JPS61204228A - 導電性カ−ボンブラツク含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - 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】 （魚業上の利用分針） 本発明はカーボンブラックと熱可塑性樹脂よ）なる樹脂
組成物の製造法に関するもので、更に詳しくは導電性カ
ーボンブラックが均一に分散された熱可塑性樹脂−組成
物の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に、種々の熱可塑性樹脂にカーボンブラックを配合
して、樹脂を層色したシ、或は樹脂に導電性を付与する
ことはよく知られている。

熱可塑性樹脂忙カーボンブラックを配合して導電性カー
ボンブラック含有熱可塑性樹脂組成物を製造する際には
、通常ニーダ−、パンバリ−ミキサー、ミキシングロー
ル等の混線機によシカ−ボンブラックと樹脂を機械的に
混練する方法によって製造されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる方法ではカーボンブラックが樹脂
中に均一に分散し離く、特に高比表面積カーボンブラッ
クでは均一な分散が困難であり、また機械的応力によシ
、カーボンブラックのストラフチャー自体が破壊され易
く、従って比表面積が大きｂ或いはＤＢＰ吸収麓の大き
いいわゆる導電性カーボンブラックと熱可塑性樹脂の混
練ではカーボンブラックの不均一分散やストラフチャー
破壊のため、十分な導電性かのカーボンブラックを樹脂
に混練する際に着しい障害となシ、導電性カーボンブラ
ックのいわゆるマスターバッチの製造Ｉｆｉ極めて困難
であった。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者等はかかる問題点を解決すべく鋭意検
討した結果、特定溶剤を用いて特定の処理方法によりス
トラフチャーの破壊が起らず、かつ均一にカーボンブラ
ックが分散した良好な導゛亀性を有するカーボンブラッ
ク含有熱可塑性樹脂組成物が得られることｔ見い出し本
発明忙到達した。

すなわち、本発明の目的はカーボンブラックが均一に分
散した良導電性のカーボンブラック含有熱可塑性樹脂組
成物を提供することＫあり、特に上記特性を有するカー
ポンプシック高配合樹脂組成物、いわゆるカーボンブラ
ック高配合熱可塑性樹脂マスターバッチ倉提供すること
にある。

そしてその目的は熱可塑性樹脂と溶剤Ａとを混合して熱
可塑性樹脂溶液を調製するとともに該溶剤Ａと混溶し、
かつ前記熱可塑性樹脂を溶解し得る溶剤ＢＫ対してカー
ボンブラック濃度が！Ｘ童チ以下となるように核溶剤Ｂ
にカーボンブラックを混合させ超分散処理することによ
シカ−ボンブラック超分散溶液を調製した後、前記熱可
塑性樹脂溶液と前記カーボンブラック超分散溶液とを混
合してカーボンブラック分散樹脂浴？＆ヲ得、次いで該
カーボンブラック分散樹力旨溶液を前記熱ｏ］ｖｄ性樹
脂は溶解しないが前記溶剤Ａ及び溶剤Ｂとは混溶する溶
剤Ｃと混合することによシ導電性カーボンブラック含有
熱可旋性樹脂組成物を凝固させて前記浴剤Ａ、　Ｂ及び
０から分魅堆得することｋより達成される。

以下、本発明ｔ＠−細に脱明する。

本発明における熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル
、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ポリ
エチレン等の一般に使用される熱可塑性樹脂であれば、
いずれも使用することができる。

カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、アセ
チレンブラック、ファーネスブラック或は、重質油やエ
チレンボトム油等を酸素及び水蒸気の存在下で部分酸化
ｃＯガスやＨ，ガス金製造する際に副生ずる副生カーボ
ンブラック更には、これらのカーボンブラックを水蒸気
や００、等を用す、賦活処理を施すこと忙よシ高比表面
積としたカーボンブラックも用いることができる。％に
比表面積の大きい、あるいはＤＢＰ吸収量の大きい、い
わゆる導電性カーボンブラックを用いるのが好ましく具
体的には比表面積４００ｄ１９以上又はＤＢＰ吸収量／
！０ｄ／　／　００９以上のカーボンブラックを用いる
とよい。

前記樹脂を溶解する浴剤Ａとしては、使用する樹脂を溶
解するものであって、かつ後記する溶剤Ｂ及び０と混溶
し得るものであれば特に限定されるものではないが、好
ましくは易水溶性のシクロヘキサノン、　Ｎ、Ｎ−ジメ
チルホルムアミドあるいけテトラヒドロ７ラン等倉用い
るとよい。

また樹脂の使用量としてｉｔ溶剤ムに均−忙溶解する量
であれは特に限定はいが、２０重量％以下であれば操作
上好まし騒。

次にカーボンブラック超分散溶液を調製する際に用いら
れる溶剤Ｂとしては、使用する樹脂を溶解するものであ
って、かつ上記溶剤Ａ及び後記溶剤Ｃと混浴するもので
あれば、いずれも使用し得るが、好ましくは＃剤Ａと同
様に易水溶性のシクロヘキサノン、　Ｎ、Ｎ−ジメチル
ホルムアミド、あるいけテトラヒドロフラン等を用いる
とよい。

なお、溶剤Ｂとして、使用する樹脂を溶解しない溶剤を
使用したり、あるいは溶剤Ａと混浴しない溶剤を用いる
と、カーボンブラック分散液と、樹脂溶液の混合工程で
、樹脂の一部が縦面したシ、液相が二層分能したシして
、カーボンブラックの均一に分散した樹脂溶液倉得るの
が困Ｊｕｌなるので好ましくない。

また浴剤Ａと溶剤Ｂが＃４ａ１の溶剤である場合、樹脂
組成物回収後の残溶剤のリサイクル使用を行なうとする
と、両俗剤の分離操作が必要となるので、溶剤Ａと溶剤
Ｂけ同一の溶剤であることが操作上好ましい。

本発明にお込て、カーボンブラックが均一に分散したカ
ーボンブラック含有熱可塑性樹脂組成物を得るためには
、カーボンブラック重量濃度が特定値以下のカーボンブ
ラックスラリー溶液を超分散処理することによりカーボ
ンブラック超分散溶液を調製することが賞賛となる。

本発明における超分散とはカーボンブラック分散液中の
カーボンブラックのうち平均粒径が４ｔ４ｔμ以下のも
のの割合（以下「スラリー分散度」という。）が♂ＱＮ
ｔチ以上である分散状態のことを指し、かかるスラリー
分散度は以下に記載する方法で測定する。

溶剤Ｂ中へのカーボンブラックの分散操作が終了した直
後に約２０ｄｆサンプリングし、その内の約１０−をガ
ラス容器に精秤し、溶剤Ｂを加熱除去して分散液中のカ
ーボンブラック重量濃度ｔ−測定するとともに前記サン
プリング液の残シ約ＩＯ−を容量１００−の三角フラス
コに精秤し、と九忙溶剤ＢＺＯｄを加え、７分間振盪す
る。該振盪液を予め秤量しである！２１メツシュの篩に
よシ篩分し、篩上に残ったカーボンブラックを溶剤Ｂｊ
Ｏｄを用いてゆるやかにすすいだ後、篩を加熱乾燥し、
篩の重量を測る。これらの測定結果よυ下式にてスラリ
ー分散度を求める。

Ｄ・・・・・・・・・スラリー分散度（重量　チ）Ｓ・
・・・・・・・・三角フラスコ中採取分散液真倉（ｆ／
）Ｃ・・・・・・・・・分散液重量酸度（％）Ｗ・・・
・・・・・・篩目体の乾燥重賞（２）Ｗ′・・・・・・
・・分散液篩別後の篩の乾燥重量（ｆ）カーボンブラッ
クを溶剤Ｂへの勉分散処理法としては、一般のコロイド
ミル型の分散機等を用いて行なうことができるが、岡−
分散機を用い走場合でもカーボンブラックのｍ類、濃度
、分散機の設定条件等によってスラリー分散度は変化す
るので上記スラリー分散度となるように適宜条件を選択
して調製する。

スラリー分散度２０重量％以下の超分散していな込カー
ボンブラック分散液を用いた場合、回収した固形樹脂組
成物中にカーボンブラックが十分均一に分散せず、以後
の製品化の工程で余分な混練が必要となったり、電気伝
導度が低下するといった問題が生じるので好ましくない
。

また、カーボンブラック分散液の濃度が！重量ｔｓ′に
超えると、為比表面積あるいけ高ＤＢＰ吸収量の導電性
カーボンブラック？超分散しようとすると、分散液の粘
度が高くなシ、スラリー分散度を？θ重′１１％以上に
することができず、本発明の目的が達成されないので好
ましくない。

次いで、上記の殊作によシ得られた熱可塑性樹脂溶液及
びカーボンブラック超分散＃４敷とを混合してカーボン
ブラックが均一に分散した樹脂溶液を得る。

得られたカーボンブラック分散ＭＮＭｋ溶液と使用する
熱可塑性樹脂は溶解しないが、前記溶剤Ａ及びＢとは混
浴する溶剤Ｃとｔ混合する。この場合、混合溶剤の樹脂
溶解度が低下するためカーボンブラックが徐々に樹脂に
とり込まれ、カーボンブラックを均一に分散した樹脂が
固形物として凝固してくる。

カーボンブラック分散樹脂溶液と溶剤Ｃの混合方法とし
ては特に限定されないが、溶剤Ｏ全撹拌しながらカーボ
ンブラック分散樹脂溶液を溶剤Ｏ忙添加するのが好まし
い。

溶剤Ｃとしては、前記熱可塑性樹脂を溶解せず、かつ前
記浴剤Ａ及びＢと混溶する溶剤であれば特に限定されな
いが、次工程での分離取得処理において除去されやすい
浴剤が操作上好ましいことから具体的には水もしくけメ
タノール、エタノール等のアルコール系溶剤を用いると
よい。

また溶剤Ｃの使用量としては樹脂組成物が均−忙凝固析
出するように混合溶剤の樹脂溶解度が低下できるような
量であればよく、具体的には溶剤Ａ及びＢの合計容量と
同量以上、好ましくけ３〜！倍容量を用するとよい。

溶剤Ｏとして水を用いると樹脂固形物中に残存する溶剤
は、はとんど水となるので、乾燥工程における爆発、溶
剤中毒等の危険を大幅１ｃ激少できるので本発明に好適
である。

前記工程で凝固した固体状のカーボンブラック含有樹脂
組成物は網等を用いて溶剤Ａ、Ｂ及びＣからなる混合溶
剤ｋ濾過した後、通常の乾燥方法によって混合溶剤を完
全に除去するとと忙よシ本発明の樹脂組成物を侍る。な
お、一般に樹脂溶液中よシ樹脂を分離取得する方法とし
て多用されるスチームストリッピング等の溶剤蒸留法で
は、溶剤除去工程において溶剤を多量に含んだ状態で樹
脂の液相からの分離が起き、粘稠な同相を形成し、固相
同士の粘層が起き、溶剤の速やかな除去が困難であるた
め、ストリッピング系への乳化剤の添加、スプレー乾燥
法等が考案されているが、本発明の方法によれば、容易
に粘着性の低い粉状ないしは粒状の固形物として回収で
き、また、得られた固形物よシ機械的な方法で脱溶剤を
行なうことで蒸発除去の必要な浴剤量を大巾に低減でき
る。

同本発明において溶剤Ａ及び／または溶剤Ｂ忙は可溶だ
が、溶剤ＣＶｃは不溶な添加剤を溶剤ＡＫ樹脂と共に溶
解したシ、溶剤Ａ、Ｂ、Ｃ！何れｋも不溶な微粒子状物
質をカーボンブラックと共に溶剤Ｂ中に分散したシする
ことで、可塑剤、安定剤等の各種添加剤を樹脂に添加す
ることができる。

（効　果） この様忙して得られた本発明の樹脂組成物は、他の合成
樹脂（基体樹脂）に混線し、基体樹脂にＯＢ２含有きせ
るマスターバッチとして用いるか、あるいけそのｔまｈ
ｙｃ型してもよい。

一般にマスターバッチと基体樹脂との混練は両者を適当
な割合で配合し、７３０〜２１０℃に加熱して樹脂全溶
融させた状態でオープンロールミル、エキストルダー、
バンバリーミキサ−等管用いて行なわれるが、その際、
本発明の樹脂組成物をマスターバッチとして用いるとＯ
Ｂの飛散がなく、且つ、短かい混練時間で基体樹脂に所
望量のＯＢｆ：配合することができるのみでなく、従来
の樹脂組成物に比し、基体樹脂とのブレンド性やかみ応
性が容易で、更に、ＯＢの分散性をより向上させること
が可能である。

従って、本発明ＦｉＯＢと熱可塑性樹脂の配合において
、ＯＢの幅広い含有量範囲で高度に均一分散された組成
物を、極めて工業的有利に提供し得るものである。

次妃、本発明を実流側忙よりさらに詳細に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限シ以下の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例／〜４ｔＪｉゲ比赴イ列ノ〜シ ポリ塩化ビニル樹脂ビニカＫＲ≦００（三菱七ンサント
化成ビニル社商＊’）’を常温で表−／に記載した溶剤
ムに＃解し１０重量％撫度のｐｖｃ溶液を調製した。一
方ケツチェンブラックＥＯ（オランダアクゾヘミー社商
標）またはアセチレンブラック　デンカアセチレン（電
気化学工莱ト金カーボンブラックが均一に分散するよう
に撹拌混合しカーボンブラック分散樹脂溶液を得、この
樹脂溶液を撹拌下に樹脂溶液のり倍量の表固物をＦ別後
減圧下加熱して溶剤Ａ、Ｂ及びＣを除去乾燥し、寧を樗
モ樹脂組成物を得た。

比較例冶〜ダ 同様のポリ塩化ビニル樹脂６０ｆｆ混に＠に装入しコ分
間素練シ後、宍−／記載のカーボンブラック−θｔを装
入し２分間混練してカーボンブラック含有ポリ塩化ビニ
ル樹脂を得た。

放物について下記の方法で体積固有抵抗値（Ω・ｃｆｎ
）を測定し、その結果を表−７に記した。

〔体積固有抵抗値測定法〕

先ずカーボンブラック全含有するポリ塩化ビニル樹脂組
成物を粉砕し、直径Ｚインチのロール２本を有するミキ
シングロールを温度／！θ℃ロール間陣２１ｍとし、粉
砕した樹脂組成物を３〜４を回、！！ｉ度ミキシンクロ
ールで処理し、シート状の樹脂組成物を得る。得られた
シート状樹脂ｍｔｉ物を温度／７０℃、圧力２ｏ０１ｃ
ｇ／、−ｄで７分間加圧、厚さ２〜３龍の樹脂組成物試
験片（／θＯＸ　１００　Ｘ　２〜３龍）を作成した。

体積固有抵抗値は試験片を固有抵抗軍測定装置を用い、
渦式−ｊ℃、湿度６０チの雰囲気下で試験片の抵抗値を
測定し、その結果に基づき、下記式に従って算出した。

Ｂ；固有抵抗率測定電極の電極面積 ｔ；試験片の厚さ Ｒ；測定した試験片の抵抗櫃

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂と溶剤Ａとを混合して熱可塑性樹脂
   溶液を調製するとともに該溶剤Ａと混溶し、かつ前記熱
   可塑性樹脂を溶解し得る溶剤Ｂに対してカーボンブラッ
   クの重量濃度が５重量％以下となるように該溶剤Ｂにカ
   ーボンブラックを混合して超分散処理することによりカ
   ーボンブラック超分散溶液を調製した後、前記熱可塑性
   樹脂溶液と前記カーボンブラック超分散溶液とを混合し
   てカーボンブラック分散樹脂溶液を得、次いで該カーボ
   ンブラック分散樹脂溶液を前記熱可塑性樹脂は溶解しな
   いが前記溶剤Ａ及び溶剤Ｂとは混溶する溶剤Ｃと混合す
   ることにより導電性カーボンブラック含有熱可塑性樹脂
   組成物を凝固させて前記溶剤Ａ、Ｂ及びＣから分離取得
   することを特徴とする導電性カーボンブラック含有熱可
   塑性樹脂組成物の製造方法。
2. （２）溶剤Ａと溶剤Ｂが同一溶剤であることを特徴とす
   る第１項記載の方法。
3. （３）溶剤Ｃが水であることを特徴とする第１項記載の
   方法。