JPH06116501A - 耐熱導電性樹脂組成物 - Google Patents
耐熱導電性樹脂組成物Info
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- JPH06116501A JPH06116501A JP26752592A JP26752592A JPH06116501A JP H06116501 A JPH06116501 A JP H06116501A JP 26752592 A JP26752592 A JP 26752592A JP 26752592 A JP26752592 A JP 26752592A JP H06116501 A JPH06116501 A JP H06116501A
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Abstract
安定性と表面抵抗値で1×105 Ω未満の導電性を有する
耐熱導電性樹脂組成物を得る。 【構成】 加熱変形温度(JIS K-7207)が120 ℃以上であ
る非晶性耐熱樹脂100 重量部に対して、ヨウ素吸着量が
52mg/g〜72mg/g、DBP吸油量が153lm/100g〜182lm/10
0g、しかも24M4DBP吸油量が100lm/100g以上で、
トルエン着色透過度が85%以上のファーネス型カーボン
ブラックを20重量部含有する。
Description
中でも高温加熱下での寸法安定性と表面抵抗値で1×10
5 Ω未満の導電性が要求される分野に適用される耐熱導
電性樹脂組成物に関する。特に、半導体集積回路や半導
体集積回路実装基板等の静電気によって支障をきたし易
く、加熱処理を要する電子部品の工程内治具及び搬送容
器の成形材料に最適な耐熱導電性樹脂組成物に関する。
ポリプロピレン系樹脂組成物やポリフェニレンエーテル
系樹脂組成物に導電性カーボンブラックを配合し、溶融
混練を経てペレット状にしたものが主流であった。
は、ポリプロピレン樹脂及び/又はポリプロピレン−ポ
リエチレン共重合体樹脂にタルク、炭酸カルシウム及び
マイカ等の無機充填材を高充填することで安価で、加熱
荷重下での形状保持能を付与し、カーボンブラックで所
望の導電性を付与している。しかしながら、最近では、
成形品に要求される耐熱寸法精度の要求が高度化してお
り、従来から使用されてきたポリプロピレン系樹脂組成
物では、高まる要求性能に十分に応えることができない
のが実状である。具体的には、成形体の耐熱限界温度が
125 ℃であり、より高温の条件下では寸法変化や反りが
著しくなる。また、寸法精度がより厳しい場合には、12
5 ℃の使用環境にも不十分であることが広く認識されて
いる。
ンブラックを配合してなる該耐熱導電性樹脂組成物でつ
くられるトレーは、加熱温度150 ℃で長時間にわたる繰
り返しの処理の過酷な条件下においても厳しい寸法精度
に充分に対応できる。
熱導電樹脂組成物は、高温加熱下で寸法安定性が良好で
あるが、ポリプロピレン系の耐熱導電樹脂組成物に比較
して、高価格にならざるを得ないという問題点がある。
する耐熱導電性樹脂組成物が高価格の原因は、該樹脂自
体がポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を成形する際
の充分な流動性と成形体の機械的物性を良好に保持し、
導電性を付与するためには、高価格の導電性カーボンブ
ラックを使用しなければならなかったためである。この
ような、導電性の例としては、商品名でケッチェンブラ
ックEC(ケッチェンブラック・インターナショナル)、
バルカンXC−72(キャボット・コーポレーション)、デ
ンカブラック(電気化学工業株式会社)などがある。
極めて高価格であり、単位価格でゴム練り用カーボンブ
ラックの4倍から8倍にもなる。従って、これら導電性
銘柄のカーボンブラックを配合して得られる非晶性樹脂
からなる耐熱導電性樹脂組成物は、ポリプロピレン系の
耐熱導電性樹脂組成物よりも明らかに高価格になり、性
能的には優れているにも関わらず、市場への普及が拡大
しないという問題点があった。
ンエーテル系樹脂に代表される導電化における技術的限
界は、加熱変形温度(JIS K-7207) が120 ℃以上、一般
に、成形時の溶融加工温度が、260 ℃以上になる非晶性
耐熱樹脂に共通の問題である。
を解決する目的から、加熱変形温度(JIS K-7207) が12
0 ℃以上である非晶性耐熱樹脂100 重量部に対し、ヨウ
素吸着量が52mg/g〜72mg/g、DBP 吸油量が152ml /
100 g〜182ml /100 g、しかも24M4DBP 吸油量が100m
l /100 g以上で、トルエン着色透過度が85%以上のフ
ァーネス型カーボンブラックを20重量部〜40重量部含有
してなる耐熱導電性樹脂組成物であることを特徴とす
る。
熱変形温度(JIS K-7207) が120 ℃以上で、また一般に
使用する成形機での成形温度が260 ℃以上である、例え
ば、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテ
ル樹脂、ポリサルホン樹脂及びポリエーテルサルホン樹
脂等であり、国内外において容易に入手できる。非晶性
耐熱樹脂の形状は、一般的にペレット状での供給が多い
が、ビーズ状、フレーク状及びパウダー状での供給形態
も有り得る。また、樹脂の形状は、加工目的に応じて選
択すると良い。
は、ファーネスブラックの中でも安価な石炭ピッチや石
油残査を主要原料とするゴム練り用のカーボンブラック
である。カーボンブラックの導電機構は、パイ(π)電
子の移動で説明され、π電子が移動しやすいカーボンブ
ラックは、導電性が大きいが、一般にゴム練り用カーボ
ンブラックは、原料油の純度が低い(炭素、水素以外の
元素を多く含む)ために、ファーネス炉を通して得られ
るカーボンブラックは、パイ(π)電子の移動を阻害す
る酸素、硫黄及び窒素を多く含む。
じ理由からカーボンブラック粒子の結晶が発達しにくい
ために、従来、導電性カーボンブラックとしては、期待
されなかった。しかしながら、本発明者等は、長年に亘
る変性ポリフェニレンエーテル系樹脂の導電化研究を通
じて、安価なゴム練り用カーボンブラックで高価な導電
性カーボンブラックと同等の効果を得る方法を発明し
た。
ックの特徴は、ヨウ素吸着量が52mg/g〜72mg/g、DB
P 吸油量が152ml /100 g〜182ml /100 gの範囲にあ
り、しかも、24M4DBP 吸油量が100ml /100 g以上であ
り、更にはトルエン着色透過度が85%以上のファーネス
型カーボンブラックであることを特徴とする。
な原料油を用いて、ファーネス炉を一定条件の下に管理
することで量産が可能であり、従来の導電性カーボンブ
ラックのように高価な原料油や原料ガスを必要としない
ので、安価にかつ大量に入手することができる。
必要に応じて補強樹脂や補強ゴム並びにガラス繊維、炭
酸カルシウム、タルク及びマイカ等の無機フィラー、更
には酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤及び滑剤等の添加
剤を使用してもよい。
をヘンシェルミキサー、リボンブレンダー及びタンブラ
ーミキサー等、一般に普及している混合機を用いて均一
に混合する。続いて、混合物は、加圧ニーダー、バンバ
リーミキサー、単軸押出機及び二軸押出機等、一般に普
及している混練/押出機を用いて260 ℃以上の温度で溶
融混練することによりペレット状の樹脂組成物とする。
型カーボンブラック(A)と(B)、比較例1としてそ
の他のカーボンブラック(C)、(D)、(E)及び
(F)について、導電性の指標となる特性値を示した。
発明の範囲にあるカーボンブラックであり、(A)を基
準に考えると(B)は、発明の範囲でDBP 吸油量と24M4
DBP吸油量を更に改良したものである。一方、比較例1
として載せた(C)は、表1に示したすべての特性値に
おいて(A)より劣っており、(D)は、ヨウ素吸着量
を比較的大きく調整してあることを特徴とするが、いず
れも本発明の範囲から外れたカーボンブラックである。
また、比較例1として載せた導電性銘柄のカーボンブラ
ック(E)及び(F)は、ヨウ素吸着量とDBP 吸油量が
ともに大きく調整してあり、いずれも高導電性が期待さ
れるが、本発明のファーネス型カーボンブラックに比較
して極めて高価格である。
ラックと変性ポリフェニレンエーテル系樹脂及び高衝撃
ポリスチレン重合体を以下に示す割合として、まず、変
性ポリフェニレンエーテル系樹脂と高衝撃ポリスチレン
重合体(ビーズ)を高速回転羽根を有する混合機で2分
間混合した。続いて、該混合物とカーボンブラックとを
タンブラーミキサーで約3分間混合した。混合物は、次
に同方向二軸押出機に供給され、できるだけ機械的せん
断による発熱を抑える目的から、260 ℃〜300 ℃の範囲
でシリンダーに温度勾配をつけて溶融混練、押出を行い
ペレット化した。物性評価に使用する試験片は、得られ
た導電性耐熱樹脂組成物を用いて、射出成形法によって
各試料片を作製した。結果を表2及び表3に示す。使用
した変性ポリフェニレンエーテル系樹脂は、2,6−ジ
メチルポリフェニレンエーテル重合体85重量%と、高衝
撃ポリスチレン重合体15重量%とからなり、比較的高耐
熱性と高粘度性の組成とした。カーボンブラックの配合
量は、樹脂100 重量部に対して(A)、(B)、(C)
及び(D)それぞれ33重量部とし、(E)及び(F)で
は、樹脂100 重量部に対して、25重量部として所望の導
電性と物性が得られるように配慮した。
33重量部使用した樹脂組成物では、目標とする導電性
(表面抵抗値で1×105 Ω未満)が得られ、他の物性バ
ランスも良好な結果が得られた。
た樹脂組成物では、目標とする導電性(表面抵抗値で1
×105 Ω未満)が得られなかった。また、樹脂に対する
カーボンブラック(C)の配合比を増すことで導電性は
改良されるが、樹脂組成物の粘度の増大や衝撃強度の著
しい低下をもたらし良好な成形品が得ることが困難であ
る。
た樹脂組成物では、目標とする導電性(表面抵抗値で1
×105 Ω未満)は得られたが、メルトフローレートが30
0 ℃、5kg荷重で0.1g/10分以下に観察されるように溶
融粘度の増加が著しく、射出成形性等に供する際に流動
性を損なうことが予想され、良好な成形品を得るのが困
難になる。また、カーボンブラック(D)を使用した樹
脂組成物では、アイゾット衝撃強度の低下に観察される
ように溶融加工の段階で樹脂の劣化を促進する。
いは(F)を使用した場合は、より少ない配合比(25重
量部)で充分な導電性と良好な物性バランスが得られた
が、カーボンブラックが高価格であるために組成物とし
ての原材料価格が高騰する結果になった。原材料価格は
配合組成比によって変わり、カーボンブラックの価格が
樹脂価格より安価な場合には、カーボンブラックの配合
比を高めることで低価格になる。例えば、(E)の場合
は66重量部、(F)の場合は78重量部で(A)を33重量
部使用した樹脂組成物とほぼ同価格になる。
ックは、いずれも配合比の増加に対する組成物の溶融粘
度の増大が顕著であり、流動性や衝撃強度の著しい低下
をもたらすため、配合量の増加に限界がある。ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂は、カーボンブラック(E)ある
いは(F)を配合する場合、これまでの経験から35重量
部が上限と考えられる。
のように、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂に対して
カーボンブラック(A)及び(B)は、33重量部配合す
ることで、導電性銘柄のカーボンブラック(E)や
(F)を使用した場合と同等の導電性と物性が確保さ
れ、より低価格の耐熱導電樹脂組成物が得られることが
判明した。
(A)との配合比を表4に示す割合とした以外は、実施
例1と同様な操作を行った。物性値を表4に載せた。
部あるいは38重量部の場合は、目標とする導電性(表面
抵抗値で1×105 Ω未満)が得られ、実用に耐える流動
性と衝撃強度を確保する事ができた。
の場合には、目標の導電性(表面抵抗値で1×105 Ω未
満)が得られなかった。一方、(A)の配合比が42重量
部の場合には、目標の導電性(表面抵抗値で1×105 Ω
未満)は得られたが、流動性とアイゾット衝撃強度の著
しい低下をきたした。変性ポリフェニレンエーテル系樹
脂の場合、射出成形用途に必要な流動性は、300 ℃、5
kg荷重のメルトフローレートで0.3 g/10分以上であ
り、成形品に充分な強度を与えるには、アイゾット衝撃
強度(1/16インチ、ノッチ付き)で3kg−cm/cmが必
要である。
変性ポリフェニレンエーテル系樹脂を効果的に導電化す
るのに必要なカーボンブラック(A)の配合比は、樹脂
100重量部に対して20〜40重量部の範囲にあることを証
明した。
限らず、一般に溶融加工温度が260 ℃以上のポリカーボ
ネート樹脂(以下PCという)、ポリサルホン樹脂(以
下PSuという)、ポリエーテルサルホン樹脂(以下P
ESという)等の非晶性耐熱樹脂にも適応できる。表5
には、これら非晶性耐熱樹脂100 重量部に対してカーボ
ンブラック(A)33重量部を使用した例を示した。な
お、樹脂組成物の混合・混練方法は、実施例1と同様の
操作で行った。
105 Ω未満)と良好な物性が得られている。
法は、以下のとおりである。 試験片:射出成形法により平板(120mm ×120mm ×
3mm) を作製した。 前処理:測定端子の接触抵抗と測定値のばらつきを
極小にする目的から、上記平板に銀塗料を塗布して被検
査体の電極とした。銀電極は、5mm×10mmの面積とし
て、一対(2面)の間隔を10mmとした。 測定法:4端子法(アドバンテスト社・デジタルマ
ルチメーターTR6871)にて測定した。
ウ素吸着量、DBP 吸油量、24M4DBP 吸油量及びトルエン
着色透過度を特定した、ファーネス型カーボンブラック
を用いて非晶性耐熱樹脂を効率よく導電化することによ
り、高温加熱下での寸法安定性に優れた耐熱導電性樹脂
組成物をより低価格で市場に供給することを可能にした
ものである。更に、本発明の耐熱導電性樹脂組成物は、
特に半導体集積回路や半導体集積回路実装基板等の静電
気によって支障をきたし易く加熱処理を要する電子部品
の工程内治具及び搬送容器の成形材料に最適である。
Claims (1)
- 【請求項1】 加熱変形温度(JIS K-7207) が120 ℃以
上である非晶性耐熱樹脂100 重量部に対して、ヨウ素吸
着量が52mg/g〜72mg/g、DBP 吸油量が152ml /100
g〜182ml /100 g、しかも24M4DBP 吸油量が100ml /
100 g以上で、トルエン着色透過度が85%以上のファー
ネス型カーボンブラックを20重量部〜40重量部含有して
なる耐熱導電性樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26752592A JP3299313B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 耐熱導電性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26752592A JP3299313B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 耐熱導電性樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06116501A true JPH06116501A (ja) | 1994-04-26 |
JP3299313B2 JP3299313B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=17446044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26752592A Expired - Fee Related JP3299313B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 耐熱導電性樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3299313B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006213767A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Mitsubishi Chemicals Corp | 導電性熱可塑性樹脂組成物およびicトレー |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP26752592A patent/JP3299313B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006213767A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Mitsubishi Chemicals Corp | 導電性熱可塑性樹脂組成物およびicトレー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3299313B2 (ja) | 2002-07-08 |
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