JPH0785722A - 均一半導電性組成物 - Google Patents

均一半導電性組成物

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JPH0785722A
JPH0785722A JP26317893A JP26317893A JPH0785722A JP H0785722 A JPH0785722 A JP H0785722A JP 26317893 A JP26317893 A JP 26317893A JP 26317893 A JP26317893 A JP 26317893A JP H0785722 A JPH0785722 A JP H0785722A
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JP
Japan
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carbon black
uniform
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JP26317893A
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Tsutomu Yoshida
勉 吉田
Akihiro Tanaka
章博 田中
Tatsuro Kitaura
達朗 北浦
Tsuneo Miyamoto
恒雄 宮本
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Gunze Ltd
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Gunze Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】均一でバラツキのない半導電性の付与された新
規な組成物を開発し、より優れた成形部品を供給するこ
とにある。 【構成】DBP吸油量が200〜700ml及び30〜
180mlの範囲にある2種類の異なるカーボンブラッ
クを熱可塑性樹脂に混合した均一半導電性組成物を提供
するもので、これにより本来の機械的特性を維持しつ
つ、均一な半導電性が付与され、品質にも優れた成形体
が製造できるので、OA機器等の機能性部品として、広
範な用途展開が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気的特性の改良された
均一半導電性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にプラスチックにカーボンブラック
を混合して導電性、即ち電気的抵抗を低下せしめること
については、周知のとおりであるが、最近の高い品質、
性能の要求に対しては従来の単なる混合では全く不十分
なものとなっている。特にカーボンブラックによる導電
性の付与は、比較的容易な技術として採用され、実際に
実用されている。しかし発現される導電性は成形に際し
て、不安定で、バラツキが大きく、安定した性能を有す
る成形品を製造することは極めて困難であり、このこと
が当業界で解決すべき大きな課題となっている。又、カ
ーボンブラックの混合は、成形品の表面にブツ等が発生
しやすく、外観性を悪化させやすい傾向があり、この点
も問題となっている。この外観性の改良を目的として検
討されている技術として、例えば特公平5−4990号
公報が知られている。これは比表面積の異なる2種のカ
ーボンブラックと非導電性の無機物の適当量を熱可塑性
樹脂に混合した組成物である。この技術についての本発
明者らの追試では、確かに得られる成形品の外観が改良
された導電性組成物ではあるが、本発明が目的とする均
一でバラツキのない半導電性の成形体を安定して得る組
成物としては不満足のものであり、最近の厳しい品質、
性能要求に対しては、更に改良技術の開発が必要であっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは目
的とする半導電性が容易に発現でき、かつバラツキのな
い、安定性に優れた熱可塑性樹脂成形品が得られると共
に、外観性その他の諸特性においても満足できる半導性
組成物の開発について鋭意検討した結果、本発明に到達
した。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は次の組成物を提
供することによって達成される。即ち、本発明は、下記
のA、B及びCの各成分からなり、かつC成分100重
量部に対して、A及びBの各成分が各々1〜100重量
部混合されてなる均一半導電性組成物に関するものであ
る。 A、DBP吸油量が200〜700ミリリットルのカー
ボンブラック B、DBP吸油量が30〜180ミリリットルのカーボ
ンブラック C、熱可塑性樹脂
【0005】本発明においてDBP吸油量とは、AST
M(アメリカ標準試験法)D−2414−6TTによっ
て測定されたもので、カーボンブラック100gに吸収
されたDBP(ジブチルフタレート)の量をミリリット
ル(ml)で示したものである。そしてカーボンブラッ
クとして、特にDBP吸油量において大きいものと小さ
いものとを二種混合し、かつ特定範囲で使用すること
が、本発明の目的を最大限に達成させるために重要な要
件の1つとなっている。前記したDBP吸油量の大きい
A成分であるDBP吸油量200〜700mlのカーボ
ンブラックとしては、例えば360mlのケッチェンブ
ラックEC(アクゾ社製)、210mlの三菱カーボン
ブラック3750(三菱化成製)があるが、これに限定
されるもの一方、前記のDBP吸油量の小さいB成分で
あるDBP吸油量30〜180mlのカーボンブラック
として、例えば100mlの三菱カーボン3250(三
菱化成製)があるが、これに限定はされない。ここで、
A成分のDBPが200ml未満では、成形品とした場
合、強度劣化と電気抵抗の均一性に欠ける。700ml
を超えると半導電性の均一性が悪く、かつ成形品とした
場合、表面性が良くない。一方、B成分のDBPが30
ml未満では所定の半導電性が得られず、混合性も悪く
なるので好ましくない。又、180mlを越えるとバラ
ツキも大きく、成形品とした場合、強度も低下するので
好ましくない。
【0006】尚、A成分、B成分を予め表面処理、例え
ば酸化インジウム、酸化スズ等を蒸着スパッタリングし
たり、化学気相成長法等で付着改質したり、またPH調
整により表面改質したものを使用してもよい。この表面
処理はより均一性に富む成形体が安定して成形できるの
で好ましい場合もあるからである。
【0007】C成分の熱可塑性樹脂は、加熱によって軟
化又は溶融し、成形可能な樹脂である。例えば、ポリオ
レフィン系、ポリアクリル系、ポリスチレン系、ポリ塩
化ビニル系、ポリエステル系、脂肪族または脂肪族以外
のポリアミド系、ポリフッ素系等に属する各樹脂の単独
重合体、その共重合体等を例示でき、更にポリカーボネ
ート、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、
ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リエーテルニトリル、熱可塑性ポリイミド等を例示でき
るが、いずれの場合もこれらに限定はされない。しかし
ながら、これらの中でも、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエーテルスルフォン、熱可塑性ポリイミド等が
好ましいものとして例示できる。尚、前記した熱可塑性
樹脂は、2種以上を混合することもできる。
【0008】以上に説明するA、B、Cの各成分は、更
に特定の割合での混合で最終的に本発明の目的が達成さ
れるのである。その混合割合は、C成分の該熱可塑性樹
脂100重量部に対して、A成分のDBP吸油量200
〜700mlのカーボンブラックとB成分のDBP吸油
量30〜180mlのカーボンブラックとを各々1〜1
00重量部、好ましくは5〜40重量部である。ここ
で、A成分が1重量部未満であると、所定の半導電性が
得られず、100重量部を超えると得られる成形体の強
度が低下し、表面にもボツ等ができやすく好ましくな
い。又、B成分についても同様である。尚、A成分とB
成分との混合割合は、特に制限はないが、前者が約5〜
95重量%程度、後者が約95〜5重量%程度である
が、A成分はB成分よりも多い方が好ましい。A、B、
Cの各成分の混合手順については、特に制限はない。こ
の混合の際等に、必要ならば他の第三成分を所定量混合
してもよい。このような第三成分としては、例えば、ワ
ックス、ステアリン酸カルシウム、低分子量のフッ素系
ポリマー、シリコーンオイル等の滑剤、各種核剤、酸化
防止剤等を挙げることができる。但し、これに限定され
るものではない。これら各成分の混合は、例えばバンバ
リーミキサー、ハイブリタイゼーションシステム等によ
り粉体で行ってもよいし、カレンダーロール、2軸押出
機等による加熱溶融により行ってもよく、特に制限はな
い。
【0009】本発明は前記する如く、特定のカーボンブ
ラックを熱可塑性樹脂に混合することによって、バラツ
キのない均一な半導電性の組成物が得られるが、必要な
らば、更に第三成分として他の導電性成分を混合するこ
とによって、より均一性の高い半導電性が付与される場
合がある。かかる導電性成分としては、導電性の粉末状
金属及び/又はその酸化物を例示できる。これをより具
体的に例示するならば、銅、金、銀、酸化インジウム、
チタン酸ブラック、チタン酸ウイスカー等の各粉末体で
ある。しかしながら、これに制限されるものではない。
これらは必要に応じて混合されるが2種以上の混合でも
良い。この粉体の粒径は、通常では100ミクロン以
下、好、ましくは10ミクロン以下程度を例示出来る。
その混合量については、前記C成分100重量部に対し
て、100重量部以下、好ましくは1〜30重量部程度
をあげることができ、100重量部を超ると成形する際
の成形性や成形体の機械的特性等を悪化させる結果とな
り好ましくない場合が多い。一方、1重量部未満ではこ
れら導電性成分を混合する効果が現れにくいが、勿論1
重量部未満でもいっこうに差しつかえない。このように
第三成分の混合については、いずれの場合にも、予め十
分に検討し、効果を確認して混合の有無を決めることが
望しい。
【0010】本発明の組成物は各用途によって、種々の
形態に成形できる。その用途は、例えば電子写真式複写
機の転写ベルト等の機能性ベルト、搬送ローラ等の静電
気防止材、或は震磁波シールド材等が例示できるが、こ
れに制限されるものではない。前記した種々の形態と
は、例えば通常の押出機によるチューブ状、フラット状
等のフィルムもしくは厚物のシート状物、又は圧縮成形
等による型物等を例示でき、特に制限されるものではな
いが、通常ではこのような形態に成形される場合が多い
【0011】
【実施例】次に実施例によって更に詳述する。
【0012】実施例1 ポリカーボネート粉体(粒径100〜200ミクロン)
(分子量25000)100重量部に対して、これにD
BP吸油量210mlのアセチレンブラック10重量部
とDBP126mlの三菱カーボン3150を7重量部
の割合で、ハイブリダイゼーションシステムを使って分
散混合し、これを2軸押出機で混練溶融押出を行いペレ
ットを作製し、ペレット状の組成物を得た。次にこのペ
レットをギヤポンプを有する1軸押出機に供給し、周方
向にヒーターを4分割してなる直径213mmのスパイ
ラルダイを250℃±1℃に制御し、溶融押出して厚さ
150ミクロンのチューブ状フィルムを成形した。この
ものの体積電気抵抗値の中心値は1011〜1012Ω
・cmの範囲にあり、前記抵抗値における最大値が最小
値の1〜20倍の範囲にあった。また、同1軸押出機に
より約1週間連続稼働して、チューブ状フィルムを成形
したが、得られたフィルムにおける体積電気抵抗値とそ
のバラツキ状態は、終始終始変らず、安定した半導電性
を示した。更に製膜性も良好で、得られたフィルムの表
面にボツ等の不良は全く見られなかった。
【0013】実施例2 熱可塑性ポリイミド(三井東圧製New−TPI)粉体
100重量部に対して、DBP吸油量210mlのアセ
チレンブラック10重量部、DBP吸油量170mlの
三菱カーボン3250の7重量部及び金属酸化物として
のチタン酸ブラック(粒径1〜2ミクロン)5重量部の
割合になるように、バンバリーミキサーで予め十分混合
する。これを2軸の押出機にチッ素置換しながら供給
し、直径30mmのスパイラルダイを400℃±1℃に
制御し、内部冷却方式で150℃±1℃に制御した冷却
マンドレルを通して、厚さ100ミクロン、直径25m
mのチューブ状フィルムを製膜した。このチューブ状フ
ィルムの体積電気抵抗値は、その中心値が1010〜1
11Ω・cmの範囲にあり、全体にわたっての前記抵
抗値のバラツキは少なく、前記抵抗値の最大値が最小値
の1〜10倍の範囲であった。また、同1軸押出機によ
り約1週間連続稼働して、チューブ状フィルムを成形し
たが、得られたフィルムにおける体積電気抵抗値とその
バラツキ状態は終始変らず、安定した半導電性を示し
た。更に製膜製も良好で、得られたフィルムの表面には
ボツ等の外観をそこなうものが全く見られなかった。
【0014】実施例3及び比較例1、2 ポリエーテルエーテルケトン粉体100重量部に対し
て、DBP吸油量の異なる2種のカーボンブラックを下
記の(1)、(2)、(3)の各組合せと混合割合にな
るようにハイブリダイゼーションシステムにより、均一
に分散混合して、各混合組成物を製造した。 (1)DBP吸油量210mlのカーボンブラック10
重量部と同126mlのカーボンブラック7重量部 (2)DBP吸油量190mlのカーボンブラック10
重量部と同20mlのカーボンブラック7重量部 (3)DBP吸油量750mlのカーボンブラック10
重量部と同190mlのカーボンブラック7重量部 この各混合物を各々2軸押出機のペレタイザーにて溶融
混合押出しを行いペレットを作製した。次にこの各ペレ
ットを用い、実施例2と同じ成形機を用いて、チューブ
状フィルムを成形した。但しスパイラルダイは385℃
±1℃、内部冷却は20℃±1℃で温度制御した。得ら
れた各チューブ状フィルムの各々について体積電気抵抗
値における中心値の範囲と前記抵抗値のバラツキ、及び
成形品の外観をチェックし、それらのデータを表1にま
とめた。この表1からも明らかなように、本発明のもの
は全ての項目で優れており、その技術的意義が理解でき
る。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように本発明
は次のような効果をもたらす。即ち、本発明はバラツキ
のない均一な半導電性組成物が得ることができ、例えば
チューブ状フィルム等に成形される場合も、フィルム等
の本来の機械的特性を維持しつつ、バラツキのない均一
な半導電性が付与された成形品を安定して得ることがで
きる。又、得られる成形品は品質、即ち表面性、厚み精
度等においても優れており、表面にボツ、流れマーク等
の異常が発生することもなく、厚さバラツキが大きいと
いうような欠点も見られない。更に、こうしたフィルム
等を例えばベルト状に加工すれば、高品質、高性能の機
能性ベルトが得られるので、例えば各種OA機器等の機
能性部品等に利用することもでき、より品質、性能等に
優れた成形品の開発が可能となる等、今後本発明に係る
組成物から得られた成形品の用途は広く、各産業分野等
で大いなる活用が期待される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 恒雄 滋賀県守山市森川原町163番地 グンゼ株 式会社滋賀研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記のA、B及びCの各成分からなり、か
    つC成分100重量部に対して、A及びBの各成分が各
    々1〜100重量部混合されてなることを特徴とする均
    一半導電性組成物。 A、DBP吸油量が200〜700ミリリットルのカー
    ボンブラック B、DBP吸油量が30〜180ミリリットルのカーボ
    ンブラック C、熱可塑性樹脂
  2. 【請求項2】C成分100重量部に対して、導電性の粉
    末状金属及び/又はその酸化物を100重量部以下混合
    してなる請求項1に記載の均一半導電性組成物。
JP26317893A 1993-09-13 1993-09-13 均一半導電性組成物 Pending JPH0785722A (ja)

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