JPH10237300A

JPH10237300A - 樹脂組成物

Info

Publication number: JPH10237300A
Application number: JP9040826A
Authority: JP
Inventors: Keiji Okamoto; 圭史岡本; Taiji Nishikawa; 泰司西川; Kazuhiro Ono; 和宏小野; Hitoshi Nojiri; 仁志野尻
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-08
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JP4008978B2

Abstract

(57)【要約】【課題】体積抵抗率が１０⁸〜１０¹⁵Ω・cmの間で制御
ができ、また、安価で、寸法精度・膜厚精度に優れ、か
つ優れた低温加工性、耐熱性、耐磨耗性、低摩擦係数、
低吸水率を有する成形体が得られる樹脂組成物が求めら
れていた。【解決手段】導電性フィラーと少なくとも一種からなる
非導電性無機フィラーを添加することにより、その体積
抵抗率が10⁸〜10¹⁵Ω・cmであることを特徴とする樹脂組
成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂組成物に関す
る。さらに詳しくは、導電性フィラーと非導電性無機フ
ィラーを添加し、その体積抵抗率が10⁸〜10¹⁵Ω・cmであ
ることを特徴とする樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリイミドフィルムは優れた耐熱性・低
温特性・耐薬品性・機械特性・電気特性等を有している
ことから特に電気・電子機器用途の材料として広く用い
られており、また、このポリイミドフィルムの優れた特
性を利用して種々の用途への応用がはかられている。こ
れに対し、フッ素樹脂はその優れた耐熱性、耐薬品性、
低摩擦係数から潤滑剤や容器等に広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの樹脂は完全な
非伝導性であり、導電性が必要な用途に使用する場合に
は、これらの樹脂に導電性を有するフィラーを添加した
り、表面に帯電防止剤を塗布したりすることにより導電
性を得ていた。しかし、この導電性を有するフィラーの
特性として、少量の添加では導電性を示さず、ある閾値
を超えた量を添加すると急激に抵抗が下がるという傾向
がある。例えば、導電性を有するフィラーとしてカーボ
ンブラックを使用した場合には、樹脂に対し重量換算で
数％以下の添加では10¹⁵〜10¹⁶Ω・cm程度の体積抵抗率
を示すが、それ以上添加していくとある閾値の領域では
１％増量するにつれて２〜４桁も抵抗値が変化し、ある
一定量以上ではその体積抵抗率が10⁶〜10⁸Ω・cmとな
り、ほとんど変化がなくなるという傾向を示す。したが
って、レーザープリンターの転写体や定着ローラーに使
用する場合に要求される10⁸〜10¹⁴Ω・cmという領域は、
単純にカーボンブラックを添加することによっては安定
的に実現できず、樹脂の表面もしくは内部に導電層を形
成し、フィルム全体としてこの領域の体積抵抗率を実現
するという方法が主流である。

【０００４】しかし、この方法では複数層の樹脂が必要
であるため、コストが高く、また、微妙な抵抗値の制御
が難しいという難点を有していた。そこで、本発明者ら
は上記実状に鑑み、鋭意研究の結果、樹脂に導電性カー
ボンと非導電性無機フィラーを添加することにより、上
記課題が解決されることを見い出し、本発明を完成させ
たものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る樹脂組成物
の要旨とするところは、樹脂に導電性フィラーと少なく
とも１種の非導電性無機フィラーを添加し、その体積抵
抗率が10⁸〜10¹⁵Ω・cmであることを特徴とする樹脂組成
物であることにあり、（請求項１）樹脂がポリイミド単独、あるいはポリイミドとフッ素樹
脂からなることを特徴とする請求項１記載の樹脂組成物
であり（請求項２）、さらに、ポリイミドの構造が一般
式（１）

【０００６】

【化６】

【０００７】（Ａｒ₁は４価の有機基を、Ａｒ₂は２価の
有機基を、ｎは１以上の整数をあらわす。）で表される
ことを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の樹脂組
成物であり（請求項３）、一般式（１）中のＡｒ₁が

【０００８】

【化７】

【０００９】

【化８】

【００１０】で表される少なくとも一種からなることを
特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の樹脂組成物で
あり（請求項４）、一般式（１）中のＡｒ₂が

【００１１】

【化９】

【００１２】

【化１０】

【００１３】で表される少なくとも一種からなることを
特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の樹脂組成物で
ある（請求項５）。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る樹脂組成物は、ポリ
イミド単独あるいはポリイミド及びフッ素樹脂を主成分
とし、特に一般式（１）で表されるポリイミドを主成分
とする樹脂及びフッ素樹脂を主成分とするものである。
本発明に係る樹脂の主成分であるポリイミドは、優れた
耐熱性、耐薬品性、及び耐磨耗性を併せ有している。ま
た、このうちエステル基を有するポリイミドは熱可塑性
を示し、非常に良好な加工性を有するとともに低吸水率
という特性を有している。このポリイミドは従来用いら
れている方法でモノマーから重合し得ることができる。
また、この樹脂組成物の成分であるフッ素樹脂は、フッ
素原子を有するその構造から非粘着性や溌水性を有す
る。また、低摩擦係数や耐薬品性、耐熱性を有してい
る。この２種の優れた樹脂を主成分として作製した樹脂
は、両者の優れた特性を損なうことなく優れた特性を示
す。

【００１５】添加する導電性フィラーはどのような形態
のものを使用しても良い。例えばカーボンブラックや金
属、金属酸化物、金属窒化物である。また、その添加量
は、非導電性無機フィラーを添加せず、単独で添加した
場合に樹脂の体積抵抗率が10 ¹²〜10¹⁶Ω・cmを示すよう
な少量の添加量でよい。例えばカーボンブラックの場
合、好ましくは0.5〜5％であり、さらに好ましくは2〜5
％である。また、非導電性無機フィラーとしては、あら
ゆるものが考えられるが、樹脂に単独で添加した場合、
樹脂中に含まれる非導電性無機フィラーの量が20wt％の
場合にその樹脂の体積抵抗率が10¹⁴Ω・cm以上となるも
のが良い。好ましくは雲母、ガラスビーズ、スメクタイ
ト、窒化ボロン、チタン酸ウィスカー等が良い。その添
加量は好ましくは10〜40％、さらに好ましくは15〜35％
である。ただし、導電性フィラーと非導電性フィラーの
量はそれぞれの種類の組み合わせにより最適な領域があ
り、例えばカーボンブラックと膨潤性雲母との組み合わ
せの場合にはカーボンブラック3〜5％、膨潤性雲母15〜
25％である。また、フッ素樹脂は特に限定されないが、
ポリテトラフルオロエチレンの場合は、どのような融点
のものを使用しても良いが、融点が３２５℃以上である
ものが望ましい。ポリテトラフルオロエチレンはその分
子量により融点が決まるが、融点が３２５℃以下の場
合、熱分解温度が低く耐熱性に劣る。

【００１６】これらの樹脂およびフィラーを混合し、均
一な樹脂を得るためにはどのような方法を用いても良い
が、その方法により均一さに違いがあり、したがって得
られた樹脂の体積抵抗率に違いがある。例えばポリイミ
ドを従来の方法のようにモノマーを重合しその前駆体で
あるポリアミド酸溶液を得、それにフィラーを混合し、
その後三本ロールにて混練を繰り返したものは、そのフ
ィラーの分散性が非常に良く、効果的に体積抵抗率を制
御することができる。また、ポリイミドを重合するため
の溶媒に事前にフィラーを添加しておき、その溶媒を用
いて重合を行い、フィラーを分散したポリアミド酸溶液
を得ても良い。この方法ではフィラーの凝集が起こりに
くい利点がある。また、その後このポリアミド酸溶液を
三本ロールにて混練を繰り返しても良い。これらの方法
で得られたポリアミド酸溶液は従来用いられている方法
でイミド化を行い、フィルムやチューブ、その他成形体
に加工できる。また、押出成形により、ポリイミドにフ
ィラーを混合し、成形体を得ても良い。この場合事前に
ポリイミド粉体にフィラーを混合してもよいし、押出時
に添加しても良い。

【００１７】このようにして得られた樹脂組成物は、非
導電性無機フィラーの量を変化させることによりその体
積抵抗率を10⁸〜10¹⁵Ω・cmに制御することができる。ま
た、ポリイミド及びフッ素樹脂の性能を著しく低下させ
ず、体積抵抗率が本願の範囲外にならない場合には、安
定剤、滑材、界面活性剤、顔料、相溶剤、ポリイミド系
樹脂及びフッ素樹脂以外の樹脂等を添加しても良く、こ
のことは特に制限されない。また、ポリイミドとフッ素
樹脂の混合比は特に規定されない。

【００１８】以上、本発明に係る樹脂組成物の有用性を
明らかにすべく、応用例を説明したが、本発明はこれに
よって限定されるものではなく、本発明はその主旨を逸
脱しない範囲で当業者の知識に基づき、種々なる改良、
変更、修正を加えた態様で実施しうるものである。

【００１９】

【実施例】初めに、本発明の実施例において用いるポリ
イミドの製造方法について具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例のみに限定されるものではない。（実施例１）５０ｍｌメスフラスコ（１）に２，２−ビ
ス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン
（以下、ＢＡＰＰという。）１５．６ｇおよびジメチル
ホルムアミド（以下、ＤＭＦという）２５．４ｇを採
り、スターラーを用いて攪拌し、充分溶かした。さら
に、他の５０ｍｌメスフラスコ（２）にＢＡＰＰ１．０
ｇ、ＤＭＦ１０．０ｇを採り、十分溶かした。他方、攪
拌機を備えた５００ｍｌ三口フラスコに２，２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジベンゾエート−
３，３´，４，４´−テトラカルボキシリックアシッド
ジアンヒドライド（以下、ＥＳＤＡという。）１１．９
ｇと３，３´，４，４´−ベンゾフェニルテトラカルボ
キシリックアシッドジアンヒドライド（以下、ＢＴＤＡ
という。）６．４ｇ、およびＤＭＦ２５．０ｇを入れ、
氷水で冷やしつつ、かつフラスコ中の雰囲気を窒素置換
しながら攪拌し充分溶かした。そして、まず事前に得ら
れた５０ｍｌメスフラスコ（１）中のＢＡＰＰ溶液を攪
拌しながら前記５００ｍｌ三口フラスコ中に徐々に投入
した。約３０分間攪拌しながら放置した後、５０ｍｌメ
スフラスコ（２）中のＢＡＰＰ溶液を三口フラスコ中の
溶液の粘度に注目しながら三口フラスコ中に徐々に投入
した。粘度が１５００ｐｏｉｓｅに達したところで、さ
らにＤＭＦ８５．２ｇを加え、均一になるまで攪拌を続
けた。さらに、５０ｍｌメスフラスコ（２）中のＢＡＰ
Ｐ溶液を三口フラスコ中の溶液の粘度に注目しながら三
口フラスコ中に徐々に投入した。最大粘度に達した後、
ＢＡＰＰ溶液の投入を終了し、１時間攪拌しながら放置
し、ポリアミド酸重合体溶液を得た。次に、２００ｍｌ
ビーカー中に三菱化学（株）製導電性カーボンブラック
３０３０Ｂを１．４０ｇ、コープケミカル（株）製膨潤
性雲母ソマシフＭＥ−１００を６．９８ｇ、ＤＭＦを５
５．７ｇ採り、良く攪拌した後、１時間超音波洗浄し
た。その後、この溶液を前述のポリアミド酸重合体溶液
と混合し、良く攪拌した後、ロール間の距離を１０００
μｍとした三本ロールを５回通し、良く混練した。

【００２０】このようにして得られたポリアミド酸重合
体溶液をＰＥＴフィルム上に塗布し、８０℃で２５分加
熱した後、ＰＥＴフィルムから剥し、金属支持体に固定
した後、１５０℃、２００℃、２５０℃、２７０℃、３
００℃で各５分加熱し、熱可塑ポリイミドフィルムを得
た。このフィルムの体積抵抗率を測定したところ、３．
０×10¹⁰Ω・cmであった。（実施例２）実施例１において導電性カーボンブラック
３０３０Ｂの量を１．０５ｇとし、導電性カーボンブラ
ックとソマシフＭＥー１００とを事前に５００ｍｌ三口
フラスコ中に添加しておくこと以外には実施例１と同様
にしてポリアミド酸溶液を得、さらにフィルムを作製
し、その体積抵抗率を測定したところ６．１×10¹⁴Ω・c
mであった。（比較例１）実施例１で作製したフィラーを添加する前
のポリアミド酸重合体溶液をＰＥＴフィルム上に塗布
し、実施例１と同様にして熱可塑ポリイミドフィルムを
得た。このフィルムの体積抵抗率は10¹⁶Ω・cm以上であ
った。（比較例２）実施例１においてコープケミカル（株）製
ソマシフＭＥ−１００を使用しないこと以外は同じよう
にして熱可塑ポリイミドフィルムを作製し、その体積抵
抗率を測定したところ10¹⁶Ω・cm以上であった。

【００２１】

【発明の効果】以上に示すように、本発明に係る樹脂組
成物は、導電性フィラーと非導電性無機フィラーとを樹
脂に添加することにより従来は制御が困難であった体積
抵抗率を容易に制御することができる。この樹脂組成物
をキャスト法あるいは押出成形、射出成形により、フィ
ルム状、チューブ状あるいは成形体に加工でき、種々の
用途に使用することができる。また、本発明の樹脂組成
物は、特に一般式（１）で表されるポリイミド及びフッ
素樹脂からなるため、優れた特性を有し、耐熱性、耐放
射線性、機械的特性、寸法安定性、製膜精度、難燃性、
耐磨耗性、低摩擦係数、溌水性、オフセット性、電気特
性等に優れ、特に吸水率が低く、溶融押出法により製膜
するとさらに寸法精度・膜厚精度に優れたフィルムとな
る。このため係る樹脂組成物は、例えばＦＰＣ（フレキ
シブルプリント基板）、電線の絶縁用フィルム、シート
ベルト、食品用トレー、カテーテル等医療用部品、光学
部品機材、さらに、耐熱性を利用した精密電気電子部
材、例えば、複写機、プリンターの各種ベルト、定着ロ
ーラーに好適である。また、寸法精度が良好であるた
め、精密機材等の駆動ベルトに利用可能である。さら
に、その他あらゆる分野で各種の用途が期待できるもの
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂に導電性フィラーと少なくとも１種の
非導電性無機フィラーを添加し、その体積抵抗率が10⁸
〜10¹⁵Ω・cmであることを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】樹脂がポリイミド単独、あるいはポリイミ
ドとフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１に記
載の樹脂組成物。
【請求項３】ポリイミドの構造が下記一般式（１）【化１】（Ａｒ₁は４価の有機基を、Ａｒ₂は２価の有機基を、ｎ
は１以上の整数をあらわす。）で表されることを特徴と
する請求項１または２いずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項４】一般式（１）中のＡｒ₁が【化２】【化３】で表される少なくとも一種からなることを特徴とする請
求項１〜３いずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項５】一般式（１）中のＡｒ₂が【化４】【化５】で表される少なくとも一種からなることを特徴とする請
求項１〜４いずれかに記載の樹脂組成物。