JPH09296117A - 導電性熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

導電性熱可塑性樹脂組成物の製造方法

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JPH09296117A
JPH09296117A JP8173848A JP17384896A JPH09296117A JP H09296117 A JPH09296117 A JP H09296117A JP 8173848 A JP8173848 A JP 8173848A JP 17384896 A JP17384896 A JP 17384896A JP H09296117 A JPH09296117 A JP H09296117A
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carbon black
resin
thermoplastic resin
conductive carbon
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Masayuki Makise
政行 牧瀬
Michiro Narita
道郎 成田
Seiji Maeno
聖二 前野
Hideo Komatsu
英男 小松
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】導電性のばらつきが少ない熱可塑性樹脂をカー
ボンブラックの飛散がなく、高い生産性で製造出来る方
法。 【解決手段】 導電性カーボンブラックと熱可塑性樹脂
との合計量100重量部のうち、導電性カーボンブラッ
クが5〜50重量%を占める導電性カーボンブラック含
有熱可塑性組成物の製造方法であって、連続式同方向回
転二軸押出機に熱可塑性樹脂を供給してゲル化させた
後、サイドフィーダーから強制的に連続式同方向回転二
軸押出機のバレル内に導電性カーボンブラックを供給
し、導電性カーボンブラックが熱可塑性樹脂中に完全に
分散する前に、連続式同方向回転二軸押出機に設けた脱
気孔から常圧で脱気した後、混練を継続し、ダイから熱
可塑性樹脂と導電性カーボンブラックの混練物を得るこ
とを含む導電性カーボンブラック含有熱可塑性組成物の
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂と特
定のカーボンブラックからなり、導電性のばらつきが少
ない熱可塑性樹脂組成物を、カーボンブラックの飛散が
なくかつ高い生産性で製造できる方法に関するものであ
る。
【従来の技術】熱可塑性樹脂にカーボンブラックを配合
することにより導電性を付与した導電性熱可塑性樹脂製
品は、電子部品、コンピューター、VTR、家電製品な
どの静電防止や電磁波シールドなどの用途を中心に、近
年著しく需要が延びている。このような導電性熱可塑性
樹脂の製造方法として、連続式二軸押出機を用いる方法
が従来より行われている。連続式二軸押出機を用いる製
造方法における押出機への供給方法としては、予めカー
ボンブラックと樹脂とをヘンシェルミキサーあるいはタ
ンブラーミキサー等によりブレンドし、その後各種フィ
ーダーにより供給する方法、定量フィーダーを用いて樹
脂とカーボンブラックを各々定量的に供給する方法が一
般には用いられている。しかしながら、いずれの供給方
法を用いても樹脂とカーボンブラックとは真比重、嵩密
度や形状などが異なるため、ブレンド段階あるいは押出
機へ供給した後に分級し、その結果組成物中のカーボン
ブラックの濃度差が生じ、導電性のバラツキが少ない安
定した導電性を有する樹脂が得られず、実用に供し得な
い場合もある。
【0002】また、樹脂に導電性を付与する用途に使用
されるカーボンブラックの嵩密度は非常に低いため、多
量のエアーを含んでおり、二軸押出機内でカーボンブラ
ックが樹脂中に分散する時に、多量のエアーが抜け、こ
のエアーがカーボンブラックの供給口より上昇するた
め、カーボンブラックがこのエアーの上昇に伴い飛散す
る。その結果、組成物中のカーボンブラックの濃度差が
生じる、カーボンブラックの飛散により作業環境が悪化
する、浮遊したカーボンブラック微粒子が精密機械内部
に付着し内部の電子部品を破壊する、など様々な問題点
も指摘されている。このカーボンブラックの吹き上がり
は、カーボンブラックの供給量と相関があるため、カー
ボンブラックが飛散する場合には、供給量を低下させな
ければならず、従って生産性は低下する。原料が微粉体
である場合に適用できる製造方法として、材料供給口よ
りも下流に開口部を設け、更に材料供給部と開口部間の
スクリュー構成を材料の圧縮がなく、溶融もしくは混練
のみをおこなう構成にすることによる製造方法が提唱
(特開昭58−29644)されているが、本発明で用
いる導電性カーボンブラックの場合には、この方法を用
いても改良することはできなかった。
【発明が解決しようとする課題】本発明は、導電性のば
らつきが少ない熱可塑性樹脂組成物を、カーボンブラッ
クの飛散がなく、かつ高い生産性で製造できる方法を提
供することを目的とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は、特定量のカー
ボンブラックを用い、且つ連続式同方向回転二軸押出機
を用いた特定の製造方法により上記目的を達成できると
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、導電性カーボンブラックと熱可塑性樹脂との合計
量100重量部のうち、導電性カーボンブラックが5〜
50重量%を占める導電性カーボンブラック含有熱可塑
性組成物の製造方法であって、連続式同方向回転二軸押
出機に熱可塑性樹脂を供給してゲル化させた後、サイド
フィーダーから強制的に連続式同方向回転二軸押出機の
バレル内に導電性カーボンブラックを供給し、導電性カ
ーボンブラックが熱可塑性樹脂中に完全に分散する前
に、連続式同方向回転二軸押出機に設けた脱気孔から常
圧で脱気した後、混練を継続し、ダイから熱可塑性樹脂
と導電性カーボンブラックの混練物を得ることを特徴と
する導電性カーボンブラック含有熱可塑性組成物の製造
方法を提供する。
【0004】
【発明の実施の形態】本発明で用いる熱可塑性樹脂は、
導電性樹脂組成物又は最終製品である導電体の用途に応
じた強度及び耐熱性を有し、メルトフローレート(MF
R)が1g/10min以上、好ましくは8〜2000
g/10min、特に好ましくは8〜600g/10m
inの熱可塑性樹脂である。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、
AS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。
【0005】尚、ここで、メルトフローレート(MF
R)は、日本工業規格において各樹脂のメルトフローレ
ートの測定方法が規定されている樹脂に関してはその測
定方法に準じて測定した値であって、ポリプロピレン樹
脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂に関
しては、それぞれJISK6758(230℃、2.16
Kgf)、JISK6730(190℃、2.16Kg
f)に準じて測定し、その他のポリオレフィン樹脂に関
しては、JISK7210、A法、条件4(190℃、
2.16Kgf)に準じて測定した。また、規定されてい
ない樹脂に関してはJISK7210A法記載の装置を
用いて下表に示す温度、荷重で測定した値である。表−
1に測定条件を示す。
【0006】
【表1】 表−1 樹脂のメルトフローレート測定条
樹 脂 規 格 温度(℃) 荷重(Kgf) ポリスチレン樹脂 JISK6871 200 5.00 ポリスチレン樹脂以外の JISK6874 220 10.00 スチレン系樹脂 ポリエステル系樹脂 − 275 2.16 6−ナイロン樹脂 JISK7210 230 2.16 6−ナイロン樹脂以外の JISK7210 275 2.16 ポリアミド樹脂 ポリエーテルイミド樹脂 JISK7210 343 6.70 ポリ塩化ビニル樹脂 − 190 10.00 熱可塑性ウレタン樹脂 JISK7311 230 10.00 ポリアセタール樹脂 JISK7210 190 2.16 ポリカーボネート樹脂 JISK7210 300 1.20 変性ポリフェニレンエーテル樹脂 − 250 10.00 その他の樹脂 − 230 10.00
【0007】本発明において使用する導電性カーボンブ
ラックは、DBP吸油量が200ml/100g以上で
あり、好ましくは340〜700ml/100gのもの
である。このうち、比表面積が700〜1500m2 /g
のものがより好ましく、比表面積が750〜1300m
2 /gのものがさらに好ましい。この際、嵩比重が160
g/l以下のものが好ましい。また、本発明の導電性カ
ーボンブラック含有熱可塑性組成物は、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5〜50重量%、好ましくは5〜
20重量%占めるものである。本発明の導電性カーボン
ブラック含有熱可塑性組成物においては、導電性カーボ
ンブラックと熱可塑性樹脂を必須成分とするが、この他
に黒鉛を含有させることができる。ここで黒鉛は高抵抗
のところで安定した導電性を得る安定化剤として作用す
るものであり、平均粒径3〜15μのものが好ましく、
導電性カーボンブラック含有熱可塑性組成物中2〜15
重量%とするのがよい。又、性能を損ねない範囲で酸化
防止剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤や滑剤などを0.1〜
1重量%程度含有させることもできる。
【0008】本発明の製造方法では、同方向回転二軸押
出機の全バレル長を100とした場合にモーター側から
0〜10%、好ましくは0〜7%の位置に熱可塑性樹脂
の投入口が設置されるのがよい。該樹脂のバレル内への
投入はホッパーからの自然落下でもよく、強制的にバレ
ル内へ供給してもよいが自然落下によるのがよい。本発
明では、このようにしてバレル内に供給された熱可塑性
樹脂がバレル内に設置されたスクリューの混練作用及び
外部からの加熱によりゲル化した後、少なくとも1つの
サイドフィーダーから強制的に導電性カーボンブラック
をバレル内に供給してゲル化した樹脂中に導電性カーボ
ンブラックを分散させる。ここで、強制的に導電性カー
ボンブラックをバレル内に供給できれば任意のサイドフ
ィーダーを用いることができるが、スクリューにより強
制的に供給する方法を用いるのが好ましい。具体的には
ナカタニ機械製TWIN FEEDER251などがあ
げられる。また、このサイドフィダーは樹脂がゲル化し
ている位置のバレルに設置されており、通常、押出機の
全バレル長を100とした場合にモーター側から29%
〜50%、好ましくは33%〜50%の位置に設置する
のが適当である。樹脂がゲル化していない位置にサイド
フィーダーが設置されているとサイドフィーダーから投
入されたカーボンブラックが樹脂投入口あるいは脱気孔
より飛散し生産性が低下し、また安定した導電性を有す
る導電性熱可塑性樹脂が得られないため好ましくない。
同様に、該フィーダーの代わりに同じ位置に投入口を設
け、定量フィーダーを用い、投入口上部から自然落下に
よりカーボンブラックを投入した場合、この投入口から
カーボンブラックが飛散し生産性が低下し、また安定し
た導電性を有する導電性熱可塑性樹脂が得られないため
好ましくない。
【0009】本発明では、又、導電性カーボンブラック
が熱可塑性樹脂中に完全に分散する前に、例えば、サイ
ドフィーダーの設置位置から上流側17%〜下流側23
%、好ましくは上流側13%〜下流側17%のバレルに
一箇所以上脱気孔が設置され、ここから常圧により脱気
する。尚、サイドフィーダーと同じ位置に脱気孔を設け
る場合には、円周方向に少なくとも45度間隔を置くの
が好ましい。特に、脱気孔はバレルの頂部(上方)に設
けるのが好ましい。脱気孔の大きさは押出機の大きさに
応じて異なるが、通常1cm2 〜80cm2 が適当であ
り、好ましくは1〜10cm2 である。脱気孔を設置し
ないでカーボンブラックを投入した場合、カーボンブラ
ックに含まれているエアーがサイドフィーダーから抜
け、その結果カーボンブラックが投入できなくなるため
生産性が低下するため好ましくない。本発明で使用する
同方向回転二軸押出機のスクリューとしては公知のもの
が用いられ、直径は20mm〜150mm,長さは直径
の20〜50倍のものが一般的であり、押出機の本体お
よびモーターはスクリューの大きさに応じた公知のもの
が用いられる。
【0010】押出機のスクリューパーツとしても公知の
ものが用いられ、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)第431頁〜
第403頁に記載されているようなエレメント、ライト
型(R−KD)、レフト型(L−KD)、ニュートラル
型ニーディングディスク(N−KD)があり、これら
を、用いる樹脂の性状やカーボンブラックの配合量に応
じて適当な順序で配置してもちいることができる。特
に、搬送や逆送能力がなく混練のみを行うニュートラル
型ニーディングディスク及び/又は搬送及び混練を行う
ライト型ニーディングディスクをサイドフィーダーが設
置されている位置に配置するとカーボンブラックの飛散
がなく生産量が向上するため好ましい。
【0011】本発明において熱可塑性樹脂は、上記した
位置に設置された樹脂投入口から公知のフィーダーを用
いて投入されるが、安定した導電性を有する導電性熱可
塑性樹脂組成物を得る目的で、定量精度±1%以内の重
量式定量フィーダーを用いるのが好ましい。また、カー
ボンブラックは、樹脂をゲル化した後に、サイドフィー
ダーにより強制的に供給される。安定した導電性を有す
る導電性熱可塑性樹脂組成物を得る目的で、サイドフィ
ーダーのスクリューは予めカーボンの投入速度より高速
で投入できるように回転させておき、カーボンブラック
を定量精度±1%以内の重量式定量フィーダーを用いて
サイドフィーダーのスクリュー上に落下させ、次いでサ
イドフィーダーにより押出機中に強制的に供給するのが
好ましい。樹脂とカーボンブラックの投入に用いる重量
式定量フィーダーは、一方のフィーダーの投入量の変化
に応じて他方のフィーダの投入量も変化する連動式のも
のを用いると得られた導電性熱可塑性樹脂の導電性がよ
り安定するため、特に好ましい。本発明で用いる同方向
二軸押出機のバレルの温度は、用いる熱可塑性樹脂のゲ
ル化温度により決定され、樹脂のゲル化温度よりも30
℃〜150℃高い温度に設定され、安定した導電性を有
する樹脂組成物を得るためには、サイドフィーダーが設
置されているバレルの位置よりも10%上流側〜脱気孔
が設置されている位置のバレルまでの温度を、樹脂のゲ
ル化温度よりも60℃〜150℃、好ましくは70℃〜
150℃高い温度に設定し、脱気孔が設置されている位
置より下流のバレルの温度を30℃〜70℃、好ましく
は30℃〜60℃高い温度に設定することが望ましい。
又、スクリューの回転数は、例えば、100〜300rp
m 程度とすることができる。
【0012】本発明では、常圧で脱気した後、混練を継
続し、ダイから熱可塑性樹脂と導電性カーボンブラック
の混練物を、任意の形態、例えば、シート状、ペレット
状、線状などの形で得ることができる。また、本発明に
より得られる導電性熱可塑性樹脂組成物の耐熱性、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。これらのうちガラス繊維
(長さ1.5〜6mm、直径5〜20μ)が好ましい。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、5〜3
00重量部、好ましくは7〜50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。
【発明の効果】本発明の製造方法より、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が提供され
る。又、本発明の方法を使用することにより、導電性熱
可塑性樹脂組成物を製造する際、カーボンの飛散による
作業環境の悪化がなく、良好な導電性を有しかつ樹脂強
度にも優れた導電性熱可塑性樹脂組成物が得られる。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。
なお、組成は全て「重量%」で示した。
【0013】
【実施例】
実施例1 図1の(A)〜(D)に概略図を示した4種の連続式同
方向回転二軸押出機(スクリュー径:57mm、L/
D:36、ナカタニ機械製NR−II57mm同方向回転
二軸ベント式押出機)を用いて、90重量部のポリカー
ボネート樹脂(出光石油化学製 タフロンA−220
0)及び嵩比重140g/l、DPB吸油量370ml
/100g(比表面積810m2 /g)のカーボンブラ
ック10重量部を表−2に示す方法で投入し、スクリュ
ー回転数220rpmにて導電性樹脂組成物を得た。図
1中、1〜12:バレルゾーン、13:ダイス、14:
樹脂投入口、15:密閉式サイドフィーダー、16:カ
ーボンブラック投入口、17:脱気孔(4cm×4cmの正
方形)、18:脱気孔(4cm×4cmの正方形)、19:
モーターである。尚、バレルゾーン1〜12の各ゾーン
の長さは、バレルの全長を100としたときの12等分
の1の長さである。スクリュー構成は、バレルゾーン1
〜5では材料の圧縮がなく溶融、混練、搬送をおこなう
構成、バレルゾーン6および8では混練、圧縮、搬送を
行う構成、それ以外では圧縮および搬送を行う構成とし
た。
【0014】樹脂とカーボンブラックの投入方法は次の
通りである。投入方法A :図1(A)に示されるように、14に設置
された投入口から樹脂とカーボンブラックの混合物を定
量フィーダー(クマエンジニアリング製アーキュレート
602型)を用いて該混合物を自然落下させることによ
り二軸押出機中に投入した。脱気孔は17の位置に設け
られている。投入方法B :図1(B)に示されるように、14に設置
された投入口から樹脂を定量フィーダー(クマエンジニ
アリング製アーキュレート602型)を用いて樹脂を自
然落下させることにより二軸押出機中に投入し、又、図
中、15に設置されたサイドフィーダー(ナカタニ機械
製TWIN FEEDER251)のスクリューをカー
ボンブラックの投入速度より高速で投入できるように回
転させておき、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602型)を用いてスクリュー上にカ
ーボンブラックを自然落下させ、サイドフィーダーによ
り二軸押出機中に強制的に供給した。脱気孔は17の位
置に設けられている。投入方法C :図1(C)に示されるように、14に設置
された投入口から樹脂を定量フィーダー(クマエンジニ
アリング製アーキュレート602型)を用いて樹脂を自
然落下させることにより二軸押出機中に投入し、又、図
中、15に設置されたサイドフィーダー(ナカタニ機械
製TWIN FEEDER251)のスクリューをカー
ボンブラックの投入速度より高速で投入できるように回
転させておき、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602型)を用いてスクリュー上にカ
ーボンブラックを自然落下させ、サイドフィーダーによ
り二軸押出機中に強制的に供給した。脱気孔は18の位
置に設けられている。
【0015】投入方法D:図1(D)に示されるよう
に、14に設置された投入口から樹脂を定量フィーダー
(クマエンジニアリング製アーキュレート602型)を
用いて樹脂を自然落下させることにより二軸押出機中に
投入し、又、図中、16に設置された投入口から、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)を用いてカーボンブラックを自然落下させるこ
とにより二軸押出機中に供給した。脱気孔は17の位置
に設けられている。二軸押出機の温度条件は次の通りで
ある。 温度条件1: バレルゾーン1;冷却 バレルゾーン2〜6;320℃ バレルゾーン7〜12;280℃、 ダイス;280℃ 温度条件2: バレルゾーン1;冷却 バレルゾーン2〜6;320℃ バレルゾーン7〜12;320℃、 ダイス;280℃ 温度条件3: バレルゾーン1;冷却 バレルゾーン2〜6;240℃ バレルゾーン7〜12;280℃、 ダイス;280℃ サイドフィーダーが設置されているバレルゾーン5のス
クリューパーツは、次の通りである。
【0016】 4N:ナカタニ機械製4N型ニーディングディスク 41:ナカタニ機械製41型スクリューエレメント 3N:ナカタニ機械製3N型ニーディングディスク 31:ナカタニ機械製3R型ニーディングディスク 表−2に熱可塑性樹脂およびカーボンブラックの投入方
法、サイドフィーダーが設置されている位置と同じ位置
のスクリューパーツの種類、各バレルの設定温度条件、
図1の位置5における樹脂のゲル化状態、カーボンブラ
ックが全く飛散しない場合の最大吐出量、吐出量を80
kg/hrにした場合のカーボンブラックの飛散状態、
得られた導電性樹脂組成物の体積固有抵抗値を示す。な
お、樹脂のゲル化状態は図1の位置5で樹脂がゲル化し
ている場合を○、ゲル化していない場合を×として表し
た。カーボンブラックの飛散状態はカーボンブラックが
飛散しない状態を○、カーボンブラックが激しく飛散す
る状態を×として評価した。また、体積固有抵抗値は、
得られた熱可塑性樹脂組成物をプレス成形することによ
り10cm×10cm×0.2cmのサンプルを5点作製
し、これらのサンプルの体積固有抵抗値をSRIS−2
301の測定方法に準じて測定し、最大値および最小値
を表−2に示した。
【0017】
【表2】 表−2 No. 1 2 3 4 5 6* 7* 8* 9* 樹脂とカーボンブラッ クの投入方法 B B B B B D A C B スクリューパーツ (位置5) 4N 41 4N 3R 3N 41 41 41 41 各バレルの温度条件 1 1 2 2 2 1 1 1 3 樹脂のゲル化状態 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × (位置15) 最大吐出量(kg/hr) 120 110 110 120 120 55 30 30 35 カーボンブラックの ○ ○ ○ ○ ○ × × × × の飛散 体積固有抵抗値 最大値(Ω・cm) 52 64 63 53 54 250 1500 3300 2300 最小値(Ω・cm) 42 44 45 43 42 54 50 57 58
【0018】表中、6*〜9*は比較例である。最大吐出量
(kg/hr) はカーボンブラックの飛散しない状態での最大
吐出量であり、又カーボンブラックの飛散は、吐出量80
kg/hrに設定した場合のカーボンブラックの飛散状態を
示す。表−2の結果から本発明の方法によれば、カーボ
ンブラックの飛散がなく、吐出量が110〜120kg
/hrとなり生産性が良好であり、またこの方法により
得られた導電性熱可塑性樹脂組成物は、体積固有抵抗値
のばらつきがなく安定した導電性を示すことがわかる。
一方、比較例であるNo.6(サイドフィーダーの代わり
に同じバレルの位置の投入口から自然落下によりカーボ
ンブラックを投入する方法)、No.7(樹脂を投入する
投入口から自然落下によりカーボンブラックを投入する
方法)、No.8(17の位置に脱気孔がない方法)、N
o.9(サイドフィーダーによりカーボンブラックを投入
する位置における樹脂がゲル化していない場合の方法)
では、吐出量80kg/hrの場合カーボンブラックは
激しく飛散し、飛散を防止するために吐出量を、本発明
の製造方法に比べ1/2〜1/3に下げなければなら
ず、従って生産性は低下することがわかる。また、生産
性を下げて作製した導電性熱可塑性樹脂組成物において
も導電性のばらつきは4〜55倍(体積固有抵抗値最大
値/体積固有抵抗値最小値)と激しく実用に供しない。
【0019】実施例2 図2に示した、樹脂投入口、脱気孔、強制サイドフィー
ダが設置された連続式同方向回転二軸押出機(スクリュ
ー径:57mm、L/D:36、ナカタニ機械製NR−
II57mm同方向回転二軸ベント式押出機)を用いて、
所定量の熱可塑性樹脂を33の投入口から実施例1と同
じ方法により投入し、また所定量のカーボンブラックを
34のサイドフィーダーにより強制的に供給し、スクリ
ュー回転数220rpmにて導電性樹脂組成物を得た。
尚、図中、36のガラス繊維投入口は、ガラス繊維を含
まない組成の場合には密閉した。スクリュー構成は図2
のバレルゾーン20〜24には材料の圧縮がなく溶融、
混練、搬送を行う構成、バレルゾーン25および27は
混練、圧縮、搬送を行う構成、それ以外は圧縮および搬
送を行う構成とした。尚、バレルゾーン20〜31の各
ゾーンの長さは、バレルの全長を100としたときの1
2等分の1の長さである。表−3に組成、サイドフィー
ダーが設置されている位置と同じ位置のスクリューパー
ツの種類、各バレルゾーンの設定温度条件、図2、34
の位置の樹脂のゲル化状態、カーボンブラックが飛散し
ない場合の最大吐出量、得られた導電性樹脂組成物の体
積固有抵抗値を示す。なお、樹脂のゲル化状態および体
積固有抵抗値は、実施例1記載の方法と同様の方法によ
り評価した。
【0020】実施例2で用いた熱可塑性樹脂、カーボン
ブラック、ガラス繊維の種類および二軸押出機のバレル
の設定温度を以下に示す。 使用した熱可塑性樹脂 ポリプロピレン樹脂(PP):出光ポリプロJ−750
H(出光石油化学製) ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT):東レPB
T1401X04(東レ製) 変性ポリフェニレンエーテル樹脂(M−PPE):ノリ
ル115(日本ジーイープラスチックス製) ポリエーテルイミド樹脂(PEI):ウルテム1010
(日本ジーイープラスチックス製) ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET):バイロペ
ットEMC307×04(東洋紡績) ガラス繊維:CS03MA416(旭ファイバーグラス
製) カーボンブラックA:嵩比重:140g/l、比表面
積:810m2 /g(DBP吸油量:370ml/10
0g)のカーボンブラック カーボンブラックB:嵩比重:125g/l、比表面
積:1240m2 /g(DBP吸油量:480ml/1
00g)のカーボンブラック カーボンブラックC:嵩比重:250g/l、比表面
積:70m2 /g(DBP吸油量:210ml/100
g)のカーボンブラック 温度条件4: バレルゾーン20;冷却 バレルゾーン
21〜26;280℃、バレルゾーン27〜31;24
0℃、 ダイス;240℃ 温度条件5: バレルゾーン20;冷却 バレルゾーン
21〜26;320℃、バレルゾーン27〜31;28
0℃、ダイス;280℃ 温度条件6: バレルゾーン1;冷却 バレルゾーン2
〜6;380℃、バレルゾーン7〜12;370℃、ダ
イス;370℃
【0021】
【表3】 表−3 No. 10 11 12 13 14 15 16* 17* 18* 組成(重量部) PP 95 0 0 0 0 75 0 0 0 PBT 0 90 0 0 0 0 98 0 0 M−PPE 0 0 0 85 0 0 0 70 75 PEI 0 0 0 0 93 0 0 0 0 PET 0 0 88 0 0 0 0 0 0 ガラス繊維 0 0 0 30 10 0 0 0 0 カーボンブラックA 0 10 0 15 7 25 2 0 0 カーボンブラックB 5 0 12 0 0 0 0 30 0 カーボンブラックC 0 0 0 0 0 0 0 0 25 スクリュパーツ*1 4N 4N 4N 4N 4N 4N 4N 4N 4N 樹脂のゲル化状態 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ (位置24) 各ゾーンの設置温度 4 5 5 5 6 4 5 5 5 条件 最大吐出量(kg/hr) 120 130 110 110 130 110 160 −* 90 体積固有抵抗値 最大値(Ω・cm) 54 78 3.2 84 82 1.2 ** −* 5.4 × 1010 最小値(Ω・cm) 39 59 2.8 69 71 1.1 ** −* 3.2 × 108
【0022】表中、16* 〜18* は比較例である。最大吐
出量(kg/hr) はカーボンブラックの飛散しない状態での
最大吐出量である。 *1 バレルゾーン24に設置されたスクリューパーツ −* :カーボンブラックの飛散はないものの、トルクオ
ーバーとなり導電性樹脂組成物が得られなかった。 ** : いずれも1016以上 実施例3 所定量のカーボンブラックおよび熱可塑性樹脂を2軸押
出機を用い、シリンダー温度180〜380℃で実施例
1の投入方法B、スクリューパーツ(位置5):4Nに
て混練し、冷却後ペレタイザーを用いて円柱状の導電性
マスターバッチを得た。マスターバッチの組成を表−4
〜6に示す。尚、カーボンブラックおよび樹脂は、以下
のものを使用した。 カーボンブラックA(CB−A):DBP吸油量480
ml/100gのカーボンブラック(ケッチェンブラッ
クインターナショナル(株)製のケッチェンブラックE
C600JD) カーボンブラックB(CB−B):DBP吸油量370
ml/100gのカーボンブラック(ケッチェンブラッ
クインターナショナル(株)製のケッチェンブラックE
C) ポリプロピレン樹脂(PP):住友化学製、住友ノーブ
レンAZ−564 ポリカーボネート樹脂(PC):出光石油化学製、タフ
ロンA−2200 ポリエーテルイミド樹脂(PEI):日本GEP製、ウ
ルテム1010−100
【0023】
【表4】 表−4 No. A B C D ポリプロピレン樹脂(PP) 92 90 90 85 カーボンブラックA 8 10 − −カーボンブラックB − − 10 15
【0024】
【表5】 表−5 No. E F G H ポリカーボネート樹脂(PC) 92 90 90 85 カーボンブラックA 8 10 − −カーボンブラックB − − 10 15
【0025】
【表6】 表−6 No. I J K L ポリエーテルイミド樹脂(PEI) 92 90 90 85 カーボンブラックA 8 10 − −カーボンブラックB − − 10 15
【0026】実施例4 所定量のカーボンブラック、黒鉛、および熱可塑性樹脂
を実施例1の投入方法B、スクリューパーツ(位置
5):4Nにて、2軸押出機を用いてシリンダー温度2
80℃〜380℃、スクリュー回転数200rpmにて
混練し、冷却後ペレッタイザーを用いて円柱状の導電性
マスターバッチペレットを得た。尚、黒鉛はカーボンブ
ラックと同様の投入方法により投入した。導電性マスタ
ーバッチの組成を表−7に示す。尚、カーボンブラック
および樹脂は、以下のものを使用した。 カーボンブラックB(CB−B):DBP吸油量370
ml/100g 黒鉛:中越黒鉛製、人造黒鉛GX−6形状:鱗片状、平
均粒径:6μm ポリエーテルイミド樹脂(PEI):日本GEP製、ウ
ルテム1010−100 ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT):東レ製、
東レPBT1401X04 変性ポリフェニレンエーテル樹脂(MPPE):日本G
EP製、ノリル115 ポリエーテルサルフォン樹脂(PES):アモコジャパ
ンリミテッド製、UDEL P−1700 ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK):ICI
ジャパン製、VICTREX PEEK 150G
【0027】
【表7】 表−7 No. M N O P Q R CB−B 7 8.4 5 7 7 7 黒鉛 3 3.6 5 3 3 3 PEI 90 88 0 0 0 0 PBT 0 0 90 0 0 0 MPPE 0 0 0 90 0 0 PES 0 0 0 0 90 0PEEK 0 0 0 0 0 90
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための連続式同方向回転二軸
押出機の概要を示す。
【図2】本発明を実施するための別の連続式同方向回転
二軸押出機の概要を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3/04 C08K 3/04 H01B 1/24 H01B 1/24 Z // B29K 307:04 (72)発明者 小松 英男 東京都墨田区本所1丁目3番7号 ライオ ン株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性カーボンブラックと熱可塑性樹脂
    との合計量100重量部のうち、導電性カーボンブラッ
    クが5〜50重量%を占める導電性カーボンブラック含
    有熱可塑性組成物の製造方法であって、連続式同方向回
    転二軸押出機に熱可塑性樹脂を供給してゲル化させた
    後、サイドフィーダーから強制的に連続式同方向回転二
    軸押出機のバレル内に導電性カーボンブラックを供給
    し、導電性カーボンブラックが熱可塑性樹脂中に完全に
    分散する前に、連続式同方向回転二軸押出機に設けた脱
    気孔から常圧で脱気した後、混練を継続し、ダイから熱
    可塑性樹脂と導電性カーボンブラックの混練物を得るこ
    とを特徴とする導電性カーボンブラック含有熱可塑性組
    成物の製造方法。
  2. 【請求項2】 導電性カーボンブラックが、比表面積7
    00〜1500m2/gのものである請求項1記載の製造
    方法。
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