JP3472406B2 - 導電性樹脂組成物の製造方法及び導電体 - Google Patents
導電性樹脂組成物の製造方法及び導電体Info
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Description
を用いて効率的に、導電性カーボンブラック含有導電性
組成物を製造する方法及び該導電性組成物を成形してな
る導電体に関する。
ることにより導電性を付与した導電性熱可塑性樹脂は、
電子部品、コンピューター、家電製品などの制電防止や
電磁波シールドなどの用途を中心に近年著しく需要が伸
びている。このような導電性熱可塑性樹脂の製造方法と
しては、カーボンブラックを充填する方法(特開昭60
−65064号公報及び特開昭55−31103号公
報)が知られているが、ほとんどが射出成型用であり、
表面平滑性が要求されるシートやフイルム用には使用で
きなかった。また、樹脂にカーボンブラックを配合する
際、カーボンブラックは一部飛散し作業環境を悪化させ
る他、カーボンブラックの剪断発熱により樹脂の分子量
低下が起こり、結果として樹脂強度が低下するという問
題点があった。
性を向上するためのカーボンブラックの分散性向上及び
カーボンブラックの飛散を防止する目的で、カーボンブ
ラック高配合樹脂マスターバッチを用いる方法が提案さ
れており(特開昭54−58747号公報等)、このカ
ーボンブラック高配合樹脂マスターバッチペレットを所
望の樹脂と混練することにより、導電性を付与する方法
が一般に行われている。この際、経済性や作業効率を考
慮して、少量のマスターバッチペレットを多量の熱可塑
性樹脂とブレンドし、ついで混練成形して導電性熱可塑
性樹脂製品を製造するのが一般的である。しかし、かか
る方法においては、どうしても2工程が必要になり、製
造コストアップは免れず、さらに、表面平滑性及び導電
安定性も満足するものではなかった。
産性が向上するのみならず、優れた表面平滑性及び安定
した導電性を有するカーボンブラック含有導電性樹脂組
成物の製造方法を提供することを目的とする。又、本発
明は、導電体を提供することを目的とする。
のバレル内での混練工程で、まず導電性カーボンブラッ
ク高配合樹脂マスターバッチを混練調製し、次いで希釈
樹脂を該バレル内にさらに供給して高配合樹脂マスター
バッチを希釈混練すると上記課題を効果的に解決できる
との知見に基づいてなされたものである。すなわち、本
発明は、熱可塑性樹脂及び導電性カーボンブラックから
なる導電性樹脂組成物を連続混練押出して製造するに際
し、混練押出機のバレル内の上流部分で熱可塑性樹脂と
導電性カーボンブラックを混練してマスターバッチを調
製し、次いでその下流のバレル内にさらに熱可塑性樹脂
を導入して該マスターバッチを希釈、混練することを特
徴とする導電性樹脂組成物の製造方法を提供する。本発
明は、又、上記方法で製造した導電性樹脂組成物を成形
してなる導電体を提供する。
導電性樹脂組成物(最終製品である導電体をも含む)の
用途に応じて選ぶことができ、具体的には、高、中、低
密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポ
リエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ−1,2−
ブタジエン樹脂、エチレン−ブテン共重合体、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレンとメチル−、エチル−
プロピル−、ブチル−の各アクリレートもしくは、メタ
クリレートとの共重合体またはこれらをそれぞれ塩素化
したもの、あるいはこれらの2種以上の混合物等のポリ
オレフィン系樹脂;ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、A
S樹脂等のスチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエス
テル系樹脂;6−ナイロン樹脂、6、6−ナイロン樹脂
等のポリアミド樹脂;ポリサルフォン樹脂、変性ポリサ
ルフォン樹脂、ポリアリルサルフォン樹脂、ポリケトン
樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、
ポリフェニレンスルフィド樹脂、液晶ポリマー、ポリエ
ーテルサルフォン樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹
脂等のスーパーエンジニアリング樹脂;ポリ塩化ビニル
樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、変形ポリフェニレンエーテル樹脂
等の一種又は二種以上の混合物が挙げられる。このうち
ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、6−ナイロン樹
脂、6、6−ナイロン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフ
ェニレンスルフィド樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、変性
ポリフェニレンエーテル樹脂が好ましく、特に好ましく
は、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、熱可塑性ウレ
タン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂である。
チペレットの作成に用いられる熱可塑性樹脂と、導電性
カーボンブラックを希釈する熱可塑性樹脂(以下希釈樹
脂ともいう)は、同種でも異種でもよい。本発明で使用
する導電性カーボンブラックは、DBP吸油量が200
ml/100g以上のものが好ましく、より好ましくは
340〜700ml/100gのものである。また、本
発明で用いる導電性樹脂マスターバッチは、熱可塑性樹
脂と導電性カーボンブラックの合計量100重量部中、
導電性カーボンブラックが5〜40重量%(以下、%と
略称する)占めるのが好ましく、より好ましくは5〜3
0%である。また、マスターバッチ100重量部に対
し、希釈樹脂は20〜290重量部使用するのが好まし
く、より好ましくは20〜80重量部である。
性樹脂組成物及び導電体の耐熱性、寸法安定性、剛性、
機械的強度を向上させるために、黒鉛、マイカ、ガラス
繊維シリカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、硫酸
バリウム、ステンレス、酸化銅、ニッケル、酸化ニッケ
ル、珪酸ジルコニア等の無機系充填材を配合することも
できる。これらの無機系充填材は、上記熱可塑性樹脂と
導電性カーボンブラックとの合計量100重量部に対し
て、5〜300重量部の割合で用いるのが望ましい。ま
た、熱可塑性樹脂と導電性カーボンブラックの混練時の
劣化防止や成形性を改良する目的で、公知のフェノール
系、リン系等の酸化防止剤、金属石鹸脂肪酸アマイド誘
導体等の滑剤、等の成形助剤や用途に応じて公知の難燃
剤や可塑剤等を用いることができる。上記成形助剤、難
燃剤、可塑剤等は、マスターバッチに配合しておいても
良いし、マスターバッチと希釈樹脂を混練する際に添加
しても構わない。
電性カーボンブラックを連続押出機にて混練してマスタ
ーバッチを製造する際、まず、熱可塑性樹脂を押出機の
元(駆動側)から供給してゲル化させ、次いで押出機の
バレル内に導電性カーボンブラックを供給するのが好ま
しい。導電性カーボンブラックは、サイドフィーダーに
より強制的に供給するのが特に好ましい。この際、使用
する熱可塑性樹脂を100重量部とした場合、20〜7
0重量部を押出機の元(駆動側)から供給し、次いで使
用する全量の導電性カーボンブラックを押出機のバレル
内に供給するのがよい。この際、押出機の元(駆動側)
から供給する熱可塑性樹脂と押出機のバレル内に供給す
る導電性カーボンブラックとの比率を、熱可塑性樹脂/
導電性カーボンブラック=95/5〜60/40(重量
比)とするのが好ましく、より好ましくは90/10〜
70/30である。
する位置は、熱可塑性樹脂がゲル化していれば特に限定
されない。さらにマスターバッチ製造の後工程で希釈樹
脂を押出機のバレル内に供給するが、この供給位置も熱
可塑性樹脂と導電性カーボンブラックが混合されていれ
ば特に限定されず、投入箇所も2カ所以上でも構わな
い。熱可塑性樹脂とカーボンブラックが混練不足の状態
で希釈樹脂を供給するとマスターバッチ中のカーボンブ
ラックを効果的に分散せしめることができず、成型品の
表面平滑性及び導電性が不安定となり実用に供し得な
い。従って、バレルの長さを100とした場合、0〜1
5%の位置に熱可塑性樹脂を導入し、次いで30〜40
%の位置に導電性カーボンブラックを導入し、カーボン
ブラックと樹脂を十分混練し、次いで50〜80%の位
置に希釈樹脂を導入して希釈、混練するのがよい。さら
に希釈樹脂を供給する箇所に混練力の強いスクリューパ
ーツ、具体的にはプラスチック成形加工学会誌「成形加
工」第3巻第6号(1991)に記載されているような
ライト型(R−KD)、レフト型(L−KD)、ニュー
トラル型(N−KD)をサイドフィーダーの投入口の断
面積のニーディングディスクの専有率50%以上、好ま
しくは70%以上を占めるように配置することにより、
マスターバッチ中のカーボンを効果的に分散せしめるこ
とができる。
一般的に用いられている単軸押出機2軸押出機等の連続
混練機が用いられるが、2軸押出機が特に好ましい。例
えば、図1に概略図を示した2軸押出機を用いるのが好
ましい。図中1〜11は個々に独立したバレル、12は
ダイス、13は原料樹脂投入ホッパー、14はカーボン
ブラック供給サイドフィーダー、15は希釈樹脂供給サ
イドフィーダー、16は脱気ベント、17は定量フィー
ダーである。本発明では、上記の方法により導電性カー
ボンブラックを4〜35%含有する導電性樹脂組成物を
製造するのが好ましく、より好ましくは5〜30%含有
する導電性樹脂組成物、特にペレット、具体的には、直
径2〜4mm、長さ2〜4mm程度の円柱状のペレットを製
造するのがよい。以上のようにして製造された導電性樹
脂ペレットを、射出成形、押出成形、トランスファー成
形、インフレーション成形等、従来公知の方法で成形す
ることによって、フィルム、シート又は成形体等の各種
導電体を簡易に製造することができる。尚、本発明の方
法により、ペレットの代わりに、直接フィルム、シート
又は成形体等の各種導電体を製造することもできる。
することにより、導電性熱可塑性樹脂組成物の生産性を
飛躍的に向上させることができた。又、本発明の製造方
法により、導電性樹脂ペレットなどの各種導電性熱可塑
性樹脂組成物、及び特に表面平滑性に優れ、且つ安定し
た導電性を有するシートやフイルム等の導電性カーボン
ブラック含有導電体が提供される。このような導電体
は、複写機等に用いる制電防止ロール、電子機器、IC
等の包装材料やトレイキャリア等幅広い分野に利用する
ことができる。次に実施例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例になんら限定され
るものではない。
押出機は、2軸押出機(ナカタニ機械製同方向2軸押出
機、口径:57mm、L/D:38)であり、図中1〜
11は個々に独立したバレル、12はダイス、13は原
料樹脂投入ホッパー、14はカーボンブラック供給サイ
ドフィーダー(ナカタニ機械製2軸押出機 251)、
15は希釈樹脂供給サイドフィーダー(ナカタニ機械性
2軸押出機 251)、16は脱気ベント、17は定量
フィーダー(クマエンジニアリング製アーキュレート6
02型)である。この2軸押出機に、所定量の熱可塑性
樹脂を図1のホッパー13より供給し、次に所定量のカ
ーボンブラックを強制サイドフィーダー14より供給
し、次いで強制サイドフィーダー15より希釈樹脂を供
給して、シリンダー温度180〜380℃にて混練し、
冷却後ペレタイザーを用いて円柱状のペレットを得た。
このペレットをインフレーション成形機(東洋精機製1
25S)に供給し100μmのフィルムを得た。尚、原
料は下記のものを使用し、性能の評価は以下の方法で行
った。
に準じて、表面平滑性については、100μmのフイル
ムを100cm2 の大きさに切り取り透過光状で0.2mm
以上のぶつが5個以下は◎、10個以下は○、11〜2
0個は△、21個以上は×とした。結果をまとめて表−
1に示す。
イドフィーダー15より希釈樹脂を供給する本発明の方
法によると、非常に優れた表面平滑性と安定した導電性
を有するフイルムが得られることがわかる。 比較例1 実施例1で用いたのと同じ2軸押出機を用い、所定量の
熱可塑性樹脂を図1のホッパー13より供給し、次いで
所定量のカーボンブラックを強制サイドフィーダー14
より供給し、シリンダー温度180〜380℃にて混練
し、冷却後ペレタイザーを用いて円柱状のペレットを得
た。このペレットをインフレーション成形機(東洋精機
製125S)に供給し100μmのフィルムを得た。配
合組成及び評価結果を表−2に示す。
イドフィーダー15より希釈樹脂を供給しないと、得ら
れる導電体は本発明に比べてぶつが多く表面平滑性に劣
り、さらに、導電性も不安定である。
概略図である。
ー 15 希釈樹脂を供給する強制サイドフィーダー 16 強制脱気ベント 17 定量フィーダー 18 押出機のモーター
Claims (1)
- 【請求項1】熱可塑性樹脂及び導電性カーボンブラック
からなる導電性樹脂組成物を連続混練押出して製造する
に際し、混練押出機のバレル内の上流部分で熱可塑性樹
脂と導電性カーボンブラックを混練してマスターバッチ
を調製し、次いでその下流のバレル内にさらに熱可塑性
樹脂を導入して該マスターバッチを希釈、混練すること
を特徴とする導電性樹脂組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8153396A JP3472406B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 導電性樹脂組成物の製造方法及び導電体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8153396A JP3472406B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 導電性樹脂組成物の製造方法及び導電体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09272742A JPH09272742A (ja) | 1997-10-21 |
JP3472406B2 true JP3472406B2 (ja) | 2003-12-02 |
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Family Applications (1)
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JP8153396A Expired - Fee Related JP3472406B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 導電性樹脂組成物の製造方法及び導電体 |
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---|---|---|---|---|
EP2058356A1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-13 | Total Petrochemicals Research Feluy | Additivising carbon black to polymer powder |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP8153396A patent/JP3472406B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH09272742A (ja) | 1997-10-21 |
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