタアクリル酸などのα，β−不飽和カルボン酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等のα，β−不飽和カルボン酸エステル類；無水マレイン酸、無水イタコン酸等のα，β−不飽和ジカルボン酸無水物類；マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−クロロフェニルマレイミド等のα，β−不飽和ジカルボン酸のイミド化合物類；等を挙げることができ、これらの単量体は一種または二種以上で使用することができる。

塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）の配合比率は、５〜３０重量％である。配合比率が５重量％未満では異方性が大きくなり、また３０重量％を超えると機械的強度が低下するので好ましくない。より好適な配合比率としては、５〜１５重量％の範囲である。

また乳化重合法や懸濁重合法などの、塊状重合法以外の方法で得られた非ゴム強化スチレン系樹脂においては、異方性が大きくなるためソリが発生し好ましくない。

本発明にて使用されるカーボンファイバー（Ｃ）とは、ポリアクリロニトリル繊維を焼成して製造されるものをいう。ポリアクリロニトリル系カーボンファイバーに対する表面処理は、何ら限定されるものではなく、未処理はもちろんのこと、シラン系、アミノ、エポキシ等の薬品で処理されたものでも良い。また、エポキシ等の樹脂で収束されたものでも良い。

本発明にて使用されるカーボンファイバー（Ｃ）の繊維長は、５０〜５０００μｍである。該カーボンファイバー（Ｃ）の形状、繊維径には制限はないが、繊維径３〜１０μｍのものが好適に使用される。

カーボンファイバー（Ｃ）の配合比率は、５〜３０重量％である。配合量が５重量％未満では導電性が劣り、導電材料としての機能が発揮できないため好ましくない。また、３０重量％を超えると異方性が大きくなり、外観も悪くなるので好ましくない。より好ましくは５〜１５重量％の範囲である。

本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物の各種成分の混合方法は、特に制限はなく、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等で混合し、押出機等で溶融混練する方法が挙げられる。

本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形する方法としては、特に制限はなく、公知の射出成形法、押出成形法、射出・圧縮成形法等を用いることができる。

更に、本発明の効果を損なわない範囲で、本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物に各種の充填材、離型剤、軟化材、帯電防止剤等の添加剤、衝撃改良材、他のポリマーを１種或いは２種以上組み合わせて配合しても良い。

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はそれら実施例に制限されるものではない。尚、「％」および「部」は断わりの無い限り重量基準に基づく。

使用された配合成分の詳細は、それぞれ次のとおりである。
１．ポリカーボネート樹脂：
住友ダウ社製カリバー ２００−２０
（粘度平均分子量１９０００、以下ＰＣと略記。）
２.ＳＡＮ樹脂
・塊状重合法により得られた、日本Ａ＆Ｌ社製 ＢＳ２０３（［η］＝０．６１）
（以下ＳＡＮ−１と略記）
・乳化重合法により得られた、日本Ａ＆Ｌ社製 Ｋ−１１６３（［η］＝１．１９）
（以下ＳＡＮ−２と略記）
・懸濁重合法により得られた、日本Ａ＆Ｌ社製 ＦＤ−１ （［η］＝０．４４）
（以下ＳＡＮ−３と略記）
・懸濁重合法により得られた、日本Ａ＆Ｌ社製 ＭＤ−１ （［η］＝０．５１）
（以下ＳＡＮ−４と略記）
・懸濁重合法により得られた、日本Ａ＆Ｌ社製 ＬＤ−１ （［η］＝０．７８）
（以下ＳＡＮ−５と略記）
［η］：ジメチルホルムアミド溶液、３０℃で測定した値。単位ｄｌ／ｇ
３．カーボンファイバー
・日本ポリマー社製 ＣＦＭＰ−１０００（繊維長１０００μｍ、繊維径７μｍ）
（以下ＣＦ−１と略記）
・日本ポリマー社製 ＣＦＥＰＵ−ＨＣ（繊維長６０００μｍ、繊維径７μｍ）
（以下ＣＦ−２と略記）

ＰＣと各種配合成分を表１〜２に示す配合量に基づき、４０ｍｍ径の単軸押出機（田辺プラスチック社製ＶＳ４０−３）を用いて、シリンダー温度２８０℃にて溶融混練し、各種ペレットを得た。得られたペレットから、以下の評価を行った。ペレットの射出成形加工には、日本製鋼社製Ｊ１００Ｅ−Ｃ５射出成形機を用いた。

（１）異方性
射出成形により、金型寸法が３ｘ９０（ＴＤ方向）ｘ１５０（ＭＤ方向）ｍｍの平板を成形し、ＴＤ方向とＭＤ方向の収縮率を求め、その値より成形収縮率の比ＭＤ／ＴＤを求めた。ＭＤ／ＴＤが１に近いほど異方性が小さい。ＭＤ／ＴＤの値が０．６5以上を合格とした。
ＭＤ方向 溶融樹脂の流れの方向（ゲートのある辺からその対辺への方向）
ＴＤ方向 溶融樹脂の流れ方向に垂直な方向
（３）ウエルド強度
ＡＳＴＭ １号ダンベルの中央にウエルドができるように両端にゲートを有する金型を用いて成形した試験片を用い、ＡＳＴＭ Ｄ−６３８に準拠し、破断時の荷重をウエルド強度として評価した。ウエルド強度が２０Ｋｇ以上を合格とした。
試験の結果を表１および２に示す。

実施例１〜４に示すように、本発明の要件を具備したポリカーボネート樹脂組成物は、異方性及びウエルド強度において要求されるレベルをすべて満足していた。

一方、本発明の要件を満たさない場合においては、いずれの場合も何らかの欠点を有していた。
比較例１は、ＳＡＮ樹脂を配合しない場合であり、異方性が不合格となった。
比較例２は、ＳＡＮ樹脂が規定量より少ない場合であり、異方性が不合格となった。
比較例３は、ＳＡＮ樹脂が規定量より多い場合であり、ウエルド強度が劣り不合格となった。
比較例４は、乳化重合法により得られたＳＡＮ樹脂を用いた場合であり、異方性が不合格となった。
比較例５〜７は、何れも懸濁重合法により得られたＳＡＮ樹脂を用いた場合であり、異方性が不合格となった。
比較例８は、カーボンファイバーの繊維長が規定を超えている場合であり、異方性が不合格となった。

Claims (5)

1. ポリカーボネート樹脂（Ａ）４０〜９０重量％、塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）５〜３０重量％及び繊維長が５０〜５０００μｍであるカーボンファイバー（Ｃ）５〜３０重量％を含有してなることを特徴とする耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
2. 塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）が、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＳＡＮ樹脂）であることを特徴とする請求項１に記載の耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
3. 塊状重合法により合成される非ゴム強化スチレン系樹脂（Ｂ）の配合比率が、５〜１５重量％であることを特徴とする請求項１記載の耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
4. カーボンファイバー（Ｃ）の繊維長が、１００〜２０００μｍであることを特徴とする請求項1〜３の何れか１項に記載の耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の耐ソリ性に優れた導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。