JP2021123681A - 樹脂組成物及び樹脂成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの用途に対応するため、導電性POM樹脂組成物は、安定した導電性能とともに、摺動摩耗安定性に優れることが要求されてきている。
特許文献1にはPOM樹脂にフタル酸ジブチル吸油量が350ml/100g以上の導電性カーボンブラック、黒鉛、低密度ポリエチレン樹脂、脂肪酸と脂肪族アルコールからなるエステル、そしてエポキシ化合物を配合し、熱安定性が向上され高い導電性を持つPOM樹脂が開示されている。
特許文献1では、フタル酸ジブチル吸油量が350ml/100g以上の導電性カーボンブラックを用いて少ない導電剤配合量で極めて高い導電レベルを実現している。しかしながら、吸油量の大きいカーボンブラックは一般に嵩密度も低く、混錬による練り込みが困難である。嵩密度の低いカーボンブラックは添加濃度にムラが生じやすく、混錬後に得られるペレット間の導電性にばらつきを生じるため、複写機機構部品などの細い導通部位に用いると、導通規格外となる不良品が発生してしまうことがある。また均一分散も困難になるため、成形体の表面外観が悪化しやすい傾向にある。
そこで本発明は、高い導電性を有しており、ペレット間での導電性ばらつきが少なく、射出成形時の表面外観に優れた樹脂組成物、および樹脂成形体を提供することを目的とする。
ポリアセタールと、導電性カーボンブラックと、黒鉛と、を含有する樹脂組成物であって、
前記導電性カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸油量が320ml/100g以下であり、
前記樹脂組成物中の前記ポリアセタールの含有量が、50質量%以上であり、
前記樹脂組成物中の前記導電性カーボンブラックの含有量が、11質量%以上18質量%以下であり、
前記導電性カーボンブラックのJIS K 5101−12−2に規定の固め嵩密度が0.14g/mL以上0.25g/mL以下であることを特徴とする。
また、本発明の樹脂成形体は、
ポリアセタールと、導電性カーボンブラックと、黒鉛と、を含有する樹脂成形体であって、
前記導電性カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸油量が320ml/100g以下であり、
前記樹脂成形体中の前記ポリアセタールの含有量が、50質量%以上であり、
前記樹脂成形体中の前記導電性カーボンブラックの含有量が、11質量%以上18質量%以下であり、
前記導電性カーボンブラックのJIS K 5101−12−2に規定の固め嵩密度が0.14g/mL以上0.25g/mL以下であることを特徴とする。
本発明の樹脂組成物は、ポリアセタールを主成分とする樹脂組成物であり、導電性カーボンブラックと黒鉛を含有する。導電性カーボンブラックと黒鉛を組み合わせることで、高い導電性を有しており、かつ摺動性の高い材料が得られる。以下に、本発明の樹脂組成物の構成成分について述べる。
ポリアセタールとしては、ホルムアルデヒド単量体又はその多量体(トリオキサン等)を単独重合して得られる、実質上オキシメチレン単位のみから成るポリアセタールホモポリマーや、ホルムアルデヒド単量体又はその多量体(トリオキサン等)とエチレンオキシド、プロピレンオキシド、エピクロルヒドリン、1,3−ジオキソラン等のグリコールや環状エーテル類、環状ホルマール類を共重合させて得られたポリアセタールコポリマーを代表例として挙げることができる。好ましくは化学的な安定性からポリアセタールコポリマーを用いることができる。また、コポリマーの種類に応じて、架橋構造やブロック構造を有するポリアセタールコポリマーを用いることが可能であり、ポリアセタールコポリマーの構造的特徴に特に制限はない。
導電性カーボンブラックは、鎖状構造の発達したカーボンブラックである。好ましくは、凝集体としての平均1次粒径(アグリゲート径)が0.05μm以上1μm以下の範囲にあるものが用いられる。
黒鉛は、人造品ないしは天然品から目的に応じて適宜選択することができる。黒鉛の形状は特に制限されず、例えば鱗片状、塊状、球状、土状等いずれでもかまわないが、より良好な導電性発現の観点から、鱗片状黒鉛であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じてポリアセタールの分解を抑制する分解抑制剤を含有してもよい。分解抑制剤を含有する場合、その樹脂組成物中の含有量は0.5質量%以上2.5質量%以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて摺動性向上剤を含有してもよい。摺動性向上剤を含有する場合、その樹脂組成物中の含有量は、摺動性、熱変形温度、混練時のトルク低減量のバランスと低熱膨張性を確保する目的から、10質量%%以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、その他の成分を含有してもよい。機能性を向上する各種添加剤として、ワックス、各種脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸の金属塩等の滑剤・離型剤、各種帯電防止剤、メラミンやアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩などの蟻酸捕捉剤、ポリウレタンエラストマー・ポリエステルエラストマー・ポリスチレンエラストマー等の耐衝撃向上剤、有機リン系化合物等の難燃剤が挙げられる。また、長期安定性を向上する各種添加剤として、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物、サリチル酸フェニル化合物等の紫外線吸収剤やヒンダートアミン系光安定剤、ヒンダートフェノール系の酸化防止剤等も挙げられる。これらの成分は合計して樹脂組成物に対し10質量%以下の含有量であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。10質量%以下の含有量とすることで、ポリアセタールが有する耐熱性および摺動性を損なわない樹脂組成物を得ることができる。
本発明の樹脂組成物の構成成分については、公知の分離技術および分析技術を組み合わせて知ることができる。その方法や手順は特に制限されないが、一例として、樹脂組成物から有機成分を抽出した溶液を各種クロマトグラフ法等で成分を分離したのちに成分分析を進めることができる。
樹脂組成物の製造方法は特定の方法に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に採用されている混合方法を用いることができる。例えば、タンブラー、V型ブレンダー、バンバリーミキサー、混練ロール、ニーダー、単軸押出機、二軸以上の多軸押出機等の混合機により混合、混練して製造することができる。特に二軸押出機による溶融混錬が生産性に優れている。
本発明の樹脂成形体は、ポリアセタールと、導電性カーボンブラックと、黒鉛と、を含有する樹脂成形体であって、導電性カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸油量が320ml/100g以下である。樹脂成形体中のポリアセタールの含有量は、50質量%以上である。樹脂成形体中の導電性カーボンブラックの含有量は、11質量%以上18質量%以下であり、好ましくは11質量%以上14質量%以下である。導電性カーボンブラックのJIS K 5101−12−2に規定の固め嵩密度は0.14g/mL以上0.25g/mL以下であり、好ましくは0.14g/mL以上0.19g/mL以下である。
ポリプラスチック(株)製「ジュラコン(登録商標)M270CA」(製品名)
<B−1>ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製「ライオナイトEC200L」(製品名)、(DBP吸油量:260ml/100g)
<B−2>キャボット・コーポレーション製「Vulcan XCmax22」(製品名)、(DBP吸油量:320ml/100g)
<B−3>電気化学工業(株)製「デンカブラック」(登録商標)(粒状品のDBP吸油量:160ml/100g)
<B−4>オリオン・エンジニアド・カーボン社製「PRINTEX XE−2B」(製品名)(DBP吸油量:420ml/100g)
<B−5>ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製「カーボンECP200L」(製品名)に1wt%純水を噴霧塗布し、アズワン(株)製、乾燥パン型造粒機「DPZ−01R」を用い20rpmで1時間造粒したのち、100℃6時間乾燥した粉体(DBP吸油量:260ml/100g)
伊藤黒鉛工業(株)製鱗片状黒鉛「Z−25」(製品名)、平均粒径:25μm
<D−1>DIC(株)製クレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON−695」(製品名)
<D−2>キシダ化学(株)製トリフェニルホスフィン(エポキシ硬化促進剤として使用)
<D−3>キシダ化学(株)製ジシアンジアミド(エポキシ硬化剤として使用)
<E−1>日油(株)製「スパームアセチ」(製品名)(主成分:ミリスチン酸セチル)
<E−2>宇部丸善ポリエチレン(株)製「UBEポリエチレンL719」(製品名)
(A)ポリアセタールを予め90℃の温度で3時間乾燥したうえで、組成物中の各成分の質量%が表1の各実施例及び各比較例に示す配合量となるよう(B)成分乃至(E)成分を加え、原材料のブレンド物を作製した。このブレンド物を池貝社製二軸押出機「PCM30」(製品名)、シリンダ温度200℃の条件で溶融混練してストランドを作成し、ペレタイザーにより切断加工することで樹脂組成物のペレットを得た。なお、実施例5,6、比較例1については得られる樹脂組成物の導電性が実施例1と同程度となるよう、(B)導電性カーボンブラックの含有量を調整した。
<樹脂組成物の体積抵抗率評価>
ペレット化の切断加工直前のストランドの状態で取り分け、径をノギスで計測した。5cmの長さの範囲をカイセ(株)製ハンディーミリオームテスター「SK−3800」(製品名)で抵抗値を計測し、樹脂組成物の体積抵抗率を算出した。測定は異なるストランドに対して4回行い、体積抵抗率の平均値と標準偏差(σ)を求めた。
得られたペレットを住友重機械工業社製射出成形機「SE−180D」(製品名)によりシリンダ温度200℃、金型温度60℃で射出成形した。流動性の評価にはアルキメデス型スパイラルフロー型(巾幅5mm、厚み2mm)を用いて、樹脂の充填長を比較した。
また、JIS K7152−1で規定される短冊形試験片タイプB1(長さ80mm×幅10mm×厚さ4mm)を作製した。この試験片について表面外観を確認し、カーボンブラックの分散不良ないしは樹脂の熱分解によるミクロボイドが成形表面に観察されるものを「B」、観察されないものを「A」とした。
Claims (11)
- ポリアセタールと、導電性カーボンブラックと、黒鉛と、を含有する樹脂組成物であって、
前記導電性カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸油量が320ml/100g以下であり、
前記樹脂組成物中の前記ポリアセタールの含有量が、50質量%以上であり、
前記樹脂組成物中の前記導電性カーボンブラックの含有量が、11質量%以上18質量%以下であり、
前記導電性カーボンブラックのJIS K 5101−12−2に規定の固め嵩密度が0.14g/mL以上0.25g/mL以下であることを特徴とする樹脂組成物。 - 前記導電性カーボンブラックの含有量が、11質量%以上14質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記導電性カーボンブラックの前記固め嵩密度が0.14g/mL以上0.19g/mL以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- ポリアセタールと、導電性カーボンブラックと、黒鉛と、を含有する樹脂成形体であって、
前記導電性カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸油量が320ml/100g以下であり、
前記樹脂成形体中の前記ポリアセタールの含有量が、50質量%以上であり、
前記樹脂成形体中の前記導電性カーボンブラックの含有量が、11質量%以上18質量%以下であり、
前記導電性カーボンブラックのJIS K 5101−12−2に規定の固め嵩密度が0.14g/mL以上0.25g/mL以下であることを特徴とする樹脂成形体。 - 前記導電性カーボンブラックの含有量が、11質量%以上14質量%以下であることを特徴とする請求項4に記載の樹脂成形体。
- 前記導電性カーボンブラックの前記固め嵩密度が0.14g/mL以上0.19g/mL以下であることを特徴とする請求項4または5に記載の樹脂成形体。
- 請求項4乃至6のいずれか1項に記載の樹脂成形体からなることを特徴とする電気接点部材。
- 請求項4乃至6のいずれか1項に記載の樹脂成形体からなることを特徴とする感光体ドラムフランジ。
- 請求項4乃至6のいずれか1項に記載の樹脂成形体からなることを特徴とするプロセスカートリッジ部品。
- 請求項4乃至6のいずれか1項に記載の樹脂成形体からなることを特徴とする軸受け部材。
- 請求項4乃至6のいずれか1項記載の樹脂成形体からなることを特徴とする複写機本体およびトナーカードリッジの機構部品。
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