JP3790742B2 - 導電性ポリカーボネート樹脂組成物及びそれからなる成形品 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、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帯電・静電気防止性ＩＣキャリアーテープおよびＩＣトレー成形品に関する。更に詳しくは、押出成形、射出成形、エンボス成形などの成形加工における安定性、とりわけドローダウン性に優れ、また表面外観および導電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帯電・静電気防止性ＩＣキャリアーテープおよびＩＣトレー成形品を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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ヤ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。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繊維などの導電性フィラーを充填することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１にみられるように、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂と特定のカーボンブラックからなる導電性フィルムを得る方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１３０６４４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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繊維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場合がある。また得られた成形品の表面外観はカーボンの凝集が発生するため非常に悪化するといった問題があった。
【０００６】
カーボンの凝集は表面外観の悪化という問題だけではなく、帯電・静電気防止性ＩＣキャリアーテープやＩＣトレー成形品の用途においてはＩＣそのものにも悪影響を及ぶすという問題があった。特に、ＩＣキャリアーテープにおいては一定幅のテープ上にＩＣパッケージを収納するポケットの凹みを連続形成し、かつ連続実装するためにガイド穴を設けている。この時もし、凹みを連続形成する際、カーボンの凝集によるピンホールが発生すると外気からのほこりや吸湿によりＩＣパッケージに不具合が発生することがあり、その改良が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、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ポリブチレンテレフタレート樹脂を配合し、かつ導電性フィラーとして特定のファーネス型カーボンブラック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、カーボンの凝集を防ぎ良好な表面状態を有する帯電・静電気防止性ＩＣキャリアーテープ及びＩＣトレー成形品が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）９０〜９９．９４重量％およびポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）０．０６〜１０重量％からなる成分１００重量部あたり、ヨウ素吸着量が５０〜９０ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ（ｎ-ジブチルフタレート）吸油量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇ、比表面積が５０〜９０ｍ^２/ｇであるファーネス型カーボンブラック（Ｃ）１０〜４５重量部を含有してなることを特徴とする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帯電・静電気防止性ＩＣキャリアーテープおよびＩＣトレー成形品を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の態様】
以下、本発明につき詳細に説明する。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明にて使用されるポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）は、ＪＩＳ Ｋ−７２３３に基づいて測定された固有粘度が０．６〜１．４、好ましくは０．７〜１．４の範囲のものが好適に使用できる。
【００１７】
ポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）を基準にして、０．０６〜１０重量％である。配合量が０．０６重量％未満では加工性および導電性が低下し、また１０重量％を超えると加工時の粘度が低下しすぎるため加工がやり辛いという問題があり好ましくない。より好適な配合量としては、０．５〜３．０重量％の範囲である。
【００１８】
本発明にて使用されるファーネス型カーボンブラック（Ｃ）は、ヨウ素吸着量が５０〜９０ｇ／ｋｇ、ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇであり、かつ比表面積が５０〜９０ｍ^２/ｇであることを要件とする。
【００１９】
ヨウ素吸着量の測定方法としては、ＪＩＳ Ｋ６２１７ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験法に準拠する。ヨウ素吸着量はカーボンブラックの細孔を含む全比表面積を測定する最も代表的な測定方法であって、カーボンブラック１Ｋｇあたりに吸着するヨウ素のｇ数で表す。
ヨウ素吸着量が５０ｇ／ｋｇ未満では導電性が劣り、また９０ｇ／ｋｇを超えるとカーボンブラックの分散性に劣り、シート等成形品表面の外観に劣るので好ましくない。
【００２０】
ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ＝可塑剤の１種でDi-butyl phthalate）吸油量の測定方法としては、ＪＩＳ Ｋ６２１７ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験法に準拠する。ＤＢＰ吸油量はカーボンブラック粒子個々の凝集体の空隙率がストラクチャー（カーボンブラック粒子個々の凝集体のつながり）と相関性があり、ＤＢＰ吸油量が大きいとストラクチャーも長い。
ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ未満では導電性が劣り、また１５０ｍｌ／１００ｇを超えるとカーボンブラックの分散性に劣り、シート等成形品表面の外観に劣るので好ましくない。
【００２１】
比表面積の測定方法としては、ＪＩＳ Ｋ６２１７ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験法に準拠する。比表面積はカーボンブラックの単位質量（ｇ）あたりの表面積（ｍ²）で示され、脱気したカーボンブラックを液体窒素に浸漬し、平衡時におけるカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定する。
比表面積が５０ｍ^２／ｇ未満では導電性が劣り、かつ９０ｍ^２/ｇを超えるとカーボンブラックの分散性に劣り、シート等成形品表面の外観に劣るので好ましくない。
【００２２】
ファーネス型カーボンブラック（Ｃ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）およびポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）からなる成分１００重量部あたり、１０〜４５重量部である。配合量が１０重量部未満では導電性が劣り、導電材料としての導電性が発揮できないため好ましくない。また、４５重量部を超えると加工性が低下し、割れ等の問題があり好ましくない。より好ましくは１５〜４０重量部、さらに好ましくは２０〜３０重量部の範囲である。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
【実施例】
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、「部」は断わりの無い限り重量基準に基づく。
【００２７】
ビスフェノールＡとホスゲンとから合成されたポリカーボネート樹脂と各種配合成分を表１〜２に示す配合量に基づき、３７ｍｍ径の二軸押出機（神戸製鋼所製ＫＴＸ−３７）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。
【００２８】
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 ２００−１３（粘度平均分子量２１０００、以下ＰＣと略記）
２．ポリブチレンテレフタレート樹脂：
ポリプラスチック社製 ジュラネックス６００ＦＰ（以下ＰＢＴと略記）
３．ファーネス型カーボンブラック
キャボット社製Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ−３０５（以下、ＣＢ−１と略記）
（性状）ヨウ素吸着量：６５ｇ／ｋｇ
ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量：１３０ｍｌ／１００ｇ
比表面積：７０ｍ^２/ｇ
４．ファーネス型カーボンブラック
キャボット社製Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ−７２（以下、ＣＢ−２と略記）
（性状）ヨウ素吸着量：２２１ｇ／ｋｇ
ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量：１７４ｍｌ／１００ｇ
比表面積：２５４ｍ^２/ｇ
５．ファーネス型カーボンブラック
キャボット社製社製Ｐｅａｒｌｓ ４３０（以下、ＣＢ−３と略記）
（性状）ヨウ素吸着量：８８ｇ／ｋｇ
ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量：７３ｍｌ／１００ｇ
比表面積：８０ｍ^２/ｇ
６．ファーネス型カーボンブラック
ライオンアクゾ社製ケッチェンＥＣ−６００ＪＤ（以下、ＣＢ−４と略記）
（性状）ヨウ素吸着量：１０５０ｇ／ｋｇ
ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量：４９５ｍｌ／１００ｇ
比表面積：１２７０ｍ^２/ｇ
７．アセチレン型カーボンブラック
電気化学工業社製デンカブラック 粒状（以下、ＣＢ−５と略記）
（性状）ヨウ素吸着量：９２ｇ／ｋｇ
ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量：１７５ｍｌ／１００ｇ
比表面積：６８ｍ^２/ｇ
【００２９】
得られた各種ペレットを１２５℃で４時間、乾燥した後に、Ｔダイ型押出成形機（田辺プラスチック社製ＶＣ−４０）を用いて成形温度３００℃、スクリュウ回転数８０ｒｐｍにて物性評価用の試験片フィルム（厚さ０．２ｍｍ、幅２５０ｍｍ）を成形した。同時に、成形時の押出成形安定性（ドローダウン、製膜性）について評価した。
○・・・・・良好
×・・・・・若干悪い
××・・・・劣る
【００３０】
得られた試験片フィルムを用いて、外観評価としてカーボンの凝集を目視により評価した。
○・・・・・良好
×・・・・・若干悪い
××・・・・劣る
【００３１】
導電性の評価は、得られた試験片フィルムを直径１００ｍｍｘ厚さ０．２ｍｍにカットし、これを温度２３℃、湿度５０％の恒温室の中で４８時間放置し、ＪＩＳ−Ｋ−６９１１に準拠して体積固有抵抗率を測定し、下記基準に従い行った。
１ｘ１０^７ 未満・・・・・導電性良好（○）
１ｘ１０ ^７ 以上・・・・・導電性不良（×）
【００３２】
耐熱性の評価は、得られた各種ペレットを１２５℃で４時間乾燥した後に、射出成形機(日本製鋼所製Ｊ１００−Ｅ−Ｃ５)を用いて３００℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ２にて耐熱試験評価用の試験片(長さ１２７ｍｍ×幅６．４ｍｍ×厚さ１２．７ｍｍ)を成形した。この試験片を用いて、ＡＳＴＭ−Ｄ６４８に準じて熱変形温度を測定した。
【００３３】
それぞれの評価結果を表１〜２に纏めて示した。
【００３４】
【表１】
表１ 配合組成と評価結果

注：
評価１： 押出成形安定性 (ドローダウン)
評価２： 表面外観 カーボンブラックの凝集
評価３： 熱変形温度 ℃
評価４： 導電性 体積固有抵抗Ω
【００３５】
実施例１〜５および比較例１〜２は、粘度平均分子量２１０００のポリカーボネート樹脂に、ヨウ素吸着量が５０〜９０ｇ／ｋｇ、ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇでありかつ比表面積が５０〜９０ｍ^２/ｇという本発明の要件を全て満足するファーネス型カーボンブラックを規定量配合した系にて、ポリブチレンテレフタレート樹脂の配合量を変化させた際の結果である。実施例１〜５では、ポリブチレンテレフタレート樹脂の配合量が本発明の要件である０．０６〜１０％（ポリカーボネート樹脂を基準にして）の範囲内であるため、押出成形安定性、表面外観、導電性ともに全て良好な結果であった。それに対し、比較例１ではポリブチレンテレフタレート樹脂の配合量が本発明の要件より少ないため導電性が不十分であり、また比較例２ではポリブチレンテレフタレート樹脂の配合量が本発明の要件より多いため押出安定性および耐熱性に非常に劣っていた。
【００３６】
【表２】
表２ 配合組成と評価結果

注：
評価１： 押出成形安定性 (ドローダウン)
評価２： 表面外観 カーボンブラックの凝集
評価３： 熱変形温度 ℃
評価４： 導電性 体積固有抵抗Ω
【００３７】
実施例６および７ならびに比較例３および４は、粘度平均分子量２１０００のポリカーボネート樹脂９９％およびポリブチレンテレフタレート樹脂１％からなる成分１００部の系にて、本発明のカーボンブラックの要件を全て具備するファーネス型カーボンブラックの配合量を変化させた際の結果である。実施例６および７では、ファーネス型カーボンブラックの配合量が本発明の規定値内であるため押出成形安定性、表面外観、導電性ともに全て良好な結果であった。それに対し、比較例３ではファーネス型カーボンブラックの配合量が本発明の規定値より少ないため、導電性に劣っていた。また、比較例４ではファーネス型カーボンブラックの配合量が本発明の規定値より多いため、押出安定性、シート表面の外観性に非常に劣っていた。
【００３８】
実施例８ならびに比較例５〜８は、粘度平均分子量２１０００のポリカーボネート樹脂９７％およびポリブチレンテレフタレート樹脂３％からなる成分１００部にカーボンブラック３０部を配合させた系において、本発明のカーボンブラックの要件を全て具備するファーネス型カーボンブラックを用いた実験例（実施例８）と当該要件を満足しないカーボンブラックを用いた実験例（比較例５〜８）である。
実施例８は、ファーネス型カーボンブラックの性状としてヨウ素吸着量が５０〜９０ｇ／ｋｇ、ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇでありかつ比表面積が５０〜９０ｍ^２/ｇという本発明の要件を全て満足するファーネス型カーボンブラックを使用した場合であり、押出成形安定性、表面外観、導電性ともに全て良好な結果であった。
それに対し、
比較例５は、ヨウ素吸着量および比表面積が本発明の要件の範囲外のファーネス型カーボンブラックを使用した例であり、導電性は良好なるものの押出成形安定性および表面外観が著しく劣っていた。
比較例６は、ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が本発明の要件の範囲外のファーネス型カーボンブラックを使用した例であり、押出成形安定性および表面外観は良好であったが、導電性が著しく劣っていた。
比較例７は、ヨウ素吸着量、ｎ-ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量ならびに比表面積が本発明の要件の範囲外のファーネス型カーボンブラックを使用した例であり、導電性は良好なるものの押出成形安定性および表面外観が著しく劣っていた。
一方、比較例８は本発明の要件であるファーネス型カーボンブラック以外のアセチレン型カーボンブラックを規定量使用した例であり、押出成形安定性が著しく劣っていた。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の導電性ポリカーボネート樹脂組成物は、特定のカーボンブラックを配合することにより、成形性が良好で、かつ導電性、表面外観の良好な帯電防止性を有する成形品を得ることが可能にしたものであり、特に帯電防止性が要求されるＩＣや電子機器の搬送用治具あるいは包装材料などの用途に好適に使用でき、その効果は極めて工業的に有意義である。

Claims (5)

1. ポリカーボネート樹脂（Ａ）９０〜９９．９４重量％およびポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）０．０６〜１０重量％からなる成分１００重量部あたり、ヨウ素吸着量が５０〜９０ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ（ｎ-ジブチルフタレート）吸油量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇ、比表面積が５０〜９０ｍ^２/ｇであるファーネス型カーボンブラック（Ｃ）１０〜４５重量部を含有してなることを特徴とする導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
2. ポリブチレンテレフタレート樹脂の配合量が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）を基準にして、０．０５〜５重量％であることを特徴とする請求項１記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
3. ポリブチレンテレフタレート樹脂の配合量が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）を基準にして、０．５〜３重量％であることを特徴とする請求項１記載の導電性ポリカーボネート樹脂組成物。
4. 請求項１、２または３の導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる帯電・静電気防止性ＩＣキャリアーテープ。
5. 請求項１、２または３の導電性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる帯電・静電気防止性ＩＣトレー成形品。