JPWO2014125992A1 - 高誘電率材料用樹脂組成物、それを含む成形品、および着色用マスターバッチ - Google Patents
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Abstract
Description
従来、携帯電話等の移動体通信機器などに用いられる、表面に電極を配置した表面実装アンテナ用材料として、セラミック含有樹脂組成物からなるものが提案されている。例えば、樹脂材料に球状の誘電体セラミックス粉末を、組成物に対する割合で40vol%〜70vol%(体積%)混合した樹脂組成物(例えば特許文献1)などが開示されている。
しかしながら、セラミック粉末と樹脂からなる樹脂組成物は、セラミック粉末の添加量を多くしなければ高誘電率が得られず、結果的に比重が高くなりアンテナの軽量化に対応できないという問題がある。また、そのような樹脂組成物を成形した場合、得られる成形品は脆く、耐衝撃性に問題がある。携帯電話に代表される通信機器への適用の際には、落下衝撃に耐えられるだけの耐衝撃性を強く要求される。
従来、熱可塑性樹脂を黒色に着色する場合、樹脂あるいは樹脂組成物の粉末、ペレットあるいはペレットと粉末との混合物に、粉末あるいは粒状のカーボンブラックを配合し、それを押出機で溶融混練して押出し、切断してペレット状にする方法が広く行われている。しかしながらこのような方法において、カーボンブラックの粉末をそのまま樹脂または樹脂組成物に配合した場合、微粉による作業環境の汚染、ハンドリングの問題、さらに分級あるいは凝集などによるカーボンブラックのブツの発生、後続ロットへの色残り、色混じりなどの問題がある。
本発明の一態様は、(A)樹脂材料と(B)カーボンブラックとを含有する樹脂組成物であって、(B)カーボンブラックの特性が、特定のDBP(ジブチルフタレート)吸収量、かつ特定のヨウ素吸着量であることを特徴とする。これにより、高誘電率材料の用途、特にアンテナ部材用途に適した樹脂組成物を容易に得ることができる。
[1] (A)樹脂材料を40〜80質量%及び(B)カーボンブラックを20〜60質量%含有する高誘電率材料用樹脂組成物であって、
前記(B)カーボンブラックは、DBP吸収量が10〜50(mL/100g)かつヨウ素吸着量が5〜40(mg/g)であり、
前記高誘電率材料用樹脂組成物は、誘電率が4以上であり、誘電正接が0.05以下である、
高誘電率材料用樹脂組成物。
[2] 前記(A)樹脂材料を50〜60質量%及び前記(B)カーボンブラックを40〜50質量%含有し、前記(B)カーボンブラックのDBP吸収量が25〜35(mL/100g)かつヨウ素吸着量が10〜30(mg/g)である、[1]に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
[3] 前記(B)カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が5〜40m2/gである[1]又は[2]に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
[4] 前記(B)カーボンブラックは、窒素吸着比表面積とヨウ素吸着量との比が1.3未満である[1]〜[3]のいずれかに記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
[5] 前記(A)樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂又はポリカーボネート/ABSアロイである[1]〜[4]のいずれかに記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
[6] 前記(A)樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂である[5]に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
[6−1] 前記(B)カーボンブラックは、表面pHが3〜8である[1]〜[6]のいずれかに記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
[7] [1]〜[6−1]のいずれかに記載の高誘電率材料用樹脂組成物を含む成形品。
[8] ポリカーボネート樹脂(a)及びDBP吸収量が10〜50(mL/100g)かつヨウ素吸着量が5〜40(mg/g)であるカーボンブラック(b)を含有し、前記ポリカーボネート樹脂(a)の含有量が40〜80質量%、前記カーボンブラック(b)の含有量が20〜60質量%である高誘電率材料用樹脂組成物(C)と、ポリカーボネート樹脂(D)とを2色成形して得られる成形品。
[8−1] 前記高誘電率材料用樹脂組成物(C)における、前記ポリカーボネート樹脂(a)の含有量が50〜60質量%、前記カーボンブラック(b)の含有量が40〜50質量%であり、前記カーボンブラック(b)のDBP吸収量が25〜35(mL/100g)かつヨウ素吸着量が10〜30(mg/g)である、[8]に記載の成形品。
[8−2] 前記高誘電率材料用樹脂組成物(C)は、誘電率が4以上であり、誘電正接が0.05以下である、[8]又は[8−1]に記載の成形品。
[8−3] 上記[6]に記載の高誘電率材料用樹脂組成物(C)及びポリカーボネート樹脂(D)を2色成形して得られる成形品。
[8−4] 前記カーボンブラック(b)は、窒素吸着比表面積が5〜40m2/gである[8]〜[8−3]のいずれかに記載の成形品。
[8−5] 前記カーボンブラック(b)は、窒素吸着比表面積とヨウ素吸着量との比が1.3未満である[8]〜[8−4]のいずれかに記載の成形品。
[8−6] 前記ポリカーボネート樹脂(a)は、粘度平均分子量が15,000〜25,000である[8]〜[8−5]のいずれかに記載の成形品。
[9] 前記成形品が前記高誘電率材料用樹脂組成物(C)層及び前記ポリカーボネート樹脂(D)層からなり、該ポリカーボネート樹脂(D)層の厚さが0.1mm〜5mmである[8]〜[8−6]のいずれかに記載の成形品。
[10] 前記高誘電率材料用樹脂組成物(C)及び/又は前記ポリカーボネート樹脂(D)が、無機充填材を含有する[8]〜[9]のいずれかに記載の成形品。
[11] (E)カーボンブラック及び(F)樹脂材料を含有する着色用マスターバッチであって、前記(E)カーボンブラックのDBP吸収量が10〜50(mL/100g)であり、前記(E)カーボンブラックのヨウ素吸着量が10〜30(mg/g)である着色用マスターバッチ。
[12] 前記DBP吸収量が25〜35(mL/100g)である[11]に記載の着色用マスターバッチ。
[13] 前記(E)カーボンブラックの含有割合が10〜90質量%、前記(F)樹脂材料の含有割合が10〜90質量%である[11]又は[12]に記載の着色用マスターバッチ。
[14] 前記(E)カーボンブラックの含有割合が40〜90質量%、前記(F)樹脂材料の含有割合が10〜60質量%である[13]に記載の着色用マスターバッチ。
[15] 前記(F)樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂からなる群から選ばれる1種以上である[11]〜[14]のいずれかに記載の着色用マスターバッチ。
[16] 前記樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂である[15]に記載の着色用マスターバッチ。
[16−1] 前記(E)カーボンブラックは、表面pHが3〜8である[11]〜[16]のいずれかに記載の着色用マスターバッチ。
[17] さらに熱安定剤を含有する[11]〜[16−1]のいずれかに記載の着色用マスターバッチ。
[18] [11]〜[17]のいずれかに記載の着色用マスターバッチと被着色樹脂を含有する成形材料。
本発明の第1態様に係る高誘電率材料用脂組成物は、(A)樹脂材料及び特定の物性を有する(B)カーボンブラックを含有したものである。(B)カーボンブラックはDBP吸収量が低く、ヨウ素吸着量が小さい事を特徴とする。
高誘電率材料用樹脂組成物の基材となる樹脂材料としては、誘電正接が低いものが好ましい。樹脂は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のどちらでもよいが、射出成形が可能な熱可塑性樹脂が好ましい。例えば、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、超超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレン、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体(ABS樹脂)等のポリオレフィン系樹脂や、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン系樹脂とのアロイ、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリアミド系樹脂とのアロイ、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリオレフィン系樹脂とのアロイ等の変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。この他にもポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などに代表されるポリエステル樹脂、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミドMXD6などに代表されるポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等のエンジニアリングプラスチックスやこれらを含むアロイも挙げられる。また所望により、液晶高分子、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂といった高耐熱性のスーパーエンジニアリングプラスチックスやこれらを含むアロイを用いることもできる。
本発明で用いるカーボンブラックは、DBP吸収量が10〜50(mL/100g)であり、かつヨウ素吸着量が5〜40(mg/g)である。好ましくは、DBP吸収量が25〜35(mL/100g)であり、かつヨウ素吸着量が10〜30(mg/g)である。DBP吸収量はJIS K6217−4:2001に測定方法が記載されており、100gあたりに吸収されるDBPの容積(mL/100g)で表示される。また、ヨウ素吸着量はJIS K6217−1:2008に測定方法が記載されており、カーボンブラックの単位重量当たりに吸着されるヨウ素量(mg/g)で表示される。ともにカーボンブラックの特性の指標として慣用されている。
また、窒素吸着比表面積とヨウ素吸着量との比(N2SA/IA)は、1.3未満であることが好ましく、1.1未満であることがより好ましい。N2SA/IAが上記範囲であるカーボンブラックを、後述する量で添加することにより、より優れた誘電率、誘電正接を有する樹脂組成物を得ることができる。このような樹脂組成物は、安定した誘電性能を発現することができる。
上記第1の態様を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、各成分として次に示すものを用いた。
(a1)ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製品、「商品名:S−3000FN」
(a2)ポリフェニレンエーテル樹脂
ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル(以下「PPE」と略記する);三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製品、「商品名:PX100L」、クロロホルム中で測定した30℃の極限粘度0.47dl/g。
(a3)ハイインパクトポリスチレン樹脂(以下「HIPS」と略記する)
日本ポリスチレン株式会社製、「商品名:HT478」、重量平均分子量 200,000、MFR 3.0g/10分(但し、200℃×5kgの条件にて測定)。
(b1)旭カーボン株式会社製、「商品名:旭#8」
(b2)旭カーボン株式会社製、「商品名:アサヒサーマル」
(b3)旭カーボン株式会社製、「商品名:旭#15」
(b4)旭カーボン株式会社製、「商品名:旭#35」
(b5)東海カーボン株式会社製、「商品名:シーストTA」
(b6)東海カーボン株式会社製、「商品名:シーストS」
(b7)東海カーボン株式会社製、「商品名:トーカブラック#7270SB」
(b8)東海カーボン株式会社製、「商品名:トーカブラック#7100F」
(c1)テトラキス(2,4―ジ−t−ブチルフェニル)[1、1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスフォナイト;チバスペシャルティケミカルズ社製、「商品名:IRGAFAS P−EPQ」
(c2)トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト;アデカアーガス(株)社製、「商品名:アデガスタブ2112」
表1と表2に示す割合で、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスチレン系樹脂、カーボンブラック及び熱安定剤を配合し、タンブラーミキサーにて均一に混合した。これを二軸押出機(日本製鋼所製、「TEX30α」、スクリュー径30mm、L/D=63)の上流部分に投入し、シリンダー温度265℃、スクリュー回転数400rpmにて溶融混練して樹脂組成物のペレットを製造した。得られたペレットを100℃×4時間乾燥させた後、次の(1)及び(2)の評価を行った。評価結果を表1と表2に示す。
(1)誘電特性
上記の方法で得られた樹脂組成物ペレットを用い、射出成形機(東芝機械株式会社製、IS100F、型締め力100t)にて、シリンダー温度290℃〜310℃、金型温度100℃の条件で、100mm×100mm×厚み3mmの板状成形品を製造し、マテリアルアナライザー(アジレント社製、4291A)を用いて室温で1GHzにて誘電率及び誘電正接を測定した。
なお、カーボンブラックを含有しないポリカーボネート単独、及び変性ポリフェニレンエーテル単独の誘電特性を、参考例A1、A2として表2に示す。
上記の方法で得られた樹脂組成物ペレットを用い、射出成形機(東芝機械株式会社製、IS100F、型締め力100t)にて、シリンダー温度290℃〜310℃、金型温度100℃の条件で、100mm×100mm×厚み3mmの板状成形品を製造した。得られた成形品に生じるフローマークの外観評価を、目視にて行った。目視による評価は、5点満点の点数(5点:極めて良好、4点:良好、3点:やや良好、2点:やや悪い、1点:悪い)で行った。
実施例A4及び比較例A4の外観評価で用いた板状成形品を用い、標準ABS用無電解銅メッキ条件による前処理、化学エッチング、触媒付加、活性化及び化学メッキの工程で、厚み2μmの銅被膜が形成されたメッキ被覆体を作製した。メッキ被膜の密着性の評価は、JIS−H8504−15(引きはがし試験)にて行った。前記メッキ被覆体において、メッキ被膜上に2mm間隔で縦横方向に、被メッキ体に至る切り込みを入れて、格子状碁盤目25個を形成した。その後、この格子状碁盤目に、JIS Z1522の規定を満たすニチバン株式会社製セロハンテープCT−18を貼って勢い良く剥離した。メッキ被膜表面に残存した前記碁盤目の個数を計数することにより、テープ剥離による被膜残存率を評価した。
本発明の第2態様に係る成形品は、ポリカーボネート樹脂(a)及びDBP吸収量が低くヨウ素吸着量が小さい事を特徴とするカーボンブラック(b)を含む高誘電率材料用樹脂組成物(C)とポリカーボネート樹脂(D)との2色成形品である。
本発明の成形品では、高誘電率材料用樹脂組成物(C)のベース樹脂となるポリカーボネート樹脂(a)と、2色成形の際に複合する相手材としてのポリカーボネート樹脂(D)がある。いずれも、特段の制限なく公知のポリカーボネート樹脂を採用することが可能である。公知のポリカーボネート樹脂としては、熱可塑性の、芳香族ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリカーボネート樹脂、芳香族−脂肪族ポリカーボネート樹脂を挙げられるが、中でも芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。該芳香族ポリカーボネート樹脂は、芳香族ジヒドロキシ化合物をホスゲンまたは炭酸のジエステルと反応させることによって得るのが一般的である。
本発明で用いるカーボンブラックは、DBP吸収量が10〜50(mL/100g)であり、かつヨウ素吸着量が5〜40(mg/g)である。好ましくは、DBP吸収量が25〜35(mL/100g)であり、かつヨウ素吸着量が10〜30(mg/g)である。DBP吸収量はJIS K6217−4:2001に測定方法が記載されており、100gあたりに吸収されるDBPの容積(mL/100g)で表示される。また、ヨウ素吸着量はJIS K6217−1:2008に測定方法が記載されており、カーボンブラックの単位重量当たりに吸着されるヨウ素量(mg/g)で表示される。ともにカーボンブラックの特性の指標として慣用されている。
上記第2の態様を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、各成分として次に示すものを用いた。
カーボンブラック ; 旭カーボン株式会社製、「商品名:旭#8」、DBP吸収量 30(mL/100g)、ヨウ素吸着量(AI) 12(mg/g)、窒素吸着比表面積(N2SA) 12(m2/g)、N2SA/AI 1.0
熱安定剤 ; トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト;アデカアーガス(株)社製、「商品名:アデガスタブ2112」
ポリカーボネート樹脂(S−3000FN)6kg、カーボンブラック(旭#8)4kg及び熱安定剤(アデガスタブ2112)3g配合し、タンブラーミキサーにて均一に混合した。これを二軸押出機(日本製鋼所製、「TEX30α」、スクリュー径30mm、L/D=63)の上流部分に投入し、シリンダー温度265℃、スクリュー回転数400rpmにて溶融混練して高誘電率材料用樹脂組成物(C)のペレットを製造した。原料供給口では、材料がブリッジなどすることなく安定しており、運転条件も樹脂圧力が変動することなく安定していた。押し出された樹脂ストランドは、特別なメッシュベルトなどの設備を使うことなく、通常の水冷槽を利用してペレタイズすることができた。得られたペレットを用い、以下の評価を行った。
高誘電率材料用樹脂組成物(C)のペレットを射出成形機(東芝機械株式会社製、IS100F、型締め力100t)に投入し、シリンダー温度290℃〜310℃、金型温度100℃の条件で、100mm×100mm×厚み3mmの板状成形品を製造した。マテリアルアナライザー(アジレント社製、4291A)を用いて、室温で1GHzにて、誘電率及び誘電正接を測定した。誘電率は9.4、誘電正接は0.0081であった。
高誘電率材料用樹脂組成物(C)のペレットを射出成形機(東芝機械株式会社製、IS100F、型締め力100t)に投入し、シリンダー温度290℃〜310℃、金型温度100℃の条件で、100mm×100mm×厚み3mmの板状成形品を製造した。得られた成形品に生じるフローマークの外観評価を、目視にて行った。評価は5点満点(5点:極めて良好、4点:良好、3点:やや良好、2点:やや悪い、1点:悪い)で行い、5点であった。
一次材としてポリカーボネート樹脂(S3000−FN)を用い、射出成形で厚さ1mmt、1.5mmt及び2mmtの角板(100×100mm)を製造した。同じポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により厚み1mmtのシートを製造し、100×100mmの大きさにカットした。これら4種類の厚みの一次材を、キャビティー長さ100mm、幅100mm、厚さ3mmtである金型にインサートした。二次材として上記高誘電率材料用樹脂組成物(C)を用い、射出成形にて厚さ3mmtの2色成形品を得た(実施例B1〜B4)。また、同じ金型に、一次材をインサートせずに高誘電率材料用樹脂組成物(C)を射出成形して、厚さ3mmtの成形品を得た(比較例B1)。各成形品につき、下記の落球衝撃試験評価を行った。
JIS K7211に基づいて行った。2色成形品の高誘電率材料用樹脂組成物(C)側の面を鉄球が衝突する面として試験を実施し、ステアケース法の計算を用いて50%衝撃破壊エネルギーE50を計算して、2色成形品の衝撃特性を評価した。結果を表3に示す。
本発明の第3態様に係る着色用マスターバッチは、特定の物性を有する(E)カーボンブラックおよび(F)樹脂材料を含む。(E)カーボンブラックは、DBP吸収量が低いことを特徴とする。
本発明で用いるカーボンブラックは、DBP吸収量が10〜50(mL/100g)であり、好ましくはDBP吸収量が25〜35(mL/100g)である。DBP吸収量はJIS K6217−4:2001に測定方法が記載されており、100gあたりに吸収されるDBP(ジブチルフタレート)の容積(mL/100g)で表示され、カーボンブラックの特性の指標として慣用されている。
本発明の樹脂材料は、熱可塑性樹脂であることが望ましい。例えば、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、超超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂や、ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリル/スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体(ABS樹脂)などのスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン系樹脂とのアロイ、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリアミド系樹脂とのアロイ、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリオレフィン系樹脂とのアロイ等の変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。この他にもポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などに代表されるポリエステル樹脂、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミドMXD6などに代表されるポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等のエンジニアリングプラスチックスやこれらを含むアロイも挙げられる。また所望により、液晶高分子、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂といった高耐熱性のスーパーエンジニアリングプラスチックスやこれらを含むアロイを用いることもできる。
また必要に応じて樹脂組成物に添加される公知の紫外線吸収剤、その他の染顔料、帯電防止剤、難燃剤、離形剤や衝撃改良用エラストマーなどを配合することもできる。
得られたペレット状のマスターバッチは、そのまま被着色樹脂と溶融混練して、着色された成形材料を製造してもよいが、被着色樹脂の性状に合わせて粉砕機などで粗粒子化してから使用してもよい。バンバリーミキサーや加圧ニーダーを利用して得られた塊状のマスターバッチも、被着色樹脂の性状に合わせて粉砕機などで適切なサイズに粗粒子化してから使用することができる。
上記第3の態様を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例、比較例において、各成分として次に示すものを用いた。
(e1)旭カーボン株式会社製、「商品名:旭#8」、DBP吸収量 30(mL/100g)、PH=7.5、ヨウ素吸着量12(mg/g)
(e2)三菱化学株式会社製、「商品名:MA600」、DBP吸収量 115(mL/100g)、PH=7、ヨウ素吸着量40(mg/g)
(f1)ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製品、「商品名:H−4000FN」
粘度平均分子量16000、溶融粘度250Pa・s(280℃、100/sec)
(f2)ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製品、「商品名:S−3000FN」
粘度平均分子量22000、溶融粘度850Pa・s(280℃、100/sec)
(f3)芳香族ポリアミド樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製品、「商品名:レニー6001」、
粘度平均分子量17000、溶融粘度100Pa・s(280℃、100/sec)
(g1)ホスファイト系酸化防止剤;アデカアーガス(株)社製、「商品名:アデガスタブ2112」
(g2)ヒンダードフェノール系酸化防止剤;BASFジャパン株式会社、「商品名:イルガノックス1098」
(h1)ポリカーボネート樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製品、「商品名:S−3000FN」
粘度平均分子量22000
(h2)ガラス繊維強化芳香族ポリアミド樹脂
三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製品、「商品名:レニー1002H」、
(レニー6001にガラス繊維を30%配合したもの)
表4に示す割合で、カーボンブラック、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂及び熱安定剤を配合し、タンブラーミキサーにて均一に混合した。これを二軸押出機(日本製鋼所製、「TEX30α」、スクリュー径30mm、L/D=63)の最上流部分に投入し、溶融混練により着色用マスターバッチを製造した。押出し混練条件は、以下の通りである。
(実施例C1〜C6) : シリンダー温度265℃、スクリュー回転数400rpm、吐出量20Kg/h。
(実施例C7) : シリンダー温度270℃、スクリュー回転数300rpm、吐出量20Kg/h。
(比較例C2) : 吐出が安定しないためシリンダー温度260℃、スクリュー回転数300rpm、吐出量2Kg/hに変更して製造した。
(比較例C1、C3) : 真空ベントよりカーボンが噴出したためマスターバッチを製造できなかった。
(1)マスターバッチ製造容易性
(E)カーボンブラックおよび(F)樹脂材料を混合して2軸押出機で溶融混練する際の押出機の状況から、マスターバッチ製造容易性を下記の規準に従い評価した。結果を表4に示す。
(容易) モーター電流が一定値であり、吐出量変動もなく、ストランドの切断もない。真空ベントからは若干の揮発があるが、吐出口のメヤニもほとんど発生せずに、ストランドが切断されることもない。メンテナンスの必要もほとんどなく、安定した製造が可能な状態。
(困難) 吐出が不安定であり、ストランドが頻繁に切断して、連続的な製造が困難な状況。あるいは吐出口にメヤニが大量に蓄積し、頻繁にメンテナンスする必要がある状況。断続的な製造や、吐出を低下させて少量製造することは可能な状態。
(不可能) 押出機内部で(E)カーボンブラックと(F)樹脂材料の溶融混練がされておらず、真空ベントからカーボンブラックが噴出する。少量でも製造することが出来ない状態。
比較例C2:(困難)吐出20Kg/hではカーボンブラックと樹脂の混練が安定せずに、樹脂ストランドが頻繁に切断した。このため、吐出を2Kg/hまで落としてマスターバッチを製造した。
比較例C1、C3:(不可能)押出機の真空ベントよりカーボンが噴出した。押出条件を調整しても、連続的にストランドを吐出させるのは不可能であった。
実施例C1〜C7で得られたマスターバッチM1〜M7及び比較例C2で得られたM8と被着色樹脂とを、押出し機で溶融混練して、カーボンブラック配合量が1.0質量%となるように、成形材料を製造した。二軸押出機(日本製鋼所製、「TEX30α」、スクリュー径30mm、L/D=63)を用い、シリンダー温度265℃、スクリュー回転数400rpm、吐出量20Kg/hで、着色ペレットとして成形材料を得た。得られた着色ペレットを射出成形して、(2)成形品外観の評価を行った。結果を表5に示す。また、被着色樹脂がポリカーボネートS−3000FNである場合の実施例C8〜C13及び比較例C4について、(3)シャルピー衝撃強度による耐衝撃性評価を行った。結果を表5に示す。
着色ペレットを100℃×4時間乾燥させた。その後、射出成形機(東芝機械株式会社製、IS100F、型締め力100t)にて、シリンダー温度290℃〜310℃、金型温度100℃の条件で、100mm×100mm×厚み3mmの板状成形品を製造した。得られた成形品に生じる「ブツ」の外観評価を、目視にて行った。
外観評価は、成形品の表面に斜めに光を当て、カーボンブラック凝集粒子の目立ち方について判定した。目視による評価は、5点満点の点数(5点:極めて良好、4点:良好、3点:やや良好、2点:やや悪い、1点:悪い)で行った。
ISO179−1及び179−2に準拠して行った。上記の方法で得られた着色ペレットを、100℃×4時間乾燥させた。その後、射出成形機(東芝機械株式会社製、IS100F、型締め力100t)にて、シリンダー温度290℃〜310℃、金型温度100℃の条件で、10mm×80mm×厚み4mmの試験片を成形した。試験片にノッチを加工し、23℃の温度でシャルピー衝撃強度(kJ/m2)を測定した。
実施例C8〜C14:成形品の表面状態を観察した結果、ブツは認められなかった。
比較例C4:成形品の表面には、凝集したカーボンブラック粒子であるブツが多数認められた。
(衝撃強度について)
シャルピー衝撃強度試験後の成形品には、延性破壊(試験後のサンプルが、分離せずに一部つながっている状況で破壊している)のものと、脆性破壊(試験後のサンプルが、完全に分断されて破壊される)のものが存在する。実施例C8〜C10、C13は、試験した5本がすべて延性破壊となったが、実施例C11〜C12、比較例C4は試験した5本のうち1本が脆性破壊となった。
Claims (18)
- (A)樹脂材料を40〜80質量%及び(B)カーボンブラックを20〜60質量%含有する高誘電率材料用樹脂組成物であって、
前記(B)カーボンブラックは、DBP吸収量が10〜50(mL/100g)かつヨウ素吸着量が5〜40(mg/g)であり、
前記高誘電率材料用樹脂組成物は、誘電率が4以上であり、誘電正接が0.05以下である、
高誘電率材料用樹脂組成物。 - 前記(A)樹脂材料を50〜60質量%及び前記(B)カーボンブラックを40〜50質量%含有し、前記(B)カーボンブラックのDBP吸収量が25〜35(mL/100g)かつヨウ素吸着量が10〜30(mg/g)である、請求項1に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
- 前記(B)カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が5〜40m2/gである請求項1又は2に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
- 前記(B)カーボンブラックは、窒素吸着比表面積とヨウ素吸着量との比が1.3未満である請求項1〜3のいずれか1項に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
- 前記(A)樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂又はポリカーボネート/ABSアロイである請求項1〜4のいずれか一項に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
- 前記(A)樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂である請求項5に記載の高誘電率材料用樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の高誘電率材料用樹脂組成物を含む成形品。
- 請求項6に記載の高誘電率材料用樹脂組成物(C)及びポリカーボネート樹脂(D)を2色成形して得られる成形品。
- 前記成形品が前記高誘電率材料用樹脂組成物(C)層及び前記ポリカーボネート樹脂(D)層からなり、該ポリカーボネート樹脂(D)層の厚さが0.1mm〜5mmである請求項8に記載の成形品。
- 前記高誘電率材料用樹脂組成物(C)及び/又は前記ポリカーボネート樹脂(D)が、無機充填材を含有する請求項8又は9に記載の成形品。
- (E)カーボンブラック及び(F)樹脂材料を含有する着色用マスターバッチであって、前記(E)カーボンブラックのDBP吸収量が10〜50(mL/100g)であり、前記(E)カーボンブラックのヨウ素吸着量が10〜30(mg/g)である着色用マスターバッチ。
- 前記DBP吸収量が25〜35(mL/100g)である請求項11に記載の着色用マスターバッチ。
- 前記(E)カーボンブラックの含有割合が10〜90質量%、前記(F)樹脂材料の含有割合が10〜90質量%である請求項11又は12に記載の着色用マスターバッチ。
- 前記(E)カーボンブラックの含有割合が40〜90質量%、前記(F)樹脂材料の含有割合が10〜60質量%である請求項13に記載の着色用マスターバッチ。
- 前記(F)樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂からなる群から選ばれる1種以上である請求項11〜14のいずれか一項に記載の着色用マスターバッチ。
- 前記樹脂材料が、ポリカーボネート樹脂である請求項15に記載の着色用マスターバッチ。
- さらに熱安定剤を含有する請求項11〜16のいずれか一項に記載の着色用マスターバッチ。
- 請求項11〜17のいずれか一項に記載の着色用マスターバッチと被着色樹脂を含有する成形材料。
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