JPS5974147A - 粉体状塩化ビニル樹脂組成物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通常の混線加工を行う前の未溶融の段階でず
でにカーボンブラックが極めて微細に分散した粉体状塩
化ビニル樹脂組成物を製造する方法に関するものである
。

導電性カーボンブラックの配合された塩化ビニル樹脂（
ｐｖｃ）組成物は従来から、静電防止材料や、高圧ケー
ブルのコロナ放電防止材の如き用途に多用されている。

これらに加え近年情報信号記録媒体をはじめとしてその
機能上極度に微細な凹凸や、微小面積での電気特性の変
化を問題とする精密機器分野への利用か急速に進んでい
る。しかしカーボンブラックは凝集しやすいため、高度
に微細な分散が難しく分散不良を来たして製品の電気的
性能を低下せしめる要因となっている。すなわち、数十
〜数百μｍのカーボンブラックを主体とする凝集物が存
在すると成形物表面の微細ｊよ平滑性が損なわれたり、
電気抵抗か局部的に変化したりするという現象がしばし
ば起こっている。

そしてこのような問題は特に上記精密機器市場の拡大及
び要求性能の向上と共にさらに顕在化し、早期の解決が
迫られつつある。

しかしながら、ＰｖＣとカーボンブラックとを他の配合
剤と共に高速回転混合機中で均一に攪拌して粉体混合物
とする通常のトライブレンド方法では上記の問題は解決
しかたい。というのは、この方法は粉体状態での混合で
あるため、材料間の比重の違いや、攪拌中の発熱による
部分的融着現象によりカーボンブラック、又はカーボン
とＰｖＣの凝集物が生成するからである。そこでこの凝
集物を押出機やバンバリー、ロールの如き溶融混練機に
よろ混練加工工程の段階で、均一分散させようとして加
工条件を強め、より高温、高剪断にすると発熱により混
合物中の凝集物を中心に局部的に又は全面的に分解物か
発生ずる。この様な分解物の混入は製品へ著しい悪影響
を及ぼすことがら、ｌ・ライブレンド方式による粉体混
合物から、微細に分散した成形物を得ろことは極めて困
難なことか分った。

そこで上記のようなトライブレンド方法の代りに塩化ビ
ニル単量体をカーボンブラックの存在下に懸濁重合する
方法（特公昭５Ｏ−２７０７９）も提案されている。し
かしこの方法によっても本発明が目的とする如き程度ま
でカーボンブラックを微細に分散せしめろことは困難な
ため、溶融混練時に強い剪断力をかけて凝集したカーボ
ンブラックを分散させる必要があり、前記と同様の問題
を生ずる。しかも、表面積の大きなカーボンブランクを
水媒体中に微細て懸濁させるためには乳化剤又は分散剤
を多量に用いる必要があり、その結果乳化剤や分散剤が
最終製品に残留して物性に悪影響を及ぼすことになり易
い。

また、熱可塑性樹脂を溶剤溶液としてこれをカーボンブ
ラックの水懸濁液と混合する方法（例えば特開昭５４−
５８７４７）は、樹脂の溶剤への溶解操作及び溶剤の除
去操作が必要であることに加えて、残留した溶剤が成形
時に発泡等の不都合な現象を来たす可能性があり、また
、未溶融混合状態において均一微細な分散状態の組成物
を得ることは困難なため、必らずしも好適な方法とはい
いかたい。

したかって本発明の目的は、ＰＶｃとカーボンブラック
とを粉体状で混合した段階ですでにカーボンブラックが
微細に分散しているため、その後の溶融混線を温和な条
件下で行っても十分に微細に均一分散した成形物とする
ことが可能であり、したがって熱分解物も発生すること
のなりＡＰＶＣとカーボンブラックとの粉体樹脂組成物
を提供することにある。

本発明のこの目的は、平均粒径が１０μｍ以下量係とな
るように調整された水分散液中で剪断攪拌し、所望によ
り脱水、乾燥することによって、未溶融混合状態におい
て、厚さ１〜５μｍ％ｌ　ｒｎｉ面積の切片中に最大径
１０μｍ以上の凝集物が存在しないような微細分散性を
示す粉体状樹脂組成物を製造することにより達成される
。

本発明において用いられるＰＶＣは、塩化ビニルの単独
重合体、塩化ビニルを主体とするこれと他の単量体との
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体やメタクリル
酸メチル重合体などの幹事合体への塩化ビニルのグラフ
ト重合体などのような通常のものから選択される。ただ
しその平均粒径は１０μｍ以下であることが必要である
。平均粒径がＩ　Ｏｌｔｍを越えたものを用いた場合に
は、組成物中に凝集物が多量発生することになり、これ
を微分散させろためには過酷な溶融混線条件を選ぶ必要
が生じ、ｐｖｃＯ熱分解物を発生させがちになる。なお
、平均粒径１０μｍ以下のｐｖｃの製造は、公知の方法
により可能であるが、一般的には乳化重合又は微細懸濁
重合によるのが普通である。

所望により、ＰＶＣの一部をエチレン系、アクリレート
系又はスチレン系（例えばアクリロニトリル−ブタジェ
ン−スチレン系）などの重合体に置換することも可能で
ある。ただしこの場合にも混合物の平均粒径は１０μｍ
以下でなければならない。

カーボンブラックは用途に応じて適宜選択されるが、−
次粒径が１μｍ以下であることが必要である。高導電性
が要求される場合はアセチレンブラックやコンダクティ
ブファーネスカーボンが有利である。またグラファイト
も使用できる。使用量はＰＶＣ］　Ｏ０重量部に対して
１〜１００重量部とされる。１００重量部を越えると剪
断攪拌時にカーボンブラック同士が再凝集しやすくなる
ので目的とする微分散組成物を得ることか困難である。

本発明にお−いてはＰＶＣ及びカーボンブラック系に十
分な剪断がかからないため凝集しているカーボンブラッ
クの粉砕ができない。一方、９０重量％を越えると、粉
体状となるためカーボンブラックを微細−に粉砕するこ
とができなくなり、その結果カーボンブラックの分散が
不良となり、１０μｍ以上の凝集物が多数発生又は残留
することになる。

本発明におけるｐｖｃ及び水はｐｖｃ製造段階で得られ
る重合体のラテックス、エマルジョン等の水性分散液を
そのまま用いるが、適宜水をこれに追加又はこれから除
去して用いることができるか、湿潤物又はいったん乾燥
させたＰｖＣ粉末に所望量の水を加えたものでもよい。

なお、水の一部を、ＰＶＣを溶解させない液体、例えば
可塑剤、安定剤、滑剤、トルエン、キシレンの如き溶剤
等で置換し、ｐｖｃ粒子の融着が起きない範囲で用いる
ことも可能である。

本発明における水の存在下でのｐｖｃ及びカーボンブラ
ックの剪断攪拌に際しては、ボールミル、遊星運動混合
機、ニーダ−１押出機等通常の混合機を用いてもよいし
、またｐｖｃ製造装置における重合缶、重合体貯槽等任
意の容器を用いてもよい。温度はＰｖＣが溶融、凝集し
ない温度であれば特に制限されないが、ｐｖｃのガラス
転移点より１０°Ｃ以上低い温度であることが好ましい
。また混合される各成分の系への添加方法は一括でも分
割でもよく、添加順序も特に制限されない。ただし、こ
の剪断攪拌により得られた粉体状混合物は、未溶融混合
状態において、厚さ１〜５μｍ、１−面積切片中に最大
径１０μｍ以上の凝集物が存在しないような微細分散性
と示すように混合条件を選定しなければならない。この
条件を満たさないと、加工時に過酷な高剪断溶融か必要
となり、組成物の熱分解物の発生を抑制することが困難
となる。

本発明により得られた粉体状ｐｖｃ組成物は、ずでにカ
ーボンブラックが極めて微細に分散しているため、溶融
混練を温和な条件で行うことが可能であり、熱分解を起
こすこともない。したがってこの組成物は、一般の用途
はいうまでもなく、とりわけ高度な電気的特性の要求さ
れるビデオディスク、オーディオディスク、コンピュー
ターディスクなどの情報信号記録媒体用として好適であ
る。

次に本発明を実施例により説明する。なお、組成物中の
凝集物数及び圧縮成形物表面の突起数は下記により測定
した。

０粉体組成物中の凝集物数 ｐｖｃ、カーボンブラック、水、有機錫系安定剤よりな
る分散物を乾燥させて得られた粉体組成物を、溶融混練
しないでプレスにより１５５℃で粉体のまま直接圧縮成
形することによって］０Ｘ２０Ｘ０．４ｃｒｎのシート
を作成する。このシートの１０個所から厚さ１〜５μｍ
　の切片を取り出し、それぞれについて直径３６０μｍ
の円視野を光学顕微鏡で観察し、最大径１０μｍ以上の
カーボンブラックを主体とずろ凝集物（黒い斑点として
見える）を数え、１０個所についての合計を］　ｍｖ１
面積の切片中の数とした。

○ロール混線組成物中の凝集物数 上記で得られたシートの残りを］５０″Ｃのロール（ロ
ール間隙１　ｍｍ　）で１分間混練しシートとして取り
出し、上記と同様にして凝集物の数を数えた。

○圧縮成形物表面の突起数 混練して得られた上記の７−１・を鏡面を有する金型を
用いて圧縮成形して、板状の成形物を作成する。この成
形物の表面を立体顕微鏡で観察して１ｄの面積中の直径
３０μｍ以上の突起（突起によって生ずる陰影として確
認される）の数を数えた。

実施例１ 第１表に示すＰＶＣ］、００重量部、カーボンブラック
（米国キャボット社製ブラックパールズ２０００）２０
重量部及び水６６重量部（ただし、実験番号１において
はｐｖｃ及び水として、重合後のｐｖｃ水性分散液の水
分の一部を蒸発させてＰＶＣ／水比な１００／６６（重
量）としたものを用いた）を（株）品用工業所製５ＤＭ
−γ型遊星運動式混合機に投入し、常温で３時間剪断攪
拌混合を行い、終了する１５分前に有機錫安定剤３重量
部を加えた。得られた混合物を５０℃で２４時間静置乾
燥ずろことによって粉体組成物を得、凝集物数を数えた
。結果を第１表に示す。

第１表 本カーボンブラックが連続相を形成 第１表より本発明の組成物は粉体物でもロール混線物で
も凝集物が認められず、その成形物の表面も平滑である
のに対し、平均粒径が１０１１ｍを越えるＰｖＣを用い
た場合にはロール混練後も多数の凝集物が存在し、その
成形物表面にも多数の突起が発生することがわかる。

実施例２ 水分量を調節したほかは実施例１実験番号２と同様の実
験を行った。結果を第２表に示す。

本カーボンブラックか連続相を形成 実施例３ 実施例１で用いた混合機の代りに直径９．５ｍｍの鋼球
６００個を入れた容量１１のボールミルを用いて常温で
８時間回転混合させたほかは実施例１実験番号１と同様
の実験を行ったところ、粉体組成物中にもロール混線組
成物中にも最大径１０μｍ以上の凝集物は観察されなか
った。

実施例４ 実施例１で用いたカーボンブラックの量を第３表に示す
通り変量したほかは実施例１実験番号１と同様の実験を
行った。結果を第３表に示す。

第３表 本カーボンブラックが連続相を形成 実施例５ 実施例１実験番号１における水の２０重量％をジオクチ
ルフタレートに置換したほかはそれと同様の実験を行っ
たところ、粉体組成物中にもロール混線組成物中にも最
大径１０μｍ以上の凝集物は観察されなかった。

実施例６ 実施例１実験番号１で用いたｐｖｃの１０重量％を平均
粒径８．０μｍのポリメチルメタクリレート粒子で置換
したほかはそれと同様の実験を行ったところ、粉体組成
物中にもロール混線組成物中にも最大径１０μｍ以上の
凝集物は観察されなかった。

特許出願人　　日本ゼオン株式会社 手続補正書（方式） １事件の表示 特願昭５７−１８５２５５号 ２発明の名称 粉体状塩化ビニル樹脂組成物の製造法 ３補正をする者 ４補正命令の日付 昭和５８年　２月２２日（発送日） ５補正の対象 明細■゛の発明の詳細な説明の欄 後のＰｖＣ水性分散液の水分の一部を蒸発させてｐｖｃ
／水比を１００／６６（重ｌ）としたものを用いた）を
（株）品用工業所製５ＤＭ−γ型遊星運動式混合機に投
入し、常温で３時間剪断攪拌混合を行い、終了する１５
分前に有機錫安定剤３重量部を加えた。得られた混合物
を５０℃で２４時間靜装乾燥することによって粉本組成
物を得、凝集物数を数えた。結果を第１表に示す。

第１表 本カーボンブラックが連続相を形成 第１表より本発明の組成物は粉体物でもロール混線物で
も凝集物が認められず、その成形物の表面も平滑である
のに対し、平均粒径が１０μｍを越えるｐｖｃを用いた
場合にはロール混練後も多数の凝集物が存在し、その成
形物表面にも多数の突起が発生ずることがわかる。

実施例２ 水分酸を調節したほかは実施例１実験番号２と同様の実
験な行った。結果を第２表に示す。

本カーボンブラックが連続相を形成 実施例３ 実施例１で用いた混合機の代りに直径９．５賭の鋼球６
００個を入れた容量１１のボールミルを用いて常温で８
時間回転混合させたほかは実施例１実験番号１と同様の
実験を行ったところ、粉体組成物中にもロール混線組成
物中にも最大径１０μｍ以上の凝集物は観察されなかっ
た。

実施例４ 実施例１で用いたカーボンブラックの鼠を第３表に示す
通り変量したほかは実施例１実験番号１と同様の実験を
行った。結果を第３表に示す。

第３表 半カーボンブラックが連続相を形成

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平均粒径が１０μｍ以下の塩化ビニル樹脂１０（Ｏ調整
   された水分散液中で剪断攪拌し、所望により脱水、乾燥
   することによって、未溶融混合状態において、厚さ１〜
   ５μｍ、１ｍｆ面積の切片中に最大径１０μｍ以上のカ
   ーボンブラックを主体とする凝集物か存在しないような
   微細分散性を示す粉体状樹脂組成物を製造することを特
   徴とする粉体状塩化ビニル樹脂組成物の製造法。